KR101316597B1 - Method for controlling plant growth with gene derived from Oryza sativa - Google Patents
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Abstract
본 발명은 벼에서 분리된 유전자를 이용하여 식물의 생장 또는 형태를 조절하는 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 벼(Oryza sativa) 돌연변이체에서 선발되고 정상 벼에서 분리된 OsTCP6 단백질을 식물 내에 과발현시킴으로써 세포 분열의 중심 조절의 역할을 하는 유전자를 증가시키고 식물의 생장 및/또는 형태를 조절하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 OsTCP6 유전자의 형질전환체를 식물에 발현시킴으로써 세포분열의 중심조절자 역할을 하는 유전자 발현을 증가시키고 식물의 생장을 조절하는 것이 가능하므로, 본 발명에 의하여 식물의 크기를 변형시키거나 식물의 잎의 형태를 조절함으로써 작물의 생산성을 증대시키는 것이 가능하다.The present invention relates to a method for controlling plant growth or morphology by using a gene isolated from rice, and more specifically, by overexpressing OsTCP6 protein selected from rice ( Oryza sativa ) mutants and isolated from normal rice cells in plants. It relates to a method of increasing genes that play a central role in division and regulating the growth and / or morphology of plants. By expressing a transformant of the OsTCP6 gene in a plant according to the present invention, it is possible to increase gene expression, which acts as a central regulator of cell division, and to control the growth of the plant. It is possible to increase crop productivity by controlling the shape of the leaves of the plant.
Description
본 발명은 벼에서 분리된 유전자를 이용하여 식물의 생장 또는 형태를 조절하는 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 벼(Oryza sativa) 돌연변이체에서 선발되고 정상 벼에서 분리된 OsTCP6 단백질을 식물 내에 과발현시킴으로써 세포 분열의 중심 조절의 역할을 하는 유전자를 증가시키고 식물의 생장 및/또는 형태를 조절하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for regulating the growth or form of a plant using a gene isolated from rice, and more specifically, rice ( Oryza sativa ) relates to a method of increasing genes that play a central role in cell division and regulating plant growth and / or morphology by overexpressing OsTCP6 protein selected from mutants and isolated from normal rice in plants.
식물은 생장과 발달을 조절함으로써 여러 환경 변화에 대처, 적응하는 체계를 갖추고 있다. 종자의 발아에서부터 개화에 이르는 전체 생활환경에 걸쳐 환경 자극과 식물의 발달 프로그램은 끊임없는 상호작용을 통해 식물의 생존 적합성을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 그러한 환경 자극에 따른 식물의 발달 조절은 주로 외부 환경과 식물의 내재적 발달 프로그램과의 상호 작용을 통해 일어나는 것으로 알려져 있다.Plants have a system to cope with and adapt to various environmental changes by regulating growth and development. Throughout the entire living environment, from seed germination to flowering, environmental stimuli and plant development programs are known to increase plant viability through endless interactions. The developmental control of plants according to such environmental stimuli is known to occur mainly through the interaction of the external environment with the plant's intrinsic development program.
벼는 종자 생산이 목적인 세계적으로 가장 중요한 작물 중의 하나로 최근 몇 년간 전체 유전자 서열이 밝혀짐으로써 유용유전자를 대량으로 확보하고 이를 선점하고자 하는 많은 노력이 행해지고 있다. 종래 종자의 크기나 생육을 향상시키기 위한 기술로서, 식물 세포 내의 세포주기 제어 단백질(cell cycle control protein)의 농도나 촉매 활성을 변성하여 식물 세포 성장을 조절하는 방법(미국등록특허 6,087,175)이나 합성 징크핑거 단백질(a synthetic zinc finger protein)을 코딩하는 뉴클레오티드를 증진시키고자 목표 유전자에 결합시킨 발현벡터를 식물 세포에 도입시켜 식물 세포 내에서 목표 유전자의 발현정도를 조절하는 방법(미국등록특허 7,151,201) 등이 개시되어 있다. 또한 애기장대 유래의 시토크롬 P450 단백질의 유전자를 식물 세포에 형질전환시켜 식물종자의 크기를 증가시키는 기술(한국등록특허 10-0794395) 등이 있다.Rice is one of the most important crops in the world for the purpose of seed production. In recent years, the entire gene sequence has been revealed, and a lot of efforts have been made to acquire a large number of useful genes and to preoccupy them. As a technique for improving the size and growth of a conventional seed, a method for regulating plant cell growth by modifying the concentration or catalytic activity of cell cycle control protein in plant cells (US Pat. No. 6,087,175) or synthetic zinc Method of controlling the expression level of the target gene in the plant cell by introducing an expression vector bound to the target gene to enhance the nucleotides encoding a synthetic zinc finger protein (plant patent 7,151,201), etc. Is disclosed. Also, there is a technology (Korean Patent Registration No. 10-0794395) in which the gene of cytochrome P450 protein derived from Arabidopsis thaliana is transformed into plant cells to increase the size of plant seeds.
식물의 줄기, 잎 등 측생기관의 형태와 크기는 바이오매스를 증대시키고 농업생산성에 영향을 주는 중요한 요인이다. 최근 벼, 옥수수, 밀, 기장 등 주요 곡물의 줄기형성 기작 연구가 활성화 단계에 있다. 옥수수 육종을 가능하게 했던 줄기생성 억제 유전자인 teosinte branched 1 (tb1)이 규명된 이래, zfl (FLORICAULA/LEAFY), bif (barren inflorescence2), pin (pinoid) 등 줄기와 화기분화에 관련된 유전자 규명이 가속화되고 있는 단계이다 (Lukens and Doebley 2001, Barazesh and McSteen 2008). 옥수수에서 처음 알려진 tb1은 벼와 애기장대에서도 측아 발생을 억제하는 주요한 유전자임이 확인되었다 (Takeda et al. 2003, Finlayson 2007, Aquilar-Martinez et al. 2007). The shape and size of the organisms such as the stem and leaf of the plant are important factors that increase the biomass and affect the agricultural productivity. Research on stemming mechanism of major grains such as rice, maize, wheat, and millet is in the active stage. Since teosinte branched 1 (tb1), a stem-producing gene that enabled corn breeding, was identified, genes related to stem and fire differentiation such as zfl (FLORICAULA / LEAFY), bif (barren inflorescence2), and pin (pinoid) were accelerated. (Lukens and Doebley 2001, Barazesh and McSteen 2008). First known in maize, tb1 has been shown to be a major gene for suppressing germination in rice and Arabidopsis (Takeda et al. 2003, Finlayson 2007, Aquilar-Martinez et al. 2007).
벼, 옥수수 등 주요 곡물 이외에도 토마토 등 원예작물의 측지 발생을 억제하는 유전자 (lateral suppressor, blind)가 이미 규명된 바 있고 (Schumacher et al. 1999, Schmitz et al. 2002), 사탕수수, 대나무 등의 바이오매스를 증진시키기 위한 줄기생성 조절 유전자를 탐색하는 연구가 시작단계에 있다 (Aiteken et al. 2008). 또한 최근 연구결과는 옥수수의 tb1 유전자를 밀에 도입하여 분열을 억제하였는데 (Lewis 2008) 이는 이런 측아 발생 조절 유전자들이 생명공학기술의 측면에서 이용가능성이 있음을 보여주는 것이다. (Schumacher et al. 1999, Schmitz et al. 2002), and other genes such as sugarcane, bamboo, etc. have been identified in addition to major crops such as rice, maize and corn Research into the stem production regulatory genes to promote biomass is at an early stage (Aiteken et al. 2008). In addition, recent studies have shown that tb1 gene of maize is introduced into wheat to inhibit cleavage (Lewis 2008), indicating that these genes can be used in biotechnology.
식물 기관 중 특히 잎의 형태는 식물의 관상성과 생산성을 조절하는데 매우 중요한 농업형질이다. 잎은 줄기 정단분열조직 (shoot apical meristem) 주변의 엽원기 (leaf primordia)에서 형성되며, 잎의 3가지 축을 중심으로 세포분열과, 세포신장의 균형에 의해서 궁극적인 잎의 크기와 형태가 결정되는 것으로 알려져 있다. 이 과정은 다양한 기능을 하는 유전자간의 단계적인 상호작용에 의해 일어나는 복잡한 과정으로 애기장대를 중심으로 다수의 유전자가 보고된 바 있다. Among the plant organs, in particular the leaf shape is an important agricultural feature for controlling the ornamental and productivity of plants. The leaves are formed in the leaf primordia around the shoot apical meristem, and the ultimate leaf size and shape are determined by the balance between cell division and cell extension around the three axes of the leaves. It is known. This process is a complex process caused by the stepwise interaction between various functions of genes, and many genes have been reported around the Arabidopsis.
