KR101301922B1 - 내서성 양배추 품종의 조기 선별을 위한 바이오 마커 및 이의 용도 - Google Patents

내서성 양배추 품종의 조기 선별을 위한 바이오 마커 및 이의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 BoHSP101 유전자, BoHSP90 유전자 및 BoHSFA1 유전자로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자의 발현 수준을 측정하는 물질을 포함하는 생장 초기에 정상온도 조건에서 내서성 양배추 품종을 선별하기 위한 조성물, 상기 조성물을 포함하는 생장 초기에 정상온도 조건에서 내서성 양배추 품종을 선별하기 위한 키트 및 정상온도 조건에서 키운 생장 초기의 양배추로부터 BoHSP101 유전자, BoHSP90 유전자 및 BoHSFA1 유전자로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는 생장 초기에 내서성 양배추 품종을 선별하는 방법에 관한 것이다.

Description

내서성 양배추 품종의 조기 선별을 위한 바이오 마커 및 이의 용도{Biomarker for early selection of heat tolerant line in Brassica oleracea and uses thereof}
본 발명은 내서성 양배추 품종의 조기 선별을 위한 바이오 마커 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 BoHSP101 유전자, BoHSP90 유전자 및 BoHSFA1 유전자로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자의 발현 수준을 측정하는 물질을 포함하는 생장 초기에 정상온도 조건에서 내서성 양배추 품종을 선별하기 위한 조성물, 상기 조성물을 포함하는 생장 초기에 정상온도 조건에서 내서성 양배추 품종을 선별하기 위한 키트 및 정상온도 조건에서 키운 생장 초기의 양배추로부터 BoHSP101 유전자, BoHSP90 유전자 및 BoHSFA1 유전자로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는 생장 초기에 내서성 양배추 품종을 선별하는 방법에 관한 것이다.
식물은 성장하면서 다양한 환경 스트레스에 노출되며 이러한 스트레스는 식물의 성장 발달 생산성 등에 영향을 미친다. 스트레스는 다른 생물체에 의해 일어나는 생물학적(biotic) 스트레스와 물리학적 또는 화학적 환경의 변화에 의해 일어나는 비생물학적(abiotic) 스트레스가 있다. 이러한 스트레스에 대한 식물의 반응은 유전자 발현의 변화 또는 세포의 대사작용의 변화를 통하여 생장율 또는 생산성의 변화를 가져온다. 식물의 생산성을 높이기 위해서는 이러한 다양한 환경 스트레스에 내성이 강한 새로운 작물의 개발이 필수적이다.
그리고 이러한 스트레스에 대한 방어를 하기 위해서는 특정 단백질의 생산이 유도되거나 억제되도록 스트레스의 자극에 반응하는 유전자가 있어야 한다. 이러한 식물의 식물 스트레스 내성에 관련한 많은 연구들이 수행되고 있으며 다양한 스트레스로부터 저항성을 가지는 생물학적 기작은 아주 복잡하고 많은 유전자에 의해서 조절되고 있어서 계속적인 정보가 요구된다.
한편, 양배추는 십자화과에 속하는 식물로 잎부분을 채취하여 식용으로 사용하고 있으며, 열량이 적고 비타민 C와 칼륨, 칼슘 등의 무기질 및 식이섬유가 풍부한 식재료로, 특히 서양에서는 요구르트, 올리브와 함께 3대 장수식품이라 일컬어지고 있다. 양배추에는 다량의 유황과 염소 및 비타민 U, 비타민 K가 포함되어 위장의 점막을 강화시키고 궤양을 완화할 뿐 아니라 위암을 예방하는 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 위의 건강을 위하여 꾸준히 섭취하는 것이 권장되고 있다.
이러한 이유로 양배추는 전세계적으로 가장 많이 재배되고 있는 채소 작물 중 하나이지만 근래에는 세계적인 기상이상(한파, 일조시간 부족, 저온, 고온 및 잦은 강우) 및 환경의 변화로 인해 양배추 재배의 피해가 심각해졌다. 이러한 수확 감소요인은 앞으로 더욱 발생할 확률이 높기 때문에 이에 대한 대책으로 스트레스(고온) 저항성 품종의 안정적인 확보가 시급해졌다.
