현사시나무 monodehydroascorbate reductase (MDHAR) 유전자의 분리 및 발현특성

윤서경,박응준,배은경,최영임,김준혁,이효신 한국식물생명공학회 2014 식물생명공학회지 Vol.41 No.4

Monodehydroascorbate reductase (MDHAR) isan important enzyme that plays a role in the detoxification ofreactive oxygen species (ROS) by maintaining reduced poolof ascorbate through recycling the oxidized form of ascorbate. In this study, we isolated a PagMDHAR1 gene from Populusalba × P. glandulosa, and investigated its expressioncharacteristics. The PagMDHAR1 cDNA encodes a putative434 amino acids containing FAD- and NAD(P)H-bindingdomains. Southern blot analysis indicated that a singlenuclear gene encodes this enzyme. Northern hybridizationanalysis revealed that PagMDHAR1 is highly expressed inboth suspension cells and flower tissues, while its expressionlevels were enhanced by drought, salt, cold, wounding andABA. Therefore, PagMDHAR1 might be expressed in responseto abiotic stress through the ABA-mediated signaling pathwayin this poplar species, suggesting that the PagMDHAR1plays an important role in the defense mechanisms againstoxidative stress.

현사시나무에서 Dormancy-associated protein 1 (DRM1) 유전자의 분리와 발현 특성 구명

윤서경,배은경,최현모,최영임,이효신 한국식물생명공학회 2017 JOURNAL OF PLANT BIOTECHNOLOGY Vol.44 No.1

Dormancy-associated protein (DRM) is involved in the dormancy physiology of plants and is conserved in almost all plant species. Recent studies found that DRM genes are involved in the abiotic stress response, and characterization studies of these genes have been conducted in several plants. However, few studies have focused on DRM genes in woody plants. Therefore, in this study, cDNA coding for DRM (PagDRM1) was isolated from poplar (Populus alba × P. glandulosa), and its structure and expression characteristics were investigated. PagDRM1 encodes a putative protein composed of 123 amino acids, and the protein contains two conserved domains (Domain I and Domain II). PagDRM1 is present as one or two copies in the poplar genome. Its expression level was highest in the stem, followed by mature leaves, roots, and flowers. During the growth of cultured cells in suspension, PagDRM1 was highly expressed from the late-exponential phase to the stationary phase. In addition, PagDRM1 expression increased in response to drought, salt stress, and treatment with plant hormones (e.g., abscisic acid and gibberellic acid). Therefore, we suggested that PagDRM1 not only plays an important role in the induction of dormancy, but also contributes to stress tolerance in plants.

현사시나무에서 Dormancy-associated protein 1 (DRM1) 유전자의 분리와 발현특성 구명

윤서경,배은경,최현모,최영임,이효신,Yoon, Seo-Kyung,Bae, Eun-Kyung,Choi, Hyunmo,Choi, Young-Im,Lee, Hyoshin 한국식물생명공학회 2017 식물생명공학회지 Vol.44 No.1

Dormancy-associated protein (DRM) is involved in the dormancy physiology of plants and is conserved in almost all plant species. Recent studies found that DRM genes are involved in the abiotic stress response, and characterization studies of these genes have been conducted in several plants. However, few studies have focused on DRM genes in woody plants. Therefore, in this study, cDNA coding for DRM (PagDRM1) was isolated from poplar (Populus alba ${\times}$ P. glandulosa), and its structure and expression characteristics were investigated. PagDRM1 encodes a putative protein composed of 123 amino acids, and the protein contains two conserved domains (Domain I and Domain II). PagDRM1 is present as one or two copies in the poplar genome. Its expression level was highest in the stem, followed by mature leaves, roots, and flowers. During the growth of cultured cells in suspension, PagDRM1 was highly expressed from the late-exponential phase to the stationary phase. In addition, PagDRM1 expression increased in response to drought, salt stress, and treatment with plant hormones (e.g., abscisic acid and gibberellic acid). Therefore, we suggested that PagDRM1 not only plays an important role in the induction of dormancy, but also contributes to stress tolerance in plants. Dormancy-associated protein (DRM)은 식물의 휴면생리에 관여하는 대표적인 단백질로 거의 모든 식물에 보존되어 있다. 최근 DRM 유전자가 비생물적 스트레스 반응에 관여하는 것으로 알려지면서 이 유전자의 특성구명 연구가 여러 식물에서 이루어지고 있다. 그러나 아직까지 나무에서는 DRM 유전자에 대한 연구가 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 DRM 유전자를 현사시나무(Populus alba ${\times}$ P. glandulosa)에서 분리하여 이를 PagDRM1이라 명명하고, 유전자의 구조와 발현특성을 조사하였다. PagDRM1 유전자는 123개의 아미노산으로 구성된 단백질을 암호화하며, 2개의 영역(Domain I과 Domain II)이 잘 보존되어 있다. PagDRM1은 현사시나무의 염색체에 1 ~ 2 copy가 존재하며, 줄기에서 가장 높게 발현하였고 성숙 잎, 뿌리 및 꽃에서도 높은 발현 수준을 나타내었다. 현탁배양세포의 생장주기에서는 늦은 지수생장기부터 정지기까지 높게 발현하였다. 또한 PagDRM1은 건조와 염 스트레스에 반응하여 발현이 증가하는 것으로 나타났다. 식물호르몬 처리에 의해서는 ABA와 GA 처리에 의한 발현 증가를 나타내었다. 따라서 PagDRM1은 식물의 휴면유도 과정에서 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 환경 스트레스 내성에도 기여하는 것으로 생각된다.

