KR100990333B1 - Hordeum vulgare Na+/H+ antiporter HvNHX gene, method for improving salt tolerance in plants by expressing HvNHX gene and transgenic plants with improved salt tolerance developed by the application of the method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식물세포의 세포질의 나트륨 이온을 액포로 격리시키는 역할을 수행하여 내염성을 증진시키는 보리(Hordeum vulgare) 유래의 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체(Na+/H+ antiporter) (HvNHX1) cDNA 서열, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 상기 재조합 벡터로 형질전환된 효모 및 식물체, 상기 유전자를 이용하여 식물의 내염성을 증진시키는 방법, 상기 방법을 이용하여 내염성이 증진된 식물체 및 이의 종자, 및 상기 유전자를 포함하는 식물체의 내염성 증진용 조성물에 관한 것이다.The present invention plays a role of sequestering the cytosolic sodium ions of plant cells into vacuoles to improve flame resistance ( Hordeum vulgare ) sodium ion / hydrogen reverse carrier (Na + / H + antiporter) ( HvNHX1 ) cDNA sequence, recombinant vector comprising the gene, yeast and plant transformed with the recombinant vector, and flame resistance of the plant using the gene It relates to a method for enhancing the flame resistance of the plant and its seeds, and the plant containing the gene and the salt resistance enhanced using the method.

본 발명에 따른 방법은 식물체의 나트륨 이온을 세포질에서 액포로 격리시키는 유전자와 이 유전자를 이용하여 세포와 식물체 개체의 내염성을 증가시킴으로써 고염지인 간척지에 재배가 가능하여 작물학적으로 유용성이 크며 환경학적으로도 우수한 식물체를 제조 및 개발할 수 있는 장점이 있어, 생산조건 불리지 이용효율 증대 및 식물종자 산업분야 등에 유용하게 이용될 수 있다.The method according to the present invention can be grown in high salted reclaimed land by using genes that sequester the sodium ions of plants with vacuoles in the cytoplasm and by using the genes to increase the salt resistance of cells and plant individuals. In addition, there is an advantage that can produce and develop excellent plants, it can be usefully used for production conditions, increasing the utilization efficiency and plant seed industry.

보리, 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체, HvNHX1, 돌연변이, 벼, 염 저항성, 효모, 형질전환 식물체 Barley, Sodium Ion / Hydrogen Reverse Carrier, HvNHX1, Mutant, Rice, Salt Tolerant, Yeast, Transgenic Plant

Description

보리 유래의 NHX 유전자, 이를 이용하여 식물의 내염성을 증진시키는 방법, 및 상기 방법을 이용하여 내염성이 증진된 형질전환 식물체{Hordeum vulgare Na+/H+ antiporter (HvNHX) gene, method for improving salt tolerance in plants by expressing HvNHX gene and transgenic plants with improved salt tolerance developed by the application of the method}NHH gene derived from barley, a method for improving the flame resistance of plants using the same, and a transgenic plant having improved salt resistance using the method (Hordeum vulgare Na + / H + antiporter (HvNHX) gene, method for improving salt tolerance in plants by expressing HvNHX gene and transgenic plants with improved salt tolerance developed by the application of the method}

본 발명은 식물의 내염성 증진을 가능하게 하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식물세포의 세포질의 나트륨 이온을 액포로 격리시키는 역할을 수행하여 내염성을 증진시키는 보리(Hordeum vulgare) 유래의 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체(Na+/H+ antiporter) (HvNHX1) cDNA 서열, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 상기 재조합 벡터로 형질전환된 효모 및 식물체, 상기 유전자를 이용하여 식물의 내염성을 증진시키는 방법, 상기 방법을 이용하여 내염성이 증진된 식물체 및 이의 종자, 및 상기 유전자를 포함하는 식물체의 내염성 증진용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a method for enabling flame resistance enhancement of plants, and more particularly barley ( Hordeum) that serves to sequester sodium ions of the cytoplasm of plant cells with vacuoles to enhance flame resistance. vulgare ) sodium ion / hydrogen reverse carrier (Na + / H + antiporter) ( HvNHX1 ) cDNA sequence, recombinant vector comprising the gene, yeast and plant transformed with the recombinant vector, and flame resistance of the plant using the gene It relates to a method for enhancing the flame resistance of the plant and its seeds, and the plant containing the gene and the salt resistance enhanced using the method.

나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체는 세포질에서 액포 방향으로 액포막을 통과하여 진행되는 나트륨 이온의 수송과 나트륨 이온과 역방향으로 수소 이온의 교환을 촉매하여 세포질의 pH와 나트륨 이온의 수준, 세포의 크기를 조절하는 역할을 한다 (Aronson, P. S., Annu. Rev. Physiol. 1985. 47: 545-560; Orlowski, J., Grinstein, S., J. Biol. chem. 1997. 272: 22373-22376). 특히, 식물세포의 액포막에 존재하는 액포형 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체는 고염 조건에서 식물체 세포의 세포질에 고농도로 존재하는 나트륨 이온을 액포로 격리시켜 세포질의 나트륨 이온을 저하시킴으로써 염해 저항성을 증진시키는 것으로 알려져 있다 (Zhang, H-X and E Blumwald. 2001. Nat. Biotechnol. 19: 765-768).Sodium ion / hydrogen ion carriers catalyze the transport of sodium ions through the vacuole membrane from the cytoplasm to the vacuole and the exchange of hydrogen ions in the reverse direction with sodium ions to regulate the pH of the cytoplasm, the levels of sodium ions, and the size of the cells (Aronson, PS, Annu. Rev. Physiol. 1985. 47: 545-560; Orlowski, J., Grinstein, S., J. Biol. Chem. 1997. 272: 22373-22376). In particular, the vesicle-type sodium ion / hydrogen ion reverse carriers present in the vacuole membranes of plant cells sequester high concentrations of sodium ions in the cytoplasm of the plant cells with vacuoles under high salt conditions, thereby lowering the sodium ions in the cytoplasm to enhance salt resistance. (Zhang, HX and E Blumwald. 2001. Nat. Biotechnol. 19: 765-768).

또한, 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체가 결여된 효모 돌연변이의 나트륨 이온과 하이그로마이신 감수성을 억제하기 위한 액포형 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체의 보완 능력에 대한 효모 complementation 연구가 이미 AtNHX1 (Gaxiola et al. 1999. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96: 1480-1485), OsNHX1 (Fukuda et al. 2004. Journal of Experimental Botany, 55:585-594) 그리고 TaNHX1 (Brini et al. 2004. Plant Physiology and Biochemistry 43: 347-354) 등에서 행하여졌으며, 연구 결과 NHX가 효모 세포질에 유입된 나트륨 이온을 액포 안으로 구획시킴으로써 염 감수성을 억제시키고, 효모 액포에서 독성 양이온에 대한 NHX의 조정에 의해 하이그로마이신의 감수성도 감소시켜 준다는 구체적인 증거들이 밝혀지고 있다.In addition, yeast complementation studies on the complementary ability of vacuole sodium ion / hydrogen ion reverse carriers to inhibit sodium ion and hygromycin susceptibility of yeast mutants lacking sodium ion / hydrogen ion reverse carriers have already been performed by AtNHX1 (Gaxiola et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96: 1480-1485 ), OsNHX1 (Fukuda et al. 2004. Journal of Experimental Botany, 55: 585-594) and TaNHX1 (Brini et al. 2004. Plant Physiology and Biochemistry 43: 347-354), and studies have shown that NHX inhibits salt susceptibility by partitioning sodium ions entering the yeast cytoplasm into vacuoles and inhibits hygromycin by modulating NHX for toxic cations in yeast vacuoles. Specific evidence suggests that it also reduces sensitivity.

최근에 가는갯능쟁이 식물체의 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체 유전자(AgNHX1)가 형질전환된 벼의 내염성이 증진됨으로써 (Ohta M. et al. 2002. FEBS Letters 26785: 1-4), 기존의 쌍자엽 식물에서의 연구 결과에서 제시된 나트륨 이 온/수소 이온 역방향 운반체 유전자의 내염성 증진에서의 유용성이 단자엽 식물에서도 확인되었다.In recent years, the sodium ion / hydrogen reverse carrier gene (AgNHX1) of transgenic plants has been enhanced to increase the salt resistance of rice (Ohta M. et al. 2002. FEBS Letters 26785: 1-4). The usefulness of the sodium ion / hydrogen ion reverse carrier genes presented in the study results in enhancing the salt resistance was also found in monocotyledonous plants.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명에서는 보리에서 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체 유전자(HvNHX1)를 분리 동정하였고 이 유전자를 액포형 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체 유전자가 결핍된 나트륨 감수성 돌연변이 효모(Sacchromyces cerevisiae) 계통 R100(Δnhx1)에 도입시켜서 이종발현에 의한 HvNHX1의 염에 대한 기능을 검정하였다. 그리고 상기 유전자를 식물유전자 발현 운반체에 재조합하여 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)를 이용하여 벼 세포에 삽입하고 유전자가 전이된 세포로부터 완전한 벼 식물체로 분화와 세대진전을 통해 내염성이 증진된 T1 세대 벼 계통을 획득하였다. 상기의 방법과 상기 방법을 이용하여 얻어진 벼 계통은 전통적인 교잡과 선발을 이용하는 방법과 그에 따라 얻어지는 다수의 유전자가 조합되는 품종과 그 특성이 다르다. 즉, 본 발명에 의하여 얻어진 벼 품종은 본 발명에 사용한 재료 품종의 우수한 형질을 그대로 유지하면서 단지 내염성만 증진된 것으로 벼에서 염에 대한 내성이 향상된 것이다.The present invention has been made in accordance with the above requirements, and in the present invention, the sodium ion / hydrogen reverse carrier gene ( HvNHX1 ) was isolated and identified from barley, and the gene was deficient in the sodium vesicle- type sodium ion / hydrogen ion reverse carrier gene. Susceptible Mutant Yeast ( Sacchromyces) cerevisiae ) lineage R100 (Δnhx1) was tested for the function of the salt of HvNHX1 by heterologous expression. In addition, the gene was recombined into a plant gene expression carrier and inserted into rice cells using Agrobacterium tumefaciens , and T1 has improved salt resistance through differentiation and generation progression from the gene-transmitted cell to the complete rice plant. Generation rice system was obtained. The rice line obtained using the above-described method and the above method differs from the conventional hybridization and selection method and the cultivars in which a plurality of genes obtained are combined. In other words, the rice varieties obtained by the present invention have only improved flame resistance while maintaining the excellent traits of the material varieties used in the present invention, and have improved salt resistance in rice.

본 발명은 지금까지 알려진 유전자 중 내염성 증진에 가장 효과가 있는 NHX 유전자를 보리에서 분리하여 생산조건 불리지 적응성 개량용 유용유전자로써 환경학적으로 우수한 식물체를 제조 및 개발할 수 있는 장점이 있어, 간척지등 염이 많이 포함된 생산조건 불리지의 이용효율을 높일 수 있고, 식물종자 산업분야 등에 유용하게 이용될 수 있다.The present invention has the advantage of producing and developing an environmentally superior plant as a useful gene for improving adaptability by separating the NHX gene, which is the most effective for improving flame resistance among the known genes, from barley, and salts such as reclaimed land. It can increase the use efficiency of the production conditions, including a lot, can be usefully used in plant seed industry.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 식물세포의 세포질의 나트륨 이온을 액포로 격리시키는 역할을 수행하여 내염성을 증진시키는 보리(Hordeum vulgare) 유래의 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체(Na+/H+ antiporter) (HvNHX1) 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention serves to sequester sodium ions of the cytoplasm of plant cells into vacuoles to enhance flame resistance, and is a sodium ion / hydrogen ion reverse carrier derived from barley ( Hordeum vulgare ) (Na + / H + antiporter). A recombinant vector comprising the ( HvNHX1 ) gene is provided.

본 발명은 또한, 상기 재조합 벡터로 형질전환된 효모 및 식물체를 제공한다.The present invention also provides yeast and plants transformed with the recombinant vector.

본 발명은 또한, 상기 유전자를 이용하여 식물의 내염성을 증진시키는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for enhancing the flame resistance of plants using the gene.

본 발명은 또한, 상기 방법을 이용하여 내염성이 증진된 식물체 및 이의 종자를 제공한다.The present invention also provides plants and seeds thereof having improved flame resistance using the above method.

본 발명은 또한, 상기 내염성이 증진된 식물체를 고염지인 간척지 또는 생산조건 불리지에서 재배하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of cultivating the plant with enhanced salt resistance in reclaimed land or production conditions known as high salt.

본 발명은 또한, 상기 유전자를 포함하는 식물체의 내염성 증진용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for enhancing salt resistance of a plant comprising the gene.

