KR101350225B1 - RsERF1 gene from Raphanus sativus and uses thereof - Google Patents

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KR101350225B1 KR1020120003359A KR20120003359A KR101350225B1 KR 101350225 B1 KR101350225 B1 KR 101350225B1 KR 1020120003359 A KR1020120003359 A KR 1020120003359A KR 20120003359 A KR20120003359 A KR 20120003359A KR 101350225 B1 KR101350225 B1 KR 101350225B1
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Abstract

본 발명은 갯무 (Raphanus sativus) 유래의 환경 스트레스 저항성 관련 RsERF1 (Raphanus sativus ethylene responsive transcription factor 1) 단백질, 상기 단백질을 코딩하는 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포, 상기 재조합 벡터로 식물세포를 형질전환시켜 RsERF1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 식물의 환경 스트레스 저항성을 증진시키는 방법, 상기 재조합 벡터를 이용한 환경 스트레스 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 환경 스트레스 저항성이 증진된 형질전환 식물체 및 이의 종자 및 갯무 유래의 RsERF1 유전자를 포함하는 식물의 환경 스트레스 저항 증진용 조성물에 관한 것이다.The invention of the mud ( Raphanus) sativus ) -related RsERF1 related to environmental stress resistance ( Raphanus sativus ethylene responsive transcription factor 1 ) A plant comprising a protein, a gene encoding the protein, a recombinant vector comprising the gene, a host cell transformed with the recombinant vector, and a plant cell transformed with the recombinant vector to overexpress the RsERF1 gene. environmental stress method for enhancing the resistance, the recombinant vector a method for producing environmental stress resistance is enhanced transgenic plant using, transformed with the environmental stress resistance prepared by the method it promotes conversion plant and of its seed and gaetmu derived RsERF1 It relates to a composition for enhancing environmental stress resistance of a plant comprising a gene.

Description

갯무 유래의 RsERF1 유전자 및 이의 용도{RsERF1 gene from Raphanus sativus and uses thereof}RsERF1 gene from Raphanus sativus and uses approximately

본 발명은 갯무 유래의 RsERF1 유전자 및 이의 용도에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 갯무 (Raphanus sativus) 유래의 환경 스트레스 저항성 관련 RsERF1 (Raphanus sativus ethylene responsive transcription factor 1) 단백질, 상기 단백질을 코딩하는 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포, 상기 재조합 벡터로 식물세포를 형질전환시켜 RsERF1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 식물의 환경 스트레스 저항성을 증진시키는 방법, 상기 재조합 벡터를 이용한 환경 스트레스 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 환경 스트레스 저항성이 증진된 형질전환 식물체 및 이의 종자 및 갯무 유래의 RsERF1 유전자를 포함하는 식물의 환경 스트레스 저항 증진용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to RsERF1 gene and its use derived from mud , and more particularly to mud ( Raphanus) sativus ) -related RsERF1 related to environmental stress resistance ( Raphanus sativus ethylene responsive transcription factor 1 ) A plant comprising a protein, a gene encoding the protein, a recombinant vector comprising the gene, a host cell transformed with the recombinant vector, and a plant cell transformed with the recombinant vector to overexpress the RsERF1 gene. environmental stress method for enhancing the resistance, the recombinant vector a method for producing environmental stress resistance is enhanced transgenic plant using, transformed with the environmental stress resistance prepared by the method it promotes conversion plant and of its seed and gaetmu derived RsERF1 It relates to a composition for enhancing environmental stress resistance of a plant comprising a gene.

식물 병원균, 한발, 고농도의 염, 저온 및 고온과 같은 다양한 환경 스트레스는 식물의 성장을 저해하고 많은 중요한 농업분야에서 수확물의 생산성을 제한하는 요소 중 하나로 작용한다. 식물은 고농도의 염, 고온, 저온 및 한발 등의 환경 스트레스에 노출되게 되면, 식물 병 발생, 세포 내 삼투압 또는 이온 불균형이 발생하게 되어 식물의 생장 및 광합성이 저해되게 된다. 식물은 이러한 환경 스트레스에 대한 방어기작을 진화적으로 발달시켜 왔다. 식물 병원균에 대한 방어기작으로 살리실산 (salicylic acid), 자스몬산 (jasmonic acid) 및 에틸렌과 같은 식물 호르몬의 합성, 파이토알렉신 (phytoallexin)과 같은 항균 화합물의 합성, 세포벽 강화 (cell wall enforcement) 및 다양한 병 저항성 유전자의 발현이 있다. 또한, 고농도 염 스트레스에 대한 방어기작으로는 식물의 세포막에 위치한 몇몇 전달자 (transporters)에 의한 이온 항상성 (ion homeostasis) 유지 및 고농도 염 스트레스에 저항성을 가지는 SOS (Salt overly sensitive) 신호 전달체계의 활성화 등이 있다 (Zhu et al., 2003 Curr. Opin. Plant Biol 6:441-445).Various environmental stresses, such as plant pathogens, drought, high concentrations of salt, low temperatures and high temperatures, inhibit plant growth and act as one of the factors limiting the yield of crops in many important agricultural sectors. When a plant is exposed to environmental stress such as high concentration of salt, high temperature, low temperature, and drought, plant disease, intracellular osmotic pressure or ionic imbalance occur, thereby inhibiting plant growth and photosynthesis. Plants have evolved their defense against environmental stress. As a defense against plant pathogens, the synthesis of plant hormones such as salicylic acid, jasmonic acid and ethylene, the synthesis of antibacterial compounds such as phytoallexin, cell wall enforcement and various There is expression of disease resistant genes. In addition, defense mechanisms against high-salt salt stress include the maintenance of ion homeostasis by several transporters located in the cell membranes of plants and the activation of salt overly sensitive (SOS) signaling systems that are resistant to high salt salt stress. (Zhu et al., 2003 Curr. Opin. Plant Biol 6: 441-445).

식물의 성장을 저해하는 환경 스트레스 있어서 가장 가혹한 스트레스는 탈수, 고염 및 추위 등 다양한 외부 조건에 의해서 야기되는 삼투 스트레스 (osmotic stress)이다. 삼투 스트레스에 대한 저항성이 약간만 증가하여도 농업 생산성과 수율에 막대한 영향을 미칠 수 있기 때문에, 삼투 스트레스에 대한 조절 기작과 이에 관련된 조절 인자에 대해 많은 연구가 진행되어 왔다. 최근 연구들은 식물이 삼투 스트레스에 대한 적응 반응의 일부로 정밀한 기작을 가지고 있으며, 이러한 스트레스 적응 반응의 중요한 기작 중 하나는 적응 반응에 필요한 단백질을 코딩하는 유전자의 전사 활성화라는 사실을 밝히고 있다 (Liu et et al., 2000 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97:3730-3734). 또한 이러한 삼투 스트레스에 적응하기 위한 기작을 이해하기 위해 특정한 스트레스에 의해 발현이 유도되는 다수의 유전자들이 분리되었고, 그 특성이 광범위하게 연구되고 있다. Environmental stresses that inhibit plant growth The most severe stress is osmotic stress caused by various external conditions such as dehydration, high salt and cold. Since only a slight increase in resistance to osmotic stress can have a significant impact on agricultural productivity and yield, many studies have been conducted on the regulation mechanism of osmotic stress and its associated regulatory factors. Recent studies have shown that plants have precise mechanisms as part of their adaptive response to osmotic stress, and one of the important mechanisms of these stress adaptive responses is the transcriptional activation of genes encoding proteins required for adaptive response (Liu et et al. al., 2000 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97: 3730-3734). In addition, in order to understand the mechanism for adapting to osmotic stress, a number of genes induced by expression of specific stresses have been isolated, and their characteristics have been extensively studied.

한편 우리나라의 해안지대에서부터 2,700m를 넘는 고산지대까지 다양한 형태의 지형이 존재하고 있고 자연환경의 변화도 심하여 이에 적응하고 서식하는 식물의 종류도 다양하여 약 4,000여종의 특이한 자생식물이 존재한다. 이러한 자생식물을 간척지와 사막화된 땅 등 환경 복원에 활용될 수 있으며, 야생식물 자원은 미래 의약 개발, 유용 유전자 발굴 및 관상학적 화훼 육종 등 그 가치가 매우 크다고 볼 수 있다. 염 해안 염습지와 같은 독특한 생태계는 전세계적으로 한정되어 있는 희귀한 곳이며, 이곳에 생육하는 염생식물로부터 육상생태계에서 발견할 수 없는 유용한 유전자원이나 신물질이 발견될 확률이 매우 높다. 갯벌이나 간척지에 적응력이 강한 내염성 식물을 심어 염습지를 복원하는데 이용하고 이러한 내염성 유전자는 염생식물로부터 획득할 수 밖에 없으므로 염생식물의 유용한 유전자원을 개발하는 일은 매우 중요하다.On the other hand, there are various types of terrain from the coastal region of Korea to the alpine area of over 2,700m, and the natural environment is so varied that there are various kinds of plants that adapt and inhabit there, and there are about 4,000 unique native plants. These native plants can be used to restore the environment such as reclaimed land and deserted land, and wild plant resources are of great value for future medicine development, discovery of useful genes and breeding of ornamental flowers. Unique ecosystems, such as salt coastal salt marshes, are a rare confined area of the world, and are very likely to find useful genetic resources or new materials that cannot be found in terrestrial ecosystems. It is very important to develop a useful genetic source of salt plants because planting salt-resistant plants that are highly adaptable to tidal flats or reclaimed land is used to restore salt marshes and these salt-tolerant genes must be obtained from salt plants.

한편, 갯무는 바닷가의 척박한 모래땅에서 자라는 염생식물 중 하나로 환경 스트레스 저항성이 우수한 유용한 유전자원으로 주목받을 만하다. 갯무는 농작물인 무 (Raphanus sativus)에 그 기원을 두고 있다. 무의 씨앗이 바람을 타고 사람의 눈에 잘 띄지 않는 곳에 떨어져 원래의 무와는 다른 모양으로 자라게 되었다고 한다. 남부 지방과 다도해, 제주도 등지에서 볼 수 있고, 길가, 바닷가 또는 모래밭 등에 무리를 이루어 자란다. 무와 비슷하지만 뿌리는 무보다 가늘고 단단하고, 무의 잎보다 더 작지만 억세다. 구체적으로 잎은 뿌리에서 나오고 잎자루의 양쪽에 작은 잎이 새의 깃 모양으로 갈라져 있는 깃꼴겹잎이다. 꽃이 아름다워 관상용으로 심기도 하고, 잎과 뿌리로 김치를 담그거나 된장국에 넣어 먹는다. 민간에서는 약용으로 기침, 소화불량, 기관지염 등을 고치는데 이용한다.On the other hand, mud mud is one of the salt plants that grow on the sandy beaches by the sea, and it is remarkable as a useful genetic source with excellent environmental stress resistance. The mud has its origin in the crop, Raphanus sativus . It is said that the seeds of radish were blown away by wind and grew into a different shape than the original radish. It can be seen in the southern provinces and on Jeju Island, and grows in groups on the roadside, on the beach, or in the sand. It is similar to radish, but its roots are thinner and harder than radish, and smaller than radish leaves but strong. Specifically, the leaf is a pinnate leaf that comes out of the root and has small leaves on both sides of the petiole divided into bird feathers. Beautiful flowers are planted for ornamental purposes, soak kimchi with leaves and roots or eat them in miso soup. In civilian use, it is used to treat coughs, indigestion, and bronchitis.

