KR100893144B1 - Stress-inducible StGRX2 gene from potato - Google Patents

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Abstract

본 발명은 감자 (Solanum tuberosum L. cv. Desiree)의 괴경화에 관여하는 세 개의 다른 GRX 유전자를 분리하고, 감자 괴경화 및 코르크화 과정에서 발현되어지며 다양한 생물학적 또는 비생물학적 스트레스에 관여하는 감자 유래의 StGRX2 단백질, 상기 단백질을 코딩하는 유전자, 상기 유전자의 식물체내에서 조직 특이적인 발현양상 및 다양한 생물학적 또는 비생물학적 스트레스 조건하에서 상기 유전자의 발현에 관한 것이다. 본 발명에서 분리된 StGRX2 유전자는 식물발달 및 다양한 식물 호르몬과 반응하여 식물의 생육과 발달 등을 조절할 수 있다. The present invention potato ( Solanum tuberosum L. cv. Isolated three different GRX genes involved in tuberculosis of Desiree, potato-derived StGRX2 protein expressed during potato tuberification and corkation, and involved in various biological or abiotic stresses, genes encoding the protein, It relates to tissue-specific expression patterns of the genes in plants and to expression of the genes under various biological or abiotic stress conditions. StGRX2 gene isolated in the present invention can control the growth and development of the plant in response to plant development and various plant hormones.

StGRX2 유전자, 생물학적/비생물학적 스트레스, 글루타레독신, 감자 StGRX2 Gene, Biological / Abiotic Stress, Glutaredoxin, Potato

Description

감자 유래의 스트레스에 의해 유도되어지는 StGRX2 유전자{Stress-inducible StGRX2 gene from potato}Stress-inducible StGRX2 gene from potato

도 1은 감자(Solanum tuberosum L. cv. Desiree)에서 분리된 세 개의 다른 StGRX 유전자의 예측되는 아미노산 서열의 정렬을 나타낸 것이다. 정렬은 ClustalW 프로그램으로 실시하였으며, 별표로 표시된 잔기는 활성부분의 보존된 영역을 나타낸다.1 is a potato ( Solanum tuberosum L. cv. Desiree) shows the alignment of the predicted amino acid sequence of three different StGRX genes. Alignment was done with the ClustalW program, with the asterisk residues indicating the conserved regions of the active moiety.

도 2는 서던 블럿 분석을 통한 StGRX 유전자의 예상되는 복제 수 및 다른 조직에서 StGRX 유전자의 발현패턴을 노던 블럿 분석으로 확인한 결과를 나타낸 것이다.Figure 2 shows the results confirmed by Northern blot analysis of the expected number of copies of the StGRX gene through Southern blot analysis and the expression pattern of the StGRX gene in other tissues.

도 3은 감자의 괴경형성 및 코르크화 조건에서 세 개의 다른 StGRX 유전자의 발현양상을 분석한 결과이다. 전체 RNA는 시간간격을 두고 상처를 낸 다음 코르크화 동안 괴경을 도입하여 감자마디를 잘라 분리하고 노던 블럿을 통해 분석하였다. 나일론 막에서 분리된 전체 RNA는 StGRX 유전자의 프로브로 혼성화하고, 화학발광을 이용하여 확인하였다.3 is a result of analyzing the expression patterns of three different StGRX genes under tuber formation and corkation condition of potatoes. Total RNA was wound at timed intervals, then tubers were introduced during corkation to cut potato nodes, isolated and analyzed by Northern blot. Total RNA isolated from the nylon membrane was hybridized with a probe of the StGRX gene and confirmed by chemiluminescence.

도 4는 감자역병균 (P. infestans)에 감염시킨 감자식물에서 세 개의 StGRX 유전자의 발현양상을 나타낸 것이다. PR-2, PR-3 및 StGRX 유전자 전사물 수준은 폿트 재배 후 30일 경과된 감자의 잎으로부터 분리하고 RNA 겔-블롯 분석을 통해 정량하였다.Figure 4 shows three StGRX in potato plants infected with P. infestans It shows the expression pattern of the gene. PR-2, PR-3 and StGRX gene Transcript levels were separated from the leaves of potatoes 30 days after pot cultivation and quantified by RNA gel-blot analysis.

도 5는 다양한 스트레스 조건하에서 세 개의 StGRX 유전자의 RNA 겔 블럿 분석을 나타낸 것으로, 스트레스 조건으로 0, 100, 200, 300 mM NaCl, 0, 100, 200, 400 mM 만니톨, 저온 및 에세폰을 처리하였다. 각 처리구에서 맨 아래 나타낸 결과는 rRNA를 에티디움브로마이드로 착색한 결과이다. 5 shows three StGRXs under various stress conditions RNA gel blot analysis of the genes was shown, with stress conditions treated with 0, 100, 200, 300 mM NaCl, 0, 100, 200, 400 mM mannitol, low temperature and esepon. The results shown at the bottom of each treatment are the results of staining rRNA with ethidium bromide.

도 6은 지베렐린(GA3), 제아틴, 앱시스 산(ABA) 및 메틸자스몬산(MeJA) 처리 하에서 세 개의 StGRX 유전자의 RNA 겔 블럿 분석결과를 나타내는 것이다. FIG. 6 shows three StGRXs under treatment with gibberellin (GA 3 ), zeatin, abscis acid (ABA) and methyljasmonic acid (MeJA). RNA gel blot analysis of the gene is shown.

본 발명은 감자 (Solanum tuberosum L. cv. Desiree)의 괴경화에 관여하는 세 개의 다른 GRX 유전자를 분리하고, 감자 괴경화 및 코르크화 과정에서 발현되어지며 다양한 생물학적 또는 비생물학적 스트레스에 관여하는 감자 유래의 StGRX2 단백질, 상기 단백질을 코딩하는 유전자, 상기 유전자의 식물체내에서 조직 특이적인 발현양상 및 다양한 생물학적 또는 비생물학적 스트레스 조건하에서 상기 유전자의 발현에 관한 것이다.The present invention is potato derived separating the three different GRX genes for tuber screen of (Solanum tuberosum L. Cv. Desiree ) , and becomes expressed in potato tubers Chemistry and cork development process involved in a variety of biological or non-biological stress StGRX2 protein, gene encoding the protein, tissue specific expression patterns in the plant of the gene and expression of the gene under various biological or abiotic stress conditions.