본 발명에 따르면, 본 발명에서 분리한 cDNA 염기서열이 보리 유래의 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체 (HvNHX1) cDNA이며, HvNHX1 cDNA가 액포형 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체가 결여된 효모의 돌연변이의 염에 대한 내성을 회복시켰고, 염 스트레스 조건에서 유묘 단계의 식물체의 내염성을 증진시킬 수 있음을 확인하였다. 따라서 보리 유래의 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체 HvNHX1 cDNA는 내염성 증진에 높은 효과가 있는 유전자로써 식물의 생산조건 불리지 적응성 개량에 유용한 유전자로 환경학적으로 우수한 식물체를 제조 및 개발하여 식물종자 산업분야 등에 유용하게 이용될 수 있다.According to the present invention, the cDNA sequence isolated in the present invention is a sodium ion / hydrogen reverse carrier ( HvNHX1 ) cDNA derived from barley, and the HvNHX1 cDNA is a salt of a mutant of a yeast lacking a vesicular sodium ion / hydrogen ion reverse carrier. It has been confirmed that the resistance to the disease can be restored, and the salt resistance of the plant at the seedling stage can be enhanced under salt stress conditions. Therefore, HvNHX1 cDNA, a reverse carrier of sodium ion / hydrogen ion derived from barley, is a gene that has a high effect on enhancing flame resistance and is useful for improving adaptability to plant production conditions. It is useful for plant seed industry by producing and developing environmentally superior plants. Can be used.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 보리(Hordeum vulgare) 유래의 NHX (Na+/H+ antiporter) 유전자 HvNHX1 및 이를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention is barley ( Hordeum) vulgare ) NHX (Na + / H + antiporter) gene HvNHX1 And it provides a recombinant vector comprising the same.

본 발명은 고염 조건에서 식물체 세포의 세포질에 고농도로 존재하는 나트륨 이온을 격리시켜 세포질의 나트륨 이온을 저하시키는 보리의 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체를 코딩하는 cDNA에 관한 것으로서, 이종 발현에 의한 NHX 기능 검정은 액포형 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체가 결여된 효모 돌연변이 효모 R100 (Δnhx1)과 대조 계통 K601 (Dr. R. Rao, Johns Hopkins University, USA)을 이용하여 HvNHX1 cDNA가 효모의 돌연변이 특성을 회복시키는지의 여부를 확인한 내용에 관한 것이다.The present invention relates to cDNA encoding barley sodium ion / hydrogen ion reverse carriers that isolate high concentrations of sodium ions in the cytoplasm of plant cells under high salt conditions, thereby reducing cytosolic sodium ions. NHX function by heterologous expression The assay utilizes yeast mutant yeast R100 (Δnhx1) lacking a vesicular sodium ion / hydrogen ion reverse carrier and control line K601 (Dr. R. Rao, Johns Hopkins University, USA) to restore the mutant properties of the yeast HvNHX1 cDNA. It is about contents which confirmed whether or not.

바람직하게는 상기 HvNHX1 유전자는 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어질 수 있다. 상기 HvNHX1 유전자에 의해 deduced 되는 단백질 서열은 서열번호 2에 표시된 아미노산 서열이다. 또한, 상기 서열의 변이체가 본 발명의 범위 내에 포함된다. 변이체는 염기 서열은 변화되지만, 서열번호 1의 염기 서열과 유사한 기능적 특성을 갖는 염기 서열이다. 구체적으로, HvNHX1 유전자는 서열번호 1의 염기 서열과 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 더 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 염기 서열을 포함할 수 있다.Preferably the HvNHX1 The gene may consist of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1. HvNHX1 The protein sequence deduced by the gene is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. In addition, variants of such sequences are included within the scope of the present invention. A variant is a nucleotide sequence that changes in base sequence but has similar functional properties to that of SEQ ID NO: 1. Specifically, HvNHX1 The gene may comprise a nucleotide sequence having at least 70%, more preferably at least 80%, even more preferably at least 90%, most preferably at least 95% homology with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

폴리뉴클레오티드에 대한 "서열 상동성의 %"는 두 개의 최적으로 배열된 서열과 비교 영역을 비교함으로써 확인되며, 비교 영역에서의 폴리뉴클레오티드 서열의 일부는 두 서열의 최적 배열에 대한 참고 서열(추가 또는 삭제를 포함하지 않음)에 비해 추가 또는 삭제(즉, 갭)를 포함할 수 있다.The "% sequence homology" for a polynucleotide is identified by comparing two optimally arranged sequences with a comparison region, wherein part of the polynucleotide sequence in the comparison region is the reference sequence (addition or deletion) for the optimal alignment of the two sequences. It may include the addition or deletion (ie, gap) compared to).

본 발명의 일 구현예에 따른 재조합 벡터는 효모 발현 벡터일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 벡터는 도 2에 기재된 pMG515 벡터일 수 있다. 효모 발현용 벡터 pMG515는 보리로부터 유래된 식물 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체(HvNHX1) cDNA를 분리 동정하여, 이 유전자를 우라실(uracil)을 선발 표지자로 사용하는 pRG410에 재조합하여 구축하였다. 그러나, 본 발명의 재조합 벡터는 도 2에 기재된 벡터에 한정되지 않고, 효모 형질 전환에 유용한 임의의 벡터를 이용할 수 있다.Recombinant vector according to an embodiment of the present invention may be a yeast expression vector, more preferably the vector may be a pMG515 vector described in FIG. The yeast expression vector pMG515 was isolated by identifying and identifying a plant sodium ion / hydrogen ion reverse carrier ( HvNHX1 ) cDNA derived from barley, and was constructed by recombination into pRG410 using uracil as the selection marker. However, the recombinant vector of the present invention is not limited to the vector described in FIG. 2, and any vector useful for yeast transformation can be used.

용어 "재조합"은 세포가 이종의 핵산을 복제하거나, 상기 핵산을 발현하거나 또는 펩티드, 이종의 펩티드 또는 이종의 핵산에 의해 암호된 단백질을 발현하는 세포를 지칭하는 것이다. 재조합 세포는 상기 세포의 천연 형태에서는 발견되지 않는 유전자 또는 유전자 절편을, 센스 또는 안티센스 형태 중 하나로 발현할 수 있다. 또한 재조합 세포는 천연 상태의 세포에서 발견되는 유전자를 발현할 수 있으며, 그러나 상기 유전자는 변형된 것으로써 인위적인 수단에 의해 세포 내 재도입 된 것이다.The term "recombinant" refers to a cell in which a cell replicates a heterologous nucleic acid, expresses the nucleic acid, or expresses a protein encoded by a peptide, heterologous peptide or heterologous nucleic acid. The recombinant cell can express a gene or a gene fragment that is not found in the natural form of the cell in one of the sense or antisense form. Recombinant cells can also express genes found in natural cells, but the genes are modified and reintroduced into cells by artificial means.

용어 "벡터"는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 지칭할 때 사용된다. 벡터는 DNA를 복제시키고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있다. 용어 "전달체"는 흔히 "벡터"와 호환하여 사용된다. 용어 "발현 벡터"는 목적한 코딩 서열과, 특정 숙주 생물에서 작동가능하게 연결된 코딩 서열을 발현하는데 필수적인 적정 핵산 서열을 포함하는 재조합 DNA 분자를 의미한다.The term "vector" is used to refer to a DNA fragment (s), nucleic acid molecule, which is transferred into a cell. The vector replicates the DNA and can be independently regenerated in the host cell. The term "carrier" is often used interchangeably with "vector". The term “expression vector” refers to a recombinant DNA molecule comprising a coding sequence of interest and a suitable nucleic acid sequence necessary to express a coding sequence operably linked in a particular host organism.

본 발명은 또한, 본 발명의 재조합 벡터로 형질전환된 효모를 제공한다. 보다 구체적으로, 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체 유전자가 결여된 효묘 R100에 HvNHX1 cDNA가 재조합된 효모 발현용 벡터 pMG515를 도입시켜 염에 대한 내성이 회복된 Y.PMG515 효모를 제공하는 것이다.The present invention also provides yeast transformed with the recombinant vector of the present invention. More specifically, HvNHX1 in yeast seedling R100 lacking the sodium ion / hydrogen ion reverse carrier gene By introducing a recombinant yeast expression vector pMG515, the cDNA is to provide a Y.PMG515 yeast that has been restored to the salt resistance.

본 발명에 이용할 수 있는 숙주 세포는 사카로마이세스 세레비지애 (Saccharomyces cerevisiae) 균주가 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고, 피키아 파스토리스 (Pichia pastoris); 한세뉼라 폴리모파 (Hansenula polymorpha); 야로위아 (yarrowia); 쉬조사카로마이세스 폼베(Schizosaccharomyces pombe); 클루이베로마이세스 숙주, 예를 들어 케이. 락티스 (K. lactis), 케이. 프라길리스 (K. fragilis), 케이. 불가리쿠스 (K. bulgaricus), 케이. 위커라미 (K. wickeramii), 케이. 왈티 (K. waltii), 케이. 드로소필라룸 (K. drosophilarum), 케이. 테르모톨레란스 (K. thermotolerans) 및 케이. 마르시아누스 (K. marxianus)를 이용할 수 있다.The host cell that can be used in the present invention is preferably Saccharomyces cerevisiae strain, but is not limited thereto, Pichia pastoris; Hansenula polymorpha; Yarrowia; Schizosaccharomyces pombe; Kluyveromyces hosts, eg K. K. lactis, K. Fragilis (K. fragilis), K. Bulgaricus (K. bulgaricus), K. K. wickeramii, K. K. waltii, K. K. drosophilarum, K. Thermotelerans (K. thermotolerans) and K. K. marxianus is available.

본 발명의 재조합 벡터로 숙주 세포를 형질전환하는 방법은 전기천공 법(electroporation) 등의 당업계에서 통상적으로 이용하는 방법을 이용할 수 있다.As a method for transforming a host cell with the recombinant vector of the present invention, a method commonly used in the art such as electroporation can be used.

본 발명의 재조합 벡터는 식물 발현 벡터일 수 있다.The recombinant vector of the present invention may be a plant expression vector.

식물 발현 벡터의 바람직한 예는 아그로박테리움 투머파시엔스와 같은 적당한 숙주에 존재할 때 그 자체의 일부, 소위 T-영역을 식물 세포로 전이시킬 수 있는 Ti-플라스미드 벡터이다. 다른 유형의 Ti-플라스미드 벡터(EP 0 116 718 B1호 참조)는 현재 식물 세포, 또는 잡종 DNA를 식물의 게놈 내에 적당하게 삽입시키는 새로운 식물이 생산될 수 있는 원형질체로 잡종 DNA 서열을 전이시키는데 이용되고 있다. Ti-플라스미드 벡터의 특히 바람직한 형태는 EP 0 120 516 B1호 및 미국 특허 제4,940,838호에 청구된 바와 같은 소위 바이너리(binary) 벡터이다. 본 발명에 따른 HvNHX1 유전자를 식물 숙주에 도입시키는데 이용될 수 있는 다른 적합한 벡터는 이중 가닥 식물 바이러스(예를 들면, CaMV) 및 단일 가닥 바이러스, 게미니 바이러스 등으로부터 유래될 수 있는 것과 같은 바이러스 벡터, 예를 들면 비완전성 식물 바이러스 벡터로부터 선택될 수 있다. 그러한 벡터의 사용은 특히 식물 숙주를 적당하게 형질전환 하는 것이 어려울 때 유리할 수 있다.Preferred examples of plant expression vectors are Ti-plasmid vectors which, when present in a suitable host such as Agrobacterium tumerfaciens, can transfer part of themselves, the so-called T-region, into plant cells. Another type of Ti-plasmid vector (see EP 0 116 718 B1) is used to transfer hybrid DNA sequences to protoplasts from which current plant cells or new plants can be produced that properly insert hybrid DNA into the plant's genome. have. A particularly preferred form of the Ti-plasmid vector is a so-called binary vector as claimed in EP 0 120 516 B1 and U.S. Patent No. 4,940,838. Other suitable vectors that can be used to introduce the HvNHX1 gene according to the invention into a plant host are viral vectors such as those derived from double stranded plant viruses (eg CaMV) and single stranded viruses, gemini viruses, etc., For example, it may be selected from an incomplete plant viral vector. The use of such vectors can be advantageous, especially when it is difficult to properly transform a plant host.

발현 벡터는 바람직하게는 하나 이상의 선택성 마커를 포함한다. 상기 마커는 통상적으로 화학적인 방법으로 선택될 수 있는 특성을 갖는 핵산 서열로, 형질전환된 세포를 비형질전환 세포로부터 구별할 수 있는 모든 유전자가 이에 해당된다. 그 예로는 글리포세이트(glyphosate) 또는 포스피노트리신과 같은 제초제 저항성 유전자, 카나마이신, G418, 블레오마이신(Bleomycin), 하이그로마이 신(hygromycin), 클로람페니콜(chloramphenicol)과 같은 항생제 내성 유전자가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 구현예에 따른 식물 발현 벡터는 하이그로마이신 내성 유전자를 이용하였다.The expression vector preferably comprises one or more selectable markers. The marker is typically a nucleic acid sequence having properties that can be selected by a chemical method, which corresponds to all genes capable of distinguishing transformed cells from non-transformed cells. Examples include herbicide resistance genes such as glyphosate or phosphinothricin, antibiotic resistance genes such as kanamycin, G418, bleomycin, hygromycin, and chloramphenicol. It is not limited. The plant expression vector according to the embodiment of the present invention used a hygromycin resistance gene.