일례로 Knotted-like homeobox (KNOX), PHANTASTICA (PHAN), ROUGH SHEATH (RS), ASYMETRIC LEAVES 1 (AS1) 등 엽원기 형성에 관여하는 유전자와 HD-ZIP III, PHABULOSA (PHB), PHAVOLUTA(PHV), REVOLUTA(REV), YABBY, KANADI등 등배축 형성에 관여하는 유전자 외에도 세포증식 및 세포신장에 관여하는 유전자들 (ICK1(cyclin-dependent kinase inhibitor 1), KRP2(Kip-related protein), ROT (ROTUNDIFOLIA), AN(ANGUSTIFOLIA), LNG (LONGIFOLIA)등)이 잎의 형태발생을 변화시키는 것으로 알려져 있다. 또한 Aintegumenta (ANT), KLUH (KLU), STRUWWELPETER (SWP), Growth-regulating factor (GRF), GRF-interacting factor (GIF)등의 유전자가 잎 발생의 양성 조절자 (positive regulator)로 작용하는 것과는 달리 (Anastasiu et al., 2007, Autran et al., 2002, Mizukami and Fisher 2000, Horiguchi et al. 2005, Kim and Kende 2004), BIG BROTHER (BB)나 PEAPOD (PPD) 등은 잎의 생장을 억제하는 음성 조절자 (negative regulator)로 알려져 있다. 이들 유전자들은 전사인자, 생합성 유전자, 단백질 분해인자 등 다양한 기능적 카테고리를 갖고 있으며, 엽원기 형성, 잎의 축 형성, 세포증식, 세포생장 등 그 작용기작이 달라서, 잎의 형태와 크기에 영향을 주는 세포내 기작 혹은 유전자의 스펙트럼이 매우 다양하다는 것을 시사해준다.For example, genes involved in foliar formation, such as Knotted-like homeobox (KNOX), PHANTASTICA (PHAN), ROUGH SHEATH (RS), and ASYMETRIC LEAVES 1 (AS1), as well as HD-ZIP III, PHABULOSA (PHB), and PHAVOLUTA (PHV). In addition to genes involved in ischemia formation, such as REVOLUTA (REV), YABBY, KANADI, genes involved in cell proliferation and cell growth (ICK1 (cyclin-dependent kinase inhibitor 1), KRP2 (Kip-related protein), ROT (ROTUNDIFOLIA) ), AN (ANGUSTIFOLIA), and LNG (LONGIFOLIA) are known to alter leaf morphogenesis. Also, unlike genes such as Aintegumenta (ANT), KLUH (KLU), STRUWWELPETER (SWP), Growth-regulating factor (GRF), and GRF-interacting factor (GIF), act as positive regulators of leaf development. (Anastasiu et al., 2007, Autran et al., 2002, Mizukami and Fisher 2000, Horiguchi et al. 2005, Kim and Kende 2004), BIG BROTHER (BB) or PEAPOD (PPD), which inhibit leaf growth Known as a negative regulator. These genes have various functional categories such as transcription factors, biosynthetic genes, and proteolytic factors.They have different functional mechanisms such as foliar formation, leaf axis formation, cell proliferation, and cell growth, which affect leaf shape and size. This suggests that the spectrum of intracellular mechanisms or genes is very diverse.
한편, TCP 전사인자는 bHLH 도메인을 포함하는 전사인자로서, cycloidea (cyc)나 teosinte branched 1 (tb1)는 식물의 꽃과 줄기 등 측생기관의 형태 진화에서 매우 핵심적인 역할을 담당한 것으로 이해되고 있으나 단백질의 분자생물학적 기능은 많이 알려져 있지 않다. TCP 도메인을 가지는 PCF의 경우 세포 분열을 촉진한다고 보고된 바 있으며, TCP 전사인자는 분열조직의 생장과 분화에 중요한 조절작용을 담당할 것으로 제안되었다 (Cubas et al. 1999). On the other hand, the TCP transcription factor is a transcription factor including the bHLH domain, and cycloidea (cyc) and teosinte branched 1 (tb1) play a very important role in the morphological evolution of endodermal organs such as plants' flowers and stems. The molecular biological function of proteins is not well known. PCFs with TCP domains have been reported to promote cell division, and TCP transcription factors have been suggested to play an important regulatory role in the growth and differentiation of meristems. (Cubas et al. 1999).
Cycloidea 계열의 TCP 전사인자는 특히 꽃의 형태분화를 조절하는 중심유전자이다. 애기장대의 측아가 발생할 때 발현이 유도되는 유전자의 프로모터에서 가장 발생빈도가 높은 cis-acting element가 TCP 결합부위와 유사성이 높다 (Tatematsu et al. 2005). 애기장대 TCP3의 기능을 억제하면 표면 굴곡이 심한 잎과 꽃이 형성되는데, 그 이유는 TCP가 CUC 등 기관분화조절 유전자의 발현을 억제하기 때문이다 (Koyama et al. 2007). AtTCP20의 기능을 억제하면 떡잎, 잎, 하배축등 여러 기관의 형태가 심하게 변형된 표현형을 보이므로 세포분열과 생장의 균형을 조절하는 역할을 하는 것으로 생각된다 (Herve et al. 2009). The TCP transcription factor of the cyclodea family is particularly a central gene that regulates morphogenesis of flowers. The most frequent cis-acting element in the promoter of expression-induced genes in Arabidopsis chicks is similar to the TCP binding site (Tatematsu et al. 2005). Inhibiting the function of Arabidopsis TCP3 results in the formation of leaves and flowers with high surface curvature because TCP inhibits the expression of organ differentiation control genes such as CUC (Koyama et al. 2007). Suppressing the function of AtTCP20 is thought to play a role in regulating the balance between cell division and growth because of the severely altered phenotypes of various organs such as cotyledon, leaf and hypocotyl (Herve et al. 2009).
벼의 유전체 분석에 따르면 약 24개의 TCP 전사인자가 존재하는데, 분열을 억제하는 fc1 (OsTB1), 세포분열과 연관된 PCF1, 생식기관의 대칭성을 조절하는 RFP1외에는 생물학적 기능이 알려진 바가 없다 (Takeda et al. 2003, Yuan et al. 2009).Rice genome analysis shows that there are about 24 TCP transcription factors, and biological functions are unknown except fc1 (OsTB1), which inhibits division, PCF1, which is involved in cell division, and RFP1, which controls the symmetry of reproductive organs (Takeda et al. 2003, Yuan et al. 2009).
이에 본 발명자들은 식물의 측생기관 형성에 관여하는 새로운 전사인자를 찾기 위해 식물 측생기관 돌연변이체를 대상으로 하여 연구를 거듭한 결과, 식물의 신장을 조절/변형시키거나 식물의 잎의 형태 및 수를 조절함으로써 작물의 생산성 증대에 기여할 수 있는 벼 유래의 유전자인 OsTCP6를 찾아내고 이를 이용하여 식물의 생장 및 형태를 조절하는 방법을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors conducted a study of plant endodermal mutants to find new transcription factors that are involved in the formation of endodermal organs of plants. The present invention was completed by identifying a method of controlling plant growth and morphology by finding OsTCP6, a rice-derived gene that can contribute to increasing productivity of crops.
본 발명에서는 식물의 생장에 관련된 유전자를 탐색하여 특성을 밝히고 식물의 생산성 증대에 활용하고자 하였다. 따라서 본 발명은 벼에서 분리된 OsTCP6 유전자를 애기장대에 형질전환하여 OsTCP6 유전자의 기능을 분석하고 유용 유전자로서의 활용 가능성을 확인함으로써 OsTCP6 유전자를 이용하여 식물의 생장을 조절하는 방법을 제공하고자 한다.In the present invention, the genes related to the growth of plants were searched for, and the characteristics thereof were used to increase the productivity of plants. Therefore, the present invention is to provide a method for controlling the growth of plants using the OsTCP6 gene by transforming the OsTCP6 gene isolated from rice in the Arabidopsis by analyzing the function of the OsTCP6 gene and confirming its utility as a useful gene.
본 발명은 위와 같은 과제를 달성하기 위해 다음과 같은 과제 해결 수단을 제공한다.The present invention provides the following problem solving means to achieve the above object.
1. 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 식물의 생장 또는 형태를 조절하는 단백질. 1. A protein that regulates the growth or form of a plant having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.
2. 위 1의 단백질을 암호화하는 유전자. 2. The gene encoding the protein of above 1.
3. 위 2에 있어서, 상기 유전자는 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 갖는 것을 특징으로 하는 유전자. 3. The gene of claim 2, wherein the gene has a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1.
4. 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질의 세포내 수준(level)을 조절하여 식물의 생장 또는 형태를 조절하는 방법.4. A method of controlling the growth or morphology of a plant by controlling the intracellular level of a protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.
5. 위 4에 있어서, 상기 세포내 수준을 조절하는 것은 상기 단백질을 암호화하는 유전자의 발현을 증가 또는 감소시키는 것임을 특징으로 하는 식물의 생장 또는 형태를 조절하는 방법.5. The method according to the above 4, wherein the regulating the intracellular level increases or decreases the expression of the gene encoding the protein.
6. 위 4에 있어서, 상기 유전자의 발현을 증가 또는 감소시키는 방법은 프로모터에 상기 유전자를 연결한 재조합 발현벡터를 제조하여 그 발현을 증진시키거나, 프로모터에 상기 유전자에 대한 안티센스 유전자를 연결한 재조합 발현벡터를 제조하여 그 발현을 감소시키는 것을 특징으로 하는 식물의 생장 또는 형태를 조절하는 방법.6. In the above 4, the method for increasing or decreasing the expression of the gene is to produce a recombinant expression vector linking the gene to the promoter to enhance the expression, or to recombination of the antisense gene for the gene linked to the promoter Method of controlling the growth or shape of the plant, characterized in that to produce an expression vector to reduce its expression.