글루타레독신 (GRX)은 디티올-디설파이드 교환반응 또는 단백질이 혼합된 글루타치온 디설파이드 감소를 촉매화하는 티오레독신 군의 작은 유비쿼터스 단백질이다. 글루타레독신은 박테리아, 효모 및 포유동물 세포에서는 세포성 산화환원반응의 항상성에 관여하는 것으로 알려져 있지만, 식물에서 그 기능은 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 티오레독신 superfamily를 포함하는 단백질은 전자가 다양한 환원효소 (Holmgren, 1989, J. Biol. Chem. 264, 13963-13966)로 전달됨으로써 가역적인 이황화 결합을 형성하여 Cys 쌍을 포함하고 있으며, 티오레독신은 NADPH 또는 페레독신-의존적 티오레독신 환원효소에 의해 특이하게 감소되어지는 것으로 알려져 있다. 이와 관련된 요인인 글루타레독신은 특이하게 글루타치온(GSH)에 의해 감소되어지며, 글루타치온의 특이성은 티오레독신이 존재하지 않은 글루타레독신에서 글루타치온 결합부분 때문인 것으로 보고되었다 (Nikkola et al., 1991, J. Biol. Chem. 266, 16105-16112). Glutaredoxin (GRX) is a small ubiquitous protein of the thioredoxin group that catalyzes dithiol-disulfide exchange reactions or reduced protein-glutathione disulfide reduction. Glutaredoxin is known to be involved in the homeostasis of cellular redox reactions in bacteria, yeast and mammalian cells, but its function in plants is not yet clear. Proteins containing the thioredoxin superfamily contain Cys pairs by forming reversible disulfide bonds by the transfer of electrons to various reductases (Holmgren, 1989, J. Biol. Chem. 264, 13963-13966). Doxin is known to be specifically reduced by NADPH or peredoxin-dependent thioredoxin reductase. The related factor, glutaredoxin, is specifically reduced by glutathione (GSH), and the specificity of glutathione has been reported to be due to the glutathione binding portion of glutaredoxin without thioredoxin (Nikkola et al., 1991, J. Biol. Chem. 266, 16105-16112).

고등식물에서, 대부분의 연구는 티오레독신에 관심이 집중되어 있지만, 오랜 기간 이용되어지고 있는 cDNA 서열을 통한 글루타레독신에 대한 연구 결과는 거의 알려져 있지 않다 (Minakuchi et al., 1994, FEBS Lett 337, 157-160; Szederket al., 2004, Planta 202, 349-356). 대부분의 기관에서 티오레독신 및 글루타레독신은 주요한 환원성 분자로써 대부분의 세포 과정 (cellular process)에 관여한다. 최근 게놈 분석 (Lemaire, 2004, Photosynthesis Research 79, 305318; Rouhier et al., 2004, Cell Mol Life Sci 61, 1266-1277)을 통해 GRX의 세 개의 다른 형태인 CPYC, CGFS 그룹 및 소위 CC가 첨가된 CCXC 또는 CCXS를 가진 GRX가 확인되어졌으며, 이들 중 후자의 경우 고등식물에서 특이성을 가지는 것으로 알려져 있다. 한편, 애기장대에서 31개의 GRX 유전자가 동정되었으며, 그중 CPYC 형태를 가지는 6개의 유전자는 E. coli 및 효모에서 광범위하게 연구되어졌으며, CGFS 형태인 4개의 유전자는 효모 및 인간에서 분석되어졌다. E. coli, 효모 및 인간에서 CPYC 및 CGFS 타입의 활성자리를 가진 GRX는 하등 식물 및 고등 식물들에서 발견되어졌지만 아직 그들의 기능에 대해서는 거의 보고된 바가 없다. 흥미로운 점은 애기장대로부터 분리된 21개의 GRX 유전자는 새로운 것으로, 식물 특이적인 CC 형태의 포티브를 포함하고 있다는 것이다. 또한 최근에는 일반적인 CC 타입 GRX의 기능 및 산화환원 조절에 대한 연구결과가 보고되어지고 있는 실정이다. GRX는 TRX 및 PRX (Balachandran et al., 1997, Proc Natl Acad Sci U S A 94, 14150-14155; Szederkenyi et al., 1997, Planta 202, 349-356; Rouhier et al., 2001, Plant Physiol 127, 1299-1309)와 같은 체관수액에서 풍부하게 존재하는 것으로 알려졌다. 단지 생화학적 자료에 의하면 포플러에서 CPYC 타입 GRX를 얻었으며, GRX는 산화적 스트레스 반응 (Rouhier et al., 2001,Plant Physiol 127, 1299-1309 ; Rouhier et al., 2002, FEBS Lett 511, 145-149)에 관여하는 GRX인 타입 II PRX를 감소시키는 능력을 가지는 것으로 밝혀졌다. 또한 CC 타입의 글루타레독신인 ROXY1은 애기장대 (Xing et al., 2005, Development 132, 1555-1565)에서 꽃잎 발달에 관여하는 것으로 알려져 있다. 하지만 이러한 연구결과에도 불구하고 GRX에 대한 타깃은 아직도 명확하게 알려진 바가 없다. 최근 GRX에 대한 접근방법은 TRX 타깃을 확인할 때 사용되어진 방법과 유사한 방법으로 포플러로부터 변이된 GRX로 이루어진 친화컬럼을 이용하여 광합성 기관에서 글루타레독신 타깃을 정량하는 방법이 이용되어지고 있다. In higher plants, most of the research focuses on thioredoxin, but little is known about glutaredoxin via cDNA sequences that have been used for a long time (Minakuchi et al., 1994, FEBS Lett 337, 157-160; Szederket al., 2004, Planta 202, 349-356). In most organs, thioredoxin and glutaredoxin are major reducing molecules and are involved in most cellular processes. Recent genome analysis (Lemaire, 2004, Photosynthesis Research 79, 305318; Rouhier et al., 2004, Cell Mol Life Sci 61, 1266-1277) added three different forms of GRX, CPYC, CGFS group and so-called CC. GRX with CCXC or CCXS has been identified, the latter of which are known to have specificity in higher plants. Meanwhile, 31 GRX genes were identified in Arabidopsis; six genes with CPYC form were extensively studied in E. coli and yeast, and four genes in CGFS form were analyzed in yeast and human. GRX with active sites of type CPYC and CGFS in E. coli , yeast and humans have been found in lower and higher plants, but little has been reported about their function yet. Interestingly, the 21 GRX genes isolated from Arabidopsis are new and contain plant-specific CC-like positivities. Recently, the results of studies on the function and redox regulation of general CC type GRX have been reported. GRX is derived from TRX and PRX (Balachandran et al., 1997, Proc Natl Acad Sci USA 94, 14150-14155; Szederkenyi et al., 1997, Planta 202, 349-356; Rouhier et al., 2001, Plant Physiol 127, 1299 -1309) and is known to be abundantly present in phloem sap. Only biochemical data show that CPYC type GRX is obtained from poplar, and GRX is the oxidative stress response (Rouhier et al., 2001, Plant Physiol 127, 1299-1309; Rouhier et al., 2002, FEBS Lett 511, 145- 149) and GRX involved in reducing type II PRX. In addition, CC type glutathedoxin ROXY1 is known to be involved in petal development in Arabidopsis (Xing et al., 2005, Development 132, 1555-1565). However, despite these findings, the target for GRX is still not well known. Recently, the approach to GRX is similar to the method used to identify TRX targets, and the method of quantifying glutaredoxin targets in photosynthetic organs using affinity columns composed of GRX mutated from poplars has been used.

이러한 접근 방법은 다른 고등식물 조직으로부터 94개로 추정되는 GRX 타깃을 확인함으로써 (Rouhier et al., 2005, Antioxidants & Redox Signaling 7, 919-929) 방법이 증명되어졌지만, 이 연구에서 확인된 대부분의 타깃들은 이미 모노시트테이닉 TRX 컬럼에 잔재해 있었다. This approach has been demonstrated by identifying 94 estimated GRX targets from other higher plant tissues (Rouhier et al., 2005, Antioxidants & Redox Signaling 7, 919-929), but most of the targets identified in this study These were already present in the monocittic TRX column.

감자의 괴경화 및 코르크화 과정에서 글루타레독신 유전자 발현을 연구하던 중, 본 발명자들은 코르크화 과정 후 6시간 경과시에 유도되는 cDNA를 분리하기 위해서 cDNA 라이버러리 EST로부터 세 개의 다른 감자 GRX 서열의 인실리코 스크리닝을 실시하고, 이들 유전자 중 StGRX2 유전자가 감자 식물의 생식생장단계 조직에서 발현되어지며, 식물발달 및 다양한 생물학적 또는 비생물학적 스트레스 조건하에서 특이적인 역할을 밝힘으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.While studying glutaredoxin gene expression during potato tuberification and corkation, the inventors identified three different potato GRX sequences from cDNA library EST to isolate cDNA induced 6 hours after corkation. The present invention has been completed by performing licoscreening, of which the StGRX2 gene is expressed in the germ-line tissue of potato plants and reveals a specific role under plant development and various biological or abiotic stress conditions.

따라서, 본 발명의 목적은 다양한 생물학적 또는 비생물학적 스트레스 하에서 괴경화 동안 발현이 조절되어지는 감자 유래의 StGRX2 단백질을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide potato-derived StGRX2 protein whose expression is regulated during tuberculosis under various biological or abiotic stresses.

본 발명의 다른 목적은 상기 StGRX2 단백질을 코딩하는 유전자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a gene encoding the StGRX2 protein.

본 발명의 다른 목적은 상기 유전자의 감자 식물체내 발현위치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an expression site in the potato plant of the gene.

본 발명의 다른 목적은 다양한 생물학적 또는 비생물학적 스트레스에 대한 상기 유전자의 발현양상을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide expression patterns of the genes for various biological or abiotic stresses.

본 발명의 다른 목적은 감자 기내소괴경 발달과정에서 상기 유전자의 발현양상을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an expression pattern of the gene during potato in vitro tuber development.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진, 다양한 생물학적 또는 비생물학적 스트레스에 대해 특이적인 발현양상을 가지는 감자 유래의 StGRX2 단백질을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a StGRX2 protein derived from potato having an expression pattern specific for various biological or abiotic stress, consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.

감자괴경의 코르크화 과정에서 유전자 발현을 확인하기 위해, 본 발명에서는 코르크화 과정 후 6시간이 경과했을 때 발현되어진 cDNA을 분리하기 위하여 EST로부터 인실리코 스크리닝을 수행하였다. 그 결과, 본 발명에서는 세 개의 다른 GRX 유전자인 StGRX1, StGRX2 및 StGRX3를 확인하고, 가상 실험으로 발현정도 및 이소형이 기관에서 발현되어지는 위치를 측정하였다. In order to confirm gene expression during corkization of potato tubers, in silico screening was performed from EST to separate cDNA expressed at 6 hours after corkation. As a result, in the present invention, three different GRX genes, StGRX1, StGRX2 and StGRX3, were identified, and the degree of expression and the position at which the isotype is expressed in the organs were measured by a virtual experiment.

cDNA 라이버러리 1072개의 EST 중에서, 4개의 EST가 CxxC/S 활성부분을 가진 GRX로, 3개의 EST가 CCxC/S 활성부분을 가진 GRX로 암호화되었으며, CGFS 활성부분을 가진 GRX로 인코딩되는 EST는 발견되지 않았다. 본 발명에서는 CCxC/S 타입의 GRX를 StGRX1로 명명하고, 두 개의 CxxC/S 타입의 GRX를 StGRX2 및 StGRX3로 각각 명명하였다.Of the 1072 ESTs in the cDNA library, four ESTs were encoded with GRX with CxxC / S active portion, three ESTs with GRX with CCxC / S active portion, and no EST encoded with GRX with CGFS active portion was found. Did. In the present invention, GRX of type CCxC / S is named StGRX1, and two CxxC / S types of GRX are named StGRX2 and StGRX3, respectively.

본 발명에서 분리된 감자 유래의 StGRX1, StGRX2 및 StGRX3는 각각 101, 125 및 108개의 아미노산으로 이루어져 있으며 (도 1 참조), 소프트웨어 프로그램 TargetP (http://www.cbs.dtu.dk/services/TargetP/)으로부터 시토졸에 위치하고 있을 것으로 예측되어진다.The potato-derived StGRX1, StGRX2 and StGRX3 isolated from the present invention consist of 101, 125 and 108 amino acids, respectively (see FIG. 1), and the software program TargetP ( http://www.cbs.dtu.dk/services/TargetP). / ) Is expected to be located in the cytosol.

StGRX2는 N-말단 확장기를 가지고 있어 단백질이 세포소기관과 직접 관련이 있을 것으로 예상되지만 색소체, 소포체 및 미토콘드리아와는 직접적인 관련이 없을 것으로 예상된다. StGRX2 has an N-terminal dilator so that proteins are likely to be directly associated with organelles, but not directly with pigments, vesicles and mitochondria.

125개의 아미노산 서열(서열번호 2)로 이루어진 StGRX2는 메디카고 트룬카툴라 (72% 동질성, Genbank ABE93576), 애기장대 (Arabidopsis thaliana , 66% 동질성, Genbank BAB08846) 및 토마토 추출물 (Solanum lycopersicum . 64% 동질성, Genbank CAA77130) 유래의 글루타레독신과 높은 상동성을 가지는 것으로 보여진다. The StGRX2, consisting of 125 amino acid sequences (SEQ ID NO: 2), is a Medica Truncatula (72% homogeneity, Genbank ABE93576), Arabidopsis thaliana , 66% homogeneous, Genbank BAB08846) and tomato extract ( Solanum lycopersicum . 64% homogeneity, Genbank CAA77130) and is shown to have a high homology with glutardoxin.

본 발명에 있어서, 상기 스트레스는 건조, 저온, 상처, 메틸자스몬산, 지베렐린, 에세폰, 삼투, 과산화수소, 살리실산, 키토산, 염, 카드뮴, 자외선 조사, 단백질 인산화효소 저해제, 오존 또는 식물 병원균 감염일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the stress may be dry, low temperature, wound, methyljasmonic acid, gibberellin, esepone, osmotic, hydrogen peroxide, salicylic acid, chitosan, salt, cadmium, ultraviolet irradiation, protein kinase inhibitor, ozone or plant pathogen infection However, the present invention is not limited thereto.

