Dimethachlor is a synthetic herbicide, belonging to the chloroacetanilide group, that inhibits the undesirable growth of weeds via the suppression of very longchain fatty acid synthesis. Although dimethachlor has been shown to run off from agricultural fields into aquatic ecosystems, the toxicity of dimethachlor on aquatic invertebrates and vertebrates is unknown. In our study, we assessed the toxicity of dimethachlor on developing zebrafish embryos by analyzing viability, hatching ability, and phenotypic changes. Embryonic viability decreased from 48 h post-fertilization (hpf) at the highest concentration of dimethachlor. Decreased hatching ratio, shortened body length, and pathological changes in the eye, heart, and yolk sac were observed at sub-lethal concentrations. Additionally, dimethachlor increased the number of apoptotic cells and level of reactive oxygen species 120 hpf. Our results indicate that dimethachlor may act as an anti-developmental toxicant when accumulated in an aquatic environment.

본 연구에서는 살균제, 항진균제 등의 의약품을 포함하여 다양한 목적으로 사용되며, 신방오도 료로서의 가능성이 확인된 바 있는 Zinc undecylenate (ZU)를 이용해 연안환경 내 1차 소비자를 대표할 수 있는 성게 2종(H. pulcherrimus, M. nudus)에 대한 독성평가를 실시하였다. 실험결과 ZU에 대한 H. pulcherrimus와 M. nudus의 수정률 EC50은, 각각 11.27 mgl-1과 1.48 mgl-1로 나 타났다. 또한, 정상배아 발생률의 EC50은 각각 0.94 mgl-1와 3.78 mgl-1로 나타났으며, NOEC는 0.20 mgl-1, 0.78 mgl-1를 나타내었다. 본 연구에서 도출된 성게 2종과 문헌조사를 통한 연안양 식생물 2종의 급성독성결과를 이용하여 Predicted No Effect Concentration (PNEC)를 계산하였 다. PNEC 값은 0.0094 mgl-1로 나타났으며, 위와 같은 결과는 해양환경 오염물질에 대한 환경 보호전략 수립을 위한 기초자료로 활용될 것이다.

본 연구에서는 신방오도료 Diuron과 Irgarol이 해양 무척추동물인 말똥성게 (Hemicentrotus pulcherrimus)에게 미치는 독성영향을 10 min-수정률과 64 h-정상 유생발생률의 EC50, NOEC, LOEC 값을 통하여 확인하였으며, 해당 오염 물질이 H. pulcherrimus의 초기발생단계에 미치는 지연효과를 확인하고자 하였다. 실험결과, Diuron과 Irgarol은 시험농도 (40 mg L-1)에서 H. pulcherrimus의 수정률에 영향을 미치지 않았으며, 정상 유생발생률에 대한 EC50값은 각각 7.12 mg L-1, 2.31 mg L-1로 나타났다. 또한, 수정란이 pluteus 유생으로 발달하는 과정에서 반수영향농도의 Diuron과 Irgarol의 노출 경과시간이 18 h에 도달하면, early gastrular stage로의 발달이 지연되기 시작하여, 24 h에서부터 유의미한 발달지연이 확인되었다. 이후 지속적인 발달지연이 관찰되어, Early gastrular-gastrular-early pluteus-pluteus로 이어지는 과정에서 발달지연이 나타났다. Diuron과 Irgarol은 잔류성이 높으며, 본 연구결과와 같이 무척추동물을 포함한 다양한 해양생물 군에 독성영향이 있는 것으로 알려져 있다. 이에, 해양 환경의 오염을 방지하고 보전하기 위하여, 관련된 규정의 마련을 통하여 환경보호 전략이 필요하다.