한국특허등록 제10-0796164호에는 고추의 세포막 수용체 유사 단백질을 코딩하는 씨에이엠알피1 (CaMRP1) 유전자 및 이를 이용한 환경 스트레스 저항성 형질전환 식물체가 개시되어 있으며, 한국특허공개 제10-2000-0072720호에는 삼투 스트레스에 대한 저항성을 증진시키는 식물의 신규전사 조절 인자가 개시되어 있으나, 본 발명의 갯무 유래의 RsERF1 유전자 및 이의 용도에 대해서는 밝혀진 바가 없다.Korea Patent Registration No. 10-0796164 discloses a ssieyi emal and blood 1 (CaMRP1) encoding a membrane receptor-like proteins gene of chili and environmental stress-resistant transgenic plant using the same are disclosed, Korea Patent Publication No. 10-2000-0072720 No. Discloses a novel transcriptional regulator of plants that enhances resistance to osmotic stress, but the RsERF1 gene derived from the mud of the present invention and its use have not been identified.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명자들은 갯무 (Raphanus sativus) 유래의 RsERF1 (Raphanus sativus ethylene responsive transcription factor 1) 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 형질전환된 애기장대 식물체에서 환경 스트레스 저항성이 증진되는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.The present invention been made by the request as described above, the present inventors have gaetmu (Raphanus sativus) derived RsERF1 ( Raphanus sativus ethylene responsive transcription factor 1 ) The present invention was completed by confirming that environmental stress resistance is enhanced in Arabidopsis plants transformed with a recombinant vector containing a gene.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 갯무 (Raphanus sativus) 유래의 환경 스트레스 저항성 관련 RsERF1 (Raphanus sativus ethylene responsive transcription factor 1) 단백질을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an environmental stress resistance-related RsERF1 derived from seaweed ( Raphanus sativus ) ( Raphanus sativus ethylene responsive transcription factor 1 ) protein.

또한, 본 발명은 상기 단백질을 코딩하는 유전자를 제공한다.The present invention also provides a gene encoding the protein.

또한, 본 발명은 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다.The present invention also provides a recombinant vector comprising the gene.

또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공한다.The present invention also provides a host cell transformed with the recombinant vector.

또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 식물세포를 형질전환시켜 RsERF1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 식물의 환경 스트레스 저항성을 증진시키는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for enhancing the environmental stress resistance of a plant comprising the step of transforming the plant cell with the recombinant vector overexpressing the RsERF1 gene.

또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 식물세포를 형질전환하는 단계 및 상기 형질전환된 식물세포로부터 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 환경 스트레스 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing a transgenic plant having enhanced environmental stress resistance, comprising transforming plant cells with the recombinant vector and regenerating the plant from the transformed plant cells.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 환경 스트레스 저항성이 증진된 형질전환 식물체 및 이의 종자를 제공한다.In addition, the present invention provides transgenic plants and seeds thereof improved in environmental stress resistance produced by the above method.

또한, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열로 이루어진, 갯무 유래의 RsERF1 유전자를 포함하는 식물의 환경 스트레스 저항 증진용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for enhancing environmental stress resistance of plants comprising the RsERF1 gene derived from mud , consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

본 발명의 갯무 유래의 RsERF1 유전자는 환경 스트레스 저항성 조절 기능을 수행하므로, 식물체에서 이 유전자의 발현 조절을 통해, 식물의 환경 스트레스 저항성이 증가된 형질전환 식물체를 개발할 수 있게 하고, 이를 적용시킨 경제 작물은 간척지 또는 사막화된 불모지 등 기상이변으로 변화된 척박한 자연 환경에서도 재배환경을 극복하고, 수확량을 크게 증대시킬 수 있으므로 농업 및 식물종자산업의 발전에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.RsERF1 derived from the mud radish of the present invention Genes play a role in regulating environmental stress resistance, and by controlling the expression of these genes in plants, it is possible to develop transgenic plants with increased environmental stress resistance, and economic crops to which they are applied are reclaimed or deserted barrens. It can be useful for the development of agriculture and plant seed industry because it can overcome the cultivation environment and greatly increase the yield even in the harsh natural environment changed due to extreme weather.

도 1은 갯무로부터 분리한 RsERF1 유전자의 cDNA 염기서열을 나타낸 것이다.
도 2는 RsERF1의 cDNA 염기서열로부터 연역된 아미노산 서열을 나타낸 것이다.
도 3은 RsERF1의 cDNA 염기서열로부터 연역된 아미노산 서열과 상동성을 갖는 다른 식물체의 아미노산 서열을 비교한 그림이다. 선으로 표시된 부분은 AP2 도메인을 나타내며, 별 모양으로 표시된 부분은 ERF의 잘 보존된 알라닌 (133)과 아스파르트산 (138)을 나타낸다. 핵 타겟팅 신호 NLS (nucleus localization signal)는 ‘KRKRK'인 염기성 아미노산으로 구성되어있다. AEE75492, 애기장대(Arabidopsis thaliana); AAS20427, 고추(Capsicum annuum); AAK95687, 토마토(Solanum lycopersicum).
도 4는 RsERF1의 cDNA 염기서열로부터 연역된 아미노산 서열과 상동성을 가진 다른 식물체의 아미노산 서열을 계통수로 나타내어 진화적 거리를 조사한 결과를 나타낸다.
도 5는 RsERF1 유전자의 발현양상을 알아보기 위하여 고염 스트레스 (0.2 M NaCl)를 처리한 갯무 잎으로부터 총 RNA를 분리하고 RT-PCR (A) 및 노던블롯 분석 (B)을 수행한 결과이다.
도 6은 RsERF1 유전자가 암호화하는 단백질을 포함하는 GFP 재조합 단백질을 담배 원형질체에서 발현시켜 세포 내 위치를 분석하는 결과이다.
도 7은 RsERF1을 GST 뒤에 클로닝하여 제작한 대장균 (Escherichia coli) 발현 벡터 pDEST15이다.
도 8은 RsERF1 유전자 전체를 포함하고 있는 재조합 단백질을 대장균에서 대량 발현시킨 후 단백질 전기영동 (SDS-PAGE)을 통하여 시간별로 발현량을 분석한 결과이다 (M, 분자 크기 마커; V, 벡터; T, 총 단백질; Sol, 가용성 단백질; In, 불용성 단백질).
도 9는 대장균에서 발현시킨 재조합 단백질을 이용하여 RsERF1의 발현 여부 및 발현 양을 확인하기 위하여 단백질 전기영동 (SDS-PAGE) 후 GST 항체를 이용하여 웨스턴 분석을 수행한 결과이다 (V, 벡터; T, 총 단백질; Sol, 가용성 단백질).
도 10은 대장균에서 발현시킨 재조합 단백질을 이용하여 GST-태그 정제 칼럼을 이용하여 재조합 단백질을 1㎖씩 순차적으로 정제한 후 정제 여부를 확인하기 위하여 단백질 전기영동 (SDS-PAGE)을 통하여 분석한 결과이다.
도 11은 대장균에서 발현시킨 재조합 단백질 GST-RsERF1 및 DNA 결합 인식부위를 포함하는 길이가 짧은 올리고뉴클레오티드를 인위적으로 제작하여, DNA 결합 인식부위와의 결합여부를 확인하기 위한 실험으로서, 단백질 전기영동 (SDS-PAGE) 수행 후 방사선 동위원소 (γ32P-ATP)로 표지된 DNA를 이용하여 EMSA (Electrophoretic mobility shift assays) 실험을 수행한 결과이다 (GCC, GCC-박스; mGCC, 돌연변이된 GCC; DRE, DRE 모티프; mDRE, 돌연변이된 DRE 모티프).
도 12는 RsERF1의 전사활성을 효모에서 분석한 결과이다. (A) RsERF1 내의 AP2 도메인의 위치를 도식화한 것이다. (B) RsERF1 유전자를 GAL4 DNA 결합도메인을 포함하고 있는 발현 벡터에 클로닝한 것을 도식화한 것이다. RsERF1 유전자의 자가 활성 여부를 확인하기 위하여 RsERF1 유전자를 GAL4 DNA 결합 도메인 발현 벡터에 클로닝 후, MaV203 효모 균에 형질전환 하였고, 형질 전환된 RsERF1 유전자를 SD (Leu-) 고체배지에서 선별하여 SD (Leu-, Ura-, His) 고체 배지에서 키운 후, 성장 여부를 확인하였고, SD (Leu-, Ura-, His-, +β-X-gal) 배지에서 베타-갈락토시데이즈 (β-galactosidase) 활성 여부를 확인한 결과이다. WT : 양성 대조구, m1 및 m2 : 음성 대조구.
도 13은 RsERF1 과발현 형질전환 식물체 제조에 대한 결과이다. (A) 식물 형질전환용 RsERF1의 과발현 벡터 모식도이다. RsERF1 cDNA를 식물 형질전환용 벡터 pB2GW7에 클로닝한 후, 애기장대에 형질 전환하였다. (B) 애기장대 형질전환체 잎으로부터 DNA를 추출하였고, 이를 이용해 PCR 방법을 통해 형질전환 여부를 확인한 결과이다. + : 35S-RsERF1 플라스미드 (양성 대조구), - : 음성 대조구.
도 14는 RsERF1 과발현 형질전환 애기장대의 RsERF1 및 스트레스 관련 유전자 발현을 대조구 식물체와 비교 분석하기 위하여 RT-PCR을 수행한 결과이다. 대조구 식물체 및 RsERF1 과발현 형질전환 애기장대로부터 RNA를 추출하여 cDNA를 합성한 후 각각의 프라이머로 증폭된 PCR 산물을 아가로스겔에 전기영동한 후 촬영된 결과이다.
도 15는 대조구 식물체 및 RsERF1 형질전환 식물체를 삼투 스트레스 (0.2 M 만니톨), 염분 스트레스 (0.15M NaCl) 및 비스트레스 처리 식물체의 뿌리 생장과 생체중을 비교 분석한 결과 (A) 및 이를 정확한 수치로 비교한 그래프 (B)이다.
Figure 1 shows the cDNA sequence of the RsERF1 gene isolated from the mud .
Figure 2 shows the amino acid sequence deduced from the cDNA base sequence of RsERF1 .
3 is a diagram comparing amino acid sequences of other plants having homology with amino acid sequences deduced from the cDNA base sequence of RsERF1 . The portion indicated by lines represents the AP2 domain, and the portion marked with stars represents the well-conserved alanine (133) and aspartic acid (138) of the ERF. Nuclear targeting signal The NLS (nucleus localization signal) consists of a basic amino acid called 'KRKRK'. AEE75492, Arabidopsis thaliana ); AAS20427, Capsicum annuum ); AAK95687, Tomato ( Solanum lycopersicum ).
Figure 4 shows the results of the evolutionary distance by showing the amino acid sequence of another plant having homology with the amino acid sequence deduced from the cDNA base sequence of RsERF1 as a phylogenetic tree.
5 is RsERF1 In order to determine the expression of genes, total RNA was isolated from the leaves treated with high salt stress (0.2 M NaCl) and RT-PCR (A) and Northern blot analysis (B) were performed.
6 is RsERF1 It is a result of analyzing the position in the cell by expressing the GFP recombinant protein containing the protein encoding the gene in the tobacco protoplasts.
7 is Escherichia coli prepared by cloning RsERF1 behind GST. coli ) expression vector pDEST15.
FIG. 8 shows the results of analyzing the amount of expression of the recombinant protein including the entire RsERF1 gene in Escherichia coli over time, followed by protein electrophoresis (SDS-PAGE) (M, molecular size marker; V, vector; T , Total protein; Sol, soluble protein; In, insoluble protein).
9 shows the results of Western analysis using GST antibody after protein electrophoresis (SDS-PAGE) to confirm the expression and expression level of RsERF1 using recombinant proteins expressed in E. coli (V, vector; T , Total protein; Sol, soluble protein).
10 is a result of analysis by protein electrophoresis (SDS-PAGE) to confirm whether the purified purified by sequentially using the recombinant protein expressed in Escherichia coli 1 G by using a GST-tag purification column by 1ml to be.
11 is an experiment for artificially preparing a short oligonucleotide containing a recombinant protein GST- RsERF1 and a DNA binding recognition site expressed in E. coli, and confirms the binding to the DNA binding recognition site, protein electrophoresis ( Electrophoretic mobility shift assays (EMSAA) using DNA labeled with radioisotope (γ 32 P-ATP) followed by SDS-PAGE (GCC, GCC-box; mGCC, mutated GCC; DRE) , DRE motif; mDRE, mutated DRE motif).
12 shows the results of analyzing the transcriptional activity of RsERF1 in yeast. (A) Schematic of the position of the AP2 domain in RsERF1 . (B) The cloned expression of the RsERF1 gene into an expression vector containing a GAL4 DNA binding domain is shown. Self RsERF1 the gene in order to determine whether the activity after cloning a gene RsERF1 the GAL4 DNA binding domain expression vector, were transformed into MaV203 yeast strain, and screening for the transformed gene RsERF1 SD (Leu-) in SD solid medium (Leu After growth in-, Ura-, His) solid medium, growth was confirmed, beta-galactosidase (β-galactosidase) in SD (Leu-, Ura-, His-, + β-X-gal) medium This is the result of checking the activity. WT: positive control, m1 and m2: negative control.
13 is RsERF1 Results for overexpressing transgenic plants. (A) It is a schematic diagram of the overexpression vector of RsERF1 for plant transformation. RsERF1 The cDNA was cloned into the plant transformation vector pB2GW7 and then transformed into Arabidopsis. (B) DNA was extracted from the Arabidopsis transformant leaves, and the result of the transformation was confirmed by PCR. +: 35S- RsERF1 plasmid (positive control),-: negative control.
14 is RsERF1 RT-PCR was performed to compare RsERF1 and stress-related gene expression of overexpressed transgenic Arabidopsis with control plants. After extracting RNA from control plants and RsERF1 overexpressed Arabidopsis, synthesizing cDNA, PCR products amplified with each primer were electrophoresed on agarose gel.
15 is a comparative analysis of the root growth and live weight of the control plants and RsERF1 transgenic plants osmotic stress (0.2 M mannitol), salinity stress (0.15M NaCl) and non-stressed plants (A) and comparing them to the exact figures One graph is (B).

