KR101247355B1 - Transgenic plant for regulating for plant root growth and method thereof - Google Patents

Transgenic plant for regulating for plant root growth and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101247355B1
KR101247355B1 KR1020110000263A KR20110000263A KR101247355B1 KR 101247355 B1 KR101247355 B1 KR 101247355B1 KR 1020110000263 A KR1020110000263 A KR 1020110000263A KR 20110000263 A KR20110000263 A KR 20110000263A KR 101247355 B1 KR101247355 B1 KR 101247355B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scl3
plant
scr
leu
root
Prior art date
Application number
KR1020110000263A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120078950A (en
Inventor
임준
Original Assignee
건국대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 건국대학교 산학협력단 filed Critical 건국대학교 산학협력단
Priority to KR1020110000263A priority Critical patent/KR101247355B1/en
Publication of KR20120078950A publication Critical patent/KR20120078950A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101247355B1 publication Critical patent/KR101247355B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8201Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation
    • C12N15/8202Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation by biological means, e.g. cell mediated or natural vector
    • C12N15/8205Agrobacterium mediated transformation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8216Methods for controlling, regulating or enhancing expression of transgenes in plant cells
    • C12N15/8222Developmentally regulated expression systems, tissue, organ specific, temporal or spatial regulation
    • C12N15/8223Vegetative tissue-specific promoters
    • C12N15/8227Root-specific
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8291Hormone-influenced development
    • C12N15/8297Gibberellins; GA3

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

본 발명은 식물 뿌리 성장 조절용 형질전환 식물 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transgenic plant for controlling plant root growth and a method thereof.

Description

식물 뿌리 성장 조절용 형질전환 식물 및 그 방법{Transgenic plant for regulating for plant root growth and method thereof}Transgenic plant for regulating plant root growth and method thereof

본 발명은 식물 뿌리 성장 조절용 형질전환 식물 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transgenic plant for controlling plant root growth and a method thereof.

뿌리 성장은 세포 증식과 세포 확장에 의해서 진행되고 호르몬과 유전자 프로그램 사이에 상호작용을 통하여 매우 협동적이다[Benkova, E., and Hejatko, J. (2009). Plant Mol. Biol. 69, 383-396]. Root growth proceeds by cell proliferation and cell expansion and is very cooperative through interactions between hormones and genetic programs [Benkova, E., and Hejatko, J. (2009). Plant Mol. Biol. 69 , 383-396.

최근 연구는 지베렐린(이하, 'GA'라 함) 신호전달이 세포 증식을 조절하고[Achard, P., 외 (2009). Curr. Biol. 19, 1188-1193;Ubeda-Tomas, S., 외(2009). Curr. Biol. 19, 1194-1199], GA 경로의 내피(endodermis)-특이적 파괴는 Arabidopsis 뿌리에서 통합적이지 못한 세포 팽창을 야기한다[Ubeda-Tomas, S., 외 (2008). Nat Cell Biol. 10, 625-628]는 것을 보여준다. Recent studies have shown that gibberellin (hereinafter referred to as 'GA') signaling regulates cell proliferation [Achard, P., et al. (2009). Curr. Biol. 19 , 1188-1193; Ubeda-Tomas, S., et al. (2009). Curr. Biol. 19 , 1194-1199], endodermis-specific disruption of the GA pathway leads to nonintegrative cell expansion in Arabidopsis roots (Ubeda-Tomas, S., et al. (2008). Nat Cell Biol. 10 , 625-628].

또한 SHORT ROOT (SHR) 및 SCARECROW (SCR)와 함께 GA 신호전달은 기본(ground) 조직 성숙에 대한 형성적(formative) 분열의 시간과 양을 조절한다[Cui, H., and Benfey, P.N. (2009). Plant J. 58, 1016-1027;Paquette, A.J., and Benfey, P.N. (2005). Plant Physiol. 138, 636-640]. GA signaling, together with SHORT ROOT (SHR) and SCARECROW (SCR), also regulates the time and amount of formal division in ground tissue maturation [Cui, H., and Benfey, PN (2009). ). Plant J. 58 , 1016-1027; Paquette, AJ, and Benfey, PN (2005). Plant Physiol. 138 , 636-640].

그러나 세포 신장과 세포 분열을 조절하기 위하여 뿌리 내피에 포괄적인 GA 경로가 어떻게 관여하는지는 알려지지 않았다.However, it is not known how a comprehensive GA pathway is involved in the root endothelium to regulate cell elongation and cell division.

본 발명은 상기의 필요성에 의하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 세포 신장과 세포 분열을 조절하는 형질전환 식물을 제공한다.The present invention has been made by the necessity of the above, an object of the present invention to provide a transgenic plant that regulates cell elongation and cell division.

본 발명의 또 다른 목적은 식물세포 성장 방법을 제공한다.Another object of the present invention to provide a plant cell growth method.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 스카레크로우-유사(SCARECROW-LIKE'SCL) 3 폴리펩타이드를 코딩하는 유전자로 형질전환된 식물 뿌리 성장 조절용 형질전환 식물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a transgenic plant for controlling plant root growth, which is transformed with a gene encoding a SCARECROW-LIKE'SCL 3 polypeptide.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 SCL3 폴리펩타이드는 서열번호 1에 기재된 아미노산 서열인 것이 바람직하나, 서열번호 1의 아미노산 서열에 하나 이상 치환, 결실, 부가 등의 돌연변이를 유발하여 식물 뿌리 성장 조절 효과를 가지는 모든 변이체도 본 발명의 범위에 포함된다.In one embodiment of the present invention, the SCL3 polypeptide is preferably the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, but one or more substitutions, deletions, additions, etc. in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 to control plant root growth All variants having an effect are included in the scope of the present invention.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 SCL 3 폴리펩타이드를 코딩하는 유전자는 서열번호 2에 기재된 염기서열인 것이 바람직하나, 유전자코드의 디제너러시 및 상기와 같은 본 발명의 효과를 가지는 돌연변이체 등을 고려하여 서열번호 2와 적어도 80%의 호모로지를 가지는 유전자도 본 발명의 보호범위에 포함된다.In one embodiment of the present invention, the gene encoding the SCL 3 polypeptide is preferably the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 2, but the degenerate and the mutant having the effect of the present invention as described above In consideration of this, genes having a homology of SEQ ID NO: 2 and at least 80% are also included in the protection scope of the present invention.

또한 본 발명은 꽃양배추 모자이크 바이러스(Cauliflower Mosaic Virus) 35S 프로모터의 조절 하에서 스카레크로우-유사(SCARECROW-LIKE'SCL) 3 유전자를 과발현시켜서 야생형과 비교하여 식물 뿌리 성장을 증가시키는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of increasing plant root growth compared to wild type by overexpressing the SCARECROW-LIKE'SCL 3 gene under the control of the Cauliflower Mosaic Virus 35S promoter.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 35S 프로모터는 서열번호 3에 기재된 염기서열을 가지는 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.In one embodiment of the present invention, the 35S promoter preferably has a nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다. 상기 재조합 벡터는 바람직하게는 재조합 식물 발현 벡터이다.The present invention also provides a recombinant vector comprising the gene according to the present invention. The recombinant vector is preferably a recombinant plant expression vector.

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 재도입된 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 have been 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. 진핵세포에서 이용가능한 프로모터, 인핸서, 종결신호 및 폴리아데닐레이션 신호는 공지되어 있다.The term "vector" is used to refer to a DNA fragment (s), nucleic acid molecule, which is transferred into a cell. Vectors can replicate DNA and be reproduced independently in host cells. 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. Promoters, enhancers, termination signals and polyadenylation signals available in eukaryotic cells are known.

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 DNA를 식물 숙주에 도입시키는데 이용될 수 있는 다른 적합한 벡터는 이중 가닥 식물바이러스(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 형질전환하는 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 DNA according to the invention into a plant host are viral vectors, such as those which can be 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 may be particularly advantageous when it is difficult to transform the plant host properly.

발현 벡터는 바람직하게는 하나 이상의 선택성 마커를 포함할 것이다. 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(Kanamycin), G418, 블레오마이신(Bleomycin), 하이그로마이신(hygromycin),클로람페니콜(chloramphenicol)과 같은 항생제 내성 유전자가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The expression vector will preferably comprise one or more selectable markers. The marker is typically a nucleic acid sequence having properties that can be selected by chemical methods, and all genes that can distinguish 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 to this.

본 발명의 일 구현예에 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 조건및 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, but is not limited to, CaMV 35S, actin, ubiquitin, pEMU, MAS or histone promoter. 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 be a conventional terminator, and examples thereof include nopaline synthase (NOS), rice α-amylase RAmy1 A terminator, phaseoline terminator, agrobacterium tumefaciens (ocrobacterium 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 a terminator is highly desirable in the context of the present invention.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 재조합 벡터로 형질전환된 식물체를 제공한다. 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; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373), 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(EP 0 301 316호) 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.The present invention also provides a plant transformed with the recombinant vector according to the present invention. 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 the hybrid DNA according to the present invention into suitable progenitor cells. Method is calcium / polyethylene glycol method for protoplasts (Krens, FA et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373), protoplasts Electroporation (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 ), (DNA or RNA-coated) particle bombardment of various plant elements (Klein TM et al., 1987, Nature 327, 70), Agrobacterium tumulopasis by plant infiltration or transformation of mature pollen or vesicles And infection with (incomplete) virus (EP 0 301 316) in en mediated gene transfer. A preferred method according to the present invention comprises Agrobacterium mediated DNA delivery. Particularly preferred is the use of so-called binary vector techniques as described in EP A 120 516 and U.S. Pat. No. 4,940,838.

식물의 형질전환에 이용되는 "식물 세포"는 어떤 식물 세포도 된다. 식물 세포는 배양 세포, 배양 조직, 배양기관 또는 전체 식물, 바람직하게는 배양 세포, 배양 조직 또는 배양 기관 및 더욱 바람직하게는 배양 세포의 어떤 형태도 된다."Plant cell" used for transformation of a plant may be any plant cell. The plant cells may be cultured cells, cultured tissues, cultured organs or whole plants, preferably cultured cells, cultured tissues or cultured organs and more preferably any form of cultured cells.

"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, i.e., single cells, protoplasts. (protoplast), shoots and callus tissue. The plant tissue may be in planta or in an organ culture, tissue culture or cell culture.

본 발명의 방법에 의해 식물의 성장이 조절될 수 있는 식물체로는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 팥, 귀리,수수를 포함하는 식량작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파,양파, 당근을 포함하는 채소작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩, 유채를 포함하는 특용작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구, 바나나를 포함하는 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합, 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐, 페레니얼라이그라스 등을 포함하는 사료작물류가 포함된다.Plants that can control the growth of plants by the method of the present invention include food crops, including rice, wheat, barley, corn, beans, potatoes, red beans, oats, sorghum; Vegetable crops including Arabidopsis, Chinese cabbage, radish, red pepper, strawberry, tomato, watermelon, cucumber, cabbage, melon, pumpkin, green onion, onion, carrot; Special crops including ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, sugar beet, perilla, peanut, rapeseed; Fruit trees including apple trees, pears, jujube trees, peaches, leeks, grapes, citrus fruits, persimmons, plums, apricots, bananas; Flowers, including roses, gladiolus, gerberas, carnations, chrysanthemums, lilies and tulips; And feed crops including lygras, redclover, orchardgrass, alphaalpha, tolskew, perennial licegrass and the like.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 식물의 성장이 조정된 형질전환 식물체를 제공한다.The present invention also provides a transgenic plant in which the growth of the plant produced by the method is adjusted.

본 발명에 따른 식물의 발생 또는 분화가 촉진된 식물은 당업계의 통상적인 방법인 유성번식 방법 또는 무성번식 방법을 통해 수득할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 식물체는 꽃의 수분과정을 통하여 종자를 생산하고 상기 종자로부터 번식하는 과정인 유성번식을 통해 수득할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물체를 형질전환한 다음 통상적인 방법에 따라 캘러스의 유도, 발근 및 토양 순화의 과정인 무성번식 방법을 통해 수득할 수 있다. 즉, 본 발명의 유전자가 포함된 재조합 벡터로 형질전환된 식물의 절편체를 당업계에 공지된 적합한 배지에 치상한 다음 적정 조건으로 배양하여 캘러스의 형성을 유도하고, 신초가 형성되면 호르몬 무첨가 배지로 옮겨 배양한다. 약 2주 후 상기 신초를 발근용 배지에 옮겨서 뿌리를 유도한다.  뿌리가 유도된 다음 이를 토양에 이식하여 순화시킴으로써 발생 또는 분화가 촉진된 식물을 수득할 수 있다. 본 발명에서 형질전환 식물은 전체 식물체뿐만 아니라 그로부터 수득될 수 있는 조직, 세포 또는 종자를 포함할 수 있다.Plants promoted development or differentiation of the plant according to the present invention can be obtained through the sexual propagation method or asexual propagation method which is a conventional method in the art. More specifically, the plant of the present invention can be obtained through the oily breeding process of producing seeds through the pollination process of flowers and breeding from the seeds. In addition, after transforming a plant with a recombinant vector comprising the gene according to the present invention can be obtained through the asexual propagation method which is a process of induction, rooting and soil purification of the callus according to a conventional method. That is, the fragment of the plant transformed with the recombinant vector containing the gene of the present invention is inoculated in a suitable medium known in the art and then cultured under appropriate conditions to induce the formation of callus, and when the shoot is formed, a hormone-free medium Transfer to culture. After about 2 weeks, the shoots are transferred to rooting medium to induce roots. Plants with accelerated development or differentiation can be obtained by inducing roots and then transplanting them into the soil to purify them. In the present invention, the transformed plant may include not only the whole plant, but also tissues, cells, or seeds obtainable therefrom.

이하 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.

본 발명자들은 SCARECROW-LIKE 3 (SCL3)가 ga1-3 (RGA)의 DELLA 단백질 저해제(REPRESSOR) 다운스트림에 직접적으로 작용하여서 내피에서 기능적 GA 경로에 관여하고 유지하며, 세포 증식의 조직화를 조절한다는 것을 확인하였다. We found that SCARECROW-LIKE 3 (SCL3) acts directly on the DELLA protein inhibitor (REPRESSOR) downstream of ga1-3 (RGA) to participate in and maintain the functional GA pathway in the endothelium and to regulate the organization of cell proliferation. Confirmed.

또한 SHR/SCR 경로의 다운스트림에 작용하여 SCL3는 형성적인 뿌리 기본 조직 분열의 시기와 양을 조절한다. In addition, acting downstream of the SHR / SCR pathway, SCL3 regulates the timing and amount of constitutive root basal tissue divisions.

본 발명자들의 이러한 발견은 식물 성장 및 발달 동안에 발생학적 또는 생리학적인 반응에 대한 포괄적인 GA 경로의 세포-/조직-특이적 통합에 대한 분자적인 골격을 제공한다.These findings of the inventors provide a molecular framework for cell- / tissue-specific integration of the comprehensive GA pathway to developmental or physiological responses during plant growth and development.

