KR100648146B1 - Ａｇｌ28 유전자를 이용하여 식물의 개화시기를 촉진하는방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개화시기 조절 유전자를 이용하여 식물의 개화시기를 촉진하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 애기장대 유래의 AGL28 유전자를 식물체 내에 도입하여 과다 발현시킴으로써 식물의 조기 개화를 촉진하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 AGL28 유전자는 식물의 개화시기 조절 유전자의 탐색 등에 유용하게 이용될 수 있고, 식물의 개화시기를 촉진시켜 꽃과 종자의 생산 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

개화시기 촉진, AGL28 유전자, 애기장대

Description

ＡＧＬ28 유전자를 이용하여 식물의 개화시기를 촉진하는 방법{Method for promoting flowering time of plant using AGL28 gene}

도 1a는 야생형 애기장대와 35S:: AGL28 돌연변이체의 표현형을 비교한 사진이다.

도 1b는 야생형 애기장대와 35S:: AGL28 돌연변이체에서 AGL28 유전자의 발현 정도를 RT-PCR을 이용하여 분석한 결과이며, UBQ10은 대조군이다.

도 1c는 야생형 애기장대와 35S:: AGL28 돌연변이체의 개화시기를 비교한 그래프이다.

도 2는 야생형 애기장대를 장일조건 및 단일조건하에서 재배한 후, 시간별로 AGL28 유전자의 발현 정도를 RT-PCR을 이용하여 분석한 결과이며, AP1은 양성 대조군이고, UBQ10은 정량 분석을 위해 사용한 대조군이다.

도 3은 야생형 애기장대를 장일조건하에서 재배한 후, 4시간 간격으로 AGL28 유전자의 발현 정도를 RT-PCR로 확인함으로써 AGL28 유전자의 개일주기 리듬을 분석한 결과이며, UBQ10은 대조군이다.

도 4는 야생형 애기장대의 뿌리, 잎, 배축, 영양줄기 정단 및 생식줄기 정단 에서 AGL28 유전자의 발현 정도를 RT-PCR을 이용하여 분석한 결과이며, UBQ10은 대 조군이다.

도 5a는 본 발명의 AGL28 단백질의 아미노산 서열과 MADS 박스 단백질들의 아미노산 서열과의 상동성을 비교한 결과이다(검은색 박스로 표시된 부분은 아미노산 서열이 서로 일치되는 부분을 나타낸 것이다).　

도 5b는 본 발명의 AGL28 단백질과 MADS 박스 단백질들과의 계통 유전학적인 관계를 나타낸 트리(tree)이다.

도 6a는 야생형 애기장대와 all28 -1 돌연변이체의 표현형을 비교한 사진이다.

도 6b는 야생형 애기장대와 all28 -1 돌연변이체에서 AGL28 유전자의 발현 정도를 RT-PCR을 이용하여 분석한 결과이며, UBQ10은 대조군이다.

도 6c는 야생형 애기장대와 all28 -1 돌연변이체의 개화시기를 비교한 그래프이다.

도 7은 야생형 애기장대와 35S:: AGL28 돌연변이체에서 자발적 경로 유전자들인 FCA , LD, FY , FLC, FT 및 SOC1 유전자들의 발현 정도를 RT-PCR을 이용하여 분석한 결과이며, UBQ10은 대조군이다.

도 8은 본 발명의 AGL28 유전자와 식물의 개화조절 유전자들과의 상호 관련성을 나타낸 모식도이다. 화살표는 촉진 작용을 의미하며, T자 형태의 막대는 억제 작용을 의미한다.　

본 발명은 AGL28 유전자를 이용하여 식물의 개화시기를 촉진하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 애기장대 유래의 AGL28 유전자를 포함하는 벡터를 식물체 내에 도입하여 과다 발현시킴으로써 식물의 개화시기를 촉진하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 개화 식물에 있어서, 개화시기 조절은 식물체의 일생을 통틀어 가장 중요한 일 중의 하나로, 기온과 빛 등의 환경적인 인자와 식물체의 나이 등에 의해 좌우되며 식물체가 가지고 있는 유전적인 특성 등에 따라 매우 많은 단백질들의 상호 결합과 신호의 전달로 이루어진다. 따라서 대부분의 식물은 개화가 적합한 시기에 일어나도록 개화시기를 조절할 수 있는 메커니즘을 가지고 있으며, 이러한 개화시기 조절 메커니즘은 식물체 내부의 유전적 요인과 외부의 환경 요소에 의해 영향을 받는다(Lang A., Encyclopedia of Plant Physiology, Springer-Verlag, 1371-1536, 1965; Napp-Zinn K., In Manipulation of Flowering, London, Buttrworth, 123-132, 1987; Poethig R. S., Science, 250: 923-930, 1990).

　　　　　　　　

현재까지 식물의 개화시기에 영향을 미치는 다양한 종류의 돌연변이체, 유전자 또는 개화 조절 경로가 여러 연구를 통해 규명되었는데, 그 중 장일 조건에서 개화가 촉진되는 장일 식물인 애기장대에서 네 가지의 개화 조절 경로가 존재함이 밝혀졌다. 첫 번째 경로는 일장의 길이에 관계없이 개화를 조절하는 자발적 경로(autonomous pathway)로서, 이에 관여하는 유전자로 LD, PGM1, FY, FCA, FPA 및 FLD 등이 규명되었고(Chentao Lin, Plant Physiology, 123: 39-50, 2000), 두 번째 경로는 일장의 길이를 감지하여 개화를 조절하는 광주기 의존 경로 또는 장일 경로(photoperiod dependent pathway, or long day pathway)로서 ELF3, CAM1, GI, CO, FWA, FT 및 FE 등의 유전자가 이 경로에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다(Yaron Y. Levy and Caroline Dean(1998), The Plant Cell, 10: 1973-1989). 세 번째 경로는 온도에 의한 개화조절 경로(vernalization pathway)로서, 식물이 일정기간 저온에 노출되었을 때 개화가 촉진되는 경로이며, 이에 관련된 유전자로는 VRN1, VRN2, FRI 및 FLC 등의 유전자가 분리되었다. 마지막으로 주로 단일조건에서 영향을 미치는 경로이며 여기에는 식물호르몬의 일종인 GA(gibberellic acid)가 필수적인 역할을 하는 지베렐린 경로가 있다.　 이 경로에는 GA1이나 GAI(GA Insensitive), RGA(Repressor of ga1 -3) 등의 유전자들이 관여하고 있는 것으로 보고 되어 있으며, 주로 GA 호르몬의 생합성에 관여하는 유전자나 GA 호르몬의 신호전달에 관여하는 유전자들이 이 경로에 참여하고 있다(Araki T., Curr . Opin . Plant Biol., 4: 6368, 2001).