본 발명의 식물 병원균은 감자 역병균(Phytophthora. infestans)을 나타낸다.The plant pathogens of the present invention represent potato toxin ( Phytophthora. Infestans ).

또한, 본 발명은 상기 StGRX2 단백질을 코딩하는 유전자를 제공한다. 본 발명의 유전자는 StGRX2 단백질을 코딩하는 게놈 DNA와 cDNA를 모두 포함한다. 바람직하게는 본 발명의 유전자는 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 포함할 수 있다. The present invention also provides a gene encoding the StGRX2 protein. The gene of the present invention includes both genomic DNA and cDNA encoding StGRX2 protein. Preferably, the gene of the present invention may include a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1.

본 발명에서는 StGRX 유전자의 복제수를 확인하기 위해, 감자 (Solanum tuberosum L. cv. Desiree)의 잎으로부터 추출한 게놈 DNA로 서던 블럿 분석을 수행하였다. 세 개의 다른 제한효소를 사용했을 때, StGRX2에서는 한 개 또는 두 개의 강한 밴드가 확인되었으며 이것은 유전자가 한 개 또는 두 개의 복제수를 가지는 작은 유전자군으로 존재한다는 것을 알 수 있었다In the present invention, to determine the number of copies of the StGRX gene, potato ( Solanum tuberosum L. cv. Southern blot analysis was performed with genomic DNA extracted from the leaves of Desiree). When three different restriction enzymes were used, one or two strong bands were identified in StGRX2, indicating that the gene exists as a small family of genes with one or two copies.

또한, 본 발명은 상기 유전자의 식물체내 발현위치를 제공한다.In addition, the present invention provides a plant expression site of the gene.

다른 식물 기관에서 GRX의 분포에 대한 관심은 많지만 세포내 위치에 대한 결과는 거의 보고되어져 있지 않다. 본 발명에서 분리된 세 개의 StGRX 유전자의 세포내 발현 위치를 확인한 결과, StGRX1 전사체는 잎, 줄기 및 뿌리와 같은 영양생장단계의 조직에서 현저하게 축적되어져 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 반면에, StGRX2 전사체는 도 2에서 알 수 있듯이, StGRX1과는 상반되는 감자식물의 꽃 및 괴경과 같은 생식생장 단계 조직에서 높은 발현양상을 확인할 수 있었다. 따라서 이들의 세포내 발현으로부터 글루타레독신 mRNA의 축적이 감자생활 주기 과정동안 생식단계와 관련되어져 있음을 예측할 수 있다. 도 2의 노던 블럿 분석 결과에서 보면, 에티디움 브로마이드로 착색된 각 샘플이 비슷한 것으로 보아 잎, 뿌리, 줄기 및 꽃으로부터 추출한 전체 RNA의 양은 거의 비슷한 것으로 보여진다. There is much interest in the distribution of GRX in other plant organs, but little has been reported for intracellular location. As a result of confirming the intracellular expression positions of the three StGRX genes isolated in the present invention, it was confirmed that the StGRX1 transcripts were accumulated and accumulated in tissues of trophic growth stages such as leaves, stems, and roots. On the other hand, as shown in Figure 2, the StGRX2 transcript was found to have a high expression pattern in the reproductive stage tissue such as flowers and tubers of potato plants opposed to StGRX1. Therefore, it can be predicted that the accumulation of glutaredoxin mRNA from their intracellular expression is related to the reproductive stage during the potato life cycle. In the Northern blot analysis of FIG. 2, the samples colored with ethidium bromide were similar, indicating that the total amount of RNA extracted from leaves, roots, stems, and flowers was about the same.

또한, 본 발명은 상기 유전자를 사용하여 감자 기내소괴경 발달과정에서 글루타레독신 전사체의 발현양상을 제공한다. In addition, the present invention provides the expression pattern of glutaredoxin transcript during potato in vitro tuber development using the gene.

본 발명에서는 프로브로 StGRX1, StGRX2 및 StGRX3을 사용하여 감자 기내소괴경 발달과정에서 글루타레독신 전사체의 발현을 확인하였다. 도 3에서 알 수 있듯이, StGRX1 mRNA의 발현은 괴경이 발달되는 동안 감소되어졌지만, StGRX2 mRNA의 발현은 괴경 도입 후 4일이 경과했을 때 최대로 증가되어져 괴경 성숙과정 동안 발현이 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 한편, StGRX3의 발현은 StGRX1과 유사한 결과를 보였지만, 다소 약하게 발현되어지는 것을 관찰할 수 있었다. In the present invention, the expression of glutaredoxin transcript was confirmed during the development of potato bovine tubers using StGRX1, StGRX2 and StGRX3 as probes. As can be seen in Figure 3, the expression of StGRX1 mRNA was reduced during tuber development, but the expression of StGRX2 mRNA was increased up to 4 days after tuber introduction, so that expression was maintained during tuber maturation. there was. On the other hand, although the expression of StGRX3 showed similar results to StGRX1, it was observed that the expression was slightly weak.

StGRX2 전사물의 발현이 꽃 및 괴경과 같은 생식생장단계 조직에서 축적되어지는 것을 확인하였다 (도 2 참조). 이러한 결과는 StGRX2가 생식기관의 발달과 관련이 있으며 유도되어지는 것을 나타낸다. Expression of StGRX2 transcripts was confirmed to accumulate in reproductive stage tissues such as flowers and tubers (see FIG. 2). These results indicate that StGRX2 is associated with and induced by the development of the reproductive organs.

또한 본 발명에서는 StGRX 유전자들의 발현양상을 감자에 상처를 낸 다음 0, 6, 12, 24, 36, 72 및 120 시간의 다양한 시간 간격으로 코르크화 과정 동안 확인하였다. 도 3에서 보면, StGRX1 mRNA의 발현은 상처를 낸 직후 감소되어졌지만 상처를 낸 후 36시간이 경과할 때까지 증가되어지는 것을 관찰할 수 있었다. StGRX2 mRNA의 발현은 상처 후 24시간까지 증가되어지다가 코르크화 동안 감소되어졌다. StGRX3은 상처를 내기 전에는 거의 발현되지 않았지만, 상처를 낸 다음 발현이 유도되어지는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 StGRX3이 상처에 감응하는 것에 관여하며 에틸렌 또는 메틸자스몬산에 의해 활성화되어지는 것으로 예상되어진다. In the present invention, the expression patterns of the StGRX genes were wound during potato cork during various time intervals of 0, 6, 12, 24, 36, 72 and 120 hours. In FIG. 3, the expression of StGRX1 mRNA was decreased immediately after wounding, but increased until 36 hours after wounding. The expression of StGRX2 mRNA was increased up to 24 hours after wounding and then decreased during corkation. StGRX3 was hardly expressed before wounding, but it was confirmed that expression was induced after wounding. These results suggest that StGRX3 is involved in wound response and is expected to be activated by ethylene or methyljasmonic acid.

또한, 본 발명은 다양한 생물학적 또는 비생물학적 스트레스 조건하에서 상기 유전자의 발현양상을 제공한다. In addition, the present invention provides patterns of expression of these genes under various biological or abiotic stress conditions.

식물병원균 감염에 대한 방어체계에 있어 StGRX 유전자의 역할을 확인하기 위해, 본 발명에서는 감자 역병균에 감염시킨 감자식물의 잎에서 PR-2, PR-3 및 StGRX 유전자의 전사물 수준을 RNA 겔-블럿 분석을 실시하였다. 두 개의 방어 표시 유전자의 발현은 감염시킨 후 3시간이 경과했을 때 유도되어졌으며 12시간이 경과한 후에는 감소되어졌다 (도 4 참조). 하지만 StGRX2 유전자의 발현은 뚜렷하게 변화되지 않았지만, StGRX1 유전자는 감염시켰을 때 즉시 발현이 현저하게 감소되어지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 StGRX1 유전자는 병원균 감염에 대하여 방어체계에 있어 음성적으로 관여하는 것을 알 수 있었다. 한편 도 4에서 알 수 있듯이, StGRX2 및 StGRX3은 StGRX1과는 달리 병원균에 노출되어졌을 때 발현이 즉시 감소되어지지 않았다. In order to confirm the role of the StGRX gene in the defense against phytopathogenic infection, the present invention provides RNA gel-regulatory levels of transcript levels of PR-2, PR-3 and StGRX genes in the leaves of potato plants infected with potato blight. Blot analysis was performed. Expression of the two protective marker genes was induced 3 hours after infection and decreased after 12 hours (see FIG. 4). However, although the expression of the StGRX2 gene did not change significantly, it was confirmed that the expression of the StGRX1 gene immediately decreased when infected. Therefore, the StGRX1 gene was found to be negatively involved in the defense against pathogen infection. On the other hand, as can be seen in Figure 4, StGRX2 and StGRX3, unlike StGRX1, the expression was not immediately reduced when exposed to the pathogen.

한편, 염 및 삼투스트레스 조건 하에서, StGRX 유전자 및 디히드린 유전자들의 전체 RNA를 염 및 만니톨을 처리한 식물로부터 추출하고 RNA 겔-블럿 분석을 통해 발현양상을 확인하였다. 발현 마커 유전자인 디히드린 유전자는 200 mM 염 및 100 mM 만니톨을 24시간 동안 처리하여 유도하였다 (도 5 참조). 그 결과 염 및 만니톨을 처리했을 때 StGRX1 , StGRX2StGRX3 유전자의 발현에서 뚜렷한 변화는 관찰되지 않았다. 하지만 StGRX2 유전자는 200 mM 염 처리 후 24시간이 경과했을 때 다소 감소되어지는 것을 확인할 수 있었다. On the other hand, under salt and osmotic stress conditions, the entire RNA of the StGRX gene and dihydrin genes was extracted from the salt and mannitol treated plants and the expression patterns were confirmed by RNA gel-blot analysis. The dihydrin gene, an expression marker gene, was induced by treatment with 200 mM salt and 100 mM mannitol for 24 hours (see FIG. 5). As a result , no significant change in the expression of the StGRX1 , StGRX2 and StGRX3 genes was observed upon treatment with salt and mannitol. However, the StGRX2 gene was found to decrease slightly after 24 hours after 200 mM salt treatment.

따라서 StGRX1 유전자는 염 스트레스에 대한 저항성이 없는 것으로 나타났다. 또한, 저온 스트레스 처리에 대한 StGRX1 , StGRX2 StGRX3 유전자의 발현에서도 뚜렷한 변화를 관찰할 수 없었다. 한편 에세폰을 처리한 경우, StGRX1 유전자의 발현은 감소되어졌지만 StGRX2는 처리 후 6시간에서 24시간이 경과했을 때 발현이 증가되어졌다. StGRX3의 경우 6시간 후 다소 증가되어지다가 점점 감소되어지는 것을 확인하였다.Thus, the StGRX1 gene was found to be not resistant to salt stress. In addition, no significant changes were observed in the expression of StGRX1 , StGRX2 and StGRX3 genes for cold stress treatment. On the other hand, when treated with Esepon, expression of StGRX1 gene was decreased, but expression of StGRX2 was increased after 6 to 24 hours after treatment. In case of StGRX3, it increased slightly after 6 hours and gradually decreased.

본 발명에서 분리된 세 개의 감자 글루타레독신은 식물 호르몬의 처리에 대해 다르게 반응하였다. 일반적으로 StGRX2는 식물 호르몬에 대해 매우 민감하게 반응하는데, 지베렐린 및 제아틴을 처리한 경우, 단지 StGRX2 유전자만이 다른 StGRX 유전자보다 현저하게 높은 수준으로 발현되어지는 것으로 확인되어졌다. 또한 다양한 식물 호르몬 처리에서 StGRX1의 발현에는 뚜렷한 변화가 관찰되지 않았다. StGRX3 유전자의 경우 지베렐린을 처리하고 10시간이 경과했을 때와 메틸자스몬산을 처리한 후 1시간이 경과했을 때 약하게 발현이 증가되어졌다.Three potato glutaredoxins isolated in the present invention responded differently to the treatment of plant hormones. In general, StGRX2 responds very sensitively to plant hormones. When treated with gibberellin and zeatin, only StGRX2 genes were found to be expressed at significantly higher levels than other StGRX genes. In addition, no significant change was observed in the expression of StGRX1 in various plant hormone treatments. In the case of the StGRX3 gene, expression was weakly increased after 10 hours of gibberellin treatment and 1 hour after treatment with methyljasmonic acid.

추정되는 감자의 GRX 유전자 중에서 식물-특이적인 CCxC/S 타입 GRX인 StGRX1 유전자는 감자의 모든 기관이나, 다양한 생물학적/비생물학적 스트레스 및 호르몬에 의해서도 유도되어져 모든 세포에서 발현되어지는 유전자와 유사하게 발현 (house keeping gene)되어지는 것을 확인할 수 있었다. Among the alleged potato GRX genes, the plant-specific CCXC / S type GRX, the StGRX1 gene, is induced by all organs of potato and various biological and abiotic stresses and hormones, and is expressed similarly to genes expressed in all cells. house keeping gene).

반면에 CxxC/S 타입 GRX인 StGRX2는 다양한 호르몬 및 상처를 처리했을 때 유도되어졌지만 병원균 침입 및 다양한 비생물학적 스트레스에 대해서는 구조적으로 발현되어지는 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, CxxC / S type GRX, StGRX2, was induced when treating various hormones and wounds, but was structurally expressed against pathogen invasion and various abiotic stresses.

StGRX3의 전사물 발현은 StGRX2와 다소 유사하게 나타났지만, 발현수준은 다른 두 유전자보다 더 낮게 관찰되었다. 세 개의 StGRX 유전자가 서로 상이한 발현양상을 보이는 것은 그들의 세포내 기능이 다르다는 것을 의미한다. Transcript expression of StGRX3 appeared somewhat similar to StGRX2, but expression levels were observed lower than the other two genes. The three StGRX genes show different expression patterns, indicating that their intracellular function is different.

세 개의 StGRX 유전자 중에서 단지 StGRX2만이 멤브레인 타깃 도메인을 포함하고 있는 것으로 예상되어진다 (도 1 참조). StGRX2 유전자는 광합성 및 세포호흡 동안에 활성산소종(ROS)의 생산에 관여하는 두 개의 주요한 세포소기관인 미토콘드리아 또는 엽록체에 위치하고 있는 것으로 확인되어졌다 (Rhoads et al., 2006, PLANT PHYSIOLOGY 141, 357-366). StGRX2 전사물 수준은 지베렐린 (GA3) 및 사이토키닌 (제아틴)과 같은 호르몬에 의해 상향조절되어지는 반면에 StGRX1은 호르몬 처리에 대해 구조적으로 발현되어졌다. Of the three StGRX genes, only StGRX2 is expected to contain the membrane target domain (see FIG. 1). The StGRX2 gene was found to be located in the mitochondria or chloroplasts, two major organelles involved in the production of reactive oxygen species (ROS) during photosynthesis and cell respiration (Rhoads et al., 2006, PLANT PHYSIOLOGY 141, 357-366 ). StGRX2 transcript levels were upregulated by hormones such as gibberellin (GA 3 ) and cytokinin (zeatin), while StGRX1 was structurally expressed for hormonal treatment.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. Since these examples are only for illustrating the present invention, the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

실시예Example 1 : 식물재료 및 성장조건 1: plant material and growth conditions

감자 ( Solanum tuberosum L. cv. Desiree) 식물체는 발현양상을 확인하기 위해 시험관 내(in vitro )에서 배양시켰다. 감자의 마디줄기 부분을 3% (w/v) 수크로스가 포함된 MS 배지에서 24 ℃, 광조건으로 16시간 동안 배양시켰다. 잎 및 줄기부분을 시험관 내에서 기존에 보고된 방법을 약간 변형시켜, 코르크화, 기내소괴경을 형성 시켰다. 마디를 잘라 수크로스를 90g/L으로 증가시킨 배지로 옮기고 배양시켰다. 시험관 내 코르크화를 위해 성장온도 조건은 18℃로 유지하였으며, 다양한 생물학적 또는 비생물학적 스트레스 처리를 실시하였다. 괴경은 온실에서 재배하여 코르크화 실험에 사용하였다. Potatoes ( Solanum tuberosum L. cv. Desiree plants have been tested in vitro to identify their manifestation. in vitro ) . The stem portion of the potato was incubated for 16 hours at 24 ℃, light conditions in MS medium containing 3% (w / v) sucrose. The leaves and stems were slightly modified in vitro, resulting in corkation and in-flight tubers. Sections were cut and transferred to medium with increased sucrose to 90 g / L and incubated. Growth temperature conditions were maintained at 18 ° C. for in vitro corkation and various biological or abiotic stress treatments were performed. Tubers were grown in greenhouses and used for corkation experiments.

실시예Example 2:  2: cDNAcDNA 라이버러리Library 및 시퀀싱 설계  And sequencing design

성장시킨 감자 괴경은 전체 RNA 추출에 사용하였다. 전체 RNA는 페놀/SDS 방법으로 추출하였으며, 대략 mRNA 5 μg을 cDNA 합성 및 cDNA 라이버러리 키트 (Stratagene)를 사용하여 Uni-ZAP XP 벡터로 직접 클로닝하기 위한 EcoRI 및 XhoI 제한효소 부분과 연결하기 위해 사용하였다. 1200개 이상의 pBluescript 파지미드를 제조처 (Stratagene)의 실험방법에 따라 파지미드 라이버러리로부터 분리하고 cDNA insert를 자동 시퀀서 (RISA384, Shimadzu)가 있는 DYEnamic ET 터미네이터 사이클링 시퀀싱 키트 (Amersham Biosciences)를 이용하여 T3 프라이머Grown potato tubers were used for total RNA extraction. Total RNA was extracted by the phenol / SDS method and approximately 5 μg of mRNA was used to link the EcoRI and XhoI restriction enzyme portions for direct cloning into Uni-ZAP XP vectors using cDNA synthesis and cDNA Library Kit (Stratagene). . More than 1200 pBluescript phagemids were isolated from phagemid libraries according to Stratagene's method and cDNA inserts were isolated using T3 primers using the DYEnamic ET Terminator Cycling Sequencing Kit (Amersham Biosciences) with an automatic sequencer (RISA384, Shimadzu).

(5’-AAT TAA CCC TCA CTA AAG GG-3’ (서열번호 3))로 서열분석을 실시하였다. 염기 및 아미노산 서열은 ClustalW로 정렬하고, NCBI Blast X search (Altschul et al., 1997, Nucleic Acids Res 25, 3389-3402)를 사용하여 분석하였다.(5'-AAT TAA CCC TCA CTA AAG GG-3 '(SEQ ID NO: 3)) was sequenced. Base and amino acid sequences were sorted by ClustalW and analyzed using NCBI Blast X search (Altschul et al., 1997, Nucleic Acids Res 25, 3389-3402).

실시예Example 3: 생물학적 및  3: biological and 비생물학적Abiological 스트레스 조건 Stress condition

감자 역병균 감염 스트레스에 대한 반응은 이미 널리 알려진 분석 방법 (Doke, 1975, Physiological Plant Pathology 7, 1-7)으로 수행하였다. 한 달간 포트에서 재배한 감자는 잎 표면의 배축 중심을 포자낭 현탁액 (1x103 포자낭/mL) 20 mL로 감염시킨 다음, 습도 100%, 온도 21 ℃ 조건에서 3일간 배양시켰다. DNA 프로브는 EST 데이타베이스 (http://plant.pdrc.re.kr/ks200201/pepper.html)로부터 채택된 고추 cDNA의 PR-2 및 PR-3 유전자로 PCR을 수행하였다.Responses to potato blight infection stress were performed by well-known analytical methods (Doke, 1975, Physiological Plant Pathology 7, 1-7). Potatoes grown in pots for one month were infected with 20 mL of follicular sac suspension (1 × 10 3 spore sac / mL) on the leaf surface, and then incubated for 3 days at 100% humidity and 21 ° C. temperature. DNA probes were subjected to PCR with PR-2 and PR-3 genes of pepper cDNA adopted from the EST database ( http://plant.pdrc.re.kr/ks200201/pepper.html ).

스트레스 처리식물은 바이알에서 5일간 성장시킨 묘조를 사용하였다. 염 스트레스의 경우, 묘조를 0, 100, 200 및 300 mM NaCl 2차 배양 배지로 옮겨 24시간 동안 방치하였다. 삼투 스트레스 또한 묘조를 0, 100, 200 및 400 mM 만니톨 2차 배양 배지로 옮겨 24시간 동안 방치하였다. 디히드린 프로브는 감자 디히드린 유전자 (GenBank accession No. AAB53203)의 cDNA로부터 PCR을 수행하여 증폭시켰다. 한편 저온 스트레스의 경우, 아이스박스에서 0℃를 유지시키면서 0, 1, 3, 6, 12 및 24 시간 동안 방치시켰다. 에세폰의 경우, 에세폰 25 mg/L이 포함된 2차 배양배지로 옮겨 0, 6, 12, 24 및 48시간 동안 방치하였다. 다양한 호르몬을 처리한 경우는 지베렐린 1 mg/mL, 제아틴, 앱시스 산(ABA), 메틸 자스몬산(MeJA)의 배양배지에서 0, 1, 3, 6, 12 및 24 시간에 방치시켰다. 다른 스트레스를 처리한 각각의 식물 샘플을 채취하고 RNA 추출을 위해 액체 질소로 냉동시켰다.The stressed plants used seedlings grown in vials for 5 days. For salt stress, seedlings were transferred to 0, 100, 200 and 300 mM NaCl secondary culture medium and left for 24 hours. Osmotic stress The seedlings were also transferred to 0, 100, 200 and 400 mM mannitol secondary culture medium and left for 24 hours. Dihydrin probes were amplified by performing PCR from cDNA of potato dihydrin gene (GenBank accession No. AAB53203). On the other hand, in the case of low temperature stress, it was left for 0, 1, 3, 6, 12 and 24 hours while maintaining the 0 ℃ in the ice box. In the case of Esepon, the cells were transferred to a secondary culture medium containing 25 mg / L of Esepon and left for 0, 6, 12, 24, and 48 hours. Various hormone treatments were left at 0, 1, 3, 6, 12 and 24 hours in culture media of gibberellin 1 mg / mL, zeatin, abscis acid (ABA), methyl jasmonic acid (MeJA). Each plant sample was treated with different stresses and frozen with liquid nitrogen for RNA extraction.

실시예Example 4: 감자로부터 분리된 세 개의 다른  4: three different isolates from potatoes StGRXStGRX 유전자의 서던 및 노던  Southern and Northern Genes 블럿Blot 분석 analysis

서던 블럿 분석은 감자 (Solanum tuberosum L. cv. Desiree)의 잎으로부터 추출한 게놈 DNA를 이용하여 수행하였다. 추출한 게놈 DNA는 적당한 제한 효소를 이용하여 절단한 다음, DNA는 0.7% 아가로스 겔로 전기영동을 실시하고 나일론 막으로 옮겼다. 세 개의 다른 GRX 프로브는 감자 GRX1, 2 및 3 유전자 시퀀스 (Genbank accession No. EF635995, EF635996 및 EF635997)로부터 설계된 프라이머를 주형으로 하여 클론된 감자 cDNA를 이용하여 PCR을 실시하였다. Southern blot analysis of potatoes ( Solanum tuberosum L. cv. Genomic DNA extracted from the leaves of Desiree). The extracted genomic DNA was digested with a suitable restriction enzyme, and the DNA was electrophoresed on a 0.7% agarose gel and transferred to a nylon membrane. Three different GRX probes were subjected to PCR using cloned potato cDNA with primers designed from potato GRX1, 2 and 3 gene sequences (Genbank accession No. EF635995, EF635996 and EF635997).

나일론 막은 PCR DIG 프로브 합성 키트를 이용하여 디고시제닌 (DIG)이 라벨링된 프로브로 혼성화하였다. 혼성화 완충액에서 42℃ 조건으로 16 시간동안 혼성화를 계속하여 실시하고, 막을 실온에서 5분 동안 2X SSC, 0.1% (w/v) SDS로 2회 세척하였다. 그런 다음, 68 ℃에서 0.1 x SSC, 0.1% SDS로 15분 동안 세척하고 타깃 DNA를 제조처에서 제시한 방법 (Roche Molecular Biochemicals)으로 DIG 발광 감지 키트를 이용하여 확인하였다. 전체 RNA는 페놀/SDS 방법을 이용하여 샘플로부터 추출하였다. 전체 RNA의 25 μg을 2.2 M 포르말린이 포함된 1% 아가로스 겔로 전기영동에 의해 분리하고 나일론 막으로 옮겼다. 나일론 막은 PCR DIG 프로브 합성 키트 (Roche Molecular Biochemicals)를 이용하여 디고시제닌 (DIG)이 라벨링된 프로브로 혼성화하고, 혼성화 및 감지는 서던 블럿 분석과 동일한 방법으로 실시하였다. Nylon membranes were hybridized to probes labeled with digogeninin (DIG) using the PCR DIG probe synthesis kit. Hybridization was continued for 16 hours at 42 ° C. in hybridization buffer, and the membrane was washed twice with 2 × SSC, 0.1% (w / v) SDS for 5 minutes at room temperature. Then, the cells were washed with 0.1 × SSC, 0.1% SDS at 68 ° C. for 15 minutes, and the target DNA was identified using a DIG emission detection kit by a method suggested by the manufacturer (Roche Molecular Biochemicals). Total RNA was extracted from the samples using the phenol / SDS method. 25 μg of total RNA was isolated by electrophoresis on a 1% agarose gel containing 2.2 M formalin and transferred to a nylon membrane. Nylon membranes were hybridized to probes labeled with digogeninin (DIG) using the PCR DIG Probe Synthesis Kit (Roche Molecular Biochemicals), and hybridization and detection were performed in the same manner as Southern blot analysis.

본 발명에서 분리된 감자 유래의 StGRX2 유전자 및 상기 유전자로부터 발현되는 StGRX2 단백질이 감자 식물의 꽃 및 괴경과 같은 생식생장단계 조직에서 발현되어지며, 다양한 생물학적 또는 비생물학적 스트레스 및 호르몬에 의해서도 유도되어지는 것을 규명하였다. 상기 유전자로 형질전환하여 발현 특이적이며 스트레스에 대한 저항성이 증가된 형질전환 식물체를 제조할 수 있다. In the present invention, the StGRX2 gene derived from potato and the StGRX2 protein expressed from the gene are expressed in reproductive stage tissues such as flowers and tubers of potato plants, and are also induced by various biological or abiotic stresses and hormones. It was clarified. Transformation with the gene can produce a transgenic plant that is expression specific and has increased resistance to stress.

<110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology <120> Stress-inducible StGRX2 gene from potato <160> 3 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 619 <212> DNA <213> Solanum tuberosum <400> 1 aatttataca gacaccacta tcaaagaaaa aaaatattag gacgaggaat ccttagccaa 60 ttggattgtg aaagtgcata aaataaacgc aattgatgcc atctccgttt tcttgattaa 120 aaagtcaata caagagagca gaagtgtcat ttctggaaca cgaagcaaaa cccagcttca 180 aacaccttgt taagcttatt cggctatctt tgattgtgtt aataaaggaa ggaggcaatg 240 ggatcaatgt tcagttcacc tcagtttacc aaagaacaaa tggagatcgc tattaccaaa 300 gccaagcaga tcgtttcctc taatcctgtt gttgtattca gtaaaacata ctgcggatat 360 tgcacgaggg tgaagcaact tctttcccag cttggtgcta cttttaaagt tattgaactt 420 gaccaggaaa gtgatggaga tgaggtacaa caagcattac tagaatggac taggcagagg 480 actgtgccta acgtgtttat tgggggagaa catgttggtg gctgcgacag cgtattagag 540 aagcatcaac agggaaagct acttcccatg ctgaaggatg ccgctgctat tcccaacaat 600 cctgccaaag tctagaaaa 619 <210> 2 <211> 125 <212> PRT <213> Solanum tuberosum <400> 2 Met Gly Ser Met Phe Ser Ser Pro Gln Phe Thr Lys Glu Gln Met Glu 1 5 10 15 Ile Ala Ile Thr Lys Ala Lys Gln Ile Val Ser Ser Asn Pro Val Val 20 25 30 Val Phe Ser Lys Thr Tyr Cys Gly Tyr Cys Thr Arg Val Lys Gln Leu 35 40 45 Leu Ser Gln Leu Gly Ala Thr Phe Lys Val Ile Glu Leu Asp Gln Glu 50 55 60 Ser Asp Gly Asp Glu Val Gln Gln Ala Leu Leu Glu Trp Thr Arg Gln 65 70 75 80 Arg Thr Val Pro Asn Val Phe Ile Gly Gly Glu His Val Gly Gly Cys 85 90 95 Asp Ser Val Leu Glu Lys His Gln Gln Gly Lys Leu Leu Pro Met Leu 100 105 110 Lys Asp Ala Ala Ala Ile Pro Asn Asn Pro Ala Lys Val 115 120 125 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> T3 primer <400> 3 aattaaccct cactaaaggg 20 <110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology <120> Stress-inducible StGRX2 gene from potato <160> 3 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 619 <212> DNA <213> Solanum tuberosum <400> 1 aatttataca gacaccacta tcaaagaaaa aaaatattag gacgaggaat ccttagccaa 60 ttggattgtg aaagtgcata aaataaacgc aattgatgcc atctccgttt tcttgattaa 120 aaagtcaata caagagagca gaagtgtcat ttctggaaca cgaagcaaaa cccagcttca 180 aacaccttgt taagcttatt cggctatctt tgattgtgtt aataaaggaa ggaggcaatg 240 ggatcaatgt tcagttcacc tcagtttacc aaagaacaaa tggagatcgc tattaccaaa 300 gccaagcaga tcgtttcctc taatcctgtt gttgtattca gtaaaacata ctgcggatat 360 tgcacgaggg tgaagcaact tctttcccag cttggtgcta cttttaaagt tattgaactt 420 gaccaggaaa gtgatggaga tgaggtacaa caagcattac tagaatggac taggcagagg 480 actgtgccta acgtgtttat tgggggagaa catgttggtg gctgcgacag cgtattagag 540 aagcatcaac agggaaagct acttcccatg ctgaaggatg ccgctgctat tcccaacaat 600 cctgccaaag tctagaaaa 619 <210> 2 <211> 125 <212> PRT <213> Solanum tuberosum <400> 2 Met Gly Ser Met Phe Ser Ser Pro Gln Phe Thr Lys Glu Gln Met Glu   1 5 10 15 Ile Ala Ile Thr Lys Ala Lys Gln Ile Val Ser Ser Asn Pro Val Val              20 25 30 Val Phe Ser Lys Thr Tyr Cys Gly Tyr Cys Thr Arg Val Lys Gln Leu          35 40 45 Leu Ser Gln Leu Gly Ala Thr Phe Lys Val Ile Glu Leu Asp Gln Glu      50 55 60 Ser Asp Gly Asp Glu Val Gln Gln Ala Leu Leu Glu Trp Thr Arg Gln  65 70 75 80 Arg Thr Val Pro Asn Val Phe Ile Gly Gly Glu His Val Gly Gly Cys                  85 90 95 Asp Ser Val Leu Glu Lys His Gln Gln Gly Lys Leu Leu Pro Met Leu             100 105 110 Lys Asp Ala Ala Ala Ile Pro Asn Asn Pro Ala Lys Val         115 120 125 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> T223 primer <400> 3 aattaaccct cactaaaggg 20  

Claims (7)

서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진, 생물학적 또는 비생물학적 스트레스 조건하에서 괴경화 동안 유도되어지는 감자 유래의 StGRX2 단백질.A StGRX2 protein from potato derived from tuberculosis under biological or abiotic stress conditions, consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. 제 1항에 있어서, 상기 스트레스는 건조, 저온, 상처, 메틸자스몬산, 지베렐린, 에세폰, 삼투, 과산화수소, 살리실산, 키토산, 염, 카드뮴, 자외선 조사, 단백질 인산화효소 저해제, 오존 또는 식물 병원균인 것을 특징으로 하는 단백질.The method of claim 1, wherein the stress is dry, low temperature, wound, methyljasmonic acid, gibberellin, esponone, osmotic, hydrogen peroxide, salicylic acid, chitosan, salt, cadmium, ultraviolet irradiation, protein kinase inhibitors, ozone or plant pathogens Characterized by proteins. 제 2항에 있어서, 식물 병원균은 감자역병균 (Phytophthora . infestans)인 것을 특징으로 하는 단백질.The protein of claim 2, wherein the plant pathogen is Phytophthora . Infestans . 제1항의 StGRX2 단백질을 코딩하는 유전자.The gene encoding the StGRX2 protein of claim 1. 제 4항에 있어서, 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는 유전자.The gene according to claim 4, comprising a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1. 제 4항에 있어서, 감자 식물의 꽃 및 괴경에서 발현되는 것을 특징으로 하는 유전자.The gene according to claim 4, which is expressed in flowers and tubers of potato plants. 제 4항에 있어서, 식물 호르몬인 지베렐린(GA3), 제아틴 또는 앱시스산(ABA)에 의해 발현이 유도되는 것을 특징으로 하는 유전자.The gene of claim 4, wherein the expression is induced by the plant hormone gibberellin (GA3), zetin or abscis acid (ABA).
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