GA 신호전달 경로에서, Arabidopsis thaliana에서 다섯 멤버(GAI, RGA, RGL1, RGL2 및 RGL3)로 구성된 DELLA 단백질들(이하, 'DELLAs'라 함)은 식물 성장을 저해하는 주된 저해제이다[Harberd, N.P., Belfield, E., and Yasumura, Y. (2009). Plant Cell 21, 1328-1339;Sun, T.-p. (2008). Gibberellin metabolism, perception and signaling pathways in Arabidopsis In The Arabidopsis Book., Volume doi: 10.1199/tab.0103. (American Society of Plant Biologists. Rockville, MD)]. In the GA signaling pathway, Arabidopsis DELLA proteins (hereinafter referred to as 'DELLAs') consisting of five members in thaliana (GAI, RGA, RGL1, RGL2 and RGL3) are major inhibitors of plant growth [Harberd, NP, Belfield, E., and Yasumura , Y. (2009). Plant Cell 21 , 1328-1339; Sun, T.-p. (2008). Gibberellin metabolism, perception and signaling pathways in Arabidopsis In The Arabidopsis Book., Volume doi: 10.1199 / tab. 0103. (American Society of Plant Biologists. Rockville, MD).

본 발명자들은 SCL3가 수렴(convergent) 지점으로 작용하는 GA 및 SHR/SCR 경로 모두의 다운스트림에 작용하는 것을 다루기 시작하였다. Arabidopsis 뿌리에서, mRNA in situ 교잡 분석은 SCL3 전사체가 주로 내피에 위치한다는 것을 나타내었다(도 5A). We have begun to address the action of SCL3 downstream of both the GA and SHR / SCR pathways, which serve as a convergent point. In Arabidopsis roots, mRNA in situ hybridization analysis showed that SCL3 transcripts were located primarily in the endothelium (FIG. 5A).

또한, SCL3 프로모터 및 베타-glucuronidase (GUS) (pSCL3 :: GUS) 사이에 전사적 융합은 기본적으로 그 mRNA in situ 교잡 패턴을 되풀이하였다(도 1B 및 1C).In addition, SCL3 Transcriptional fusion between the promoter and beta-glucuronidase (GUS) ( pSCL3 :: GUS ) is basically that mRNA in The situ hybridization pattern was repeated (FIGS. 1B and 1C).

또한 scl3을 더한 그린 형광 단백질(GFP) (pSCL3 :: SCL3 - GFP)에 번역 융합체는 분열지연 중심부(quiescent center;QC), 피층/내피 시원(CEI) 및 내피의 세포에서 핵 위치화를 부여하고, 그것은 SCL3이 전사 조절자로 작용한다는 것을 나타낸다(도 1A 및 1D). 본 발명자들은 뿌리에서 SCL3 발현이 GA 경로에 의하여 조절되는지를 확인하였다. GA3 (생활성 GA)로 처리하였을 때, SCL3 발현은 실질적으로 감소되었다(도 1E 및 1F). 이와는 반대로, 그것의 발현은 GA 생합성 저해제 paclobutrazol (PAC)에 의하여 업레귤레이트되었다(도 1G 및 1H). GA-결손 ga1 -3 돌연변이체는 GA 생합성의 첫 단계에서 ent-copalyl diphosphate synthase이 결손되었으며 정상보다 작은 크기 표현형을 나타낸다[Harberd, N.P., 외 (2009). Plant Cell 21, 1328-1339;Sun, T.-p. (2008). Gibberellin metabolism, perception and signaling pathways in Arabidopsis In The Arabidopsis Book., Volume doi: 10.1199/tab.0103. (American Society of Plant Biologists. Rockville, MD);Sun, T.P., and Kamiya, Y. (1994). Plant Cell 6, 1509-1518]. ga1 -3에서 SCL3 발현 수준은 야생형에서 보다 더 높았고 생활성 GA 수준에 의하여 조절되었고 GA3에 의하여 감소하고 PAC에 의하여 증가하였다(도 5B). 이 데이터들은 뿌리에서 SCL3 발현 조절은 생활성 GA 레벨에 의하여 조절된 DELLA 축적에 의존한다는 것을 나타낸다. In addition, the green fluorescent protein (GFP) plus scl3 - translation fusion in (pSCL3 :: SCL3 GFP) is a division delay heart; and given the location in the cell's nucleus (quiescent center QC), cortex / endothelial cool (CEI) and endothelial Tuesday , It indicates that SCL3 acts as a transcriptional regulator (FIGS. 1A and 1D). We found that SCL3 at the root It was confirmed whether expression is regulated by the GA pathway. GA 3 When treated with ( bio GA), SCL3 expression was substantially reduced (FIGS. 1E and 1F). In contrast, its expression was upregulated by GA biosynthesis inhibitor paclobutrazol (PAC) (FIGS. 1G and 1H). GA- defect -3 ga1 mutants was the ent -copalyl diphosphate synthase deficiency in the first step in GA biosynthesis, indicates a smaller size than the normal phenotype [Harberd, NP, et al. (2009). Plant Cell 21 , 1328-1339; Sun, T.-p. (2008). Gibberellin metabolism, perception and signaling pathways in Arabidopsis In The Arabidopsis Book., Volume doi: 10.1199 / tab. 0103. (American Society of Plant Biologists.Rockville, MD); Sun, TP, and Kamiya, Y. (1994). Plant Cell 6 , 1509-1518. In ga1 -3 SCL3 expression level was adjusted by more bioactive GA levels were higher than in wild-type decreased by GA 3 increased by PAC (Fig. 5B). These data indicate that regulation of SCL3 expression in the roots is dependent on DELLA accumulation regulated by bioactive GA levels.

따라서 본 발명자들은 DELLAs의 기능소실 돌연변이체- gai, rga, gai rgadella (gai rga rgl1 rgl2 rgl3)에서 SCL3 전사체 레벨을 역전사 기반 정량적 PCR (qRT-PCR)로 조사하였다. rga 싱글 돌연변이체에서, SCL3 레벨은 야생형에 비하여 약 70 % 감소한 반면에 gai 은 약간의 감소를 나타내었다(도 5). 생활성 GA의 적용은 야생형, ga1 -3, gai, rga, 및 gai rga 뿌리에서 SCL3 발현 수준을 다운레귤레이트하였다. PAC에 의한 SCL3 유도는 PAC-저항성으로 알려진 gai rga 더블 돌연변이체에서는 관찰되지 않았다(도 5B). We therefore found that the loss of mutants of DELLAs - gai , rga , gai rga and della ( gai rga rgl1 rgl2 rgl3 ) SCL3 transcript levels were examined by reverse transcription based quantitative PCR (qRT-PCR). rga In single mutants, SCL3 levels were reduced by about 70% compared to wild type while gai showed a slight decrease (FIG. 5). The application of bioactive GA Wild type, ga1 -3 , gai , rga , and gai In rga roots SCL3 Expression levels were downregulated. SCL3 induction by PAC is a gai known as PAC-resistance It was not observed in the rga double mutant (FIG. 5B).

또한 SCL3 발현은 della quintuple 돌연변이체에서는 더 감소되었고 이것은 DELLA 단백질들이 SCL3 전사의 조절에서 중복되는 기능을 가지는 것을 의미한다 (도 5B). 이들 데이터들은 생활성 GA 양에 의하여 조절되는 SCL3 발현과 부합된다.Also SCL3 Expression was further reduced in the della quintuple mutant, indicating that DELLA proteins were not found in SCL3. It means having a redundant function in the regulation of transcription (FIG. 5B). These data are consistent with SCL3 expression regulated by the amount of bioactive GA.

QC, CEI 및 내피에서 SCL3 mRNA 및 단백질 위치화는 SHR 단백질 뿐만 아니라 SCR mRNA 및 단백질의 공간적 도메인과 오버랩되고 그것은 세포 수준에서 분자적 상호작용을 암시한다. SCL3 in QC, CEI and endothelial mRNA and protein localization overlaps the SHR protein as well as the spatial domains of SCR mRNA and protein, which imply molecular interactions at the cellular level.

따라서 본 발명자들은 pSCL3 :: GUS 전사 융합체 및 qRT-PCR로 scr, shrscr shr. 돌연변이체에서 SCL3 발현 패턴을 조사하였다. SCL3 발현은 scr, shrscr shr 뿌리에서 감소하였고, scr shr 더블 돌연변이체에서 가장 낮은 발현을 나타내었다(도 1I-1M), 그것은 SCL3 전사가 SHR/SCR 조절 모듈에 의하여 조절된다는 것을 더욱 증명하는 것이다. 특히, shrscr shr 뿌리에서, SCL3 발현의 감소는 분열조직 존 보다는 성장/분화 존(elongation/differentiation zone;EDZ)에서 더 확실하였다(도 1K 및 1L; 도 5C-5F). Thus, we found that scr , pSCL3 :: GUS transcriptional fusion and qRT-PCR shr and scr shr . SCL3 expression patterns were examined in mutants. SCL3 expression is scr , shr and scr decreased in shr root, scr It showed the lowest expression in shr double mutants (FIGS. 1I-1M), which further demonstrates that SCL3 transcription is regulated by the SHR / SCR regulatory module. In particular, shr and scr In shr roots, the decrease in SCL3 expression was more pronounced in the elongation / differentiation zone (EDZ) than in the meristem zone (FIGS. 1K and 1L; FIGS. 5C-5F).

흥미롭게도 본 발명자들은 외래 GA 적용의 존재 또는 SCR SHR 모두 돌연변이에서 SCL3 발현의 단지 크지 않은 감소를 관찰하였다. 따라서 본 발명자들은 SCL3 전사가 GA 및 SHR/SCR 경로 양자에 의하여 조절된다고 추론하였다. 이것을 테스트하기 위하여 본 발명자들은 두 직접 업스트림 유전자에서 기능 소실 돌연변이체를 가지는 rga scr 더블 돌연변이체를 생성하였고, SCL3 발현을 조사하였다. Interestingly, we found that foreign GA Presence of SCR or SCR And Only a slight decrease in SCL3 expression was observed in all SHR mutations. We therefore deduced that SCL3 transcription is regulated by both the GA and SHR / SCR pathways. In order to test this, we have rga with loss-of-function mutants in two direct upstream genes. scr double mutants were generated and SCL3 Expression was examined.

SCL3 mRNA 발현 레벨은 야생형의 단지 30 %로 크게 감소하였고(도 1M), 그것은 SCL3이 두 경로의 수렴 지점이다라는 것을 나타낸다. 이러한 결과는 SCL3이 GA 및 SHR/SCR 경로 모두의 다운스트림에서 작용하는 세포/조직 특이적 통합자로서 작용하는 것을 나타낸다. SCL3 mRNA expression levels were significantly reduced to only 30% of wild type (FIG. 1M), indicating that SCL3 is the point of convergence of both pathways. These results show that SCL3 acts as a cell / tissue specific integrator that acts downstream of both the GA and SHR / SCR pathways.

SCL3 발현이 DELLAs를 통한 생활성 GA에 의하여 능동적으로 조절되기 때문에, 본 발명자들은 GA 반응 경로에서 네가티브 조절자로 SCL3의 역할을 가설하였다. 우리의 가설을 테스트하기 위하여, 본 발명자들은 ga1 -3 배경에서 기능 소실 scl3 돌연변이체를 특성화하였고 놀랍게도 scl3 ga1 -3 더블 돌연변이체는 뿌리 성장 분석에서 ga1 -3 와 비교하여서 더 짧은 뿌리 표현형을 나타내었다(도 2a 및 2 c). 반대로 ga1 -3 같이 외래 GA3 존재 하에서 비록 ga1-3 및 scl3 ga1-3 뿌리 모두에서 야생형보다는 다소 짧았지만 scl3 ga1-3 표현형은 회복되었다. Since SCL3 expression is actively regulated by bioactive GA through DELLAs, we hypothesized the role of SCL3 as a negative regulator in the GA response pathway. To test our hypothesis, the inventors were ga1 -3 characterize the functional loss scl3 mutants in the background Surprisingly scl3 ga1 -3 double mutants showed a shorter root phenotype compared with hayeoseo ga1 -3 in root growth analysis (FIGS. 2A and 2C). Like ga1 -3 anti Foreign GA 3 In the presence, the scl3 ga1-3 phenotype was restored, although somewhat shorter than the wild type in both ga1-3 and scl3 ga1-3 roots.

또한 ga1 -3에서 Cauliflower Mosaic Virus 35S 프로모터(35S:: SCL3)의 조절 하에서 SCL3 과발현은 약간 긴 뿌리를 나타낸다(도 2b 및 2c). 또 scl3 의 뿌리 성장은 PAC 처리에 더 민감한 반면에 35S:: SCL3 묘목은 PAC에 저항성을 부여한다(도 2d 및 2e). PAC의 존재 하에서, rgascl3 rga 모두는 뿌리 성장에서 구별할 수 없고(도 2d 및 2e), 그것은 RGA가 SCL3에 상위성(epistatic)이다라는 것을 의미한다. GA 신조전달의 억제제인 RGA가 SCL3 전사를 포지티브하게 조절한다는 것은 흥미롭다. 그러나 본 발명에서는 SCL3이 GA 신호전달 경로에서 포지티브 조절자인 것 같다는 것을 암시한다. Also SCL3 overexpressed under the control of the Cauliflower Mosaic Virus 35S promoter (35S :: SCL3) in ga1 -3 shows a slightly longer roots (Fig. 2b and 2c). Root growth of scl3 is more sensitive to PAC treatment, whereas 35S :: SCL3 Seedlings impart resistance to the PAC (FIGS. 2D and 2E). In the presence of PAC, both rga and scl3 rga are indistinguishable in root growth (FIGS. 2D and 2E), which means that RGA is epistatic to SCL3. It is interesting to note that RGA, an inhibitor of GA neosynthesis , positively regulates SCL3 transcription. However, the present invention suggests that SCL3 seems to be a positive regulator in the GA signaling pathway.

DELLAs가 GA 경로에서 억제자로 작용하는 전사 조절자로 생각되어 진다. DELLAs와 같이, SCL3 또한 GRAS 멤베로 핵 위치화 및 계통발생학적 관계에 기인하여 전사 조절자로 작용할 것을 암시한다(도 1D). 기능적 GA 경로의 유지는 적어도 부분적으로 GA 20-oxidases (GA20ox) 및 GA 3-oxidases (GA3ox)를 코딩하는 생합성 유전자 및 GA 2-oxidases (GA2ox)를 코딩하는 이화 유전자의 전사 조절을 통하여 달성된다고 알려졌다[Sun, T.-p. (2008). Gibberellin metabolism, perception and signaling pathways in Arabidopsis In The Arabidopsis Book., Volume doi: 10.1199/tab.0103. (American Society of Plant Biologists. Rockville, MD);Hedden, P., and Phillips, A.L. (2000). Trends Plant Sci. 5, 523-530]. 따라서 SCL3가 뿌리에서 GA경로의 유지에 관여하는지를 알아보기 위하여, 본 발명자들은 외래 GA 또는 PAC의 존재 또는 부존재하에서 qRT-PCR로 이들 GA 대사 유전자의 발현 프로파일을 조사하였다. 조사된 GA 대사 유전자들 중에서, GA20ox1, GA20ox2, GA20ox3 의 전사 수준은 GA-결핍(PAC 또는 ga1 -3 존재 하에서) 조건 하에서 scl3에서 업레귤레이트되었다 (도 2f 및 2g). 이러한 결과는 GA 결핍 조건 하에서 GA20ox1, GA20ox2 및 특히 GA20ox3 전사는 GRAS 전사 인자 SCL3에 의하여 조절된다는 것을 나타낸다. 이것은 SCL3가 뿌리에서 생합성 유전자들(GA20ox1, GA20ox2 GA20ox3)의 전사를 투닝하여서 뿌리에서 기능적 GA 경로를 유지하는 포지티브 조절자라는 것을 강하게 제안한다.DELLAs are thought to be transcription regulators that act as inhibitors in the GA pathway. Like DELLAs, SCL3 also suggests that it acts as a transcriptional regulator due to nuclear localization and phylogenetic relationships with GRAS membrane (FIG. 1D). Maintenance of the functional GA pathway is known to be achieved at least in part through the transcriptional regulation of biosynthetic genes encoding GA 20-oxidases ( GA20ox ) and GA 3-oxidases ( GA3ox ) and catabolic genes encoding GA 2-oxidases ( GA2ox ). Sun, T.-p. (2008). Gibberellin metabolism, perception and signaling pathways in Arabidopsis In The Arabidopsis Book., Volume doi: 10.1199 / tab. 0103. (American Society of Plant Biologists. Rockville, MD); Hedden, P., and Phillips, AL (2000). Trends Plant Sci. 5 , 523-530. Therefore, to determine whether SCL3 is involved in the maintenance of GA pathway in the roots, we examined the expression profile of these GA metabolic genes with qRT-PCR in the presence or absence of foreign GA or PAC. Among the GA metabolic genes examined, GA20ox1 , GA20ox2 , And Transcription level was GA20ox3 (PAC or under ga1 -3 present) GA- deficiency Up-regulated in scl3 under conditions (FIGS. 2F and 2G). These results indicate that GA20ox1 , under GA deficiency conditions GA20ox2 And especially GA20ox3 transcription is regulated by the GRAS transcription factor SCL3. This suggests that SCL3 is a biosynthetic gene ( GA20ox1 , GA20ox2 And GA20ox3 ) strongly suggests that it is a positive regulator that maintains a functional GA pathway in the roots by tuning transcription.