한국등록특허 제0921744호에서는 콩으로부터 분리한 고온 저항성 유도 유전자가 개시되어 있고, 한국공개특허 제2010-0100097호에서는 고구마 유래의 ＭｕＳ1 유전자 및 이의 용도가 개시되어 있으나, 본 발명과 같이 내서성이 강한 양배추 품종의 선별을 위한 특정 고온 스트레스 반응 유전자의 발현에 관해 기재된 바는 전혀 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자는 내서성 강/약 양배추 종자를 10일 정도 배양 후, 정상온도 조건(24℃) 또는 고온 조건(42℃)에서 고온 스트레스 반응 유전자 발현을 비교한 결과, 고온 조건(42℃)에서는 내서성이 강한 품종과 약한 품종 간에 고온 스트레스 반응 유전자 발현의 차이가 현저하게 구별되지 않았으나, 정상온도 조건(24℃)에서는 생장 초기(파종 후 10일 정도)에 내서성이 강한 품종의 특정 고온 스트레스 반응 유전자(BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1 유전자)의 발현이 내서성이 약한 품종보다 현저하게 많이 발현됨을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 BoHSP101 유전자, BoHSP90 유전자 및 BoHSFA1 유전자로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자의 발현 수준을 측정하는 물질을 포함하는 생장 초기에 정상온도 조건에서 내서성 양배추 품종을 선별하기 위한 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 생장 초기에 정상온도 조건에서 내서성 양배추 품종을 선별하기 위한 키트를 제공한다.
또한, 본 발명은 정상온도 조건에서 키운 생장 초기의 양배추로부터 BoHSP101 유전자, BoHSP90 유전자 및 BoHSFA1 유전자로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는 생장 초기에 내서성 양배추 품종을 선별하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 내서성 양배추 품종 조기 선별법은 생장 초기에 고온 스트레스 내성을 갖는 품종을 특정 유전자 발현 정도 분석에 의해 단시간 내에 확인할 수 있는 것으로, 재배현장에서 내서성에 강한 품종 개발 및 종자 생산에 매우 유용한 방법이 될 수 있다.
도 1은 본 발명에 사용된 아시아종묘로부터 분양받은 내서성 관련 양배추 종자에 대한 정보이다. 1~5번은 내서성에 강, 6번은 내서성에 약간 강, 7~10번 종자는 내서성에 약한 형질이다.
도 2는 고온 스트레스 관련 유전자 발현을 조사한 것으로 고온 스트레스 전 정상조건 (24℃)과 고온 스트레스 (42℃) 2시간 후 RNA로부터 RT-PCR을 수행한 결과이다. 1~5 종자는 실험실내 조건에서 내서성에 강한 표현형을 나타내었고, 6~10번 종자는 실험실내 조건에서 내서성에 약한 표현형이다.
도 3은 생물학적 스트레스에 반응하는 병원균(pathogen) 유도성 유전자 발현 분석 결과이다. 도 2에서와 같은 조건의 cDNA로부터 양배추 PR1~4 유전자 발현을 비교한 결과 정상조건과 고온 스트레스 조건 모두에서 내서성 형질과는 무관한 PR 유전자의 발현을 확인하였다.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 BoHSP101 유전자, 서열번호 2의 염기서열로 이루어진 BoHSP90 유전자 및 서열번호 3의 염기서열로 이루어진 BoHSFA1 유전자로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자의 발현 수준을 측정하는 물질을 포함하는 생장 초기에 정상온도 조건에서 내서성 양배추 품종을 선별하기 위한 조성물을 제공한다.
본 발명의 양배추 유래의 BoHSP101(Brassica oleracea heat shock protein 101), BoHSP90 및 BoHSFA1의 유전자 정보는 NCBI(National Center for Biotechnology Information)에 등록되어 있으나(AM391188:BoHSP101, DY019781:BoHSP90, AC183492:BoHSFA1), BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1 유전자의 내서성 양배추 품종의 조기 선별에 대한 연관성은 전혀 알려지지 않았다.
본 발명에서, 생장 초기는 양배추 파종 후 5~15일이고, 바람직하게는 8~12일이고, 더욱 바람직하게는 10일이다.
본 발명에서, 정상온도 조건은 20~28℃이고, 바람직하게는 22~26℃이며, 더욱 바람직하게는 24℃이다.
본 발명자는 다음과 같은 입증을 통하여 BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1 유전자가 내서성 양배추 품종을 조기에 선별하기 위한 마커로 이용될 수 있음을 규명하였다.
