Protoporphyrinogen oxidase (Protox) 저해제 저항성 형질전환 벼의 적응성과 Porphyrin 생합성 경로물질과 관련성

윤영범; 권오도; 백경환; 이도진; 정하일; 국용인

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자료유형: 학술저널

저자정보: 윤영범 (순천대학교) 권오도 (전남농업기술원) 백경환 (전남대학교) 이도진 (순천대학교) 정하일 (코넬대학교) 국용인 (순천대학교)

저널정보: 한국잡초학회 한국잡초학회지 한국잡초학회지 제31권 제2호

발행연도: 2011.6

수록면: 134 - 145 (12page)

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2012

Glufosinate-ammonium 저항성 형질전환벼의 저항성 수준과 적응성에 관한 연구

윤영범 , 국용인 Weed&Turfgrass Science 2012.12 학술저널

Protox 제초제 저항성 형질전환벼 재배지에서 Red rice 수집종 방제 및 내성기작 구명

윤영범 , 권오도 , 백경환 외 1명 한국잡초학회 별책(학술대회 초록집) 2012.12 학술대회자료

재배양식별 Protox 유전자 발현 형질전환벼의 저항성 수준 및 생산성 연구

윤영범 , 장세지 , 권오도 외 2명 한국잡초학회 별책(학술대회 초록집) 2012.10 학술대회자료

Protox 저해형 제초제 저항성 형질전환벼와 비형질전환벼의 환경스트레스에 대한 생리적 반응 차이

윤영범 , 권오도 , 신동영 외 4명 한국잡초학회지 2012.03 학술저널

2011

PROTOX 유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환벼의 한발스트레스에 대한 저항성 기작 연구

윤영범 , 정하일 , 박종인 외 3명 한국잡초학회 별책(학술대회 초록집) 2011.12 학술대회자료

PROTOX 유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환벼의 환경스트레스에 대한 적응성연구

윤영범 , 정하일 , 이도진 외 2명 한국잡초학회 별책(학술대회 초록집) 2011.12 학술대회자료

Protoporphyrinogen oxidase (Protox) 저해제 저항성 형질전환 벼의 적응성과 Porphyrin 생합성 경로물질과 관련성

윤영범 , 권오도 , 백경환 외 3명 한국잡초학회지 2011.06 학술저널

2010

Glufosinate-ammonium 저항성 형질전환벼의 저항성 수준과 적응성에 관한 연구

윤영범 , 유성호 , 서준수 외 2명 한국잡초학회 별책(학술대회 초록집) 2010.12 학술대회자료

2009

Glufosinate-ammonium 저항성 형질전환 고구마의 저항성 수준과 환경적응성에 관한 연구

윤영범 , 신지산 , 김경문 외 2명 한국잡초학회 별책(학술대회 초록집) 2009.12 학술대회자료

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Myxococcus Xanthus (MX, PX)와 Arabidopsis thaliana (AP37) 의 protoporphyrinogen oxidase (Protox) 유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환 벼와 비형질전환벼의 생육 및 수량에 관한 적응성 차이와 벼 생육별시기별 ALA 합성능력, tetrapyrrole 중간물질, 활성산소 발생, 지질과산화 작용 및 항산화효소 능력의 연관성이 조사되었다. Protox 과다발현 형질전환 벼 MX와 AP37의 초장은 이앙 후 43, 50, 65일에 비형질전환벼 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었고, 분얼수는 이앙 후 50일과 65일에 MX와 AP37 뿐만 아니라 PX에서도 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었다. 수확기의 간장과 수량은 MX, PX 및 AP37에서 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었다. 형질전환벼 계통 MX, PX 및 AP37 의 수량감소는 MX의 경우 영화수와 천립중에 의해, PX는 등숙율에 의해, AP37은 영화수, 등숙율 및 천립중에 의해서 기인되었다. 한편, 형질전환벼 계통 MX, PX 및 AP37의 수량감소는 또 다른 년찬변이 연구에서도 관찰되었다. 이러한 형질전환벼 계통의 생육 감소는 이앙 후 생육기간 뿐만 아니라 이앙 전 육묘기간 동안에서도 발생하여 결과적으로 수량이 감소되는 것으로 생각된다. Tetrapyrrole 중간물질 Proto IX, Mg-Proto IX 및 Mg-Proto IX monomethyl ester 의 축적량, 활성산소종(H₂O₂ 와 O₂), MDA, 및 항산화효소(superoxide dismutase, caltalase, peroxidase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase) 및 엽록소 함량은 Protox 유전자 과다발현 형질전환벼 계통과 비형질전환벼간에 유의적인 차이가 없어 이들 porphyrin 대사 경로 물질과벼 생육 및 수량감소의 연관성은 적은 것으로 사료된다. 그러나 MX, PX, AP37의 ALA 합성능력은 광노출 후 1일과 이앙 후 52일에 비형질전환벼에 비해 유의적으로 감소하여 이 부분에 대한 상세한 연구가 추후에 수행되어야 할 것으로 보이다.

The objectives of this study were to investigate fitness difference in growth and rice yield in herbicide-transgenic rice overexpressing Myxococcus xanthus and Arabidopsis thaliana protoporphyrinogen oxidase (Protox) genes and non-transgenic rice. We also aimed to determine whether these fitness differences are related to ALA synthesizing capacity, accumulation of terapyrroles, reactive oxygen species, lipid peroxidation, and antioxidative enzymes at different growth stages of rice. Plant height of the transgenic rice overexpressing M. xanthus (MX) and A. thaliana (AP37) Protox genes at 43, 50, and 65 days after transplanting (DAT) was significantly lower than that of WT. Number of tiller of PX as well as MX and AP37 at 50 and 65 DAT was significantly lower than that of WT. At harvest time, culm length and yield of MX, PX and AP37 and rice straw weight of MX and AP37 were significantly low compared with WT. The reduction of yield in MX, PX, and AP37 was caused by spikelets per panicle and 1000 grain weight, ripened grain, spikelets per panicle, 1000 grain weight, and ripened grain, respectively. On the other hand,the reduction of yield in MX, PX, and AP37 was also observed in another yearly variation experiment. The reduction of rice growth in MX, PX, and AP37 was observed in seedling stage as well as growth duration in field. There were no differences in tetrapyrrole intermediate Proto Ⅸ, Mg-Proto Ⅸ and Mg-Proto Ⅸ monomethyl ester, reactive oxygen species (H₂O₂ and O₂-), MDA, antioxidative enzymes (SOD, CAT, POX, APX, and GR) and chlorophyll between transgenic lines and wild type, indicating that accumulated tetrapyrrole intermediate and other parameters were not related to growth reduction in transgenic rice. However, ALA synthesizing capacity in MX, PX, and AP37 at one day after exposure to light and 52 DAT was significantly lower than that of WT. Further study is required to elucidate the mechanisms underlying the growth and yield difference between transgenic and WT lines.

#Itness #porhyrin biosynthesis #protox inhibitor #transgenic rice

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백경환

소속기관 전남대학교

주요연구분야 농수해양학 > 농학

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이도진

소속기관 순천대학교

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정하일

소속기관 미국 코넬대학교

주요연구분야 농수해양학 > 농학

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국용인

소속기관 순천대학교

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PROTOX 유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환벼의 한발스트레스에 대한 저항성 기작 연구

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PROTOX 유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환벼의 환경스트레스에 대한 적응성연구

윤영범 , 정하일 , 이도진 외 2명 한국잡초학회 별책(학술대회 초록집) 2011 .12

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