본 발명자들은 ga1 -3 또는 PAC의 존재 또는 부존재 하에서 야생형, scl335S::SCL3 묘목들의 GA 매개되는 뿌리 성장을 분석하였다, 본 발명자들은 분열조직 크기에 대한 파라미터로 QC로부터 기본 세포의 길이 및 수를 측정하였다(도 3a). 표준 조건 하에서, scl335S:: SCL3 의 뿌리 분열조직의 크기는 야생형의 것과 유사하였다(도 3b 및 3c). 그러나 35S:: SCL3 묘목의 뿌리 분열조직 크기는 야생형 및 PAC의 존재 하에서 scl3의 것 보다 약간 그러나 유의적으로 더 크게 나타났고(도 3b 및 3c), 이것은 SCL3 과발현이 PAC에 대한 저항성을 부여한다는 것을 의미한다. 본 발명자들은 또한 뿌리 분열조직에서 분열 포텐셜과 상관관계가 있는 것으로 나타난 CYCB1::GUS 유사분열 마커를 모니터하였다[Achard, P., Gusti, A., Cheminant, S., Alioua, M., Dhondt, S., Coppens, F., Beemster, G.T., and Genschik, P. (2009).Curr. Biol. 19, 1188-1193;Ubeda-Tomas, S., Federici, F., Casimiro, I., Beemster, G.T., Bhalerao, R., Swarup, R., Doerner, P., Haseloff, J., and Bennett, M.J. (2009). Curr. Biol. 19, 1194-1199]. The inventors have ga1 -3 or in the presence or absence of PAC was analyzed wild type, root growth is mediated by GA scl3 and 35S :: SCL3 seedlings, the inventors of the primary cell from QC to the parameters for the meristem size and length can Was measured (FIG. 3A). Under standard conditions, the root meristem size of scl3 and 35S :: SCL3 was similar to that of the wild type (FIGS. 3B and 3C). However, the root meristem size of 35S :: SCL3 seedlings appeared slightly but significantly larger than that of scl3 in the presence of wild-type and PAC (FIGS. 3B and 3C), indicating that SCL3 overexpression confers resistance to PAC. it means. We also monitored CYCB1 :: GUS mitotic markers that have been shown to correlate with mitotic potential in root meristem [Achard, P., Gusti, A., Cheminant, S., Alioua, M., Dhondt, S., Coppens, F., Beemster, GT, and Genschik, P. (2009). Curr. Biol. 19 , 1188-1193; Ubeda-Tomas, S., Federici, F., Casimiro, I., Beemster, GT, Bhalerao, R., Swarup, R., Doerner, P., Haseloff, J., and Bennett, MJ (2009). Curr. Biol. 19 , 1194-1199.

PAC의 존재 하에서 분열하는 세포의 수는 야생형의 수준과 유사하게 scl3 뿌리 분열조직에서 감소하였다(도 6). 또한 scl3 ga1 -3 더블 돌연변이체의 뿌리 분열조직 크기는 ga1 - 3 의 것과 구분되지 않았고(도 6), 이것은 뿌리 분열조직에서 GA-매개된 세포 증식이 SCL3 기능과 무관하다는 것을 나타낸다. The number of dividing cells in the presence of PAC is similar to that of wild type scl3 Decreased in the root meristem (FIG. 6). Also scl3 ga1 -3 root meristem size of the double mutant ga1 - were not separated as in 3 (6), which indicates that the GA- mediated cell proliferation in the root meristem that is independent of the SCL3 function.

사실 뿌리 세포 신장의 감소는 PAC 처리의 존재 하에서 scl3 에서 관찰되는 반면, 35S:: SCL3의 뿌리 신장은 PAC-저항성이다(도 3d). GA-결핍 ga1 -3 배경에서 본 발명자들은 뿌리 세포 신장에서 SCL3 기능의 소실 및 획득의 상반 효과를 관찰하였다(도 6). 또한 Fscl3 rga 더블 돌연변이체는 rga 싱글 돌연변이체와 구분되지 않는 세포 신장에서 PAC 저항성 표현형을 나타내고, SCL3에 RGA의 상위성 관계를 확증한다(도 3d). 종합적으로, scl3, 35S:: SCL3, rgascl3 rga 의 뿌리 세포 신장은 각 개체의 EDZ 길이와 잘 상호연관이 있고(도 3e), 그것은 각 세포 신장의 총합이 주로 EDZ 길이에 궁극적으로는 전체 뿌리 길이에 기여한다는 것을 나타낸다(도 2e). In fact, reduction of root cell elongation is observed in scl3 in the presence of PAC treatment, while root elongation of 35S :: SCL3 is PAC-resistant (FIG. 3D). The inventors in GA- deficiency ga1 -3 background we observed the opposite effect of the loss and obtaining the function from the root SCL3 kidney cells (Figure 6). Also F scl3 The rga double mutant exhibits a PAC resistant phenotype in cell elongation that is indistinguishable from the rga single mutant and confirms the synergistic relationship of RGA to SCL3 (FIG. 3D). Overall, scl3 , 35S :: SCL3 , rga and scl3 The root cell elongation of rga correlates well with the EDZ length of each individual (FIG. 3E), which indicates that the sum of each cell elongation mainly contributes to the EDZ length and ultimately the overall root length (FIG. 2E).

GA-매개된 세포 신장에서 SCL3의 기능을 더 정의하기 위하여, 본 발명자들은 각각 scl3 및 야생형 식물에 pSCR :: gai - GR - YFP 컨스트럭트를 이입하였다. dexamethasone (-DEX)의 부존재 하에서, 본 발명자들은 야생형 및 scl3 묘목 모두에서 뿌리 세포 신장에서 차이가 없다는 것을 발견하였다(도 3f 및 3g). (+DEX) 유도 시에, 야생형 배경에서 pSCR : gai - GR - YFP 묘목은 EDZ에서 일탈적인 세포 신장을 가지는 감소된 뿌리 성장을 나타내었다(도 3f 및 3g). In order to further define the features of the GA- SCL3 in cell-mediated kidney, the inventors pSCR each scl3 and wild-type plants :: gai - GR - YFP Constructs were imported. In the absence of dexamethasone (-DEX), we found no difference in root cell elongation in both wild type and scl3 seedlings (FIGS. 3F and 3G). Upon induction of (+ DEX), pSCR : gai - GR - YFP seedlings in the wild-type background showed reduced root growth with deviant cell elongation in EDZ (FIGS. 3F and 3G).

특히, scl3 배경에서 pSCR : gai - GR - YFP 묘목은 뿌리 성장의 매우 심한 저해를 나타내었다. scl3에서 pSCR : gai - GR - YFP 뿌리의 표면은 피층 세포 신장의 방향이 미처리 뿌리의 것과 수직적으로 쉬프트되었기 때문에 툭 튀어나온 모양이다 (도 3g). DEX의 존재 하에서, 세포 신장 방향의 쉬프트로 인하여, EDZ에서 개별 세포의 평균 길이는 야생형의 것과 비교하여서 scl3 에서 현저하게 감소된다(도 3h). 따라서 본 발명은 SCL3에 의한 내피-한정된 GA 신호전달은 연계된 세포 신장의 조절에 필수적이고 따라서 뿌리 성장의 진행에 필수적이라는 것을 나타낸다. In particular, in the background scl3 pSCR: gai - GR - YFP seedlings exhibited a severe inhibition of root growth. The surface of the pSCR : gai - GR - YFP root in scl3 is protruding because the direction of cortical cell extension is shifted vertically to that of the untreated root (FIG. 3g). In the presence of DEX, due to the shift in cell extension direction, the average length of individual cells in EDZ is significantly reduced in scl3 compared to that of wild type (FIG. 3H). The present invention thus indicates that endothelial-limited GA signaling by SCL3 is essential for the regulation of linked cell elongation and thus for the progression of root growth.

SCL3 가 내피에서 SHR/SCR 및 GA 경로의 수렴 지점으로서 작용한다는 우리의 증거는 SCL3이 형성적(formative) 분열의 양과 시기를 코디네이팅하는 기본 조직 성숙에서 역할을 하는지에 대한 궁금증이 일어난다. 이것을 테스트하기 위하여 조직 특이적 마커를 가지고 야생형 및 scl3에서 형성적 분열의 시기 및 빈도수를 조사하였다. scrshr 돌연변이체와는 다르게, scl3 돌연변이체는 뿌리에서 패턴 결손을 보이지 않았고 따라서 스텔레(stele)와 접하는 세포들은 야생형에서 보이는 것과 같은 내피의 특성을 나타내었다(도 7). 야생형에서, MC의 초기(incipient) 발생은 발아 후 6일에서 관찰되었고, 주어진 군에서 묘목의 절반은 본 실험 조건에서 발아 후 12일에서 MC 형성을 보였다(도 8). 발아 후 7일에서, 단지 12 %의 야생형만이 형성적 기본 조직 분열을 나타내었지만 42 %의 scl3 묘목들은 병층(periclinal) 분열을 이미 진행하였다(도 4a-4e; 도 8).Our evidence SCL3 acts as a convergence point of SHR / SCR path in GA and endothelium takes place the questions of whether the primary role in the organization of mature marketing SCL3 the formative (formative) coordinating the amount and timing of the split. To test this, the timing and frequency of constitutive division in wild type and scl3 with tissue specific markers were investigated. Unlike the scr and shr mutants, scl3 mutant cells in contact with the pattern did not show defects in root Thus's telephone (stele) are shown the properties of the endothelium, such as those seen in wild-type (Fig. 7). In wild type, incipient development of MC was observed 6 days after germination, and half of the seedlings in a given group showed MC formation 12 days after germination under this experimental condition (FIG. 8). At 7 days after germination, only 12% of the wild type showed constitutive basic tissue division but 42% of scl3 seedlings had already undergone periclinal division (FIGS. 4A-4E; FIG. 8).

대조적으로, 35S:: SCL3 묘목들은 발아 후 7일에서 야생형에서 보다 형성적 분열의 발생에서 연기를 나타내었고(2 % versus 12 %), 이것은 SCL3가 MC 형성에 대한 형성적 기본 조직 분열의 시기와 빈도수를 조절한다는 것을 암시한다(도 4e; 도 8). 또한, scr 돌연변이체는 두 기본 조직 층의 산발적인 생산을 야기하는 후기 단계에서 부가적인 형성적 분열을 종종 수행한다(도 8). 특히, scl3 scr 더블 돌연변이체에서, 형성적인 분열이 scr 돌연변이체 보다 훨씬 초기에서 발생되었다; 발아 후 4일에서 55 %의 scl3 scr 이 분열하여 이미 두 기본 조직 층을 생성하고: 내피 및 피층의 융합된 특성을 가지는 내층(돌연변이 층으로 명명) 및 피층 특성을 가지는 외층(도 4h-4k; 도 8). 그러나 scr에서 발아 후 4일에서 35S::SCL3scr 에서 형성적인 분열의 초기 발생을 연기하였다(6 % vs. 24 %). 이러한 발견들은 SCL3 활성의 조절에 의한 형성적 기본 조직 분열의 시기 및 양의 조절과 부합한다. 또한 scl3 shr 더블 돌연변이체에서 본 발명자들은 기본 조직에서 부가적인 형성적 분열이 없다는 것을 관찰하였고, 이것은 SHR이 형성적 기본 조직 분열에 필요하다는 것을 나타낸다.In contrast, 35S :: SCL3 seedlings showed a delay in the development of constitutive division than in wild-type 7 days after germination (2% versus 12%), indicating that SCL3 was associated with the timing of constitutive basic tissue division for MC formation. Implying to control the frequency (FIG. 4E; FIG. 8). In addition, the scr mutants often perform additional constitutive divisions in later stages resulting in sporadic production of two underlying tissue layers (FIG. 8). Specifically, scl3 In the scr double mutant, constitutive cleavage occurred much earlier than the scr mutant; 55% scl3 at 4 days after germination scr splits to create already two basic tissue layers: an inner layer (fused as a mutant layer) with fused properties of the endothelium and cortex and an outer layer with cortical properties (FIGS. 4H-4K; FIG. 8). However, at 4 days after germination in scr :: 35S SCL3 postponed the initial occurrence of the formation of cleavage on the scr (6% vs. 24%) . These findings are consistent with the regulation of the timing and amount of constitutive basic tissue division by regulation of SCL3 activity. Also scl3 shr In double mutants we observed no additional constitutive division in the underlying tissue, indicating that SHR is required for constitutive basic tissue division.

GA-매개되는 기본 조직에서 SCL3 의 기능을 정의하기 위하여, 본 발명자들은 GA, PAC 또는 ga1 -3의 존재 하에서 형성적인 분열의 시기 및 양을 조사하였다. 외래 GA 존재 하에서, 본 발명자들은 단지 18 %의 야생형 뿌리만이 발아 후 12일에서 MC 형성을 나타내었다는 것을 발견하였고, 이것은 미처리 뿌리의 약 3배의 저해이다(도 4g). 또한 외래 GA 처리는 또한 scl335S::SCL3에서 조숙한 병층(periclinal) 분열의 저해를 증가시켰다(도 4g). 대조적으로 외래 PAC 처리 또는 ga1 -3 돌연변이체에 의하여 야기된 GA-결핍 조건 하에서, 본 발명자들은 미성숙 형성적 분열의 발생이 유사하게 증가하였다;scl3 에서 가장 높고, 35S::SCL3 에서 가장 낮음(도 4e 및 4f). scl3 ga1 -3 더블 돌연변이체에서 비대칭적인 병층 분열은 발아 후 6일에서 ga1 -3에서 더 자주 발생한 반면에, 35S::SCL3 묘목은 in ga1 -3에서 다소 덜 적은 분열 사례를 보였다(도 4f). 이러한 사실은 GA 생합성의 저해 또는 외래 GA는 형성적인 병층 분열의 시기 및 양의 조절에서 반대 효과를 가진다는 것을 나타낸다. In order to define the function of the tissue in the main SCL3 GA- parameters, the inventors have investigated the timing and amount of divisive form in the presence of GA, PAC or ga1 -3. In the presence of foreign GA, we found that only 18% of the wild type roots showed MC formation 12 days after germination, which is about three times inhibition of untreated roots (FIG. 4G). In addition, foreign GA treatment also increased the inhibition of premature periclinal cleavage in scl3 and 35S :: SCL3 (FIG. 4G). In contrast, under the GA- deficient conditions caused by foreign PAC treatment or -3 ga1 mutants, the inventors have increased similarly to the occurrence of immature formative cleavage; highest in scl3, the lowest in the 35S :: SCL3 (Fig. 4e and 4f). scl3 Asymmetrical divisions in ga1 -3 double mutants occurred more frequently in ga1 -3 on day 6 after germination, whereas 35S :: SCL3 seedlings showed somewhat less divisions in in ga1 -3 (FIG. 4F). This fact indicates that inhibition of GA biosynthesis or foreign GA has the opposite effect on the regulation of the timing and amount of constitutive lesion division.