7. 위 6에 있어서, 상기 세포내 수준을 조절하는 것은 상기 단백질을 암호화하는 유전자를 식물세포에 도입하거나, 상기 유전자로 식물을 형질전환 하는 것을 특징으로 하는 식물의 생장 또는 형태를 조절하는 방법.7. The method according to 6 above, wherein the regulation of intracellular levels is characterized by introducing a gene encoding the protein into plant cells or transforming a plant with the gene.
8. 위 4에 있어서, 상기 식물은 애기장대, 배추, 양배추, 겨자, 평지(유채), 무, 호무(Brassica napobrassica), 순무(Brassica rapa/Brassica campestris), 트리케일, 콜리플라워, 브로콜리, 냉이, 황새냉이, 장대나물, 꽃다지, 상갓(Brassica juncea), 누른갓(Brassica napus), 브라시카 올레라케아(Brassica oleracea), 콜라비(Brassica caulorapa), 브라시카 핌브리아타(Brassica fimbriata), 브라시카 루보(Brassica ruvo), 브라시카 셉티켑스(Brassica septi-ceps), 검은겨자(Brassica nigra), 코클레아리아 오피키날리 (Cochlearia officinalis), 겨자무(Armoracia lapathifolia), 데스쿠라이니아 핀나타(Descurainia pinnata), 및 아우브리에타 델토이데아(Aubrieta deltoidea)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 또는 형태를 조절하는 방법.8. according to the above 4, the plants are Arabidopsis, Chinese cabbage, cabbage, mustard, rape (rapeseed), radish, radish (Brassica napobrassica), turnip (Brassica rapa / Brassica campestris), tricale, cauliflower, broccoli, wasabi , Stork, Pole Sprout, Flower Pot, Brasica juncea, Brasica napus, Brassica oleracea, Brassica caulorapa, Brassica pimbriata, Brassica Brassica ruvo, Brassica septi-ceps, Black mustard (Brassica nigra), Cochlearia officinalis, Mustard radish (Armoracia lapathifolia), Descurinia pinnata (Descurainia) pinnata), and at least one selected from the group consisting of Aubrieta deltoidea.
9. 위 4에 있어서, 상기 식물은 벼, 옥수수, 양파, 파, 보리, 밀, 부추, 마늘, 택사, 지모, 천문동, 은방울꽃, 패모, 맥문동, 진황정, 여로, 대나무 및 호접란(phalaenopsis spp), 춘란(Cymbidium goeringii), 양란(Cymbidium ssp), 덴파레(Dendrobium phalaenopsis), 풍란(Neofinetia falcata), 나도풍란(Aerides japonicum) 카틀레아(Cattleya ssp), 온시디움(oncidium ssp), 브라시아(Brassia ssp), 반다(Vanda ssp), 파피오페딜럼(Paphioedilum ssp), 말토니아(Miltonia ssp) 및 한란(Cymbidium Kanran) 등의 난초과 식물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 또는 형태를 조절하는 방법.9. In the above 4, the plants are rice, corn, onions, leeks, barley, wheat, leek, garlic, tac, zimo, astronomical dong, lily of the valley, pado, mammun-dong, jinhwangjeong, erosion, bamboo and phalaenopsis spp , Cymbidium goeringii, Cymbidium ssp, Denparium phalaenopsis, Neofinetia falcata, Aerides japonicum Cattlea ssp, Oncidium sspras, Brassia sspras To regulate the growth or shape of a plant, characterized in that it is at least one selected from the group consisting of orchid family plants, such as Vanda ssp, Papyoedilum ssp, Miltonia ssp, and Cymbidium Kanran How to.
10. 위 4에 있어서, 상기 서열번호 1로 표시되는 염기 서열을 갖는 유전자는 벼의 분열조직으로부터 분리된 유전자인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 또는 형태를 조절하는 방법.10. The method according to the above 4, wherein the gene having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 is a gene separated from the meristem of rice.
11. 위 4에 있어서, 상기 식물세포의 생장 또는 식물의 형태변화 부위는 잎, 옆병, 및 하배축으로 이루어진 군에서 선택된 1 부위 이상인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 또는 형태를 조절하는 방법.11. The method according to the above 4, wherein the plant cell growth or morphological changes of the plant is at least one site selected from the group consisting of leaves, side diseases, and hypocotyls.
12. 위 4의 방법에 따라 제조된 생장 또는 형태가 증가된 식물.12. Plants with increased growth or form prepared according to the above 4 methods.
13. 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질을 과발현시킴으로써 세포생장, 분열 또는 세포주기의 중심조절자 역할을 하는 유전자 발현을 증가시키는 방법.13. A method of increasing gene expression that acts as a central regulator of cell growth, division or cell cycle by overexpressing a protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.
14. 위 13에 있어서, 상기 유전자는 PCNA, cyclinD3, cyclinB1, cdc2b 및 expansin으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.14. The method of claim 13, wherein the gene is any one selected from the group consisting of PCNA, cyclinD3, cyclinB1, cdc2b, and expansin.
15. 위 3의 유전자를 포함하는 재조합 발현 벡터.15. Recombinant expression vector comprising the above gene.
16. 위 15의 재조합 발현 벡터로 형질전환된 형질전환체. 16. A transformant transformed with the recombinant expression vector of 15 above.
17. 위 1의 단백질 또는 위 16의 형질전환체를 포함하는 식물의 생장 또는 형태 조절용 조성물.17. Composition for controlling growth or form of a plant comprising the protein of the above 1 or the transformant of the above 16.
본 발명의 OsTCP6 유전자 및 이 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 이용하여 제작된 형질전환체를 식물에 발현시킴으로써 식물의 생장을 조절하는 것이 가능하며, 식물의 크기를 변형시키거나 식물의 잎의 형태를 조절함으로써 작물의 생산성을 증대시키는 것이 가능하다.It is possible to control the growth of the plant by expressing the transformant produced using the OsTCP6 gene and the recombinant vector including the gene in the plant, and to modify the size of the plant or the shape of the leaf of the plant By doing so, it is possible to increase crop productivity.
[도 1]은 OsTCP6와 GFP가 융합된 식물 발현 벡터를 나타낸 것이다.
[도 2]는 OsTCP6-GFP 융합 벡터를 포함하는 아그로박테리움(GV3101)으로 일시(transient) 형질전환된 담배 잎의 세포에서 OsTCP6의 핵에서의 발현 여부를 확인한 것이다.
[도 3]은 OsTCP6의 전사체가 애기장대의 줄기정단분역조직(SAM)과 뿌리 분열조직(CR)에서의 발현 여부를 확인한 것이다.
[도 4]는 OsTCP6의 과발현용 재조합 벡터를 나타낸 것이다.
[도 5]는 과발현용 OsTCP6 벡터가 도입되었음을 확인하는 genomic PCR 및 RT-PCR 결과이다.
[도 6]은 OsTCP6이 과발현된 애기장대의 잎의 크기를 비교한 결과이다.
[도 7]은 OsTCP6이 과발현된 애기장대의 소엽의 수를 비교한 결과이다.
[도 8]은 OsTCP6이 과발현된 애기장대에서 세포분열 및 세포생장에 관련된 주요 유전자 발현을 비교한 결과이다.1 shows a plant expression vector fused with OsTCP6 and GFP.
FIG. 2 confirms the expression of OsTCP6 in the nucleus of tobacco leaf cells transiently transformed with Agrobacterium (GV3101) containing an OsTCP6-GFP fusion vector.
[Figure 3] confirms whether the expression of OsTCP6 transcripts in the stem apical division (SAM) and root meristem (CR) of the Arabidopsis.
4 shows a recombinant vector for overexpression of OsTCP6.
5 is genomic PCR and RT-PCR results confirming that the overexpression of OsTCP6 vector was introduced.
6 is a result of comparing the size of the leaves of the Arabidopsis overexpressed OsTCP6.
7 is a result of comparing the number of leaflets of the Arabidopsis overexpressed OsTCP6.
8 is a comparison of major gene expressions related to cell division and cell growth in Arabidopsis overexpressed OsTCP6.
본 발명은 벼에서 분리된 유전자를 이용하여 식물의 생장 또는 형태를 조절하는 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 벼(Oryza sativa)의 돌연변이체에서 선발되고 벼의 분열조직으로부터 분리된 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 식물의 생장 또는 형태를 조절하는 단백질을 과발현시킴으로써 세포분열의 중심조절자 역할을 하는 유전자 발현을 증가시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질을 암호화하는 유전자의 형질전환체를 식물에 발현시킴으로써 세포분열의 중심조절자 역할을 하는 유전자 발현을 증가시키고, 식물의 생장을 조절하는 것이 가능하므로 본 발명에 의하여 식물의 크기를 변형시키거나 식물의 잎의 형태를 조절함으로써 작물의 생산성을 증대시키는 것이 가능하다.The present invention relates to a method for regulating the growth or form of a plant using a gene isolated from rice, and more specifically, rice ( Oryza increased expression of genes that act as central regulators of cell division by overexpressing proteins that regulate the growth or morphology of plants having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2, selected from mutants of sativa and isolated from meristem of rice. It is about how to let. According to the present invention, by expressing a transformant of a gene encoding a protein having an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 in a plant, it is possible to increase the expression of a gene serving as a central regulator of cell division and to regulate the growth of the plant. Thus, according to the present invention it is possible to increase the productivity of the crop by modifying the size of the plant or by adjusting the shape of the leaves of the plant.