DEA를 활용한 국가연구개발사업의 효율성 분석: 경영분야와 비경영분야 간 비교

윤서경,이기준 한국경영교육학회 2022 경영교육연구 Vol.37 No.2

[Purpose]The efficiency is analyzed based on the budget invested in the national R&D project and the performance. In particular, we want to compare and analyze the management field and non-management field in national R&D. [Methodology]The DEA analysis used R studio, and the efficiency analysis applied the CCR and BCC models. Based on the most recent performance data in 2019, the national R&D project that caused it was limited to 2016-2019 and used for analysis. [Findings]The CCR and BCC model showed high efficiency in national R&D in the management field. It was found that the national R&D in the management field has a high ratio of IRS(Increasing Return to Scale), which can improve the ratio of output to input by increasing the size of input factors. On the other hand, national R&D in the non-management field has a high ratio of DRS(Decreasing Return to Scale) which can improve the ratio of output to input by reducing the size of input factors. [Implications]This study is meaningful in that it conducted the study through efficiency analysis of comparison between national R&D projects in the management field and national R&D projects in the non-management field. In the future, it is expected to be used as basic data for budget allocation and development of national R&D in the management field. [연구목적]국가연구개발사업에 투입되는 예산과 그로 인해 발생된 성과를 대상으로 경영분야와 비경영분야의 효율성을 비교하여 분석하고자 한다. [연구방법]DEA기법을 통해 국가연구개발사업의 경영분야와 비경영분야 간 효율성을 비교하고자 가장 최근의 성과 데이터인 2019년 성과를 기준으로 이를 발생시킨 국가연구개발사업을 2016년~2019년으로 한정하여 분석에 활용하였으며, 투입기준 CCR, BCC 모형으로 분석하였다. [연구결과]CCR 모형과 BCC 모형에서 경영분야의 효율성이 높게 나타났으며, 경영분야 국가연구개발사업은 규모의 경제성인 사업의 비율이 높아 투입변수의 규모를 확대시켜 투입 대비 산출의 비율을 개선할 수 있는 것으로 나타났다. 반면, 비경영분야 국가연구개발사업에서는 규모의 불경제성인 사업의 비율이 높으므로 투입변수의 규모를 축소시켜 투입 대비 산출의 비율을 개선할 수 있는 것으로 나타났다. [연구의 시사점]본 연구는 경영분야 국가연구개발사업과 비경영분야 국가연구개발사업 간 비교를 효율성 분석을 통해 연구를 진행했다는 점에서 의의가 있으며, 향후 경영분야 국가연구개발사업의 예산 배분이나 발전에 있어 기초자료로 활용이 가능할 것으로 예상된다.