구체적으로, 내서성 강/약 양배추 종자를 10일 정도 배양 후, 정상온도 조건(24℃) 또는 고온 조건(42℃)에서 고온스트레스 반응 유전자 발현을 비교한 결과, 고온 조건(42℃)에서는 내서성이 강한 품종과 약한 품종 간에 고온스트레스 반응 유전자 발현의 차이가 현저하게 구별되지 않았으나, 정상온도 조건(24℃)에서는 생장 초기(파종 후 10일 정도)에 내서성이 강한 품종의 특정 고온스트레스 반응 유전자(BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1 유전자)의 발현이 내서성이 약한 품종보다 현저하게 많이 발현됨을 확인하였다(도 2).
따라서, 양배추 유래의 BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1 유전자와 같은 고온 스트레스 관련 특정 유전자를 본 발명자들이 고안한 프라이머를 사용하여 역전사 중합효소반응을 실시함으로써 양배추의 생장 초기에 정상온도 조건에서 단시간에 내서성 품종을 구별할 수 있었다.
본 발명에서, 용어 "BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1 유전자의 발현 수준을 측정하는 물질"란 상기와 같이 정상온도 조건에서 생장 초기에 내서성이 강한 품종을 선별하기 위한 마커인 BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1의 발현 수준을 확인함으로써 마커의 검출에 사용될 수 있는 분자를 의미하며, 바람직하게는 마커에 특이적인 프라이머 또는 프로브를 말한다.
BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1의 유전자의 발현 수준은 BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1 유전자의 mRNA의 발현 수준을 확인함으로써 알 수 있다. 본 발명에서 "mRNA 발현 수준 측정"이란 내서성 양배추 품종을 조기에 선별하기 위하여 생물학적 시료에서 BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1 유전자의 mRNA 존재 여부와 발현 정도를 확인하는 과정으로, mRNA의 양을 측정함으로써 알 수 있다. 이를 위한 분석 방법으로는 RT-PCR, 경쟁적 RT-PCR(Competitive RT-PCR), 실시간 RT-PCR(Real-time RT-PCR), RNase 보호 분석법(RPA; RNase protection assay), 노던 블랏팅(Northern blotting) 및 DNA 칩 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
유전자의 mRNA 수준을 측정하는 제제는 바람직하게는 프라이머 쌍 또는 프로브이며, BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1 유전자의 핵산 서열이 NCBI에 밝혀져 있으므로 당업자는 상기 서열을 바탕으로 이들 유전자의 특정 영역을 특이적으로 증폭하는 프라이머 또는 프로브를 디자인할 수 있다.
본 발명에서, 용어 "프라이머"는 짧은 자유 3말단 수산화기(free 3' hydroxyl group)를 가지는 핵산 서열로 상보적인 주형(template)과 염기쌍(base pair)을 형성할 수 있고 주형 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 하는 짧은 핵산 서열을 의미한다. 프라이머는 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응(즉, DNA 중합효소 또는 역전사효소)을 위한 시약 및 상이한 4가지 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재하에서 DNA 합성을 개시할 수 있다. 본 발명에서는 BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1 폴리뉴클레오티드의 센스 및 안티센스 프라이머를 이용하여 PCR 증폭을 실시하여 원하는 생성물의 생성 여부를 통해 내서성 양배추 품종을 조기에 선별할 수 있다. PCR 조건, 센스 및 안티센스 프라이머의 길이는 당업계에 공지된 것을 기초로 변형할 수 있다.
본 발명에서, 용어 "프로브"란 mRNA와 특이적 결합을 이룰 수 있는 짧게는 수 염기 내지 길게는 수백 염기에 해당하는 RNA 또는 DNA 등의 핵산 단편을 의미하며 라벨링 되어 있어서 특정 mRNA의 존재 유무를 확인할 수 있다. 프로브는 올리고뉴클로타이드(oligonucleotide) 프로브, 단쇄 DNA(single stranded DNA) 프로브, 이중쇄 DNA(double stranded DNA) 프로브, RNA 프로브 등의 형태로 제작될 수 있다. 본 발명에서는 BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1 폴리뉴클레오티드와 상보적인 프로브를 이용하여 혼성화를 실시하여, 혼성화 여부를 통해 내서성 양배추 품종을 조기에 선별할 수 있다. 적당한 프로브의 선택 및 혼성화 조건은 당업계에 공지된 것을 기초로 변형할 수 있다.