본 연구에서는 다환방향족탄화수소 (PAHs) 중, phenanthrene이 둥근성게 (Mesocentrotus nudus)와 말똥성게 (Hemicentrotus pulcherrimus)의 수정률과 정상유생 발생률에 미치는 독성 효과를 확인하고자 하였다. H. pulcherrimus와 M. nudus의 모체에서 각각 획득한 정자와, 인공수정을 통하여 획득된 수정란을 phenanthrene에 노출시킨 후, 수정률과 정상배아 발생률을 측정하였다. 시험결과, H. pulcherrimus 와 M. nudus의 수정률과 정상배아 발생률은, 농도 의존적으로 감소하였으며, H. pulcherrimus와 M. nudus의 수정률에 대한 EC50값은 17.48 mg L-1과 16.21 mg L-1이었고, 정상배 아 발생률의 EC50값은 각각 2.99 mg L-1과 0.36 mg L-1인 것 으로 나타났다. 연구결과, H. pulcherrimus는 M. nudus보다 phenanthrene 노출에 대하여 더 민감하게 반응하는 것으로 나타났으며, 정상배아 발생률은 수정률에 비하여 더 민감한 종말점인 것으로 나타났다. 따라서, phenanthrene은 두 종의 성게 정자의 수정과 초기발달 단계를 포함한, 연안에 서식하는 다양한 생물종에 영향을 미치는 것으로 보여진다. 그중, 두 종의 성게는 다른 연안 서식 생물 종들에 비하여, Phenanthrene의 bio-monitoring을 위한 민감한 생물종일 수 있다고 사료된다. 또한, 본 연구를 통하여 도출된 결과와 독성값 (NOEC, LOEC 및 EC50)은 Phenanthrene 을 포함한 PAHs의 환경 기준농도 설정을 위한 유용한 기 초 자료로 활용될 수 있다.

Toxic assessment of antifouling agents (diuron and irgarol) was conducted using the fertilization and the normal embryogenesis rates of the sea urchin, Mesocentrotus nudus. Bioassessment began with male and female reproductive cell induction. White or cream-colored male gametes (sperm) and yellow or orange-colored female gametes (eggs) were acquired and fully washed, separately. Then, the fertilization and normal embryogenesis rates were measured after 10 min and 48 h of exposure to the toxicants, respectively. The fertilization and embryo development rates were greater than 90% in the control, validating the suitability of both endpoints. The normal embryogenesis rates were significantly decreased with increasing concentrations of diuron and irgarol, but no changes in the fertilization rates were observed in concentrations ranging from 0 to 40 mg L-1. The EC50 values of diuron and irgarol for the normal embryogenesis rates were 20.07 mg L-1 and 22.45 mg L-1, respectively. The no observed effect concentrations (NOEC) were <1.25 mg L-1 and the lowest observed effect concentrations (LOEC) were 1.25 mg L-1 and 2.5 mg L-1, respectively. From these results, concentrations of diuron and irgarol over 1.25 mg L-1 and 2.5 mg L-1, respectively, can be considered to have toxic effects on invertebrates, including M. nudus. The ecotoxicological bioassay in this study using the noted fertilization and normal embryogenesis rates of M. nudus can be used as baseline data for the continued establishment of environmental quality standards for the effects of antifouling agents (especially diuron and irgarol) in a marine environment.

Recent studies showed that tight junctions (TJs) integrity and assembly are required for blastocyst development in mouse and pig models. However, the biological functions of TJs associated with embryo implantation and maintenance of pregnancy were not investigated yet. To examine whether disrupted TJs affect further embryo development, we employed RNAi approach and inhibitor treatment. The embryos were injected with Cxadr (Coxsackievirus and adenovirus receptor) siRNA for knock down (KD) and treated with Adam10 (A Disintegrin and Metalloproteinase specific inhibitor 10; GI254023X; SI). We compared blastocyst development and paracellular sealing assay using FITC dextran uptake between control and KD or SI embryos. Finally, we transferred control and Cxadr KD or Adam 10 SI treated blastocyst to uteri of recipients. Cxadr KD and Adam 10 SI showed lower blastocyst development and more permeable to FITC-dextran. Moreover, we observed that half of KD and inhibited embryos failed to maintain pregnancies after the second trimester. Our findings suggested that TJs integrity is required for the maintenance of pregnancy and can be used as a selective marker for the successful application of assisted reproduction technologies.