본 발명자들은 또한 scr 배경에서 SCL 3 기능의 소실 또는 획득에서 형성적인 기본 조직 분열의 GA 매개된 조절을 조사하였다. PAC의 조재 하에서, 35S:: SCL3 에 의한 미성숙 MC 형성의 연기는 scr 배경에서 사라졌고(도 4k), 이것은 SCR이 GA 매개된 기본 조직 성숙에서 역할을 한다는 것을 나타낸다. 흥미롭게도, scl3 rga scr 트리플 돌연변이체는 PAC의 부존재 하에서 더 빠른 MC 형성을 나타내었고(도 4l), 이것은 내피에서 SHR/SCR, GA/DELLA 및 SCL3의 조절 네트워크가 배아형성 후 발생 동안 기본 조직 성숙에서 중요한 역할을 한다는 것을 나타낸다. We also scr In the background, GA-mediated regulation of the formation of basal tissue divisions in the loss or acquisition of SCL 3 function was investigated. In the presence of PAC, the delay of immature MC formation by 35S :: SCL3 is scr Disappearing from the background (FIG. 4K), this indicates that SCR plays a role in GA mediated basic tissue maturation. Interestingly, scl3 The rga scr triple mutant showed faster MC formation in the absence of PAC (FIG. 4L), which plays an important role in basic tissue maturation during the post-embryogenic development of regulatory networks of SHR / SCR, GA / DELLA and SCL3 in the endothelium. Indicates that

본 발명을 통하여 알 수 있는 바와 같이, GRAS 전사 인자 계열의 한 멤버인 SCL3은 DELLA 저해제 RGA의 다운스트림에 직접 작용하여서 GA 생합성 유전자인 GA20ox1, GA20ox2GA20ox3,의 발현을 조절하여 기능적인 GA 경로를 유지한다는 것을 알 수 있다(도 9). As can be seen from the present invention, SCL3, a member of the family of GRAS transcription factors, directly acts downstream of the DELLA inhibitor RGA to regulate the expression of the GA biosynthetic genes GA20ox1 , GA20ox2 and GA20ox3 , thereby regulating the functional GA pathway. It can be seen that it is maintained (Fig. 9).

또한 scl3에서 ga1-3 또는 PAC에 의한 GA 결핍은 성장 저해를 더 야기하고 이것은 SCL3이 GA 경로에서 양성 조절자로 작용하는 것을 나타낸다. 또한 뿌리 내피에서 pSCR::gai-GR-YFP 에 의한 GA 신호전달의 파괴는 통제되지 않는 세포 팽창을 증가시키고 이것은 SCL3에 의한 내피 한정 GA 경로가 뿌리 세포 성장의 조정에 기여한다는 증거를 제공한다. 배아 형성 후 발생 동안, SCL3는 SHR/SCR 경로와 협동하여 내피에서 기능적인 GA 경로의 적어도 부분적인 유지를 통하여 기본 조직 성숙에 대한 형성적인 병층 분열을 조절한다(도 9). GA deficiency by ga1-3 or PAC in scl3 also leads to further growth inhibition, indicating that SCL3 acts as a positive regulator in the GA pathway. In addition, disruption of GA signaling by pSCR :: gai-GR-YFP in the root endothelium increases uncontrolled cell expansion, which provides evidence that the endothelial restricted GA pathway by SCL3 contributes to the regulation of root cell growth. During development after embryonic formation, SCL3 cooperates with the SHR / SCR pathway to regulate constitutive lesion division for basic tissue maturation through at least partial maintenance of the functional GA pathway in the endothelium (FIG. 9).

식물 발생 동안에 세포 이동이 일어나지 않으므로 세포 분열(형성적 및 증식적)의 조절 및 세포 신장의 조정은 특정 조직/기관 형성, 최종 형태 및 크기에서 중요하다. 식물 호르몬은 전 생애 주기를 통하여 세포 신장의 양 및 방향 및 세포 분열의 시기 및 양을 조절하는 내부적인 프로그램의 네트워크에 외부 신소의 동적인 변화를 통합하여서 주된 작용을 한다. 본 발명은 식물 성장 및 발생에서 호르몬 신호전달 경로의 세포-/조직-특이적 통합에 대한 분자적인 골격을 제공한다. Since cell migration does not occur during plant development, regulation of cell division (formal and proliferative) and regulation of cell elongation are important for specific tissue / organ formation, final shape and size. Plant hormones play a major role in integrating dynamic changes in external identities into a network of internal programs that regulate the amount and direction of cell elongation and the timing and amount of cell division throughout the life cycle. The present invention provides a molecular framework for cell- / tissue-specific integration of hormone signaling pathways in plant growth and development.