이하. 본 발명을 상세히 설명한다.Below. The present invention will be described in detail.
본 발명은 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질의 세포내 수준(level)을 조절하여 식물의 생장 또는 형태를 조절하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for controlling the growth or shape of a plant by controlling the intracellular level of the protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.
상기 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질은 410개의 아미노산을 갖는 단백질로서, 식물의 성장, 식물의 잎의 수 및 형태, 하배축 및 엽병의 형태를 포함한 지방부 영양생장기관의 형태 등의 식물의 생장에 관여한다.The protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 is a protein having 410 amino acids, and the like, such as the growth of plants, the number and form of leaves of plants, the form of fat nutrient growth organs including hypocotyls and foliar diseases, and the like. Involved in growth.
또한, 상기 단백질은 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질과 상동성을 갖는 상동 단백질을 포함한다. In addition, the protein includes a homologous protein having homology with a protein having an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.
상기 '상동 단백질'이란 서열번호 2의 아미노산 서열과 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 더욱 더 바람직하게는, 95% 이상, 가장 바람직하게는 99% 이상의 서열 상동성을 갖는 단백질로서 본 발명의 OsTCP6과 실질적으로 동질의 기능을 나타내는 단백질을 말한다.The 'homologous protein' is preferably at least 80%, more preferably at least 90%, even more preferably at least 95%, and most preferably at least 99% of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. As a protein, it refers to a protein exhibiting substantially the same function as OsTCP6 of the present invention.
또한, 본 발명은 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질을 암호화하는 유전자에 관한 것이다. 보다 바람직하게, 상기 유전자는 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 갖는다. The present invention also relates to a gene encoding a protein having an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. More preferably, the gene has a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1.
또한, 상기 유전자는 서열번호 1로 표시되는 염기 서열을 갖는 유전자와 상동성을 갖는 상동 유전자를 포함한다. In addition, the gene includes a homologous gene having homology with a gene having a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1.
본 발명자들은 벼의 돌연변이체에서 발현이 높은 것으로 선발되고 벼의 분열조직으로부터 분리된 OsTCP6 유전자를 RT-PCR 방법으로 클로닝하고, 염기서열을 유전자은행(GenBank)에 GQ229483로서 등록하였다(2010. 7. 1. 공개). We cloned the OsTCP6 gene, which was selected for high expression in mutants of rice and isolated from meristem of rice, by RT-PCR method, and registered the base sequence as GQ229483 in GenBank (Gen. 2010). Public).
서열번호 1로 표시되는 염기서열을 갖는 OsTCP6 유전자 또는 이의 상동 유전자는 단백질로 암호화된다. 서열번호 1은 1233개의 뉴클레오티드로 이루어진다.OsTCP6 gene having a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a homologous gene thereof is encoded by a protein. SEQ ID NO: 1 consists of 1233 nucleotides.
상기 '상동 유전자'란 서열번호 1의 염기 서열과 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 더욱 더 바람직하게는, 95% 이상, 가장 바람직하게는 99% 이상의 서열 상동성을 갖는 유전자로서 본 발명의 OsTCP6과 실질적으로 동질의 기능을 나타내는 유전자를 말한다.The 'homologous gene' is preferably at least 80%, more preferably at least 90%, even more preferably at least 95%, and most preferably at least 99% of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. As a gene, it refers to a gene exhibiting substantially the same function as OsTCP6 of the present invention.
상기 '실질적으로 동질의 기능'이란 식물의 형태의 결정, 특히 식물 조직의 폭 내지 길이방향의 신장에 관여하는 것을 의미한다. 상기 기능적 동등물에는, 예를 들어, 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열의 아미노산 중 일부가 치환되거나, 결실 또는 부가된 아미노산 서열 변형체가 포함된다. 아미노산의 치환은 바람직하게는 보존적 치환이다. 천연에 존재하는 아미노산의 보존적 치환의 예는 다음과 같다; 지방족 아미노산(Gly, Ala, Pro), 소수성 아미노산(Ile, Leu, Val), 방향족 아미노산(Phe, Tyr, Trp), 산성 아미노산 (Asp, Glu), 염기성 아미노산 (His, Lys, Arg, Gln, Asn) 및 황함유 아미노산 (Cys, Met). By "substantially homogeneous function" is meant to be involved in the determination of the morphology of the plant, in particular in the width to length of the plant tissue. Such functional equivalents include amino acid sequence variants in which some of the amino acids of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 are substituted, deleted or added. Substitution of amino acids is preferably conservative substitution. Examples of conservative substitutions of amino acids present in nature are as follows; (Gly, Ala, Pro), hydrophobic amino acids (Ile, Leu, Val), aromatic amino acids (Phe, Tyr, Trp), acidic amino acids (Asp, Glu), basic amino acids (His, Lys, Arg, Gln, Asn ) And sulfur-containing amino acids (Cys, Met).
아미노산의 결실은 바람직하게는 본 발명의 OsTCP6의 활성에 직접 관여하지 않는 부분에 위치한다. 또한 상기 기능적 동등물의 범위에는 OsTCP6의 기본 골격 및 이의 생리 활성을 유지하면서 단백질의 일부 화학 구조가 변형된 단백질 유도체도 포함된다. 예를 들어, 본 발명의 단백질의 안정성, 저장성, 휘발성 또는 용해도 등을 변경시키기 위한 구조변경 및 생리활성을 유지하면서 GFP와 같은 다른 단백질과 융합으로 만들어진 융합단백질 등이 이에 포함된다.Deletion of amino acids is preferably located in portions not directly involved in the activity of OsTCP6 of the present invention. In addition, the functional equivalent range includes protein derivatives in which some chemical structures of the protein are modified while maintaining the basic skeleton of OsTCP6 and its physiological activity. For example, fusion proteins made of fusions with other proteins such as GFP, while maintaining structural changes and physiological activities to alter the stability, shelf life, volatility or solubility of the protein of the present invention.
본 발명에서 식물의 형태란 식물의 외부 구조(external structure) 또는 모양을 나타내며, 잎, 줄기, 뿌리, 꽃 등 식물의 조직 또는 기관, 특히 지상부 영양생장기관이 가지고 있는 각각의 모양 및 이들이 조합되어 가지는 전체적인 모양을 나타낸다.In the present invention, the shape of the plant indicates the external structure or shape of the plant, and the shape or structure of the plant tissues or organs such as leaves, stems, roots, and flowers, particularly the nutrient growth organs of the ground, and combinations thereof. The overall appearance is shown.
본 발명에서는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질의 세포내 수준에 따라 주로 상기 조직 및 기관의 일부분 또는 전체의 길이 및 폭이 변화되므로 본 발명에서의 식물의 형태의 변화는 주로 잎, 줄기 등 주로 식물 지상부 조직의 각 부분 또는 전체의 길이 및 폭의 변화에 따른 것을 나타낸다.In the present invention, since the length and width of a part or the whole of the tissues and organs are mainly changed according to the intracellular level of the protein having the amino acid sequence represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, the change of the shape of the plant is mainly The leaves, stems, etc. mainly represent changes in the length and width of each part or whole of the plant ground tissue.
상기 ‘세포 내 수준’이란 세포 내에 존재하는 양을 말하는 것으로, 이는 당업자에게 공지된 여러 방법으로 조절될 수 있다. 예를 들면, 세포 내 수준은 전사 단계에서의 조절 또는 전사 후 단계에서의 조절을 통해 조절될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전사 단계에서의 조절은 당업자에게 공지된 유전자의 발현을 증진시키기 위한 방법, 예를 들면, 프로모터에 서열번호 1의 OsTCP6 또는 이들에 대한 상동 유전자를 연결한 재조합 발현벡터를 제조하여 상기 유전자의 발현을 증진시키는 방법 또는 서열번호 1의 OsTCP6 또는 이들에 대한 상동 유전자의 주변에 상기 유전자의 발현이 증진되도록 하는 발현조절서열을 삽입하는 방법 등에 의해 수행될 수 있다. 전사 후 단계에서의 조절은 당업자에게 공지된 단백질 발현을 증진시키기 위한 방법, 예를 들면, 서열번호 1 또는 이의 기능적 동등물의 OsTCP6 유전자를 주형으로 전사된 mRNA의 안정성을 증진하는 방법, 단백질 또는 단백질의 안정성을 증진하는 방법 또는 단백질 또는 단백질의 활성을 증진하는 방법에 의해 수행될 수 있다.The 'intracellular level' refers to the amount present in the cell, which can be adjusted by various methods known to those skilled in the art. For example, intracellular levels can be regulated through, but not limited to, regulation at the transcriptional stage or regulation at the post-transcriptional stage. Modulation at the transcriptional stage is a method for enhancing the expression of genes known to those skilled in the art, for example, by preparing a recombinant expression vector linking OsTCP6 of SEQ ID NO: 1 or homologous genes thereof to a promoter to enhance expression of the gene. Or a method of inserting an expression control sequence such that expression of the gene is enhanced around OsTCP6 of SEQ ID NO: 1 or a homologous gene thereof. Modulation at the post-transcriptional stage is a method for enhancing protein expression known to those skilled in the art, for example, to enhance the stability of mRNA transcribed into the OsTCP6 gene of SEQ ID NO: 1 or a functional equivalent thereof, the protein or protein It can be carried out by a method of enhancing the stability or a method of enhancing the activity of the protein or protein.
