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Vis/NIR 초분광 분석을 이용한 고춧가루 색도 간이 측정법 개발
한고은(Koeun Han),이훈수(Hoonsoo Lee),강진호(Jin-Ho Kang),최은아(Eunah Choi),오세정(Se-Jeong Oh),이용직(Yong-Jik Lee),조병관(Byoung-Kwan Cho),강병철(Byoung-Cheorl Kang) 한국원예학회 2015 원예과학기술지 Vol.33 No.3
색도는 고추의 품질을 결정하는 중요한 요인으로, 색도 측정을 위해 high-performance liquid chromatography(HPLC), thin layer chromatography(TLC), ASTA-20 방법 등이 활용되고 있다. 특히 ASTA-20 방법은 간단하고 정확하게 다수의 시료에 대한 색도 분석을 수행할 수 있다는 장점 덕분에 주로 사용된다. 하지만 전처리 과정에 시간이 많이 소요되고 아세톤과 같은 폐시약이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 ASTA-20 방법을 대체하기 위하여 Vis/NIR 초분광 분석법을 활용한 빠른 색도 분석법을 개발하고자 하였다. ASTA-20 방법과 Vis/NIR 초분광 분석법의 상관관계를 분석하기 위하여 총 488점 고춧가루의 색도를 두 가지 방법으로 측정하였다. 이후 무작위로 선발한 366개의 시료를 이용하여 Vis/NIR 초분광 분석법으로 측정한 값으로부터 ASTA 값을 예측하는 부분최소자승법(PLS) 모델을 확립하였다. 모델 개발에 활용하지 않은 122개 시료의 ASTA 값을 PLS 모델을 이용하여 예측하고, ASTA-20 방법으로 측정한 값과 비교해본 결과, 매우 유의성 있는 상관관계(R²=0.88)를 나타내 Vis/NIR 초분광 분석법의 신뢰도를 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발한 간편하고 빠른 ASTA 값 측정 방법은 전처리 단계를 요구하지 않고, 30분 이내에 100개 시료에 대한 분석을 수행할 수 있어 다수의 고춧가루 색도를 빠르게 측정하는데 유용하게 사용될 것으로 기대한다. Color is one of the quality determining factors for pepper powder. To measure the color of pepper powder, several methods including high-performance liquid chromatography (HPLC), thin layer chromatography (TLC), and ASTA-20 have been used. Among the methods, the ASTA-20 method is most widely used for color measurement of a large number of samples because of its simplicity and accuracy. However it requires time consuming preprocessing steps and generates chemical waste containing acetone. As an alternative, we developed a fast and simple method based on a visible/near infrared (Vis/NIR) hyperspectral method to measure the color of pepper powder. To evaluate correlation between the ASTA-20 and the visible/near infrared (Vis/NIR) hyperspectral methods, we first measured the color of a total of 488 pepper powder samples using the two methods. Then, a partial leasts quares ( PLS) model was postulated using the color values of randomly selected 366 samples to predict ASTA values of unknown samples. When the ASTA values predicted by the PLS model were compared with those of the ASTA-20 method for 122 samples not used for model development, there was very high correlation between two methods (R² = 0.88) demonstrating reliability of Vis/NIR hyperspectral method. We believe that this simple and fast method is suitable for highthroughput screening of a large number of samples because this method does not require preprocessing steps required for the ASTA-20 method, and takes less than 30 min to measure the color of pepper powder.