도 1은 뿌리에서 SCL3 발현이 GA 및 SHR/SCR 경로에 의하여 조절된다는 것을 나타낸다.(A) Arabidopsis 뿌리의 도식. QC는 뿌리의 조직 중심인 생장 정지 중심(Quiescent center)룰 나타낸다.(B) 야생형 뿌리 단면에서 전사적 융합(pSCL3 :: GUS)을 나타낸다. 청색 GUS 염색은 SCL3 in situ 교잡 패턴과 유사하게 관찰되었다. (C) 야생형 1차 뿌리에서 pSCL3 :: GUS 검출을 나타낸다.(D) 뿌리에서 번역적 융합체(pSCL3:: SCL3-GFP)은 scl3 돌연변이를 가짐. GFP 신호는 뿌리의 내피 계열 및 QC의 핵에서 관찰됨. (E 및 F)6시간 동안 외래 10 μM의 GA3 의 부존재(E) 및 존재(F)에서 야생형에서 pSCL3 :: GUS를 나타냄. 발현은 외래 GA3에 의하여 감소됨. (G 및 H) 6시간 동안 생합성 저해제인 10μM의 PAC의 부존재(G) 및 존재(H)에서 야생형에서 pSCL3 :: GUS를 나타냄. 발현은 PAC처리에 의하여 업레귤레이트됨. (I-L) 야생형 (I), scr (J), shr (K) 및 scr shr (L)에서 pSCL3 :: GUS 의 발현을 나타낸다. (M) 야생형, scr, shr, scr shr, rgarga scr 뿌리에서 SCL3 전사체의 qRT-PCR를 나타낸다. SCL3 전사체 수준은 rga scr 더블 돌연변이체에서 실질적으로 감소된다. 에러 바는 표준 편차를 나타낸다.
도 2는 GA 경로에서 SCL3가 포지티브 조절자로 작용한다는 것을 나타낸다.(도 2a) 외래 GA3 부존재 하에서, scl3 돌연변이체는 야생형과 구별될 수 없지만 scl3 ga1 -3 더블 돌연변이체는 ga1 -3 돌연변이체보다 더 작은 크기의 표현형을 나타낸다. (2b) 외래 10 μM의 GA3 존재 하에서는 scl335:: SCL3 묘목 모두는 야생형과 구별할 수 없다. (2c) 외래 10 μM의 GA3 부존재 또는 준재 하에서 뿌리 성장의 측정을 나타낸다. (2d) 1 μM의 PAC의 존재 하에서, scl3 의 뿌리 성장은 더 저해된 반면 35:: SCL3 묘목은 야생형과 비교하여 PAC에 더 내성을 나타내었다. (2e) 1 μM의 PAC의 부존재 또는 존재 하에서 뿌리 성장의 측정을 나타낸다. scl3 rga 더블 돌연변이체는rga와 유사하게 PAC-저항성이다. (2f 및 2g) 외래 GA3 또는 PAC의 존재 (2f), 및 ga1 -3 배경(2g)하에서 GA 생합성 유전자들인 GA20ox1, GA20ox2GA20ox3.의 전사체 수준을 나타낸다. GA-결핍 조건 하에서, GA20ox3의 발현 수준은 scl3 배경에서 현저하게 업레귤레이트되었다. 차이의 통계적 유의성은 Student t-테스트에 의하여 결정되었다(single asterisk; p<0.05, double asterisk; p<0.01). A, B 및 D에서 스케일 바는 10 mm를 나타낸다.
도 3은 SCL3에 의한 내피-특이적인 GA 경로가 뿌리 성장에 대한 세포 신장을 협조하는 것을 나타낸 그림이다. (3a) 세로축을 따라 1차근(primary root)의 도식적 대상분포(zonation). EDZ는 MZ의 경계부터 뿌리-배축(hypocotyl) 분기점으로 정의된다.(3b) 기본 세포 수는 1 μM의 PAC의 존재 하에서 감소된다. SCL3 (35::SCL3) 과발현은 PAC에 저항성을 부여한다. (3c) 분열조직의 길이는 1 μM의 PAC의 존재 하에서 야생형 및 scl3 뿌리에서 구별될 수 없다. (3d)1 μM의 PAC의 존재 하에서, scl3의 뿌리 세포 신장은 감소된 반면, rga 돌연변이체는 scl3의 뿌리 세포 신장의 저해를 억제하였다. 붉은 화살표는 EDZ에서 단일 세포의 경계를 나타낸다. (3e)1 μM의 PAC의 존재 하에서, EDZ 길이의 측정을 나타낸다. (3f-3h) 야생형 및 scl3 묘목에서 10 1 μM의 dexamethasone 부존재 (-DEX) 또는 존재(+DEX) 하에서 Induction of pSCR :: gai - GR - YFP 컨스트럭트의 유도를 나타낸다. DEX 하에서,야생형 배경에서 pSCR :: gai - GR - YFP 묘목은 EDZ에서 일탈적인 세포 팽창을 가지는 감소된 뿌리 성장을 나타내었다. scl3 배경에서, pSCR :: gai - GR - YFP 묘목의 세포 신장의 방향은 미처리된 부리의 것에 수직적으로 이동하였다. 따라서 평균 세포 길이는 야생형 배경과 비교하여서 scl3 배경에서 현저하게 감소되었다(3h).
스케일 바는 각각 30 ㎛ (D), 5 mm (F) 및 100 ㎛ (G)를 나타낸다. 차이의 통계적 유의성은 Student t-테스트에 의하여 결정되었다(single asterisk; p<0.05, double asterisk; p<0.01).
도 4는 SCL3가 기본 조직 성숙에 대한 형성적 분열을 조절한다는 것을 나타내는 그림이다. (4a-4d) scl3 돌연변이체(B and D)는 야생형 (a 및 c)과 비교하여서 조숙한(precocious) 부가적인 비대칭 병층(periclinal) 분열을 나타낸다. 새로운 층(중간 피층)은 pSCR::GFP-SCR (a 및 b) 및 pSHR::SHR-GFP (c 및 d)에 의하여 마크된 내피성을 신속하게 상실하였다. (4e 및 4f) 1 μM의 PAC 부존재(e) 또는 존재 및 ga1 -3 (f)의 존재 하에서, 야생형,scl335:: SCL3에서 부가적인 형성적 분열의 발생을 나타낸다. (4g) 10 μM의 GA3 부존재 또는 존재 및 ga1 -3의 존재 하에서, 야생형,scl335:: SCL3에서 부가적인 형성적 분열의 발생을 나타낸다. (4h-4j) scl3 scr에서 부가적인 형성적 분열의 발생을 나타낸다. scl3 scr 더블 돌연변이체들은 비통합된(uncoordnated) 형성적 분열을 나타내고, 이것은 Casparian stripe (CS) 및 부가적인 피층을 가지는 내층을 생성한다. 화살표들(h 및 i)은 부가적인 형성적 분열을 나타내고, 화살표헤드(J)는 Casparian stripe (CS)를 나타낸다. (4k) 1 μM의 PAC(E) 부존재 또는 존재 하에서, scr, scl3 scr35:: SCL3 scr에서 부가적인 형성적 분열의 발생을 나타낸다. SCL3 기능의 소실 또는 획득에서 scr 배경에서 PAC 처리는 형성적 분열의 양에 대한 더 심대한 효과를 가진다. (4l) 1 μM의 PAC(E) 부존재 또는 존재 하에서, rga scr scl3 rga scr에서 부가적인 형성적 분열의 발생을 나타낸다. scl3 rga scr 뿌리는 PAC에도 불구하고 형성적 분열의 더 증가된 발생을 나타내었다. 스케일 바는 30 ㎛을 나타낸다.
도 5는 GA/DELLA 및 SHR/SCR 경로는 SCL3 발현을 조절한다.(A) in situ 교잡에서 SCL3 mRNAh. SCL3 발현은 주로 내피에서 검출되었다. (B) 외래 GA3 또는 PAC의 부존재 또는 존재 하에서 GA 생합성(ga1 -3) 및 GA 신호전달(gai, rga, gai rgadella) 돌연변이체 뿌리에서 SCL3 전사체의 qRT-PCR.(C-F) 발아 후 4일에 야생형(C), scr (D), shr (E) 및 scr shr (F) 1차 근에서 pSCL3 :: GUS 전사 융합체의 발현을 나타낸다. SCL3의 발현은 shrscr shr의 EDZ에서 크게 감소되었다. 청색 GUS 염색은 야생형, scr, shrscr shr 일차근(primary roots)의 기부(proximal) 분열조직에서 온전(intact)하다.
도 6은 Arabidopsis 뿌리 성장은 EDZ에서 SCL3 및 MZ에서 GA에 의하여 조절된다는 것을 나타내는 그림. (6a 및 6b) 발아 후 7일에서 1 μM의 PAC의 부존재(a) 또는 존재(b) 하에서 야생형 및 scl3에서 CYCB1 :: GUS 발현을 나타낸다. 검은 화살표는 현저하게 CYCB1 :: GUS 발현 세포의 존을 나타낸다.(6c) CYCB1 :: GUS 발현 존의 길이의 측정. (6d 및 6e) GA-결핍 ga1 -3 배경에서 기본 세포 수(d) 및 분열조직(e)에 의한 뿌리 분열조직의 측정. GA는 Arabidopsis 뿌리 분열조직에서 증식성 분열을 조절하고 그것은 SCL3 기능과 독립적이다. (f 및 g) GA-결핍 ga1 -3 배경에서, SCL3 기능의 소실 및 획득은 뿌리 세포 신장에 대한 상반된 효과를 가진다. 붉은 화살표는 EDZ에서 싱글 세포의 경계를 나타낸다. 차이의 통계적 유의성은 Student t-테스트에 의하여 결정되었다(double asterisk;p<0.01). f에서 스케일 바는 30 ㎛를 나타낸다.
도 7은 scl3 돌연변이체는 뿌리 패턴에서 가시적인 손상을 나타내지 않는다는 것을 나타내는 그림.(A) 야생형 및 scl3에서 pSCR::GFP-SCR,(B) 야생형 및 scl3에서 pSHR::SHR-GFP (C) 야생형 및 scl3에서 QC25 및 Lugol 염색. (D-G) 야생형(D), scl3 (E), scr (F) 및 shr (G)에서 공초점 이미지 및 Casparian stripe (CS) 염색. 흰 화살표는 Casparian stripe를 나타낸다. 그림에서 co, cortex; en, endodermis; ep, epidermis를 각각 나타내고. 스케일 바는 30 ㎛를 나타낸다.
도 8은 SHR/SCR 조절 모듈과 함께 SCL3는 Arabidopsis 뿌리에서 GA-매개된 비대칭 분열을 조절한다는 것을 나타내는 그림. (8a 및 8b) 발아 후 5일(a) 및 10일(b)에서 야생형에서 pCO2::H2B-YFP(피층 마커). 야생형 뿌리는 배아형성 후 발생에서 내피(en) 및 중간 피층(mc)을 생성하는 부가적인 형성적 병층 분열을 수행한다. (8c) 야생형, scl335:: SCL3에서 형성적 분열의 발생, 그것은 뿌리가 성숙됨에 따라 점차적으로 증가한다. SCL3 기능의 소실 또는 획득은 형성적 기본 조직 분열의 시기와 양을 조절한다. (8d 및 8e) PAC의 존재 하에서, scr에서 형성적인 분열은 더 가능하게하고 그것은 내부 돌연변이 (mu) 층 및 바깥 피층(co)을 생성한다. (8f) SCL3 기능의 소실 또는 획득에서 scr 배경에서 형성적 분열의 발생. scr에서 SCL3 기능의 소실은 형성적 분열의 시기 및 양에 대한 심대한 효과를 가진다. 스케일 바는 30 ㎛을 나타낸다.
도 9는 배아형성 후 발생 동안 GA-매개된 뿌리 성장의 조절에서 SCL3 기능 모델을 나타낸 그림. SCL3, DELLA, SCR 및 SHR GRAS 전사 인자는 GA-매개된 성장 및 발생을 조절하기 위하여 뿌리 내피에서 상호작용을 한다. SCL3는 DELLA 억제제 RGA의 다운스트림에 직접 작용하고, GA20ox 유전자들의 발현을 조절하여 기능적인 GA 경로를 유지하여 GA 항상성을 달성한다. 배아형성 후 발생 동안, GA/DELLA 및 SHR/SCR 경로와 함께 SCL3는 EDZ (오렌지 화살표)에서 협동적인 뿌리 세포 신장 및 기본 조직 성숙(자주색 화살표)에 대한 형성적인 병층 분열을 조절한다. 바는 네가티브 조절을 나타내고, 화살표는 포지티브 조절을 나타낸다.
1 shows that SCL3 expression in the roots is regulated by the GA and SHR / SCR pathways. (A) Schematic of Arabidopsis roots. QC refers to the quenescent center, which is the tissue center of the root. (B) Transcriptional fusion ( pSCL3 :: GUS ) in the wild-type root section. Blue GUS Stain SCL3 in Similar to the situ hybridization pattern was observed. (C) pSCL3 :: GUS detection in wild type primary roots. (D) Translational fusions ( pSCL3 :: SCL3-GFP ) in roots were scl3 Has a mutation. GFP signals are observed in the endothelial line of roots and in the nucleus of QC. (E and F) wild-type in the absence (E) and presence (F) of exogenous 10 μM GA 3 for 6 hours pSCL3 :: GUS . Expression is reduced by foreign GA 3 . (G and H) in wild-type in the absence (G) and presence (H) of 10 μM PAC, a biosynthesis inhibitor for 6 hours pSCL3 :: GUS . Expression is upregulated by PAC treatment. (IL) Wild type (I), scr (J), shr (K) and scr shr (L) shows the expression of pSCL3 :: GUS . (M) wild type, scr , shr , scr shr, rga rga scr and QRT -PCR of SCL3 transcript in root. SCL3 transcript levels are substantially reduced in rga scr double mutants. Error bars indicate standard deviation.
Figure 2 shows that SCL3 acts as a positive regulator in the GA pathway (Figure 2a). In the absence of foreign GA 3 , the scl3 mutant is indistinguishable from the wild type, but the scl3 ga1 -3 double mutant is less than the ga1 -3 mutant. Represents a smaller sized phenotype. (2b) Both scl3 and 35 :: SCL3 seedlings are indistinguishable from wild type in the presence of foreign 10 μM GA 3 . (2c) outpatient 10 μM GA 3 Determination of root growth in the absence or quasi-presence. (2d) In the presence of 1 μM PAC, root growth of scl3 was further inhibited while 35 :: SCL3 seedlings were more resistant to PAC compared to wild type. (2e) Determination of root growth in the absence or presence of 1 μM PAC. scl3 rga double mutants are PAC- resistant similar to rga . (2f and 2g) the presence of exogenous GA 3 or PAC (2f), and ga1 -3 background shows the transcript levels of GA biosynthetic genes which are GA20ox1, GA20ox2 and GA20ox3. Under (2g). Under GA-deficient conditions, the expression level of GA20ox3 is Significantly upregulated in scl3 background. The statistical significance of the differences was determined by Student t-test (single asterisk; p <0.05, double asterisk; p <0.01). Scale bars in A, B and D represent 10 mm.
Figure 3 shows that the endothelial-specific GA pathway by SCL3 cooperates with cell elongation for root growth. (3a) Schematic zonation of the primary root along the longitudinal axis. EDZ is defined as the root-hypocotyl bifurcation from the border of MZ. (3b) The basal cell number is reduced in the presence of 1 μM PAC. SCL3 ( 35 :: SCL3 ) overexpression imparts resistance to PAC. (3c) The meristem length is indistinguishable from wild type and scl3 roots in the presence of 1 μM PAC. (3d) in the presence of 1 μM of PAC, while a root cell elongation of scl3 decreases, rga mutants suppress the inhibition of root elongation of the cells scl3. Red arrows indicate the boundaries of single cells in the EDZ. (3e) In the presence of 1 μM PAC, the side length of EDZ length is shown. (3f-3h) wild type and scl3 From seedlings Induction of pSCR :: gai - GR - YFP construct in the presence or absence of 10 μM of dexamethasone (-DEX) or (DEX). Under DEX, in wild-type background pSCR :: gai - GR - YFP seedlings exhibited the reduced root growth has a deviation of cell expansion in EDZ. scl3 In the background, the direction of cell elongation of pSCR :: gai - GR - YFP seedlings shifted vertically to that of untreated beak. Thus, mean cell length was significantly reduced in scl3 background compared to wild-type background (3h).
Scale bars represent 30 μm (D), 5 mm (F) and 100 μm (G), respectively. The statistical significance of the differences was determined by Student t-test (single asterisk; p <0.05, double asterisk; p <0.01).
4 is a diagram showing that SCL3 regulates constitutive division for basic tissue maturation. (4a-4d) scl3 mutants (B and D) exhibit precocious additional asymmetrical periclinal cleavage compared to wild type (a and c). The new layer (intermediate cortex) quickly lost the endothelial marked by pSCR :: GFP-SCR (a and b) and pSHR :: SHR-GFP (c and d). (4e and 4f) in the presence of a PAC absence (e) of 1 μM or presence and ga1 -3 (f), represents the generation of additional formative cleavage in wild type, and scl3 35 :: SCL3. (4g) in the presence of 10 μM in the absence or presence of GA 3 and ga1 -3, indicates the occurrence of additional formative cleavage in wild type, and scl3 35 :: SCL3. (4h-4j) scl3 scr Indicative of the occurrence of additional formational splitting. scl3 scr double mutants show uncoordnated constitutive cleavage, which creates an inner layer with Casparian stripe (CS) and an additional cortex. Arrows h and i represent additional formational cleavage and arrowhead J represents Casparian stripe CS. (4k) in the absence or presence of 1 μM PAC (E), indicates the occurrence of additional constitutive cleavage in scr , scl3 scr and 35 :: SCL3 scr . Scr in the loss or acquisition of SCL3 features In the background, PAC treatment has a greater effect on the amount of constitutive cleavage. (4l) rga scr , with or without 1 μM PAC (E) And the occurrence of additional formational cleavage in scl3 rga scr . scl3 rga scr Roots exhibited an increased incidence of constitutive divisions despite PAC. Scale bars represent 30 μm.
5 GA / DELLA and SHR / SCR pathways regulate SCL3 expression. (A) in SCL3 at situ hybridization mRNAh. SCL3 expression was detected mainly in the endothelium. (B) GA biosynthesis ( ga1 -3 ) and GA signaling ( gai , rga , gai in the absence or presence of foreign GA 3 or PAC rga and della) SCL3 in mutant roots 4 days after germination of qRT-PCR. (CF) of transcript, wild-type (C), scr (D), shr (E) and scr shr (F) pSCL3 at the first root :: GUS It represents the valuation of the transcriptional fusion. Expression of SCL3 has shr and scr It was significantly reduced in the EDZ of shr. Blue GUS staining is wild type, scr , shr and scr shr one is perfect (intact) from the meristem contributions (proximal) step by the (primary roots).
FIG. 6 shows that Arabidopsis root growth is regulated by GA in SCL3 and MZ in EDZ. (6a and 6b) in wild type and scl3 in the absence (a) or presence (1) of 1 μM PAC at 7 days after germination CYCB1 :: GUS expression. Black arrows markedly indicate zones of CYCB1 :: GUS expressing cells. (6c) Measurement of length of CYCB1 :: GUS expressing zones. (6d and 6e) GA- deficiency ga1 -3 background in the measurement of the root meristem of the basic cell can (d) and meristem (e). GA regulates proliferative division in Arabidopsis root meristem and it is independent of SCL3 function. (f and g) from GA- ga1 -3 deficient background, and obtaining loss of SCL3 function has the opposite effect on the root cell elongation. Red arrows indicate the boundaries of single cells in the EDZ. The statistical significance of the differences was determined by the Student t-test (double asterisk; p <0.01). The scale bar at f represents 30 μm.
Figure 7 shows that scl3 mutants show no visible damage in root pattern. (A) pSCR :: GFP-SCR in wild type and scl3 , (B) pSHR :: SHR-GFP in wild type and scl3 (C) QC25 and Lugol staining in wild type and scl3 . (DG) wild type (D), scl3 (E), scr (F) and shr Confocal image and Casparian stripe (CS) staining in (G). White arrows indicate Casparian stripe. In the picture co, cortex; en, endodermis; ep and epidermis are shown, respectively. Scale bars represent 30 μm.
FIG. 8 shows that SCL3, together with the SHR / SCR regulatory module, regulates GA-mediated asymmetric cleavage in Arabidopsis roots. (8a and 8b) pCO2 :: H 2 B-YFP (cortical marker) in wild type on day 5 (a) and day 10 (b) after germination. Wild-type roots undergo additional morphological divisions that produce endothelial (en) and intermediate cortex (mc) in embryonic development. (8c) Development of constitutive division in wild type, scl3 and 35 :: SCL3 , which gradually increases as the roots mature. Loss or gain of SCL3 function regulates the timing and amount of formational basic tissue division. In the presence of (8d and 8e) PACs, formational cleavage at scr makes it more possible and it creates an inner mutation (mu) layer and an outer cortex (co). (8f) scr in loss or acquisition of SCL3 function Occurrence of formational divisions in the background. The loss of SCL3 function in scr has a profound effect on the timing and amount of formational disruption. Scale bars represent 30 μm.
9 shows an SCL3 functional model in the regulation of GA-mediated root growth during development after embryonic formation. SCL3, DELLA, SCR and SHR GRAS transcription factors interact in the root endothelium to regulate GA-mediated growth and development. SCL3 acts directly downstream of the DELLA inhibitor RGA and regulates the expression of GA20ox genes to maintain a functional GA pathway to achieve GA homeostasis. During post-embryogenesis, SCL3, along with the GA / DELLA and SHR / SCR pathways, regulates the formational dividing for cooperative root cell elongation and basic tissue maturation (purple arrows) in EDZ (orange arrows). Bars indicate negative adjustments and arrows indicate positive adjustments.

이하 비한정적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 의도로 기재된 것으로서 본 발명의 범위는 하기 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되지 아니한다.
The present invention will now be described in more detail by way of non-limiting examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention and the scope of the present invention is not to be construed as limited by the following examples.

실시예Example 1: 식물 재료 및 성장 조건 1: plant material and growing condition

모든 식물들은 Arabidopsis thaliana Columbia (Col-0) 배경이었다(Landsberg erecta (Ler)에서 della quintuple 돌연변이체 제외). 돌연변이체 및 형질전환 라인의 기원은 다음과 같다: All plants are Arabidopsis thaliana Columbia (Col-0) background (except for della quintuple mutants in Landsberg erecta (Ler)). The origin of the mutants and transformation lines is as follows:

scl3 -1 ( SALK _002516), gai ( SALK _082622), and rga ( SALK _089146), SALK T-DNA 라인(http://signal.salk.edu) [Alonso, J., 외 (2003). Science 301, 653-657;Lee, M.H., 외(2008). Plant Mol. Biol. 67, 659-670]; scl3 -1 ( SALK _002516), gai ( SALK _082622), and rga ( SALK _089146) , SALK T-DNA line ( http://signal.salk.edu ) [Alonso, J., et al. (2003). Science 301 , 653-657; Lee, MH, et al. (2008). Plant Mol. Biol. 67 , 659-670;

ga1 -3 [Tyler, L., 외 Plant Physiol. 135, 1008-1019]; ga1 -3 [Tyler, L., et al. Plant Physiol. 135 , 1008-1019;

scr -5shr -6 ( SALK _002744) [Lee, M.H., 외(2008). Plant Mol. Biol. 67, 659-670;Paquette, A.J., and Benfey, P.N. (2005). Plant Physiol. 138, 636-640]; scr -5 and shr -6 (SALK _002744) [Lee , MH, et al. (2008). Plant Mol. Biol. 67 , 659-670; Paquette, AJ, and Benfey, PN (2005). Plant Physiol. 138 , 636-640;

QC25 [Sabatini, S., 외 (2003). Genes Dev. 17, 354-358]; QC25 [Sabatini, S., et al. (2003). Genes Dev. 17 , 354-358;

pSHR :: SHR - GFP [Nakajima, K.,외 (2001).Nature 413, 307-311]; pSHR :: SHR - GFP [Nakajima, K., et al. (2001). Nature 413 , 307-311];

pSCR :: GFP - SCR [Sabatini, S., 외 (2003). Genes Dev. 17, 354-358;Gallagher, K.L., 외 (2004). Curr. Biol. 14, 1847-1851]; pSCR :: GFP - SCR Sabatini, S., et al. (2003). Genes Dev. 17 , 354-358; Gallagher, KL, et al. (2004). Curr. Biol. 14 , 1847-1851;

pCO2::H2B-YFP [Heidstra, R., Welch, D., and Scheres, B. (2004). Genes Dev. 18, 1964-1969]; pCO2 :: H 2 B-YFP Heidstra, R., Welch, D., and Scheres, B. (2004). Genes Dev. 18 , 1964-1969;

gai rga rgl1 rgl2 rgl3 (della quintuple 돌연변이) [Feng, S., 외(2008). Nature 451, 475-479]; gai rga rgl1 rgl2 rgl3 ( della quintuple mutant) [Feng, S., et al. (2008). Nature 451 , 475-479;

pSCR::gai-GR-YFP [Ubeda-Tomas, S., 외 (2008). Nat Cell Biol. 10, 625-628]; pSCR :: gai-GR-YFP [Ubeda-Tomas, S., et al. (2008). Nat Cell Biol. 10 , 625-628;

pCYCB1::GUS [Donnelly, P.M., 외(1999).Dev. Biol. 215, 407-419]. pCYCB1 :: GUS [Donnelly, PM, et al. (1999). Dev. Biol. 215 , 407-419.