A simple and efficient protocol was developed for somatic embryogenesis from the cotyledon explant of Paeonia lactiflora Pall. Seeds of peony obtained from fieldgrown plants were disinfested and zygotic embryos were excised. For germination, excised embryos were cultured on the Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with 3% (w/v) sucrose, 0.8% (w/v) agar, and different concentrations of N6 benzyl-adenine (BA) and gibberellic acid (GA3). The greatest germination percentage (95%) was observed when embryos were cultured on the MS medium with 1.0 mg • L-1 BA and 0.5 mg • L-1 GA3, and maintained at 25 ± 2°C under a 16 h photoperiod. Thirty days old cotyledon explants were cultured on the MS medium supplemented with different concentrations and combinations of plant growth regulators viz., BA, GA3, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), and á-naphthalene acetic acid (NAA). After 90 days, the globular embryos were directly formed on the surface of explants. The highest frequency of somatic embryo induction (72.5) was obtained on the MS medium with 3.0 mg • L-1 BA, 1.0 mg • L-1 NAA, 1.0 mg • L-1 GA3, and 0.1% (w/v) activated charcoal (AC), with a mean number of 14 embryos per explant. Maturation of globular embryos into heart- and torpedo-shape was observed on the same medium. When the torpedo-shaped embryos were transferred onto the same MS medium supplemented with 3.0 mg • L-1 BA, 1.0 mg • L-1 NAA, 1.0 mg • L-1 GA3, and 0.1% (w/v) AC, secondary somatic embryos were observed on the surface of primary somatic embryos. When the embryos were transferred to the MS medium supplemented with 1.0mg • L-1 each of BA and GA3, all of them converted into plantlets, but their growth was very slow.

Despite of the presence of estradiol-17β (E2) in ovarian follicles, its role(s) in in vitro maturation (IVM) is still largely unknown, especially in pigs. Thus, the current study was conducted to investigate the effect of E2 on in vitro maturation (IVM) of porcine oocytes and subsequent preimplantation development using in vitro fertilization (IVF)- or somatic cell nuclear transfer (SCNT)-derived embryos. To define the effects of E2 on IVM and early embryogenesis, porcine oocytes were matured in the presence or absence of E2, fertilized in vitro and cultivated to blastocyst stage. Compared to control group, the production of MII oocytes was significantly increased by treatment with E2, accompanying with the increase in MPF content and ERK phosphorylation, and monospermic fertilization and blastocyst development rates were also greatly elevated in the E2-treated oocytes. In addition, the advantageous role of E2 was also found in blastomere survival, which was further evidenced by both elevation of anti-apoptotic transcript Bcl-XL and decrease of pro-apoptotic transcript Bax. Furthremore, these positive effects of E2 were highly reproducible in early development of SCNT embryos. Collectively, the current study strongly suggests that E2 can be used as a efficient IVM supplement leading to successful nuclear/cytoplasmic maturatioin in pigs.

본 연구는 우리나라 주요 재배종인 Muscari armeniacum ‘Early Giant’ 품종을 사용하여 엽절편체로 부터 직접적으로 신초재생과 체세포배 발생에 미치는 생장조절제의 효과를 구명하였다. 무스카리의 엽조직으 로부터 캘러스 과정을 거치지 않은 직접 신초형성은 2,4-D 0.1 mg·L−1가 함유된 배지에서 가장 좋았다. 반면, 체세포배 발생은 생장조절제를 첨가하지 않는 대조구와 IPA 0.1~1.0 mg·L−1가 함유된 농도의 배지에서 비교적 양호하였다. 무스카리의 엽조직으로부터 재생된 자구를 기외로 이식했을 때 맹아율은 모든 처리구에서 80%이상 으로 높았으며 특히 NAA 0.1mg·L−1, IPA 1.0~3.0mg·L−1 배지에서 재생된 자구의 생장이 양호하였다.