상기 방법의 보다 구체적인 예로 1군 인트론 타입, M1 RNA 타입, 망치머리(hammerhead) 형, 또는 머리핀(hairpin) 형 또는 마이크로RNA 형 등의 전사된 mRNA에 작용하는 RNA를 암호화하는 DNA서열로 형질전환하거나, 표적 유전자 서열과 동일 또는 유사한 서열을 가지는 DNA의 형질전환을 통한 동시억제(cosuppression)를 유도할 수 있다.More specific examples of the method may be transformed into DNA sequences encoding RNAs that act on transcribed mRNA such as group 1 intron type, M1 RNA type, hammerhead type, or hairpin type or microRNA type. In addition, couppression may be induced through transformation of DNA having a sequence identical or similar to a target gene sequence.
바람직하게는 본 발명에서 서열번호 2의 단백질 또는 이와 동등물의 세포내 수준을 조절하는 것은 상기 단백질을 암호화하는 유전자의 발현을 증가 또는 감소시키는 방법에 의해 수행될 수 있다. 이러한 증가 또는 감소시키는 방법은 각각 당업자에게 공지된 방법을 사용할 수 있으나, 예를 들면, 프로모터에 서열번호 2의 유전자 또는 이와 동등물을 암호화하는 유전자를 연결한 재조합 발현벡터를 제조하여 그 발현을 증진시키거나, 프로모터에 상기 유전자에 대한 안티센스 유전자를 연결한 재조합 발현벡터를 제조하여 그 발현을 감소시킬 수 있다. Preferably, in the present invention, adjusting the intracellular level of the protein of SEQ ID NO: 2 or an equivalent thereof may be performed by a method of increasing or decreasing the expression of a gene encoding the protein. Such increasing or decreasing methods may be methods known to those skilled in the art, respectively. For example, a recombinant expression vector may be prepared by linking a gene encoding the gene of SEQ ID NO: 2 or its equivalent to a promoter to enhance its expression. Alternatively, a recombinant expression vector in which an antisense gene for the gene is linked to a promoter may be prepared to reduce the expression.
상기 ‘프로모터’란 특정한 숙주 세포에서 작동 가능하게 연결된 핵산 서열의 발현을 조절하는 DNA 서열을 의미하며, ‘작동 가능하게 연결된다(operably linked)’는 것은 하나의 핵산 단편이 다른 핵산 단편과 결합되어 그의 기능 또는 발현이 다른 핵산 단편에 의해 영향을 받는 것을 말한다. 아울러, 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열 및 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열을 추가로 포함할 수 있다. The term 'promoter' refers to a DNA sequence that regulates the expression of a nucleic acid sequence operably linked in a particular host cell. 'Operably linked' means that one nucleic acid fragment is combined with another nucleic acid fragment. Its function or expression is affected by other nucleic acid fragments. In addition, it may further comprise any operator sequence for regulating transcription, a sequence encoding a suitable mRNA ribosomal binding site, and a sequence regulating termination of transcription and translation.
상기 프로모터로는 모든 시간대에 상시적으로 목적 유전자의 발현을 유도하는 프로모터(constitutive promoter) 또는 특정한 위치, 시기에 목적 유전자의 발현을 유도하는 프로모터(inducible promoter)를 사용할 수 있으며, 그 예로는 SV40 프로모터, CMV 프로모터, CAG 프로모터(Hitoshi Niwa et al., Gene, 108:193-199, 1991; Monahan et al., Gene Therapy, 7:24-30, 2000), CaMV 35S 프로모터(Odell et al., Nature 313:810-812, 1985), Rsyn7 프로모터(미국특허출원 제08/991,601호), 라이스 액틴(rice actin) 프로모터(McElroy et al., Plant Cell, 2:163-171, 1990), 유비퀴틴 프로모터(Christensen et al., Plant Mol.Biol. 12:619-632, 1989), ALS 프로모터(미국 특허출원 제08/409,297) 등이 있다. 이외에도 미국특허 제 5,608,149; 제5,608,144호 제5,604,121호 제5,569,597호 제5,466,785호, 제5,399,680호 제5,268,463호 및 제5,608,142호 등에 개시된 프로모터들을 모두 사용할 수 있다.Examples of the promoter include a constitutive promoter that induces expression of a target gene at all times or an inducible promoter that induces expression of a target gene at a specific position and time. Examples of the promoter include an SV40 promoter , The CMV promoter, the CAG promoter (Hitoshi Niwa et al., Gene, 108: 193-199, 1991; Monahan et al., Gene Therapy, 7: 24-30, 2000), the
본 발명의 일 실시예에서는 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 가지는 OsTCP6 유전자를 포함하는 재조합 발현 벡터를 제조하여 형질전환킴으로써 OsTCP6의 세포내 발현 수준을 증가시켰다.In one embodiment of the present invention, the expression level of OsTCP6 was increased by preparing and transforming a recombinant expression vector comprising an OsTCP6 gene having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1.
본 발명은 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질을 암호화하는 유전자를 포함하는 재조합 발현 벡터에 관한 것이다.The present invention relates to a recombinant expression vector comprising a gene encoding a protein having an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.
“재조합 발현 벡터”란 숙주세포에서 목적 단백질 또는 목적 RNA을 발현할 수 있는 벡터로서, 유전자 삽입물이 발현되도록 작동가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 제작물을 말한다. 적합한 발현벡터는 프로모터, 오퍼레이터, 개시코돈, 종결코돈, 폴리아데닐화 시그널 및 인핸서(촉진유전자) 같은 발현 조절 서열 외에도 막 표적화 또는 분비를 위한 시그널 서열 또는 리더 서열을 포함하며 목적에 따라 다양하게 제조될 수 있다. 또한 발현벡터는 벡터를 함유하는 숙주 세포를 선택하기 위한 선택 마커를 포함하고, 복제 가능한 발현벡터인 경우 복제 기원을 포함한다.A "recombinant expression vector" refers to a gene construct that is capable of expressing a protein of interest or RNA of interest in a host cell, and includes a gene construct comprising essential regulatory elements operably linked to express the gene insert. Suitable expression vectors include signal sequences or leader sequences for membrane targeting or secretion in addition to expression control sequences such as promoters, operators, initiation codons, termination codons, polyadenylation signals, and enhancers (promoter) and can be prepared in various ways depending on the purpose. Can be. The expression vector also includes a selection marker for selecting a host cell containing the vector and, in the case of a replicable expression vector, a replication origin.
본 발명의 재조합 발현 벡터는 당업계에 알려진 다양한 구조 유전자를 포함할 수 있으며, 이러한 구조 유전자는 당업계에 알려진 다양한 프로모터와 작동가능하게 연결된다. The recombinant expression vector of the present invention may include various structural genes known in the art, and such structural genes are operably linked with various promoters known in the art.
또한, 상기 구조 유전자는 항생제 저항성 유전자, 제초제 저항성 유전자, 바이러스 저항성 유전자, 해충 저항성 유전자, 대사관련 유전자, 발광 유전자, GFP(green fluorescence protein, AY598428) 유전자, GUS(β-glucuronidase, AF485783) 유전자, GAL(β-galactosidase, AAB49721) 유전자 등을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.Also, the structural gene may be selected from the group consisting of an antibiotic resistance gene, a herbicide resistance gene, a virus resistance gene, an insect resistance gene, a metabolism-related gene, a luminescent gene, a GFP (green fluorescence protein, AY598428) gene, a GUS (β-glucuronidase, AF485783) (? -galactosidase, AAB49721) gene, and the like.
본 발명의 일 실시예에서, 재조합 발현 벡터는 OsTCP6의 C 말단에 형광단백질 smGFP가 연결된 재조합 DNA를 칼리플라워 모자익 바이러스의 35S 프로모터(CaMV35SP)의 하류에 삽입하여 OsTCP6-GFP 융합 식물 발현 벡터를 제작하였다.In one embodiment of the present invention, the recombinant expression vector was inserted into the downstream of the 35S promoter (CaMV35SP) of the cauliflower mosaic virus (CaMV35SP) of the recombinant protein linked to the fluorescent protein smGFP at the C-terminal of OsTCP6 to produce an OsTCP6-GFP fusion plant expression vector. .
또한, 본 발명은 상기 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질을 암호화하는 유전자를 포함하는 재조합 발현 벡터로 형질전환된 형질전환체에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a transformant transformed with a recombinant expression vector comprising a gene encoding a protein having an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.
본 발명에서 본 발명의 재조합 발현 벡터로 형질전환하는 것은 당업자에게 공지된 형질전환기술에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게는 미세사출법(microprojectile bombardment), 입자 총 충격법 (particle gun bombardment), 실리콘 탄화물 위스커(Silicon carbide whiskers), 초음파 처리(sonication), 일렉트로포레이션(electroporation), PEG-매개 융합법(PEG-mediated fusion), 미세주입법(microinjection), 리포좀 매개법(liposome-mediated method), 인-플란타 형질전환법(In planta transformation), 진공 침윤법(Vacuum infiltration method), 화아침지법(floral meristem dipping method), 아그로박테리아 분사법(Agrobacteria spraying method)를 이용할 수 있다.In the present invention, transformation with the recombinant expression vector of the present invention may be performed by transformation techniques known to those skilled in the art. Preferably microprojectile bombardment, particle gun bombardment, silicon carbide whiskers, sonication, electroporation, PEG-mediated fusion (PEG) mediated fusion, microinjection, liposome-mediated method, In planta transformation, Vacuum infiltration method, floral meristem dipping method), Agrobacteria spraying method (Agrobacteria spraying method) can be used.