본 발명의 프라이머 또는 프로브는 포스포르아미다이트 고체 지지체 방법, 또는 기타 널리 공지된 방법을 사용하여 화학적으로 합성할 수 있다. 이러한 핵산 서열은 또한 당해 분야에 공지된 많은 수단을 이용하여 변형시킬 수 있다. 이러한 변형의 비-제한적인 예로는 메틸화, 캡화, 천연 뉴클레오타이드 하나 이상의 동족체로의 치환, 및 뉴클레오타이드 간의 변형, 예를 들면, 하전되지 않은 연결체(예: 메틸 포스포네이트, 포스포트리에스테르, 포스포로아미데이트, 카바메이트 등) 또는 하전된 연결체(예: 포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트 등)로의 변형이 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 상기 내서성 양배추 품종 조기 선별용 조성물은 BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1 유전자에 대하여 특이적인 각각의 프라이머 쌍을 포함한다. 구체적으로는, BoHSP101 유전자는 서열번호 4 및 5, BoHSP90 유전자는 서열번호 6 및 7, BoHSFA1 유전자는 서열번호 18 및 19로 표시되는 프라이머들이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 생장 초기에 정상온도 조건에서 내서성 양배추 품종을 선별하기 위한 키트를 제공한다.
본 발명의 키트는 내서성 양배추 품종 조기 선별용 마커인 BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1의 발현 수준을 mRNA의 발현 수준을 확인함으로써 마커를 검출할 수 있다. 본 발명의 마커 검출용 키트에는 내서성 양배추 품종 조기 선별용 마커의 발현 수준을 측정하기 위한 프라이머, 프로브 뿐만 아니라 분석 방법에 적합한 한 종류 또는 그 이상의 다른 구성 성분 조성물, 용액 또는 장치가 포함될 수 있다.
구체적인 일례로서, 본 발명에서 BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1의 mRNA 발현 수준을 측정하기 위한 키트는 RT-PCR을 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 키트일 수 있다. RT-PCR 키트는, 마커 유전자에 대한 특이적인 각각의 프라이머 쌍 외에도 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응 완충액(pH 및 마그네슘 농도는 다양), 데옥시뉴클레오타이드(dNTPs), Taq-중합효소 및 역전사효소와 같은 효소, DNase, RNAse 억제제, DEPC-수(DEPC-water), 멸균수 등을 포함할 수 있다. 또한 정량 대조구로 사용되는 유전자에 특이적인 프라이머 쌍을 포함할 수 있다. 또한 바람직하게는, 본 발명의 키트는 DNA 칩을 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 진단용 키트일 수 있다. DNA 칩 키트는, 유전자 또는 그의 단편에 해당하는 cDNA가 프로브로 부착되어 있는 기판, 및 형광표식 프로브를 제작하기 위한 시약, 제제, 효소 등을 포함할 수 있다. 또한, 기판은 정량 대조구 유전자 또는 그의 단편에 해당하는 cDNA를 포함할 수 있다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 정상온도 조건에서 키운 생장 초기의 양배추로부터 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 BoHSP101 유전자, 서열번호 2의 염기서열로 이루어진 BoHSP90 유전자 및 서열번호 3의 염기서열로 이루어진 BoHSFA1 유전자로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는 생장 초기에 내서성 양배추 품종을 선별하는 방법을 제공한다.
본 발명에서, 생장 초기는 양배추 파종 후 5~15일이고, 바람직하게는 8~12일이고, 더욱 바람직하게는 10일이다.
본 발명에서, 정상온도 조건은 20~28℃이고, 바람직하게는 22~26℃이며, 더욱 바람직하게는 24℃이다.
본 발명의 BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1 유전자의 발현 수준은 BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1 유전자의 mRNA의 발현 수준을 확인함으로써 알 수 있다.
생물학적 시료에서 mRNA를 분리하는 과정은 공지의 공정을 이용하여 수행할 수 있으며 mRNA 수준은 다양한 방법으로 측정할 수 있다.
mRNA 수준을 측정하기 위한 분석 방법으로는 역전사효소 중합효소반응, 경쟁적 역전사효소 중합효소반응, 실시간 역전사효소 중합효소반응, RNase 보호 분석법, 노던 블랏팅, DNA 칩 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 검출 방법들을 통하여, 정상온도 조건에서 키운 생장 초기의 양배추 시료에서의 BoHSP101, BoHSP90 또는 BoHSFA1의 mRNA 발현을 조사하여 내서성 양배추 품종을 선별할 수 있다.
mRNA 발현수준 측정은 바람직하게는, 내서성 양배추 품종 조기 선별용 마커로 사용되는 유전자에 특이적인 프라이머를 이용하는 역전사효소 중합효소반응법 또는 DNA 칩을 이용하는 것이다.