　　　　　　　　

한편, 상기와 같은 식물의 개화시기의 조절 유전자를 이용한 식물의 개화시기 조절은 학문적으로나 농업 및 원예 분야와 같은 산업적인 측면에서 매우 중요한 의미를 갖고 있으며, 특히 산업적인 측면으로는 원예작물의 개화시기를 촉진시켜 꽃과 종자의 생산을 단시간 내에 생산함으로써 생산량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

　　　　　　　　

따라서 최근 들어 식물의 개화시기 조절과 관련된 유전자를 이용하여 식물의 개화시기를 인위적으로 조절하고자 하는 기술들에 대하여 관심이 대두되고 있으며 이러한 시도가 이루어지고 있다. 현재까지 개화시기 조절과 관련된 유전자를 이용하여 식물의 개화시기를 인위적으로 조절하고자 하는 기술들로는, 대한민국특허 제319395호에는 애기장대의 생체시계 및 개화시기 조절 유전자 자이겐티아(GIGANTEA)가 개시되어 있고, 대한민국특허 제0519049호에는 bCIP1 단백질과 이를 암호화하는 DNA를 이용하여 식물체의 개화시기를 조절하는 방법이 개시되어 있으며, 대한민국특허 제0510959호에는 식물의 개화시기 조절 유전자인 COG를 이용한 식물의 조기 개화를 유도하는 방법이 개시되어 있다.　

　　　　　　　　

그러나 식물의 개화시기 조절은 상당히 복잡한 과정을 통해 일어나며 아직까지 완전히 규명되지 않은 다양한 유전자가 관여할 것으로 생각되고 있기 때문에, 식물의 개화시기 조절에 관여하는 새로운 유전자 및 그 기능에 대한 연구가 요구되고 있다.

이에 본 발명자들은 애기장대로부터 새로운 개화시기 조절 메커니즘과 관련이 있는 유전자를 이용하여 식물의 개화시기를 촉진하는 방법을 연구하던 중, AGL28 유전자가 식물의 개화시기를 촉진하는 활성이 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 AGL28 유전자를 이용하여 식물의 개화시기를 촉진하는 방법, 개화시기가 촉진된 형질전환 식물의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 형질전환 식물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 AGL28 단백질의 활성 또는 발현을 조절하는 화합물을 탐색하는 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 AGL28 유전자를 이용하여 식물의 개화시기를 촉진하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 AGL28 유전자를 이용하여 개화시기가 촉진된 형질전환 식물의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 개화시기가 촉진된 형질전환 식물을 제공하는 것이다.　

나아가 본 발명은 AGL28 단백질 또는 상기 단백질을 발현하는 재조합 세포와 후보물질을 접촉시킨 다음 AGL28 단백질의 활성 또는 발현에 미치는 효과를 측정하는 단계를 포함하는 AGL28 단백질의 활성 또는 발현을 조절하는 화합물을 탐색하는 방법을 제공한다.

　　　　　　

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.　

본 발명에 따른 식물의 개화시기를 촉진하는 방법은 애기장대로부터 분리된 MADS 박스 단백질 계열의 기능이 알려지지 않은 AGL28이라 불리는 공지된 유전자를 이용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명자들은 상기 AGL28 유전자의 기능을 규명하기 위하여 먼저, 야생형 애기장대로부터 분리한 총 RNA를 주형으로 하고 공지된 염기서열(GenBank accession no: AY141231)을 토대로 디자인한 프라이머를 사용하여 RT-PCR을 수행함으로써 AGL28 유전자의 cDNA를 제조하였다(실시예 1 참조). 상기 AGL28 유전자의 염기서열 및 아미노산 서열은 서열번호 1 및 서열번호 2에 각각 나타낸 바와 같다.

본 발명자들은 상기 AGL28 유전자의 특성을 조사하기 위하여 AGL28 유전자의 cDNA를 35S 프로모터와 NOS 터미네이터가 포함된 벡터에 삽입하여 재조합 벡터를 제조한 후, 아그로박테리움 튜메파시엔스 ASE(Agrobacterium tumefaciens strain ASE)를 이용하여 상기 재조합 벡터를 애기장대에 도입하였다. 상기 AGL28 유전자를 포함하는 재조합 벡터가 도입된 형질전환 식물체 중에서 조기 개화된 개체를 선별하고 이를‘35S:: AGL28 ’돌연변이체라고 명명하였다.　 이후, 상기 선별된 돌연변이체의 조기개화 형질을 확인하기 위하여 야생형 애기장대와 개화시기를 비교하였다( 실시예 3 참조). 그 결과, 야생형은 15장에 개화를 보이는데 비해 35S:: AGL28 돌연변이체는 8.5장에 개화를 보이는 것을 확인하였고(도 1c 참조), 이는 개화 촉진자로 알려진 SOC1 및 CO에 의한 식물의 개화가 각각　 6.8장 및 7.5장인 것으로 볼 때, 본 발명의 돌연변이체가 상기 SOC1 및 CO에 의한 개화보다는 조금 느리지만 야생형에 비해서는 매우 빠른 것임을 알 수 있었다. 또한 상기 선별된 돌연변이체 및 야생형에서 AGL28 유전자의 발현 패턴을 RT-PCR을 이용하여 분석하였다. 그 결과, 상기 유전자는 야생형에 비해 조기 개화의 특성을 보인 35S:: AGL28 돌연변이체에서 과다 발현됨을 알 수 있었다(도 1b 참조). 따라서 본 발명자들은 상기 유전자가 식물체에 있어서 개화를 촉진하는 기능을 가지고 있을 것으로 추정하였다.

본 발명의 AGL28 유전자가 애기장대의 개화시기를 조절하는 여러 가지 경로 중, 광주기 의존 경로에 관여하고 있는지 확인하기 위하여 야생형 애기장대를 장일조건과 단일조건하에서 재배한 후, 시간대별로 야생형 애기장대에서 AGL28 유전자의 발현양상을 확인하였다. 그 결과, 광주기 의존 경로에 관여한다고 알려진 AP1은 장일조건하에서 시간이 흐를수록 발현 양이 증가하는 것으로 나타났다. 반면 본 발명의 AGL28 유전자는 광주기에 상관없이 단일조건 및 장일조건 모두에서 높게 발현되고 있는 것을 확인할 수 있었다(도 2 참조). 또한, AGL28 유전자가 개일주기 리듬이 있는지 확인한 결과, 본 발명의 AGL28 유전자는 야생형 애기장대에서 개일주기와 무관하게 모든 시간에 걸쳐 전반적으로 높은 발현을 보이고 있음을 확인하였다(도 3 참조).

나아가, AGL28 유전자의 발현에 있어서 식물의 조직, 즉, 식물의　 배축(hypocotyl), 잎(leaves), 뿌리(root), 영양줄기 정단 (vegetative apex) 및 생식줄기 정단 (reproductive apex)에서의 발현 정도를 확인하였다. 그 결과, 본 발명의 AGL28 유전자는 식물의 잎과 뿌리에서 보다 배축 및 영양줄기 정단에서 더 많이 발현되고 있었다. 그러나 생식줄기 정단에서는 AGL28 유전자가 전혀 발현되지 않고 있었다(도 4 참조). 이러한 결과는 개화 이전에 개화에 관련된 유전자들이 모여 있는 영양줄기 정단에서는 AGL28 유전자가 과다 발현되고 있었고, 식물이 개화한 후, 생식줄기 정단에서는 AGL28 유전자가 발현되지 않고 있는 것으로 보아 본 발명의 AGL28 유전자는 식물이 개화되기 이전에 개화와 관련된 유전자들의 발현에 영향을 미칠 것으로 추정할 수 있었다.

한편, 식물의 MADS 박스 유전자는 타입 I 과 타입 II 로 구분된다. 상기 타입 II MADS 박스 유전자들은 기존에 그 기능이 널리 알려져 있으나, 타입 I MADS 박스 유전자들의 기능은 거의 보고 되지 않은 실정이다.　 기존에 보고 된 타입 II MADS 박스 유전자의 기능은 식물 전반의 기관 발달에 관여하고 있다고 보고 된 바 있다. 상기 타입 II MADS 박스 유전자의 예로는 AGL8을 들 수 있는데,　 상기 유전자는 열매와 잎이 발달하는 동안 세포 분화에 관여하는　 유전자의 전사를 조절하고 있다고 알려져 있으며(Gu Q et al., Development 125, 1509-1517, 1998), AG( agamous ), AP1(apetala1), AP3 ( apetala3) 및　 PI( pistallata ) 는 꽃 기관 동일성(floral organ identity)의 특이성에 관여하고 있다고 보고 된 바 있다(Yanofsky M.F. et al., Nature 346, 35-39, 1990; Mandel M. A. et al., Nature, 360, 273-277, 1992; Jack T et al., Cell, 68, 683-697, 1992; Goto K et al.,　 Genes Dev., 8, 1548-1560, 1994).　 또한, 타입 II MADS 박스 유전자들은 식물의 개화시기를 조절하는 것으로 알려져 있으며,　 대표적인 개화 억제자로는 AGL25(flowering locus C) 및 AGL22(short vegetative phase)가 있고, 개화 촉진자로는 AGL20(suppressor of overexpression of contansi )을 들 수 있다.

상기 타입 II MADS 박스 유전자들이 발현된 단백질들의 대부분은 DNA와의 결합에 있어서 중요한 결정을 하는 MADS 도메인 및 DNA 결합 다이머(dimer)의 선택적인 형성을 위한 중요한 역할을 하는 I(intervening) 도메인을 가지고 있으며, 단백질의 이량체(dimerization)을 촉진하는 K(keratin-like coiled-coil) 도메인 및 전사 활성 또는 단백질 복합체의 형성에 관여하는 C(carboxy-terminal) 도메인을 가지고 있는 것으로 알려져 있다(Ma H. et al., Genes Dev. 5: 484-495, 1991). 반면, 타입 I MADS 박스 단백질들은 상기 타입 II MADS 박스 단백질들과는 달리 K 도메인을 가지고 있지 않다(Alvarez-Buylla E. R. et al., Plant J. 24: 457-466. 2000). 상기 타입 I MADS 박스 단백질들은 계통유전학적인 상호관계에 의해 Mα ,Mβ 및 Mγ로 분류되는 것으로 알려져 있다(Alvarez-Buylla E. R. et al., Plant J. 24: 457-466. 2000; Parenicova L et al., Plant Cell 15: 1538-1551. 2003; Nam J et al., Proc . Natl . Acad . Sci . U S A. 101: 1910-1915. 2004).

이에 본 발명자들은 식물의 개화를 촉진하는 AGL28 단백질이 기존의 식물의 개화를 조절한다고 알려진 타입 II MADS 박스 단백질들과 계통유전학(phylogenetic)적으로 상호관련성이 있는지 조사하기 위하여 기존에 타입 II MADS 박스 단백질로 알려진 AGL20, AGL22, AGL24, AGL25, AGL27 및 AGL31의 아미노산 서열과 AGL28 단백질의 아미노산 서열을 클루스탈 X 프로그램(clustal X program)을 이용하여 정렬하였고, 네이버-조이닝 방법(neighbor-joining method)을 이용하여 MADS 도메인 서열의 계통유전학 트리를 그렸다(Saitou N and Nei M, Mol . Biol. Evol . 4, 406-425, 1987 참조)(실시예 5 참조).　 그 결과, 본 발명의 AGL28 단백질은 상기 타입 II MADS 박스 단백질들과 아미노산 서열상에서 큰 차이를 보이고 있었고(도 5a 참조), 계통 유전학 트리에서도 타입 II MADS 박스 단백질들과 다르게 그룹핑(grouping)됨을 확인할 수 있었다(도 5b 참조). 반면, 본 발명의 AGL28 단백질의 아미노산 서열을 Alvarez-Buylla E. R. 등에 의해 개시된 문헌(Alvarez-Buylla E. R. et al., Proc Natl Acad Sci U S A. 97(10): 5328-5333. 2000)에 기재되어 있는 타입 I MADS 박스 단백질들의 아미노산 서열과 비교한 결과 아미노산 서열상에서 높은 유사성을 보이는 것을 확인하였고, 특히, 타입 I MADS 박스 단백질 중 Mα에 속하는 것을 확인할 수 있었다(결과 미도시).

따라서 본 발명의 AGL28 유전자는 타입 II MADS 박스 유전자 계열이 아닌 타입 I MADS 박스 유전자 계열에 속함을 알 수 있었다.

또한, 본 발명자들은 AGL28 유전자가 식물의 조기 개화와 관련이 있는지 확인하기 위하여, AGL28 유전자의 발현이 억제된 돌연변이체인 agl28 -1을 이용하여 야생형과의 개화시기 및 AGL28 유전자의 발현양상을 비교 분석하였다(실시예 6 참조). 그 결과, 상기 agl28 -1 돌연변이체는 10.6장에 개화하였고, 야생형은 10장에 개화하는 것으로 나타났다(도 6c 참조).　따라서 상기 AGL28 유전자의 발현이 억제된 돌연변이체는 조기 개화되지 않았음을 알 수 있었다. 또한, 야생형 및 agl28-1 돌연변이체에서 AGL28 유전자의 발현양상을 비교한 결과, 야생형에서는 AGL28 유전자가 발현되고 있었으나, 상기 돌연변이체에서는 AGL28 유전자가 발현되지 않는 것을 확인할 수 있었다(도 6b 참조).　　　

나아가 본 발명자들은 AGL28 유전자와 공지된 다른 식물의 개화시기를 조절하는 유전자들과의 상호 관련성을 조사하고자, RT-PCR을 이용하여 야생형 및 AGL28 유전자가 과다 발현되는 35S:: AGL28 돌연변이체에서 자발적 경로에 관여하는 유전자들의 발현 양상을 비교 분석하였다(실시예 7 참조). 그 결과, 자발적 경로에 위치하고 있는 유전자들 중에서 개화 촉진자로 알려진 SOC1 , FCA , LD 및 FY는 야생형에 비해 35S:: AGL28 돌연변이체에서 발현이 증가하는 것으로 나타났고,　 개화 촉진자로 알려진 FT는 야생형과 돌연변이체 모두에서 발현이 비슷하였으며, 개화 억제자로 알려진 FCL의 발현은 야생형에 비해 35S:: AGL28 돌연변이체에서 감소하는 것으로 나타났다(도 7 참조). 상기의 결과로 35S:: AGL28 돌연변이체에서 AGL28 유전자의 과다 발현은 개화를 억제하는 것으로 알려진 FLC 유전자의 발현을 억제하고, 상기 FLC 유전자의 발현을 억제하는 것으로 알려진 개화 촉진자인 FCA , LD 및 FY 유전자들과 SOC1 유전자의 발현을 촉진시킴으로써 조기 개화를 유도함을 알 수 있 었다.

따라서 본 발명은 AGL28 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 발현을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 식물의 개화시기를 촉진하는 방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 AGL28 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 식물체에서 과다 발현시킴으로써 식물의 개화시기를 촉진시키는 것을 특징으로 하는 식물의 개화시기를 촉진하는 방법을 제공한다.

식물체에서 AGL28 유전자를 과다 발현시키는 방법으로는 AGL28　유전자를 포함하고 있는 식물체 또는 AGL28 유전자를 포함하고 있지 않은 식물체 내로 AGL28 유전자를 도입함으로써 수행될 수 있다.　 상기에서 "유전자의 과다발현"이란 야생형 식물에서 발현되는 수준 이상으로 AGL28 유전자가 발현되도록 하는 것을 의미한다. 식물체내로 AGL28 유전자를 도입하는 방법으로는 프로모터의 조절을 받는 AGL28 유전자가 포함된 발현 벡터를 이용하여 식물체를 형질전환 하는 방법이 있다. 상기에서 프로모터로는 식물체 내에 삽입 유전자를 과다 발현시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다.　 상기 프로모터의 예로는 이에 한정되지는 않으나, CaMV의 35S RNA 및 19S RNA 프로모터; 피크워트 모자이크 비루스(FMV)에서 유래한 전장 전사 프로모터 및 TMV의 코트 단백질 프로모터를 들 수 있다.　 또한, 단자엽 식물이나 목본식물체에서 AGL28 유전자를 과다발현하기 위해서는 유비퀴틴(ubiquitin) 프로모터를 사용할 수 있다.

애기장대의 개화시기 조절 경로 중 광주기 경로에 관여하는 개화촉진 유전자인 FT 유전자가 알려져 있고(Kardailsky et al., Science 286:1962-196, 1999), 상기 FT 유전자의 과다 발현체는 조기 개화와 조기 열매 맺음이 보고 된 바 있다(Endo T et al., Transgenic research 14:703-712, 2005). 따라서 상기 FT 유전자의 과다 발현체는 과일의 수확시기를 단축시키고 수확량을 증진시키는데 이용할 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 식물의 개화시기를 촉진하는 방법은 식물체 내에서 AGL28 유전자를 과다 발현시켜 개화시기를 촉진함으로써 단시간 내에 식물의 꽃과 종자를 생산하여 효율을 증대시키는데 적용될 수 있다.

　　　　　　　　

상기 AGL28 단백질은 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질 및 상기 단백질의 기능적 동등물을 포함한다.　 "기능적 동등물"이란 아미노산의 부가, 치환 또는 결실의 결과 상기 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열과 적어도 70% 이상의, 바람직하게는 80%, 더욱 바람직하게는 90% 이상의 서열 상동성을 갖는 것으로, 서열번호 2로 표시되는 단백질과 실질적으로 동질의 생리활성을 나타내는 단백질을 말한다.　 "실질적으로 동질의 생리활성"이란 식물체 내에서 과다발현 시 식물의 조기 개화를 촉진시키는 활성을 의미한다.

　 상기 본 발명에 따른 AGL28 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 DNA 또는 RNA일 수 있으며 바람직하게는 서열번호 1로 표시되는 DNA일 수 있다.

또한, 본 발명은　 AGL28　 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 재조합 백터를 식물체에 도입하는 것을 특징으로 하는 개화시기가 촉진된 형질전환 식물의 제조방법을 제공한다.

상기 AGL28 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 적합한 발현 벡터 내로 삽입되어 식물세포를 형질전환 할 수 있다.　 "발현 벡터"라는 용어는 AGL28 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열이 삽입 또는 도입될 수 있는 당분야에 공지된 플라스미드, 바이러스 또는 기타 매개체를 의미한다.　 본 발명에 따른 폴리뉴클레오티드 서열은 발현 조절 서열에 작동 가능하게 연결될 수 있으며, 상기 작동 가능하게 연결된 유전자 서열과 발현 조절 서열은 선택 마커 및 복제 개시점(replication origin)을 같이 포함하고 있는 하나의 발현 벡터 내에 포함될 수 있다.　 "작동 가능하게 연결(operably linked)"된다는 것은 적절한 분자가 발현 조절 서열에 결합될 때 유전자 발현을 가능하게 하는 방식으로 연결된 유전자 및 발현 조절 서열일 수 있다.　 "발현 조절 서열(expression control sequence)"이란 특정한 숙주 세포에서 작동 가능하게 연결된 폴리뉴클레오티드 서열의 발현을 조절하는 DNA 서열을 의미한다.　 그러한 조절 서열은 전사를 실시하기 위한 프로모터, 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열 및 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함한다.　 식물 세포 내로 AGL 28 유전자를 도입시키기 위한 적합한 벡터로는 Ti 플라스미드 및 식물 바이러스 벡터가 있다.　 상기 적합한 벡터의 예로는 이에 한정되지는 않으나, pPZP, pGA 및 pCAMBIA 계열과 같은 바이너리벡터를 사용하는 것이 바람직하다. 당업자라면 본 발명의 AGL28 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열을 도입시키는데 적합한 벡터를 선택할 수 있으며, 본 발명에서는 AGL28 폴리뉴클레오티드 서열을 식물 세포내로 도입할 수 있는 벡터라면 어떠한 벡터라도 모두 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 재조합 벡터는 당분야에 공지된 방법을 사용하여 식물 체내로 도입할 수 있다.　 예를 들면, 이에 한정되지는 않으나 아그로박테리움(Agrobacterium sp.)-매개에 의한 방법, 입자 총 충격법(particle gun bombardment), 실리콘 탄화물 위스커법(Silicon carbide whiskers), 초음파 처리법(sonication), 전기천공법(electroporation) 및 PEG(Polyethylen glycol)에 의한 침전법을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 방법에 따라 제조되어 개화시기가 촉진된 형질전환 식물을 제공한다.

본 발명에 따른 개화시기가 촉진된 식물은 당업계의 통상적인 방법인 유성번식 방법 또는 무성번식 방법을 통해 수득할 수 있다.　 보다 구체적으로 본 발명의 식물체는 꽃의 수분과정을 통하여 종자를 생산하고 상기 종자로부터 번식하는 과정인 유성번식을 통해 수득할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 AGL28 유전자를 포함하 는 재조합 벡터로 식물체를 형질전환 한 다음 통상적인 방법에 따라 캘러스의 유도, 발근 및 토양 순화의 과정인 무성번식 방법을 통해 수득할 수 있다.　 즉, AGL28 유전자가 포함된 재조합 벡터로 형질전환 된 식물의 절편체를 당업계에 공지된 적합한 배지에 치상한 다음 적정 조건으로 배양하여 캘러스의 형성을 유도하고, 신초가 형성되면 호르몬 무첨가 배지로 옮겨 배양한다.　 약 2주 후 상기 신초를 발근용 배지에 옮겨서 뿌리를 유도한다.　 뿌리가 유도된 다음 이를 토양에 이식하여 순화시킴으로써 개화시기가 촉진된 식물을 수득할 수 있다. 본 발명에서 형질전환 식물은 전체 식물체 뿐만 아니라 그로부터 수득될 수 있는 조직, 세포 또는 종자를 포함할 수 있다.

상기 본 발명에 따른 방법이 적용될 수 있는 식물의 예로는 이에 한정되지는 않으나, 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 팥, 귀리, 수수를 포함하는 식량작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파, 당근을 포함하는 채소작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩, 유채를 포함하는 특용작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구, 바나나를 포함하는 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합, 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐, 페레니얼라이그라스 등을 포함하는 사료작물류가 포함될 수 있다. 바람직하게는, 상기 개화시기가 촉진된 형질전환 식물은 애기장대일 수 있다.

나아가 본 발명은 AGL28 단백질의 활성 또는 AGL28 유전자의 발현을 조절하는 물질을 탐색하는 방법을 제공한다.　 구체적으로, 서열번호 2의 아미노산 서열을 갖는 AGL28 단백질 또는 상기 단백질을 발현하는 재조합 세포를 후보물질과 접촉시킨 다음, 상기 후보물질이 본 발명의 AGL28 단백질의 활성 또는 AGL28 유전자의 발현에 미치는 효과를 측정하는 단계를 포함하는 AGL28 단백질의 활성 또는 발현을 조절하는 화합물을 동정하는 방법을 제공한다.　 상기에서 AGL28 단백질의 활성 또는 AGL 28 유전자의 발현을 조절한다는 것은 AGL28 단백질의 활성 또는 AGL28 유전자의 발현을 촉진한다는 것을 말한다.

상기에서 후보물질이 본 발명의 AGL28 단백질의 활성 또는 AGL28 유전자의 발현을 촉진시키는지의 여부는 당분야에 공지된 중합효소 연쇄반응, 노던 블롯 분석, 서던 블롯 분석, 웨스턴 블롯 분석, 효소 면역 측정(ELISA), DNA 칩 및 2-D겔 분석 등을 통해 측정할 수 있다. 상기에서　AGL28 단백질의 활성 또는 AGL28 유전자의 발현을 촉진시킨다는 것은 AGL28 단백질을 코딩하는 유전자의 전사(transcription) 및 번역(translation)이 촉진되어 과다 발현된 본 발명의 단백질에 의해 식물의 개화가 촉진된다는 것을 말한다. 상기 AGL28 단백질의 활성 또는 AGL28 유전자를 조절하는 후보물질로는 예를 들면, 펩티드, 폴리펩티드, 펩티드 모조물, 화합물 및 생물제제 등이 포함될 수 있다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 반드시 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.　　　

< 실시예 1>

AGL28 유전자의 cDNA 합성

AGL28 유전자의 cDNA는 애기장대로부터 분리한 총 RNA를 주형으로 하고 하기에 기재된 서열번호 3 및 서열번호 4의 프라이머를 사용하여 RT-PCR을 수행함으로써 제조하였다. 상기 RNA의 추출은 트리졸(trizol) 시약을 사용하여 상기 시약의 제조업체인 인비트로젠 생명 기술회사(Invitrogen Life Technologies)의 실험 방법에 따라 수행하였고, 프로메가 RT-시스템의 방법(Kardailsky I et al., Science 286, 1962-1965, 1999)에 따라 RT-PCR을 수행하였다.

JH2081 프라이머 : 서열번호 3

5-GGGGTACCATGGCGAGAAAGAATCTTGGTC-3

JH2082 프라이머 : 서열번호 4

5-GCTCTAGATCAGTTGTTGATTAGGT-3

< 실시예 2>

AGL28 유전자를 과다 발현하는 형질전환체의 제조

　　　　　　　　

AGL28 유전자가 식물체의 조기개화와 관련이 있는지를 확인하기 위하여 상기 AGL28 유전자가 과다 발현되는 형질전환체를 제조하였다.

이를 위하여 먼저, 상기 실시예 1에서 제조된 cDNA를 주형으로 하고 상기 실시예 1에서 사용한 서열번호 3 및 서열번호 4의 프라이머를 사용하여 PCR을 수행함으로써 AGL28 유전자의 cDNA를 증폭하였다. 상기 PCR에 의해 증폭된 AGL28 유전자의 cDNA를 KpnI 및 XbaI으로 절단하여 35S 프로모터와 NOS 터미네이터가 포함된 벡터인 pCHF3의 동일한 자리에 삽입하여 재조합 벡터인 pSKY002를 제조하였다. 이후, 상기 pSKY002 벡터를 공지의 전기천공법(electroporation)을 이용하여 아그로박테리움 튜메파시엔스 ASE(Agrobacterium tumefaciens strain ASE)에 도입하였고, 상기 pSKY002 벡터가 도입된 아그로박테리움 튜메파시엔스 ASE 균주를 변형된 플로랄 딥 방법(modified floral dip method)을 이용하여 야생형 애기장대 (ecotype Columbia)에 도입시켰다(Clough S. J. et al., Plant J., 16, 735-743, 1998 참조). 즉, AGL28 유전자를 포함하는 재조합 벡터가 도입된 아그로박테리움 균주를 YEP 배지에 접종하여 배양 후, 흡광도가 0.8~3.0 사이가 될 때 상기 배양액을 원심 분리하여 침전된 세포를 수득하고 상기 세포를 5% 설탕 용액이 첨가된 인필트레이션 버퍼(MS 염 2.2g/L, 수크로스 50g/L, MES 0.5g/L, 벤질아미노퓨린 0.044M)에 현탁하였다. 이후 상기 용액에 Silwet L-77을 0.05%의 농도가 되도록 첨가하였다. 형질전환 시킬 식물, 즉, 애기장대에서는 눈(bud)이 열린 것을 잘라내었고, 피펫으로 상기 Silwet L-77가 첨가된 용액을 한 방울씩 눈에 떨어뜨려 애기장대를 형질전환 시켰다. 상기 형질전환 된 눈에 검은색 돔으로 16~24 시간 덮어두었다. 장일조건하에서 눈이 여물도록 키운 뒤 수확하여 토양에서 재배하였다. 상기 재배된 형질전환 식물체 중 조기개화의 표현형을 보인 변이체를 선별하였고, 상기 선별된 변이체를 '35S:: AGL28' 돌연변이체로 명명하였다.

< 실시예 3>

35S:: AGL28 돌연변이체의 개화시기 및 AGL28 유전자의 발현 분석 　　　　　　　　

상기 실시예 2에서 선별된 35S:: AGL28 돌연변이체의 개화시기를 야생형 애기장대와 비교하였다. 상기 돌연변이체와 야생형의 개화시기는 로젯잎(뿌리에서 직접 잎이 나오는 형태)과 경엽의 수를 세어 합한 총 잎의 수로 개화시기의 지표로 삼았다. 또한, 상기 35S:: AGL28 돌연변이체와 야생형에서 AGL28 유전자의 발현 양상은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 RNA를 추출한 후 RT-PCR을 수행하여 확인하였다. 한편, 정량분석을 위해서 UBQ10을 주형으로 하고 하기에 기재된 서열번호 5 및 서열번호 6의 프라이머를 사용하여 상기와 동일한 방법으로 RT-PCR을 수행하였다.　　

　　　　　　　　

　　　　JH1011 프라이머 : 서열번호 5

　　　　5-GATCTTTGCCGGAAAACAATTGGAGGATGGT-3

　　　　JH1012 프라이머 : 서열번호 6

　　　　5-CGACTTGTCATTAGAAAGAAAGAGATAACAGG-3

그 결과, 장일조건에서 야생형은 15장에 개화를 보이는데 비해, 35S:: AGL28 돌연변이체는 8.5장에서 개화하는 것으로 나타났다(도 1c 참조). 따라서 상기 35S:: AGL28 돌연변이체는 야생형에 비해 약 2배의 빠른 개화시기를 보임을 알 수 있었다. 또한, 야생형과 35S:: AGL28 돌연변이체에서 AGL28 유전자의 발현 양상을 확인한 결과, 야생형에서는 AGL28 유전자가 매우 적은 양으로 발현되고 있었고, 35S:: AGL28 돌연변이체에서는 야생형에 비해서 월등히 많은 양의 AGL28 유전자가 발현되고 있음을 확인할 수 있었다(도 1b 참조). 따라서 상기의 결과로 AGL28 유전자의 과다 발현이 식물체의 조기 개화를 유도하고 있음을 추정할 수 있었다.　　　　　　　　 　　　　　　　　

< 실시예 4>

애기장대에서 AGL28 유전자의 발현 양상 분석

　　　　　　　　

<4-1> 광주기 의존 경로에 따른 AGL28 유전자의 발현 분석

본 발명의 AGL28 유전자가 개화시기 조절 경로 중 광주기 의존 경로에 관여하는지를 확인하기 위하여, 야생형 애기장대를 장일조건(LD;16:8/낮:밤) 및 단일조건(SD;8:16/낮:밤)으로 배양한 후 시간대별로(8, 10 시간 및 12시간) 애기장대에서 RNA를 분리하고 이를 주형으로 하여 RT-PCR을 수행하였다. RNA의 추출 및 RT-PCR은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였고, 정량 분석을 위해 UBQ10을 주형으로 하여 상기와 동일한 방법을 수행하였다. 또한, 식물의 개화시기 조절 인자 중, 광주기 의존 경로에 관여한다고 알려진 AP1을 양성대조군으로 사용하였고, 상기 AP1 의 발현 확인은 하기에 기재된 서열번호 7 및 8의 프라이머를 사용하여 상기와 동일한 방법으로 RT-PCR을 수행함으로써 확인하였다.

　　　　　　　　

　　 FP1033 프라이머 : 서열번호 7

　 　　5-GCACATCCGCACTAGAAAAAACCAAC-3

　　 FP1035 프라이머 : 서열번호 8

　　　　5-GCACATCCGCACTAGAAAAAACCAAC-3

그 결과, 양성 대조군으로 사용한 AP1은 단일조건하에서는 발현되지 않았고, 장일조건하에서 시간이 흐를수록 점차 발현이 증가하는 것으로 나타났다. 반면, 본 발명의 AGL28은 광주기에 상관없이 전반적으로 야생형 애기장대에서 높은 발현을 보이고 있음을 확인할 수 있었다(도 2 참조).　　　

　　　　　　　　

<4-2> AGL28 유전자의 개일주기 리듬의 분석

AGL28 유전자가 개일주기 리듬이 있는지 알아보기 위하여 야생형 애기장대를 장일조건 하에서 8일간 재배한 후, 24시간 연속적인 빛이 있는 조건하에서 1일간 방치한 후, 4시간 간격으로 애기장대로부터 RNA를 분리 후, 이를 주형으로 하여 RT-PCR을 수행하였다. 한편, 정량분석을 위해 UBQ10을 주형으로 사용하였고, RNA 추출 및　 RT-PCR의 방법은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다.

그 결과, 본 발명의 AGL28 유전자는 개일주기와 무관하게 모든 시간에 걸쳐 전반적으로 높은 발현을 보이고 있음을 확인할 수 있었다(도 3 참조).

<4-3> AGL28 유전자의 기관별 발현의 분석

본 발명의 AGL28 유전자가 야생형 애기장대의 뿌리, 잎, 배축, 영양줄기 정단 및 생식줄기 정단에서 어떠한 발현 양상을 보이는지 확인하기 위하여 애기장대의 각 기관으로부터 RNA를 추출하고 이를 주형으로 하여 RT-PCR을 수행하였다. 한편, 정량분석을 위해 UBQ10을 주형으로 사용하였고, RNA 추출 및　 RT-PCR의 방법은 상기 실시예 1의 방법과 동일하게 수행하였다.

그 결과, 본 발명의 AGL28 유전자는 애기장대의 뿌리 및 잎 보다　배축 및 영양줄기 정단에서 높은 발현을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 생식줄기 정단에서는 AGL28 유전자가 전혀 발현되지 않았음을 확인할 수 있었다(도 4 참조). 이러한 결과는 개화 이전에 개화에 관련된 유전자들이 모여 있는 영양줄기 정단에서는 AGL28 유전자가 과다 발현 되고 있었고, 개화 후 식물의 생식줄기 정단에서는 AGL28 유전자가 발현되지 않고 있는 것으로 보아 본 발명의 AGL28 유전자가 식물이 개화되기 이전에 개화에 관련된 유전자들의 발현에 영향을 미칠 것으로 추정할 수 있었다.

< 실시예 5>

계통유전학(Phylogenetic) 분석

　　　　　　　　

기존에 개화시기 조절자로 알려진 타입 II MADS 박스 단백질들인 AGL20, AGL22, AGL24, AGL25, AGL27 및 AGL31과 본 발명의 AGL28 아미노산　서열간에 유사성을 확인하기 위하여 클루스탈 X 프로그램(clustal X program)버전 1.83을 이용하여 아미노산 서열을 정렬하였다. 이후, MADS 도메인 서열의 계통유전학 트리는 미드포인트 루팅(the midpoint rooting)을 사용한 네이버-조이닝 방법(neighbor-joining method)을 이용하여 그렸다(Saitou N and Nei M, Mol . Biol . Evol . 4, 406-425, 1987 참조).

그 결과, 본 발명의 AGL28 단백질은 타입 II MADS 박스 단백질들인 AGL20, AGL22, AGL24, AGL25, AGL27 및 AGL31 단백질들과 아미노산 서열상에서 큰 차이를 보이고 있음을 알 수 있었고(도 5a 참조), 계통유전학 트리에서도 서로 다르게 그룹핑되는 것으로 나타났다(도 5b 참조). 또한, Alvarez-Buylla E. R. 등에 의해 개시된 문헌(Alvarez-Buylla E. R. et al., Proc Natl Acad Sci U S A. 97(10): 5328-5333. 2000)에 기재되어 있는 타입 I MADS 박스 단백질들과 본 발명의 AGL28 단백질의 아미노산 서열을 비교한 결과, 높은 상동성을 보이는 것을 확인할 수 있었고, 특히, 타입 I MADS 박스 단백질 중 Mα 그룹에 속하고 있음을 확인할 수 있었다(결과 미도시). 따라서 본 발명의 AGL28 유전자는 타입 II MADS 박스 유전자와는 다른 타입 I MADS 박스 유전자임을 알 수 있었다.

　　　　　　　　

< 실시예 6>

AGL28 의 기능손실 돌연변이체의 선별 및 개화시기 비교

본 발명자는 AGL28 유전자의 기능이 상실된 돌연변이체인 agl28 -1을 얻기 위하여 AGL28 유전자의 엑손 I에 T-DNA가 삽입된 종자(FLAG_386G01)를 T-DNA 삽입 돌연변이 집합체로부터 분리하였다(Samson F et al., Nucleic Acids Res. 30: 94-97. 2002 참조). 또한, PCR을 이용한 genotyping을 수행하여 상기 식물체가 AGL28 유전자의 기능이 상실된 돌연변이체임을 확인하였다. 상기 PCR은 상기 돌연변이체로부터 분리한 게놈 DNA를 주형으로 하고 하기에 기재된 서열번호 9, 10 및 11의 프라이머들을 사용하여 55℃에서 1분 30초씩 35회 PCR을 수행하였다.

또한, AGL28 유전자의 기능이 상실된 agl28 -1 돌연변이체와 야생형과의 개화시기 비교는 상기 실시예 3의 방법과 동일하게 수행하였고, 상기 두 식물체에서 AGL28 유전자의 발현 양상은 RT-PCR 방법을 이용하여 확인하였다. 이를 위한 RNA 추출 및 RT-PCR의 방법은 상기 실시예 1의 방법과 동일하게 수행하였다.

JH3652 프라이머 : 서열번호 9

5-AATTTCCGCGTCACATAAGG -3

JH3656 프라이머 : 서열번호 10

5-TTGTGGATATCCTTCCCATATTTT -3

LS1041 프라이머 : 서열번호 11

5-AATCCCACTATCCTTCGCAA -3

　　　　　　

상기 방법에 따라 AGL28 유전자의 기능이 상실된 agl28 -1 돌연변이체의 개화시기를 야생형과 비교한 결과, agl28 -1 돌연변이체는 10.6장에 개화를 보였고, 야생형은 10장에 개화를 보였다(도 6c 참조). 또한, agl28 -1 돌연변이체와 야생형에서 AGL28 유전자의 발현양상을 확인한 결과, 야생형에서는 AGL28 유전자가 발현이 되고 있음을 확인할 수 있었으나, AGL28 유전자의 기능이 상실된 agl28 -1 돌연변이체에서는 AGL28 유전자가 발현되지 않는 것으로 나타났다(도 6b 참조). 따라서 상기 agl28 -1 돌연변이체는 AGL28 유전자의 기능이 손실되어 AGL28 유전자가 발현되지 않기 때문에 조기 개화가 일어나지 않았음을 알 수 있었다.　　　　　　　

< 실시예 7>

AGL28 유전자와 개화시기 조절 유전자들의 발현 양상 비교

　　　　　　　　

본 발명의 35S:: AGL28 돌연변이체가 조기개화를 보이므로, 본 발명의 AGL28 유전자와 개화시기 조절 경로에 관여하는 유전자들과의 상호 작용을 확인하기 위하여, 야생형 애기장대 및 35S:: AGL28 돌연변이체에서 자발적 경로에 관여하는 유전자들의 발현양상을 RT-PCR을 이용하여 분석하였고, 정량분석을 위해 UBQ10을 사용하였다. 상기 RT-PCR의 조건 및 방법은 Kardailsky I. 등에 의해 개시된 문헌(Kardailsky I. et al.,　 Science, 286:1962-1965, 1999)에 기재된 방법에 따라 수행하였고, 사용된 프라이머의 염기서열은 하기 표 1에 기재하였다.

프라이머의 염기서열

프라이머	타켓 유전자	염기서열	서열번호
JH2122-F	FCA	5-AGCAACCAAACCAAAATTTACCAC-3	12
JH2123-R	FCA	5-CGGGTATATGTGTCCGAGCATAAT-3	13
JH2200-F	LD	5-TGCTGGTGCTGCCACAACCT-3	14
JH2201-R	LD	5-TGATGCCATTGCATTGAACCAA-3	15
JH2202-F	FY	5-GGCCAGCAGCAAGGGTATCA-3	16
JH2203-R	FY	5-GGCTGCTGCTGCTGTTGGAA-3	17
MB73-F	FLC	5-GTAGCCCACAAGTCACCTCTTCTCCA-3	18
MB74-R	FLC	5-GAGATTTGTCCAGCAGGTGACATCT-3	19
JH1002-F	FT	5-ACTATAGGCATCATCACCGTTCGTTACTCG-3	20
JH1003-R	FT	5-ACAACTGGAACAACCTTTGGCAATG-3	21
JH1145-F	SOC1	5-GGATCGAGTCAGCACCAAACC-3	22
JH1146-R	SOC1	5-CCCAATGAACAATTGCGTCTC-3	23
JH1011-F	UBQ10	5-GATCTTTGCCGGAAAACAATTGGAGGATGGT-3	5
JH1012-R	UBQ10	5-CGACTTGTCATTAGAAAGAAAGAGATAACAGG-3	6

그 결과, 자발적 경로에 위치하고 있는 유전자들 중에서 SOC1 , FCA , LD 및 FY는 야생형에 비해 35S:: AGL28 돌연변이체에서 발현이 증가된 것으로 나타났고, FT는 야생형과 돌연변이체 모두에서 발현이 비슷하였으며, FCL의 발현은 야생형에 비해 35S::AGL28 돌연변이체에서 감소된 것으로 나타났다(도 7 참조). 따라서 35S::AGL28 돌연변이체에서 AGL28 유전자의 과다 발현은 개화를 억제하는 것으로 알려진 FLC 유전자의 발현을 억제하고, 상기 FLC 유전자의 발현을 억제하는 것으로 알려진 개화촉진 유전자들인 FCA , LD 및 FY 유전자들과 SOC1 유전자의 발현을 촉진시킴으로써 조기 개화를 유도함을 알 수 있었다.

결론적으로 본 발명의 AGL28 유전자는 식물의 개화를 조절하는 복잡한 유전학적인 네트워크 상에서 자발적 경로에 관여하여 개화를 촉진하는 것으로 알려진 FCA , LD 및 FY의 발현을 증가시키고, 개화를 억제한다고 알려진 FLC의 발현을 감소시켜 FLC의 하위에 존재하는 개화 촉진 유전자인 SOC1의 발현을 증가시킴으로써 조기 개화를 유도하고 있음을 확인할 수 있었다(도 8 참조).　

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명은 애기장대 유래의 AGL28 유전자를 식물체 내에 도입하여 과다 발현시킴으로써 식물의 조기 개화를 유도하여 꽃과 종자의 생산 효율을 증가시킬 수 있다. 또한 AGL28 유전자를 이용하여 식물의 개화시기 조절 유전자의 탐색 등에 유용하게 이용할 수 있는 효과가 있다.

서열목록 전자파일 첨부

Claims (9)

1. 서열번호 2의 아미노산 서열을 갖는 AGL28 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 재조합 벡터를 애기장대에 도입하여 AGL28 유전자를 과다발현 시키는 것을 특징으로 하는 애기장대의 개화시기를 촉진하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 폴리뉴클레오티드는 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 가지는 것임을 특징으로 하는 방법.
3. 삭제
4. 서열번호 2의 아미노산 서열을 갖는 AGL28 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 재조합 벡터를 애기장대에 도입하는 것을 특징으로 하는 개화시기가 촉진된 형질전환 애기장대의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 재조합 벡터의 애기장대로의 도입은 아그로박테리움(Agrobacterium sp.)-매개에 의한 방법, 입자 총 충격법(particle gun bombardment), 실리콘 탄화물 위스커법(Silicon carbide whiskers), 초음파 처리법(sonication), 전기천공법(electroporation) 및 PEG 침전법(Polyethylen glycol)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것임을 특징으로 하는 방법.
6. 제4항의 방법에 따라 제조되어 개화시기가 촉진된 형질전환 애기장대.　
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

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