또한 형질전환체는 대장균(Escherichia coli), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 스트렙토마이세스(Streptomyces), 슈도모나스(Pseudomonas), 프로테우스 미라빌리스(Proteus mirabilis), 스타필로코쿠스(Staphylococcus) 및 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)가 가능하나 이에 한정되는 것은 아니다.Transformants are also Escherichia coli, Bacillus subtilis, Streptomyces, Pseudomonas, Proteus mirabilis, Staphylococcus and Agro Bacterium tumefaciens (Agrobacterium tumefaciens) is possible, but is not limited thereto.
또한, 상기 형질전환체는 식물 또는 식물세포일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 식물이란 전체 식물(whole plant), 식물의 일부분, 캘러스, 식물 조직, 식물 세포 및 식물 종자를 모두 포함한다. In addition, the transformant may be a plant or a plant cell, but is not limited thereto. Plants include whole plants, parts of plants, callus, plant tissues, plant cells and plant seeds.
본 발명의 일 실시예에서 재조합 벡터는 아그로박테리움 투메파시엔스(GV3101)에 형질전환되었으며, 애기장대 식물체에 접종하여 형질전환체를 제작하였다.In one embodiment of the present invention, the recombinant vector was transformed into Agrobacterium tumefaciens (GV3101), and inoculated to Arabidopsis plants to prepare a transformant.
또한, 본 발명은 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 폴리펩티드의 세포내 수준(level)을 조절하여 식물의 생장 및/또는 형태가 변화된 식물에 관한 것이다.The present invention also relates to a plant in which the growth and / or morphology of the plant is changed by controlling the intracellular level of the polypeptide having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.
상기 식물은 애기장대, 배추, 양배추, 겨자, 평지(유채), 무, 호무(Brassica napobrassica), 순무(Brassica rapa/Brassica campestris), 트리케일, 콜리플라워, 브로콜리, 냉이, 황새냉이, 장대나물, 꽃다지, 상갓(Brassica juncea), 누른갓(Brassica napus), 브라시카 올레라케아(Brassica oleracea), 콜라비(Brassica caulorapa), 브라시카 핌브리아타(Brassica fimbriata), 브라시카 루보(Brassica ruvo), 브라시카 셉티켑스(Brassica septi-ceps), 검은겨자(Brassica nigra), 코클레아리아 오피키날리 (Cochlearia officinalis), 겨자무(Armoracia lapathifolia), 데스쿠라이니아 핀나타(Descurainia pinnata), 아우브리에타 델토이데아(Aubrieta deltoidea)와 같은 피자식물일 수 있으며, 상기 식물에서 OSTCP11 단백질의 발현이 변화되어 영향을 받는 조직은 잎, 꽃, 배축, 장각과(silique), 씨(seed)일 수 있다.The plants are Arabidopsis, Chinese cabbage, cabbage, mustard, rape (rapeseed), radish, radish (Brassica napobrassica), turnip (Brassica rapa / Brassica campestris), tricale, cauliflower, broccoli, wasabi, horseradish, pole sprout, Flower Pot, Brasica juncea, Brasica napus, Brassica oleracea, Brassica caulorapa, Brassica fimbriata, Brassica ruvo, Brassica septi-ceps, Black mustard (Brassica nigra), Cochlearia officinalis, Mustard radish (Armoracia lapathifolia), Descurinia pinnata, Aubrietta It may be a pizza plant such as Aubrieta deltoidea, and the tissues affected by the change of the expression of OSTCP11 protein in the plant may be leaves, flowers, hypocotyls, siliques, seeds.
또한, 상기 식물은 벼, 옥수수, 양파, 파, 보리, 밀, 부추, 마늘, 택사, 지모, 천문동, 은방울꽃, 패모, 맥문동, 진황정, 여로, 대나무 및 호접란(phalaenopsis spp), 춘란(Cymbidium goeringii), 양란(Cymbidium ssp), 덴파레(Dendrobium phalaenopsis), 풍란(Neofinetia falcata), 나도풍란(Aerides japonicum) 카틀레아(Cattleya ssp), 온시디움(oncidium ssp), 브라시아(Brassia ssp), 반다(Vanda ssp), 파피오페딜럼(Paphioedilum ssp), 말토니아(Miltonia ssp) 및 한란(Cymbidium Kanran) 등의 난초과 식물일 수 있다.In addition, the plants are rice, corn, onions, leeks, barley, wheat, leek, garlic, taxa, jimyeo, astronomical dong, lily of the valley, pamo, makmun-dong, jinhwangjeong, erosion, bamboo and phalaenopsis spp, Cymbidium goeringii ), Cymbidium ssp, Denparium phalaenopsis, Neofinetia falcata, Aerides japonicum Cattlea ssp, Oncidium ssp, Brassia ssp, Vanda (Vanda) ), Orchid plants such as Papio pedilum ssp, Miltonia ssp and Cymbidium Kanran.
또한, 본 발명은 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질을 과발현시킴으로써 세포분열의 중심조절자 역할을 하는 유전자 발현을 증가시키는 방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a method of increasing gene expression that acts as a central regulator of cell division by overexpressing a protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2.
본 발명의 일 실시예에서 OsTCP6의 과발현 형질전환체의 특성을 조사한 결과, 식물의 잎의 길이와 폭이 크게 증가하였으며, 잎의 크기와 함께 엽병의 길이 및 하배축(hypocotyl)도 길어짐을 확인하였다. 또한, 야생형의 경우 추대 후 생식생장기에 잎의 발생이 멈추는 것과 달리 OsTCP6 형질전환 식물에서는 소엽의 발생이 크게 증가하여 잎의 수가 많아지는 특성을 확인하였다. 이는 OsTCP6 유전자 또는 이의 상동 유전자가 잎의 분열 조직을 유지시키기 때문이다.As a result of investigating the characteristics of the overexpressing transformant of OsTCP6 in one embodiment of the present invention, the length and width of the leaves of the plant were greatly increased, and the length and hypocotyl of the leaf disease along with the leaf size were also increased. In addition, in the case of wild type, the leaf generation was stopped during the reproductive growth after the extraction, and in the OsTCP6 transgenic plants, the generation of leaflets increased significantly and the number of leaves was confirmed. This is because the OsTCP6 gene or homolog thereof maintains the meristem of the leaves.
상기 '세포분열의 중심 조절자 역할을 하는 유전자'는 세포분열의 활성을 조절하는 유전자로 이에 제한되지 않지만, PCNA (proliferating cell nuclear antigen), CDK (cdc 2등 cyclin dependent protein kinase), CDK activating kinase, cyclin, E2F 전사인자, RB (retinoblastoma tumor suppressor), KRP (Kip-related proteins, CDK inhibitor) 등을 포함하는 세포주기 (cell cycle)의 진행을 조절하는 기능을 수행한다.
The gene acting as a central regulator of cell division is a gene that regulates cell division activity, but is not limited thereto. Proliferating cell nuclear antigen (PCNA), cyclin dependent protein kinase (CDC 2, etc.), CDK activating kinase It regulates the progress of the cell cycle, including cyclin, E2F transcription factor, retinoblastoma tumor suppressor (RB), and KRP (Kip-related proteins, CDK inhibitor).
본 발명의 일 실시예에서는 OsTCP6 형질전환 식물과 야생형의 RNA를 분리하여 세포분열, 세포생장에 관련된 유전자 발현을 RT-PCR 방법으로 조사한 결과, 세포분열의 중심조절자로 알려진 PCNA 유전자 발현이 증가하였으며, 세포주기와 연관된 cdc2b, cyclinB1, cyclinD3 유전자 발현이 증가하였음을 확인하였다. 또한 세포생장을 조절하는 expansin 유전자의 발현이 증가하였음을 확인할 수 있었다. 상기 결과는 OsTCP6가 세포분열을 촉진하여 잎 발생을 증가시키거나, 세포생장을 촉진하여 잎의 크기를 증가시키는데 이용할 수 있음을 보여준다.
In an embodiment of the present invention, the RNA expression of OsTCP6 transgenic plants and wild-type RNA was isolated, and the gene expression related to cell division and cell growth was examined by RT-PCR. As a result, the expression of PCNA genes known as central regulators of cell division was increased. The expression of cdc2b, cyclinB1, and cyclinD3 genes associated with the cell cycle was increased. In addition, it was confirmed that the expression of the expansin gene that regulates cell growth was increased. The results show that OsTCP6 can be used to promote cell division to increase leaf development or to promote cell growth to increase leaf size.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
[실시예][Example]
이들 실시예는 단지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되는 것은 아니다.
These examples are only for illustrating the present invention in detail, and the scope of the present invention is not to be construed as limited by the following examples.