종자들은 5 % sodium hypochlorite 및 0.15 % Tween-20에서 3분간 표면살균하고 살균수로 헹군 후, 암 조건 하에서 살균 수로 4 에서 3일간 흡수시키고 0.5x MS 아가 플레이트(0.5x Murashige-Skoog 염 혼합물; 0.5 mM 2-(N-morpholino) ethanesulfonic acid (MES), pH5.7-5.8; 1 % sucrose; 1 % 아가) 상에 심었다. Svistoonoff, S., 외(2003). Plant Soil 254, 239-244에 기재된 것과 같이 플레이트들을 22℃에서 연속 광 하에서 수직적으로 성장시켰다. GA-결핍 돌연변이체 배경을 사용할 때(ga1 -3, scl3 ga1 -3, 및 35S::SCL3 ga1-3), 표면 살균된 종자들은 5일간 100 μM GA3 (Duchefa)에서 흡수시킨 후 심기 전에 증류수로 10회 세척하였다. 성숙한 식물에 대해서, 연속적인 광 하에서 성장한 묘목들을 흙으로 이전하고 긴 낮 조건 (16 hr 명/ 8 hr 암 주기) 하에서 성장시켰다. GA-결핍 ga1 -3 배경(ga1 -3, scl3 ga1 -3, and 35S::SCL3 ga1 -3)에서 식물들을 1 주일에 3회 100 μM GA3 (Duchefa)로 스프레이하였다.Seeds were surface sterilized in 5% sodium hypochlorite and 0.15% Tween-20 for 3 minutes and rinsed with sterile water, then absorbed in sterile water for 4 days under dark conditions and mixed with 0.5x MS agar plates (0.5x Murashige-Skoog salt mixture; 0.5 Planted on mM 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid (MES), pH5.7-5.8; 1% sucrose; 1% agar). Svistoonoff, S., et al. (2003). Plates were grown vertically under continuous light at 22 ° C. as described in Plant Soil 254, 239-244. When using GA-deficient mutant backgrounds ( ga1 -3 , scl3 ga1 -3, and 35S :: SCL3 ga1-3), surface sterilized seeds are washed 10 times with distilled water before planting was absorbed in 5 days 100 μM GA 3 (Duchefa). For mature plants, seedlings grown under continuous light were transferred to soil and grown under long daytime conditions (16 hr light / 8 hr dark cycle). GA- deficiency ga1 -3 background (ga1 -3, scl3 ga1 -3, and 35S :: SCL3 ga1 -3 ) were sprayed with 100 μM GA 3 (Duchefa) three times a week.

실시예Example 2: 발현 분석 2: expression analysis

qRT-PCR을 위하여, 묘목들을 7일간 MS 아가 플레이트에서 필터 페이퍼 스트립(약 5 mm 넓이) 상에서 성장시켜서 6시간 동안 1 μM의 PAC 또는 10 μM의 GA3 가 보충된 새로운 MS 아가 플레이트로 옮겼다. RNA 분리를 위하여 뿌리만 수집하여서 전체 RNA를 제조업자(Qiagen) 지시에 따라서 RNeasy Plant Mini 키트를 사용하여 분리하였다. RNA 추출 후, 본 발명자들은 유전자 DNA의 잠재적인 오염을 제거하기 위하여 RQ1 RNase free-DNase (Promega)로 샘플을 처리하였다. 분리된 RNA의 질과 양은 젤 전기영동 및 분광기법으로 검사하였다[Lee, M.H., 외 (2008).Plant Mol. Biol. 67, 659-670;]. SYBR Premix ExTaq 시약(Takara)을 Mx3000PQPCR 시스템(Stratagene)을 가지는 qRT-PCR에 대하여 사용하였다. 내부 레퍼런스를 위하여, GAPC 유전자(At3g04120)에 특이적인 프라이머를 사용하였다[Dill, A., 외 (2004). Plant Cell 16, 1392-1405]. 각 실험은 독립적으로 적어도 3회 반복 수행되었다. 3회 반복의 평균값을 계산하고 표준편차(±SE)를 나타내었다. For qRT-PCR, seedlings were grown on filter paper strips (about 5 mm wide) in MS agar plates for 7 days and transferred to new MS agar plates supplemented with 1 μM PAC or 10 μM GA 3 for 6 hours. Only roots were collected for RNA isolation and total RNA was isolated using the RNeasy Plant Mini kit according to manufacturer (Qiagen) instructions. After RNA extraction, we processed the sample with RQ1 RNase free-DNase (Promega) to remove potential contamination of the genetic DNA. The quality and quantity of the isolated RNA was examined by gel electrophoresis and spectroscopy [Lee, MH, et al. (2008). Plant Mol. Biol. 67 , 659-670;]. SYBR Premix ExTaq reagent (Takara) was used for qRT-PCR with Mx3000PQPCR system (Stratagene). For internal reference, primers specific for the GAPC gene (At3g04120) were used [Dill, A., et al. (2004). Plant Cell 16 , 1392-1405. Each experiment was performed at least three times independently. The mean value of three replicates was calculated and the standard deviation (± SE) was shown.

mRNA in situ 교잡을 위해서, SCL3의 961-bp 절편을 증폭하고 pCR4 Blunt-TOPO 벡터(Invitrogen)에 서브클로닝하였다. 앤티센스 프로브를 생성하기 위하여, pCR4-SCL3 컨스트럭트를 제한효소 SpeI로 리니어화하고 DIG-표지된 SCL3 리보프로브를 DIG RNA 표지 키트(Roche)를 사용하여 제조업자의 지시에 따라서 in vitro 전사에 의하여 생성하였다. 조직 고정화 및 RNA 교잡화는 4에서 5 일령된 야생형 뿌리를 사용하여 수행하였다.mRNA in For situ hybridization, 961-bp fragments of SCL3 were amplified and subcloned into the pCR4 Blunt-TOPO vector (Invitrogen). To generate antisense probes, the pCR4-SCL3 construct was linearized with restriction enzyme SpeI and the DIG-labeled SCL3 riboprobe was subjected to in vitro transcription according to the manufacturer's instructions using the DIG RNA Labeling Kit (Roche). Generated. Tissue immobilization and RNA hybridization were performed using wild type roots 4 to 5 days old.

전체 RNA 추출 및 역 전사 관련 정량적 RT-PCR (qRT-PCR)를 Lee, M.-H., 외 (2008). Plant Mol. Biol. 67, 659-670에 기재된 것과 같이 수행하였다. Quantitative RT-PCR (qRT-PCR) involving whole RNA extraction and reverse transcription is Lee, M.-H., et al. (2008). Plant Mol. Biol. 67 , 659-670.

본 발명에서 사용된 프라이머의 서열 정보는 Supplemental Table 1에 리스트하였다. mRNA in situ 교잡은 Di Laurenzio, 외(1996). Cell 86, 423-433에 기재된 것과 같이 수행되었다.Sequence information of the primers used in the present invention are listed in Supplemental Table 1. mRNA in situ hybridization is Di Laurenzio, et al. (1996). It was performed as described in Cell 86 , 423-433.

실시예Example 3:처리 및 뿌리 성장 분석  3: Treatment and Root Growth Analysis

뿌리 성장 분석을 위해서, 약 36-40 hdg (발아 후 시간) 종자들을 개별적으로 Cui, H., 외 (2007). Science 316, 421-425에 기재된 것과 같이, GA3 (에탄올에 스톡 농도 100 mM, Duchefa), PAC (에탄올에 스톡 농도 100 mM, Duchefa), 또는 DEX (에탄올에 스톡 농도 10 mM, Sigma)가 보충된 새 MS 아가 플레이트에 옮겼다. 분석 일에, 개별적으로 수확된 묘목 뿌리들을 에탄올로 세척하고 GUS 클리어링 방법[Laplaze, L., 외(2007). Plant Cell 19, 3889-3900]에 기재된 것과 같이 장치하였다. 뿌리 분열조직의 세포 수는 QC로부터 빠른 신장의 표시를 나타내지 않는 세포로 피층 세포를 계수하여 얻었고, EDZ는 Ubeda-Tomas, 외 (2009). Curr. Biol. 19, 1194-1199에 기재된 것과 같이 분열조직으로부터 배출된 제1 피층 세포로부터 특정되었다. 뿌리 길이는 Image J 소프트웨어(http:://rsb.info.nih.gov/ij)를 사용한 플레이트의 디지털 이미지로부터 측정하였다. 실험들은 독자적으로 3회 반복하였고 그 데이터들은 Excel 통계 패키지(Microsoft)를 사용하여 분석하였다. For root growth analysis, approximately 36-40 hdg (time after germination) seeds were individually Cui, H., et al. (2007). As described in Science 316 , 421-425, GA 3 Transfer to a new MS agar plate supplemented with (stock concentration 100 mM in ethanol, Duchefa), PAC (stock concentration in ethanol 100 mM, Duchefa), or DEX (stock concentration in ethanol 10 mM, Sigma). On the day of analysis, individually harvested seedling roots were washed with ethanol and GUS clearing method [Laplaze, L., et al. (2007). Plant Cell 19 , 3889-3900]. The number of cells in the root meristem was obtained by counting the cortical cells from the QC, showing no signs of rapid kidney, and the EDZ was Ubeda-Tomas, et al. (2009). Curr. Biol. 19 , 1194-1199, was specified from first cortical cells discharged from meristem. Root length was measured from digital images of plates using Image J software (http :: //rsb.info.nih.gov/ij). The experiments were repeated three times on their own and the data were analyzed using the Excel statistical package (Microsoft).

실시예Example 4: 4: 분자적Molecular 클로닝과Cloning and 형질전환 식물  Transgenic plant

전사 및 번역 융합체 및 과발현체를 생산하기 위하여, Gateway 재조합 클로닝 기술(Invitrogen)을 Lee, M.H., 외 (2008). Plant Mol. Biol. 67, 659-670에 기재된 방법을 일부 개량하여 사용하였다. To produce transcriptional and translational fusions and overexpressions, Gateway recombinant cloning technology (Invitrogen) was described by Lee, MH, et al. (2008). Plant Mol. Biol. The method described in 67 , 659-670 was partially improved.

pSCL3 :: GUS 전사 융합체를 위하여, SCL3 유전자의 시작 코돈으로부터 대략 2.5kb 업스트림 부위를 제조업자(Invitrogen)의 지시에 따라서 LR 재조합 반응에 의하여 pMDC162 벡터[Curtis, M., and Grossniklaus, U. (2003). Plant Physiol. 133, 462-469]에 클로닝하였다. pSCL3::SCL3 - GFP 번역 융합체를 위하여, 약 5 kb 유전자 절편 (프로모터 및 ORF)를 BP 재조합 반응에 의하여 pDONR221 (Invitrogen)에 서브클로닝한 후 C-말단 GFP 융합을 위하여[Curtis, M., and Grossniklaus, U. (2003). Plant Physiol. 133, 462-469] pMDC107로 옮겼다. 35S 프로모터의 조절 하에서 SCL3 유전자를 과발현하기 위하여, 전장의 SCL3 ORF를 한 쌍의 SCL3 유전자에 유전자 특이적 프라이머와 Phusion high-fidelity polymerase (Finnzymes)를 사용하여 Col-0 지노믹 DNA로부터 증폭하였다. 여기에 사용된 프라이머들의 서열 정보는 Supplemental Table S1에 리스트하였다. 그 PCR 절편을 pENTR Directional TOPO 벡터로 서브클로닝한 후 pEarleyGate100 gateway-comparable 과발현 벡터[Earley, K.W., 외(2006).Plant J. 45, 616-629]로 제조업자(Invitrogen)의 지시에 따라 LR 재조합 반응에 의하여 전달하였다. floral dip 방법[Clough, S., and Bent, A. (1998). Plant J. 16, 735-743]은 형질전환 식물의 생산을 위하여 Col-0 또는 scl3을 사용하여 수행되었다. 그 T1 식물들을 선별한 후 동형접합성 T2 식물을 T3 생성의 확인을 통하여 획득하였다. For the pSCL3 :: GUS transcriptional fusion, approximately 2.5 kb upstream sites from the start codon of the SCL3 gene were transferred to the pMDC162 vector [Curtis, M., and Grossniklaus, U. (2003) by an LR recombination reaction according to the manufacturer's instructions (Invitrogen). ). Plant Physiol. 133 , 462-469. For pSCL3 :: SCL3 - GFP translational fusions, about 5 kb gene fragments (promoter and ORF) were subcloned into pDONR221 (Invitrogen) by BP recombination reaction and then for C-terminal GFP fusion [Curtis, M., and Grossniklaus, U. (2003). Plant Physiol. 133 , 462-469] to pMDC107. To overexpress the SCL3 gene under the control of the 35S promoter, the full-length SCL3 ORF was amplified from Col-0 genomic DNA using a pair of genes specific to the SCL3 gene and Phusion high-fidelity polymerase (Finnzymes). Sequence information of the primers used herein is listed in Supplemental Table S1. The PCR fragment was subcloned into a pENTR Directional TOPO vector and then LR recombination as directed by the manufacturer (Invitrogen) as a pEarleyGate100 gateway-comparable overexpression vector [Earley, KW, et al. (2006). Plant J. 45 , 616-629]. Delivered by reaction. floral dip method [Clough, S., and Bent, A. (1998). Plant J. 16 , 735-743, was performed using Col-0 or scl3 for the production of transgenic plants. After selecting the T 1 plants, homozygous T 2 plants were obtained through confirmation of T 3 production.

실시예Example 5:조직학 및  5: Histology and 현미경법Microscopic method

GUS 리포토의 활성을 모니터하기 위하여, Lee, M.-H., 외 (2008). Plant Mol. Biol. 67, 659-670에 기재된 것과 같이 베타-glucrunidase 활성을 활성화하기 위하여 37℃ 암 조건하에서 GUS 염색 용액에 담구었다. 청색 염색의 확산을 한정하기 위하여, 5 mM K3Fe(CN)6 및 K4Fe(CN)6를 첨가하고 조직들을 Laplaze, L., 외(2007). Plant Cell 19, 3889-3900에 기재된 것과 같이 2일간 70% 에탄올에 담구었다. 세척을 위하여 탈수 과정을 Laplaze, L., 외(2007). Plant Cell 19, 3889-3900에 기재된 방법을 일부 개량한 연속 에탄올 처리를 통하여 수반하였다. 탈수 마지막 단계에서, 0.7 % (w/v) NaOH/60 % (v/v) 에탄올을 10분간 보충한 후 샘플을 10 % (v/v) 글리세롤/50 % (v/v) 에탄올 및 30 % (v/v) 글리세롤/30 % (v/v) 에탄올에 노출시켰다. 그 후 묘목들을 0.05 % (v/v) Triton X-100/50 % (v/v) 글리세롤에 장착하였다. Lugol 염색을 Fukaki, H., 외 (1998). Plant J. 14, 425-430에 기재된 것과 같이 수행하였다. To monitor the activity of GUS lipoto, Lee, M.-H., et al. (2008). Plant Mol. Biol. 67 , 659-670 soaked in GUS staining solution under 37 ℃ dark conditions to activate beta-glucrunidase activity. To limit the spread of blue staining, 5 mM K 3 Fe (CN) 6 and K 4 Fe (CN) 6 were added and the tissues were Laplaze, L., et al. (2007). Soak in 70% ethanol for 2 days as described in Plant Cell 19 , 3889-3900. The dehydration process for washing is described in Laplaze, L., et al. (2007). The method described in Plant Cell 19 , 3889-3900 was accompanied by some improved continuous ethanol treatment. At the end of dehydration, 10% (v / v) glycerol / 50% (v / v) ethanol and 30% after supplementing 0.7% (w / v) NaOH / 60% (v / v) ethanol for 10 minutes (v / v) glycerol / 30% (v / v) ethanol. Seedlings were then mounted in 0.05% (v / v) Triton X-100 / 50% (v / v) glycerol. Lugol staining Fukaki, H., et al. (1998). It was performed as described in Plant J. 14 , 425-430.

