KR101255336B1 - Rice cultivar with enhanced metal contents and functional foods - Google Patents

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Abstract

본 발명은 벼의 OsNAS2 유전자의 활성화에 의해 미량 원소의 함량이 야생형에 비해 증가된 형질전환 식물체 및 상기 형질전환 식물체로부터 생성된 산물을 함유하는 기능성 식품에 관한 것이다. The present invention relates to a functional food containing a transformed plant in which the content of trace elements is increased by the activation of OsNAS2 gene of rice and a product produced from the transformed plant.

벼, OsNAS2, 철 Paddy, OsNAS2, Iron

Description

미량 원소 함량이 증가된 벼 품종 및 이를 이용한 기능성 식품{Rice cultivar with enhanced metal contents and functional foods}Rice cultivar with enhanced metal contents and functional foods with increased trace element content

본 발명은 벼의 OsNAS2 유전자의 활성화에 의해 미량 원소의 함량이 증가된 형질전환 식물체 및 상기 형질전환 식물체로부터 생성된 산물을 함유하는 기능성 식품에 관한 것이다.The present invention relates to a transgenic plant in which the content of trace elements is increased by activation of the OsNAS2 gene of rice and a functional food containing a product produced from the transgenic plant.

철은 지구상에 존재하는 원소들 중에서 4번째로 많은 양을 차지하고 있으나, 식물에 의해 쉽게 이용되지 못한다. 왜냐하면, 토양에서 철은 대부분 옥시히드레이트 (oxyhydrate) 형태로 존재하고, 용해도도 매우 낮기 때문이다. 또한, 전 세계 토양의 약 30%는 염기성을 나타낸다. 이러한 성질을 갖는 토양에서 철은 용해도가 극히 낮은 Fe2O3 형태로 존재하여, 식물의 생장을 어렵게 만든다 (Mori, Curr Opin Plant Biol 2:250-253, 1999). 이렇게 철의 부족은 식물에 치명적인 영향을 미친다. 특히, 철의 부족은 엽록소의 합성과 엽록체의 발달에 영향을 미쳐 식물의 생산량을 감소시킨다. Iron is the fourth largest element on earth, but it is not readily available to plants. This is because most of the iron in the soil is in the form of oxyhydrate (oxyhydrate), solubility is very low. In addition, about 30% of the world's soils are basic. In soils with these properties, iron is present in the form of Fe 2 O 3 with very low solubility, making plant growth difficult (Mori, Curr Opin Plant Biol 2: 250-253, 1999). This lack of iron has a devastating effect on plants. In particular, iron deficiency affects the synthesis of chlorophyll and the development of chloroplasts, reducing the production of plants.

철은 인간 건강에도 중요한 의미를 갖는다. 철은 세포 내 여러 가지 기능에 필요한 필수 불가결한 미량의 금속 원소 중의 하나이다. 세계 보건 기구 (WHO)에 따르면, 전 세계 인구의 30% 정도는 철 부족으로 인한 빈혈에 걸려 있고, 이들 대부분은 저개발 국가에 집중되어 있다. 아연의 부족은 식물의 성장, 스트레스에 대한 내성 및 엽록소 생성을 저해한다. 또한 아연은 사람의 면역 반응에 중요한 역할을 하여, 감염에 대한 저항성을 높여주고, 세포의 생장, 상처의 회복에 관여 한다고 알려져 있다.Iron is also important for human health. Iron is one of the indispensable trace metal elements required for various functions in the cell. According to the World Health Organization (WHO), about 30% of the world's population suffers from anemia due to iron deficiency, most of which are concentrated in underdeveloped countries. Lack of zinc inhibits plant growth, resistance to stress and chlorophyll production. Zinc is also known to play an important role in human immune response, increase resistance to infection, and contribute to cell growth and wound healing.

식물은 두 가지 방법으로 철 부족을 극복한다고 알려져 있다 (Marschner et al., J. Plant Nutr 9:3-7, 1986). 대부분의 식물은 Fe3+를 Fe2+로 환원시킨 후 흡수하는 반면, 벼나 보리와 같은 벼과 식물은 철이 부족할 때 파이토시데로포어 (phytosiderophore)라는 철 결합 물질을 토양에 분비하여 Fe3+를 결합시켜 용해도를 높혀, 철과 파이토시데로포어의 복합체 (complex)를 흡수한다.Plants are known to overcome iron deficiency in two ways (Marschner et al., J. Plant Nutr 9: 3-7, 1986). Most plants absorb Fe 3+ after reducing it to Fe 2+ , while rice plants such as rice and barley bind Fe 3+ by releasing an iron-binding substance called phytosiderophore into the soil when iron is deficient. To increase the solubility, so as to absorb a complex of iron and phytosideropores.

벼는 인류에게 중요한 주식으로, 다량의 철을 함유하는 벼 품종의 개발은 인간의 건강 증진을 위해 중요한 의미를 갖는다. 따라서, 유전 공학에 의해 철이 많은 벼 품종을 육성하는 것은 전통적인 육종 방법의 한계를 극복하고 철 부족으로 인한 인류의 건강 문제를 해결하기 위한 대안으로 제시되고 있다 (Qu et al., Planta 222:225-233, 2005).Rice is an important staple food for mankind, and the development of rice varieties containing large amounts of iron has important implications for human health. Therefore, the development of fertile rice varieties by genetic engineering has been suggested as an alternative to overcome the limitations of traditional breeding methods and to solve human health problems due to iron deficiency (Qu et al., Planta 222: 225-). 233, 2005).

이러한 노력의 일환으로, 식물에 원래 존재하는 철 저장 단백질인 페리틴 (ferritin)의 양을 증가시켜 철 함량을 높이는 방법이 제시되었다 (Theil et al., Annu Rev Biochem 56:289-315, 1997). 이 방법은 콩의 페리틴 유전자를 배유 특이 적 발현 (endosperm-specific expression)을 보이는 벼의 글루텔린 (glutelin) 프로모터를 이용하여 형질전환시킨 것으로, 생성된 벼 종자는 대조군에 비하여 철 함량이 3배 증가하였다 (Goto et al., Nat Biotech 17:282-286, 1999). 또한, 강남콩 (Phaseolus vulgaris)의 페리틴 유전자를 벼 종자에서 과발현시킨 결과, 철 함량이 2배 증가하였다 (Lucca et al., Theor Appl Genet 102:392-397, 2001).As part of this effort, a method of increasing the iron content by increasing the amount of ferritin, an iron storage protein originally present in plants, has been proposed (Theil et al., Annu Rev Biochem 56: 289-315, 1997). In this method, the ferritin gene of soybean was transformed by using the glusperlin promoter of rice with endosperm-specific expression. (Goto et al., Nat Biotech 17: 282-286, 1999). In addition, overexpression of the ferritin gene of Gangnam bean ( Phase vulgaris ) in rice seeds resulted in a twofold increase in iron content (Lucca et al., Theor Appl Genet 102: 392-397, 2001).

대한민국 등록특허 제10-471679호에 따르면, 콩과 벼로부터 페리틴을 발현하는 유전자를 분리한 다음, 벼와 옥수수의 종자 저장 단백질인 글로불린, 글루텔린 및 제인으로부터 분리된 배유 특이 프로모터와 결합하여 배유에서만 특이적으로 발현하는 발현 벡터를 제조하고, 이 발현 벡터로 형질전환시켜 고농도로 철 생산 능력을 가진 벼에 대해 기술하고 있다. 그러나, 이 방법은 벼 이외의 작물인 콩, 옥수수 등으로부터 유래된 유전자를 이용하는 것이다.According to Korean Patent No. 10-471679, the ferritin-expressing gene is isolated from soybean and rice, and then combined with an endosperm-specific promoter isolated from seed storage proteins globulin, glutelin and zein of rice and corn only in endosperm. An expression vector expressing a specific expression is prepared and transformed with this expression vector to describe a rice having a high iron production capacity. However, this method uses genes derived from soybeans, corn, and other crops other than rice.

대한민국 등록특허 제10-454083호에 따르면, 뮤지네이산류 생합성 경로 중의 효소인 니코티아나민 아미노그룹 전이효소 (nicotianamine aminotransferse: NAAT)를 코딩하는 유전자를 벼과 식물에 도입하여, 철 흡수성이 개선된 벼과 식물을 기술하고 있다. 그러나, 이 방법은 니코티아나민 아미노그룹 전이효소를 코딩하는 유전자를 이용하는 것이다.According to the Republic of Korea Patent No. 10-454083, rice plants that have improved iron absorption by introducing a gene encoding nicotianamine aminotransferse (NAAT), an enzyme in the murine acid biosynthetic pathway, into rice plants It describes. However, this method uses genes encoding nicotianamine amino group transferases.

대한민국 공개특허 제10-2003-84892에 따르면, 니코티아나민의 케토체를 2'-데옥시뮤지네이산으로 환원하는 환원효소를 코딩하는 유전자를 도입하여 철 결핍 내성이 강화된 식물을 제조하는 것을 기술하고 있다. 그러나, 이 방법은 니코티아나민의 케토체를 2'-데옥시뮤지네이산으로 환원하는 환원효소를 코딩하는 유전자를 이용한 것이다. According to Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2003-84892, a method for producing a plant having enhanced iron deficiency resistance by introducing a gene encoding a reductase that reduces a keto body of nicotianamine to 2'-deoxymujinic acid is disclosed. Doing. However, this method uses a gene encoding a reductase that reduces the nicotoamine ketogen to 2'-deoxymujinic acid.

한편, 니코티아나민 (nicotianamine, NA)은 식물체 내에 존재하는 금속 원소들과 결합하는 킬레이터 (chelator)로서, 금속 원소들의 흡수와 항상성 유지에 중요한 역할을 한다 (Douchkov et al., Plant Cell Environ 28:365-374, 2005). NA는 식물에 존재하는 니코티아나민 합성효소 (Nicotianamine synthase, NAS) 유전자에 의해 3 개의 S-아데노실-L-메티오닌 분자로부터 만들어진다.Nicotianamine (NA), on the other hand, is a chelator that binds to metal elements present in plants and plays an important role in the absorption and homeostasis of metal elements (Douchkov et al., Plant Cell Environ 28). : 365-374, 2005). NA is made from three S-adenosyl-L-methionine molecules by the Nicotianamine synthase (NAS) gene present in plants.

고혈압은 만성 순환기계 질환 중 발생빈도가 가장 높은 질환으로, 혈압 상승의 중요한 기전인, 레닌-안지오텐신 시스템 (Renin-Angiotensin System: RAS)에서 중요한 효소인 안지오텐신 전환 효소 (angiotensin converting enzyme: ACE)는 안지오텐신 I (angiotensin Ⅰ: AngI)을 안지오텐신 II (angiotension Ⅱ: Ang II)로 전환하는 효소로서, 전환된 Ang II가 혈관을 수축시키고 혈압을 상승시킨다고 알려져 있다. 따라서, 고혈압을 개선 할 목적으로, ACE 저해제가 개발되어 상용되고 있는데, 니코티아나민이 ACE 저해제로 작용함을 보여주는 여러 보고가 있었다 (Usuda et al., Plant Biotech J 7:87-95, 2009).Hypertension is the most common disease among chronic circulatory diseases. Angiotensin converting enzyme (ACE), an important enzyme in the Renin-Angiotensin System (RAS), an important mechanism of blood pressure elevation, is angiotensin. An enzyme that converts I (angiotensin I: AngI) to angiotensin II (Ang II), which is known to convert Ang II to constrict blood vessels and raise blood pressure. Therefore, ACE inhibitors have been developed and commercially used for the purpose of improving hypertension, and there have been several reports showing that nicotianamine acts as an ACE inhibitor (Usuda et al., Plant Biotech J 7: 87-95, 2009).

본 발명자는 벼에 원래 존재하는 OsNAS2 유전자를 활성화시켰을 때 미량 원소의 함량을 증가되었음을 밝혀 본 발명을 완성하였다. The inventors have found that the content of trace elements was increased when activating the OsNAS2 gene originally present in rice to complete the present invention.

본 발명은 벼 자체에 존재하는 유전자의 활성화에 의해 미량 원소의 함량이 야생형에 비하여 증가된 형질전환 식물체 및 상기 형질전환 식물체로부터 생성된 산물을 함유하는 기능성 식품을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a functional food containing a transformed plant and a product produced from the transformed plant, the content of the trace element increased by the activation of the gene present in the rice itself, compared to the wild type.

본 발명의 예시적 구체예는 미량 원소의 함량이 증가된 식물체를 제공한다. Exemplary embodiments of the invention provide plants with increased content of trace elements.

상기 식물체는 철, 아연 및 구리로부터 선택되는 하나 이상의 금속 함량이 야생형 식물체에 비하여 증가되어 있는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 식물체는, 철 및/또는 아연이 야생형 식물체에 비하여 증가되어 있는 것일 수 있다. 상기 금속 함량의 증가된 정도는, 30%이상, 50%이상, 70%이상일 수 있다.The plant may be one or more metal content selected from iron, zinc and copper is increased compared to wild type plants. For example, the plant, iron and / or zinc may be increased compared to wild type plants. The increased degree of metal content may be at least 30%, at least 50%, at least 70%.

상기 식물체는 OsNAS2 유전자의 발현이 증가되어 있는 것일 수 있다. 상기 OsNAS2 유전자는 서열번호 2 (GenBank 허가번호 : AB023818)의 아미노산 서열을 갖는 폴리펩티드를 코딩하는 유전자일 수 있다. 예를 들면, 상기 유전자는 서열번호 1의 뉴클레오티드 서열을 갖는 것일 수 있다. 그러나, 상기 OsNAS2 유전자는 OsNAS2 단백질 활성을 갖는 폴리펩티드를 코딩하는 것은 어느 것이나 포함된다. 예를 들면, OsNAS2 단백질 활성을 갖는, 상기 서열번호 2와 같은 단백질의 변이체가 포함될 수 있으나, 이들 예에 한정되는 것은 아니다.The plant may be that the expression of OsNAS2 gene is increased. The OsNAS2 gene may be a gene encoding a polypeptide having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 (GenBank License No .: AB023818). For example, the gene may be one having a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. However, the OsNAS2 gene includes anything encoding a polypeptide having OsNAS2 protein activity. For example, variants of proteins such as SEQ ID NO: 2 having OsNAS2 protein activity may be included, but are not limited to these examples.

상기 식물체는 단자엽 식물일 수 있다. 예를 들면, 벼, 보리 및 옥수수일 수 있다. 상기 식물체는, 식물체 전체, 뿌리, 잎, 종자, 및 상기 식물체로부터 분리된 세포일 수 있다. 또한, 상기 식물체에는 식물체로부터 생산된 종자도 포함한다. The plant may be a monocotyledonous plant. For example, it can be rice, barley and corn. The plant may be a whole plant, roots, leaves, seeds, and cells isolated from the plant. The plant also includes seeds produced from the plant.

상기 식물체에 있어서, OsNAS2 유전자의 발현을 증가시키는 것은, 세포 내에 존재하는 내재적 유전자의 발현을 증가시키는 것과 관련된 분야에서 알려진 임의의 방법에 의하여 이루어진 것일 수 있다. 예를 들면, 트란스포존 요소 (transposable element: TE)나 T-DNA와 같은 삽입 요소 (insertion element)를 식물체의 게놈 내에 도입하는 삽입 돌연변이 법이 사용될 수 있다. 삽입 돌연변이 법은 삽입된 요소가 유전자 확인을 위한 태그 (tag)로서 작용한다는 잇점이 있다. 또한, 변형된 삽입 돌연변이 법이 사용될 수 있다. 변형된 삽입 돌연변이 법의 일 예는, 상기 태그되는 유전자와 β-글루쿠로니다제 (GUS) 또는 녹색형광단백질 (GFP)과 같은 리포터 유전자 사이를 융합시키는 것을 포함하는 유전자 포획 시스템 (gene trap system)이다. 이 시스템에 의하면, 발현 양상에 근거하여 유전자를 확인할 수 있다. 프로모터 없는 리포터의 삽입은 정상 유전자 기능을 파괴할 뿐만 아니라, 삽입된 리포터 유전자의 방향이 맞으면, 리포터가 발현되어 삽입된 유전자의 발현을 반영함으로 유용한 프로모터 분리도 가능하다. 변형된 삽입 돌연변이 법의 다른 예는, 활성화 태그시스템 (activation tagging system)이다. 이 시스템은 멀티머화된 CaMV 35S 인핸서를 포함하는 T-DNA 또는 TE를 사용한다. 인핸서는 방향에 무관하게 코딩 영역으로부터 상당한 거리에서도 기능을 하기 때문에, 인접하는 유전자의 전사활성화를 야기시켜, 우성 기능획득 돌연변이체 (dominant gain-of-function mutations)를 형성시킬 수 있다. 상기 방법들에 의하여 형성된 돌연변이체 중에서 OsNAS2 유전자의 발현을 증가된 개체를 선발함으로써, 상기 식물체를 얻을 수 있다 (Jung et al., Plant Physiology 130: 1636-1644). 상기 식물체는, 예를 들면, 상기 OsNAS2 유전자의 발현을 증가시키기 위하여 인핸서가 도입된 것, 또는 상기 유전자의 카피 수가 증폭된 것일 수 있다. 상기 인핸서의 예에는, CaMV 35S 인핸서 (Cauliflower mosaic virus 35S enhancer) 또는 이들의 연결체 (예를 들면, 4개의 연결체)일 수 있으며, 이들 인핸서는 벡터, 예를 들면, pGA2715 (Jung et al., Plant Physiology 130: 1636-1644) 및 pGA2772 ( Jung et al., Plant J 45:123-132, 2006)와 같은 활성화 태그 벡터 (activation tagging vector)에 의하여 식물체의 게놈 내로 도입되는 것일 수 있다. 상기 인핸서는 선택된 인핸서의 특성에 따라, 상기 OsNAS2 유전자와 적절한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 OsNAS2 유전자의 5', 3' 또는 5' 및 3'말단에 인접(flank)하거나, 이격되어 위치할 수 있다. 예를 들면, 상기 인핸서는 CaMV 35S 인핸서이며, 상기 OsNAS2 유전자의 하류 (downstream), 예를 들면, 유전자의 중지 코돈으로부터의 하류로 약 10kb 이내, 예를 들면, 약 2.06kb에 도입된 것일 수 있다. 또한, 상기 인핸서는 CaMV 35S 인핸서이며, 상기 OsNAS2 유전자의 상류 (upstream), 예를 들면, 유전자의 시작 코돈으로부터 상류로 약 10kb 이내, 예를 들면, 약 2.06kb에 도입된 것일 수 있다. 상기 인핸서는 단독 또는 복수 개가 연결되어 있는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 인핸서는 4개 카피의 CaMV 35S 인핸서가 연속하여 연결되어 있는 것일 수 있다.In such plants, increasing the expression of OsNAS2 gene may be by any method known in the art related to increasing expression of endogenous genes present in cells. For example, insertion mutagenesis may be used which introduces an insertion element such as a transposable element (TE) or T-DNA into the genome of the plant. Insertion mutagenesis has the advantage that the inserted element acts as a tag for gene identification. In addition, modified insertion mutations can be used. One example of a modified insertion mutagenesis is a gene trap system comprising fusion between the tagged gene and a reporter gene, such as β-glucuronidase (GUS) or green fluorescent protein (GFP). )to be. According to this system, genes can be identified based on expression patterns. Insertion of a reporter without a promoter not only destroys normal gene function, but if the inserted reporter gene is oriented correctly, the reporter is expressed and reflects the expression of the inserted gene, thereby enabling useful promoter separation. Another example of a modified insertion mutagenesis is the activation tagging system. The system uses T-DNA or TE with a multimerized CaMV 35S enhancer. Enhancers function at significant distances from the coding region regardless of orientation, resulting in transcriptional activation of adjacent genes, leading to the formation of dominant gain-of-function mutations. The plant can be obtained by selecting an individual having increased expression of OsNAS2 gene among mutants formed by the above methods (Jung et al., Plant Physiology 130: 1636-1644). The plant may include, for example, an enhancer introduced to increase expression of the OsNAS2 gene, or an amplified copy number of the gene. Examples of such enhancers may be CaMV 35S enhancers (Cauliflower mosaic virus 35S enhancer) or their linkages (eg, 4 linkages) and these enhancers are vectors, for example pGA2715 (Jung et al. , Plant Physiology 130: 1636-1644) and pGA2772 (Jung et al., Plant J 45: 123-132, 2006) may be introduced into the genome of the plant by an activation tagging vector (activation tagging vector). The enhancer may be located at an appropriate position with the OsNAS2 gene, depending on the nature of the selected enhancer. For example, the 5 ', 3' or 5 'and 3' ends of the OsNAS2 gene may be flanked or spaced apart. For example, the enhancer is a CaMV 35S enhancer and may be introduced downstream of the OsNAS2 gene, eg, within about 10 kb downstream of the stop codon of the gene, eg, about 2.06 kb. . In addition, the enhancer is a CaMV 35S enhancer, and may be introduced upstream of the OsNAS2 gene, for example, within about 10 kb upstream from the start codon of the gene, for example, about 2.06 kb. The enhancer may be one or a plurality of connected. For example, the enhancer may be four copies of the CaMV 35S enhancer connected in series.

식물체에 외래 핵산 구조체, 예를 들면, 인핸서를 도입하는 방법은 알려져 있다. 예를 들면, 상기 구조체의 도입은 아그로박테리움 투메파시엔스 (Agrobacterium tumefaciens) Ti 플라미스미드, 전기천공 (electroporation) 및 충 격법 (bombardment)을 통하여 도입될 수 있다. 또한, 식물체에 외래 핵산 구조체를 도입하는 것은, 특정한 위치에 위치 특이적으로 도입하거나, 무작위적으로 도입한 후 특정한 형질을 갖는 식물체를 선발함으로써 이루어질 수 있다. Methods of introducing foreign nucleic acid constructs, such as enhancers, into plants are known. For example, the introduction of the construct can be introduced through Agrobacterium tumefaciens Ti plasmid, electroporation and bombardment. In addition, introduction of a foreign nucleic acid construct into a plant may be achieved by selecting a plant having a specific trait after being introduced at a specific position or introduced at a specific position.

상기 식물체의 일 예는, 종자 수탁번호: KACC 98008P로 기탁된 벼가 될 수 있다. 상기 벼는 철 및 아연 함량이 야생형 벼에 비하여, 증가되어 있다. 또한, 상기 벼는 아연, 구리 또는 니켈이 증가된 조건에서 내성을 가지고 생육할 수 있다. An example of the plant may be rice deposited with seed accession number: KACC 98008P. The rice has an increased iron and zinc content compared to wild type rice. In addition, the rice can be grown with resistance under conditions of increased zinc, copper or nickel.

본 발명의 다른 예시적 구체예는, 중금속에 대하여 내성을 갖는 식물체를 제공한다. 상기 식물체에 대하여는 상기한 바와 같다. 상기 중금속은 아연, 구리, 및 니켈로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 상기 내성의 정도는 5mM 이상의 아연, 0.3mM 이상의 구리, 또는 0.5mM 이상의 니켈에서 생육할 수 있다.Another exemplary embodiment of the present invention provides a plant that is resistant to heavy metals. The above-mentioned plants are as described above. The heavy metal may be one or more selected from zinc, copper, and nickel. The degree of resistance may be grown in zinc at least 5 mM, copper at least 0.3 mM, or nickel at least 0.5 mM.

본 발명의 다른 예시적 구체예는, 상기한 본 발명의 예시적 구체예에 따른 식물체를 철 및 아연으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상이 부족한 조건에 생육시키는 단계를 포함하는, 식물체를 생육시키는 방법을 제공한다. 상기 철 및 아연의 농도는 예를 들면, 철 및 아연이 포함되어 있지 않은 MS 배지 또는 그와 유사한 조건에서 배양하는 것일 수 있다. Another exemplary embodiment of the present invention comprises the steps of growing a plant according to the exemplary embodiments of the present invention described above under conditions lacking at least one selected from the group consisting of iron and zinc. To provide. The concentration of iron and zinc may be, for example, culture in MS medium or similar conditions that do not contain iron and zinc.

본 발명의 다른 예시적 구체예는, 상기한 본 발명의 예시적 구체예에 따른 식물체를 과량의 중금속이 존재하는 조건에 생육시키는 단계를 포함하는, 식물체를 생육시키는 방법을 제공한다. 상기 중금속은 5mM 이상의 아연, 0.3mM 이상의 구리, 또는 0.5mM 이상의 니켈인 것일 수 있다.Another exemplary embodiment of the present invention provides a method of growing a plant, comprising the step of growing the plant according to the exemplary embodiment of the present invention described above in the presence of excess heavy metal. The heavy metal may be at least 5 mM zinc, at least 0.3 mM copper, or at least 0.5 mM nickel.

본 발명의 다른 예시적 구체예는, 상기 식물체를 포함하거나 그로부터 생성된 산물을 함유하는 기능성 식품을 제공한다. 상기 기능성 식품은 철, 아연 및 구리로부터 선택된 하나 이상이 증가되어 있는 것이다. 상기 기능성 식품은 상기 식물체의 종자, 예를 들면, 쌀을 포함하거나 그로부터 가공된 산물일 수 있다. Another exemplary embodiment of the present invention provides a functional food comprising a product comprising or produced from the plant. The functional food is one or more selected from iron, zinc and copper. The functional food may be a product of the plant, for example, a product comprising or processed from rice.

본 발명의 다른 예시적 구체예는, 미량 원소 함량이 증가된 식물체를 제조하는 방법을 제공한다.Another exemplary embodiment of the present invention provides a method for producing a plant having an increased trace element content.

상기 방법의 일 예는, 외래 인핸서를 포함하는 구조체를 식물체에 도입하여, OsNAS2 유전자의 발현이 증가된 식물체를 얻는 단계를 포함한다. 인핸서, 식물체, 상기 구조체를 식물체에 도입하는 방법 및 OsNAS2 유전자에 대하여는 상기한 바와 같다. 상기 OsNAS2 유전자의 발현이 증가되었는지 여부는, 당업계에 알려진 방법에 의하여 이루어질 수 있다. 예를 들면, 직접적인 효소 활성 측정, 핵산 증폭 방법에 의한 OsNAS2 유전자의 mRNA 수준의 측정, 또는 발현된 단백질의 양을 측정함으로써 이루어질 수 있다. 상기 핵산 증폭 방법에는 RT-PCR 등을 포함한 PCR이 포함된다. 상기 단백질의 양 측정에는, ELISA, 웨스턴 블롯팅 등과 같은 면역학적 방법이 사용될 수 있다. 상기 방법은, 상기 OsNAS2 유전자의 발현이 증가 여부와 함께, 철, 아연 및 구리로부터 선택된 하나 이상이 야생형에 비하여 증가되었는지 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 철 및/또는 아연의 함량을 측정하는 방법은 알려져 있다. One example of the method includes introducing a construct comprising a foreign enhancer into a plant to obtain a plant with increased expression of the OsNAS2 gene. The enhancer, the plant, the method of introducing the construct into the plant, and the OsNAS2 gene are as described above. Whether the expression of the OsNAS2 gene is increased can be made by methods known in the art. For example, direct enzyme activity measurement, measurement of mRNA levels of OsNAS2 gene by nucleic acid amplification methods, or by measuring the amount of protein expressed. The nucleic acid amplification method includes PCR including RT-PCR. For measuring the amount of the protein, immunological methods such as ELISA, western blotting and the like can be used. The method may further comprise determining whether the expression of the OsNAS2 gene is increased, and whether at least one selected from iron, zinc and copper is increased compared to the wild type. Methods of measuring the content of iron and / or zinc are known.

예를 들면, 상기 방법은, 꽃양배추 모자이크 바이러스의 프로모터로부터 유래한 35S 인핸서가 삽입된 Ti 플라스미드를 식물체 도입하는 단계; 상기 35S 인핸서가 OsNAS2 활성을 코딩하는 유전자의 상류 및 하류 중 하나 이상의 위치에 삽입된 식물체를 선발하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. For example, the method includes the steps of plant introduction of the Ti plasmid inserted with the 35S enhancer derived from the promoter of Cauliflower mosaic virus; The 35S enhancer may include selecting a plant inserted at one or more positions upstream and downstream of a gene encoding OsNAS2 activity.

상기 Ti 플라스미드는 아그로박테리움 투메파시엔스에 포함된 원형 플라스미드로서, 식물체에 유전 물질을 도입하기 위하여 사용된다. 상기 35S 인핸서를 Ti 플라스미드에 도입하는 것은, 적절한 제한효소 및 리가제 등을 사용하여 당업자가 용이하게 제조할 수 있다. 상기 35S 인핸서는 Ti 플라스미드의 T-DNA의 좌측 및/또는 우측 경계 (border)에 위치할 수 있다. 상기 35S 인핸서는 하나 이상, 예를 들면, 4개가 인접되어 있는 것일 수 있다. 예를 들면 pGA2715 벡터 또는 pGA2772 벡터에 의해 삽입될 수 있다. 상기 Ti 플라스미드를 식물체에 도입하는 것은, Ti 플라스미드를 아그로박테리움 투메파시엔스에 도입하고, Ti 플라스미드가 도입된 아그로박테리움 투메파시엔스를 식물체에 감염시킴으로써 이루어질 수 있다. 일반적으로, Ti 플라스미드의 T-DNA 영역이 식물체의 염색체에 삽입된다. The Ti plasmid is a circular plasmid contained in Agrobacterium tumefaciens, which is used to introduce genetic material into plants. Introduction of the 35S enhancer into the Ti plasmid can be easily prepared by those skilled in the art using appropriate restriction enzymes, ligases, and the like. The 35S enhancer may be located at the left and / or right border of the T-DNA of the Ti plasmid. One or more 35S enhancers, for example, may be adjacent to four. For example, it can be inserted by pGA2715 vector or pGA2772 vector. The introduction of the Ti plasmid into the plant can be accomplished by introducing the Ti plasmid into Agrobacterium tumefaciens and infecting the plant with the Agrobacterium tumefaciens into which the Ti plasmid is introduced. In general, the T-DNA region of the Ti plasmid is inserted into the chromosome of the plant.

상기 방법은 상기 35S 인핸서가 OsNAS2 활성을 코딩하는 유전자의 상류 및 하류 중 하나 이상의 위치에 삽입된 식물체를 선발하는 단계를 포함한다. "OsNAS2 활성"이란 3분자의 S-아데노실-L-메티오닌을 3 S-메틸-5'-티오아데노신 + 니코니아나민으로 전환시키거나 그 역으로 전환시키는 반응 촉매하는 활성을 의미한다. 바람직하게는, 상기 OsNAS2 활성은 서열번호 2의 아미노산 서열을 갖는 단백질에 의한 것일 수 있다. 상기 OsNAS2 활성을 코딩하는 유전자에는 서열번호 2의 아미노산 서열을 갖는 단백질을 코딩하는 유전자, 예를 들면, 서열번호 1의 뉴클레오티드 서열을 갖는 것일 수 있다. 상기 35S 인핸서가 OsNAS2을 코딩하는 유전자 상류 및 하류 중 하나 이상의 위치에 삽입되었는지 여부는, 서열분석 또는 핵산 증폭에 의하여 이루어질 수 있다. 상기 식물체는 바람직하게는 벼 (Oryza sativa)이다. 예를 들면, 상기 35S 인핸서는 OsNAS2 활성을 코딩하는 서열번호 1의 염기 서열의 하류 약 2.06 kb에 삽입될 수 있다.The method includes selecting a plant wherein the 35S enhancer is inserted at one or more positions upstream and downstream of a gene encoding OsNAS2 activity. "OsNAS2 activity" means a reaction catalyzed activity that converts three molecules of S-adenosyl-L-methionine to 3 S-methyl-5'-thioadenosine + niconiaamine and vice versa. Preferably, the OsNAS2 activity may be due to a protein having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. Gene encoding the OsNAS2 activity may be a gene encoding a protein having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, for example, having a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. Whether the 35S enhancer has been inserted at one or more positions upstream and downstream of the gene encoding OsNAS2 can be made by sequencing or nucleic acid amplification. The plant is preferably rice ( Oryza sativa ). For example, the 35S enhancer can be inserted at about 2.06 kb downstream of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 encoding OsNAS2 activity.

도 1은 T-DNA가 삽입된 DNA 구조체의 일 형태를 나타낸 것이다. 도 1에서 ATG에서 TGA까지의 박스로 표시된 부분은 OsNAS2 유전자의 엑손을 나타낸다. T-DNA는 OsNAS2 유전자의 TGA 종결코돈 뒤 약 2.06 kb에 삽입될 수 있다 (OsNAS2-D1 형질전환 식물체). Figure 1 shows one form of the DNA construct inserted T-DNA. In Fig. 1, the boxes marked ATG to TGA represent the exons of the OsNAS2 gene. T-DNA can be inserted at about 2.06 kb after the TGA stop codon of the OsNAS2 gene ( OsNAS2 -D1 transgenic plant).

본 발명의 다른 예시적 구체예는, 상기한 바와 같은 식물체를 높은 pH 조건에서 생육시키는 단계를 포함하는, 식물체를 생육시키는 방법을 제공한다.Another exemplary embodiment of the present invention provides a method for growing a plant, comprising growing the plant as described above at high pH conditions.

상기 pH는 8.5 내지 14, 예를 들면, 8.5 내지 12일 수 있다.The pH may be 8.5 to 14, for example 8.5 to 12.

본 발명의 일 구체예에 따른 식물체에 의하면, 야생형 (WT)에 비하여 증가된 미량 원소의 함량을 가질 수 있다.According to a plant according to an embodiment of the present invention, it may have an increased content of trace elements compared to wild type (WT).

또한, 본 발명의 일 구체예에 따른 기능성 식품에 의하면, 야생형 (WT)에 비하여 증가된 미량 원소의 함량을 가지고 있어 높은 농업적 및 영양학적 이익을 가 질 수 있다.In addition, according to the functional food according to an embodiment of the present invention, it has an increased content of trace elements compared to wild type (WT) can have a high agricultural and nutritional benefits.

또한, 본 발명의 일 구체예에 따른 미량 원소 함량이 증가된 식물체를 제조하는 방법에 의하면, 미량 원소 함량이 증가된 식물체를 효과적으로 제조할 수 있다.In addition, according to the method for producing a plant with an increased trace element content according to an embodiment of the present invention, it is possible to effectively produce a plant with an increased trace element content.

또한, 본 발명의 일 구체예에 따른 식물체를 생육시키는 방법에 의하면, 식물체를 철 또는 아연과 같은 중금속이 부족한 양으로 포함된 생육 조건 또는 구리, 아연 또는 니켈과 같은 중금속이 과량으로 포함된 생육 조건에서 식물체를 생육시킬 수 있다.In addition, according to the method for growing a plant according to an embodiment of the present invention, growth conditions in which the plant is contained in an amount insufficient for heavy metals such as iron or zinc or growth conditions in which heavy metals such as copper, zinc or nickel are excessively contained. Can grow plants.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the present invention is not limited by the following examples.

실시예1: Example 1: OsNAS2OsNAS2 유전자의 발현이 활성화된 형질전환 식물체의 분리 Isolation of Transgenic Plants with Activated Gene Expression

(1) 벼에 존재하는 니코티아나민 합성효소2 ((1) Nicothiaminamine synthase 2 present in rice ( OsNAS2OsNAS2 ) 유전자의 발현 분석Expression Analysis of Genes

벼에는 3개의 니코니아나민 신타제 (Nicotianamine synthase) (OsNAS1, OsNAS2, OsNAS3)가 존재하고, 효소로서의 활성이 있음이 보고되었다 (Inoue et al., Plant J 36:366-381, 2003). 외부에서 공급한 철의 농도에 따른 OsNAS2 유전자의 발현 정도를 알아보았다. 벼의 종자를, MS 배지 (0.1μM CuSO4, 100μM Fe(III)-EDTA, 30μM ZnSO4, 10μM MnSO4를 포함함)와 각각 0μM, 1μM, 10μM 및 500μM Fe(III)-EDTA가 첨가된 MS 배지에서 벼 종자를 발아시키고, 7일 동안 생육시켰다. 또한, 벼 종자를 100μM Fe(III)-EDTA를 첨가하지 않은 MS 배지에서 7일 동안 생육시킨 후, 100μM Fe(III)-EDTA를 첨가한 MS 배지에 옮겨 심고 생육시켜 OsNAS2가 발현 변화를 확인하였다.Rice has three Nicotianamine synthases ( OsNAS1 , OsNAS2 , OsNAS3 ), and has been reported to have activity as an enzyme (Inoue et al., Plant J 36: 366-381, 2003). The expression level of OsNAS2 gene was examined according to the iron concentration supplied from the outside. Seeds of rice were added with MS medium (including 0.1 μM CuSO 4 , 100 μM Fe (III) -EDTA, 30 μM ZnSO 4 , 10 μM MnSO 4 ) and 0 μM, 1 μM, 10 μM and 500 μM Fe (III) -EDTA, respectively. Rice seeds were germinated in MS medium and grown for 7 days. In addition, rice seeds were grown in MS medium without 100 μM Fe (III) -EDTA for 7 days, and then transferred to MS medium with 100 μM Fe (III) -EDTA and planted and grown to confirm OsNAS2 expression change. .

벼의 뿌리와 잎으로부터 RNA를 준비하였고, 그 발현 정도를 정량적 실시간 RT-PCR로 분석하였다. PCR 조건은, 95℃에서 1 분을 유지한 후, 94℃에서 15초, 56℃에서 10초 및 72℃에서 10초를 45회 반복하였다. 사용한 프라이머는 다음과 같다. 발현 대조군으로서, 벼 액틴 1 유전자를 증폭하였다. RNA was prepared from the roots and leaves of rice and its expression was analyzed by quantitative real-time RT-PCR. PCR conditions were repeated 45 times for 15 seconds at 94 degreeC, 10 second at 56 degreeC, and 10 second at 72 degreeC after hold | maintaining 1 minute at 95 degreeC. The primers used are as follows. As an expression control, rice actin 1 gene was amplified.

프라이머 서열 Primer sequence

OsNAS2-정방향 프라이머: 5'- CGTCTGAgtgcgtgcatagta -3'(서열번호 3) OsNAS2 -Forward primer: 5'- CGTCTGAgtgcgtgcatagta -3 '(SEQ ID NO: 3)

OsNAS2-역방향 프라이머: 5'- GAAGCACAAACACAAACCGATA -3'(서열번호 4) OsNAS2 -Reverse primer: 5'- GAAGCACAAACACAAACCGATA -3 '(SEQ ID NO: 4)

OsAct1-정방향 프라이머: 5'-TGGAAGCTGCGGGTATCCAT-3' (서열번호 5) OsAct1 -Forward primer: 5'-TGGAAGCTGCGGGTATCCAT-3 '(SEQ ID NO: 5)

OsAct1-역방향 프라이머:5'-TACTCAGCCTTGGCAATCCACA-3'(서열번호 6) OsAct1 -reverse primer: 5'-TACTCAGCCTTGGCAATCCACA-3 '(SEQ ID NO: 6)

그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에서, 세로축은 벼 액틴 1 유전자의 발현 양을 기준으로 발현 정도를 나타낸다. The results are shown in Fig. In Figure 2, the vertical axis represents the expression level based on the expression amount of the rice actin 1 gene.

도 2a에 나타낸 바와 같이, OsNAS2 유전자는 벼가 철을 포함하지 않는 배지에서 자라는 경우, 잎에서는 강하게 유도되었으나, 1μM 이상의 Fe(III)-EDTA를 포함하는 배지에서는 별현되지 않았다. 뿌리에서는 철을 포함하지 않은 배지에서 자 란 경우가 발현이 가장 높았으며, 철의 농도가 증가할수록 발현은 감소하였다. 도 2b는 100μM의 Fe(III)-EDTA를 배지에 공급하고 경과한 시간에 따른 OsNAS2의 발현을 나타낸 것이다. 도 2에서 사용되는 벼는 동진 벼이다.As shown in Figure 2a, OsNAS2 gene was strongly induced in leaves when the rice grows in a medium containing no iron, but did not manifest in a medium containing Fe (III) -EDTA or more than 1μM. In the root, the expression was highest in the medium containing no iron, and expression decreased as the iron concentration increased. Figure 2b shows the expression of OsNAS2 over time after feeding 100μM Fe (III) -EDTA to the medium. The rice used in FIG. 2 is Dongjin rice.

(2) (2) OsNAS2OsNAS2 유전자의 발현이 활성화된 형질전환 식물체의 제조와 분리 Preparation and Isolation of Transgenic Plants with Activated Gene Expression

형질전환 벼를 제조하기 위한 구조체로서 T-DNA 벡터인 pGA2715 벡터를 이용하였다 (Jeong et al., Plant Physiol 130:1636-1644,2002). 상기 벡터는 우측 경계에 인접하여 β-글루쿠로니다제 (GUS) 리포터 유전자를 포함하고 있고, 좌측 경계에 인접하여 CaMV 35S 프로모터 유래 테트라머화된 전사 인핸서를 포함한다. 상기 pGA2715 벡터를 Agrobacterium에 형질 전환시키고, 형질 전환된 Agrobacterium을 이용하여 야생형인 동진 벼에 형질전환하여, pGA2715가 형질 도입된 벼 식물체 집단을 제조하였다 (Lee et al, J Plant Biol 42:310-316, 1999; Jeong et al., Plant Physiol 130:1636-1644, 2002; Jeong et al., Plant Journal 45:123-132, 2006).The pGA2715 vector, a T-DNA vector, was used as a construct for preparing transformed rice (Jeong et al., Plant Physiol 130: 1636-1644,2002). The vector contains a β-glucuronidase (GUS) reporter gene adjacent the right border and comprises a tetramerized transcriptional enhancer derived from the CaMV 35S promoter adjacent the left border. The pGA2715 vector was transformed into Agrobacterium and transformed into wild type Dongjin rice using the transformed Agrobacterium to prepare a rice plant population to which pGA2715 was transfected (Lee et al, J Plant Biol 42: 310-316 , 1999; Jeong et al., Plant Physiol 130: 1636-1644, 2002; Jeong et al., Plant Journal 45: 123-132, 2006).

형질도입된 벼 식물체로부터 분리된 게놈 DNA에 대하여 역전-PCR (inverse PCR)을 통하여 pGA2715 벡터 중의 T-DNA가 삽입된 위치를 확인하였다. 그 결과 T-DNA가 OsNAS2 유전자의 주변에 삽입된 한 개의 형질전환 식물체 (OsNAS2-D1)를 분리하였다.Genomic DNA isolated from the transduced rice plants was identified by T-DNA insertion in the pGA2715 vector through inverse PCR (PCR). As a result, one transgenic plant ( OsNAS2-D1 ) in which T-DNA was inserted around the OsNAS2 gene was isolated.

OsNAS2-D1 형질전환 식물체는 OsNAS2 유전자의 하류 약 2.06 kb에 35S 인핸서를 좌측 경계 부위에 포함하는 T-DNA가 삽입되어 있다. 도 1은 OsNAS2-D1에서 T-DNA의 삽입 위치를 나타낸 것이다. OsNAS2-D1 transgenic plants have a T-DNA inserted at about 2.06 kb downstream of the OsNAS2 gene, including a 35S enhancer at the left border region. Figure 1 shows the insertion position of T-DNA in OsNAS2-D1 .

실시예 2: 형질전환 식물체에서 Example 2: In a Transgenic Plant OsNAS2OsNAS2 의 발현 증가Increased expression of

상기 실시예1에서 선별된 OsNAS2-D1의 유전형을 PCR을 통해 결정하였다. OsNAS2-D1의 T2 세대 개체들의 잎에서 게놈 DNA를 추출하였고 이를 PCR의 주형 DNA로 사용하였다. OsNAS2-D1에 대해서는, 2개의 유전자-특이적 프라이머 F (5'- ACCTTACTCCCCCGAACTAA -3': 서열번호 7)와 R (5'- CAAGGAGCTGTCCGTCTAAC -3': 서열번호 8 및 T-DNA 특이적 프라이머 RB (5'-CAAGTTAGTCATGTAATTAGCCAC-3': 서열번호 9)를 사용하였다. 발현량을 알아보기 위하여, OsNAS2-D1의 동형접합체 및 각각의 야생형 벼, 즉 동진 벼(WT)의, 100μM Fe(III)-EDTA를 첨가하거나 첨가 하지 않은 배지에서 7일간 자란 유묘 (seedling)의 잎과 뿌리, 지엽 (flag leaves), 10 cm 크기의 꽃 (flower), 및 미성숙 종자 (immature seeds)로부터 RNA를 분리하고, 역전사 효소를 이용하여 각각의 cDNA를 제조하였다. 제조한 cDNA를 주형으로 하고 서열번호 1과 2의 프라이머를 이용하여 실시간 RT-PCR을 수행하여, OsNAS2 유전자 전사량을 비교하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3에서 세로축은 벼 액틴 1 유전자 전사량에 대한 상대적인 전사량을 나타낸 것이다.The genotype of OsNAS2- D1 selected in Example 1 was determined by PCR. Genomic DNA was extracted from the leaves of T2 generation individuals of OsNAS2 -D1 and used as template DNA for PCR. For OsNAS2- D1, two gene-specific primers F (5'- ACCTTACTCCCCCGAACTAA-3 ': SEQ ID NO: 7) and R (5'-CAAGGAGCTGTCCGTCTAAC-3': SEQ ID NO: 8 and T-DNA specific primer RB ( 5'-CAAGTTAGTCATGTAATTAGCCAC-3 ': SEQ ID NO: 9) To determine the expression levels, 100 μM Fe (III) -EDTA of the homozygote of OsNAS2 -D1 and each wild type rice, namely Dongjin rice (WT) RNA was isolated from seedling leaves and roots, flag leaves, 10 cm flowers, and immature seeds grown for 7 days in medium with or without the addition of reverse transcriptase. Each cDNA was prepared using the prepared cDNA as a template, and real-time RT-PCR was performed using the primers of SEQ ID NOs: 1 and 2 to compare the amount of OsNAS2 gene transcription, and the results are shown in FIG. 3. In Figure 3 the vertical axis is relative to the rice actin 1 gene transcription amount The transfer amount is shown.

도 3에서와 같이, OsNAS2 유전자의 발현은 OsNAS2-D1에서는 야생형 (WT)에 비해 실험한 모든 조건에서 증가하였다. As shown in Figure 3, the expression of OsNAS2 gene was increased in all conditions tested in OsNAS2- D1 compared to wild-type (WT).

실시예 3: 형질전환 식물체의 종자에서 니코니아나민 양의 증가Example 3: Increase in Niconia Namine Levels in Seeds of Transgenic Plants

OsNAS2 유전자의 발현의 증가가, 작용 효소의 산물인 니코티아나민 (nicotianamine) 양의 증가에 대한 영향을 알아보기 위해 종자에서 니코티아나민 양을 측정 하였다. 종자를 Muilti-Beads Shocker (Yasui kikai, Osaka Japan)를 이용하여 잘게 부순 후, 20 mg의 가루를 400 ㎕의 80% 에탄올을 이용하여 15분간 3회에 걸쳐 니코티아나민을 추출하였다. 추출된 니코티아나민을 LC-ESI-TOF-MS를 이용하여 정량적 분석을 하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. To determine the effect of increased expression of the OsNAS2 gene on the increase in the amount of nicotianamine, the product of agonist, the amount of nicotianamine in the seeds was measured. Seeds were crushed finely with Muilti-Beads Shocker (Yasui kikai, Osaka Japan), and 20 mg of powder was extracted three times for 15 minutes using 400 μl of 80% ethanol. The extracted nicotianamine was quantitatively analyzed using LC-ESI-TOF-MS. The results are shown in Table 1 below.

표 1.Table 1.

유전형Genotype 니코티아나민 (mg/g)Nicothiaminamine (mg / g) WTWT 5.59±3.065.59 ± 3.06 OsNAS2-D1OsNAS2-D1 110.45±11.33110.45 ± 11.33

표 1에 나타낸 바와 같이, OsNAS2-D1 종자의 니코티아나민 양은 야생형에 비해 약 19.8배 증가하였다. As shown in Table 1, the amount of nicotianamine in OsNAS2-D1 seed was increased by about 19.8-fold compared to wild type.

실시예 4: 형질전환 식물체에서 미량 원소 함량의 측정 Example 4: Determination of Trace Element Content in Transgenic Plants

OsNAS2 유전자의 활성화가 벼의 미량 원소 축적에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 야생형 (WT), 형질전환 식물체인 OsNAS2-D1에서 미량 원소를 측정하였다. 야생형과 형질전환 식물체의 성숙한 종자 및 지엽 (flag leaves)을 시료로 사용하였고, 미량 원소 측정 방법은 Lee et al., Plant Physiol 150:786-800, 2009에 기재된 방법을 참고하였다. 시료를 70℃에서 2일 동안 건조시키고, 건조량을 기록하고, 얻은 시료를 11N HNO3 1 ml에서 3일 동안 180℃ 오븐에서 분해시켰다. 희석한 다음, 원자 흡수 분광분석법 (atomic absorption spectroscopy: AAS) (SpectrAA-800, Varian, Palo Alto, CA, USA)에 의해 시료 내 미량 원소 철과 아연의 함량을 측정하였다. 표 2는 형질전환 식물체 중의 미량 원소 함량을 나타낸다.To determine the effect of OsNAS2 gene activation on the accumulation of trace elements in rice, trace elements were measured in wild type (WT), transgenic plants OsNAS2 -D1 . Mature seeds and flag leaves of wild-type and transgenic plants were used as samples, and the method of measuring trace elements was referred to the method described in Lee et al., Plant Physiol 150: 786-800, 2009. The sample was dried at 70 ° C. for 2 days, the dryness was recorded and the sample obtained was digested in a 180 ° C. oven for 3 days in 1 ml of 11N HNO 3 . After dilution, the contents of trace elements iron and zinc in the sample were determined by atomic absorption spectroscopy (AAS) (SpectrAA-800, Varian, Palo Alto, Calif., USA). Table 2 shows the trace element content in the transgenic plant.

표 2.Table 2.

조직group 유전형Genotype Fe (㎍/g-DW)Fe (μg / g-DW) Zn (㎍/g-DW)Zn (μg / g-DW) Cu (㎍/g-DW)Cu (μg / g-DW) 성숙종자Mature seeds WTWT 8.56±0.228.56 ± 0.22 19.61±1.8519.61 ± 1.85 2.54±0.332.54 ± 0.33 OsNAS2-D1OsNAS2-D1 25.54±0.6525.54 ± 0.65 53.46±4.4253.46 ± 4.42 3.12±0.233.12 ± 0.23 지엽Leaf WTWT 103.86±10.67103.86 ± 10.67 24.07±1.5324.07 ± 1.53 3.69±0.123.69 ± 0.12 OsNAS2-D1OsNAS2-D1 148.23±13.56148.23 ± 13.56 34.19±4.6334.19 ± 4.63 5.49±1.095.49 ± 1.09

표 2에 나타낸 바와 같이, 성숙한 종자에서 OsNAS2-D1은 야생형에 비해, 철은 3.0배, 아연은 2.7배, 구리는 1.2 배 증가하였다. 지엽에서는 OsNAS2-D1이 야생혀과 비교 시, 철과 아연은 1.4배, 구리는 1.5 배 증가하였다.As shown in Table 2, OsNAS2-D1 increased 3.0 times in iron, 2.7 times in zinc, and 1.2 times in copper in mature seeds. In the lobe , OsNAS2-D1 increased 1.4 times in iron and zinc and 1.5 times in copper compared to wild tongue.

실시예 5: 철과 아연이 부족한 조건에서 형질전환 식물체의 유묘 표현형 분석Example 5 Analysis of Seedling Phenotypes of Transgenic Plants in a Lack of Iron and Zinc

철과 아연이 부족한 조건에서 OsNAS2 유전자의 활성화가 미치는 영향을 알아보았다. 철과 아연을 모두 함유하는 MS 고체 배지, 철을 함유하지 않는 MS 고체 배지 (Fe-), 아연을 함유하지 않는 MS 고체 배지(Zn-)에서 야생형(WT)과 OsNAS2-D1을 발아시키고 8일 동안 생육시켜 유묘 표현형을 관찰하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다. 또한, 표현형의 신장과 엽록소의 함량을 측정하여 표 3에 나타내었다. 엽록소의 측정은 잎을 채취하여, 무게를 측정하고, 80% 아세톤을 이용하여 추출하였다. 액체 질소를 이용하여 얼린 후, 잘게 부순 잎과 80% 아세톤을 잘 섞어 (잎 100mg당 1ml 80% 아세톤 첨가), 얼음에 15분 방치 후, 15,000g로 원심 분리하여, 상등액을 분주하여, 666nm및 646nm에서 흡광도를 측정한 후 Arnon, Plant Physiol 24:1-15, 1949에 기재된 방법으로 엽록소a와 염록소b를 포함하는 염록소의 양을 측정하였다. The effects of OsNAS2 gene activation on iron and zinc deficiency were examined. 8 days after germination of wild type (WT) and OsNAS2 -D1 in MS solid medium containing both iron and zinc, MS solid medium without iron (Fe-), MS solid medium without zinc (Zn-) Were grown to observe the seedling phenotype. The results are shown in Table 3. In addition, the height of the phenotype and the content of chlorophyll were measured and shown in Table 3. The measurement of chlorophyll was taken leaves, weighed, and extracted with 80% acetone. After freezing with liquid nitrogen, finely crushed leaves and 80% acetone were mixed well (1 ml 80% acetone was added per 100 mg of leaves), and left on ice for 15 minutes, followed by centrifugation at 15,000 g. After absorbance was measured at 646 nm, the amount of chlorophyll including chlorophyll a and chlorophyll b was measured by the method described in Arnon, Plant Physiol 24: 1-15, 1949.

표 3.Table 3.

배지badge 유전형Genotype 표현형 신장(cm)Phenotype Height (cm) 엽록소의 함량
(㎍/ml-추출액)
Chlorophyll content
(Μg / ml-extract)
MSMS WTWT 16.6±0.916.6 ± 0.9 138.87±12.33138.87 ± 12.33 OsNAS2-D1OsNAS2-D1 16.1±1.316.1 ± 1.3 145.22±10.55145.22 ± 10.55 Fe-Fe- WTWT 14.1±1.414.1 ± 1.4 67.33±7.9867.33 ± 7.98 OsNAS2-D1OsNAS2-D1 17.1±1.217.1 ± 1.2 101.43±10.22101.43 ± 10.22 Zn-Zn- WTWT 17.6±0.917.6 ± 0.9 120.33±13.77120.33 ± 13.77 OsNAS2-D1OsNAS2-D1 19.1±0.619.1 ± 0.6 125.43±10.66125.43 ± 10.66

도 4 및 표3에 나타낸 바와 같이, 철과 아연을 모두 함유하는 배지(MS) 조건에서는 상기한 바와 같이, 표현형의 차이를 보이지 않았다. 그러나, 철을 함유하지 않은 배지 (Fe-) 조건에서는 OsNAS2-D1은 야생형(WT)에 비하여 키도 크고, 엽록소도 야생형 (WT)에 비하여 50% 이상 증가하여 철 부족의 대표적 증상인 백화 현상 (chlorosis)도 덜 진행되었다. 따라서, OsNAS2-D1은 야생형에 비하여 철이 부족한 생육 조건에서 더 잘 견디는 것을 알 수 있다. 아연을 함유하지 않는 배지 조건(Zn-)에서도 OsNAS2-D1은 야생형(WT)에 비하여 생장 속도가 빨랐다. 따라서, OsNAS2-D1은 야생형(WT)에 비하여 아연이 부족한 생육 조건에서도 더 잘 자라는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 4 and Table 3, in the medium (MS) conditions containing both iron and zinc, there was no difference in phenotype as described above. However, in iron-free medium (Fe-) conditions, OsNAS2-D1 is taller than wild - type (WT) and chlorophyll is increased by more than 50% compared to wild-type (WT). chlorosis) was also less advanced. Therefore, it can be seen that OsNAS2-D1 is better tolerated in iron-deficient growth conditions than wild type. OsNAS2-D1 grew faster than wild - type (WT) even in the medium containing no zinc (Zn-). Therefore, it can be seen that OsNAS2-D1 grows better in growth conditions deficient in zinc than wild type (WT).

상기 실험 결과를 검증하기 위하여, 각각의 조건에서 유묘 시기의 야생형(WT)과 OsNAS2-D1의 줄기와 뿌리를 채취하고 철과 아연의 농도를 상기 실시예 4과 동일한 방법으로 측정하였다. 그 결과를 표 4에 나타내었다.In order to verify the experimental results, the stems and roots of wild type (WT) and OsNAS2-D1 of seedlings under each condition were collected and the concentrations of iron and zinc were measured in the same manner as in Example 4. The results are shown in Table 4.

표 4Table 4

배지badge 조직group 유전형Genotype Fe (㎍/g-DW)Fe (μg / g-DW) Cu (㎍/g-DW)Cu (μg / g-DW) MS


MS


줄기
stem
WTWT 215.36±27.96215.36 ± 27.96 61.87±11.4561.87 ± 11.45
OsNAS2-D1OsNAS2-D1 349.79±34.86349.79 ± 34.86 113.14±10.98113.14 ± 10.98 뿌리
Root
WTWT 344.34±46.36344.34 ± 46.36 103.83±13.98103.83 ± 13.98
OsNAS2-D1OsNAS2-D1 499.22±27.36499.22 ± 27.36 143.64±14.46143.64 ± 14.46 Fe-


Fe-


줄기
stem
WTWT 91.62±9.8691.62 ± 9.86 97.51±8.3197.51 ± 8.31
OsNAS2-D1OsNAS2-D1 154.15±28.42154.15 ± 28.42 150.27±7.63150.27 ± 7.63 뿌리
Root
WTWT 94.81±15.0694.81 ± 15.06 112.39±29.30112.39 ± 29.30
OsNAS2-D1OsNAS2-D1 173.33±24.88173.33 ± 24.88 193.86±13.95193.86 ± 13.95 Zn-


Zn-


줄기
stem
WTWT 240.14±24.24240.14 ± 24.24 30.41±6.8730.41 ± 6.87
OsNAS2-D1OsNAS2-D1 413.88±41.38413.88 ± 41.38 52.14±12.0652.14 ± 12.06 뿌리
Root
WTWT 385.88±42.16385.88 ± 42.16 22.60±2.9322.60 ± 2.93
OsNAS2-D1OsNAS2-D1 561.06±39.30561.06 ± 39.30 38.06±4.6938.06 ± 4.69

도 3에 나타낸 바와 같이, 철과 아연을 모두 함유하는 배지(MS) 조건에서는 상기에서 살핀 바와 같이 표현형의 차이는 없었다. 그러나, 표 4에 나타낸 바와 같이, OsNAS2-D1은 야생형(WT)에 비하여 철의 농도가 줄기와 뿌리에서 각각 1.6배, 1.4배 증가하였고, 아연의 농도는 줄기와 뿌리에서 각각 1.8배, 1.4배 증가하였다. 또한, 철을 함유하지 않는 배지 조건에서는 OsNAS2-D1은 야생형(WT)에 비하여 철의 농도가 줄기와 뿌리에서 각각 1.9배, 1.8배 증가하였으며, 아연의 농도는 줄기와 뿌리에서 1.7배, 1.5 배 증가하였다. 또한, 아연을 함유하지 않는 배지 조건에서도 OsNAS2-D1은 야생형(WT)에 비하여 아연의 농도가 줄기와 뿌리에서 모두 1.7배 증가였으며, 철의 농도는 줄기와 뿌리에서 각각 1.5배, 1.7배 증가하였다. 따라서, OsNAS2-D1은 철 또는 아연이 부족한 생육 조건에서 더 잘 견디는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, in the medium (MS) conditions containing both iron and zinc, there was no difference in phenotype as described above. However, as shown in Table 4, OsNAS2-D1 showed 1.6- and 1.4-fold increase in iron concentrations in stem and root, respectively, compared to wild type (WT), and zinc concentrations were 1.8- and 1.4-fold in stem and root, respectively. Increased. In addition, in the medium containing no iron, OsNAS2-D1 increased the iron concentration by 1.9 and 1.8 times in the stem and root, respectively, compared to the wild type (WT), and the zinc concentration was 1.7 and 1.5 times in the stem and root. Increased. In addition, OsNAS2 - D1 showed a 1.7-fold increase in zinc concentration in both stem and root, and 1.5-fold and 1.7-fold increase in iron, respectively, in the medium containing no zinc. . Thus, it can be seen that OsNAS2 - D1 is better tolerated in growth conditions deficient in iron or zinc.

실시예 6: pH가 높은 조건에서 형질전환 식물체의 표현형 관찰Example 6: Observation of Phenotype of Transgenic Plants at High pH

토양의 pH는 식물에 필요한 원소의 용해도에 많은 영향을 미친다. 예를 들면, pH가 8.0이상이면, 철은 용해도가 낮은 Fe2O3 형태로 변화되어, 식물이 제대로 이용 및 흡수할 수 없는 상태가 된다. 그 결과 철 부족 현상을 일으키게 된다.The pH of the soil has a great effect on the solubility of the elements necessary for plants. For example, if the pH is 8.0 or more, iron is changed to Fe 2 O 3 has a low solubility form, is in a state that can not be properly absorbed and the plant is used. The result is iron deficiency.

pH. 8.5로 맞춘 MS 배지 (MS/pH 8.5)에서 야생형 (WT)과 OsNAS2-D1을 발아시키고 10일 동안 생육시키고 표현형을 관찰하였다. 또한, 철을 함유하지 않은 MS 배지 (Fe-/pH 8.5)에서도 동일한 방법을 실시하여 표현형을 관찰하였다. 표현형과 식물체의 신장을 도 5에 나타내었다. 도 5에 나타낸 바와 같이, pH 8.5로 맞춘 MS 배지(MS/pH 8.5)에서 OsNAS2-D1이 야생형 (WT)에 비하여 신장도 크고 더 잘 견디는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 철을 함유하지 않은 MS 배지 (Fe-/pH 8.5)에서 더 분명하게 나타났다. pH. Wild type (WT) and OsNAS2 - D1 were germinated in MS medium adjusted to 8.5 (MS / pH 8.5), grown for 10 days and observed for phenotype. In addition, the phenotype was observed by the same method in the iron-free MS medium (Fe- / pH 8.5). Phenotype and plant height are shown in FIG. 5. As shown in FIG. 5, it can be seen that OsNAS2 - D1 is larger in kidney and better tolerant than wild type (WT) in MS medium (MS / pH 8.5) adjusted to pH 8.5. This result is more evident in iron-free MS medium (Fe- / pH 8.5).

실시예 7:Example 7: 과량의 중금속이 함유된 조건에서 형질전환 식물체의 표현형 분석Phenotypic analysis of transgenic plants under conditions containing excess heavy metals

OsNAS2 활성화가 과량의 중금속 처리시 발생되는 독성에 어떤 영향을 주는지 알아보았다. 과량의 아연 (5 mM), 구리 (0.3 mM) 또는 니켈 (0.5 mM)이 각각 첨가된 고체 MS 배지에서 야생형(WT)과 OsNAS2-D1을 발아시키고 10일 동안 길러 유묘 표현형을 관찰하였다. 표현형과 식물체의 신장 및 중금속의 농도를 도 6 및 표 5에 나타내었다. The effect of OsNAS2 activation on the toxicity produced by the treatment of excess heavy metals was investigated. Wild type (WT) and OsNAS2 -D1 were germinated and grown for 10 days in solid MS medium supplemented with excess zinc (5 mM), copper (0.3 mM) or nickel (0.5 mM) to observe the seedling phenotype. Phenotypes and concentrations of plant kidneys and heavy metals are shown in Figure 6 and Table 5.

도 6 및 표 5에 나타낸 바와 같이, OsNAS2-D1은 야생형에 비하여 키도 크고, 백화 현상이 덜 진행되었다. 이러한 결과는 OsNAS2-D1이 야생형(WT)에 비하여 과량의 중금속에 의한 독성에 대한 내성이 향상되었음을 나타낸다. As shown in Figure 6 and Table 5, OsNAS2 -D1 is taller than the wild type, less whitening phenomenon. These results indicate that OsNAS2- D1 has improved resistance to toxicity by excess heavy metals compared to wild type (WT).

표 5.Table 5.

배지badge 유전형Genotype 표현형 신장(cm)Phenotype Height (cm) Zn 5.0mM
Zn 5.0mM
WTWT 11.4±1.111.4 ± 1.1
OsNAS2-D1OsNAS2-D1 14.0±0.814.0 ± 0.8 Cu 0.3mM
Cu 0.3mM
WTWT 9.4±1.19.4 ± 1.1
OsNAS2-D1OsNAS2-D1 12.4±1.412.4 ± 1.4 Ni 0.5mM
Ni 0.5mM
WTWT 14.6±1.014.6 ± 1.0
OsNAS2-D1OsNAS2-D1 18.6±1.218.6 ± 1.2

특히, 과량의 아연, 구리 및 니켈을 함유하는 고체 MS 배지에서 길렀을 때, 줄기와 뿌리의 아연, 구리 및 니켈 농도를 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 측정하였고, 그 결과를 표 6에 나타내었다.In particular, when grown in solid MS medium containing excess zinc, copper and nickel, the concentration of zinc, copper and nickel in the stem and root was measured in the same manner as in Example 4, the results are shown in Table 6. .

표 6.Table 6.

조직group 유전형Genotype Zn (㎍/g-DW)Zn (μg / g-DW) Cu (㎍/g-DW)Cu (μg / g-DW) Ni (㎍/g-DW)Ni (μg / g-DW) 줄기stem WTWT 2.106±0.3352.106 ± 0.335 27.295±4.89027.295 ± 4.890 0.449±0.0720.449 ± 0.072 OsNAS2-D1OsNAS2-D1 2.876±0.1992.876 ± 0.199 37.912±5.43637.912 ± 5.436 0.621±0.0930.621 ± 0.093 뿌리Root WTWT 9.758±0.6839.758 ± 0.683 375.833±31.188375.833 ± 31.188 3.925±0.9173.925 ± 0.917 OsNAS2-D1OsNAS2-D1 14.273±1.89514.273 ± 1.895 461.196±26.030461.196 ± 26.030 5.509±0.7385.509 ± 0.738

표 6에 나타낸 바와 같이, OsNAS2-D1은 야생형(WT)에 비교하여 줄기와 뿌리에서 아연은 1.4배, 1.5배, 니켈은 1.4배, 구리는 각각 1.4배, 1.2배 증가하였다.As shown in Table 6, OsNAS2 - D1 increased 1.4-fold, 1.5-fold, 1.4-fold, 1.4-fold, and 1.4-fold, respectively, in zinc in stems and roots compared to wild-type (WT).

실시예 7: 철의 생물학적 이용도 (bioavailability) 조사Example 7: Investigation of the bioavailability of iron

OsNAS2-D1의 종자의 철 증가가, 종자 섭취 시 흡수되어 이용되는 철의 생물학적 이용도의 증가 여부를 알기 위해 마우스 식이 분석 (mouse feeding assay)을 수행 하였다. The mouse feeding assay was performed to determine whether the iron increase of OsNAS2-D1 seed increased the bioavailability of iron absorbed and used during seed intake.

생후 3주된 암컷 Balb/c 마우스에, 철이 충분한 사료 (AIN-93G Purified Diet-45 mgFe/kg 사료, Control Diet(CD))와 철이 부족한 사료 (modified AIN-93G diet containing iron 3 mg/kg 사료, Iron-depleted Diet (ID))를 공급하였다. 2주 후, 이 두 그룹의 쥐들로부터 혈액을 채취하였다. 이것은 빈혈을 유발함과 동시에, 빈혈의 정도를 알아보기 위하여 혈액의 헤모글로빈 (Hb)과 헤마토크릿 (Hct)을 측정하기 위함이다. 측정 결과 철이 부족한 사료를 먹인 쥐들의 헤모글로빈 (Hb)과 헤마토크릿 (Hct) 수치가, 철이 충분한 사료를 먹인 쥐들에 비해서 각각 75 및 65%로 감소하였다 (표 7). 이것은 철이 부족한 사료를 먹였을 때 빈혈이 유발됨을 알 수 있었다. 이 후, 철분이 부족한 사료를 먹인 쥐들을 두 그룹으로 나누어서, 제 1그룹(야생형, WT, n=10)은 야생형(WT) 종자로부터 나온 쌀을 먹였고, 제 2그룹 (OsNAS2-D1, n=9)은 OsNAS2-D1의 종자로부터 나온 쌀을 먹였다. 그리고, 처음부터 정상 사료를 먹인 쥐 그룹을 대조군 (control 그룹, CD)으로 측정하였다. 쌀을 먹인지 1주, 2주, 4주 경과 후 혈액을 채취하여 Hb와 Hct를 측정하였다. 그 결과를 표 8에 나타내었다. 표 8에서와 같이, 야생형(WT) 또는 OsNAS2-D1의 종자로부터 나온 쌀을 먹이기 전까지 마우스의 Hb와 Hct는 유의성 있는 차이를 보이지 않았다. 1주 경과 후 두 그룹의 Hb와 Hct를 측정 한 결과, 제2 그룹은 제1 그룹에 비해 Hb와 Hct의 약간의 증가를 보여주었다. 다시 1주 경과 후 Hb와 Hct를 측정 한 결과, 이 경우 제2 그룹은 제1 그룹에 비해 Hb와 Hct의 현저한 증가를 보여, 정상 사료를 먹인 그룹과 비슷한 수치를 보였으며, 다시 2주 경과후의 제2 그룹의 Hb와 Hct는 제1 그룹에 비해 현저히 높았으며, 철이 충분한 사료를 먹인 그룹과 비슷하였다. Three-week-old female Balb / c mice were fed with iron-rich feed (AIN-93G Purified Diet-45 mgFe / kg feed, Control Diet (CD)) and iron-deficient feed (modified AIN-93G diet containing iron 3 mg / kg feed, Iron-depleted Diet (ID)) was supplied. Two weeks later, blood was drawn from these two groups of mice. This is to measure the hemoglobin (Hb) and hematocrit (Hct) of blood in order to induce anemia and to determine the degree of anemia. As a result, the hemoglobin (Hb) and hematocrit (Hct) levels of the mice fed the iron-deficient diet were reduced to 75 and 65%, respectively, compared to the rats fed the iron-deficient diet (Table 7). It was found that anemia was caused by feeding iron-deficient feed. Thereafter, rats fed the iron-deficient diet were divided into two groups, the first group (wild type, WT, n = 10) fed rice from wild type (WT) seeds, and the second group ( OsNAS2 - D1 , n). = 9) fed rice from the seeds of OsNAS2-D1 . In addition, the rat group fed normal feed from the beginning was measured as a control group (control group, CD). After 1 week, 2 weeks, 4 weeks after feeding rice, blood was collected and Hb and Hct were measured. The results are shown in Table 8. As shown in Table 8, Hb and Hct of the mice did not show a significant difference until rice from wild type (WT) or OsNAS2-D1 seed was fed. After 1 week, Hb and Hct of the two groups were measured, and the second group showed a slight increase in Hb and Hct compared to the first group. After one week, Hb and Hct were measured. In this case, the second group showed a significant increase in Hb and Hct compared to the first group, which was similar to that of the normal feed group. The Hb and Hct of the second group were significantly higher than those of the first group and were similar to the group fed the iron-rich feed.

표 7.Table 7.

철분이 충분한 사료를 먹인 쥐 그룹 Group of rats fed enough iron 철분이 부족한 사료를 먹인 쥐 그룹Group of rats fed iron-deficient feed Hb(g/L)Hb (g / L) 16.10±0.3716.10 ± 0.37 10.50±1.5010.50 ± 1.50 Hct(%)Hct (%) 49.60±1.7949.60 ± 1.79 37.00±4.8037.00 ± 4.80

표 8Table 8

그룹group 측정 시기1 When to measure 1 0주Week 0 1주1 week 2주2 weeks 4주4 weeks Hb(g/L)Hb (g / L) CDCD 16.10±0.3716.10 ± 0.37 17.00±1.2017.00 ± 1.20 17.80±0.4217.80 ± 0.42 16.00±0.4016.00 ± 0.40 WTWT 9.90±0.359.90 ± 0.35 10.83±0.5710.83 ± 0.57 11.00±0.5211.00 ± 0.52 12.80±0.5712.80 ± 0.57 OsNAS2-D1OsNAS2-D1 11.00±0.8211.00 ± 0.82 12.08±1.2512.08 ± 1.25 16.10±0.5716.10 ± 0.57 15.30±0.1715.30 ± 0.17 Hct(%)Hct (%) CDCD 49.60±1.7949.60 ± 1.79 51.40±1.8151.40 ± 1.81 54.40±0.9054.40 ± 0.90 52.00±1.4352.00 ± 1.43 WTWT 34.80±1.2034.80 ± 1.20 41.10±3.1441.10 ± 3.14 40.80±1.3740.80 ± 1.37 46.70±1.5546.70 ± 1.55 OsNAS2-D1OsNAS2-D1 37.10±2.1537.10 ± 2.15 47.35±2.2747.35 ± 2.27 52.30±0.5452.30 ± 0.54 51.40±0.9251.40 ± 0.92

1: 태어난 지 3주된, 마우스에 2주간 정상 사료와 철분이 부족한 사료를 먹인 후, 두 그룹으로 나누어, 철이 부족한 사료를 대신하여, WT 또는 OsNAS2-D1 종자로 바꿔 먹이기 시작할 때부터 경과한 시간.1: Time elapsed from 3 weeks of age when mice were fed normal and iron-deficient diets for 2 weeks, then divided into two groups and replaced with WT or OsNAS2-D1 seeds in place of iron-deficient diets.

실시예 8: 아연의 생물학적 이용도 (bioavailability) 조사Example 8 Investigation of Bioavailability of Zinc

OsNAS2-D1의 종자의 아연 증가가, 종자 섭취 시 흡수되어 이용되는 아연의 생물학적 이용도의 증가 여부를 알기 위해 마우스 식이 분석 (mouse feeding assay)을 수행하였다. In order to know whether the increase in zinc of OsNAS2-D1 seeds increased the bioavailability of zinc absorbed and used when the seed was ingested, a mouse feeding assay was performed.

몸무게가 약 13g 정도인 마우스에, 아연이 충분한 사료 (30 mg Zn/kg 사료, Control Diet(CD))와 아연이 부족한 사료 (modified AIN-93G diet containing iron 3 mg/kg 사료, Iron-depleted Diet (ZD))를 공급하였다. 2주 후, 이 두 그룹의 쥐들로부터 혈액을 채취하여. 아연의 함량을 측정하였다. 측정 결과 아연이 부족한 사료를 먹인 쥐들의 혈액 내 아연 수치가, 아연이 충분한 사료를 먹인 쥐들에 비해 66% 로 감소하였다 (표 9).In mice weighing about 13 g, a diet rich in zinc (30 mg Zn / kg diet, Control Diet (CD)) and a diet lacking zinc (modified AIN-93G diet containing iron 3 mg / kg diet, Iron-depleted Diet) (ZD)). Two weeks later, blood was drawn from these two groups of rats. The content of zinc was measured. As a result of measurement, the level of zinc in the blood of mice fed a diet low in zinc was reduced to 66% compared to rats fed a diet rich in zinc (Table 9).

표 9.Table 9.

아연이 충분한 사료를 먹인 쥐 그룹 Rats fed a diet rich in zinc 아연이 부족한 사료를 먹인 쥐 그룹Group of rats fed zinc-deficient feed Zn(㎍/ml)Zn (μg / ml) 2.017±0.2602.017 ± 0.260 1.341±0.1871.341 ± 0.187

그 후, 아연이 부족한 사료를 먹인 쥐들을 세 그룹으로 나누어서, 제 1그룹은 아연이 충분한 정상 사료 (Zn-/CD, n=10)를 먹였으며, 제 2그룹은 야생형(WT) 종자로부터 나온 쌀을 먹였고 (Zn-/WT, n=10)은, 제 3그룹은 OsNAS2-D1의 종자로부터 나온 쌀을 먹였다 (Zn-/OsNAS2-D1). 대조군으로 처음부터 정상 사료를 먹인 쥐 그룹의 아연 수치를 측정하였다. 정상 사료와 쌀을 먹인지 2일, 6일, 10일, 15일, 20일 그리고 30일에 혈액을 채취하여 아연의 수치의 회복 정도를 측정하였다. 그 결과를 표 10에 나타내었다. 표 10에서와 같이, 정상 사료나 쌀을 먹인지 2일 후부터 아연의 수치가 증가함을 알 수 있었다. 하지만, 그 회복 되는 속도를 보면, OsNAS2-D1 종자를 먹인 그룹은 10일만에 정상 사료를 먹인 그룹과 아연 수치가 비슷하였으나, 야생형 종자를 먹인 그룹은 30일이 지나도 여전히 낮은 수치를 보인다. 또한 아연이 부족한 사료를 먹이다가, 정상 사료로 바꾼 그룹도 약 20일이 되어야, 처음부터 정상 사료를 먹인 그룹과 비슷한 아연 수치를 보였다. Thereafter, the rats fed the zinc-deficient diet were divided into three groups, the first group fed a zinc-rich normal diet (Zn- / CD, n = 10), and the second group was derived from wild-type (WT) seeds. Rice was fed (Zn- / WT, n = 10) and the third group fed rice from the seeds of OsNAS2-D1 (Zn- / OsNAS2-D1 ). As a control, zinc levels of rats fed normal diet from the beginning were measured. Blood was collected at 2, 6, 10, 15, 20, and 30 days of normal feed and rice to measure the recovery of zinc levels. The results are shown in Table 10. As shown in Table 10, the zinc level increased from 2 days after the normal feed or rice. However, the rate of recovery showed that the group fed OsNAS2-D1 seed had similar zinc levels to the group fed normal diet in 10 days, but the group fed wild-type seed remained low after 30 days. In addition, the group that was fed a zinc-deficient diet and then changed to a normal diet also had zinc levels similar to those of the group fed the normal diet at the beginning of about 20 days.

표 10.Table 10.

측정 시기
(일)
Time of measurement
(Work)
그룹group
CDCD Zn-/CDZn- / CD Zn-/WTZn- / WT Zn-/OsNAS2-D1 Zn- / OsNAS2-D1 22 2.102±0.0172.102 ± 0.017 1.658±0.0771.658 ± 0.077 1.471±0.0331.471 ± 0.033 1.706±0.0971.706 ± 0.097 66 2.102±0.0172.102 ± 0.017 1.802±0.0631.802 ± 0.063 1.671±0.0761.671 ± 0.076 1.836±0.1321.836 ± 0.132 1010 2.125±0.0862.125 ± 0.086 1.889±0.0911.889 ± 0.091 1.736±0.0811.736 ± 0.081 2.013±0.1012.013 ± 0.101 1515 2.152±0.1552.152 ± 0.155 1.948±0.0111.948 ± 0.011 1.789±0.0721.789 ± 0.072 2.164±0.1092.164 ± 0.109 2020 2.309±0.0732.309 ± 0.073 2.204±0.1122.204 ± 0.112 1.933±0.1821.933 ± 0.182 2.237±0.0892.237 ± 0.089 3030 2.274±0.2782.274 ± 0.278 2.015±0.1642.015 ± 0.164 1.900±0.2111.900 ± 0.211 2.182±0.1332.182 ± 0.133

본 발명자들은 상기한 실시예에서 얻어진 미량 금속의 함량이 증가된 벼 품종 OsNAS2-D1를 2009년 4월 30일자로 국립농업과학원 농업유전자원센터에 특허종자를 기탁하였으며, 종자 수탁번호 KACC98008P를 부여 받았다.The inventors of the present invention deposited a rice seed OsNAS2-D1 with an increased trace metal content obtained in the above example to the National Agricultural Science Institute Agricultural Genetic Resource Center on April 30, 2009, and received the seed accession number KACC98008P. .

도 1은 T-DNA가 삽입된 DNA 구조체의 일 형태를 나타낸 것이다.Figure 1 shows one form of the DNA construct inserted T-DNA.

도 2a는 MS 배지에 각각 0, 1, 10, 500 μM Fe(III)-EDTA를 첨가한 배지에서 7 일간 자란 벼의 잎 또는 뿌리에서 OsNAS2 유전자의 발현 양상을 정량적 실시간 RT-PCR을 이용하여 분석한 것이다. 도 2b는 벼 종자를 100 μM Fe(III)-EDTA을 첨가 하지 않은 MS 배지서 7일간 키운 후, 100 μM Fe(III)-EDTA를 첨가한 배지로 옮겨 생육시킨 후 일정한 시간에 벼 잎과 뿌리로부터 추출한 RNA로부터, OsNAS2의 발현을 측정한 결과이다.Figure 2a is analyzed by using quantitative real-time RT-PCR expression of OsNAS2 gene expression in the leaves or roots of rice grown for 7 days in medium added 0, 1, 10, 500 μM Fe (III) -EDTA to MS medium, respectively It is. FIG. 2b shows that rice seeds were grown for 7 days in MS medium without 100 μM Fe (III) -EDTA, and then transferred to medium containing 100 μM Fe (III) -EDTA, and grown for a certain time. It is the result of measuring the expression of OsNAS2 from RNA extracted from the.

도 3은 OsNAS2-D1과 그의 야생형(WT)에 대하여, OsNAS2의 발현량을 비교한 것이다.Figure 3 compares the expression level of OsNAS2 against OsNAS2-D1 and its wild type (WT).

도 4는 철과 아연을 모두 포함하는 MS 고체 배지(MS), 철을 함유하지 않는 MS 고체 배지(Fe-), 아연을 함유하지 않는 MS 고체 배지(Zn-)에서 기른 야생형 (WT)과 OsNAS2-D1의 표현형이다. 4 shows wild type (WT) and OsNAS2 grown in MS solid medium (MS) containing both iron and zinc, MS solid medium without iron (Fe-), MS solid medium without zinc (Zn-) Representation of -D1 .

도 5는 pH 8.5로 맞춘 MS 배지 (MS/pH 8.5), pH 8.5로 철을 함유하지 않은 MS 배지 (Fe-/pH 8.5)에서 생육시킨 야생형 (WT)과 OsNAS2-D1의 표현형과 신장을 나타낸 도면이다.Figure 5 shows the phenotype and kidney of wild type (WT) and OsNAS2-D1 grown in MS medium (MS / pH 8.5) adjusted to pH 8.5, MS medium without iron (Fe- / pH 8.5) at pH 8.5 Drawing.

도 6은 과량의 아연(5 mM), 구리(0.3 mM) 또는 니켈(0.5 mM)이 첨가된 각각의 고체 MS 배지에서 기른 야생형(WT)과 OsNAS2-D1의 표현형이다. 6 is a phenotype of wild type (WT) and OsNAS2-D1 grown in each solid MS medium to which excess zinc (5 mM), copper (0.3 mM) or nickel (0.5 mM) was added.