본 발명의 일 구현 예에 따른 식물 발현 벡터에서, 프로모터는 CaMV 35S, 액틴, 유비퀴틴, pEMU, MAS 또는 히스톤 프로모터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. "프로모터"란 용어는 구조 유전자로부터의 DNA 업스트림의 영역을 의미하며 전사를 개시하기 위하여 RNA 폴리머라아제가 결합하는 DNA 분자를 말한다. "식물 프로모터"는 식물 세포에서 전사를 개시할 수 있는 프로모터이다. "구성적(constitutive) 프로모터"는 대부분의 환경 조건 및 발달 상태 또는 세포 분화하에서 활성이 있는 프로모터이다. 형질전환체의 선택이 각종 단계에서 각종 조직에 의해서 이루어질 수 있기 때문에 구성적 프로모터가 본 발명에서 바람직할 수 있다. 따라서, 구성적 프로모터는 선택 가능성을 제한하지 않는다.In the plant expression vector according to an embodiment of the present invention, the promoter may be CaMV 35S, actin, ubiquitin, pEMU, MAS or histone promoter, but is not limited thereto. The term "promoter " refers to the region of DNA upstream from the structural gene and refers to a DNA molecule to which an RNA polymerase binds to initiate transcription. A "plant promoter" is a promoter capable of initiating transcription in plant cells. A "constitutive promoter" is a promoter that is active under most environmental conditions and developmental conditions or cell differentiation. Constructive promoters may be preferred in the present invention because the choice of transformants can be made by various tissues at various stages. Thus, the constitutive promoter does not limit the selection possibilities.

상기 터미네이터는, 통상의 터미네이터를 사용할 수 있으며, 그 예로는 노팔린 신타아제(NOS), 벼 α-아밀라아제 RAmy1 A 터미네이터, 파세올린(phaseoline) 터미네이터, 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)의 옥토파인(Octopine) 유전자의 터미네이터 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 터미네이터의 필요성에 관하여, 그러한 영역이 식물 세포에서의 전사의 확실성 및 효율을 증가시키는 것으로 일반적으로 알고 있다. 그러므로, 터미네이터의 사용은 본 발명의 내용에서 매우 바람직하다.The terminator may use a conventional terminator, and examples thereof include nopaline synthase (NOS), rice α-amylase RAmy1 A terminator, phaseoline terminator, Agrobacterium tumefaciens ( Ogrobacterium tumefaciens ) Terminator of the Fine (Octopine) gene, etc., but is not limited thereto. With regard to the need for terminators, it is generally known that such regions increase the certainty and efficiency of transcription in plant cells. Therefore, the use of terminators is highly desirable in the context of the present invention.

본 발명의 일 구현예에 따른 재조합 식물 발현 벡터는 바람직하게는 도 5에 기재된 pMG-HvNHX1 벡터일 수 있다. 상기 pMG-HvNHX1 벡터는 보리로부터 유래된 HvNHX1 cDNA를 pGA1611에 재조합하여 작성한 식물 유전자 발현용 바이너리 벡터이다. 그러나, 본 발명의 재조합 벡터는 도 5에 기재된 벡터에 한정되지 않고, 식물 형질 전환에 유용한 임의의 벡터를 이용할 수 있다.The recombinant plant expression vector according to one embodiment of the present invention may preferably be the pMG-HvNHX1 vector described in FIG. 5. The pMG-HvNHX1 vector is a binary vector for plant gene expression prepared by recombining HvNHX1 cDNA derived from barley into pGA1611. However, the recombinant vector of the present invention is not limited to the vector described in FIG. 5, and any vector useful for plant transformation can be used.

본 발명은 또한, 본 발명의 재조합 벡터로 형질전환된 내염성이 증진된 식물체를 제공한다. 보다 구체적으로, 식물 형질전환용 벡터 pMG-HvNHX1를 이용하여 HvNHX1를 발현시켜 나트륨 이온에 대한 항상성을 유지시켜 내염성을 증가시킨 형질전환 식물체를 제공한다.The present invention also provides a plant having enhanced flame resistance transformed with the recombinant vector of the present invention. More specifically, by using the plant transformation vector pMG-HvNHX1 to express HvNHX1 to maintain a homeostasis to sodium ions to provide a transgenic plant having increased flame resistance.

본 발명에 따른 식물체는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 대두, 감자, 밀, 팥, 귀리 및 수수로 이루어진 군에서 선택된 식량작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근으로 이루어진 군에서 선택된 채소작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 및 유채로 이루어진 군에서 선택된 특용작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 및 바나나로 이루어진 군에서 선택된 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 및 튤립으로 이루어진 군에서 선택된 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스로 이루어진 군에서 선택된 사료작물류일 수 있다. 바람직하게는, 상기 식물체는 벼, 보리, 옥수수, 밀, 호밀, 귀리, 잔디, 마초, 기장, 사탕수수, 라이그래스, 오차드그래스 등의 단자엽 식물일 수 있으며, 가장 바람직하게는, 상기 식물체는 벼이다.Plants according to the present invention is rice, wheat, barley, corn, soybeans, potatoes, wheat, red beans, oats and sorghum food crops selected from the group consisting of; Vegetable crops selected from the group consisting of Arabidopsis, Chinese cabbage, radish, red pepper, strawberry, tomato, watermelon, cucumber, cabbage, melon, pumpkin, green onion, onion, and carrot; Special crops selected from the group consisting of ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, sugar beet, perilla, peanut and rapeseed; Fruit trees selected from the group consisting of apple trees, pear trees, jujube trees, peaches, lambs, grapes, citrus fruits, persimmons, plums, apricots and bananas; Flowers selected from the group consisting of roses, gladiolus, gerberas, carnations, chrysanthemums, lilies and tulips; And fodder crops selected from the group consisting of lysis, redclover, orchardgrass, alphaalpha, tolsquescue and perennial lygragrass. Preferably, the plant may be monocotyledonous plants, such as rice, barley, corn, wheat, rye, oats, grass, forage, millet, sugar cane, rice, orchardgrass, and most preferably, the plant is rice to be.

본 발명은 또한, 상기 식물체의 종자를 제공한다. 바람직하게는, 상기 종자는 벼의 종자이다.The present invention also provides seed of the plant. Preferably, said seed is a seed of rice.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환하는 단계; 및The invention also comprises the steps of transforming a plant cell with a recombinant vector according to the invention; And

상기 형질전환된 식물 세포로부터 형질전환 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 내염성 형질전환 식물체의 제조 방법을 제공한다.It provides a method for producing a tolerant transgenic plant comprising the step of re-differentiating the transformed plant from the transformed plant cells.

식물의 형질전환은 DNA를 식물에 전이시키는 임의의 방법을 의미한다. 그러한 형질전환 방법은 반드시 재생 및(또는) 조직 배양 기간을 가질 필요는 없다. 식물 종의 형질전환은 이제는 쌍자엽 식물뿐만 아니라 단자엽 식물 양자를 포함한 식물 종에 대해 일반적이다. 원칙적으로, 임의의 형질전환 방법은 본 발명에 따른 잡종 DNA를 적당한 선조 세포로 도입시키는데 이용될 수 있다. 방법은 원형질체에 대한 칼슘/폴리에틸렌 글리콜 방법(Krens, F.A. et al., 1982, Nature 296, 72-74), 원형질체의 전기천공법(Shillito R.D. et al., 1985 Bio/Technol. 3, 1099-1102), 식물 요소로의 현미주사법(Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 202, 179-185), 각종 식물 요소의 (DNA 또는 RNA-코팅된) 입자 충격법(Klein T.M. et al., 1987, Nature 327, 70), 식물의 침윤 또는 성숙 화분 또는 소포자의 형질전환에 의한 아그로박테리움 투머파시엔스 매개된 유전자 전이에서 (비완전성) 바이러스에 의한 감염 등으로부터 적당하게 선택될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 방법은 아그로박테리움 매개된 DNA 전달을 포함한다. 특히 바람직한 것은 EP A 120 516호 및 미국 특허 제4,940,838호에 기재된 바와 같은 소위 이원 벡터 기술을 이용하는 것이다.Transformation of a plant means any method of transferring DNA to a plant. Such transformation methods do not necessarily have a regeneration and / or tissue culture period. Transformation of plant species is now common for plant species, including both terminal plants as well as dicotyledonous plants. In principle, any transformation method can be used to introduce hybrid DNA according to the invention into suitable progenitor cells. Calcium / polyethylene glycol method for protoplasts (Krens, FA et al., 1982, Nature 296, 72-74), electroporation of protoplasts (Shillito RD et al., 1985 Bio / Technol. 3, 1099-1102 ), Microscopic injection into plant elements (Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 202, 179-185), particle bombardment methods (DNA or RNA-coated) of various plant elements (Klein TM et al., 1987, Nature 327, 70), infection with (incomplete) virus in agrobacterium tumerfaciens mediated gene transfer by invasion of plants or transformation of mature pollen or vesicles, and the like. have. A preferred method according to the present invention comprises Agrobacterium mediated DNA delivery. Especially preferred is the use of the so-called binary vector technology as described in EP A 120 516 and US Pat. No. 4,940,838.

식물의 형질전환에 이용되는 "식물 세포"는 어떤 식물 세포도 된다. 식물 세포는 배양 세포, 배양 조직, 배양 기관 또는 전체 식물, 바람직하게는 배양 세포, 배양 조직 또는 배양 기관 및 더욱 바람직하게는 배양 세포의 어떤 형태도 된다. 바람직하게는, 상기 식물체는 벼이다."Plant cell" used for transformation of a plant may be any plant cell. The plant cell may be any of a cultured cell, a cultured tissue, a culture or whole plant, preferably a cultured cell, a cultured tissue or culture medium, and more preferably a cultured cell. Preferably, the plant is rice.

"식물 조직"은 분화된 또는 미분화된 식물의 조직, 예를 들면 이에 한정되진 않으나, 뿌리, 줄기, 잎, 꽃가루, 종자, 암 조직 및 배양에 이용되는 다양한 형태의 세포들, 즉 단일 세포, 원형질체(protoplast), 싹 및 캘러스 조직을 포함한다. 식물 조직은 인 플란타(in planta)이거나 기관 배양, 조직 배양 또는 세포 배양 상태일 수 있다."Plant tissue" refers to tissues of differentiated or undifferentiated plants, such as, but not limited to, roots, stems, leaves, pollen, seeds, cancer tissues and various types of cells used in culture, ie single cells, protoplasts. (protoplast), shoots and callus tissue. Plant tissue may be in planta or in organ culture, tissue culture or cell culture.

본 발명의 방법은 본 발명에 따른 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환하는 단계를 포함하는데, 상기 형질전환은 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)에 의해 매개될 수 있다. 또한, 본 발명의 방법은 상기 형질전환된 식물 세포로부터 형질전환 식물을 재분화하는 단계를 포함한다. 형질전환 식물 세포로부터 형질전환 식물을 재분화하는 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법을 이용할 수 있다.The method of the present invention comprises the step of transforming plant cells with the recombinant vector according to the present invention, wherein the transformation can be mediated by Agrobacterium tumefaciens . The method also includes the step of regenerating the transgenic plant from said transformed plant cell. The method for regenerating the transformed plant from the transformed plant cell may use any method known in the art.

본 발명에서는 보리 유래 HvNHX1 cDNA를 식물 유전자 발현용 운반체인 pGA1611에 재조합하여 작성한 유전자 재조합체(pMG-HvNHX1)를 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)에 도입하고, 유전자 재조합체가 도입된 아그로박테리움 투메파시엔스를 벼의 1-2mm 지름의 캘러스(callus)와 공동배양하여 식 물체 내의 세포질로 유입되는 고농도의 나트륨 이온 독성으로부터 나트륨 이온 항상성을 증가시킨 형질전환 벼 계통을 개발하였다. 상기 형질전환 벼는 염 농도가 높은 간척지 및 생산조건 불리지에 이용이 가능한 고효율의 환경학적으로 우수한 벼 식물체이므로, 간척지 및 생산조건 불리지의 이용효율을 최대화시키는 뛰어난 실질적 효과가 있으며, 동 발명을 이용하여 벼 이외의 식물체에서도 내염성이 증가한 품종을 개발할 수 있는 방법을 제공함으로서 식물종자산업의 발전에도 유용할 수 있다.In the present invention, a gene recombinant (pMG-HvNHX1) prepared by recombining barley-derived HvNHX1 cDNA into pGA1611, a carrier for plant gene expression, is introduced into Agrobacterium tumefaciens and Agrobacterium into which the gene recombinant is introduced. Tumefaciens was co-cultured with a 1-2 mm diameter callus of rice to develop a transformed rice strain that increased sodium ion homeostasis from high concentrations of sodium ion toxicity entering the cytoplasm in the plant. Since the transformed rice is a high-efficiency environmentally superior rice plant that can be used in high salt concentration and reclaimed land and production conditions, there is an excellent practical effect of maximizing the utilization efficiency of reclaimed land and production conditions. Plants other than rice may also be useful for the development of the plant seed industry by providing a way to develop varieties with increased flame resistance.

본 발명은 또한, 본 발명에 따른 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환시켜 HvNHX1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 식물체의 내염성을 증진시키는 방법을 제공한다. 식물체의 형질전환 방법, 형질전환에 이용되는 재조합 벡터 및 숙주 세포로 이용될 수 있는 식물은 전술한 바와 같다.The present invention also provides a method for enhancing the salt resistance of a plant, comprising the step of transforming plant cells with the recombinant vector according to the present invention, overexpressing the HvNHX1 gene. Plant transformation methods, recombinant vectors used for transformation and plants that can be used as host cells are as described above.