알파파의 재분화된 식물체로부터 다량의 이차체세포배를 유도하였으며, 이들 체세포배로부터 재분화되는 식물체의 획득빈도를 향상시키기 위하여, 캘러스에서 유래된 배의 형태 및 형태별 유식물 분화 양상에 관한 실험을 수행하였다. 2,4-D 농도에 따라 체세포배의 형성에 차이를 나타내었는데, 생장조절제가 첨가되지 않았거나, 2,4-D가 0.1 m g / ℓ 첨가된 배지에서 형성된 배는 약 57% 이상이 2개의 자엽을 갖은 정상배였으며, 2,4-D 농도가 증가할수록 정상체세포배의 출현빈도는 감소하였고, 2,4-D 4 m g / ℓ 에서는 10%만이 정상배로 나타났다. 배의 형태에 따른 발아율 및 유식물 분화양상을 조사한 결과, 2개의 자엽을 갖는 정상배의 경우는 발아율이 85%로 가장 높았으며, 정상식물체로 발육되는 비율도 80%로 나타났다. 그러나 자엽이 1개 또는 3~4개인 배는 정상적으로 발육되는 식물체의 비율이 10% 이하로 매우 낮았으며, 자엽이 5개인 배와 나팔모양의 배는 정상적인 식물체로 발달하지 못하였다.

알팔파의 하배축(hypocotyl)으로부터 캘러스 유도 및 식물체 재분화를 위하여 2.4-D 와 kinetin이 조합 처리된 MS 배지에 조직을 치상하였을 때 4주 후 캘러스가 유도되었으며, 2.4-D 4 m g / ℓ 와 kinetin 0.1 m g / ℓ 그리고 2.4-D 4 m g / ℓ 와 kinetin 0.5 m g / ℓ 조합에서 체세포배가 형성되었다. 성숙한 체세포배를 MS 기본배지로 계대배양하였을 때 정상적인 식물체로 재분화 하였다. 이차 체세포배 발생을 위하여 재분화된 기내식물의 자엽으로부 터 이차 캘러스를 유도하였다. 2.4-D의 농도에 따라 배발생 캘러스의 형성률에 차이를 보였으며, 2.4-D 4 m g / ℓ 의 MS 배지에서 배양하였을 때 배발생 캘러스의 유도가 가장 좋았다. 배발생 캘러스로부터 이차 체세포배의 발생률을 2.4-D 0.1 m g / ℓ 첨가한 MS 배지에서 가장 좋았으며, 캘러스당 배 발생률이 일차 캘러스 보다 평균 18배 증가하여, 이차 체세포배 배양에 의한 재분화 식물체의 대량증식이 가능하였다. 성숙한 이차 체세포배는 MS 기본배지에 계대배양 하였을 때 뿌리가 유도되었으며 정상적인 식물체로 발달하였다.

The embryogenesis stimulating activity(ESA) had been shown in co-culture of embryos with bovine oviduct epithelial cell(BOEC) and culture in BOEG-conditioned medium. The present study was undertaken to purify and quantify the embryotropic proteins and to determine the optimum concentration of the embryotropic protein for the proper development of embryos. In BOEC-conditioned medium, five major bands of proteins were detected(66, 53, 40, 32 and 24 kDa) by SDS-PAGE. From these proteins, 288pg of protein that had a 32kDa molecular weight was purified by gel filtration column and perfusion chromatography ion-exchange column. When purified protein was supplemented to the in vitro culture media at various concentrations in protein-free media, 2.5g /ml supplement group showed significantly higher rates of embryo development into morula /blastocyst stages than other groups(p<0.05). In conclusion, we purified 32kDa protein from BOEC-conditioned medium and this protein showed optimum embryogenesis stimulating effect at 2.5g /ml.

본 연구(硏究)는 식물(植物)의 발생(發生)과 분화(分化)에 관(關)한 생화학적(生化學的) 분자생물학적(分子生物學的) 구명(究明)을 위해 조직(組織) 발생(發生) 단계(段階)의 특이적인 유전자(遺傳子)의 발현조절 기작과 역할(役割)을 연구(硏究)하기 위한 기초(基礎) 지식을 얻고자 수행(遂行)되었다. 벼를 실험재료(實險材料)로 하여 현미로부터 callus를 유도(誘道)하고 이들 callus에서 여러가지 방법(方法)을 통(通)해 embryogenic callus와 nonembryogenic callus를 분리(分離)해 somatic embryogenesis에 관련된 특수한 단백질(蛋白質)을 찾고자 하였고 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 지금까지의 보고(報告)에 의하면 재분화가 잘되는 callus와 그렇지 않은 callus간에는 여러가지 면에서 차이가 난다고 알려져 있다. 재분화가 잘되는 callus는 표면이 거칠고 흰색에 가까우며 조직(組織)이 단단하다. 반면에 재분화가 되지않는 callus는 표면(表面)에 윤기가 나며 단단하지 않다. 이러한 보고(報告)를 기초(基礎)로 하여 media에 1mg/1의 2,4-D가 첨가(添加)된 배지(培地)에서 2주 정도 callus를 유기시키고 유기된 callus는 다시 배양(培養)하였다. 7-8차 계대배양하면서 embryogenic callus와 nonembryogenic callus를 분리(分離)한 다음 이를 시료(試料)로 하여 protein을 추출(抽出)하여 SDS-PAGE 상에서 비교하여 보았다. 그 결과(結果) 두 callus간에 차이가 있음을 알 수 있었다. 7-8차 계대배양한 두 종류(種類)의 callus로 부터 protein을 분리하여 two-dimensional gel 전기영동에 의해 비교하여 본 결과(結果) 몇 개의 단백질(蛋白質)이 서로 다름을 알 수 있었다.

In animal development, the mechanisms by which localized factors and organelles in egg cytoplasm were exactly distributed into each daughter cell are essential for formation of various cell types. During ascidian Halocynthia roretzi embryogenesis, ooplasmic mitochondria were mainly segregated into muscle and neural precursor cells. At the 32-cell stage, localized mitochondria in the B6.2 blastomeres were preferentially distributed into the B7.4 muscle precursors compared with the B7.3 mesenchyme/ notochord precursors. When the B6.2 blastomeres were isolated from the early 32-cell stage embryos and then allowed to divide 2 times of cell division, the resultant partial embryos showed symmetric distribution of mitochondria, and the partial embryos were composed of equal size cells. In normal development, cell fates of the B7.3 blastomere were correlated with the unequal cleavage of B6.2 lineage cells that normally occurs in the next two-cell division stages to produce a large B8.5 mesenchyme and a small B8.6 notochord cell. Mitochondria are distributed asymmetrically in both cells. When embryos were treated with FGF receptor inhibitor SU5402 and MEK inhibitor U0126 between the 32-cell and the early 64-cell stages, the resultant embryos showed equal cleavage pattern and symmetric distribution of mitochondria in daughter cells of the B6.2 blastomeres. However, blocking of Nodal and Notch signaling did not affect the cell division pattern and mitochondrial distribution in the B6.2 lineage blastomeres between the 32-cell and 110-cell stages. Therefore, it is likely that FGF/MEK signaling is involved in asymmetric distribution of mitochondria and unequal cleavage of the B6.2 lineage blastomeres in ascidian embryo.

Drought and high salinity are the most important abiotic factors limiting plant development, growth, and crop productivity in agriculture (Munns and Tester 2008, Sengupta and Majumder 2009, Zhu 2002). As sessile organisms, plants are frequently exposed to drought and high salinity conditions, which alter water potential and cause osmotic stress, leading to serious damage to plant tissues (Bartels and Sunkar 2005, Boudsocq and Lauriere 2005). During exposure to water stress, plants display many physiological changes, such as reduction of water content, closure of stomata, and decreased cell enlargement and growth. In addition, severe and continuous water stress in plants causes the cessation of photosynthesis and disturbance of metabolism, and finally results in death (Nath et al. 2005, Shao et al. 2008). To adapt to these abiotic stress conditions, plants show a variety of responses, including the accumulation of abscisic acid (ABA) and expression of a large number of stress-related proteins (Krasensky and Jonak 2012, Lee and Luan 2012, Skriver and Mundy 1990, Stewart and Lee 1974). Although the cellular and molecular responses to environmental stress are well studied (Hasegawa et al. 2000, Thomashow 1999), the mechanisms underlying the functional modifications caused by osmotic stress are yet to be clarified, because of the complexity at the cellular level as well as at the whole plant level (Ashraf and Harris 2004, Flowers 2004, Foolad et al. 2003a, 2003b, Xiong et al. 2002).