<110> Postech Academy-Industry Foundation <120> Rice cultivar with enhanced metal contents and functional foods <130> PN086713 <160> 9 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 1348 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 1 aagcattcca caagcttgcc gttttccact gacagctcaa gtgctcgtgc aacattagct 60 gatcagctcg tgttcccaac cgcgacaaag cttcacagat ggaggctcag aaccaagagg 120 tcgctgccct ggtcgagaag atcgccggcc tccacgccgc catctccaag ctgccgtcgc 180 tgagcccatc cgccgaggtg gacgcgctct tcaccgacct cgtcacggcg tgcgtcccgg 240 cgagccccgt cgacgtggcc aagctcggcc cggaggcgca ggcgatgcgg gaggagctca 300 tccgcctctg ctccgccgcc gagggccacc tcgaggcgca ctacgccgac atgctcgccg 360 ccttcgacaa cccgctcgac cacctcgccc gcttcccgta ctacggcaac tacgtcaacc 420 tgagcaagct ggagtacgac ctcctcgtcc gctacgtccc cggcattgcc cccacccgcg 480 tcgccttcgt cgggtcgggc ccgctgccgt tcagctccct cgtgctcgcc gcgcaccacc 540 tgccggacgc ggtgttcgac aactacgacc ggtgcggcgc ggccaacgag cgggcgagga 600 ggctgttccg cggcgccgac gagggcctcg gcgcgcgcat ggcgttccac accgccgacg 660 tggcgaccct gacgggggag ctcggcgcgt acgacgtcgt gttcctggcg gcgctcgtgg 720 gcatggcggc cgaggagaag gccggggtga tcgcgcacct gggcgcgcac atggcggacg 780 gcgcggcgct cgtcgtgcgg aggcacgggg cgcgcgggtt cctgtacccg atcgtcgatc 840 tcgaggacat ccggcggggc gggttcgacg tgctggccgt gtaccacccc gacgacgagg 900 tgatcaactc cgtcatcgtc gctcgcaagg ccgacccgcg tcgcggcggc gggctcgccg 960 gcgcacgcgg cgcggttcca gtggtgagcc cgccgtgcaa gtgctgcaag atggaggcgg 1020 ccgccggcgc gttccagaag gcggaagagt tcgccgccaa gaggctatcc gtctgagtgc 1080 gtgcatagta atcctggctg tgtctcgctg tccgtgacat cggccggctg aaacattatt 1140 ggtatcggtt tgtgtttgtg cttctgtggg gttcttgttc ttgttgtgtg gatgatgcta 1200 ggcgcctggg cattgatccg tgccaatgca ttccgtgttt cggtgcaact ctaggggaca 1260 acgacgagta aggtgctgag aaagcaagag gtgtttgtca ccgtctgaaa taataatgta 1320 aaagggttat ctaaaaaaaa aaaaaaaa 1348 <210> 2 <211> 325 <212> PRT <213> Oryza sativa <400> 2 Met Glu Ala Gln Asn Gln Glu Val Ala Ala Leu Val Glu Lys Ile Ala 1 5 10 15 Gly Leu His Ala Ala Ile Ser Lys Leu Pro Ser Leu Ser Pro Ser Ala 20 25 30 Glu Val Asp Ala Leu Phe Thr Asp Leu Val Thr Ala Cys Val Pro Ala 35 40 45 Ser Pro Val Asp Val Ala Lys Leu Gly Pro Glu Ala Gln Ala Met Arg 50 55 60 Glu Glu Leu Ile Arg Leu Cys Ser Ala Ala Glu Gly His Leu Glu Ala 65 70 75 80 His Tyr Ala Asp Met Leu Ala Ala Phe Asp Asn Pro Leu Asp His Leu 85 90 95 Ala Arg Phe Pro Tyr Tyr Gly Asn Tyr Val Asn Leu Ser Lys Leu Glu 100 105 110 Tyr Asp Leu Leu Val Arg Tyr Val Pro Gly Ile Ala Pro Thr Arg Val 115 120 125 Ala Phe Val Gly Ser Gly Pro Leu Pro Phe Ser Ser Leu Val Leu Ala 130 135 140 Ala His His Leu Pro Asp Ala Val Phe Asp Asn Tyr Asp Arg Cys Gly 145 150 155 160 Ala Ala Asn Glu Arg Ala Arg Arg Leu Phe Arg Gly Ala Asp Glu Gly 165 170 175 Leu Gly Ala Arg Met Ala Phe His Thr Ala Asp Val Ala Thr Leu Thr 180 185 190 Gly Glu Leu Gly Ala Tyr Asp Val Val Phe Leu Ala Ala Leu Val Gly 195 200 205 Met Ala Ala Glu Glu Lys Ala Gly Val Ile Ala His Leu Gly Ala His 210 215 220 Met Ala Asp Gly Ala Ala Leu Val Val Arg Arg His Gly Ala Arg Gly 225 230 235 240 Phe Leu Tyr Pro Ile Val Asp Leu Glu Asp Ile Arg Arg Gly Gly Phe 245 250 255 Asp Val Leu Ala Val Tyr His Pro Asp Asp Glu Val Ile Asn Ser Val 260 265 270 Ile Val Ala Arg Lys Ala Asp Pro Arg Arg Gly Gly Gly Leu Ala Gly 275 280 285 Ala Arg Gly Ala Val Pro Val Val Ser Pro Pro Cys Lys Cys Cys Lys 290 295 300 Met Glu Ala Ala Ala Gly Ala Phe Gln Lys Ala Glu Glu Phe Ala Ala 305 310 315 320 Lys Arg Leu Ser Val 325 <210> 3 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsNAS2 forward primer <400> 3 cgtctgagtg cgtgcatagt a 21 <210> 4 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsNAS2 reverse primer <400> 4 gaagcacaaa cacaaaccga ta 22 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsAct1 forward primer <400> 5 tggaagctgc gggtatccat 20 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsAct1 reverse primer <400> 6 tactcagcct tggcaatcca ca 22 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Gene specific primer F <400> 7 accttactcc cccgaactaa 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Gene specific primer R <400> 8 caaggagctg tccgtctaac 20 <210> 9 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> T-DNA specific primer RB <400> 9 caagttagtc atgtaattag ccac 24 <110> Postech Academy-Industry Foundation <120> Rice cultivar with enhanced metal contents and functional foods <130> PN086713 <160> 9 <170> Kopatentin 1.71 <210> 1 <211> 1348 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 1 aagcattcca caagcttgcc gttttccact gacagctcaa gtgctcgtgc aacattagct 60 gatcagctcg tgttcccaac cgcgacaaag cttcacagat ggaggctcag aaccaagagg 120 tcgctgccct ggtcgagaag atcgccggcc tccacgccgc catctccaag ctgccgtcgc 180 tgagcccatc cgccgaggtg gacgcgctct tcaccgacct cgtcacggcg tgcgtcccgg 240 cgagccccgt cgacgtggcc aagctcggcc cggaggcgca ggcgatgcgg gaggagctca 300 tccgcctctg ctccgccgcc gagggccacc tcgaggcgca ctacgccgac atgctcgccg 360 ccttcgacaa cccgctcgac cacctcgccc gcttcccgta ctacggcaac tacgtcaacc 420 tgagcaagct ggagtacgac ctcctcgtcc gctacgtccc cggcattgcc cccacccgcg 480 tcgccttcgt cgggtcgggc ccgctgccgt tcagctccct cgtgctcgcc gcgcaccacc 540 tgccggacgc ggtgttcgac aactacgacc ggtgcggcgc ggccaacgag cgggcgagga 600 ggctgttccg cggcgccgac gagggcctcg gcgcgcgcat ggcgttccac accgccgacg 660 tggcgaccct gacgggggag ctcggcgcgt acgacgtcgt gttcctggcg gcgctcgtgg 720 gcatggcggc cgaggagaag gccggggtga tcgcgcacct gggcgcgcac atggcggacg 780 gcgcggcgct cgtcgtgcgg aggcacgggg cgcgcgggtt cctgtacccg atcgtcgatc 840 tcgaggacat ccggcggggc gggttcgacg tgctggccgt gtaccacccc gacgacgagg 900 tgatcaactc cgtcatcgtc gctcgcaagg ccgacccgcg tcgcggcggc gggctcgccg 960 gcgcacgcgg cgcggttcca gtggtgagcc cgccgtgcaa gtgctgcaag atggaggcgg 1020 ccgccggcgc gttccagaag gcggaagagt tcgccgccaa gaggctatcc gtctgagtgc 1080 gtgcatagta atcctggctg tgtctcgctg tccgtgacat cggccggctg aaacattatt 1140 ggtatcggtt tgtgtttgtg cttctgtggg gttcttgttc ttgttgtgtg gatgatgcta 1200 ggcgcctggg cattgatccg tgccaatgca ttccgtgttt cggtgcaact ctaggggaca 1260 acgacgagta aggtgctgag aaagcaagag gtgtttgtca ccgtctgaaa taataatgta 1320 aaagggttat ctaaaaaaaa aaaaaaaa 1348 <210> 2 <211> 325 <212> PRT <213> Oryza sativa <400> 2 Met Glu Ala Gln Asn Gln Glu Val Ala Ala Leu Val Glu Lys Ile Ala   1 5 10 15 Gly Leu His Ala Ala Ile Ser Lys Leu Pro Ser Leu Ser Pro Ser Ala              20 25 30 Glu Val Asp Ala Leu Phe Thr Asp Leu Val Thr Ala Cys Val Pro Ala          35 40 45 Ser Pro Val Asp Val Ala Lys Leu Gly Pro Glu Ala Gln Ala Met Arg      50 55 60 Glu Glu Leu Ile Arg Leu Cys Ser Ala Ala Glu Gly His Leu Glu Ala  65 70 75 80 His Tyr Ala Asp Met Leu Ala Ala Phe Asp Asn Pro Leu Asp His Leu                  85 90 95 Ala Arg Phe Pro Tyr Tyr Gly Asn Tyr Val Asn Leu Ser Lys Leu Glu             100 105 110 Tyr Asp Leu Leu Val Arg Tyr Val Pro Gly Ile Ala Pro Thr Arg Val         115 120 125 Ala Phe Val Gly Ser Gly Pro Leu Pro Phe Ser Ser Leu Val Leu Ala     130 135 140 Ala His His Leu Pro Asp Ala Val Phe Asp Asn Tyr Asp Arg Cys Gly 145 150 155 160 Ala Ala Asn Glu Arg Ala Arg Arg Leu Phe Arg Gly Ala Asp Glu Gly                 165 170 175 Leu Gly Ala Arg Met Ala Phe His Thr Ala Asp Val Ala Thr Leu Thr             180 185 190 Gly Glu Leu Gly Ala Tyr Asp Val Val Phe Leu Ala Ala Leu Val Gly         195 200 205 Met Ala Ala Glu Glu Lys Ala Gly Val Ile Ala His Leu Gly Ala His     210 215 220 Met Ala Asp Gly Ala Ala Leu Val Val Arg Arg His Gly Ala Arg Gly 225 230 235 240 Phe Leu Tyr Pro Ile Val Asp Leu Glu Asp Ile Arg Arg Gly Ghe Phe                 245 250 255 Asp Val Leu Ala Val Tyr His Pro Asp Asp Glu Val Ile Asn Ser Val             260 265 270 Ile Val Ala Arg Lys Ala Asp Pro Arg Arg Gly Gly Gly Leu Ala Gly         275 280 285 Ala Arg Gly Ala Val Pro Val Val Ser Pro Pro Cys Lys Cys Cys Lys     290 295 300 Met Glu Ala Ala Ala Gly Ala Phe Gln Lys Ala Glu Glu Phe Ala Ala 305 310 315 320 Lys Arg Leu Ser Val                 325 <210> 3 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsNAS2 forward primer <400> 3 cgtctgagtg cgtgcatagt a 21 <210> 4 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsNAS2 reverse primer <400> 4 gaagcacaaa cacaaaccga ta 22 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsAct1 forward primer <400> 5 tggaagctgc gggtatccat 20 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsAct1 reverse primer <400> 6 tactcagcct tggcaatcca ca 22 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Gene specific primer F <400> 7 accttactcc cccgaactaa 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Gene specific primer R <400> 8 caaggagctg tccgtctaac 20 <210> 9 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> T-DNA specific primer RB <400> 9 caagttagtc atgtaattag ccac 24  

Claims (18)

미량 원소의 함량이 증가되어 있는 식물체로서, 상기 미량 원소는 철, 아연 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 식물체로서, 상기 식물체는 종자 수탁번호 KACC 98008P로 기탁된 벼인 것인 식물체.A plant having an increased content of trace elements, wherein the trace element is a plant selected from the group consisting of iron, zinc and copper, wherein the plant is rice deposited with seed accession number KACC 98008P. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항의 식물체로부터 생산된 쌀을 함유하는 철 또는 아연의 생물학적 이용도 개선용 기능성 식품.Functional food for improving the bioavailability of iron or zinc containing rice produced from the plant of claim 1. 외래 인핸서를 포함하는 구조체를 식물체에 도입하여, OsNAS2 유전자의 발현이 증가된 식물체를 얻는 단계를 포함하는, 철, 아연 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 미량 원소 함량이 증가된 식물체를 제조하는 방법으로서, 상기 인핸서를 포함하는 벡터는 pGA2715 벡터이고, 상기 구조체가 도입되는 식물체는 동진벼이고, OsNAS2 유전자의 발현이 증가된 식물체는 종자 수탁번호 KACC 98008P로 기탁된 벼인 것인 미량 원소 함량이 증가된 식물체를 제조하는 방법.A method of manufacturing a plant with an increased trace element content selected from the group consisting of iron, zinc and copper, comprising the step of introducing a construct comprising an exogenous enhancer into a plant to obtain a plant with increased expression of the OsNAS2 gene, The vector including the enhancer is a pGA2715 vector, the plant into which the construct is introduced is Dongjinbyeo, and the plant having increased expression of the OsNAS2 gene is a rice deposited with seed accession number KACC 98008P. How to. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 따른 식물체를 철 및 아연으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상이 부족한 조건에 생육시키는 단계를 포함하는, 식물체를 생육시키는 방법. A method of growing a plant, comprising the step of growing the plant according to claim 1 in a condition lacking at least one selected from the group consisting of iron and zinc. 제1항에 따른 식물체를 과량의 중금속이 존재하는 조건에 생육시키는 단계를 포함하는, 식물체를 생육시키는 방법으로서, 상기 중금속은 5mM 이상의 아연, 0.3mM 이상의 구리, 또는 0.5mM 이상의 니켈인 것인 식물체를 생육시키는 방법. A method for growing a plant, comprising growing the plant according to claim 1 in a condition in which excess heavy metal is present, wherein the heavy metal is at least 5 mM zinc, at least 0.3 mM copper, or at least 0.5 mM nickel. How to grow. 삭제delete 제1항에 따른 식물체를 높은 pH에 조건에서 생육시키는 단계를 포함하는, 식물체를 생육시키는 방법으로서, 상기 pH는 8.5이상인 것인 식물체를 생육시키는 방법.A method of growing a plant, comprising the step of growing the plant according to claim 1 at high pH, wherein the pH is at least 8.5. 삭제delete
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