본 발명은 또한, 상기 방법에 의해 제조된 내염성이 증진된 식물체를 제공한다. 내염성이 증진된 식물체는 바람직하게는 벼, 보리, 옥수수, 밀, 호밀, 귀리, 잔디, 마초, 기장, 사탕수수, 라이그래스, 오차드그래스 등의 단자엽 식물일 수 있으며, 가장 바람직하게는, 상기 식물체는 벼이다.The present invention also provides a plant having improved flame resistance prepared by the above method. Plants having improved flame resistance may preferably be monocotyledonous plants such as rice, barley, corn, wheat, rye, oats, grass, forage, millet, sugarcane, ligras, orchardgrass, and most preferably, the plants Is rice.

본 발명은 또한, 상기 내염성이 증진된 식물체를 고염지인 간척지 또는 생산조건 불리지에서 재배하는 방법을 제공한다. 일반적인 식물체는 고염지인 간척지 또는 생산조건 불리지에서는 정상적으로 생장할 수 없으나, 본 발명의 내염성이 증진된 식물체는 상기 지역에서도 정상적으로 생장할 수 있기 때문에, 간척지 및 생산조건 불리지의 이용효율을 최대화시킬 수 있다.The present invention also provides a method of cultivating the plant with enhanced salt resistance in reclaimed land or production conditions known as high salt. General plants can not grow normally in the high salt land reclaimed land or production site called, but since the flame resistance enhanced plant of the present invention can grow normally in the region, it is possible to maximize the utilization efficiency of the reclaimed land and production site called.

본 발명은 또한, 보리(Hordeum vulgare) 유래의 NHX (Na+/H+ antiporter) 유전자 HvNHX1 을 포함하는 식물체의 내염성 증진용 조성물을 제공한다. 본 발명의 조성물에서, 상기 HvNHX1 유전자는 바람직하게는 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어질 수 있다. 본 발명의 식물체의 내염성 증진용 조성물은 유효 성분으로서 보리(Hordeum vulgare) 유래의 NHX (Na+/H+ antiporter) 유전자 HvNHX1 을 포함하며, 상기 유전자 HvNHX1 을 식물체에 형질전환시킴으로써 식물체의 내염성을 증진시킬 수 있는 것이다.The invention also relates to barley ( Hordeum) vulgare ) NHX (Na + / H + antiporter) gene HvNHX1 It provides a composition for improving salt resistance of plants comprising a. In the composition of the present invention, the HvNHX1 The gene may be preferably composed of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1. The composition for enhancing flame resistance of plants of the present invention is barley ( Hordeum) as an active ingredient vulgare ) NHX (Na + / H + antiporter) gene HvNHX1 Including, the gene HvNHX1 It is possible to enhance the flame resistance of the plant by transforming the plant.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

<< 실시예Example 1> 보리  1> barley cDNAcDNA 라이브러리 스크리닝을 통해 보리( Barley (through library screening) HordeumHordeum vulgarevulgare ) 유래 Origin HvNHX1HvNHX1 cDNAcDNA 염기서열 확보 Securing sequence

기본적으로 uni-ZAP cDNA 라이브러리 생합성 키트 (Stratagene, California, USA)을 사용하여 보리(동보리)에서 추출한 mRNA를 이용하여 cDNA 라이브러리를 제작하였다. 보리 cDNA 라이브러리 (4x106 pfu)를 이미 확보된 보리의 HvNHX1 일부분 유전자 탐침을 이용하여 검색하였다. 보리의 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체 유전자가 삽입되어 있을 것으로 추정되는 람다 파아지들을 분리하여 람다 Zap II 벡터의 고유 특성을 활용하여 플라스미드 벡터 (pBluscript SK(+)) 클론으로 전환하였다. 확보한 클론의 염기서열은 벡터에 존재하는 T7 (5'-AATACGACTCACTATAG- 3'; 서열번호 3) 과 T3 (5'-AATTAACCCTCACTAAAGGG-3'; 서열번호 4) 염기서열 결정 프라이머를 이용하여 양쪽 가닥의 염기서열을 염기서열 자동분석기(모델 ABI 3730xl, Macrogen사)로 결정하였다.Basically, cDNA library was prepared using mRNA extracted from barley (dongbo) using uni-ZAP cDNA library biosynthesis kit (Stratagene, California, USA). Barley cDNA library (4x10 6 pfu ) was obtained from HvNHX1 of barley. Partial gene probe was used for searching. Lambda phages presumed to have inserted the sodium ion / hydrogen ion reverse carrier gene of barley were isolated and converted to plasmid vectors (pBluscript SK (+)) clones utilizing the inherent properties of lambda Zap II vectors. The obtained nucleotide sequence was obtained by using both T7 (5'-AATACGACTCACTATAG-3 '; SEQ ID NO: 3) and T3 (5'-AATTAACCCTCACTAAAGGG-3'; SEQ ID NO: 4) sequencing primers present in the vector. The nucleotide sequence was determined by a sequencing autonomic analyzer (model ABI 3730xl, Macrogen).

염기서열을 결정한 결과, 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체 유전자의 cDNA인 것으로 확인된 클론을 보리의 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체(Na+/H+ antiporter)인 HvNHX1으로 명명하였다. 결정된 유전자의 염기서열과 판독틀에 맞는 아미노산 서열을 도 1에 표시하였다. As a result of determining the sequencing, the clone identified as cDNA of the sodium ion / hydrogen ion reverse carrier gene was named HvNHX1 , which is a sodium ion / hydrogen ion reverse carrier (Na + / H + antiporter) of barley . The amino acid sequence that fits the base sequence and reading frame of the determined gene is shown in FIG. 1.

서열의 상동관계는 GenBank에서 DNA 서열에 근거하여 프로그램 BLAST [Altschul et al., Nucleic Acid Res, 25:3389-3402 (1997)]을 사용하여 실행하였고 염기서열과 아미노산 서열 분석은 DNASIS (Hitachi, Yokohama, Japan) 프로그램에 의하여 실행되었다. 소수성 폴리펩티드, 번역후의 변이 자리, 단백질 2차 구조 등을 예측하기 위하여 SIGFIND [Reczko et al., Version 2.10, Leture Note in Computer Science, 2452:60-67 (2002)], SignalP 3.0 [Bendtsen et al., Proteomics, 4:1633-1649 (2004)], NetPhos 2.0 [Chen et al., J. Mol. Biol. 40:247-260 (2007)], NetNGlyc 1.0 [Blom et al., Proteomics, 4:1633-1649 (2004)], WoLFPSORT (http://wolfpsort.seq.cbrc.jp), PREDATOR [Frishman and Argos, Protein Engineering, 9:133-142 (1996)], 그리고 SOPMA [Geourjon and Deleage, Comput. Appl. Biosci., 11:681-684 (1995)] 등 프로그램을 사용하였다. 여러 NHX 서열간의 상동성 분석은 AliBee [Brodsky et al., Biosystems, 30:65-79 (1993)] 프로그램을 사용하여 실행하였다.Sequence homology was performed using GenBank program BLAST [Altschul et al., Nucleic Acid Res, 25: 3389-3402 (1997)] based on DNA sequence in GenBank, and sequencing and amino acid sequence analysis were performed by DNASIS (Hitachi, Yokohama). , Japan) program. SIGFIND [Reczko et al., Version 2.10, Leture Note in Computer Science, 2452: 60-67 (2002)], SignalP 3.0 [Bendtsen et al., In order to predict hydrophobic polypeptides, post-translational mutation sites, protein secondary structure, and the like. , Proteomics, 4: 1633-1649 (2004)], Net Phos 2.0 [Chen et al., J. Mol. Biol. 40: 247-260 (2007), NetNGlyc 1.0 [Blom et al., Proteomics, 4: 1633-1649 (2004)], WoLFPSORT (http://wolfpsort.seq.cbrc.jp), PREDATOR [Frishman and Argos , Protein Engineering, 9: 133-142 (1996), and SOPMA [Geourjon and Deleage, Comput. Appl. Biosci., 11: 681-684 (1995). Homology analysis between several NHX sequences was performed using the AliBee (Brodsky et al., Biosystems, 30: 65-79 (1993)) program.

<< 실시예Example 2> 보리( 2> barley ( HordeumHordeum vulgarevulgare ) 유래 Origin HvNHX1HvNHX1 cDNAcDNA 를 포함하는 효모 발현용 재조합 벡터 Recombinant vector for yeast expression pMG515pMG515 가 도입된 효모 Y.Introduced yeast Y. PMG515PMG515 의 생산 및 이종 발현에 의한 NHX 기능의 확인Of NHX Function by Production and Heterologous Expression

(제1단계) 보리((Step 1) Barley ( HordeumHordeum vulgarevulgare ) 유래 Origin HvNHX1HvNHX1 cDNAcDNA 를 포함하는 효모 발현용 For yeast expression, including 재조합체Recombinant 작성과 효모  Filling and yeast 세포내로Intracellularly 도입 Introduction

효모에서 HvNHX1 cDNA를 발현시키기 위하여, HvNHX1 cDNA의 판독틀(open reading frame, ORF) 서열을 효모용 유전자 발현 운반체인 pRG410 [미국 University of Connecticut의 Roberto Gaxiola로부터 제공받음]에 삽입하였다. 우선 제한효소 자리를 맞추기 위하여 HvNHX1를 주형으로 ORF 영역을 Extaq(Takara, Shiga, Japan)을 사용하여 PCR로 증폭시켰다. 유전자를 증폭하기 위해 사용된 프라이머의 서열은 5'-TTCGGGCGGCCGCAAGGAAGAA-3' (서열번호 5)과 5'-CATCTTCAGTCGACACTCTGAA-3' (서열번호 6)이다. 증폭된 PCR 산물은 pGEM T-Easy 벡터(Promega, Madison, USA)에 클로닝하여 통상적인 방법에 의해 서열을 분석하였다. 확인된 재조합용 HvNHX1 cDNA는 각각 NotI-SalI 제한효소 자리로 pRG410 백터에 삽입되었고 HvNHX1 유전자의 재조합 운반체인 pMG515를 작성하였다 (도 2).To express HvNHX1 cDNA in yeast, an open reading frame (ORF) sequence of HvNHX1 cDNA was inserted into pRG410, a gene expression carrier for yeast (provided by Roberto Gaxiola, University of Connecticut, USA). First, the ORF region was amplified by PCR using Extaq (Takara, Shiga, Japan) using HvNHX1 as a template to set the restriction enzyme site. The sequences of the primers used to amplify the gene are 5'-TTCGGGCGGCCGCAAGGAAGAA-3 '(SEQ ID NO: 5) and 5'-CATCTTCAGTCGACACTCTGAA-3' (SEQ ID NO: 6). The amplified PCR products were cloned into pGEM T-Easy vectors (Promega, Madison, USA) and sequenced by conventional methods. The identified recombinant HvNHX1 cDNAs were inserted into the pRG410 vector as NotI-SalI restriction enzyme sites, respectively, and HvNHX1 PMG515, a recombinant carrier of genes, was generated (FIG. 2).

HvNHX1 유전자가 삽입된 pMG515를 전기천공법(electroporation)을 이용하여 액포형 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체가 결여된 효모 돌연변이 균주 R100(Δnhx1) 계통에 도입시켜 Y.PMG515 효모 균주를 개발하였다. Y.PMG515 효모가 생산하는 HvNHX1이 R100 효모의 돌연변이 특성을 회복시키는지의 여부를 분석하였 고, 이때 사용한 효모용 선발 배지는 SD 배지(0.17 % Yeast nitrogen base without amino acid and ammonium sulfate (AS), 5% (NH4)2SO4 0.01 % L-leucine, 0.02 % L-tryptophan, 0.02 % L-histidine, 0.02 % uracil, 5 ml 20x Drop-out medium mix, 2% Glucose를 함유)에서 우라실(uracil)을 제거하여 사용하였다. HvNHX1 The gene inserted pMG515 was introduced into the yeast mutant strain R100 (Δnhx1) strain lacking the vesicular sodium ion / hydrogen ion reverse carrier using electroporation to develop the Y.PMG515 yeast strain. It was analyzed whether HvNHX1 produced by Y.PMG515 yeast restores the mutant characteristics of R100 yeast, and the selection medium for yeast used at this time was SD medium (0.17% Yeast nitrogen base without amino acid and ammonium sulfate (AS), 5). Uracil in% (NH 4 ) 2 SO 4 0.01% L-leucine, 0.02% L-tryptophan, 0.02% L-histidine, 0.02% uracil, 5 ml 20x Drop-out medium mix, 2% Glucose) Was used to remove.

(제2단계) (Step 2) HvNHX1HvNHX1 cDNAcDNA 가 도입된 효모 Y.Introduced yeast Y. PMG515PMG515 가 생산하는 To produce NHXNHX 활성을  Activity 하이그로마이신이Hygromycin 첨가된 배지를 이용하여 확인 Confirmation using added medium

pMG515를 도입하여 획득한 효모 Y.PMG515이 생산하는 HvNHX1 cDNA가 효모의 돌연변이 특성을 회복시키는지의 여부를 확인하였다.It was confirmed whether the HvNHX1 cDNA produced by the yeast Y.PMG515 obtained by introducing pMG515 restored the mutant characteristics of the yeast.