실시예Example 1. 벼 유래의 1. derived from rice OsTCP6OsTCP6 유전자 gene 클로닝Cloning 및 그 염기서열 분석 And sequencing thereof
2주간 키운 낙동 벼 유식물의 줄기 기저부와 분열조직으로부터 RNA를 분리하여 RT-PCR을 수행하였다. 전체 RNA를 주형으로 올리고 (dT)20와 역전사효소 (Superscript III, Invitrogen)를 사용하여 단일 cDNA 사슬을 합성하고, 하기 한 쌍의 올리고 뉴클레오타이드 프라이머를 제작하였다.
RT-PCR was performed by separating RNA from stem base and meristem of Nakdong rice seedlings grown for 2 weeks. Total RNA was used as a template to synthesize a single cDNA chain using oligo (dT) 20 and reverse transcriptase (Superscript III, Invitrogen), to prepare the following pair of oligonucleotide primers.
포워드 프라이머 : 5‘-ATGACCATGGACGTCGCCGGAGACGCAGG-3’(서열번호: 3)Forward primer: 5'-ATGACCATGGACGTCGCCGGAGACGCAGG-3 '(SEQ ID NO: 3)
리버스 프라이머 : 5‘-CTACGAGTCGCTGGTGCTTATGCTCTG-3’(서열번호 : 4)
Reverse primer: 5'-CTACGAGTCGCTGGTGCTTATGCTCTG-3 '(SEQ ID NO: 4)
단일 cDNA 사슬을 주형으로 상기 프라이머와 Taq 폴리머라제 (Pyrobest, Takara)를 사용하여 PCR 반응을 수행하였다. 증폭된 cDNA 절편을 pGEM-T vector (Promega)에 클로닝하여 OsTCP6로 명명하고 전체 염기서열을 결정하여 (서열번호: 1) 이를 Genbank에 등록하였다 (GQ229483, 2010. 7.1 공개).
PCR was performed using the primers and Taq polymerase (Pyrobest, Takara) as a template with a single cDNA chain. The amplified cDNA fragment was cloned into pGEM-T vector (Promega), named OsTCP6 and the total sequencing was determined (SEQ ID NO: 1) and registered in Genbank (GQ229483, published on Jul. 2010).
실시예 2. 형질전환을 위한 벡터의 제작Example 2 Construction of Vectors for Transformation
OsTCP6의 C 말단에 형광단백질 smGFP가 연결된 재조합 DNA를 35S 프로모터의 하류에 삽입한 식물발현 벡터를 제작하였다. 먼저 OsTCP6 단백질의 종료 코돈을 제거한 ORF를 BglII를 포함하는 하기 한 쌍의 프라이머를 이용하여 PCR 증폭하였다.
A plant expression vector was prepared in which recombinant DNA, in which the fluorescent protein smGFP was connected to the C terminus of OsTCP6 , was inserted downstream of the 35S promoter. First, ORF from which the termination codon of OsTCP6 protein was removed was PCR amplified using the following pair of primers including BglII.
포워드 프라이머 : 5'-CAGATCTATGACCATGGACGTCGCCGG-3' (서열번호: 5)Forward primer: 5'-CAGATCTATGACCATGGACGTCGCCGG-3 '(SEQ ID NO: 5)
리버스 프라이머 : 5'-CAGATCTGCGAGTCGCTGGTGCTTATGC-3' (서열번호: 6)
Reverse primer: 5'-CAGATCTGCGAGTCGCTGGTGCTTATGC-3 '(SEQ ID NO .: 6)
증폭된 DNA 단편을 pGEMT vector에 클로닝 한 후 BglII로 절단한 유전자를 하이그로마이신 저항성을 가지는 pCAMBIA1300 유래의 식물발현 벡터의 35S 프로모터와 형광단백질 유전자 smGFP 사이의 Bam HI site에 삽입된 식물 발현 벡터를 제작하였다 (도 1). 제작한 벡터를 아그로박테리움 (GV3101)에 도입하고 하이그로마이신 배지에서 배양하였다.
Amplified DNA fragment was cloned into pGEMT vector, and the BglII-cut gene was inserted into the Bam HI site between the 35S promoter of the pCAMBIA1300-derived plant expression vector having hygromycin resistance and the fluorescent protein gene smGFP. (FIG. 1). The prepared vector was introduced into Agrobacterium (GV3101) and cultured in hygromycin medium.
실시예 3. TCP6 단백질의 세포내 및 조직학적 분포Example 3. Intracellular and Histological Distribution of TCP6 Protein
OsTCP6 단백질의 세포내 발현 위치를 확인하기 위하여 실시예 2에서 제작한 OsTCP6-smGFP 식물발현 벡터의 플라스미드를 금 입자 표면에 입힌 후 유전자 총 (particle delivery system; PDS2000, BioRad)을 이용하여 담배 잎 뒷면에 주사기로 접종하여 단백질을 일시 발현시킨 후 형광 현미경을 이용하여 세포 내 형광단백질의 분포를 관찰한 결과 OsTCP6이 핵에서 발현됨을 확인하였다 (도 2). In order to confirm the intracellular expression of OsTCP6 protein, the plasmid of the OsTCP6- smGFP plant expression vector prepared in Example 2 was coated on the surface of gold particles, and then, on the back of the tobacco leaf using a gene delivery system (PDS2000, BioRad). After inoculating with a syringe and temporarily expressing the protein, fluorescence microscopy was used to observe the distribution of intracellular fluorescent proteins. As a result, OsTCP6 was expressed in the nucleus (FIG. 2).
또한 벼 유묘에서 정단분열조직 (SAM)을 포함하는 새가지/뿌리(shoot/root) 기저부위에 대한 파라핀 조직절편을 제작하고 OsTCP6 유전자에 대한 in situ hybridization을 다음과 같이 수행하였다. OsTCP6 DNA 단편을 주형으로 RNA polymerase를 이용하여 DIG로 표지한 antisense RNA를 합성하였다. PolyA와 tRNA를 포함하는 혼성화 반응용액에 합성한 antisense RNA를 넣고, 조직절편이 있는 슬라이드글라스 위에 점적하여 혼성화 반응을 수행하였다. 결합하지 않은 RNA를 RNase를 처리하여 제거한 후, 핵산 Anti-DIG-AP 용액으로 항체반응한 후 NBT/BCIP로 발색반응을 유도하였다. 조직절편을 에탄올로 탈수시킨 후 현미경으로 관찰하였다. 그 결과 OsTCP6 전사체가 줄기 정단분열조직(SAM)과 뿌리 분열조직(CR)에서 발현하는 것을 확인하였다(도 3).
In addition, paraffin tissue sections were prepared for shoot / root basal sites including SAMs from rice seedlings and in situ hybridization of OsTCP6 gene was performed as follows. OsTCP6 DNA fragment was used as a template to synthesize antisense RNA labeled with DIG using RNA polymerase. Synthetic antisense RNA was added to the hybridization reaction solution containing PolyA and tRNA, and the hybridization reaction was performed by dropping onto a slide glass containing tissue sections. After removing the unbound RNA by RNase treatment, the antibody was reacted with the nucleic acid Anti-DIG-AP solution, and then the color reaction was induced by NBT / BCIP. Tissue sections were dehydrated with ethanol and observed under a microscope. As a result, it was confirmed that OsTCP6 transcript is expressed in stem apical meristem (SAM) and root meristem (CR) (Fig. 3).
실시예 4. TCP6 식물 과발현용 형질전환 벡터 제작 및 애기장대 형질전환Example 4 Transformation Vector Preparation and Arabidopsis Transformation for TCP6 Plant Overexpression
OsTCP6 유전자가 칼리플라워 모자익 바이러스의 35S 프로모터의 하류에 연결되어 상시발현되는 식물발현 벡터를 제작하였다. 이를 위하여 OsTCP6의 ORF를 BglII를 포함하는 하기 한 쌍의 프라이머를 이용하여 PCR 증폭하여, pGEMT vector에 클로닝한 후 전체 염기서열을 결정하였다.
The OsTCP6 gene was linked downstream of the 35S promoter of the Cauliflower mosaic virus to produce a constant plant expression vector. To this end, the ORF of OsTCP6 was PCR amplified using the following pair of primers including BglII, cloned into the pGEMT vector, and the entire nucleotide sequence was determined.
포워드 프라이머 : 5'-CAGATCTATGACCATGGACGTCGCCGG-3' (서열번호: 7)Forward primer: 5'-CAGATCTATGACCATGGACGTCGCCGG-3 '(SEQ ID NO .: 7)
리버스 프라이머 : 5'-CAGATCTACGAGTCGCTGGTGCTTATGC-3' (서열번호: 8)
Reverse primer: 5'-CAGATCTACGAGTCGCTGGTGCTTATGC-3 '(SEQ ID NO .: 8)
Bgl II로 절단한 OsTCP6 유전자를 하이그로마이신 저항성을 가지는 pCAMBIA1300 유래의 식물발현 벡터의 BamHI site에 삽입된 식물 발현 벡터를 제작하였다(도 4). 식물 형질전환을 위하여 제작한 벡터를 아그로박테리움 (GV3101)에 도입하고 하이그로마이신 15㎍/ℓ가 포함된 배지에서 형질전환체를 선발하고 온실에서 생육하였다.