현사시나무에서 Basic Leucine Zipper 유전자의 분리와 특성 구명

윤서경 ( Seo Kyung Yoon ),이효신 ( Hyoshin Lee ),배은경 ( Eun Kyung Bae ),최영임 ( Young Im Choi ),김준혁 ( Joon Hyeok Kim ),노설아 ( Seol Ah Noh ) 한국임학회 2014 한국산림과학회지 Vol.103 No.2

Basic leucine zipper(bZIP) 단백질은 식물의 성장과 발달 그리고 스트레스 반응을 조절하는 전사인자이다. 본 연구에서는 현사시나무(Populus alba × P. glandulosa)에서 SE3 그룹에 속하는 bZIP인 PagbZIP1 유전자를 분리하여 구조와 발현 특성 등을 조사하였다. 현사시나무의 PagbZIP1 유전자는 844개의 염기쌍으로 이루어져 있으며, 144개의 아미노산으로 구성되는 예상 분자량 16.6 kDa의 단백질을 암호화한다. PagbZIP1은 보존영역인 basic domain과 leucine zipper domain을 가지고 있으며, 현사시나무의 염색체에 2 copy가 존재하는 것으로 나타났다. PagbZIP1은 현사시나무의 뿌리와 배양세포에서 특이적으로 발현하며, 배양세포의 생장주기에서는 정지기에 높게 발현하였다. 또한 건조와 염 그리고 저온 스트레스 뿐 아니라 식물호르몬인 ABA 처리에 의해서도 발현이 유도되어, ABA를 경유한 신호전달경로를 따라 유전자 발현을 조절하는 것으로 판단되었다. 본 연구결과는 PagbZIP1 유전자의 도입과 발현조절을 통한 바이오매스 증진 및 스트레스 내성 나무의 개발에 도움을 줄 것으로 생각된다. Basic leucine zipper (bZIP) protein is a regulatory transcription factor that plays crucial roles in growth, development and stress response of plant. In this study, we isolated a PagbZIP1 gene that belonged to Group SE3 of bZIP from Populus alba × P. glandulosa, and investigated its expressional characteristics. The PagbZIP1 is 844 base pairs long and encodes a putative 144-amino-acid protein with an expected molecular mass of 16.6 kDa. The PagbZIP1 has two conserved domains including the basic and leucine zipper portions. Southern blot analysis revealed that two copies of the gene are presented in the poplar genome. PagbZIP1 was specifically expressed in the root and suspension cells. Moreover, the expression of PagbZIP1 was induced by drought, salt, cold and ABA. Therefore, our results indicated that PagbZIP1 might be expressed in response to abiotic stress through the ABA-mediated signaling pathway in poplar.

유동세포계수법을 이용한 물오리나무와 수우물오리의 염색체 배수성 연구

김양길,박주환,윤서경,박지민,강규석 경상대학교 농업생명과학연구원 2016 농업생명과학연구 Vol.50 No.6

Alnus incana subsp. hirsuta(Spach) A. Löve & D. Löve and Alnus incana subsp. tchangbokiiChin S. Chang & H. Kim are indigenous tree species in Korea. They are distinguished bymorphological characters, but their genetical differences have not been founded yet. However,based on flavonoid chemistry and DNA data, the hypothesis that A. incana subsp. tchangbokii isa tetraploid of A. incana subsp. hirsuta has been proposed. To test the hypothesis, we collectedleaf samples from 21 individuals of A. incana subsp. hirsuta and from 24 individuals of A. incana subsp. tchangbokii in Kwanak Mountain near by the Seoul National University. As aresult, A. incana subsp. hirsuta showed both diploid and tetraploid, but A. incana subsp. tchangbokii has only diploid. It means the differences between two spices are not caused bypolyploid, and it is not possible to distinguish them cytogenetically in this study. The studyabout polyploid of A. incana subsp. hirsuta is additionally needed. 국내 자생종인 물오리나무(Alnus incana subsp. hirsuta(Spach) A. Lö ve & D. Lö ve)와 수우물오리(Alnus incana subsp. tchangbokii Chin S. Chang & H. Kim)는 형태학적인 차이로 식별 가능하지만, 유전학적인 차이는 아직 밝혀지지 않았다. 다만 플라보노이드 분석 자료와 DNA자료에 근거하여 수우물오리가 물오리나무의 배수체라는 가설이 제기된 바 있다. 이를 검증하기 위해 서울대학교 인근 관악산에서 물오리나무 21점, 수우물오리 24점의 잎을 채집하여 유동세포계수법(flow cytometry)을 통해배수성을 측정하였다. 그 결과 물오리나무는 2배체와 4배체가 나타난 반면, 수우물오리는 2배체만 존재하는 것으로 나타났다. 기존의 가설과 달리 수우물오리의 형태학적 특성은 배수성에서 기인하는 것이아니며, 배수성을 통해 수우물오리와 물오리나무를 동정할 수는 없다는 것을 밝혀냈다. 물오리나무의배수성에 대해서는 추가적인 연구가 필요할 것이다.