야생형 대조구 효모인 K601과 돌연변이 효모 R100, HvNHX1 cDNA가 형질전환된 효모 Y.PMG515를 각각 5ml YPAD 배지(1% Bacto yeast extract, 2% Bacto peptone, 0.0075% Adenine hemisulfate, 2% Glucose 함유)에 접종하여 28℃에서 250rpm으로 24시간 배양하여 OD600의 측정치가 1.0~1.8이 되도록 하였다. 하이그로마이신(Hygromycin)은 전기화학적 양성자 구배에 반응하여 세포질에 축적되는 독성의 고분자량 알카리성 양이온으로 nhx1 효모 돌연변이주 R100은 하이그로마이신에 초감수성을 나타낸다 (McCusker et al., (1987) Mol. Cell. Biol. 11, 4082-4088). 하이그로마이신이 0.05mg/ml 첨가되었거나 또는 첨가되지 않은 YPAD 고체 배지에 OD600 값이 0.3이 된 균을 2.5㎕씩 접종한 한 후 28℃에서 48시간 동안 암배양하였다. 배양 후 0.05mg/ml 하이그로마이신이 첨가된 선발 배지 상에서 효모들의 생장 력을 분석하는 것으로 HvNHX1 cDNA가 효모의 하이그로마이신 초감수성을 보완하는지의 여부를 확인하였다.Yeast Y.PMG515 transformed with wild type control yeast K601, mutant yeast R100, and HvNHX1 cDNA were inoculated in 5 ml YPAD medium (containing 1% Bacto yeast extract, 2% Bacto peptone, 0.0075% Adenine hemisulfate, 2% Glucose), respectively. Incubation was carried out at 250 rpm for 24 hours at 28 ° C. so that the measured value of OD 600 was 1.0 to 1.8. Hygromycin is a toxic, high molecular weight alkaline cation that accumulates in the cytoplasm in response to an electrochemical proton gradient, and the nhx1 yeast mutant R100 is supersensitive to hygromycin (McCusker et al., (1987) Mol. Cell. Biol. 11, 4082-4088). OD 600 in YPAD solid medium with or without 0.05 mg / ml hygromycin After inoculating 2.5 μl each of the bacteria that had a value of 0.3, the cells were cultured at 28 ° C. for 48 hours. HvNHX1 was analyzed for the growth of yeast on a selection medium containing 0.05 mg / ml hygromycin after incubation. It was confirmed whether cDNA complements the hypersensitivity of hygromycin in yeast.

실시예 2의 결과는 도 3에서 보는 바와 같이, 하이그로마이신 초감수성 nhx1 효모 돌연변이주 R100를 비롯하여 모든 균주가 하이그로마이신이 첨가되지 않은 YPAD 배지에서는 성장하였지만, 0.05mg/ml 하이그로마이신이 첨가된 YPAD 배지에서는 야생형 대조구 효모 K601과 HvNHX1 cDNA가 형질전환된 효모 Y.PMG515만 성장하였다. 이와 같은 결과는 HvNHX1 cDNA의 발현이 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체 결함이 있는 돌연변이 효모의 하이그로마이신 초감수성을 억제시킬 수 있음을 나타내는 것이라 할 수 있다.The results of Example 2 were shown in Figure 3, all strains, including hygromycin supersensitive nhx1 yeast mutant R100, were grown in YPAD medium without hygromycin, but 0.05 mg / ml hygromycin was added. In the YPAD medium, only yeast Y.PMG515 transformed with wild type control yeast K601 and HvNHX1 cDNA was grown. These results indicate that the expression of HvNHX1 cDNA can inhibit the hygromycin supersensitivity of mutant yeasts with a sodium ion / hydrogen ion reverse carrier defect.

(제3단계) (Step 3) HvNHX1HvNHX1 유전자가 도입된 효모 Y. Yeast Y with the gene introduced. PMG515PMG515 의 염에 대한 내성을 NaCl이 첨가된 배지를 이용하여 확인Resistance to salts was determined using a medium containing NaCl

형질전환된 효모 Y.PMG515와 NHX 돌연변이 효모 R100, 그리고 야생형 효모 K601 계통을 5ml YPAD 배지에 접종하여 28℃에서 OD600의 값이 1.0에서 1.8이 되도록 24시간 동안 배양하였다.Transformed yeast Y.PMG515, NHX mutant yeast R100, and wild type yeast K601 strains were inoculated in 5 ml YPAD medium and incubated for 24 hours at 28 ° C. so that the value of OD 600 was 1.0 to 1.8.

0, 300, 600, 1200mM NaCl이 첨가된 YPAD 배지에 OD600의 값이 0.12가 된 효모 배양균을 100㎕씩 접종하여 28℃에서 48시간 동안 배양한 후 각각 OD600에서 흡광도를 측정하여 HvNHX1 cDNA의 발현에 의한 효모 Y.PMG515의 염에 대한 내성 회복을 확인하였다.Inoculate 100μl of yeast cultures with OD 600 value 0.12 in YPAD medium containing 0, 300, 600, 1200mM NaCl, incubate for 48 hours at 28 ℃, and measure the absorbance at OD 600 , respectively, to measure HvNHX1 cDNA. Recovery of resistance to salts of yeast Y.PMG515 by expression of was confirmed.

상기 결과를 더욱 확고히 하기 위해 0, 300, 600mM NaCl이 첨가된 YPAD 고체 배지에 OD600의 값이 0.3이 된 균을 2.5㎕씩 spotting한 후 28℃에서 48시간 동안 배양하여 HvNHX1 cDNA의 발현에 의한 효모 Y.PMG515의 염에 대한 내성 회복을 확인하였다.In order to further solidify the results, spotting bacteria having a value of OD 600 of 0.3 in the YPAD solid medium to which 0, 300, and 600 mM NaCl was added was 0.3 μl, and incubated for 48 hours at 28 ° C. to express HvNHX1 cDNA. The recovery of resistance to the salt of yeast Y.PMG515 was confirmed.

0과 300mM NaCl이 포함된 YPAD 배지에서는 모든 계통의 균주가 생장하였지만, 600과 1200mM NaCl에서는 야생형 효모 균주 K601 균주와 형질전환된 효모 Y.PMG515만 생장하였다(도 4A).All strains were grown in YPAD medium containing 0 and 300 mM NaCl, but only wild type yeast strain K601 strain and transformed yeast Y.PMG515 were grown in 600 and 1200 mM NaCl (FIG. 4A).

NaCl이 포함되어 있지 않은 YPAD 배지에서는 모든 계통의 효모균주가 생장하였지만, NaCl이 300, 600mM 포함된 YPAD 고체 배지에서 염 감수성 효모 돌연변이 R100은 생장이 억제된 반면, 형질전환된 효모 Y.PMG515와 야생형 효모 K601은 모두 내성을 보이며 생장하였다 (도 4B).Yeast strains of all strains were grown in YPAD medium without NaCl, but salt-sensitive yeast mutant R100 was inhibited in YPAD solid medium containing 300 and 600 mM NaCl, whereas transformed yeast Y.PMG515 and wild-type yeast K601 all grown tolerant (FIG. 4B).

이러한 형질전환된 효모 Y.PMG515가 하이그로마이신과 고염에 대한 감수성 억제 증가의 결과는 보리에서 분리된 HvNHX1 cDNA가 나트륨 이온/수소 이온 역방향 운반체가 결핍된 효모 돌연변이의 하이그로마이신에 대한 결함을 보완할 수 있고, 염에 대한 내성을 부여하는 유전자임을 입증하는 증거이다.The result of this increased yeast Y.PMG515 increased susceptibility inhibition to hygromycin and high salt is that the HvNHX1 cDNA isolated from barley compensates for the deficiency of hygromycin in yeast mutants lacking sodium ion / hydrogen ion reverse carriers. It is evidence that it can and is a gene that confers resistance to salts.

<< 실시예Example 3> 보리( 3> barley ( HordeumHordeum vulgarevulgare ) 유래 Origin HvNHX1HvNHX1 cDNAcDNA 의 벼 Rice 세포내Intracellular 삽입 및 형질전환 Insertion and transformation

(제1단계) 식물 유전자 발현용 운반체인 (Step 1) is a carrier for expressing plant genes pGA1611pGA1611 on HvNHX1HvNHX1 cDNAcDNA 의 식물 형질 전환용 For plant transformation of 재조합체Recombinant 작성 write

식물유전자 발현 운반체인 pGA1611는 포항공과대학(포항, 한국) 안진흥 교수로부터 분양받아 사용하였다. HvNHX1 cDNA 염기서열과 제한효소 자리를 분석하여 유전자가 정상적으로 발현되도록 전체 판독틀이 포함되는 단편을 만들어 pGA1611에 재조합하여 형질전환용 유전자 재조합체(pMG-HvNHX1)를 작성하였다 (도 5). The plant gene expression carrier, pGA1611, was distributed by Professor Ahn Jin-heung from Pohang University of Science and Technology (Pohang, Korea). HvNHX1 cDNA nucleotide sequence and restriction enzyme sites were analyzed to generate fragments containing the entire reading frame so that genes were normally expressed, and recombined into pGA1611 to generate a transgenic gene recombinant (pMG-HvNHX1) (FIG. 5).

(제2단계)(Step 2) rice plant 세포내로Intracellularly 재조합 유전자 운반체의 도입 및 운반체가 도입된 세포의 선발 Introduction of recombinant gene carriers and selection of cells into which the carriers have been introduced

냉-해동방법(freezing-thawing, An G, Ebert PR, Mitra A, Ha SB, 1988, Plant Molecular Biology Manual A3: 1-19. (Gelvin., S.B., Schilperoort, R., and Verma, D. P., Eds.), Kluwer Academic Pub., The Netherlands)을 이용하여 상기 제1단계에서 제작한 pMG-HvNHX1를 아그로박테리움 투메파시엔스 LBA 4404에 도입하고, 하이그로마이신 배지에서 재조합 유전자 운반체가 도입된 균주를 선발하였으며, 선발된 균주를 배양하여 pMG-HvNHX1를 분리한 다음, 제한효소 처리 등을 통하여 HvNHX1 유전자가 균주 내로 도입됨을 확인하였다.Freezing-thawing, An G, Ebert PR, Mitra A, Ha SB, 1988, Plant Molecular Biology Manual A3: 1-19. (Gelvin., SB, Schilperoort, R., and Verma, DP, Eds .), Kluwer Academic Pub., The Netherlands) using the Agrobacterium tumefaciens pMG-HvNHX1 prepared in the first step The strain was introduced into LBA 4404 and the recombinant gene carrier was introduced in the hygromycin medium, and the selected strain was cultured to isolate pMG-HvNHX1, followed by HvNHX1 through restriction enzyme treatment. It was confirmed that the gene was introduced into the strain.

pMG-HvNHX1 cDNA 재조합체가 도입된 아그로박테리움 투메파시엔스 LBA 4404를 50 mg/L 하이그로마이신이 포함된 YEP(1% yeast extract, 1% peptone, 0.5% NaCl) 액체배지에 접종한 다음 28℃, 암 상태에서 48시간 이상 250 rpm으로 진탕 배양하였다. 아그로박테리움 배양액의 OD600가 0.6일 때 배양액을 AAM 액체배지에 10배 희석하였고 희석액을 이용하여 지름이 1-2mm 크기인 캘러스(callus)를 10분간 접종하였다. 아그로박테리움을 접종한 캘러스는 2,4-D(2 ㎎/L), 세포탁심(cefotaxime, 250 mg/L), 하이그로마이신(40 mg/L)이 첨가된 N6 기본배지에서 1차 선발한 캘러스(callus)를 다시 2,4-D(2 ㎎/L), 세포탁심(cefotaxime, 250 mg/L), 하이그로마이신(40 mg/L), BA(0.5 mg/L)가 첨가된 N6 기본배지에서 2차 선발하였다 (도 6).Agrobacterium tumefaciens with pMG-HvNHX1 cDNA recombinant LBA 4404 was inoculated into a YEP (1% yeast extract, 1% peptone, 0.5% NaCl) liquid medium containing 50 mg / L hygromycin, followed by incubation at 250 rpm for at least 48 hours at 28 ° C. in the dark. When the OD 600 of the Agrobacterium culture was 0.6, the culture was diluted 10-fold in AAM liquid medium and inoculated with a callus having a diameter of 1-2 mm using the dilution for 10 minutes. Callus inoculated with Agrobacterium was selected first from N6 base medium supplemented with 2,4-D (2 mg / L), cefotaxime ( 250 mg / L), and hygromycin (40 mg / L). One callus was again added with 2,4-D (2 mg / L), cefotaxime ( 250 mg / L), hygromycin (40 mg / L), BA (0.5 mg / L) Secondary selection in N6 base medium (Fig. 6).