중만생종 양파(Allium cepa L.) 품종판별을 위한 SNP 마커세트 개발
이예린(Ye-Rin Lee),한지원(JiWon Han),한고은(Koeun Han),이은수(Eun Su Lee),김도선(Do-Sun Kim),이혜은(Hye-Eun Lee) 한국원예학회 2021 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2021 No.10
양파(Allium cepa L.)는 조미채소로서 전 세계적으로 건강식품, 의약품 등으로 이용되고 있는 중요한 채소 중 하나이다. 국내 주요 재배 양파 품종은 대부분 중만생종이며, 본 실험에서는 중만생종 양파 품종 판별을 위한 SNP 마커세트를 개발하고자 하였다. 30개의 양파 핵심계통의 전사체 시퀀싱 정보를 활용하여 draft reference genome에 정렬한 후 총 1,515,410개의 SNP를 탐색하였다. 이중에서 대립유전자가 2개인 bi-alleic 형태의 SNP를 선발하였으며, missing data를 제거한 후 여러 단계의 필터링을 거쳐 PIC value값이 0.3 이상인 SNP 26,160개를 선발하였다. 선발된 SNP는 SNP 위치에서 up/down stream 방향으로 각가 500bp에 해당하는 인접 서열(flanking sequence)를 확보하여 최종적으로 134개의 SNP 프라이머를 제작하였다. 선발된 SNP의 다형성을 확인하기 위해 국립원예특작과학원 및 종묘회사에서 개발한 22개의 양파 F1 품종 및 1개의 배가반수체(doubled haploid, DH)에 대하여 HRM 분석을 실시하였다. 그 결과 다형성을 보이는 19개의 SNP를 최종적으로 선발하였으며, 선발된 19개의 SNP를 활용하여 중만생종 양파 품종의 유연관계 분석 및 품종 판별을 실시하였다. 개발된 SNP 마커세트를 활용하여 중․ 만생종 양파 품종을 신속하게 판별할 수 있을 것으로 생각되며, 더 나아가 양파 품종의 진위성 검정과 품종보호 출원 시 대조 품종의 선정 등 다양한 방면에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
CRISPR/Cas9 시스템을 이용한 세포 사멸 불활성화(immortalization) 배추
이예린(Ye-Rin Lee),이혜은(Hye-Eun Lee),한고은(Koeun Han),이은수(Eun Su Lee),고기성(Ki Seong Ko),이균오(Kyun Oh Lee),김도선(Do-Sun Kim) 한국원예학회 2021 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2021 No.10
배추(Brassica rapa)는 국내뿐만 아니라 중국 및 다른 동아시아에서 중요한 채소이다. 배추의 경우 애기장대가 속하는 배추과 식물로서 애기장대 발현 시스템을 직접 이용할 수 있고, 유전체 및 전사체 서열이 밝혀져 있어 유전체 편집 기술을 활용하여 식물 특이적 당 잔기를 제거할 수 있다. 현재까지 많은 식물 이용 바이오의약품 생산 연구가 진행되어왔지만 식물 세포의 낮은 단백질 생산성을 극복하고 생산 수율 증진시키는 데 한계가 있다. 이러한 생산기술의 한계를 극복하고 안전하고 저렴한 식물 기반의 차세대 biosimilar 생산 플랫폼을 개발하는 노력이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 애기장대에서 소포체 스트레스에 의해 유발되는 미절첩 단백질 반응(unfolded protein response, UPR)의 핵심 신호전달 유전자를 유전체 수준에서 교정한 배추 변이체 후보군을 확보하고자 하였다. CRISPR/Cas9시스템과 Agrobacterium 형질전환을 통한 유전자 교정으로 배추 형질전환체를 획득하였다. PCR 분석을 통해 형질전환 여부를 확인한 후 deep-sequencing 분석을 수행하여 유전자 변이 개체를 선발하였으며, 자가수정을 통한 homozygous 계통을 확보하였다. 확보된 E1 종자를 파종하여 파종 7일 후 N-glycosylation inhibitor인 tunicamycin (TM)을 농도별로 처리하여 기존 식물(wild type)의 식물체와 유전자 교정이 된 식물체간의 스트레스 내성을 비교하였다. 세포사멸 조절인자가 제거된 불멸화(immortalization) 식물체 세포의 경우 wild type 세포에 비해 스트레스 저항성과 증식율(proliferation)이 증가할 것으로 기대되며 또한 식물 세포배양 시스템으로 전환 시 단백질 생산 수율도 증가될 것으로 기대된다.