학술연구논문 구두발표 2 : 포플러에서 분리한 plasma membrane intrinsic protein 1 유전자의 특성 분석

배은경,이효신,이재순,최영임,윤서경 한국임학회 2013 산림과학 공동학술대회 논문집 Vol.2013 No.-

포플러에서 분리한 plasma membrane intrinsic protein 1 유전자의 특성 분석

배은경,이효신,이재순,최영임,윤서경 한국산림휴양복지학회 2013 한국산림휴양학회 학술발표회 자료집 Vol.2013 No.4

현사시나무에서 SENESCENCE 1 유전자의 분리와 발현특성 구명

김준혁,이효신,최영임,배은경,윤서경,노설아 한국자원식물학회 2014 한국자원식물학회지 Vol.27 No.4

본 연구에서는 식물의 노쇠와 관련된 SENESCENCE 1 (SEN1)유전자를 현사시나무에서 분리하고, 여러 가지 조건에서 발현특성을 분석하였다. 현사시나무의 SEN1 유전자(PagSEN1)는243개의 아미노산으로 이루어져 있고, 한 개의 rhodanese domain을 가지고 있다. Southern blot 분석 결과 PagSEN1 유전자는현사시나무에서 2 copy 정도가 존재하는 것으로 나타났다. 조직 특이적 발현양상을 분석한 결과 PagSEN1 유전자는 성숙잎에서 가장 높게 발현하고, 뿌리에서 가장 낮게 발현하는 것으로나타났다. 또한 mannitol과 염 스트레스 처리에 의해 300배 이상 발현이 증가한 반면에 저온 스트레스에는 반응하지 않았다. 식물 호르몬 처리에서는 ABA와 JA 처리 10시간 후에 발현이 3.5배와 2.4배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 PagSEN1유전자는 건조와 염 스트레스에 반응하며, 식물의 자연적 노쇠과정 뿐 아니라 스트레스와 같은 환경변화에 의해 유발되는 노쇠과정에도 관여하는 것으로 판단된다. Plant senescence is one of the survival strategies to use limited nutrients efficiently during growth, development and adaptation. In this study, we isolated a gene (PagSEN1) homologous to SENESCENCE 1 from Populus alba ⨯ P. glandulosa. The PagSEN1 gene encodes a putative protein consisting of 243 amino acids containing a rhodanese domain. Southern blot analysis suggested that two copies of the PagSEN1 gene are present in the poplar genome. We characterized its transcriptional expression under various conditions mimicking senescence and environmental stresses. The PagSEN1 was expressed most strongly in mature leaves but most weakly in roots. The gene was significantly up-regulated by treatments with mannitol, NaCl, ABA and JA, but not by cold, SA and GA 3 . These results indicate that PagSEN1 is involved in senescence response induced by environmental stresses.

현사시나무 Gibberellic Acid-Stimulated Arabidopsis (GASA) 유전자의 발현 특성 및 건조 스트레스 내성 구명

최현모,배은경,최영임,윤서경,이효신 한국식물생명공학회 2017 JOURNAL OF PLANT BIOTECHNOLOGY Vol.44 No.1

Gibberellic Acid-Stimulated Arabidopsis (GASA) genes are involved in plant hormone signaling, cell division and elongation, as well as in responses to stress conditions in plants. In this study, we isolated a GASA gene from hybrid poplar (Populus alba × P. glandulosa) and analyzed its physiological phenotype and molecular functions in poplar. PagGASA cDNA encodes a putative protein composed of 95 amino acids containing an N-terminal signal peptide and a conservative cysteine-rich C-terminal domain. Southern blot analysis revealed that one or two copies of the PagGASA are present in the poplar genome. The PagGASA transcripts were highly detected in flowers and roots. Moreover, the expression of PagGASA was induced by growth hormone (gibberellic acid) and stress hormones (abscisic acid, jasmonic acid, and salicylic acid). By using transgenic analysis, we showed that the upregulation of PagGASA in poplar provides high tolerance to drought stress. Therefore, our results suggest that PagGASA plays an important role in drought stress tolerance via stress-related plant hormone signaling in poplar.