(제3단계)(Step 3) 운반체가 도입된 세포로부터 벼 식물체의 재분화Regeneration of Rice Plants from Cells into Which Carriers Are Introduced

상기 2단계에서 선발하여 분화된 신초를 NAA(0.1 mg/L), 키네틴(2.0 mg/L), 세포탁심(125 mg/L)이 첨가된 MS 기본배지에 이식하여 발근을 유도한 유식물체를 토양에 이식하여 정상적으로 성장 발달하여 개화 결실한 벼 식물체로 육성한 다음(도 6), 채종하여 121 계통의 T0 세대 종자를 확보하였다. T0 세대 종자를 하이그로마이신으로 선발하기 위하여 비형질전환 벼와 형질전환된 벼 종자들을 50 mg/ml 하이그로마이신 조건에서 발아 실험을 실시하여 50 계통의 하이그로마이신 저항성 T0 세대와 9 계통의 하이그로마이신 감수성 T0 세대를 선발하였다. 선발된 T0 세대 유식물체를 토양에 이식하여 정상적인 벼 식물체로 육성한 다음 중합효소 연쇄반응(PCR) 방법과 서던 블럿 분석 방법을 통하여 전이 유전자의 삽입을 확인하였다 (도 7). 전이 유전자의 삽입이 확인된 계통과 하이그로마이신 선발 계통 모두를 형질전환 식물체 격리 수도 시험포장에 파종하여 231 계통의 T1 세대 종자를 수확하였다.The seedlings induced in rooting were transplanted by transplanting the differentiated shoots selected in step 2 into the MS basal medium to which NAA (0.1 mg / L), kinetin (2.0 mg / L), and cetactac (125 mg / L) were added. After transplanting into the soil, normal growth and development were grown as flowering plants of depleted rice (Fig. 6), and seeded to secure T0 generation seeds of 121 strains. In order to select T0 generation seeds as hygromycin, germinated experiments were carried out under 50 mg / ml hygromycin conditions for non-transformed rice and transformed rice seeds, and 50 strains of hygromycin-resistant T0 generation and 9 strains of high Gromycin sensitive T0 generation was selected. The selected T0 generation seedlings were transplanted into the soil to grow normal rice plants, and then the transfer genes were confirmed by polymerase chain reaction (PCR) method and Southern blot analysis method (FIG. 7). Both the strains with confirmed insertion of the transgene and the hygromycin selection strain were seeded in the transgenic plant sequestration water test packaging to harvest T1 generation seeds of 231 strains.

(제4단계) 재조합 유전자의 삽입이 확인된 형질전환 벼 식물체의 염 스트레스 조건에서의 (Step 4) In the salt stress condition of the transformed rice plants confirmed the insertion of the recombinant gene 유묘Seedling 생장 및 회복 증가율을 관찰하여 염에 대한 내성 확인 및 독특한 특성을 갖는 계통 선발 Monitor growth and recovery rates to identify salt tolerance and select lineages with unique properties

재조합 유전자의 도입에 의해 재분화된 벼 식물체에 염 저항성을 부여하는지를 확인하기 위해, 형질전환된 계통들의 T1 세대 종자와 비형질전환 벼의 종자를 70% 에탄올에 5분 동안 표면 소독을 한 다음, 0.1% 소디움하이포클로라이트에서 20분 동안 종자 표면 소독을 한 뒤 수돗물과 증류수를 이용하여 3회 이상 세척하였다. 비형질전환 벼(동진벼)와 형질전환된 계통(44-1, 44-3, 44-4, 44-6, 90-1, 90-2, 90-8, 90-10, 90-11, 96-1, 96-2, 96-4, 100-3)의 벼 종자들을 각각 12립씩 3반복으로 25℃ 암 조건에서 3일간 최아 후 5일(암 조건에서 2일 처리한 뒤 광 조건에서 3일 처리)동안 100mM NaCl를 처리하여 생장을 관찰하였다. 염처리 후 15일간 정상관수하여 식물체의 회복 증가율을 관찰하였으며, 회복 증가율은 지상부의 크기를 측정한 뒤 NaCl을 처리하지 않은 비형질전환 대조구 벼를 기준으로 하는 백분율로 환산하여 분석하였다.To determine if salt resistance is given to replanted rice plants by the introduction of recombinant genes, the T1 generation seeds of the transformed lines and the seed of the untransformed rice are surface sterilized in 70% ethanol for 5 minutes, and then 0.1%. Seed surface disinfection for 20 minutes in% sodium hypochlorite was washed three times or more with tap water and distilled water. Nontransformed rice (Dongjin rice) and transformed strains (44-1, 44-3, 44-4, 44-6, 90-1, 90-2, 90-8, 90-10, 90-11, 96 -1, 96-2, 96-4, 100-3) rice seeds 3 repetitions of 3 grains each for 3 days in 25 ℃ dark conditions 5 days after 2 days (2 days in dark conditions and 3 days in light conditions Treatment was observed by treatment with 100 mM NaCl. After 15 minutes of salt treatment, normal plant irrigation was observed to increase the recovery rate. The recovery rate was measured in terms of percentage based on non-transformed control rice without NaCl treatment.

5일간 염 스트레스 처리 후 생육 상태는 형질전환계통들의 벼 유묘가 비형질전환 벼 식물체보다 양호하였다 (도 8). 5일간 염 스트레스 처리 이후 15일간 정상관수 후의 생육 상태도 형질전환계통들의 벼 유묘가 양호하였으며, 스트레스를 받은 후의 회복 증가율도 높았다 (도 9). 특히 염의 스트레스를 받은 44-1, 90-1, 90-2, 90-8, 90-11 계통의 지상부는 정상관수 15일 후에 다른 계통의 유묘들 보다 현저하게 빠른 생장을 보였으며 비형질전환 벼의 유묘에 비하여 각각 47.3, 85.5, 92.4, 91.5, 83.1% 증가하였다. 전체 형질전환된 벼의 회복 증가율은 NaCl을 처리하지 않은 비형질전환 대조구 벼에 비해 평균 45.8% 증가하였다(표 1).After 5 days of salt stress treatment, the growth of rice seedlings of the transgenic systems was better than that of non-transformed rice plants (FIG. 8). After 5 days of salt stress treatment, the growth of rice seedlings of the transgenic systems was also good after 15 days of normal irrigation, and the increase in recovery after stress was also high (FIG. 9). In particular, the ground parts of 44-1, 90-1, 90-2, 90-8, and 90-11 strains, which were stressed by salt, showed significantly faster growth than other seedlings after 15 days of normal irrigation. 47.3, 85.5, 92.4, 91.5, and 83.1% increase, respectively. The recovery rate of total transgenic rice increased by 45.8% on average compared to non-transgenic control rice without NaCl (Table 1).

표 1. 100mM NaCl 스트레스 처리(5일)한 다음, 15일간 정상관수한 후 유묘의 지상부 길이와 회복 증가율Table 1.Land length and recovery rate of seedling growth after 15 days of normal irrigation after 100 mM NaCl stress treatment (5 days)

계통system 지상부의 길이(cm)Length of the ground part (cm) 회복 증가율(%)% Increase in recovery H2OH 2 O H2O + NaClH 2 O + NaCl H2OH 2 O H2O + NaClH 2 O + NaCl 비형질전환체
(동진벼)
Nontransformer
(Dongjin Rice)
4.52±0.844.52 ± 0.84 3.95±1.453.95 ± 1.45 0.000.00 0.000.00
44-144-1 4.36±2.484.36 ± 2.48 5.82±0.655.82 ± 0.65 3.573.57 47.2747.27 44-344-3 6.39±0.766.39 ± 0.76 4.89±1.274.89 ± 1.27 41.2941.29 23.7323.73 44-444-4 6.61±1.836.61 ± 1.83 5.37±1.005.37 ± 1.00 46.0746.07 35.7435.74 44-644-6 5.48±0.975.48 ± 0.97 4.78±1.384.78 ± 1.38 21.1421.14 20.9920.99 90-190-1 6.65±1.576.65 ± 1.57 7.33±0.527.33 ± 0.52 47.0547.05 85.5085.50 90-290-2 6.83±1.726.83 ± 1.72 7.61±1.117.61 ± 1.11 51.0451.04 92.4492.44 90-890-8 5.62±1.245.62 ± 1.24 7.57±0.157.57 ± 0.15 24.2624.26 91.4991.49 90-1090-10 5.49±0.345.49 ± 0.34 5.73±0.135.73 ± 0.13 21.5021.50 44.8844.88 90-1190-11 6.11±0.256.11 ± 0.25 7.24±0.767.24 ± 0.76 35.0135.01 83.1083.10 96-196-1 5.07±0.355.07 ± 0.35 4.85±0.094.85 ± 0.09 12.1912.19 22.6822.68 96-296-2 6.54±3.526.54 ± 3.52 4.40±0.724.40 ± 0.72 44.5744.57 11.3011.30 96-496-4 5.24±0.555.24 ± 0.55 4.40±0.254.40 ± 0.25 15.9115.91 11.2911.29 100-3100-3 6.02±0.206.02 ± 0.20 4.92±1.294.92 ± 1.29 33.1233.12 24.5724.57 형질전환계통
평균
Transformation system
Average
5.88±1.215.88 ± 1.21 5.76±±725.76 ±± 72 29.9729.97 45.7745.77

상기 결과는 염 스트레스에 대한 내성은 HvNHX1 cDNA의 발현을 통하여 능동적으로 이루어짐을 의미하며, HvNHX1 cDNA를 이용하여 형질전환되는 모든 식물체의 경우에도 내염성을 증가시킬 수 있음을 증명하는 결과이다.The results indicate that resistance to salt stress is actively achieved through the expression of HvNHX1 cDNA, and proves that salt resistance can be increased even in all plants transformed using HvNHX1 cDNA.

도 1은 보리 cDNA 라이브러리(cDNA library) 스크리닝을 통해 확보한 보리(Hordeum vulgare) 유래 HvNHX1 cDNA의 염기서열과 아미노산 서열을 보여준다. 화살표; NHX1 단백질 신호 펩타이드 열개 위치 1 is a barley obtained by screening barley cDNA library (cDNA library) ( Hordeum vulgare ) shows the nucleotide sequence and amino acid sequence of HvNHX1 cDNA. arrow; NHX1 Protein Signal Peptide Ten Positions

도 2는 HvNHX1 cDNA의 발현 구조를 포함하는 효모 발현용 벡터(pMG515)의 구성도이다. PMA1, promoter from pRS699: HvNHX1, Hordeum vulgare Na+/H+ antiporter: CYC1, terminator: URA3, yeast selection marker (uracil): Amp, ampicillin.2 is a block diagram of a yeast expression vector (pMG515) including the expression structure of HvNHX1 cDNA. PMA1, promoter from pRS699: HvNHX1, Hordeum vulgare Na + / H + antiporter: CYC1, terminator: URA3, yeast selection marker (uracil): Amp, ampicillin.

도 3은 염에 대해 내성을 갖는 효모의 대조 계통 K601과 염에 대해 감수성인 효모 돌연변이 계통 R100, 효모 R100에 HvNHX1 cDNA가 재조합된 운반체 pMG515가 도입된 효모 Y.PMG515 균주 등을 50ug/ml 하이그로마이신이 포함된 또는 포함되지 않은 YPAD 배지에서 3일 동안 배양한 결과이다.3 shows HvNHX1 in control strain K601 of yeast resistant to salt and yeast mutant strain R100, yeast R100 that is sensitive to salt. The yeast Y.PMG515 strain in which the carrier pMG515 in which the cDNA was recombinant was introduced was cultured for 3 days in YPAD medium with or without 50 ug / ml hygromycin.

도 4는 염에 대해 내성을 갖는 효모의 대조 계통 K601과 염에 대해 감수성인 효모 돌연변이 계통 R100, 효모 R100에 HvNHX1 cDNA가 재조합된 운반체 pMG515가 도입된 효모 Y.PMG515 균주들을 부동의 NaCl 농도에서 각 균주들의 생장량을 흡광도 600nm에서 측정한 결과(A)와 각 균주들을 부동의 NaCl 농도의 고체 YPAD 배지에서 24시간 동안 배양한 결과(B)이다.4 shows HvNHX1 in control strain K601 of yeast resistant to salt and yeast mutant strain R100, yeast R100 that is sensitive to salt. The yeast Y.PMG515 strains in which the carrier pMG515 recombinant cDNA was introduced were measured at an absorbance of 600 nm at the immobilized NaCl concentration (A) and the strains were immobilized for 24 hours in solid YPAD medium at the immobilized NaCl concentration. It is the result of culture (B).

도 5는 HvNHX1 cDNA의 발현 구조를 포함하는 식물유전자 발현용 바이너리 벡터(pMG-HvNHX1)의 부분 구성도이다. pUbi, maize ubiquitin promoter: HvNHX1, Hordeum vulgare Na+/H+ antiporter: Tnos, polyadenylation signal of the nopaline synthase gene: p35S, 35S promoter: Hyg, Hygromycin phosphotransferase: 7', polyadenylation signal of the gene 7 of pTiA6: RB, T-DNA right border: LB, T-DNA left border.5 is a partial configuration diagram of the plant gene expression binary vector (pMG-HvNHX1) including the expression structure of HvNHX1 cDNA. pUbi, maize ubiquitin promoter: HvNHX1, Hordeum vulgare Na + / H + antiporter: Tnos, polyadenylation signal of the nopaline synthase gene: p35S, 35S promoter: Hyg, Hygromycin phosphotransferase: 7 ', polyadenylation signal of the gene 7 of pTiA6: RB -DNA right border: LB, T-DNA left border.