뿌리 절편화를 위하여, 묘목 및 GUS-염색된 묘목들을 FAA 용액 (10 % (v/v) formaldehyde, 5 % (v/v) 아세트산 및 50 % (v/v) 에탄올)에서 오버나잇 고정한 후, 그 고정된 뿌리를 1 % 아가로스 속으로 충진하고 에탄올 시리즈에 의하여 탈수하였다. 에탄올 시리즈(50, 70, 80, 및 100 %, 각 30분 동안)를 통하여 진행한 후에, 뿌리 샘플을 가진 그 아가로스 젤 불럭들을 Peel-A-Way disposable embedding 몰드(Polysciences)로 옮겼다. 플라스틱 레진 블록들은 제조업자(Heraeus Kulzer)의 지시에 따라서 Technovit 7100로 제조되었다. 시리얼 절편(각 5㎛)은 HM 355S microtome (Microm)으로 생성되었다. Casparian stripe를 보기 위하여, 절편들을 염색하고 관찰하였다. FITC 필터에서 Casparian stripe에 대한 뿌리 절편을 제외하고는 모든 세척된 뿌리들은 미분 간섭 (DIC) 광학에서 관찰되었고 이미지들은 Axio Imager를 사용하여 얻었다. A1 현미경은 AxioCam MRc5 디지털 카메라(Carl Zeiss)가 장착되었다. 공초점 레이져 스캐닝 현미경법을 위하여, 뿌리들을 10 μM propidium iodide (Sigma)을 가지는 증류수에 위치시키고, 이미지들을 Fluoview FV300 (Olympus)을 사용하여 얻었다.For root sectioning, seedlings and GUS-stained seedlings were fixed overnight in FAA solution (10% (v / v) formaldehyde, 5% (v / v) acetic acid and 50% (v / v) ethanol), The fixed roots were filled into 1% agarose and dehydrated by ethanol series. After running through an ethanol series (50, 70, 80, and 100%, for 30 minutes each), the agarose gel blocks with root samples were transferred to a Peel-A-Way disposable embedding mold (Polysciences). Plastic resin blocks were made of Technovit 7100 according to the manufacturer's instructions (Heraeus Kulzer). Cereal sections (5 μm each) were generated with HM 355S microtome (Microm). To see the casparian stripe, the sections were stained and observed. All washed roots were observed with differential interference (DIC) optics, except for the root slices for Casparian stripe in FITC filters, and images were obtained using Axio Imager. The A1 microscope was equipped with an AxioCam MRc5 digital camera (Carl Zeiss). For confocal laser scanning microscopy, roots were placed in distilled water with 10 μM propidium iodide (Sigma) and images were obtained using Fluoview FV300 (Olympus).

<110> Konkuk University Industrial Cooperation Corp. <120> Transgenic plant for regulating for plant root growth and method thereof <160> 3 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 482 <212> PRT <213> SCL3 <400> 1 Met Val Ala Met Phe Gln Glu Asp Asn Gly Thr Ser Ser Val Ala Ser 1 5 10 15 Ser Pro Leu Gln Val Phe Ser Thr Met Ser Leu Asn Arg Pro Thr Leu 20 25 30 Leu Ala Ser Ser Ser Pro Phe His Cys Leu Lys Asp Leu Lys Pro Glu 35 40 45 Glu Arg Gly Leu Tyr Leu Ile His Leu Leu Leu Thr Cys Ala Asn His 50 55 60 Val Ala Ser Gly Ser Leu Gln Asn Ala Asn Ala Ala Leu Glu Gln Leu 65 70 75 80 Ser His Leu Ala Ser Pro Asp Gly Asp Thr Met Gln Arg Ile Ala Ala 85 90 95 Tyr Phe Thr Glu Ala Leu Ala Asn Arg Ile Leu Lys Ser Trp Pro Gly 100 105 110 Leu Tyr Lys Ala Leu Asn Ala Thr Gln Thr Arg Thr Asn Asn Val Ser 115 120 125 Glu Glu Ile His Val Arg Arg Leu Phe Phe Glu Met Phe Pro Ile Leu 130 135 140 Lys Val Ser Tyr Leu Leu Thr Asn Arg Ala Ile Leu Glu Ala Met Glu 145 150 155 160 Gly Glu Lys Met Val His Val Ile Asp Leu Asp Ala Ser Glu Pro Ala 165 170 175 Gln Trp Leu Ala Leu Leu Gln Ala Phe Asn Ser Arg Pro Glu Gly Pro 180 185 190 Pro His Leu Arg Ile Thr Gly Val His His Gln Lys Glu Val Leu Glu 195 200 205 Gln Met Ala His Arg Leu Ile Glu Glu Ala Glu Lys Leu Asp Ile Pro 210 215 220 Phe Gln Phe Asn Pro Val Val Ser Arg Leu Asp Cys Leu Asn Val Glu 225 230 235 240 Gln Leu Arg Val Lys Thr Gly Glu Ala Leu Ala Val Ser Ser Val Leu 245 250 255 Gln Leu His Thr Phe Leu Ala Ser Asp Asp Asp Leu Met Arg Lys Asn 260 265 270 Cys Ala Leu Arg Phe Gln Asn Asn Pro Ser Gly Val Asp Leu Gln Arg 275 280 285 Val Leu Met Met Ser His Gly Ser Ala Ala Glu Ala Arg Glu Asn Asp 290 295 300 Met Ser Asn Asn Asn Gly Tyr Ser Pro Ser Gly Asp Ser Ala Ser Ser 305 310 315 320 Leu Pro Leu Pro Ser Ser Gly Arg Thr Asp Ser Phe Leu Asn Ala Ile 325 330 335 Trp Gly Leu Ser Pro Lys Val Met Val Val Thr Glu Gln Asp Ser Asp 340 345 350 His Asn Gly Ser Thr Leu Met Glu Arg Leu Leu Glu Ser Leu Tyr Thr 355 360 365 Tyr Ala Ala Leu Phe Asp Cys Leu Glu Thr Lys Val Pro Arg Thr Ser 370 375 380 Gln Asp Arg Ile Lys Val Glu Lys Met Leu Phe Gly Glu Glu Ile Lys 385 390 395 400 Asn Ile Ile Ser Cys Glu Gly Phe Glu Arg Arg Glu Arg His Glu Lys 405 410 415 Leu Glu Lys Trp Ser Gln Arg Ile Asp Leu Ala Gly Phe Gly Asn Val 420 425 430 Pro Leu Ser Tyr Tyr Ala Met Leu Gln Ala Arg Arg Leu Leu Gln Gly 435 440 445 Cys Gly Phe Asp Gly Tyr Arg Ile Lys Glu Glu Ser Gly Cys Ala Val 450 455 460 Ile Cys Trp Gln Asp Arg Pro Leu Tyr Ser Val Ser Ala Trp Arg Cys 465 470 475 480 Arg Lys <210> 2 <211> 1446 <212> DNA <213> SCL3 <400> 2 atggtggcta tgtttcaaga agataatgga acatcttctg tagcttcatc accacttcaa 60 gtcttctcaa ctatgtcact caacagaccg actctcctcg cttcttcatc tccgtttcat 120 tgtctcaaag atctcaaacc agaggagcgt ggtctctact taatccacct cttgctaact 180 tgtgccaacc acgtggcttc aggtagcctc caaaacgcta acgcagcgct cgagcagctc 240 tctcacctcg cttctcctga cggcgacacg atgcagcgaa tcgctgctta cttcaccgaa 300 gcgcttgcta acagaatcct taagtcctgg cctggtcttt acaaggctct taacgcaact 360 cagacaagaa ctaacaatgt ctctgaggag attcatgtta gaagactctt ctttgagatg 420 ttcccgatac tcaaagtctc ttacttgctc actaatcgag ctatactcga ggctatggaa 480 ggagagaaga tggttcatgt gattgatctc gatgcttctg agccagctca atggcttgct 540 ttgcttcaag cttttaactc taggcctgaa ggtccacctc atttgagaat cactggtgtt 600 catcaccaga aggaagtgct tgaacaaatg gctcatagac tcattgagga agcagagaaa 660 ctcgatatcc cgtttcagtt taatcccgtt gtgagtaggt tagactgttt aaatgtagaa 720 cagttgcggg ttaaaacagg agaggcctta gccgttagct cggttcttca attgcatacc 780 ttcttggcct ctgatgatga tctcatgaga aagaactgcg ctttacggtt tcagaacaac 840 cctagtggag ttgacttgca gagagttcta atgatgagcc atggctctgc agctgaggca 900 cgtgagaatg atatgagtaa caacaatggg tatagcccta gcggtgactc ggcctcatct 960 ttgcctttac caagttcagg aaggactgat agcttcctca atgctatttg gggtttgtct 1020 ccaaaggtca tggtggtcac tgagcaagac tcagaccaca acggctccac actaatggag 1080 aggctattag aatcacttta cacctacgca gcattgtttg attgcttgga aacaaaagtt 1140 ccaagaacgt ctcaagatag gatcaaagtg gagaagatgc tcttcgggga ggagatcaag 1200 aacatcatat cctgcgaggg atttgagaga agagaaagac acgagaagct tgagaaatgg 1260 agccagagga tcgatttggc tggttttggg aatgttcctc ttagctatta tgcgatgttg 1320 caggctagga gattgcttca agggtgcggt tttgatgggt atagaatcaa ggaagagagc 1380 gggtgcgcag taatttgctg gcaagatcga cctctatact cggtatcagc ttggagatgc 1440 aggaag 1446 <210> 3 <211> 2549 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Promoter <400> 3 ttgtaacgaa gtctgttgtt ctcattttct acttattacg ttaattcgaa cgttggaatc 60 atcaaaagac cgtgccaaaa caaaaatgca aattgatgcg atagacattc ttttgctgat 120 ttgtatgcta taggttttca aatctctagc tacacttatg tatttcccta gattatcaaa 180 gttagcctgc cgttttctaa ttttattatt tgatattttg attatactgc ttcttaatgc 240 atcaaataag ttgattcatc catctaatat tttaactaca tcaaatgaag tcttttataa 300 gtacaggcac taattgaact tgaaccctat aaaatacatg aataatcaca aagaattgat 360 agtgttcttt cagtttttca atcacaaaga actcaccgac attatcaagt tgacttcact 420 tttagactta attggtgttc tggaggatcc acaaaactac tattacacag ttttcacaaa 480 attgtgattc tttatttttt attttctttg gtcaaactaa catttcattc aactttaaac 540 gagagttgcc tccacgtgga gagtatacac aaaaagctac gaggacaaat gctcaaacaa 600 aaagacataa gaaggggagc tcagaagctc aacccgagta gcagcatcca aagttgctaa 660 aacagaacca tcatttactt ctgaggcggt cttcgtacca agctccttca gcaaaattgt 720 gattctatgt ttggatatca tgagatctaa ctacaaagtt tttaataaca aaaacttacc 780 attctctaat ttgtagtcaa agctaaacaa atttcatact aaaacaattt tactgtgttg 840 ttatggatgc atatttttct cactttatag tactatttta ctattgataa gatgaaaaaa 900 aagttgaggt acaatagtag taaaatagca tcattctttt tctgtagaat ctctctggtc 960 aatggtcttt ttagtttaaa aactgaataa tgttctctct cacacagtaa aaaacaaaga 1020 gagagagaaa gaagagaaga agacaaaaat gtaggcatta aaaagaagaa aaagacaaag 1080 agaaaagtaa tgaaaagaca atgaacattt aaagaagaca gacaaatccc acacccaagc 1140 ctcagcctca tctcttttat tgttatttgt ttttctaaca aaacaacaaa aacaaaagag 1200 atggtttttg ggttttgttt tgtctttgtt agggcgtgtt tggacgtttc cttcttctca 1260 gaatcaatat tttaccaaaa cagctttctt tttttctctt taacaatttt tttgatgtag 1320 aaatatatag tcatgattcc aaatccacct catgccatga caaaaaccca taaaagtgga 1380 ggttccaatc tcgaatacag acatatatgt tgtattcgtg tatgtatcta ttataagata 1440 attccaattt gtataatgcc aaatgggttc attgaacttc ttcttccttc ataattaagt 1500 gttgcttttt cttcttagtt cctctaaatc aagaaaattc taggtgaaac ttctcttatc 1560 ttgactttat ataaaataat aactataaaa ataatcaata agactaattc ctacaagtct 1620 tacaaattta aaagaaaatg aaaatgcaac attagctaat acacataata gtataagatt 1680 gatggatgta ttcttattca gttttattta taaatgcaac ataagctaat acactctcat 1740 tcagttttat ttattaatgt tacaccactt taagagcact caaaatcaaa atacgtattc 1800 ttatatgata ttcattcatg tagtactagt acacataata gtataagata gatggatggg 1860 attggaaaat ttgacaacct tttgtttaat aattccttaa aaccaaggaa agaagaaaga 1920 ggaaacgaaa aaaacaaaaa ggaagaagac aaaaccgact atcacgcatt gtctggtacg 1980 tagagccaaa aggaacaatg cctctgtttt agtgttttct ttcttaaagt tttttcccaa 2040 aacacaaaca acatttcaca cacacgctat tactcacaag ataaccacca gagacgtgga 2100 tagagagata aagattgaga gaaccctctc actcccaaaa aaaaagcttt agacattttc 2160 tctaaatcca tgtaagtttt tttctttggt tattgttgtt tgttatcttc tttgatcatt 2220 tgctattatt ttgttttgtt tctttcttag tttatcaaat taggaaagtt ttaattcagc 2280 tctctgtttg tgtttcttcg tctatatcta tttcaaatag tttaactaga ttcaaaggtt 2340 tttaaaattc agtactttct ctgcaaaccc tagttcctct gttctttaac cccctttttt 2400 gttaaactgc agattctctg catctttcaa gaaattccga atcgtgggtt tggttcttct 2460 cgttacgagt ctctcaaagt ttaaatcttt ctttacaaaa aaggttactt ttggttctga 2520 gtaaatcaaa atcaagcttt tggccttca 2549 <110> Konkuk University Industrial Cooperation Corp. <120> Transgenic plant for regulating for plant root growth and method          the <160> 3 <170> Kopatentin 1.71 <210> 1 <211> 482 <212> PRT <213> SCL3 <400> 1 Met Val Ala Met Phe Gln Glu Asp Asn Gly Thr Ser Ser Val Ala Ser   1 5 10 15 Ser Pro Leu Gln Val Phe Ser Thr Met Ser Leu Asn Arg Pro Thr Leu              20 25 30 Leu Ala Ser Ser Ser Pro Phe His Cys Leu Lys Asp Leu Lys Pro Glu          35 40 45 Glu Arg Gly Leu Tyr Leu Ile His Leu Leu Leu Thr Cys Ala Asn His      50 55 60 Val Ala Ser Gly Ser Leu Gln Asn Ala Asn Ala Ala Leu Glu Gln Leu  65 70 75 80 Ser His Leu Ala Ser Pro Asp Gly Asp Thr Met Gln Arg Ile Ala Ala                  85 90 95 Tyr Phe Thr Glu Ala Leu Ala Asn Arg Ile Leu Lys Ser Trp Pro Gly             100 105 110 Leu Tyr Lys Ala Leu Asn Ala Thr Gln Thr Arg Thr Asn Asn Val Ser         115 120 125 Glu Glu Ile His Val Arg Arg Leu Phe Phe Glu Met Phe Pro Ile Leu     130 135 140 Lys Val Ser Tyr Leu Leu Thr Asn Arg Ala Ile Leu Glu Ala Met Glu 145 150 155 160 Gly Glu Lys Met Val His Val Ile Asp Leu Asp Ala Ser Glu Pro Ala                 165 170 175 Gln Trp Leu Ala Leu Leu Gln Ala Phe Asn Ser Arg Pro Glu Gly Pro             180 185 190 Pro His Leu Arg Ile Thr Gly Val His His Gln Lys Glu Val Leu Glu         195 200 205 Gln Met Ala His Arg Leu Ile Glu Glu Ala Glu Lys Leu Asp Ile Pro     210 215 220 Phe Gln Phe Asn Pro Val Val Ser Arg Leu Asp Cys Leu Asn Val Glu 225 230 235 240 Gln Leu Arg Val Lys Thr Gly Glu Ala Leu Ala Val Ser Ser Val Leu                 245 250 255 Gln Leu His Thr Phe Leu Ala Ser Asp Asp Asp Leu Met Arg Lys Asn             260 265 270 Cys Ala Leu Arg Phe Gln Asn Asn Pro Ser Gly Val Asp Leu Gln Arg         275 280 285 Val Leu Met Met Ser His Gly Ser Ala Ala Glu Ala Arg Glu Asn Asp     290 295 300 Met Ser Asn Asn Asn Gly Tyr Ser Pro Ser Gly Asp Ser Ala Ser Ser 305 310 315 320 Leu Pro Leu Pro Ser Ser Gly Arg Thr Asp Ser Phe Leu Asn Ala Ile                 325 330 335 Trp Gly Leu Ser Pro Lys Val Met Val Val Thr Glu Gln Asp Ser Asp             340 345 350 His Asn Gly Ser Thr Leu Met Glu Arg Leu Leu Glu Ser Leu Tyr Thr         355 360 365 Tyr Ala Ala Leu Phe Asp Cys Leu Glu Thr Lys Val Pro Arg Thr Ser     370 375 380 Gln Asp Arg Ile Lys Val Glu Lys Met Leu Phe Gly Glu Glu Ile Lys 385 390 395 400 Asn Ile Ile Ser Cys Glu Gly Phe Glu Arg Arg Glu Arg His Glu Lys                 405 410 415 Leu Glu Lys Trp Ser Gln Arg Ile Asp Leu Ala Gly Phe Gly Asn Val             420 425 430 Pro Leu Ser Tyr Tyr Ala Met Leu Gln Ala Arg Arg Leu Leu Gln Gly         435 440 445 Cys Gly Phe Asp Gly Tyr Arg Ile Lys Glu Glu Ser Gly Cys Ala Val     450 455 460 Ile Cys Trp Gln Asp Arg Pro Leu Tyr Ser Val Ser Ala Trp Arg Cys 465 470 475 480 Arg lys         <210> 2 <211> 1446 <212> DNA <213> SCL3 <400> 2 atggtggcta tgtttcaaga agataatgga acatcttctg tagcttcatc accacttcaa 60 gtcttctcaa ctatgtcact caacagaccg actctcctcg cttcttcatc tccgtttcat 120 tgtctcaaag atctcaaacc agaggagcgt ggtctctact taatccacct cttgctaact 180 tgtgccaacc acgtggcttc aggtagcctc caaaacgcta acgcagcgct cgagcagctc 240 tctcacctcg cttctcctga cggcgacacg atgcagcgaa tcgctgctta cttcaccgaa 300 gcgcttgcta acagaatcct taagtcctgg cctggtcttt acaaggctct taacgcaact 360 cagacaagaa ctaacaatgt ctctgaggag attcatgtta gaagactctt ctttgagatg 420 ttcccgatac tcaaagtctc ttacttgctc actaatcgag ctatactcga ggctatggaa 480 ggagagaaga tggttcatgt gattgatctc gatgcttctg agccagctca atggcttgct 540 ttgcttcaag cttttaactc taggcctgaa ggtccacctc atttgagaat cactggtgtt 600 catcaccaga aggaagtgct tgaacaaatg gctcatagac tcattgagga agcagagaaa 660 ctcgatatcc cgtttcagtt taatcccgtt gtgagtaggt tagactgttt aaatgtagaa 720 cagttgcggg ttaaaacagg agaggcctta gccgttagct cggttcttca attgcatacc 780 ttcttggcct ctgatgatga tctcatgaga aagaactgcg ctttacggtt tcagaacaac 840 cctagtggag ttgacttgca gagagttcta atgatgagcc atggctctgc agctgaggca 900 cgtgagaatg atatgagtaa caacaatggg tatagcccta gcggtgactc ggcctcatct 960 ttgcctttac caagttcagg aaggactgat agcttcctca atgctatttg gggtttgtct 1020 ccaaaggtca tggtggtcac tgagcaagac tcagaccaca acggctccac actaatggag 1080 aggctattag aatcacttta cacctacgca gcattgtttg attgcttgga aacaaaagtt 1140 ccaagaacgt ctcaagatag gatcaaagtg gagaagatgc tcttcgggga ggagatcaag 1200 aacatcatat cctgcgaggg atttgagaga agagaaagac acgagaagct tgagaaatgg 1260 agccagagga tcgatttggc tggttttggg aatgttcctc ttagctatta tgcgatgttg 1320 caggctagga gattgcttca agggtgcggt tttgatgggt atagaatcaa ggaagagagc 1380 gggtgcgcag taatttgctg gcaagatcga cctctatact cggtatcagc ttggagatgc 1440 aggaag 1446 <210> 3 <211> 2549 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Promoter <400> 3 ttgtaacgaa gtctgttgtt ctcattttct acttattacg ttaattcgaa cgttggaatc 60 atcaaaagac cgtgccaaaa caaaaatgca aattgatgcg atagacattc ttttgctgat 120 ttgtatgcta taggttttca aatctctagc tacacttatg tatttcccta gattatcaaa 180 gttagcctgc cgttttctaa ttttattatt tgatattttg attatactgc ttcttaatgc 240 atcaaataag ttgattcatc catctaatat tttaactaca tcaaatgaag tcttttataa 300 gtacaggcac taattgaact tgaaccctat aaaatacatg aataatcaca aagaattgat 360 agtgttcttt cagtttttca atcacaaaga actcaccgac attatcaagt tgacttcact 420 tttagactta attggtgttc tggaggatcc acaaaactac tattacacag ttttcacaaa 480 attgtgattc tttatttttt attttctttg gtcaaactaa catttcattc aactttaaac 540 gagagttgcc tccacgtgga gagtatacac aaaaagctac gaggacaaat gctcaaacaa 600 aaagacataa gaaggggagc tcagaagctc aacccgagta gcagcatcca aagttgctaa 660 aacagaacca tcatttactt ctgaggcggt cttcgtacca agctccttca gcaaaattgt 720 gattctatgt ttggatatca tgagatctaa ctacaaagtt tttaataaca aaaacttacc 780 attctctaat ttgtagtcaa agctaaacaa atttcatact aaaacaattt tactgtgttg 840 ttatggatgc atatttttct cactttatag tactatttta ctattgataa gatgaaaaaa 900 aagttgaggt acaatagtag taaaatagca tcattctttt tctgtagaat ctctctggtc 960 aatggtcttt ttagtttaaa aactgaataa tgttctctct cacacagtaa aaaacaaaga 1020 gagagagaaa gaagagaaga agacaaaaat gtaggcatta aaaagaagaa aaagacaaag 1080 agaaaagtaa tgaaaagaca atgaacattt aaagaagaca gacaaatccc acacccaagc 1140 ctcagcctca tctcttttat tgttatttgt ttttctaaca aaacaacaaa aacaaaagag 1200 atggtttttg ggttttgttt tgtctttgtt agggcgtgtt tggacgtttc cttcttctca 1260 gaatcaatat tttaccaaaa cagctttctt tttttctctt taacaatttt tttgatgtag 1320 aaatatatag tcatgattcc aaatccacct catgccatga caaaaaccca taaaagtgga 1380 ggttccaatc tcgaatacag acatatatgt tgtattcgtg tatgtatcta ttataagata 1440 attccaattt gtataatgcc aaatgggttc attgaacttc ttcttccttc ataattaagt 1500 gttgcttttt cttcttagtt cctctaaatc aagaaaattc taggtgaaac ttctcttatc 1560 ttgactttat ataaaataat aactataaaa ataatcaata agactaattc ctacaagtct 1620 tacaaattta aaagaaaatg aaaatgcaac attagctaat acacataata gtataagatt 1680 gatggatgta ttcttattca gttttattta taaatgcaac ataagctaat acactctcat 1740 tcagttttat ttattaatgt tacaccactt taagagcact caaaatcaaa atacgtattc 1800 ttatatgata ttcattcatg tagtactagt acacataata gtataagata gatggatggg 1860 attggaaaat ttgacaacct tttgtttaat aattccttaa aaccaaggaa agaagaaaga 1920 ggaaacgaaa aaaacaaaaa ggaagaagac aaaaccgact atcacgcatt gtctggtacg 1980 tagagccaaa aggaacaatg cctctgtttt agtgttttct ttcttaaagt tttttcccaa 2040 aacacaaaca acatttcaca cacacgctat tactcacaag ataaccacca gagacgtgga 2100 tagagagata aagattgaga gaaccctctc actcccaaaa aaaaagcttt agacattttc 2160 tctaaatcca tgtaagtttt tttctttggt tattgttgtt tgttatcttc tttgatcatt 2220 tgctattatt ttgttttgtt tctttcttag tttatcaaat taggaaagtt ttaattcagc 2280 tctctgtttg tgtttcttcg tctatatcta tttcaaatag tttaactaga ttcaaaggtt 2340 tttaaaattc agtactttct ctgcaaaccc tagttcctct gttctttaac cccctttttt 2400 gttaaactgc agattctctg catctttcaa gaaattccga atcgtgggtt tggttcttct 2460 cgttacgagt ctctcaaagt ttaaatcttt ctttacaaaa aaggttactt ttggttctga 2520 gtaaatcaaa atcaagcttt tggccttca 2549