한편, DNA 칩은 상기 내서성 양배추 품종의 조기 선별용 마커 유전자 또는 그 단편에 해당하는 핵산이 유리 같은 기판에 고밀도로 부착되어 있는 DNA 칩을 이용하는 것으로서, 시료에서 mRNA를 분리하고, 그 말단 또는 내부를 형광 물질로 표지된 cDNA 프로브를 조제하여, DNA 칩에 혼성화시킨 다음 내서성 양배추 품종을 판독할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 아시아종묘 내서성 관련 종자 및 실험실내 표현형 확인
아시아종묘로부터 분양받은 내서성 강/약 10개 종자를 멸균 토양을 사용하여 실험실 배양기(24℃, 16시간 명/8시간 암)에서 10일간 배양한 후 고온 스트레스를 처리하였다. 고온 스트레스 조건은 42℃에서 하루 2시간씩 일주일간 처리하였다. 실험실내 고온 스트레스 조건에서의 내서성 정도는 대부분 아시아종묘의 결과와 일치하여 1~5번 종자는 내서성에 강했고 7~10번 종자는 내서성에 약한 표현형을 나타내었다. 6번의 경우에만 아시아종묘의 경우 내서성에 약간 강한 표현형이었지만 실험실내 조건에서는 내서성에 매우 약한 표현형을 확인하였다(도 1).
실시예 2: 내서성 형질에 따른 고온 스트레스 유전자 발현 분석
고온 스트레스 관련 유전자 발현을 분석하기 위해 10일 배양된 각 종자의 유식물체를 스트레스 처리 전의 정상조건(24℃)과 고온 스트레스(42℃) 2시간 후 잎으로부터 RNA를 추출한 후, 2㎍ RNA를 사용하여 MMLV Reverse Transcription System cDNA 합성키트(Invitrogen 사)로 cDNA를 합성하여 RT-PCR 분석에 사용하였다. 양배추 고온 스트레스 관련 유전자 정보는 NCBI DB를 사용하여 Brassica oleracea의 각 유전자에 대한 프라이머를 제작하였다. BoHSP101 특이적 프라이머는 정방향(5'-TTC ATG TTC ATG GGT CCA ACA GGT G-3'; 서열번호 4) 및 역방향(5'-TTA GAT GTC ATA ATC ACA ACA CAG-3'; 서열번호 5), BoHSP90 프라이머는 정방향(5'-CTG GAA GCA GCA AGG AGC AAC TGG AG-3'; 서열번호 6) 및 역방향(5'-CACACT CTC ATC CTC TGG GTC GCT AG-3'; 서열번호 7), BoHSP70 프라이머는 정방향(5'-GCC TAT TGT CCT CGG CTC AGC ACT AC-3'; 서열번호 8) 및 역방향(5'-GCA AAG ACA GGG GAG GTA ATT CCT GG-3'; 서열번호 9), BoHSP18.2 프라이머는 정방향(5'-GGT GGA GAT CGA GGA TGA CAG CG-3'; 서열번호 10) 및 역방향(5'-CAG ACA CTC GCA AAC ACC AGA AC-3'; 서열번호 11), BoHSP81-2 프라이머는 정방향(5'-GAA GGT TTC TCA CGA GTG GGA CTT GG-3'; 서열번호 12) 및 역방향(5'-CGG AGC AAC TCA GCG ATC TTG GTT C-3'; 서열번호 13), BoFKBP62 프라이머는 정방향(5'-CGC ACT CGC TTC CAA GAG ATA C-3'; 서열번호 14) 및 역방향(5'-GCC AGT GAA CCA TTC TCC ACG ATG-3'; 서열번호 15), BoFKBP65 프라이머는 정방향(5'-GCT CGA TGG GAC CAA GTT CGA TTC-3'; 서열번호 16) 및 역방향(5'-GAA CCT TCT CTG CCT TCT TCA TGG-3'; 서열번호 17), BoHSFA1 프라이머는 정방향(5'-GAA GC GAG ACT CAC TGA GGA TGC-3'; 서열번호 18) 및 역방향(5'-GTC GCT GCT CTC TAG TGT TGT CTC-3'; 서열번호 19) 프라이머를 사용하였고 RT-PCR을 정량화하기 위한 프라이머는 BoACT1의 정방향(5'-CAG TGT CTG GAT CGG TGG TTC C-3'; 서열번호 20) 및 역방향(5'-GAG GCA TAC ATC AAT TCG ATC AC-3'; 서열번호 21)을 사용하였다. 내서성에 약한 6~10번 종자에서는 대부분의 유전자 발현이 정상 조건(24℃)에서는 발현이 거의 되지 않지만 고온 스트레스(42℃)에서는 발현이 강하게 유도되는 일반적인 현상을 보여 주었으며 내서성에 비교적 강한 종자 1~5번에서는 정상 조건에서도 대부분의 고온 스트레스 관련 유전자 발현이 유도되어 있는 특이성을 확인하였다(도 2). 열 충격 전사 인자 A2(Heat shock transcription factor A2)의 과발현에 의한 고온 스트레스 내성이 보고된 바(Ogawa et al., 2007, Jounal of Experimental Botany)와 같이 고온 스트레스 전 HsfA2의 과발현이 관련 고온 스트레스 유전자 HSP101, HSP90, HsfB1, GolS1 발현도 증가시키는 결과와 유사함이 확인되었다.