도 6은 무균발아 배유 절편의 HvNHX1 재조합 유전자 벡터 함유 아그로박테리움과의 공동배양 후 항생제 하이그로마이신이 함유된 배지에서 유전자가 도입된 세포의 선발(A), 선발된 세포로부터 신초(B)와 뿌리의 재분화 식물체(C), 재분화 식물체의 영양액(D), 토양 포트 및 온실(E) 순화과정, 그리고 형질 전환된 T1 세대의 형질전환체(F), 및 격리 수도 시험포장에서의 생장 과정(G)을 나타낸다.FIG. 6 shows the selection (A) of cells incorporating genes in a medium containing antibiotic hygromycin after co-culture of sterile germinated embryonic fragments with Agrobacterium containing HvNHX1 recombinant gene vector, shoots (B) from selected cells and Regeneration of roots (C), nutrient solution (D), regeneration of soil plants and greenhouses (E), and transformants of transformed T1 generation (F), and growth processes in sequestering water G).

A: 항생제 선발A: Antibiotic Selection

B: 재분화B: regeneration

C: 발근C: rooting

D: 포트 순화D: Port Purification

E: 온실순화E: Greenhouse Purification

F, G: 형질전환 격리 수도 시험포장 재배F, G: cultivated transgenic sequestration water

도 7은 비형질전환 벼(동진벼)와 HvNHX1 cDNA가 형질전환된 계통들의 T1 세대 벼 식물체로부터 추출한 DNA 내에 HvNHX1 전이유전자 유무를 서던 블럿 분석을 통하여 확인한 결과이다.Figure 7 is non-transformed rice ( dongjin rice) and HvNHX1 HvNHX1 in DNA extracted from T1 generation rice plants of cDNA transformed lines This is the result of Southern blot analysis for the presence or absence of the transgene.

레인 1: 비형질전환 벼. Lane 1: untransformed rice.

레인 2: 1-1, 레인 3: 11-1, 레인 4: 44-1, 레인 5: 46-1, 레인 6: 47-1,Lane 2: 1-1, lane 3: 11-1, lane 4: 44-1, lane 5: 46-1, lane 6: 47-1,

레인 7: 49-1, 레인 8: 62-1, 레인 9: 64-1Lane 7: 49-1, Lane 8: 62-1, Lane 9: 64-1

레인 10: 비형질전환 벼Lane 10: nontransformed rice

레인 11: 66-1, 레인 12: 70-1, 레인 13: 76-1, 레인 14: 77-1, 레인 15: 81-1, 레인 16: 82-1, 레인 17: 87-1, 레인 18: 90-1, 레인 19: 96-1, 레인 20: 97-1, 레인 21: 99-1, 레인 22: 100-1Lane 11: 66-1, Lane 12: 70-1, Lane 13: 76-1, Lane 14: 77-1, Lane 15: 81-1, Lane 16: 82-1, Lane 17: 87-1, Lane 18: 90-1, lane 19: 96-1, lane 20: 97-1, lane 21: 99-1, lane 22: 100-1

도 8은 비형질전환 벼(동진벼)와 형질전환 계통(형질전환 계통 44-1, 90-1, 90-2, 90-8, 90-10, 90-11)의 T1 세대 종자들을 최아 시킨 후 100mM NaCl 조건에서 5일 동안 유묘의 염에 대한 식물체들의 생장을 관찰한 결과이다.FIG. 8 shows that after transgenic T1 generation seeds of non-transformed rice (Dongjin rice) and transformed lines (transformed lines 44-1, 90-1, 90-2, 90-8, 90-10, 90-11) The growth of plants for the salt of seedlings was observed for 5 days under 100 mM NaCl.

도 9는 비형질전환 벼(동진벼)와 형질전환 계통(형질전환 계통 44-1, 90-1, 90-2, 90-8, 90-10, 90-11)의 T1 세대 종자들을 최아 시킨 후 100mM NaCl 조건에서 5일 동안 생장시킨 후 15일 동안 정상 관수하여 식물체들의 생장과 회복된 식물체의 지상부의 길이를 측정하여 백분율로 환산한 결과이다.Figure 9 after minimizing T1 generation seeds of non-transformed rice (Dongjin rice) and transformed lines (transformed lines 44-1, 90-1, 90-2, 90-8, 90-10, 90-11) After growing for 5 days in 100mM NaCl conditions and normal irrigation for 15 days, the growth of the plants and the length of the ground of the recovered plants was measured and converted into percentage.