OsTCP6 gene digested with Bgl II was constructed with a plant expression vector inserted into the BamHI site of a plant expression vector derived from pCAMBIA1300 having hygromycin resistance (FIG. 4). Vectors prepared for plant transformation were introduced into Agrobacterium (GV3101), and transformants were selected from medium containing 15 g / l of hygromycin and grown in a greenhouse.
선발한 OsTCP6 형질전환 애기장대 T2 세대에서 RNeasy plant kit (QIAGEN)을 이용하여 RNA를 분리하고, 전체 RNA를 주형으로 올리고 (dT)20와 역전사효소 (Superscript III, Invitrogen)를 사용하여 단일 cDNA 사슬을 합성하였다. OsTCP6의 염기서열 특이적인 프라이머를 이용하여 PCR 반응을 수행하였으며, 이때 PCR 회전 조건(cycling parameter)은 95℃-30초, 57℃-30초, 72℃-40초에서 40회전이었다.RNA was isolated from RNeasy plant kit (QIAGEN) in T2 generation of selected OsTCP6 transgenic Arabidopsis, and whole RNA was transformed into template (dT) 20 and a single cDNA chain using reverse transcriptase (Superscript III, Invitrogen). Synthesized. PCR reactions were performed using the nucleotide sequence specific primers of OsTCP6, wherein PCR cycling parameters were 40 rotations at 95 ° C.-30 sec, 57 ° C.-30 sec, and 72 ° C.-40 sec.
포워드 프라이머 : 5'-CGAGTGGCTGCTGCAGCAGG-3'(서열번호: 9)Forward primer: 5'-CGAGTGGCTGCTGCAGCAGG-3 '(SEQ ID NO .: 9)
리버스 프라이머 : 5'-CCTCCTTGCGTGCTGTTGC-3' (서열번호: 10)
Reverse primer: 5'-CCTCCTTGCGTGCTGTTGC-3 '(SEQ ID NO .: 10)
genomic PCR 방법으로 하이그로마이신 저항성 유전자 및 OsTCP 유전자가 안정적으로 도입되었음을 확인하였다 (도 5A). It was confirmed that the hygromycin resistance gene and the OsTCP gene were stably introduced by genomic PCR (FIG. 5A).
또한 추출한 RNA를 주형으로 RT-PCR 방법을 통해 도입한 OsTCP6 전사체가 발현되고 있음을 확인하였다 (도 5B).
In addition, it was confirmed that the OsTCP6 transcript, which was introduced through the RT-PCR method as the extracted RNA, was expressed (FIG. 5B).
실시예 5. 애기장대 형질전환체의 표현형 및 유전자 발현 분석Example 5 Analysis of Phenotype and Gene Expression of Arabidopsis Transformants
OsTCP6 형질전환 애기장대는 야생형에 비해 잎의 길이와 폭이 각각 약 20-35%, 10-20% 증가하여, 잎의 크기가 매우 커지는 신규한 표현형을 보였으며, 잎의 크기와 함께 엽병의 길이도 길어지는 것을 확인하였다(도 6). 또한 형질전환체 유식물의 하배축(hypocotyl) 길이 역시 증가하였다. 따라서 OsTCP6의 과발현에 의해 지상부 영양생장기관의 길이 또는 폭의 형태가 변화하였음을 알 수 있었다. 또한 야생형의 경우 추대 후 생식생장기에 잎의 발생이 멈추는 것과 달리 OsTCP6 형질전환 애기장대에서는 소엽의 발생이 크게 증가하여 잎의 수가 많아지는 특성을 보였다 (도 7). 이러한 결과는 본 발명에 따른 형질전환체가 잎의 분열조직을 유지시키는 기능을 가지고 있음을 나타낸다.OsTCP6 transgenic Arabidopsis showed about 20-35% and 10-20% increase in leaf length and width, respectively, compared to wild type, showing a new phenotype with very large leaf size. It was confirmed that the lengthening (Fig. 6). The hypocotyl length of the transformant seedlings also increased. Therefore, the overexpression of OsTCP6 changed the length or width of nutrient growth organs. In addition, in the wild type, the generation of leaves stops in the reproductive growth after the extraction, whereas in the OsTCP6 transgenic Arabidopsis, the generation of lobules was greatly increased and the number of leaves increased (FIG. 7). These results indicate that the transformant according to the present invention has a function of maintaining the meristem of the leaves.
이처럼 잎 등 영양생장 기관이 커지고, 생장이 오래 지속되는 표현형과 연관된 분자생물학적 기작을 규명하기 위하여, 세포분열 혹은 세포신장과 관련된 유전자들의 염기서열에 맞는 하기 한 쌍의 프라이머들을 제작하여 RT-PCR 방법으로 유전자 발현을 조사하였다. RNA 분리 및 cDNA 합성은 실시예 4와 동일하게 수행되었으며, PCR 회전 조건 (cycling parameter)은 95℃-30초, 57℃-30초, 72℃-40초에서 32회전 (expansin) 혹은 40회전(PCNA, cdc2b, CYCD3, CYCB1)이었다.In order to identify the molecular biological mechanisms associated with the growth of nutrient growth organs such as leaves and long-lived phenotypes, the following pair of primers were prepared according to the nucleotide sequence of genes related to cell division or cell extension. Gene expression was examined. RNA isolation and cDNA synthesis were performed in the same manner as in Example 4, and PCR rotational conditions (cycling parameters) were 32 rotations (expansin) or 40 rotations (95 ° C-30 sec, 57 ° C-30 sec, 72 ° C-40 sec). PCNA, cdc2b, CYCD3, CYCB1).
Cdc2b 포워드 프라이머 5' -GAGCAGCAATGGCCGG- 3' (서열번호: 11)Cdc2b forward primer 5'-GAGCAGCAATGGCCGG- 3 '(SEQ ID NO .: 11)
Cdc2b 리버스 프라이머 5' -CATTGCTACCACACCATTGTG- 3' (서열번호: 12) Cdc2b reverse primer 5'-CATTGCTACCACACCATTGTG- 3 '(SEQ ID NO .: 12)
CYCD3 포워드 프라이머 5' -TCGGGTACCTCCCATCAG- 3' (서열번호: 13)CYCD3 forward primer 5'-TCGGGTACCTCCCATCAG- 3 '(SEQ ID NO .: 13)
CYCD3 리버스 프라이머 5' -GAGTGGCTACGATTGCCC- 3' (서열번호: 14) CYCD3 reverse primer 5 '-GAGTGGCTACGATTGCCC- 3' (SEQ ID NO .: 14)
CYCB1 포워드 프라이머 5' -CGTCCTCGTACACGATCTCA- 3' (서열번호: 15) CYCB1 forward primer 5'-CGTCCTCGTACACGATCTCA- 3 '(SEQ ID NO .: 15)
CYCB1 리버스 프라이머 5' -CCACAGCTGCGAGGTCATTC- 3' (서열번호: 16)CYCB1 Reverse Primer 5 '-CCACAGCTGCGAGGTCATTC- 3' (SEQ ID NO .: 16)
PCNA 포워드 프라이머 5' -GGGTTCTCACTCCAAGCTAT- 3' (서열번호: 17) PCNA forward primer 5'-GGGTTCTCACTCCAAGCTAT-3 '(SEQ ID NO .: 17)
PCNA 리버스 프라이머 5' -GAGCACAATGTTAGCGGTTC- 3' (서열번호: 18) PCNA Reverse Primer 5'-GAGCACAATGTTAGCGGTTC- 3 '(SEQ ID NO .: 18)
Expansin 포워드 프라이머 : 5'-CGT GAG AGT AGA AGA AGC AAG C-3' (서열번호: 19)Expansin Forward Primer: 5'-CGT GAG AGT AGA AGA AGC AAG C-3 '(SEQ ID NO: 19)
Expansin 리버스 프라이머 : 5'-GTG AGC ATC GCA AGG ATC ACA AC-3' (서열번호: 20)
Expansin Reverse Primer: 5'-GTG AGC ATC GCA AGG ATC ACA AC-3 '(SEQ ID NO .: 20)
RT-PCR 결과를 통해 야생형에 비해 애기장대 형질전환체에서 세포생장을 촉진하는 것으로 알려진 expansin 유전자와 세포분열의 중심 조절자로 알려진 PCNA(proliferating cell nuclear antigen) 유전자 발현이 증가하였으며, 세포주기와 연관된 cdc2b, cyclinB1, cyclinD3 유전자 발현이 증가하였음을 확인하였다 (도 8). 이상의 결과를 종합할 때 OsTCP6 과발현시 세포분열, 신장에 관련된 유전자 발현이 유도되며, PCNA 등 세포분열의 중심 조절 유전자의 발현조절이 일어난다는 것을 알 수 있다.
RT-PCR results showed increased expression of the expansin gene, which is known to promote cell growth in Arabidopsis transformants, and the proliferating cell nuclear antigen (PCNA) gene, which is a central regulator of cell division, compared to wild type. , cyclinB1, cyclinD3 gene expression was increased (Fig. 8). In conclusion, it can be seen that gene expression related to cell division and kidney is induced when OsTCP6 is overexpressed, and expression regulation of central regulatory genes of cell division such as PCNA occurs.
GFP : Green fluorescent proteinGFP: Green fluorescent protein
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Patent Citations (3)
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KR100794395B1 (en) | 2007-01-19 | 2008-01-15 | 명지대학교 산학협력단 | Cytochrome p450 gene for increasing seed size of plant |
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