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진, 갯무 (Raphanus sativus) 유래의 환경 스트레스 저항성을 증진시키는 RsERF1 (Raphanus sativus ethylene responsive transcription factor 1) 단백질을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention is composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, Raphanus sativus ) to enhance the environmental stress resistance of RsERF1 ( Raphanus) sativus ethylene responsive transcription factor 1 ) provides the protein.

본 발명에 따른 RsERF1 단백질의 범위는 갯무로부터 분리된 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질 및 상기 단백질의 기능적 동등물을 포함한다. "기능적 동등물"이란 아미노산의 부가, 치환 또는 결실의 결과, 상기 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열과 적어도 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 더 더욱 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 갖는 것으로, 서열번호 2로 표시되는 단백질과 실질적으로 동질의 생리활성을 나타내는 단백질을 말한다. "실질적으로 동질의 생리활성"이란 환경 스트레스 저항성을 의미한다.The range of RsERF1 protein according to the present invention includes proteins having an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 isolated from muds and functional equivalents of the proteins. Is at least 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 90% or more, more preferably 90% or more, Quot; refers to a protein having a homology of at least 95% with a physiological activity substantially equivalent to that of the protein represented by SEQ ID NO: 2. "Substantially homogeneous physiological activity" means environmental stress resistance.

본 발명은 또한 RsERF1 단백질의 단편, 유도체 및 유사체 (analogues)를 포함한다. 본원에 사용된, 용어 "단편", "유도체" 및 "유사체"는 본 발명의 RsERF1 폴리펩티드와 실질적으로 같은 생물학적 기능 또는 활성을 보유하는 폴리펩티드를 말한다. 본 발명의 단편, 유도체 및 유사체는 (i) 하나 이상의 보존적(conservative) 또는 비보존적 아미노산 잔기(바람직하게는 보존적 아미노산 잔기)가 치환된 폴리펩티드(상기 치환된 아미노산 잔기는 유전암호에 의해 암호화될 수도, 되지 않을 수도 있다) 또는 (ii) 하나 이상의 아미노산 잔기에서 치환기(들)를 가지는 폴리펩티드, 또는 (iii) 또 다른 화합물(폴리펩티드의 반감기를 연장할 수 있는 화합물, 예를 들면 폴리에틸렌 글리콜)과 결합된 성숙 폴리펩티드로부터 유래된 폴리펩티드, 또는 (iv) 부가적인 아미노산 서열(예를 들면, 선도 서열, 분비 서열, 상기 폴리펩티드를 정제하는데 사용된 서열, 프로테이노젠(proteinogen) 서열 또는 융합 단백질)과 결합된 상기 폴리펩티드로부터 유래된 폴리펩티드일 수 있다. 본원에 정의된 상기 단편, 유도체 및 유사체는 당업자에 잘 알려져 있다.The present invention is also RsERF1 Fragments, derivatives and analogues of proteins. As used herein, the terms “fragment”, “derivative” and “analogue” refer to a polypeptide that possesses substantially the same biological function or activity as the RsERF1 polypeptide of the invention. The fragments, derivatives, and analogs of the present invention may be used in conjunction with (i) polypeptides in which one or more conservative or non-conservative amino acid residues (preferably conservative amino acid residues) are substituted (the substituted amino acid residues are encoded Or (ii) a polypeptide having substituent (s) at one or more amino acid residues, or (iii) another compound (a compound capable of extending the half-life of the polypeptide, such as polyethylene glycol) (Iv) an additional amino acid sequence (e. G., A leader sequence, a secretory sequence, a sequence used to purify the polypeptide, a proteinogen sequence or a fusion protein) and a polypeptide derived from the mature polypeptide Or a polypeptide derived from said polypeptide. Such fragments, derivatives and analogs as defined herein are well known to those skilled in the art.

서열번호 2로 표시되는 성숙(mature) 폴리펩티드를 암호화하는 폴리뉴클레오티드는 오직 성숙 폴리펩티드만을 암호화하는 코딩 서열; 성숙 폴리펩티드 및 다양한 부가적인 코딩 서열을 암호화하는 서열; 성숙 폴리펩티드(및 임의의 부가적인 코딩 서열) 및 넌코딩 서열을 암호화하는 서열을 포함한다. Polynucleotides encoding a mature polypeptide represented by SEQ ID NO: 2 include a coding sequence encoding only a mature polypeptide; Sequences encoding mature polypeptides and various additional coding sequences; Mature polypeptides (and any additional coding sequences) and sequences coding for noncoding sequences.

용어 "폴리펩티드를 암호화하는 폴리뉴클레오티드"는 폴리펩티드를 암호화하는 폴리뉴클레오티드, 또는 부가적인 코딩 및/또는 넌코딩 서열을 더 포함하는 폴리뉴클레오티드를 말한다. The term "polynucleotide encoding a polypeptide" refers to a polynucleotide encoding a polypeptide, or a polynucleotide further comprising additional coding and / or noncoding sequences.

또한, 본 발명은 본원에 기재된 것과 동일한 아미노산 서열, 또는 이의 단편, 유사체, 및 유도체를 포함하는 폴리펩티드를 암호화하는 상기 폴리뉴클레오티드의 변이체에 관한 것이다. 폴리뉴클레오티드 변이체는 자연적으로 발생하는 대립유전자 변이체 또는 비자연적으로 발생하는 변이체일 수 있다. 상기 뉴클레오티드 변이체는 치환 변이체, 결실 변이체, 및 삽입 변이체를 포함한다. 당업계에 공지된 바와 같이, 대립유전자 변이체는 폴리뉴클레오티드의 대안(alternative)이며, 이는 하나 이상의 치환, 결실 또는 삽입된 뉴클레오티드를 포함할 수 있으며, 변이체에 의해 암호화된 폴리펩티드에서 실질적인 기능 변화를 초래하지는 않는다.The invention also relates to variants of said polynucleotides encoding polypeptides comprising the same amino acid sequences as described herein, or fragments, analogs, and derivatives thereof. Polynucleotide variants can be naturally occurring allelic variants or non-naturally occurring variants. The nucleotide mutant includes a substitution mutant, a deletion mutant, and an insertion mutant. As is known in the art, an allelic variant is an alternative to a polynucleotide, which may comprise one or more substituted, deleted or inserted nucleotides and which does not result in a substantial functional change in the polypeptide encoded by the variant Do not.

또한, 본 발명은 상기 RsERF1 단백질을 코딩하는 유전자를 제공한다. 본 발명의 유전자는 RsERF1 단백질을 코딩하는 DNA 또는 RNA 일 수 있다. DNA는 cDNA, 게놈 DNA 또는 인위적인 합성 DNA를 포함한다. DNA는 단일 가닥 또는 이중 가닥일 수 있다. DNA는 코딩 (coding) 가닥 또는 넌코딩 (non-coding) 가닥일 수 있다.In addition, the present invention is the RsERF1 Thereby providing a gene encoding a protein. Gene of the present invention is RsERF1 DNA or RNA encoding the protein. DNA includes cDNA, genomic DNA, or artificial synthetic DNA. The DNA may be single stranded or double stranded. The DNA may be a coding strand or a non-coding strand.

바람직하게는, 본 발명의 상기 유전자는 서열번호 1의 염기서열을 포함할 수 있다. 또한, 상기 염기 서열의 변이체가 본 발명의 범위 내에 포함된다. 구체적으로, 상기 유전자는 서열번호 1의 염기 서열과 각각 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 더 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 염기 서열을 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드에 대한 "서열 상동성의 %"는 두 개의 최적으로 배열된 서열과 비교 영역을 비교함으로써 확인되며, 비교 영역에서의 폴리뉴클레오티드 서열의 일부는 두 서열의 최적 배열에 대한 참고 서열(추가 또는 삭제를 포함하지 않음)에 비해 추가 또는 삭제(즉, 갭)를 포함할 수 있다.Preferably, the gene of the present invention may comprise the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. Variants of the above base sequences are also included within the scope of the present invention. Specifically, the gene has a nucleotide sequence having a sequence homology of at least 70%, more preferably at least 80%, even more preferably at least 90%, most preferably at least 95% with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 . "% Of sequence homology to polynucleotides" is ascertained by comparing the comparison region with two optimally aligned sequences, and a portion of the polynucleotide sequence in the comparison region is the reference sequence for the optimal alignment of the two sequences (I. E., A gap) relative to the < / RTI >

또한, 본 발명은 상기 기재된 서열번호 1의 염기서열과 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 70%, 더욱 바람직하게는 적어도 80%의 동일성을 가지는 서열과 혼성화하는 폴리뉴클레오티드에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 스트린전트 조건하에 본원에 기재된 폴리뉴클레오티드에 혼성화하는 폴리뉴클레오티드에 관한 것이다. 본 발명에서, "스트린전트 조건"은 (1) 0.2 × SSC, 0.1% SDS, 60℃와 같은 더 낮은 이온강도 및 더 높은 온도하에서의 혼성화 및 세척; 또는 (2) 50%(v/v) 포름아미드, 0.1% 소혈청/0.1% Ficoll 및 42℃ 등과 같은 변성제의 존재하에 혼성화; 또는 (3) 적어도 80%, 바람직하게는 적어도 90%, 더욱 바람직하게는 95% 이상의 동일성을 가지는 단지 2개의 서열 사이에서 발생하는 혼성화를 말한다. 게다가, 혼성화가 가능한 폴리뉴클레오티드에 의해 암호화된 폴리펩티드의 생물학적 기능 및 활성은 서열번호 2 표시되는 성숙 폴리펩티드의 생물학적 기능 및 활성과 동일하다.The present invention also relates to a polynucleotide which hybridizes with a sequence having at least 50%, preferably at least 70%, more preferably at least 80% identity with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 described above. The present invention particularly relates to polynucleotides that hybridize to the polynucleotides described herein under stringent conditions. In the present invention, "stringent conditions" are (1) hybridization and washing under lower ionic strength and higher temperature such as 0.2 x SSC, 0.1% SDS, 60 ° C; Or (2) in the presence of a denaturant such as 50% (v / v) formamide, 0.1% bovine serum / 0.1% Ficoll and 42 ° C; Or (3) at least 80%, preferably at least 90%, more preferably at least 95%. In addition, the biological function and activity of the polypeptide encoded by the hybridizable polynucleotide is the same as the biological function and activity of the mature polypeptide represented by SEQ ID NO: 2.

본 발명의 구현예에 따라, RsERF1 유전자는 바람직하게는 갯무 유래라는 것을 이해해야 한다. 그러나, 본 발명의 구현예는 갯무 RsERF1 유전자와 높은 상동성(예를 들면, 60% 이상, 즉 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, 심지어 98%의 서열 동일성)을 갖고 다른 식물로부터 유래한 다른 유전자를 또한 포함한다. 서열정렬 방법, 및 서열 동일성 또는 상동성을 결정하기 위한 수단(예를 들면, BLAST)은 당업계에 주지되어 있다.According to an embodiment of the invention, RsERF1 It should be understood that the gene is preferably derived from mud. However, an embodiment of the present invention is a silkworm RsERF1 But also other genes from other plants with high homology to the gene (e. G., 60% or more, i.e., 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, or even 98% . Methods for sequencing, and means for determining sequence identity or homology (e.g., BLAST) are well known in the art.

본 발명은 또한, 상기 RsERF1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다. The present invention is also the RsERF1 A recombinant vector containing the gene is provided.

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

본 발명의 재조합 식물 발현 벡터는 외래 유전자를 도입한 식물체 내에서 일시적으로 발현시킬 수 있는 일시적 (transient) 발현 벡터 및 외래 유전자를 도입된 식물체에서 영구적으로 발현시킬 수 있는 식물 발현 벡터로 사용할 수 있다.The recombinant plant expression vector of the present invention can be used as a transient expression vector capable of transient expression in a plant into which the foreign gene is introduced and a plant expression vector capable of permanently expressing the foreign gene in the introduced plant.

본 발명에 이용될 수 있는 바이너리 벡터는 A. tumefaciens의 Ti 플라스미드와 함께 존재 시 식물체를 형질전환시킬 수 있는 T-DNA의 RB (right border)과 LB (left border)을 함유하는 어떤 바이너리 벡터도 될 수 있으나, 바람직하게는 당업계에서 자주 사용되는 pBI101(Cat#: 6018-1, Clontech, 미국), pBIN19(Genbank 수탁번호 U09365), pBI121, pCAMBIA 벡터 등을 사용하는 것이 좋다.Binary vectors that can be used in the present invention may be any binary vector containing RB (right border) and LB (left border) of T-DNA capable of transforming plants when present with Ti plasmid of A. tumefaciens . Preferably, pBI101 (Cat #: 6018-1, Clontech, USA), pBIN19 (Genbank Accession No. U09365), pBI121, pCAMBIA vectors, and the like, which are frequently used in the art, may be used.

용어 "벡터"는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 지칭할 때 사용된다. 벡터는 DNA를 복제시키고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있다. 용어 "전달체"는 흔히 "벡터"와 호환하여 사용된다. 용어 "발현 벡터"는 목적한 코딩 서열과, 특정 숙주 생물에서 작동가능하게 연결된 코딩 서열을 발현하는데 필수적인 적정 핵산 서열을 포함하는 재조합 DNA 분자를 의미한다. 진핵세포에서 이용가능한 프로모터, 인핸서, 종결신호 및 폴리아데닐레이션 신호는 공지되어 있다.The term "vector" is used to refer to a DNA fragment (s), nucleic acid molecule, which is transferred into a cell. The vector replicates the DNA and can be independently regenerated in the host cell. The term "carrier" is often used interchangeably with "vector ". The term "expression vector" means a recombinant DNA molecule comprising a desired coding sequence and a suitable nucleic acid sequence necessary for expressing a coding sequence operably linked in a particular host organism. Promoters, enhancers, termination signals and polyadenylation signals available in eukaryotic cells are known.

식물 발현 벡터의 바람직한 예는 아그로박테리움 투머파시엔스와 같은 적당한 숙주에 존재할 때 그 자체의 일부, 소위 T-영역을 식물 세포로 전이시킬 수 있는 Ti-플라스미드 벡터이다. 다른 유형의 Ti-플라스미드 벡터(EP 0 116 718 B1호 참조)는 현재 식물 세포, 또는 잡종 DNA를 식물의 게놈 내에 적당하게 삽입시키는 새로운 식물이 생산될 수 있는 원형질체로 잡종 DNA 서열을 전이시키는데 이용되고 있다. Ti-플라스미드 벡터의 특히 바람직한 형태는 EP 0 120 516 B1호 및 미국 특허 제4,940,838호에 청구된 바와 같은 소위 바이너리 벡터이다. 본 발명에 따른 유전자를 식물 숙주에 도입시키는데 이용될 수 있는 다른 적합한 벡터는 이중 가닥 식물 바이러스(예를 들면, CaMV) 및 단일 가닥 바이러스, 게미니 바이러스 등으로부터 유래될 수 있는 것과 같은 바이러스 벡터, 예를 들면 비완전성 식물 바이러스 벡터로부터 선택될 수 있다. 그러한 벡터의 사용은 특히 식물 숙주를 적당하게 형질전환 하는 것이 어려울 때 유리할 수 있다.A preferred example of a plant expression vector is a Ti-plasmid vector that is capable of transferring a so-called T-region into a plant cell when it is present in a suitable host such as Agrobacterium tumefaciens. Other types of Ti-plasmid vectors (see EP 0 116 718 B1) are currently used to transfer hybrid DNA sequences to plant cells or protoplasts in which new plants capable of properly inserting hybrid DNA into the plant's genome can be produced have. Particularly preferred forms of the Ti-plasmid vector are described in EP 0 120 516 B1 and US Patent 4,940,838, It is a vector. Other suitable vectors that can be used to introduce a gene according to the invention into a plant host include viral vectors such as those that can be derived from double-stranded plant viruses (e. G., CaMV) and single- For example, from non -complete plant virus vectors. The use of such vectors may be particularly advantageous when it is difficult to transform the plant host properly.

발현 벡터는 바람직하게는 하나 이상의 선택성 마커를 포함한다. 상기 마커는 통상적으로 화학적인 방법으로 선택될 수 있는 특성을 갖는 핵산 서열로, 형질전환된 세포를 비형질전환 세포로부터 구별할 수 있는 모든 유전자가 이에 해당된다. 그 예로는 글리포세이트(glyphosate) 또는 포스피노트리신과 같은 제초제 저항성 유전자, 카나마이신, 엠피실린(Ampicillin), G418, 블레오마이신(Bleomycin), 하이그로마이신(hygromycin), 클로람페니콜(chloramphenicol)과 같은 항생제 내성 유전자가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The expression vector preferably comprises one or more selectable markers. The marker is typically a nucleic acid sequence having a property that can be selected by a chemical method, and includes all genes capable of distinguishing a transformed cell from a non-transformed cell. Examples include herbicide resistance genes such as glyphosate or phosphinotricin, antibiotic resistant genes such as kanamycin, Ampicillin , G418, Bleomycin, hygromycin, chloramphenicol, Genes, but are not limited thereto.

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

본 발명의 일 구현 예에 따른 식물 발현 벡터에서, 터미네이터는 통상의 터미네이터를 사용할 수 있으며, 그 예로는 노팔린 신타아제(NOS), 벼 α-아밀라아제 RAmy1 A 터미네이터, 파세올린(phaseoline) 터미네이터, 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)의 옥토파인(Octopine) 유전자의 터미네이터 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In a plant expression vector according to an embodiment of the present invention, the terminator can be a conventional terminator, such as nopaline synthase (NOS), rice α-amylase RAmy1 A terminator, phaseoline terminator, Agro And the terminator of the Octopine gene of Agrobacterium tumefaciens , but is not limited thereto.

본 발명은 또한, 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공한다.The present invention also provides a host cell transformed with the recombinant vector.

본 발명의 벡터를 안정되면서 연속적으로 클로닝 및 발현시킬 수 있는 숙주세포는 당업계에 공지된 어떠한 숙주세포도 이용할 수 있으며, 예컨대, E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1, E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 츄린겐시스와 같은 바실러스 속 균주, 그리고 살모넬라 티피무리움, 세라티아 마르세슨스 및 다양한 슈도모나스 종과 같은 장내균과 균주 등이 있다.The host cell capable of continuously cloning and expressing the vector of the present invention in a stable manner can be used in any host cell known in the art, for example, E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1, E. strains of the genus Bacillus, such as coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, Bacillus subtilis, Bacillus thuringiensis, and Salmonella typhimurium, Serratia marcensons, and various Pseudomonas species. Enterobacteria and strains.

또한, 본 발명의 벡터를 진핵 세포에 형질전환시키는 경우에는 숙주세포로서, 효모(Saccharomyce cerevisiae), 곤충세포, 사람세포 (예컨대, CHO 세포주 (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN 및 MDCK 세포주) 및 식물세포 등이 이용될 수 있으며, 바람직하게는 식물세포이다.When the vector of the present invention is transformed into eukaryotic cells, yeast ( Saccharomyce cerevisiae ), insect cells, human cells (e.g., CHO cell line (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN and MDCK cell lines) and plant cells, etc. may be used, preferably Are plant cells.

본 발명의 벡터를 숙주세포 내로 운반하는 방법은, 숙주 세포가 원핵 세포인 경우, CaCl2 방법 (Cohen, S.N. et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA, 9:2110-2114(1973)), 하나한 방법 (Hanahan, D., J. Mol. Biol., 166:557-580(1983)) 및 전기천공 방법 (Dower, W.J. et al., Nucleic. Acids Res., 16:6127-6145(1988)) 등에 의해 실시될 수 있다. 또한, 숙주세포가 진핵세포인 경우에는, 미세주입법(Capecchi, M.R., Cell, 22:479(1980)), 칼슘포스페이트 침전법 (Graham, F.L. et al., Virology, 52:456(1973)), 전기천공법(Neumann, E. et al., EMBO J., 1:841(1982)), 리포좀-매개 형질감염법(Wong, T.K. et al., Gene, 10:87(1980)), DEAE-덱스트란 처리법(Gopal, Mol. Cell Biol., 5:1188-1190(1985)), 및 유전자 밤바드먼트(Yang et al., Proc.Natl. Acad. Sci.,87:9568-9572(1990)) 등에 의해 벡터를 숙주세포 내로 주입할 수 있다.The method of carrying the vector of the present invention into a host cell is performed by the CaCl 2 method (Cohen, SN et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA, 9: 2110-2114 (1973), when the host cell is a prokaryotic cell). ), Hanahan method (Hanahan, D., J. Mol. Biol., 166: 557-580 (1983)) and electroporation method (Dower, WJ et al., Nucleic. Acids Res., 16: 6127-6145 (1988)) and the like. In addition, when the host cell is a eukaryotic cell, microinjection method (Capecchi, MR, Cell, 22: 479 (1980)), calcium phosphate precipitation method (Graham, FL et al., Virology, 52: 456 (1973)), Electroporation (Neumann, E. et al., EMBO J., 1: 841 (1982)), liposome-mediated transfection (Wong, TK et al., Gene, 10:87 (1980)), DEAE- Dextran treatment (Gopal, Mol. Cell Biol., 5: 1188-1190 (1985)), and gene balm (Yang et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 87: 9568-9572 (1990)) The vector can be injected into the host cell.

또한, 본 발명은 상기 RsERF1 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물세포를 형질전환시켜 RsERF1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 식물의 환경 스트레스 저항성을 증진시키는 방법을 제공한다.The present invention is by transforming the plant cell with a recombinant vector including the gene RsERF1 provides a method for enhancing the environmental stress resistance of a plant, comprising overexpressing a gene RsERF1.