<110> INDUSTRIAL COOPERATION FOUNDATION CHONBUK NATIONAL UNIVERSITY <120> Hordeum vulgare Na+/H+ antiporter (HvNHX) gene, method for improving salt tolerance in plants by expressing HvNHX gene and transgenic plants with improved salt tolerance developed by the application of the method <130> PN08071 <160> 6 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 2559 <212> DNA <213> Hordeum vulgare <400> 1 aacggaacct tctccagata ccccgcccgc gcgaaaagaa tagaggagaa tcccgacctc 60 cccgcccgcg cggctgcgca tctgcccccc cctccttttc cctcctcgct ccccaccccg 120 ggtttcccgt gccattcttt ccctccccac cccggccccg ggcacgaagc nncggcggag 180 acggggccag gaggaggagg agctcggctg ttcttcgtct ccccgtcgat tcgtctccgg 240 attagcgccg ccggccgttc cccgagggct ccgtccgggt tgattcgatc tgattgaaaa 300 agcccgcgtc tttccccgag ggcgcgcgct cgctcgccgg agctagctgt gtctcgttcg 360 gccgggctca aggaagaaga gtaacgggcg ggatggcgtt cgaagtggtg gcggcgcagc 420 tggcgcggct gagcgacgcg ctggccacct cggaccacgc ctccgtggtc tccatcaacc 480 tcttcgtcgc gctgctctgc gcctgcatcg tcctcggcca cctcctcgag gagaaccgct 540 ggctcaacga gtccatcacc gccctcatca tcgggctgtg caccggcgtg gtgatcctga 600 tgaccaccaa ggggaagagc tcgcacgtgc tcgtcttcag cgaggacctc ttcttcatat 660 acctcctccc tcccatcatc ttcaacgccg gtttccaggt gaggaagaag cagttcttcc 720 ggaatttcat gacaatcaca tcattcggcg ctgtcgggac gatgatttca ttcttcacaa 780 tctctcttgc tgccattgcg atattcagca agatgaacat tgggacactg gatgtatcag 840 attttctcgc aattggagcc atcttttccg cgacagattc ggtctgcact ttacaggttc 900 tcaatcagga cgagacgccc tttctgtaca gtctagtttt cggggaaggt gttgtgaacg 960 atgccacatc agtcgtgctt ttcaacgcgc tccagaactt cgatcctaac caaatcgatg 1020 caatcgtcat tctgaagttc ttgggaaact tctgctactt atccgtgtca agcaccttcc 1080 ttggagtatt ttctggattg ctcagtgcat acataatcaa gaagttatac ataggaaggc 1140 attctactga ccgtgaggtt gtgcttatga tgctcatggc ctacctctca tatatgctag 1200 ctgagctgct tgatttgagt ggcatcctca ccgtgttctt ctgtggtatt gtgatgtcgc 1260 attatacttg gcataatgtg acagagagct caagagttac aacaaagcat gcttttgcaa 1320 ccttgtcttt cattgttgag acctttctct tcctttatgt tgggatggat gcactggata 1380 tcgagaagtg gaaatttgct agtgacagcc ctggcaaatc catcggaata agctcaattt 1440 tgctaggatt agttctggtt ggaagagctg cttttgtctt cccgctttca ttcttatcca 1500 acctgacaaa gaagacggag ctcgaaaaaa taagctggag gcagcaaatc gtaatatggt 1560 gggctgggct gatgagagga gctgtgtcga tcgctcttgc ttacaataag tttacaagat 1620 ctggccacac acagctacac ggcaacgcga taatgatcac cagcaccatc actgtcgttc 1680 tgtttagcac tatgctgttt ggcatattga caaagcctct gatccggttc ctgctgcccg 1740 cgtcgagcaa tggcgacccc tcggagccct cgtcaccgaa gtccctgcac tctcctctcc 1800 tcacaagcat gctaggctcg gacatggagg cgcctctccc catcgtcagg ccctccagcc 1860 tccggatgct catcaccaag ccgacccaca ccatccacta ctactggcgc aagttcgacg 1920 acgcgctgat gcgccctatg ttcggcgggc gcgggttcgt gccctactcc cctggatcac 1980 ccaccgatcc aaacgtaatc gtggcatgaa cgttgtggag agaagagaaa agccattaca 2040 tcttcaggag acactctgaa ctgttgtaac tggaagagaa ggaggtgcta cagcttcgga 2100 agaaggcaaa gtctccatta ctattatagt gtttggctga ctcggagggc cgaagaaggc 2160 gcccctctga tgatggttca gatgaacggt tggttgcggc accaacagga agatgaaccc 2220 tagtaacggt gatgcgagta ccatcgcctt atcggttacg acaagcctgt acatttttgt 2280 atgtagatta acaagccaat tgtaccctat gagatgagat ctcctctggc aggcaggcag 2340 gccatttcct tgctccttgg ctaggagtct ctggcctcct gcatatctac cagtgcttat 2400 taatctcctc ccccactttc tagtggattg gtgtaatggt gtgtacttta ccaagttgtg 2460 tgagatgagt gatgatcttg tggcctggtt gctacaaaga actcatctca aagttatcta 2520 tctattttct atattgaatt gaaaaaaaaa aaaaaaaaa 2559 <210> 2 <211> 538 <212> PRT <213> Hordeum vulgare <400> 2 Met Ala Phe Glu Val Val Ala Ala Gln Leu Ala Arg Leu Ser Asp Ala 1 5 10 15 Leu Ala Thr Ser Asp His Ala Ser Val Val Ser Ile Asn Leu Phe Val 20 25 30 Ala Leu Leu Cys Ala Cys Ile Val Leu Gly His Leu Leu Glu Glu Asn 35 40 45 Arg Trp Leu Asn Glu Ser Ile Thr Ala Leu Ile Ile Gly Leu Cys Thr 50 55 60 Gly Val Val Ile Leu Met Thr Thr Lys Gly Lys Ser Ser His Val Leu 65 70 75 80 Val Phe Ser Glu Asp Leu Phe Phe Ile Tyr Leu Leu Pro Pro Ile Ile 85 90 95 Phe Asn Ala Gly Phe Gln Val Arg Lys Lys Gln Phe Phe Arg Asn Phe 100 105 110 Met Thr Ile Thr Ser Phe Gly Ala Val Gly Thr Met Ile Ser Phe Phe 115 120 125 Thr Ile Ser Leu Ala Ala Ile Ala Ile Phe Ser Lys Met Asn Ile Gly 130 135 140 Thr Leu Asp Val Ser Asp Phe Leu Ala Ile Gly Ala Ile Phe Ser Ala 145 150 155 160 Thr Asp Ser Val Cys Thr Leu Gln Val Leu Asn Gln Asp Glu Thr Pro 165 170 175 Phe Leu Tyr Ser Leu Val Phe Gly Glu Gly Val Val Asn Asp Ala Thr 180 185 190 Ser Val Val Leu Phe Asn Ala Leu Gln Asn Phe Asp Pro Asn Gln Ile 195 200 205 Asp Ala Ile Val Ile Leu Lys Phe Leu Gly Asn Phe Cys Tyr Leu Ser 210 215 220 Val Ser Ser Thr Phe Leu Gly Val Phe Ser Gly Leu Leu Ser Ala Tyr 225 230 235 240 Ile Ile Lys Lys Leu Tyr Ile Gly Arg His Ser Thr Asp Arg Glu Val 245 250 255 Val Leu Met Met Leu Met Ala Tyr Leu Ser Tyr Met Leu Ala Glu Leu 260 265 270 Leu Asp Leu Ser Gly Ile Leu Thr Val Phe Phe Cys Gly Ile Val Met 275 280 285 Ser His Tyr Thr Trp His Asn Val Thr Glu Ser Ser Arg Val Thr Thr 290 295 300 Lys His Ala Phe Ala Thr Leu Ser Phe Ile Val Glu Thr Phe Leu Phe 305 310 315 320 Leu Tyr Val Gly Met Asp Ala Leu Asp Ile Glu Lys Trp Lys Phe Ala 325 330 335 Ser Asp Ser Pro Gly Lys Ser Ile Gly Ile Ser Ser Ile Leu Leu Gly 340 345 350 Leu Val Leu Val Gly Arg Ala Ala Phe Val Phe Pro Leu Ser Phe Leu 355 360 365 Ser Asn Leu Thr Lys Lys Thr Glu Leu Glu Lys Ile Ser Trp Arg Gln 370 375 380 Gln Ile Val Ile Trp Trp Ala Gly Leu Met Arg Gly Ala Val Ser Ile 385 390 395 400 Ala Leu Ala Tyr Asn Lys Phe Thr Arg Ser Gly His Thr Gln Leu His 405 410 415 Gly Asn Ala Ile Met Ile Thr Ser Thr Ile Thr Val Val Leu Phe Ser 420 425 430 Thr Met Leu Phe Gly Ile Leu Thr Lys Pro Leu Ile Arg Phe Leu Leu 435 440 445 Pro Ala Ser Ser Asn Gly Asp Pro Ser Glu Pro Ser Ser Pro Lys Ser 450 455 460 Leu His Ser Pro Leu Leu Thr Ser Met Leu Gly Ser Asp Met Glu Ala 465 470 475 480 Pro Leu Pro Ile Val Arg Pro Ser Ser Leu Arg Met Leu Ile Thr Lys 485 490 495 Pro Thr His Thr Ile His Tyr Tyr Trp Arg Lys Phe Asp Asp Ala Leu 500 505 510 Met Arg Pro Met Phe Gly Gly Arg Gly Phe Val Pro Tyr Ser Pro Gly 515 520 525 Ser Pro Thr Asp Pro Asn Val Ile Val Ala 530 535 <210> 3 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> T7 primer <400> 3 aatacgactc actatag 17 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> T3 primer <400> 4 aattaaccct cactaaaggg 20 <210> 5 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 5 ttcgggcggc cgcaaggaag aa 22 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR primer <400> 6 catcttcagt cgacactctg aa 22 <110> INDUSTRIAL COOPERATION FOUNDATION CHONBUK NATIONAL UNIVERSITY <120> Hordeum vulgare Na + / H + antiporter (HvNHX) gene, method for          improving salt tolerance in plants by expressing HvNHX gene and          transgenic plants with improved salt tolerance developed by the          application of the method <130> PN08071 <160> 6 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 2559 <212> DNA Hordeum vulgare <400> 1 aacggaacct tctccagata ccccgcccgc gcgaaaagaa tagaggagaa tcccgacctc 60 cccgcccgcg cggctgcgca tctgcccccc cctccttttc cctcctcgct ccccaccccg 120 ggtttcccgt gccattcttt ccctccccac cccggccccg ggcacgaagc nncggcggag 180 acggggccag gaggaggagg agctcggctg ttcttcgtct ccccgtcgat tcgtctccgg 240 attagcgccg ccggccgttc cccgagggct ccgtccgggt tgattcgatc tgattgaaaa 300 agcccgcgtc tttccccgag ggcgcgcgct cgctcgccgg agctagctgt gtctcgttcg 360 gccgggctca aggaagaaga gtaacgggcg ggatggcgtt cgaagtggtg gcggcgcagc 420 tggcgcggct gagcgacgcg ctggccacct cggaccacgc ctccgtggtc tccatcaacc 480 tcttcgtcgc gctgctctgc gcctgcatcg tcctcggcca cctcctcgag gagaaccgct 540 ggctcaacga gtccatcacc gccctcatca tcgggctgtg caccggcgtg gtgatcctga 600 tgaccaccaa ggggaagagc tcgcacgtgc tcgtcttcag cgaggacctc ttcttcatat 660 acctcctccc tcccatcatc ttcaacgccg gtttccaggt gaggaagaag cagttcttcc 720 ggaatttcat gacaatcaca tcattcggcg ctgtcgggac gatgatttca ttcttcacaa 780 tctctcttgc tgccattgcg atattcagca agatgaacat tgggacactg gatgtatcag 840 attttctcgc aattggagcc atcttttccg cgacagattc ggtctgcact ttacaggttc 900 tcaatcagga cgagacgccc tttctgtaca gtctagtttt cggggaaggt gttgtgaacg 960 atgccacatc agtcgtgctt ttcaacgcgc tccagaactt cgatcctaac caaatcgatg 1020 caatcgtcat tctgaagttc ttgggaaact tctgctactt atccgtgtca agcaccttcc 1080 ttggagtatt ttctggattg ctcagtgcat acataatcaa gaagttatac ataggaaggc 1140 attctactga ccgtgaggtt gtgcttatga tgctcatggc ctacctctca tatatgctag 1200 ctgagctgct tgatttgagt ggcatcctca ccgtgttctt ctgtggtatt gtgatgtcgc 1260 attatacttg gcataatgtg acagagagct caagagttac aacaaagcat gcttttgcaa 1320 ccttgtcttt cattgttgag acctttctct tcctttatgt tgggatggat gcactggata 1380 tcgagaagtg gaaatttgct agtgacagcc ctggcaaatc catcggaata agctcaattt 1440 tgctaggatt agttctggtt ggaagagctg cttttgtctt cccgctttca ttcttatcca 1500 acctgacaaa gaagacggag ctcgaaaaaa taagctggag gcagcaaatc gtaatatggt 1560 gggctgggct gatgagagga gctgtgtcga tcgctcttgc ttacaataag tttacaagat 1620 ctggccacac acagctacac ggcaacgcga taatgatcac cagcaccatc actgtcgttc 1680 tgtttagcac tatgctgttt ggcatattga caaagcctct gatccggttc ctgctgcccg 1740 cgtcgagcaa tggcgacccc tcggagccct cgtcaccgaa gtccctgcac tctcctctcc 1800 tcacaagcat gctaggctcg gacatggagg cgcctctccc catcgtcagg ccctccagcc 1860 tccggatgct catcaccaag ccgacccaca ccatccacta ctactggcgc aagttcgacg 1920 acgcgctgat gcgccctatg ttcggcgggc gcgggttcgt gccctactcc cctggatcac 1980 ccaccgatcc aaacgtaatc gtggcatgaa cgttgtggag agaagagaaa agccattaca 2040 tcttcaggag acactctgaa ctgttgtaac tggaagagaa ggaggtgcta cagcttcgga 2100 agaaggcaaa gtctccatta ctattatagt gtttggctga ctcggagggc cgaagaaggc 2160 gcccctctga tgatggttca gatgaacggt tggttgcggc accaacagga agatgaaccc 2220 tagtaacggt gatgcgagta ccatcgcctt atcggttacg acaagcctgt acatttttgt 2280 atgtagatta acaagccaat tgtaccctat gagatgagat ctcctctggc aggcaggcag 2340 gccatttcct tgctccttgg ctaggagtct ctggcctcct gcatatctac cagtgcttat 2400 taatctcctc ccccactttc tagtggattg gtgtaatggt gtgtacttta ccaagttgtg 2460 tgagatgagt gatgatcttg tggcctggtt gctacaaaga actcatctca aagttatcta 2520 tctattttct atattgaatt gaaaaaaaaa aaaaaaaaa 2559 <210> 2 <211> 538 <212> PRT Hordeum vulgare <400> 2 Met Ala Phe Glu Val Val Ala Ala Gln Leu Ala Arg Leu Ser Asp Ala   1 5 10 15 Leu Ala Thr Ser Asp His Ala Ser Val Val Ser Ile Asn Leu Phe Val              20 25 30 Ala Leu Leu Cys Ala Cys Ile Val Leu Gly His Leu Leu Glu Glu Asn          35 40 45 Arg Trp Leu Asn Glu Ser Ile Thr Ala Leu Ile Ile Gly Leu Cys Thr      50 55 60 Gly Val Val Ile Leu Met Thr Thr Lys Gly Lys Ser Ser His Val Leu  65 70 75 80 Val Phe Ser Glu Asp Leu Phe Phe Ile Tyr Leu Leu Pro Pro Ile Ile                  85 90 95 Phe Asn Ala Gly Phe Gln Val Arg Lys Lys Gln Phe Phe Arg Asn Phe             100 105 110 Met Thr Ile Thr Ser Phe Gly Ala Val Gly Thr Met Ile Ser Phe Phe         115 120 125 Thr Ile Ser Leu Ala Ala Ile Ala Ile Phe Ser Lys Met Asn Ile Gly     130 135 140 Thr Leu Asp Val Ser Asp Phe Leu Ala Ile Gly Ala Ile Phe Ser Ala 145 150 155 160 Thr Asp Ser Val Cys Thr Leu Gln Val Leu Asn Gln Asp Glu Thr Pro                 165 170 175 Phe Leu Tyr Ser Leu Val Phe Gly Glu Gly Val Val Asn Asp Ala Thr             180 185 190 Ser Val Val Leu Phe Asn Ala Leu Gln Asn Phe Asp Pro Asn Gln Ile         195 200 205 Asp Ala Ile Val Ile Leu Lys Phe Leu Gly Asn Phe Cys Tyr Leu Ser     210 215 220 Val Ser Ser Thr Phe Leu Gly Val Phe Ser Gly Leu Leu Ser Ala Tyr 225 230 235 240 Ile Ile Lys Lys Leu Tyr Ile Gly Arg His Ser Thr Asp Arg Glu Val                 245 250 255 Val Leu Met Met Leu Met Ala Tyr Leu Ser Tyr Met Leu Ala Glu Leu             260 265 270 Leu Asp Leu Ser Gly Ile Leu Thr Val Phe Phe Cys Gly Ile Val Met         275 280 285 Ser His Tyr Thr Trp His Asn Val Thr Glu Ser Ser Arg Val Thr Thr     290 295 300 Lys His Ala Phe Ala Thr Leu Ser Phe Ile Val Glu Thr Phe Leu Phe 305 310 315 320 Leu Tyr Val Gly Met Asp Ala Leu Asp Ile Glu Lys Trp Lys Phe Ala                 325 330 335 Ser Asp Ser Pro Gly Lys Ser Ile Gly Ile Ser Ser Ile Leu Leu Gly             340 345 350 Leu Val Leu Val Gly Arg Ala Ala Phe Val Phe Pro Leu Ser Phe Leu         355 360 365 Ser Asn Leu Thr Lys Lys Thr Glu Leu Glu Lys Ile Ser Trp Arg Gln     370 375 380 Gln Ile Val Ile Trp Trp Ala Gly Leu Met Arg Gly Ala Val Ser Ile 385 390 395 400 Ala Leu Ala Tyr Asn Lys Phe Thr Arg Ser Gly His Thr Gln Leu His                 405 410 415 Gly Asn Ala Ile Met Ile Thr Ser Thr Ile Thr Val Val Leu Phe Ser             420 425 430 Thr Met Leu Phe Gly Ile Leu Thr Lys Pro Leu Ile Arg Phe Leu Leu         435 440 445 Pro Ala Ser Ser Asn Gly Asp Pro Ser Glu Pro Ser Ser Pro Lys Ser     450 455 460 Leu His Ser Pro Leu Leu Thr Ser Met Leu Gly Ser Asp Met Glu Ala 465 470 475 480 Pro Leu Pro Ile Val Arg Pro Ser Ser Leu Arg Met Leu Ile Thr Lys                 485 490 495 Pro Thr His Thr Ile His Tyr Tyr Trp Arg Lys Phe Asp Asp Ala Leu             500 505 510 Met Arg Pro Met Phe Gly Gly Arg Gly Phe Val Pro Tyr Ser Pro Gly         515 520 525 Ser Pro Thr Asp Pro Asn Val Ile Val Ala     530 535 <210> 3 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> T7 primer <400> 3 aatacgactc actatag 17 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> T223 primer <400> 4 aattaaccct cactaaaggg 20 <210> 5 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> PCR primers <400> 5 ttcgggcggc cgcaaggaag aa 22 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> PCR primers <400> 6 catcttcagt cgacactctg aa 22  

Claims (19)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 보리(Hordeum vulgare) 유래의 NHX (Na+/H+ antiporter) 유전자 HvNHX1 을 포함하는 재조합 벡터로 형질전환된 내염성이 증진된 식물체. Plants with enhanced salt resistance which are transformed with a recombinant vector comprising a NHX (Na + / H + antiporter) gene HvNHX1 derived from barley ( Hordeum vulgare ) consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1. 제8항에 있어서, 상기 식물체는 단자엽 식물인 것을 특징으로 하는 식물체.The plant of claim 8, wherein the plant is a monocotyledonous plant. 제9항에 있어서, 상기 단자엽 식물은 벼인 것을 특징으로 하는 식물체.10. The plant of claim 9, wherein the monocotyledonous plant is rice. 제8항에 따른 식물체의 종자.Seeds of plants according to claim 8. 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 보리(Hordeum vulgare) 유래의 NHX (Na+/H+ antiporter) 유전자 HvNHX1 을 포함하는 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환하는 단계; 및Transforming a plant cell with a recombinant vector comprising an NHX (Na + / H + antiporter) gene HvNHX1 derived from barley ( Hordeum vulgare ) consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1; And 상기 형질전환된 식물 세포로부터 형질전환 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 내염성 형질전환 식물체의 제조 방법.Regenerating a transgenic plant from the transformed plant cell comprising the method of producing a salt tolerant transgenic plant. 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 보리(Hordeum vulgare) 유래의 NHX (Na+/H+ antiporter) 유전자 HvNHX1 을 포함하는 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환시켜 HvNHX1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 식물체의 내염성을 증진시키는 방법. Flame retardant of plants comprising overexpressing HvNHX1 gene by transforming plant cells with a recombinant vector comprising NHX (Na + / H + antiporter) gene HvNHX1 derived from barley ( Hordeum vulgare ) consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 How to promote. 제13항에 있어서, 상기 식물체는 단자엽 식물인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 13, wherein the plant is a monocotyledonous plant. 제14항에 있어서, 상기 단자엽 식물은 벼인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 14, wherein the monocotyledonous plant is rice. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 내염성이 증진된 식물체.16. Flameproof enhanced plant produced by the method of any one of claims 13-15. 제16항의 내염성이 증진된 식물체를 고염지인 간척지에서 재배하는 방법.The method of growing a salt tolerant plant of claim 16 in a high salt reclaimed land. 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 보리(Hordeum vulgare) 유래의 NHX (Na+/H+ antiporter) 유전자 HvNHX1 을 포함하는 식물체의 내염성 증진용 조성물.Composition for enhancing salt resistance of plants comprising NHX (Na + / H + antiporter) gene HvNHX1 derived from barley ( Hordeum vulgare ) consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1. 삭제delete
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