특히, BoHSP101, BoHSP90, BoHsFA1의 유전자 발현은 내서성 표현형과 크게 일치하였으며 생장 초기에 이들 유전자 발현 정도가 내서성 형질을 진단하는 방법이 될 수 있는 가능성을 확인하였다.
실시예 3: 내서성 형질에 따른 PR ( pathogen resistance ) 유전자 발현분석
고온 스트레스 유전자 발현의 특이성을 확인하기 위해 내서성 형질에 따른 생물학적 스트레스에 의해 유도되는 PR 유전자 발현을 비교하였다. 도 2에서와 같은 조건의 cDNA로부터 PR 특이적 프라이머를 RT-PCR 분석에 사용하였다. PR 유전자의 분석 결과는 열 충격 전사 인자(heat shock transcription factor)인 BoHSFA1과는 달리 정상조건과 고온 스트레스 조건 모두에서 PR1~4 유전자 발현이 내서성 형질과의 연관성을 나타내지 않았다(도 3). 따라서 도 2에서의 고온 스트레스 관련 특이 유전자 발현 정도 분석은 양배추 내서성을 초기에 판단할 수 있는 유용한 방법이 될 수 있음을 확인하였다.
서열목록 전자파일 첨부

Claims (11)

  1. 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 BoHSP101 유전자, 서열번호 2의 염기서열로 이루어진 BoHSP90 유전자 및 서열번호 3의 염기서열로 이루어진 BoHSFA1 유전자로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자의 발현 수준을 측정하는 물질을 포함하는 양배추 파종 후 5~15일에 20~28℃에서 내서성 양배추 품종을 선별하기 위한 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유전자의 발현 수준을 측정하는 물질은 상기 BoHSP101 유전자, BoHSP90 유전자 또는 BoHSFA1 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머 세트인 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유전자의 발현 수준을 측정하는 물질은 상기 BoHSP101 유전자, BoHSP90 유전자 또는 BoHSFA1 유전자에 특이적으로 결합하는 프로브인 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 양배추 파종 후 5~15일에 20~28℃에서 내서성 양배추 품종을 선별하기 위한 키트.
  7. 제6항에 있어서, 상기 키트는 RT-PCR 키트 또는 DNA 칩 키트인 것을 특징으로 하는 키트.
  8. 20~28℃에서 키운 양배추 파종 후 5~15일의 양배추로부터 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 BoHSP101 유전자, 서열번호 2의 염기서열로 이루어진 BoHSP90 유전자 및 서열번호 3의 염기서열로 이루어진 BoHSFA1 유전자로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유전자의 발현 수준을 측정하는 단계를 포함하는 양배추 파종 후 5~15일에 내서성 양배추 품종을 선별하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유전자의 발현 수준을 측정하는 방법은 역전사효소 중합효소반응, 경쟁적 역전사효소 중합효소반응, 실시간 역전사효소 중합효소반응, RNase 보호 분석법, 노던 블랏팅 또는 DNA 칩에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
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