본 발명에서 "환경 스트레스"란 식물체의 성장 또는 생산성을 저하시키는 외부적인 요인을 말하며 크게 생물학적 스트레스 (biotic stress)와 비생물학적 스트레스 (abiotic stress)로 대별된다. 생물학적 스트레스로는 대표적으로 병원균을 들 수 있으며, 비생물학적 스트레스로는 고농도의 염, 건조, 저온, 고온 및 산화 스트레스 등이 포함된다. "환경 스트레스 저항성"이란 상기와 같은 환경 스트레스에 의한 식물체의 성장 저하 또는 생산성의 저하가 억제되거나 지연되는 형질을 말한다.In the present invention, "environmental stress" refers to an external factor that lowers the growth or productivity of a plant, and is roughly divided into biotic stress and abiotic stress. Biological stresses typically include pathogens, and abiotic stresses include high concentrations of salt, dry, low temperature, high temperature and oxidative stress. The term " environmental stress resistance "refers to a trait that inhibits or delays plant growth or productivity deterioration due to such environmental stresses.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 환경 스트레스는 염 또는 삼투 스트레스일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the method according to an embodiment of the present invention, the environmental stress may be salt or osmotic stress, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 식물세포를 형질전환하는 단계; 및 상기 형질전환된 식물세포로부터 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 환경 스트레스 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법을 제공한다.Also, the present invention provides a method for producing a plant cell, comprising the steps of: transforming a plant cell with the recombinant vector; And regenerating the plant from the transformed plant cell. The present invention also provides a method for producing a transgenic plant having enhanced environmental stress resistance.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 환경 스트레스는 염 또는 삼투 스트레스일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the method according to an embodiment of the present invention, the environmental stress may be salt or osmotic stress, but is not limited thereto.

본 발명의 방법은 본 발명에 따른 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환하는 단계를 포함하는데, 상기 형질전환은 예를 들면, 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefiaciens)에 의해 매개될 수 있다. 또한, 본 발명의 방법은 상기 형질전환된 식물 세포로부터 형질전환 식물을 재분화하는 단계를 포함한다. 형질전환 식물 세포로부터 형질전환 식물을 재분화하는 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법을 이용할 수 있다.The method of the invention comprises the step of transforming a plant cell with a recombinant vector according to the present invention, the transformant is, for example, Agrobacterium tyumeo Pacific Enschede may be mediated by (Agrobacterium tumefiaciens). In addition, the method of the present invention comprises regenerating a transgenic plant from the transformed plant cell. Any of the methods known in the art can be used for regeneration of transgenic plants from transgenic plant cells.

형질전환된 식물세포는 전식물로 재분화되어야 한다. 캘러스 또는 원형질체 배양으로부터 성숙한 식물의 재분화를 위한 기술은 수많은 여러 가지 종에 대해서 당업계에 주지되어 있다 (Handbook of Plant Cell Culture, 1-5권, 1983-1989 Momillan, N.Y.).Transformed plant cells must be regenerated into whole plants. Techniques for the regeneration of mature plants from callus or protoplast cultures are well known in the art for a number of different species (Handbook of Plant Cell Culture, Vol. 1-5, 1983-1989, Momillan, N. Y.).

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 환경 스트레스 저항성이 증진된 형질전환 식물체 및 이의 종자를 제공한다. In addition, the present invention provides transgenic plants and seeds thereof improved in environmental stress resistance produced by the above method.

본 발명에 따른 방법이 적용될 수 있는 식물체로는 단자엽 식물 또는 쌍자엽 식물이 포함된다. 상기 단자엽 식물의 예로는 벼, 밀, 보리, 죽순, 옥수수, 토란, 아스파라거스, 양파, 마늘, 파, 부추, 달래, 마 및 생강이 있으나, 이에 제한되지 않는다. 쌍자엽 식물의 예로는 애기장대, 가지, 담배, 고추, 토마토, 우엉, 쑥갓, 상추, 도라지, 시금치, 근대, 고구마, 샐러리, 당근, 미나리, 파슬리, 배추, 양배추, 갯무, 수박, 참외, 오이 호박, 박, 딸기, 대두, 녹두, 강낭콩 및 완두가 있고, 바람직하게는 애기장대이나, 이에 제한되지 않는다.Plants to which the method according to the invention may be applied include monocotyledons or dicotyledons. Examples of the monocotyledonous plants include, but are not limited to, rice, wheat, barley, bamboo shoots, corn, taro, asparagus, onion, garlic, leek, leek, Examples of dicotyledonous plants include cedar, eggplant, tobacco, pepper, tomato, burdock, garland chrysanthemum, lettuce, bellflower, spinach, chard, sweet potato, celery, carrot, buttercup, parsley, cabbage, cabbage, mud, watermelon, melon, cucumber pumpkin , Gourds, strawberries, soybeans, green beans, kidney beans and peas, and preferably, but not limited to Arabidopsis.

또한, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열로 이루어진, RsERF1 유전자를 포함하는 식물의 환경 스트레스 저항 증진용 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 유효성분으로 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 RsERF1 유전자를 포함하며, 상기 유전자를 식물체에 형질전환시킴으로써 식물체의 환경 스트레스 저항성을 증가시킬 수 있는 것이다.
The present invention also provides a composition for enhancing environmental stress resistance of a plant comprising the RsERF1 gene, consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. The composition is RsERF1 consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 as an active ingredient Gene, and by transforming the gene into a plant, the environmental stress resistance of the plant can be increased.

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

실시예Example 1 :  One : RsERF1RsERF1 (( RaphanusRaphanus sativussativus ethyleneethylene responsiveresponsive transcriptiontranscription factor 1 factor 1 ) 유전자의 동정Gene identification

갯무 (Raphanus sativus) 종자는 대전 한국생명공학연구원 자생식물사업단에서 분양받았다. 갯무 종자를 발아시킨 후 온실에서 6주 정도 된 잎을 채취하여 NaCl (200mM)에 담근 후 0, 3, 6 및 24시간 처리하였고, 그 후에 액체 질소를 처리하여 총 RNA를 추출하였다. 총 RNA로부터 mRNA를 분리하여 cDNA로 합성, dsDNA 합성하여 어댑터 (adaptor) 연결을 하였다. 그 후에 pBluescript-SK에 클로닝하여 SOLR 세포에 형질전환한 후, cDNA 라이브러리 (Macrogen)를 제작하였다. 갯무 EST 라이브러리에서 총 340개를 분석하였다. 획득된 유전자의 염기서열을 분석한 후, NCBI (National Center for Biotechnology Information; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)를 이용하여 유전자 정보를 수집하였다. 염기서열 분석으로 RsERF1 유전자의 전체 염기서열을 확보하였다 (도 1).Seaweed ( Raphanus sativus ) seeds were collected from Daejeon Korea Biotechnology Research Institute. After germination of the muds, the leaves were harvested for about 6 weeks in the greenhouse, soaked in NaCl (200 mM) and treated for 0, 3, 6 and 24 hours, after which total RNA was extracted by liquid nitrogen. MRNA was isolated from the total RNA, synthesized by cDNA, and synthesized by dsDNA for adapter connection. Then, cloned into pBluescript-SK and transformed into SOLR cells, cDNA library (Macrogen) was prepared. A total of 340 were analyzed in the mud flat EST library. After analyzing the nucleotide sequence of the obtained gene, gene information was collected using the National Center for Biotechnology Information (NCBI) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/). By sequencing, the entire sequencing of the RsERF1 gene was obtained (FIG. 1).

염기서열 분석 결과, 염분 스트레스에 의하여 유도되는 RsERF1 유전자의 cDNA는 총 1,086bp의 염기서열로 나타났다 (서열번호 1). 서열번호 1의 염기서열에 의해 361개의 아미노산을 연역하였다 (도 2). 상기 염기서열 및 연역 아미노산 서열은 데이터베이스 검색에 의해 염분 스트레스에 의해 유도되는 새로운 유전자임이 판명되었다. RsERF1 유전자가 암호화하는 아미노산 서열을 데이터베이스 검색에 의해 유사도 분석한 결과, 상기 유전자가 코딩하는 단백질과 가장 유사한 단백질 서열은 애기장대 (Arabidopsis thaliana)의 RAP2.2 (유전자은행 ID: AEE75492)로 75%의 상동성을 가지는 것으로 나타났다. 상기 RsERF1 유전자로부터 얻어진 아미노산은 서열 분석을 통하여 GCC-박스인 cis-액팅 DNA 요소 결합 활성을 갖는 AP2 도메인이 존재하며 핵 타겟팅을 유도하는 NLS (nuclear localization signal) 도메인도 존재하는 것을 알 수 있었다 (도 3). 또한 RsERF1 유전자가 암호화하는 아미노산 서열과 상동성이 높다고 판단되는 단백질을 계통수로 분석하여 진화상 유연관계를 살펴보았다 (도 4). 상기 RsERF1이 암호화하는 단백질 및 다른 식물체의 ERF (ethylene responsive transcription factor) 단백질의 상동성이 38-75% 정도였다. 단백질 비교분석 및 계통수 분석에 이용된 유전자는 다음과 같다: 애기장대(Arabidopsis thaliana , AEE75492); 텔룬기엘라 할로필라(Thellungiella halophila, BAJ33606); 애기장대(Arabidopsis thaliana, NP_175794); 너도밤나무(Fagus sylvatica, CAE54591); 고추(Capsicum annuum, AAS20427); 목화(Gossypium hirsutum, AAX07458); 담배(Nicotiana tabacum, AAP40022); 자두나무(Prunus salicina, ACM49847); 크라세닌니코비아 아보레센스 (Krascheninnikovia arborescens, ACI62768); 카사바(Manihot esculenta, AAX84670); 양다래(Actinidia deliciosa, ADJ67434); 페튜니아(Petunia x hybrida, ADP37418); 토마토(Solanum lycopersicum, AAK95687); 토마토(Solanum lycopersicum, AAQ91334); 갈레가 오리엔탈리스(Galega orientalis, ACI46677); 고추(Capsicum annuum, AAP72289); 목화(Gossypium barbadense, AAT77192); 콩(Glycine max, ACD47129); 벼(Oryza sativa Japonica, NP_001057044, Os06g0194000); 옥수수(Zea mays, ACG38354); 보리(Hordeum vulgare, AAZ14085).
Sequencing shows that salt induced stressRsERF1 The cDNA of the gene was shown as a total of 1,086bp base sequence (SEQ ID NO: 1). 361 amino acids were deduced by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 (FIG. 2). The base sequence and deduced amino acid sequence was found to be a new gene induced by salinity stress by database search.RsERF1 Similarity analysis of the amino acid sequence encoded by the gene by database search showed that the protein sequence most similar to the protein encoded by the gene was Arabidopsis (Arabidopsis thalianaRAP2.2 (GenBank ID: AEE75492) showed 75% homology. remindRsERF1 The amino acids obtained from the gene are sequenced to GCC-boxcisIt can be seen that there is an AP2 domain having acting DNA element binding activity and a nuclear localization signal (NLS) domain that induces nuclear targeting (FIG. 3). AlsoRsERF1 Proteins determined to have high homology with amino acid sequences encoded by genes were analyzed by phylogenetic tree to examine evolutionary relationships (Fig. 4). remindRsERF1Of proteins and other plants that encodeERF (ethylene responsive transcription factor) Homology of the protein was about 38-75%. The genes used for comparative protein analysis and phylogenetic tree analysis are as follows:Arabidopsis thaliana , AEE75492); Telungiella halophilaThellungiella halophila,BAJ33606); Baby Pole (Arabidopsis thaliana, NP_175794); BeechFagus sylvatica, CAE54591); pepper(Capsicum annuum, AAS20427); cotton(Gossypium hirsutum, AAX07458); tobacco(Nicotiana tabacum, AAP40022); Plum TreePrunus salicina, ACM49847); Kraseninnicovia Aborescens (Krascheninnikovia arborescens, ACI62768); cassava(Manihot esculenta, AAX84670); Two legsActinidia deliciosa, ADJ67434); Petunia (Petunia x hybrida, ADP37418); tomato(Solanum lycopersicum, AAK95687); tomato(Solanum lycopersicum, AAQ91334); Gallega OrientalisGalega orientalis, ACI46677); pepper(Capsicum annuum, AAP72289); cotton(Gossypium barbadense, AAT77192); bean(Glycine max, ACD47129); rice plant(Oryza sativa Japonica, NP_001057044, Os06g0194000); corn(Zea mays, ACG38354); barley(Hordeum vulgare, AAZ14085).

실시예Example 2 : 신규  2: new RsERF1RsERF1 유전자의 염분 스트레스 처리에 따른 발현 검정 Expression test according to salinity stress of gene

생육상에서 6주 이상 재배한 갯무에 고염분 (0.2M NaCl) 스트레스를 처리하여 시간별로 가한 잎을 샘플링한 후, 총 RNA를 RNA 추출 키트 (Ambion)를 이용하여 분리하였다. 분리된 RNA를 이용하여 RT-PCR을 다음과 같이 수행하였다. 총 RNA (2㎍)로 cDNA를 합성하여, 각 샘플별로 제작된 cDNA를 주형으로 하우스키핑 유전자 (housekeeing gene)인 유비퀴틴 발현은 정방향 5'-유비퀴틴 프라이머 (5'-TCATCCGACACCATCGACAATG-3' : 서열번호 3) 및 역방향 3'-유비퀴틴 프라이머 (5'-ATGACGATCGAAATGACTCGCC-3' :서열번호 4)를 이용하였고, RsERF1 발현을 분석하기 위해서 정방향 5'-RsERF1 프라이머 (5'-ATGTGTGGAGGAGCTATAATCTC-3' : 서열번호 5) 및 역방향 3'-RsERF1 프라이머 (5'-AAAGAACTGATTGTTGAACATCTG-3' : 서열번호 6)를 이용하였다. PCR은 95℃ 5분; 95℃ 1분, 55℃ 1분, 72℃ 1분의 26 사이클; 마지막 신장단계는 72℃ 7분의 조건으로 수행하였다. 그 결과 RsERF1 PCR 산물이 염분 스트레스 처리 후에 점점 증가하는 것을 알 수 있었다 (도 5A).After treatment with high-salt (0.2M NaCl) stress on the mud cultivated for more than six weeks in growth, the leaves were sampled over time, and total RNA was isolated using an RNA extraction kit (Ambion). RT-PCR was performed using the isolated RNA as follows. Synthesis of cDNA with total RNA (2 μg), ubiquitin expression as a housekeeping gene using cDNA prepared for each sample as a template was performed by forward 5'-ubiquitin primer (5'-TCATCCGACACCATCGACAATG-3 ': SEQ ID NO: 3 ) And reverse 3'-ubiquitin primer (5'-ATGACGATCGAAATGACTCGCC-3 ': SEQ ID NO: 4) and forward 5'- RsERF1 primer (5'-ATGTGTGGAGGAGCTATAATCTC-3': SEQ ID NO: 5) to analyze RsERF1 expression And reverse 3'- RsERF1 primer (5'-AAAGAACTGATTGTTGAACATCTG-3 ': SEQ ID NO: 6). PCR was 95 ° C. for 5 minutes; 26 cycles of 95 ° C 1 minute, 55 ° C 1 minute, 72 ° C 1 minute; The last extension step was carried out at 72 ° C. for 7 minutes. As a result RsERF1 PCR products were found to increase gradually after saline stress treatment (FIG. 5A).

또한 분리된 RNA를 이용하여 노던블롯 분석을 수행하였다. 분리한 총 RNA를 1.0% 포름알데히드 겔 (formaldehyde gel)에 전기영동 한 후, 겔을 20 × SSC 용액 (3M NaCl, 0.3M 소듐 시트레이트)으로 나일론 막 (AP Biotech)에 전이시키고 방사성 동위원소 [α-32P]dCTP로 표식된 RsERF1 유전자의 단편 1,086bp cDNA를 탐침으로 하여 노던블럿 분석을 수행하였다. 그 결과, 염분 스트레스에 의해서 RsERF1 전사체 발현량이 점점 증가하여 6시간째 최대로 발현되며 그 후 24시간째까지도 발현하는 것을 확인할 수 있었다 (도 5B).
Northern blot analysis was also performed using the isolated RNA. The total RNA isolated was electrophoresed on a 1.0% formaldehyde gel, then the gel was transferred to a nylon membrane (AP Biotech) with 20 × SSC solution (3M NaCl, 0.3M sodium citrate) and radioisotope [ RsERF1 labeled with α- 32 P] dCTP Northern blot analysis was performed using the fragment 1,086bp cDNA of the gene as a probe. As a result, it was confirmed that the expression level of RsERF1 transcript gradually increased due to salinity stress, which was expressed at maximum at 6 hours, and then expressed at 24 hours afterward (FIG. 5B).

실시예Example 3 :  3: RsERF1RsERF1 -- GFPGFP 융합 단백질 발현을 이용한  Using fusion protein expression RsERF1RsERF1 of 세포내Intracellular 위치 분석 Location analysis

식물체에서 발현시킨 RsERF1-GFP 융합 단백질의 세포 내 위치를 분석하기 위해서 식물 발현 바이너리 벡터 중 GFP를 이용하였다. 상기 실시예 1에서 분리된 RsERF1 유전자의 총 길이 cDNA를 주형으로 이용하여 CACC-RsERF1 프라이머 (5'-CACCATGTGTGGAGGAGCTAT-3' : 서열번호 7) 및 3'-RsERF1 프라이머 (5'-TCAAAAGACACCACCATCCAG-3' : 서열번호 8)로 PCR 증폭하였고, 상기 증폭된 PCR 산물 (1,081bp)을 pENTR 벡터 (Invitrogen)에 클로닝한 후 DNA 시퀀싱을 통하여 염기서열을 확인하였다. 염기서열이 확인된 pENTR-RsERF1 플라스미드, GFP 타겟팅용 게이트웨이 (gateway) 벡터인 pK7WFG2 (Plant Systems Biology) 및 LR 리콤비나아제 (Invitrogen)를 반응시켜 RsERF1 코딩 영역을 GFP의 N-말단 부분에 인 프레임(in-frame)으로 융합시켰다. RsERF1-GFP 융합 단백질 발현을 담배 식물체에서 실시하였다. RsERF1-GFP 융합 단백질의 세포내 위치를 담배 표피세포와 원형질체에서 발현시켜 분석한 결과, 핵 주변으로 발현되는 것을 알 수 있었다 (도 6).
GFP was used in the plant expression binary vector to analyze the intracellular location of the RsERF1- GFP fusion protein expressed in the plant. Using the total length cDNA of the RsERF1 gene isolated in Example 1 as a template CACC- RsERF1 primer (5'-CACCATGTGTGGAGGAGCTAT-3 ': SEQ ID NO: 7) and 3'- RsERF1 primer (5'-TCAAAAGACACCACCATCCAG-3': SEQ ID No. 8) was amplified by PCR, and the amplified PCR product (1,081 bp) was cloned into a pENTR vector (Invitrogen), and the nucleotide sequence was confirmed by DNA sequencing. The nucleotide sequence identified pENTR- RsERF1 plasmid, GK targeting gateway vector pK7WFG2 (Plant Systems Biology) and LR recombinase (Invitrogen) were reacted to induce the RsERF1 coding region in the N-terminal portion of GFP. (in-frame) fusion. RsERF1- GFP fusion protein expression was carried out in tobacco plants. The intracellular location of the RsERF1- GFP fusion protein was expressed in tobacco epidermal cells and protoplasts. As a result, it was found that it was expressed around the nucleus (FIG. 6).

실시예Example 4 :  4 : RsERF1RsERF1 재조합 단백질 분리 및  Recombinant protein isolation and DNADNA 와의 결합 활성 분석Binding Activity Assay

GST (glutathione S-transferase) 재조합 발현 벡터인 pDEST15 (Invitrogen)를 대장균에서 발현시키는데 이용하였다 (도 7). 상기 실시예 1에서 분리된 RsERF1 유전자 cDNA 전체를 주형으로 이용하여 CACC-RsERF1 프라이머 (5'-CACCATGTGTGGAGGAGCTAT-3' : 서열번호 7) 및 3'-RsERF1 프라이머 (5'-TCAAAAGACACCACCATCCAG-3' : 서열번호 8)로 PCR 증폭하였고, 상기 증폭된 PCR 산물 (1,081bp)을 pENTR 벡터 (Invitrogen)에 클로닝한 후 염기서열을 확인하였다. 염기서열이 확인된 pENTR-RsERF1 (Stop), GST 재조합 단백질 발현용 게이트웨이 (gateway) 벡터인 pDEST15 (Invitrogen) 및 LR 리콤비나아제 (Invitrogen)를 반응시켜 GST 뒤에 RsERF1 코딩 영역을 클로닝하고 DNA 시퀀싱을 통하여 염기서열을 확인하였다(도 7). 재조합 단백질 발현을 위하여 BL21-Al (Stratagene) 컴피턴트 세포 (competent cell)를 형질전환시켜 LB (엠피실린, 100㎍/㎖) 선택 배지에 도말한 후 37℃에서 밤새 배양하였다. 배양결과로 확보된 콜로니를 주형으로, RsERF1 유전자 프라이머를 이용하여 콜로니 PCR을 수행하여 형질전환 여부를 확인하였다. 대조 실험으로 이용하기 위하여 GST 단백질 분리를 위하여 pGEX4T-1 (Amersham), BL21 (DE3), pLysS (Stratagene) 및 활성화 세포를 형질전환시켜 LB (엠피실린, 100㎍/㎖) 선택배지에 도말한 후 37℃에서 밤새 배양하였으며, 배양결과로 확보된 콜로니를 이용하였다.PDEST15 (Invitrogen), a GST (glutathione S-transferase) recombinant expression vector, was used to express in E. coli (FIG. 7). Using the entire RsERF1 gene cDNA isolated in Example 1 as a template CACC- RsERF1 primer (5'-CACCATGTGTGGAGGAGCTAT-3 ': SEQ ID NO: 7) and 3'- RsERF1 primer (5'-TCAAAAGACACCACCATCCAG-3': SEQ ID NO: 8) PCR amplification, and the amplified PCR product (1,081bp) was cloned into the pENTR vector (Invitrogen) and the base sequence was confirmed. PENTR- RsERF1 (Stop), a gateway sequence for expressing GST recombinant protein, pDEST15 (Invitrogen), and LR recombinase (Invitrogen) were reacted to clone the RsERF1 coding region after GST and DNA sequencing. The base sequence was confirmed through (FIG. 7). For recombinant protein expression, BL21-Al (Stratagene) competent cells were transformed and plated in LB (Epicillin, 100 μg / ml) selection medium and incubated overnight at 37 ° C. Using colonies obtained as a result of the culture, colony PCR was performed using the RsERF1 gene primer to confirm transformation. PGEX4T-1 (Amersham), BL21 (DE3), pLysS (Stratagene) and activating cells were transformed and plated in LB (Epicillin, 100 μg / ml) selection medium for use as a control experiment. The cells were incubated at 37 ° C. overnight, and colonies obtained as a result of the culture were used.

대장균에서 GST 융합단백질을 분리하기 위하여 상기 pGST-RsERF1 및 pGEX4T-1 형질전환 대장균을 LB (엠피실린, 100㎍/㎖) 액체 배지에서 1시간 배양한 후, LB-엠피실린 고체배지에 도말하여 37℃에서 16시간 이상 배양하였다. 고체 배지에서 얻어진 대장균 콜로니를 LB (Ampicillin, 50㎍/㎖) 액체배지에 접종하여, OD 0.6 (1.0 × 106세포)까지 배양 후에 pGST-RsERF1을 포함한 대장균은 0.2% 아라비노스 및 1 mM IPTG를 첨가하고, pGEX4T-1를 포함한 대장균은 0.1mM IPTG를 첨가하여 37℃에서 3시간 동안 재배양하였다. 그 후에 배양물을 3,000rpm에서 5분간 원심 분리하여 균체를 모은 후, 50mM Tris-HCl (pH 8.0) 완충용액을 1.7㎖ 첨가하고 세포 파쇄기를 이용하여 세포를 파괴하여 5,000rpm에서 5분간 원심분리 하였다. 원심분리 후 상층액만을 12,000rpm에서 10분 동안 다시 원심분리하여 얻어진 상층액으로부터 GST 컬럼을 사용하여 GST 융합 단백질을 분리하였다 (도 8). 융합 단백질은 센트리콘 (Millipore)을 이용하여 농축하였으며, 12% SDS-단백질 전기영동 (Laemmli, 1970 Nature 227 : 680-685)에 의해 농도가 0.1㎎/㎖의 BSA 샘플과 비교하여 융합단백질 농도를 분석하였다.To isolate the GST fusion protein from Escherichia coli, the pGST- RSERF1 and pGEX4T-1 transformant Escherichia coli were incubated for 1 hour in LB ( Empicillin , 100 µg / ml) liquid medium, and then plated onto LB- Epicillin solid medium. The cells were incubated for 16 hours or longer. E. coli colonies obtained in solid medium were inoculated into LB (Ampicillin, 50 µg / ml) liquid medium, and after incubation to OD 0.6 (1.0 × 10 6 cells), E. coli containing pGST- RSERF1 was treated with 0.2% arabinose and 1 mM IPTG. E. coli, including pGEX4T-1, was incubated at 37 ° C. for 3 hours with the addition of 0.1 mM IPTG. Thereafter, the cultures were centrifuged at 3,000 rpm for 5 minutes to collect the cells, and 1.7 ml of 50 mM Tris-HCl (pH 8.0) buffer was added thereto, and the cells were disrupted using a cell crusher and centrifuged at 5,000 rpm for 5 minutes. . After centrifugation, only the supernatant was centrifuged again at 12,000 rpm for 10 minutes to separate the GST fusion protein using a GST column (Fig. 8). The fusion protein was concentrated using Centricon (Millipore), and the fusion protein concentration was increased by 12% SDS-protein electrophoresis (Laemmli, 1970 Nature 227: 680-685) compared to the BSA sample having a concentration of 0.1 mg / ml. Analyzed.

상기 GST 및 GST-RsERF1 단백질을 Hybond ECL 니트로셀룰로스 막 (GE Healthcare Life Sciences)에 전이시켜, GST 항체로 웨스턴 블럿을 수행하여 단백질을 확인하였고 (도 9), GST-태그 컬럼을 이용하여 비교적 순수한 RsERF1 단백질을 분리하였다 (도 10). 대장균에서 발현시킨 재조합 단백질 GST-RsERF1 및 DNA 결합 인식부위를 포함하는 길이가 짧은 올리고뉴클레오티드를 인위적으로 제작하여, DNA 결합 인식부위와의 결합여부를 확인하기 위해서, 단백질 전기영동 (SDS-PAGE)을 이용하여 영동 후 방사선 동위원소 (γ32P-ATP)로 표지된 DNA를 이용하여 EMSA (Electrophoretic mobility shift assays) 실험을 수행하였다. GST-RsERF1 (1㎍)을 GCC 및 DRE DNA 올리고머와 반응시킨 결과 특이적으로 GCC DNA와 결합하는 것을 알 수 있었다 (도 11).
The GST and GST- RsERF1 proteins were transferred to Hybond ECL nitrocellulose membrane (GE Healthcare Life Sciences), and Western blot was performed with GST antibody to confirm the protein (FIG. 9), and RsERF1 was relatively pure using GST-tag column. Protein was isolated (FIG. 10). Short-length oligonucleotides containing recombinant protein GST- RSERF1 expressed in E. coli and DNA binding recognition sites were artificially prepared, and protein electrophoresis (SDS-PAGE) was performed to confirm binding to DNA binding recognition sites. After electrophoresis, electrophoretic mobility shift assays (EMSA) experiments were performed using DNA labeled with radioisotopes (γ 32 P-ATP). GST- RsERF1 As a result of reacting (1 μg) with GCC and DRE DNA oligomers, it was found that specifically binding to GCC DNA (FIG. 11).

실시예Example 5 :  5: RsERF1RsERF1 단백질의 자가 활성 능력 검정 Protein Self-Activity Ability Assay

효모 발현 벡터인 pDEST15 (Invitrogen)를 이용하여 효모에서 발현시키는데 이용하였다 (도 12A). 상기 실시예 3에서 클로닝된 pENTR-RsERF1 플라스미드 및 효모 발현용 게이트웨이 pDEST15 벡터 (Invitrogen)를 반응시켜 클로닝한 후 염기서열을 확인하였다. 염기서열이 확인된 pENTR-RsERF1 플라스미드, 효모 발현용 게이트웨이 벡터인 pDEST15 (Invitrogen) 및 LR 리콤비나아제 (Invitrogen)를 반응시켜 GAL 프로모터 뒤에 RsERF1 코딩영역을 클로닝하고 DNA 시퀀스를 통하여 염기서열을 확인하였다. pDEST15-RsERF1 각각의 플라스미드를 LiAc 방법으로 MaV203 세포에 형질전환하여 SD (Leu-) 선택배지에 도말한 후 30℃에서 2일 배양하였으며, 배양결과로 확보된 콜로니를 주형으로, RsERF1 유전자 프라이머를 이용하여 콜로니 PCR을 수행하여 형질전환 여부를 확인하였다.The yeast expression vector pDEST15 (Invitrogen) was used to express in yeast (FIG. 12A). The cloned pENTR- RsERF1 plasmid in Example 3 and the yeast expression gateway pDEST15 vector (Invitrogen) were reacted and cloned to confirm the nucleotide sequence. The nucleotide sequence confirmed pENTR- RsERF1 plasmid, the yeast expression gateway vector pDEST15 (Invitrogen) and LR recombinase (Invitrogen) were reacted to clone the RsERF1 coding region behind the GAL promoter and confirmed the sequence through the DNA sequence. . The pDEST15- RsERF1 transforming each plasmid in MaV203 cells with LiAc method SD (Leu-) were incubated at 30 2 days after plated on selective medium, the colonies obtained by culturing the result as the template, using gene primers RsERF1 Colony PCR was performed to confirm the transformation.

확인된 콜로니는 SD (Leu-, Trp-, His-) 배지 및 SD (Leu-, Trp-, His-, b-X-gal) 배지에 긁어서 자가 결합능력 여부를 색깔 변화로 확인하였다. 대조군으로는 인비트로진 사에서 제공하는 세 가지 종류의 플라스미드를 사용하였다. 강한 결합력을 나타내는 WT (pXEP32/Krev1- pXEP22/RalGDS-wt), 중간 정도의 결합력을 나타내는 m1 (pXEP32/Krev1- pXEP22/RalGDS-m1) 및 결합력이 없는 m2 (pXEP32/Krev1- pXEP22/RalGDS-m2)를 사용하였다. 이러한 대조군과 비교한 결과, 강한 결합력을 보이는 WT 보다 성장률 뿐만 아니라 색깔의 변화에 있어서도 좀 더 강한 결합력을 보이는 것으로 확인되었다 (도 12B).
The identified colonies were scratched on SD (Leu-, Trp-, His-) medium and SD (Leu-, Trp-, His-, bX-gal) medium to confirm autobinding ability by color change. As a control, three kinds of plasmids provided by Invitrogene were used. WT (pXEP32 / Krev1- pXEP22 / RalGDS-wt) with strong binding force, m1 (pXEP32 / Krev1- pXEP22 / RalGDS-m1) with moderate binding force, and m2 (pXEP32 / Krev1- pXEP22 / RalGDS-m2 without binding force) ) Was used. As a result of comparing with the control group, it was confirmed that the binding force was stronger than the WT showing the strong binding force, but also in the change of color (FIG. 12B).

실시예Example 6 :  6: RsERF1RsERF1 과발현 형질전환 식물체의 제작 및 형질전환 여부 확인Preparation and transformation of overexpressed transgenic plants

실시예 6에서는 RsERF1을 애기장대에서 과발현시키기 위해서 식물 발현 바이너리 벡터를 이용하였다. 상기 실시예 1에서 분리된 RsERF1 유전자 cDNA 전체를 주형으로하여 CACC-RsERF1 프라이머 (5'-CACCATGTGTGGAGGAGCTAT-3' : 서열번호 7) 및 3'-RsERF1 프라이머 (5'-TCAAAAGACACCACCATCCAG-3' : 서열번호 8)로 PCR 증폭하였고, 상기 증폭된 PCR 산물 (1,081bp)을 pENTR 벡터 (Invitrogen)에 클로닝한 후 염기서열을 확인하였다. 염기서열이 확인된 pENTR-RsERF1 플라스미드, 과발현 형질전환용 게이트웨이 (gateway) 벡터인 pB2GW7 (Plant Systems Biology) 및 LR 리콤비나아제 (Invitrogen)를 반응시켜 35S-RaERF1 플라스미드를 제작하였다 (도 13A). 아그로박테리움 튜머파시엔스 C58c1 균주를 35S-RsERF1 및 pCAMBIA1301으로 동결해동법(freeze-thaw)을 통해 형질전환하였고, 형질전환된 아그로박테리움은 꽃 침지 방법을 통해 애기장대에 형질전환하여 형질전환 종자를 1/2 MS (2% 수크로스, Basta 25㎍/㎖) 선택배지에 발아시켜 형질전환 식물체를 선발하였고, 각 식물체의 종자를 채취하여 발아시키고 생장한 식물 잎에서 게놈 DNA를 추출하였다. 상기 게놈 DNA를 PCR 수행하여 RsERF1 발현 여부를 확인하였다 (도 13). RsERF1 유전자 발현은 5'-RsERF1 프라이머 (5'-ATGGCCTCTAAGCGGATTCTGAAG-3' : 서열번호 9) 및 3'-RsERF1 프라이머 (5'-CTAGCCCATTGCATACTTCTGAGTCC-3' : 서열번호 10) 로 PCR 증폭하여 증폭된 PCR 산물을 아가로스 (1%) 겔에 전기영동한 후 에티디움 브로마이드 (ethidium bromide)로 염색된 겔을 UV 조사하여 사진 촬영하였다 (도 13B). 대조구 식물체는 야생형 애기장대 (Columbia 0) 식물체를 사용하였다.
In Example 6, plant expression binary vectors were used to overexpress RsERF1 in Arabidopsis. RsERF1 isolated in Example 1 Using the entire gene cDNA as a template, PCR amplification was performed using CACC- RsERF1 primer (5'-CACCATGTGTGGAGGAGCTAT-3 ': SEQ ID NO: 7) and 3'- RsERF1 primer (5'-TCAAAAGACACCACCATCCAG-3': SEQ ID NO: 8). The PCR product (1,081bp) was cloned into the pENTR vector (Invitrogen) and the nucleotide sequence was confirmed. A 35S- RaERF1 plasmid was prepared by reacting the nucleotide sequence confirmed pENTR- RsERF1 plasmid, pB2GW7 (Plant Systems Biology) and LR recombinase (Invitrogen), which are gateways for overexpression transformation (FIG. 13A). Agrobacterium Tumer faciens C58c1 strain was transformed with freeze-thaw with 35S- RsERF1 and pCAMBIA1301, and transformed Agrobacterium was transformed into Arabidopsis by flower soaking method to transform the transformed seed into 1/2 MS (2 % Sucrose, Basta 25 ㎍ / ㎖) germinated medium to select transformed plants, seeds of each plant were harvested, germinated and genomic DNA was extracted from the growing plant leaves. PCR was performed on the genomic DNA to confirm RsERF1 expression (FIG. 13). RsERF1 gene expression was PCR amplified by 5'- RsERF1 primer (5'-ATGGCCTCTAAGCGGATTCTGAAG-3 ': SEQ ID NO: 9) and 3'- RsERF1 primer (5'-CTAGCCCATTGCATACTTCTGAGTCC-3': SEQ ID NO: 10). After electrophoresis on an agarose (1%) gel, the gel stained with ethidium bromide was photographed by UV irradiation (FIG. 13B). Control plants used wild type Arabidopsis (Columbia 0) plants.

실시예Example 7 :  7: RsERF1RsERF1 과발현 형질전환 식물체를 이용하여 Using overexpressed transgenic plants 고염분High salt 및 삼투 스트레스 저항성 기능 분석 And osmotic stress resistance functional analysis

생육상에서 6주 정도 생장한 야생형 및 과발현 RsERF1 형질전환 애기장대로부터 총 RNA를 RNA 추출 키트 (Ambion)를 이용하여 분리하였다. 분리된 RNA를 이용하여 RT-PCR을 다음과 같이 수행하였다. 총 RNA (2㎍)로 cDNA를 합성하여, 각 샘플별로 제작된 cDNA를 주형으로 이용하여 하우스키핑 유전자인 액틴 (Actin) 발현은 정방향 5'-액틴 프라이머 (5'-TGGACTCTGGTGATGGTGTC-3' : 서열번호 11) 및 역방향 3'-액틴 프라이머 (5'-CCTCCAATCCAAACACTGTA-3' : 서열번호 12)를 이용하였고, RsERF1 발현을 분석하기 위해서 정방향 5'-RsERF1 프라이머 (5'-ATGTGTGGAGGAGCTATAATCTC-3' : 서열번호 5) 및 역방향 3'-RsERF1 프라이머 (5'-AAAGAACTGATTGTTGAACATCTG-3' : 서열번호 6)를 이용하였다. 야생형 및 과발현 형질전환 식물체에서 삼투 스트레스 마커 유전자 발현은 다음 프라이머로 PCR 수행하였다; F-SOS3 (5'-TCAAGAACATGACTTTGCCATATC-3' : 서열번호 13), R-SOS3 (5'-ATGGCTTATATTAGGAAGATACGT-3' : 서열번호 14), F-AtPDF1.2 (5'-TTGCTTCCATCATCACCCTTATCTTC-3' : 서열번호 15), R-AtPDF1.2 (5'-ACGTAACAGATACACTTGTGTGCT-3' : 서열번호 16), F-Rd29b (5'-AAGCTACCTCTCTCCGGAGGTGGAAGTG-3' : 서열번호 17), R-Rd29b (5'-TACGTGTAACAGCAAGGACGAGGGAG-3' : 서열번호 18), F-CHS (5'-TCACCAACAGTGAACACATGACC-3' : 서열번호 19), R-CHS (5'-GAGTCAAGGTGGGTGTCAGAGG-3' : 서열번호 20), F-ADH1 (5'-TCCACGTATCTTCGGCCATG-3' : 서열번호 21), R-ADH (5'-TAGCACCTTCTGCAGCGCC-3' : 서열번호 22), F-SUS1 (5'-ACGGTCAGTTCAGGTGGATCTCCTC-3' : 서열번호 23), R-SUS1 (5'-AAGGTAACGACGGGCCTCAAGACG-3' : 서열번호 24), F-ICK1 (5'-ACGCACACGTAACCTAAATCG-3' : 서열번호 25), R-ICK1 (5'-GCATCTCCGTCATCAATTTCG-3' : 서열번호 26), F-HXK1 (5'-GTAAAGTAGCTGTTGGAGCGAC-3' : 서열번호 27), R-HXK I (5'-CATTCTGTAGCGACAAACTTCGC-3' : 서열번호 28), F-COR47 (5'-AAGGTAACGACGGGCCTCAAGACG-3' : 서열번호 29), R-COR47 (5'-ACAAGCCTAGTGTCATCGAAAAGC-3' : 서열번호 30), F-RAB18 (5'-TGATGTGACACGAAGAGACACGTTCAC-3' : 서열번호 31) 및 R-RAB18 (5'-AAGACGAGCAGCAGTAGCTCGACGAGG-3' : 서열번호 32). PCR 조건은 95℃ 5분; 95℃ 1분, 55℃ 1분, 72℃ 1분의 26 사이클; 마지막 신장단계는 72℃ 7분이다. 그 결과 SOS3, AtPDF1.2, Rd29b, CHS, ADH1, SUS1ICK1과 같은 유전자들의 발현이 야생형보다 RsERF1 과발현 형질전환 식물체에서 증가하는 것을 알 수 있었다 (도 14).Total RNA was isolated from wild-type and overexpressed RsERF1 transgenic Arabidopsis grown about 6 weeks in growth using RNA extraction kit (Ambion). RT-PCR was performed using the isolated RNA as follows. Synthesis of cDNA with total RNA (2 μg), the actin expression of the housekeeping gene Actin using the cDNA prepared for each sample as a template was 5'- actin primer (5'-TGGACTCTGGTGATGGTGTC-3 ': SEQ ID NO: 11) and reverse 3'-actin primer (5'-CCTCCAATCCAAACACTGTA-3 ': SEQ ID NO: 12) were used, and forward 5'- RsERF1 primer (5'-ATGTGTGGAGGAGCTATAATCTC-3': SEQ ID NO: 5) was used to analyze RsERF1 expression. ) And reverse 3'- RsERF1 primer (5'-AAAGAACTGATTGTTGAACATCTG-3 ': SEQ ID NO: 6). Osmotic stress marker gene expression in wild-type and overexpressing transgenic plants was PCR performed with the following primers; F-SOS3 (5'-TCAAGAACATGACTTTGCCATATC-3 ': SEQ ID NO: 13), R-SOS3 (5'-ATGGCTTATATTAGGAAGATACGT-3': SEQ ID NO: 14), F-AtPDF1.2 (5'-TTGCTTCCATCATCACCCTTATCTTC-3 ': SEQ ID NO: 15), R-AtPDF1.2 (5'-ACGTAACAGATACACTTGTGTGCT-3 ': SEQ ID NO: 16), F-Rd29b (5'-AAGCTACCTCTCTCCGGAGGTGGAAGTG-3': SEQ ID NO: 17), R-Rd29b (5'-TACGTGTAACAGCAAGGACGAGGGAG-3 ' : SEQ ID NO: 18), F-CHS (5'-TCACCAACAGTGAACACATGACC-3 ': SEQ ID NO: 19), R-CHS (5'-GAGTCAAGGTGGGTGTCAGAGG-3': SEQ ID NO: 20), F-ADH1 (5'-TCCACGTATCTTCGGCCATG-3 ': SEQ ID NO: 21), R-ADH (5'-TAGCACCTTCTGCAGCGCC-3': SEQ ID NO: 22), F-SUS1 (5'-ACGGTCAGTTCAGGTGGATCTCCTC-3 ': SEQ ID NO: 23), R-SUS1 (5'-AAGGTAACGACGGGCCTCAAGACG- 3 ': SEQ ID NO: 24), F-ICK1 (5'-ACGCACACGTAACCTAAATCG-3': SEQ ID NO: 25), R-ICK1 (5'-GCATCTCCGTCATCAATTTCG-3 ': SEQ ID NO: 26), F-HXK1 (5'-GTAAAGTAGCTGTTGGAGCGAC -3 ': SEQ ID NO: 27), R-HXK I (5'-CATTCTGTAGCGACAAACTTCGC-3': SEQ ID NO: 28), F-COR47 (5'-AAGGTAACGACGGGCCTCAAGACG-3 ': SEQ ID NO: 29), R-COR47 (5'-ACAAGCCTAGTGTCATCGAAAAGC-3 ': SEQ ID NO: 30), F-RAB18 (5'-TGATGTGACACGAAGAGACACGTTCAC-3': SEQ ID NO: 31) and R-RAB18 (5'-AAGACGAGCAGCAGTAGCTCGACGAGG-3 ': SEQ ID NO: 32) . PCR conditions were 95 ° C. 5 minutes; 26 cycles of 95 ° C 1 minute, 55 ° C 1 minute, 72 ° C 1 minute; The final elongation step is 72 ° C for 7 minutes. As a result, it was found that the expression of genes such as SOS3 , AtPDF1.2 , Rd29b , CHS , ADH1 , SUS1 and ICK1 increased in RsERF1 overexpressing transgenic plants than in wild type (FIG. 14).

RsERF1 과발현 형질전환 식물체가 염분 (NaCl, 0.15M) 및 만니톨 (mannitol, 0.2M)을 첨가한 배지에서 저항성을 보이는지 알아보기 위해 발아 후 10일 된 유묘를 무첨가 배지, 염분 및 만니톨이 첨가된 배지에 옮겨 9일 동안 배양하여 식물의 뿌리 생장 및 생체중을 비교하였다 (도 15A). 그 결과 염분 및 만니톨 스트레스에서는 RsERF1 과발현 형질전환 식물체가 대조군보다는 생장이 좋았지만 염분 스트레스보다 만니톨 스트레스에 대해 효과가 크지 못했다. 외관상으로 RsERF1을 과발현하는 형질전환 식물체가 대조구 식물체보다 뿌리 및 잎의 생장이 특히 염분 스트레스 처리군에서 우수한 것을 확인하였다 (도 15B). 따라서 식물체에서 RsERF1 유전자 과발현은 염분 및 삼투 스트레스 저항성을 부여하는 것이라고 판단된다. RsERF1 To determine whether the overexpressing transgenic plants were resistant to saline (NaCl, 0.15M) and mannitol (0.2M) media, seedlings 10 days after germination were transferred to the medium without saline, saline and mannitol. Incubation for 9 days compared plant root growth and live weight (FIG. 15A). The result is RsERF1 in salt and mannitol stress Overexpressing transgenic plants grew better than controls but were less effective against mannitol stress than salt stress. Apparently, transgenic plants overexpressing RsERF1 were found to have superior root and leaf growth, especially in the salt stress treatment group, than control plants (FIG. 15B). Therefore, RsERF1 in plants Gene overexpression is believed to confer salinity and osmotic stress resistance.

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Claims (14)

서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진, 갯무 (Raphanus sativus) 유래의 환경 스트레스 저항성 관련 RsERF1 (Raphanus sativus ethylene responsive transcription factor 1) 단백질.Consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, gaetmu (Raphanus sativus ) -related RsERF1 ( Raphanus) sativus ethylene responsive transcription factor 1 ) protein. 제1항의 단백질을 코딩하는 유전자.A gene encoding the protein of claim 1. 제2항에 있어서, 상기 유전자는 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는 유전자.3. The gene according to claim 2, wherein the gene consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. 제2항의 유전자를 포함하는 재조합 벡터. A recombinant vector comprising the gene of claim 2. 제4항의 재조합 벡터로 형질전환된 애기장대 식물세포.Arabidopsis plant cell transformed with the recombinant vector of claim 4. 삭제delete 제4항의 재조합 벡터로 애기장대 식물세포를 형질전환시켜 RsERF1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 애기장대 식물의 염 또는 삼투 스트레스 저항성을 증진시키는 방법.A method of enhancing salt or osmotic stress resistance of Arabidopsis plants comprising overexpressing the RsERF1 gene by transforming Arabidopsis plant cells with the recombinant vector of claim 4. 삭제delete 제4항의 재조합 벡터로 애기장대 식물세포를 형질전환시켜 RsERF1 유전자를 과발현하는 단계; 및
상기 형질전환된 식물세포로부터 애기장대 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 염 또는 삼투 스트레스 저항성이 증진된 형질전환 애기장대 식물체의 제조 방법.
Transforming Arabidopsis plant cells with the recombinant vector of claim 4 to overexpress the RsERF1 gene; And
A method of producing a transgenic Arabidopsis plant with enhanced salt or osmotic stress resistance comprising the step of regenerating Arabidopsis plants from the transformed plant cell.
삭제delete 제9항의 방법에 의해 제조된 염 또는 삼투 스트레스 저항성이 증진된 형질전환 애기장대 식물체.A transgenic Arabidopsis plant with enhanced salt or osmotic stress resistance prepared by the method of claim 9. 삭제delete 제11항의 염 또는 삼투 스트레스 저항성이 증진된 형질전환 애기장대 식물체의 종자.Seed of a transgenic Arabidopsis plant with increased salt or osmotic stress resistance according to claim 11. 서열번호 1의 염기서열로 이루어진, 갯무 (Raphanus sativus) 유래의 RsERF1(Raphanus sativus ethylene responsive transcription factor 1) 유전자를 포함하는 애기장대 식물의 염 또는 삼투 스트레스 저항 증진용 조성물.A composition for enhancing salt resistance or osmotic stress resistance of Arabidopsis plants comprising RsERF1 (Raphanus sativus ethylene responsive transcription factor 1) gene derived from Raphanus sativus, consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
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