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 삭제delete PAC(paclobutrazole) 존재 하에서 서열번호 3에 기재된 염기서열을 가지는 꽃양배추 모자이크 바이러스(Cauliflower Mosaic Virus) 35S 프로모터의 조절 하에서 서열번호 2에 기재된 염기서열을 가지는 스카레크로우-유사(SCARECROW-LIKE'SCL) 3 유전자를 과발현시켜서 야생형과 비교하여 식물 뿌리 성장을 증가시키는 방법.SCARECROW-LIKE'SCL having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 2 under the control of the Cauliflower Mosaic Virus 35S promoter in the presence of PAC (paclobutrazole) 3 Method of overexpressing genes to increase plant root growth compared to wild type. 삭제delete 삭제delete
KR1020110000263A 2011-01-03 2011-01-03 Transgenic plant for regulating for plant root growth and method thereof KR101247355B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110000263A KR101247355B1 (en) 2011-01-03 2011-01-03 Transgenic plant for regulating for plant root growth and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110000263A KR101247355B1 (en) 2011-01-03 2011-01-03 Transgenic plant for regulating for plant root growth and method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120078950A KR20120078950A (en) 2012-07-11
KR101247355B1 true KR101247355B1 (en) 2013-03-25

Family

ID=46712127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110000263A KR101247355B1 (en) 2011-01-03 2011-01-03 Transgenic plant for regulating for plant root growth and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101247355B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102563324B1 (en) 2020-09-25 2023-08-02 전남대학교산학협력단 Method for promoting division of plant root endodermal cells
KR20230153760A (en) 2022-04-29 2023-11-07 전남대학교산학협력단 Method for detecting auxin of plant root endodermal cells

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Genbank Accession NP_175459, SCL3 protein, (2009.08.21) *
Genbank Accession NP_175459, SCL3 protein, (2009.08.21)*
Genes & Development 17:354-358 (2003) *
Genes & Development 17:354-358 (2003)*
Molecular Plant-Microbe Interaction 19(5):463-470 (2006) *
Molecular Plant-Microbe Interaction 19(5):463-470 (2006)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120078950A (en) 2012-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7732678B1 (en) Cotton fiber transcriptional factors
Wen et al. Physiological controls of chrysanthemum DgD27 gene expression in regulation of shoot branching
Kondhare et al. A historical overview of long-distance signalling in plants
Qu et al. Overexpression of a MADS-Box gene from birch (Betula platyphylla) promotes flowering and enhances chloroplast development in transgenic tobacco
KR101640586B1 (en) Pollen- or pollen tube-specific promoter from kiwifruit and uses thereof
TWI534265B (en) Method, genetic construct and transgenic p;ant cell for manipulating fructan biosynthesis in photosynthetic cells of a plant
KR101247355B1 (en) Transgenic plant for regulating for plant root growth and method thereof
US20150376637A1 (en) Methods and means for increasing stress tolerance and biomass in plants
KR101926961B1 (en) Method for improving the resistance to drought stress using pepper RING Finger E3 ligase CaDIR1 in plants
KR102003114B1 (en) Method for improving the resistance to drought stress using pepper protein phosphatase CaAIPP1 in plants
Peng et al. Increasing branch and seed yield through heterologous expression of the novel rice S-acyl transferase gene OsPAT15 in Brassica napus L.
KR20110110416A (en) 557 promoter inducible by environmental stress isolated from rice and uses thereof
KR101608578B1 (en) Shattering-controled transgenic plant and method for producing thereof
Ryu et al. RNAi suppression of RPN12a decreases the expression of type-A ARRs, negative regulators of cytokinin signaling pathway, in Arabidopsis
US20110225674A1 (en) Transformed plants or algae with highly expressed chloroplast protein BPG2
Hommel et al. Over-expression of a chimeric gene of the transcriptional co-activator MBF1 fused to the EAR repressor motif causes developmental alteration in Arabidopsis and tomato
US8669417B2 (en) Methods and compositions for increasing plant transformation efficiency
JP6990904B2 (en) Parthenogenetic fruit set induction method using tissue- and time-specific promoters
KR20100107263A (en) Promoters inducible by environmental stresses and uses thereof
KR100833475B1 (en) 1 OsMSRPK1 gene promoting development or differentiation of young stage plant
KR101711848B1 (en) Method for producing functional stay-green transgenic plant with improved tolerance to abiotic stress using ONAC106 gene and the plant thereof
KR100781075B1 (en) 1 OsMSRPK1 gene increasing plant stress resistance
Wang et al. The role of Class Ⅱ KNOX family in controlling compound leaf patterning in Medicago truncatula
KR102027542B1 (en) SAGL1 promoter sensing humidity from Arabidopsis thaliana and uses thereof
KR102555526B1 (en) CaFIRF1 genes and Method for improving the resistance to the drought and salt stress using CaFIRF1 in plants

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160318

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170320

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee