KR101399944B1 - Method for producing transgenic soybean plant with improved syringin and coniferin content and transgenic soybean plant produced by the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method of increasing the content of syringin and coniferin in a soybean plant compared to a wild form by transforming soybean plant cells with a recombinant vector including a gene coding the recombinant glycosyltransferase UGT72E-3/2 protein, a method for producing transgenic soybean plants with an increased content of syringin and coniferin compared to the wild form, transgenic soybean plants with an increased content of syringin and coniferin compared to the wild form produced thereby and seeds thereof, and a composition for increasing the content of syringin and coniferin in soybean plants including the recombinant vector as an active ingredient. When a gene coding the recombinant glycosyltransferase UGT72E-3/2 protein of the present invention is used, soybean plants containing a large quantity of syringin and coniferin which are not produced in general wild form soybeans can be produced. Accordingly, soybeans with high functionality and high quality are able to be produced, thereby expected to be useful in revitalizing the soybean food industry.

Description

시린진과 코니페린 함량이 증가된 형질전환 콩 식물체의 제조 방법 및 그에 따른 콩 식물체{Method for producing transgenic soybean plant with improved syringin and coniferin content and transgenic soybean plant produced by the same}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a method for producing transgenic soybean plants having increased syringine and conipherin contents,

본 발명은 시린진과 코니페린 함량이 증가된 형질전환 콩 식물체의 제조 방법 및 그에 따른 콩 식물체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 콩 식물세포를 형질전환시켜 야생형에 비해 콩 식물체 내의 시린진과 코니페린 함량을 증가시키는 방법 및 야생형에 비해 시린진과 코니페린 함량이 증가된 형질전환 콩 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 야생형에 비해 시린진과 코니페린 함량이 증가된 형질전환 콩 식물체 및 이의 종자, 상기 재조합 벡터를 유효성분으로 함유하는 콩 식물체 내의 시린진과 코니페린 함량 증가용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a transgenic soybean plant having increased syringine and conipherin contents and a soybean plant according to the method, and more particularly, to a method for producing a recombinant vector containing a gene encoding a recombinant glycoprotein UGT72E-3/2 protein A method of increasing the content of syringine and coniferin in soybean plants by transforming soybean plant cells with wild type, a method of producing transgenic soybean plants having increased syringin and conipherin content compared to wild type, a method of producing wild type And a composition for increasing the content of syringine and coniferin in soybean plants containing the recombinant vector as an active ingredient.

콩은 잘 알려진 쌍떡잎 작물로서 여러 조건에서도 생육이 가능하므로 전 세계에서 재배되고 있다. 콩은 다른 곡류에 비해 알갱이가 크고 단백질 함량이 40%로 영양이 풍부하며, 단백질 및 지방 함량이 60%로 치즈와 같은 가공식품을 제외하고 단백질과 지방을 가장 많이 함유하고 있는 독특한 작물이다. 특히 쌀을 주식으로 하는 동양인에게 경제적인 단백질원인 동시에 2차 대사 산물도 포함하고 있어서 콩의 기능적인 면을 개선하고자 형질전환을 포함하는 품종 개발 기술을 꾸준히 탐구하고 있다.Soy is a well-known dapper crop, which can be grown under various conditions and is cultivated all over the world. Beans are rich in grains, 40% protein rich in nutrients, 60% protein and fat, and are the most unique crops with the highest protein and fat content except processed foods such as cheese. Especially, Asian people with rice stocks are involved in economical protein causes and secondary metabolites, so they are constantly exploring varietal development techniques including transformation to improve functional aspects of soybean.

1차 대사 산물은 탄수화물, 단백질, 핵산 및 지질 등으로 세포의 기능을 수행하는데 없어서는 안 될 필수 화합물을 일컫는다. 반면, 식물체에서는 생존에 필수적이지 않는 화합물이 많이 있는데 이를 2차 대사 산물이라고 한다. 2차 대사 산물은 구조 및 합성 과정에 따라 크게 알칼로이드(alkaloids), 테르펜(terpen), 페놀 화합물(phenolic compound), 그리고 기타 화합물(other compound) 등으로 나눌 수 있다.Primary metabolites are carbohydrates, proteins, nucleic acids and lipids, which are indispensable for performing cellular functions. On the other hand, there are many compounds in plants that are not essential for survival, which are called secondary metabolites. Secondary metabolites can be divided into alkaloids, terpenes, phenolic compounds, and other compounds depending on the structure and synthesis process.

시린진(syringin)은 시베리아 인삼으로도 불리는 가시오가피(Eleutherococcus senticosus Maxim)의 스트레스에 대한 우수한 정신적 육체적 적응 효능이 있는 약리적 성분으로 식물 유래의 대표적 적응원(Adaptogen)으로 분류되고 있다. 적응원이란 다양한 스트레스에 반응하여 부작용없이 생체의 비특이성 저항력을 증가시키는 식물 2차 대사 산물을 일컫는 말이다. 또한 시린진은 엘레우테로사이드 B(Eleutheroside B)로도 알려져 있으며, 리그닌계 배당체로 페닐프로파노이드 합성경로를 통해서 생성된 리그닌 구성 성분인 시나필 알코올(sinapyl alcohol, s type monolignol)이 당전이 효소(UDP-glucose transferase)에 의해서 배당체가 됨으로써 생성된다. 시린진은 엘레우테로사이드 E와 함께 항스트레스, 항균 등에 있어 강한 생리 활성을 갖고 있다고 알려져 있다. 특히, 최근에 순수 분리된 시린진이 현대 도시인의 건강에 가장 문제가 되고 있는 당뇨병과 우울증 치료에도 우수한 효능을 보이는 것으로 보고됨으로써 그 응용성이 더욱 확대되고 있다.The syringin is called Siberian ginseng ( Eleutherococcus senticosus Maxim ) is a pharmacological component that has excellent mental and physical adaptability to stress. It is classified as a typical adaptogen originating from plants. An adaptogen is a plant secondary metabolite that responds to various stresses and increases the non-specific resistance of a living organism without side effects. It is also known as Eleutheroside B, which is a lignin glycoside produced by the synthesis of phenylpropanoid, which is a component of lignin, sinapyl alcohol (s type monolignol) (UDP-glucose transferase). It has been known that sylindin has a strong physiological activity in antistress, antimicrobial and the like together with Ereotideoside E. In particular, recently, the purely isolated seuljin has been reported to exhibit excellent efficacy in the treatment of diabetes and depression, which are the most important health problems of modern urban people.

그 동안 우리나라의 콩 형질전환은 조직배양을 통한 콩 식물체 재분화 기술에 있어서 미흡한 점이 많았고, 다른 작물과 달리 외래 유전자 도입이 어려워 안정적인 형질전환 기술 체계가 아직 확립되지 못하였다. 일부 실험실에서 부분적인 성공 사례는 있었으나 지속적인 결과 도출에는 실패하였다. 본 발명자들은 미국과 일본을 방문하며 연구한 결과 2006년에 자체 개발기술로 국내 품종으로 제초제 저항성 형질전환 콩을 생산하였고, 현재 국내 발굴 유용 유전자를 이용한 콩 형질전환체를 대량 생산할 수 있게 되었다.In the meantime, the soybean transformation in Korea has been insufficient in the regeneration technology of soybean plant through tissue culture, and unlike other crops, it is difficult to introduce foreign gene, so a stable transformation technology system has not yet been established. In some laboratories, there were partial successes, but failed to produce sustained results. As a result of visiting and studying the US and Japan, the present inventors produced herbicide-resistant transgenic soybean as domestic varieties in 2006 with its own developed technology, and now it is possible to mass-produce soybean transformants using domestic digestive useful genes.

콩이 가장 많이 이용되고 있는 품목은 콩나물 33.2%, 장류 31.2%, 두부 26.6% 및 두유 9.0% 등으로 흔히 잘 알려진 콩 가공식품형태로 소비되고 있다. 콩 전통 식물의 세계화와 콩 관련 산업 활성화를 위해서는 원료인 콩의 기능성 강화와 품질의 고급화 가공기술의 개발이 무엇보다도 시급한 것으로 사료된다. 동양의 전통식품으로 알려져 있던 콩 식품은 최근 건강 기능성 성분을 다량 함유한 식품으로서 우수성이 크게 알려지면서 서양에서도 콩 식품 관련 산업규모가 크게 성장하고 있다. Soybeans are most commonly consumed in the form of bean processed foods, often known as soy bean sprouts (33.2%), soy sauce (31.2%), tofu (26.6%) and soy milk (9.0%). For the globalization of soybean-based plants and the activation of the soybean-related industry, it is considered urgent that the functional enhancement of soybeans as a raw material and the development of high-quality processing technology are urgently needed. Soybean food, known as Oriental traditional food, is a food containing a large amount of health functional ingredients, and its excellence is widely known.

한편, 한국공개특허 제1994-0018095호에는 시린진을 유효성분으로 함유하는 항알러지성 의약 조성물이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2004-0004764호에는 간독성에 대한 보호 활성을 가지는 시린진을 포함하는 조성물이 개시되어 있으나, 본원 발명에서와 같이 시린진과 코니페린 함량이 증가된 형질전환 콩 식물체의 제조 방법 및 그에 따른 콩 식물체에 대해서는 밝혀진 바가 없다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 1994-0018095 discloses an antiallergic medicinal composition containing aspirin as an active ingredient, Korean Patent Publication No. 2004-0004764 discloses a medicinal composition containing a syringine having a protecting activity against hepatotoxicity However, as described in the present invention, the method for producing transgenic soybean plants having increased amounts of syringin and conipherin and the resulting soybean plants have not been disclosed.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자가 35S 프로모터 또는 β-콘글라이신(β-conglycinin) 프로모터에 의해 발현이 조절되는 재조합 벡터로 형질전환시킨 콩 식물체의 잎에서 시린진과 코니페린이 증가한 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.Disclosure of the Invention The present invention has been made in view of the above needs, and the present inventors have found that a gene encoding a recombinant herpes simplex protein UGT72E-3/2 is regulated by a 35S promoter or a β-conglycinin promoter The present inventors have completed the present invention by confirming the increase in the amount of syringine and conipherin in the leaves of the soybean plants transformed with the recombinant vector.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 콩 식물세포를 형질전환시켜 UGT72E-3/2 유전자를 과발현시키는 단계를 포함하는 야생형에 비해 콩 식물체 내의 시린진(syringin)과 코니페린(coniferin) 함량을 증가시키는 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a recombinant vector comprising a gene encoding a recombinant glycosyltransferase UGT72E-3/2 protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 to transform soybean plant cells into UGT72E-3/2 The present invention provides a method for increasing syringin and coniferin content in soybean plants compared to the wild type comprising overexpressing the gene.

또한, 본 발명은 상기 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 콩 식물세포를 형질전환하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 시린진과 코니페린 함량이 증가된 형질전환 콩 식물체의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention relates to a method for producing a recombinant vector, which comprises transforming a soybean plant cell with a recombinant vector comprising a gene encoding the recombinant herpes simplex protein UGT72E-3/2, A method for producing a bean plant is provided.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 야생형에 비해 시린진과 코니페린의 함량이 증가된 형질전환 콩 식물체 및 상기 콩 식물체의 종자를 제공한다.In addition, the present invention provides a transformed soybean plant having increased syringine and coniferin content compared to the wild type strain produced by the above method, and seeds of the soybean plant.

또한, 본 발명은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 유효성분으로 함유하는 콩 식물체 내의 시린진과 코니페린 함량 증가용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for increasing the content of syringine and coniferin in soybean plants containing a recombinant vector comprising a gene encoding a recombinant glycosyltransferase UGT72E-3/2 protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 as an active ingredient to provide.

본 발명에 따르면, 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질 코딩 유전자를 이용하면 일반적인 야생형 콩에서 생산되지 않는 시린진과 코니페린을 다량 함유하는 콩 식물체를 제조할 수 있으므로, 콩의 기능성 강화 및 고품질화가 가능하여 콩 식품산업의 활성화에 유용할 것으로 기대된다.According to the present invention, it is possible to produce a soybean plant containing a large amount of choline chloride and conipherin, which is not produced in general wild type soybean, by using the recombinant herbicide UGT72E-3/2 protein coding gene, It is expected to be useful for the activation of the soybean food industry.

도 1은 35S 프로모터 및 β-콘글라이신 프로모터를 이용한 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 두 가지 재조합 벡터(35S-UGT72E-3/2 및 β-UGT72E-3/2)의 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 재조합 벡터 35S-UGT72E-3/2 및 β-UGT72E-3/2를 이용하여 형질전환시킨 콩 식물체의 생장 과정을 나타낸 것이다.
도 3은 35S-UGT72E-3/2 T0 형질전환체와 β-UGT72E-3/2 T0 형질전환체에서 삽입 유전자를 확인하기 위해 수행한 PCR 결과를 나타낸 것이다. M: 마커, CON: 야생형 광안콩, 1~7: 35S-UGT72E-3/2 형질전환체, 8~14: β-UGT72E-3/2 형질전환체.
도 4는 35S-UGT72E-3/2 T0 형질전환체와 β-UGT72E-3/2 T0 형질전환체에서 삽입 유전자를 확인하기 위해 수행한 RT-PCR 결과를 나타낸 것이다. M: 마커, CON: 야생형 광안콩, 1~7: 35S-UGT72E-3/2 형질전환체, 8~14: β-UGT72E-3/2 형질전환체. (9는 도 3의 PCR 결과, 유전자 도입이 확인되지 않아 RT-PCR 대상에서 제외)
도 5는 야생형 광안콩과 35S-UGT72E-3/2 T0 형질전환체(35s-ugt#7) 및 β-UGT72E-3/2 T0 형질전환체(β-ugt#3, 7)의 잎에서 시린진과 코니페린 함량의 HPLC 분석 결과를 나타낸 것이다.
Figure 1 shows two recombinant vectors (35S-UGT72E-3/2 and &bgr; -UGT72E-3/2) containing the gene encoding the recombinant glycosyltransferase UGT72E-3/2 protein using the 35S promoter and the β- conglycine promoter ). ≪ / RTI >
Fig. 2 shows the growth process of soybean plants transformed with recombinant vectors 35S-UGT72E-3/2 and? -UGT72E-3/2.
Figure 3 shows the results of PCR performed to confirm the inserted gene from the 35S-UGT72E-3/2 T 0 transformant and β-UGT72E-3/2 T 0 transformants. M: Marker, CON: wild type light bean, 1-7: 35S-UGT72E-3/2 transformant, 8-14: β-UGT72E-3/2 transformant.
Figure 4 illustrates a 35S-UGT72E-3/2 T 0 transformant and β-UGT72E-3/2 T 0 transformants was performed to confirm the inserted gene from the transformants by RT-PCR results. M: Marker, CON: wild type light bean, 1-7: 35S-UGT72E-3/2 transformant, 8-14: β-UGT72E-3/2 transformant. (9 is the result of PCR in Fig. 3, and the gene introduction is not confirmed and is excluded from the RT-PCR target)
Leaves of Figure 5 is the wild-type light stabilizer beans and 35S-UGT72E-3/2 T 0 transformants (35s-ugt # 7), and β-UGT72E-3/2 T 0 transformants (β-ugt # 3, 7 ) And the results of HPLC analysis of the content of syringine and conipherin in the sample.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 콩 식물세포를 형질전환시켜 UGT72E-3/2 유전자를 과발현시키는 단계를 포함하는 야생형에 비해 콩 식물체 내의 시린진(syringin)과 코니페린(coniferin) 함량을 증가시키는 방법을 제공한다.In order to accomplish the object of the present invention, the present invention provides a recombinant vector comprising a gene encoding the recombinant glycosyltransferase UGT72E-3/2 protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, / 2 < / RTI > gene of the wild type, which comprises the step of overexpressing the syringin and coniferin in the soybean plant.

본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에서, 상기 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. In the method according to one embodiment of the present invention, the recombinant herpes simplex enzyme UGT72E-3/2 The protein may comprise, but is not limited to, the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

본 발명에 따른 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질의 범위는 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 식물체 내에서 시린진과 코니페린 함량을 증가시키는 활성을 의미한다.The recombinant herpetous enzyme UGT72E-3/2 according to the present invention The range of the protein includes a protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and a functional equivalent of the protein. 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 homogenous physiological activity" means an activity that increases the syringin and conipherin content in a plant.

본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에서, 상기 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자는 서열번호 1의 염기서열로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 염기 서열의 상동체가 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.In the method according to one embodiment of the present invention, the recombinant herpes simplex enzyme UGT72E-3/2 The gene coding for the protein may consist of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, but is not limited thereto. In addition, homologues of the nucleotide sequences are included within the scope of the present invention. Specifically, the gene has a nucleotide sequence having a sequence homology of 70% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more, 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 >

본 발명의 재조합 벡터는 프로모터와 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자를 포함할 수 있으며, 이외에도 터미네이터, 선발 마커 등을 포함할 수 있다.The recombinant vector of the present invention may include a promoter and a gene encoding a UGT72E-3/2 protein, and may further include a terminator, a selection marker, and the like.

상기 프로모터는 CaMV 35S, β-콘글라이신(β-conglycinin), 액틴, 유비퀴틴, pEMU, MAS 또는 히스톤 프로모터일 수 있으며, 바람직하게는 35S-프로모터와 β-콘글라이신(β-conglycinin) 프로모터일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.The promoter may be CaMV 35S, β-conglycinin, actin, ubiquitin, pEMU, MAS or a histone promoter, preferably a 35S-promoter and a β-conglycinin promoter , But is not limited thereto.

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 발현 할 수 있다. 또한 재조합 세포는 천연 상태의 세포에서 발견되는 유전자를 발현할 수 있으며, 그러나 상기 유전자는 변형된 것으로서 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 modified and reintroduced intracellularly by an artificial means.

본 발명에서, 상기 UGT72E-3/2 유전자 서열은 재조합 발현 벡터 내로 삽입될 수 있다. 용어 "재조합 발현 벡터"는 세균 플라스미드, 파아지, 효모 플라스미드, 식물 세포 바이러스, 포유동물 세포 바이러스, 또는 다른 벡터를 의미한다. 대체로, 임의의 플라스미드 및 벡터는 숙주 내에서 복제 및 안정화할 수 있다면 사용될 수 있다. 상기 발현 벡터의 중요한 특성은 복제 원점, 프로모터, 마커유전자 및 번역 조절 요소(translation control element)를 가지는 것이다. In the present invention, the UGT72E-3/2 gene sequence can be inserted into a recombinant expression vector. The term "recombinant expression vector" means a bacterial plasmid, a phage, a yeast plasmid, a plant cell virus, a mammalian cell virus, or other vector. In principle, any plasmid and vector can be used if it can replicate and stabilize within the host. An important characteristic of the expression vector is that it has a replication origin, a promoter, a marker gene and a translation control element.

UGT72E-3/2 유전자 서열 및 적당한 전사/번역 조절 신호를 포함하는 발현 벡터는 당업자에 주지된 방법에 의해 구축될 수 있다. 상기 방법은 시험관 내 재조합 DNA 기술, DNA 합성 기술 및 생체 내 재조합 기술 등을 포함한다. 상기 DNA 서열은 mRNA 합성을 이끌기 위해 발현 벡터 내의 적당한 프로모터에 효과적으로 연결될 수 있다. 또한 발현 벡터는 번역 개시 부위로서 리보좀 결합 부위 및 전사 터미네이터를 포함할 수 있다. Expression vectors containing the UGT72E-3/2 gene sequence and appropriate transcription / translation control signals can be constructed by methods known to those skilled in the art. Such methods include in vitro recombinant DNA technology, DNA synthesis techniques, and in vivo recombination techniques. The DNA sequence can be effectively linked to appropriate promoters in the expression vector to drive mRNA synthesis. The expression vector may also include a ribosome binding site and a transcription terminator as a translation initiation site.

본 발명의 재조합 벡터의 바람직한 예는 아그로박테리움 튜메파시엔스(Agrobacterium tumefiaciens)와 같은 적당한 숙주에 존재할 때 그 자체의 일부, 소위 T-영역을 식물 세포로 전이시킬 수 있는 Ti-플라스미드 벡터이다. 다른 유형의 Ti-플라스미드 벡터 (EP 0 116 718 B1호 참조)는 현재 식물 세포, 또는 잡종 DNA를 식물의 게놈 내에 적당하게 삽입시키는 새로운 식물이 생산될 수 있는 원형질체로 잡종 DNA 서열을 전이시키는데 이용되고 있다. Ti-플라스미드 벡터의 특히 바람직한 형태는 EP 0 120 516 B1호 및 미국 특허 제4,940,838호에 청구된 바와 같은 소위 바이너리(binary) 벡터이다. 본 발명에 따른 DNA를 식물 숙주에 도입시키는데 이용될 수 있는 다른 적합한 벡터는 이중 가닥 식물 바이러스(예를 들면, CaMV) 및 단일 가닥 바이러스, 게미니 바이러스 등으로부터 유래될 수 있는 것과 같은 바이러스 벡터, 예를 들면 비 완전성 식물 바이러스 벡터로부터 선택될 수 있다. 그러한 벡터의 사용은 특히 식물 숙주를 적당하게 형질전환하는 것이 어려울 때 유리할 수 있다. A preferred example of the recombinant vector of the present invention is a Ti-plasmid vector capable of transferring a so-called T-region to a plant cell when 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. A particularly preferred form of the Ti-plasmid vector is a so-called binary vector as claimed in EP 0 120 516 B1 and U.S. Patent No. 4,940,838. Other suitable vectors that can be used to introduce the DNA according to the invention into the 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 포스피노트리신(phosphinothricin)과 같은 제초제 저항성 유전자, 카나마이신(kanamycin), G418, 블레오마이신(Bleomycin), 하이그로마이신(hygromycin), 클로람페니콜 (chloramphenicol)과 같은 항생제 내성 유전자가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The expression vector 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 phosphinothricin, antibiotics such as kanamycin, G418, Bleomycin, hygromycin, chloramphenicol, Resistant genes, but are not limited thereto.

본 발명의 재조합 벡터에서, 통상의 터미네이터를 사용할 수 있으며, 그 예로는 노팔린 신타아제(NOS), 벼 α-아밀라아제 RAmy1 A 터미네이터, 파세올린(phaseoline) 터미네이터, 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)의 옥토파인(Octopine) 유전자의 터미네이터 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 터미네이터의 필요성에 관하여, 그러한 영역이 식물 세포에서의 전사의 확실성 및 효율을 증가시키는 것으로 일반적으로 알려져 있다. 그러므로 터미네이터의 사용은 본 발명의 내용에서 매우 바람직하다. In the recombinant vector of the present invention, conventional terminators can be used. Examples thereof include nopaline synthase (NOS), rice α-amylase RAmy1 A terminator, phaseoline terminator, Agrobacterium and the terminator of the Octopine gene of Tumefaciens, but the present invention is not limited thereto. Regarding the need for terminators, it is generally known that such regions increase the certainty and efficiency of transcription in plant cells. The use of terminators is therefore highly desirable in the context of the present invention.

본 발명의 벡터를 원핵세포에 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.Any host cell known in the art may be used as the host cell capable of continuously cloning and expressing the vector of the present invention in a stable and prokaryotic cell, for example, E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1 , E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, Bacillus subtilis, Bacillus tulifene, and Salmonella typhimurium, Serratia marcesensus and various Pseudomonas species And enterobacteria and strains such as the species.

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 있다. 숙주세포는 바람직하게는 식물세포이다.When the vector of the present invention is transformed into eukaryotic cells, yeast ( Saccharomyce cerevisiae), and the like insect cells, human cells (e.g., CHO cells (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN and MDCK cell lines) and plant cell may be used. The host cell is preferably a plant cell.

본 발명의 벡터를 숙주세포 내로 운반하는 방법은, 숙주 세포가 원핵 세포인 경우, CaCl₂방법, 하나한 방법 (Hanahan, D., J. Mol. Biol., 166:557-580(1983)) 및 전기천공 방법 등에 의해 실시될 수 있다. 또한, 숙주세포가 진핵세포인 경우에는, 미세주입법, 칼슘포스페이트 침전법, 전기천공법, 리포좀-매개 형질감염법, DEAE-덱스트란 처리법, 및 유전자 밤바드먼트 등에 의해 벡터를 숙주세포 내로 주입할 수 있다. The method of delivering the vector of the present invention into a host cell can be carried out by the CaCl2 method, Hanahan, D., J. MoI. Biol., 166: 557-580 (1983) An electric drilling method or the like. When the host cell is a eukaryotic cell, the vector is injected into the host cell by microinjection, calcium phosphate precipitation, electroporation, liposome-mediated transfection, DEAE-dextran treatment, gene bombardment or the like .

또한, 본 발명은 프로모터와 애기장대(Arabidopsis thaliana) 유래 UGT72E2 유전자와 UGT72E3 유전자를 재조합한 UGT72E-3/2 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물세포를 형질전환하는 단계 및 상기 형질전환된 식물세포로부터 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 시린진과 코니페린 함량이 증가된 식물체의 제조 방법을 제공한다. In addition, the present invention relates to a promoter and Arabidopsis The present invention relates to a method for producing a recombinant vector, which comprises transforming a plant cell with a recombinant vector comprising a UGT72E2 gene and a UGT72E3 gene obtained by recombining a UGT72E2 gene and a UGT72E3 gene derived from a transgenic plant cell and regenerating the plant from the transformed plant cell, The present invention provides a method of producing a plant having increased gin and coniferin content.

본 발명의 방법은 본 발명에 따른 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환하는 단계를 포함하는데, 상기 형질전환은 예를 들면, 아그로박테리움 튜메파시엔스(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 tumefaciens 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 야생형에 비해 시린진과 코니페린 함량이 증가된 형질전환 식물체 및 이의 종자를 제공한다. 바람직하게는, 상기 식물체는 애기장대, 감자, 가지, 담배, 고추, 토마토, 우엉, 쑥갓, 상추, 도라지, 시금치, 근대, 고구마, 샐러리, 당근, 미나리, 파슬리, 배추, 양배추, 갓무, 수박, 참외, 오이, 호박, 박, 딸기, 대두, 녹두, 강낭콩, 완두 등의 쌍자엽 식물 또는 벼, 보리, 밀, 호밀, 옥수수, 사탕수수, 귀리, 양파 등의 단자엽 식물일 수 있으며, 바람직하게는 쌍자엽 식물일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 쌍자엽 식물은 대두(Glycine max)일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.In addition, the present invention provides transgenic plants and seeds thereof having increased syringin and coniferin content compared to the wild type produced by the above method. Preferably, the plant is selected from the group consisting of Arabidopsis, potato, eggplant, cigarette, pepper, tomato, burdock, ciliaceae, lettuce, bellflower, spinach, modern sweet potato, celery, carrot, parsley, parsley, cabbage, cabbage, Rice, barley, wheat, rye, corn, sorghum, oats, onion and the like, preferably dicotyledonous plants such as rice, barley, wheat, rye, corn, Plant, and more preferably, the dicotyledonous plant is soybean ( Glycine max ), but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 형질전환되어 야생형에 비해 시린진(syringin)과 코니페린(coniferin) 함량이 증가된 형질전환 콩 식물체를 제공한다.The present invention also provides a recombinant vector comprising a gene encoding a recombinant glycosyltransferase UGT72E-3/2 protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, wherein the recombinant vector comprises syringin and coniferin, Thereby providing a transgenic soybean plant having an increased content.

또한, 본 발명은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 유효성분으로 함유하는 콩 식물체의 시린진과 코니페린 함량 증가용 조성물을 제공한다. 본 발명의 조성물은 유효 성분으로 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 포함하며, 상기 재조합 벡터를 식물체에 형질전환시킴으로써 콩 식물체의 시린진과 코니페린 함량을 증가시킬 수 있는 것이다.
The present invention also relates to a composition for increasing the content of sirolin and coniferin of a soybean plant containing a recombinant vector comprising a gene encoding a recombinant glycosyltransferase UGT72E-3/2 protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 as an active ingredient to provide. The composition of the present invention comprises, as an active ingredient, a recombinant vector comprising a gene encoding a recombinant glycosyltransferase UGT72E-3/2 protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and transforming the recombinant vector into a plant, Can increase the content of syringine and conipherin in the body.

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.

실험 방법Experimental Method

콩 형질전환 벡터 제작Production of soybean transformation vector

동아대학교 생명자원과학대학 남재성 교수에게서 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질 코딩 유전자를 분양받아 본 발명에 이용하였으며, 구체적인 제조방법은 하기와 같다.Recombinant glycoprotein UGT72E-3/2 protein coding gene was purchased from Prof. Nam Jae-sung of Dong-A University and used for the present invention.

먼저, 애기장대의 100여 개의 당전이 효소들 중에서 시린진의 전구물질인 시나필 알코올 또는 구조적으로 유사한 코니페릴 알코올에 당을 전이할 수 있는 능력이 있다고 보고된 당전이 효소 UGT72E 계통군(clade)의 효소적 특성을 조사하였다. UGT72E 계통군 또한 일반적인 당전이 효소와 비슷한 구조적 특징을 가지고 있는데, 아미노 말단 영역은 기질 인식 영역을 가지며 카르복시 말단은 UDP에 의해서 활성화된 당으로부터 당을 기질에 전이하는 효소적 활성 영역을 가지고 있고, 특히 카르복시 말단의 PSPG (Plant Secondary Product Glucosyltransferase) 모티프가 식물체 유래의 당전이 효소의 활성에 중요한 것으로 보고되고 있다. UGT72E 계통군에는 염기서열이 유사한 당전이 효소 UGT72E1, UGT72E2 및 UGT72E3가 있다.First of all, it has been reported that the enzyme UGT72E, which has been reported to have the ability to transfer sugar to cinnamyl alcohol or structurally similar coniferyl alcohol, Enzymatic properties were investigated. The UGT72E family also has structural similarity to that of a general glycoprotein, with the amino terminal region having a substrate recognition region and the carboxy terminal having an enzymatic active region that transfers the sugar from the sugar activated by UDP to the substrate, Carboxy-terminal plant secondary product glucosyltransferase (PSPG) motifs have been reported to be important for the activity of plant-derived glycosyltransferases. In the UGT72E family, there are UGT72E1, UGT72E2 and UGT72E3, which have similar nucleotide sequences.

본 발명에서는 UGT72E2 및 UGT72E3을 각각 아미노 말단의 1번에서 344번까지의 아미노산을 포함하는 아미노 단편과 345번부터 카르복시 말단의 481번까지의 아미노산을 포함하는 카르복시 단편으로 이분하였다. 아미노 단편은 기질인식 특이성을 결정하는 영역을 포함하고 카르복시 말단은 당전이 활성에 중요한 PSPG 모티프를 포함하고 있다. 식물체 내에서 시린진을 효율적으로 생산하기 위해서는 기질 특이성이 당전이 활성보다 중요하므로 정확히 이등분하지 않고 아미노 단편을 전체의 3/4 정도로 크게 하고 카르복시 단편은 PSPG 모티프를 포함하는 최소 크기로 나누었다. 결과적으로, 본 발명의 재조합 UGT72E-3/2 유전자는 UGT72E3의 아미노 말단의 1번에서 344번까지의 아미노산을 포함하는 아미노 단편과 UGT72E2의 345번부터 카르복시 말단의 481번까지의 아미노산을 포함하는 카르복시 단편을 코딩하는 유전자를 연결하여 제조하였다.In the present invention, UGT72E2 and UGT72E3 were each subdivided into an amino fragment containing amino acids 1 to 344 at the amino terminus and a carboxy fragment containing the amino acid at position 345 to 481 of the carboxy terminus. The amino fragment contains a region that determines the substrate recognition specificity and the carboxy terminal contains PSPG motifs important for glycosylation. In order to efficiently produce the syringine in the plant, the substrate specificity is more important than the glycoprotein activity. Therefore, the amino fragment is enlarged to about 3/4 of the whole, and the carboxy fragment is divided into the minimum size including the PSPG motif. As a result, the recombinant UGT72E-3/2 gene of the present invention contains an amino fragment containing amino acids 1 to 344 at the amino terminus of UGT72E3 and an amino acid fragment containing amino acids from 345 of UGT72E2 to 481 of the carboxy terminus Lt; RTI ID = 0.0 > fragments. ≪ / RTI >

상기 분양받은 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질 코딩 유전자를 목적 벡터(Destination vector)인 pB2GW7.0 및 pB2GW7.0-β(35S 프로모터를 β-콘글라이신(β-conglycinin) 프로모터로 대체한 벡터)에 삽입하기 위해서 인비트로젠사의 Gateway LR Clonase™ Enzyme mix Kit를 사용하였다. 그 다음에 인비트로젠사의 DH5α를 컴피턴트 세포(competent cell)를 사용하여 형질전환하였다. 상기 제조된 pB2GW7.0-UGT72E-3/2와 pB2GW7.0-β-UGT72E-3/2 벡터는 아그로박테리움 튜메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) EHA105 균주에 형질전환하였다.
The recombinant recombinant herpesvirus UGT72E-3/2 protein coding gene was ligated with pB2GW7.0 and pB2GW7.0- (the 35S promoter was replaced with a β-conglycinin promoter, which is a destination vector) ) Using Invitrogen's Gateway LR Clonase (TM) Enzyme mix Kit. Subsequently, DH5? Of Invitrogen was transformed with competent cells. The pB2GW7.0-UGT72E-3/2 and pB2GW7.0-p-UGT72E-3/2 vectors prepared above were obtained from Agrobacterium tumefaciens ) EHA105.

콩 형질전환체 생산 및 Soybean transformant production and T1T1 종자 생산  Seed production

종자 소독 및 Seed disinfection and 침지Immersion

종자는 강 염산(12N HCl 5㎖)과 락스(12% 차아염소산나트륨 100㎖)를 혼합하여 발생시킨 염소 기체에 20시간 동안 소독을 한 뒤, 1% 차아염소산나트륨에서 10분간 교반하면서 2차 소독을 하였다. 멸균수를 이용하여 10분 간격으로 3회 세척하였다. 상기 소독한 종자를 50㎖ 튜브에 넣고 멸균수를 부어 20시간 동안 상온에서 침지시켰다.
The seeds were sterilized with chlorine gas generated by mixing KCl (12 N HCl 5 ml) and lactose (12% sodium hypochlorite 100 ml) for 20 hours and then mixed with 1% sodium hypochlorite for 10 minutes Respectively. And washed three times with sterilized water every 10 minutes. The sterilized seeds were placed in a 50 ml tube, and sterilized water was poured therein, followed by soaking at room temperature for 20 hours.

아그로박테리움 튜메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens ( AgrobacteriumAgrobacterium tumefacienstumefaciens )의 준비) Preparation

pB2GW7.0-UGT72E-3/2 및 pB2GW7.0-β-UGT72E-3/2 벡터가 삽입된 아그로박테리움 튜메파시엔스 EHA105 균주를 사용하였다. 상기 균주를 고체 YEP 배지(스펙티노마이신 50㎎/ℓ, 리팜피신 25㎎/ℓ, 펩톤 10g/ℓ, 염화나트륨 5g/ℓ, 효모 추출물 5g/ℓ, 한천 1.5%(w/v), pH 7.0)에 스트리킹(streaking)한 후 25℃에서 배양하여 생성된 단일 콜로니를 같은 항생제가 들어있는 액체 YEP 배지 10㎖에 넣고 OD650 0.8이 될 때까지 25℃에서 250rpm으로 교반하였다. 상기 다 자란 배양액에 30% 글리세롤 저장용액을 10㎖ 넣고 볼텍싱한 후, 1.5㎖ 튜브에 1㎖씩 분주하여 액체 질소로 급속 냉각한 다음 -70℃에서 보관하였다. 접종 하루 전에, 상기 보관해 놓은 아그로박테리움 튜메파시엔스(컴피턴스 세포) 1㎖를 항생제가 들어있는 액체 YEP 배지 200㎖에 넣고 OD650이 0.8~1.0이 될 때까지 25℃에서 250rpm으로 교반하였다. Agrobacterium tumefaciens strain EHA105 into which pB2GW7.0-UGT72E-3/2 and pB2GW7.0-p-UGT72E-3/2 vectors were inserted was used. The strain was cultured in solid YEP medium (spectinomycin 50 mg / L, rifampicin 25 mg / L, peptone 10 g / L, sodium chloride 5 g / L, yeast extract 5 g / L, agar 1.5% After streaking, the resulting single colony was incubated at 25 ° C, and the resulting solution was added to 10 ml of a liquid YEP medium containing the same antibiotic and stirred at 25 ° C at 250 rpm until it reached OD 650 0.8. 10 ml of a 30% glycerol stock solution was vortexed, and 1 ml of the solution was added to a 1.5 ml tube, followed by rapid cooling with liquid nitrogen, followed by storage at -70 ° C. One day before the inoculation, 1 ml of the stored Agrobacterium tumefaciens (competent cells) was added to 200 ml of a liquid YEP medium containing antibiotics and stirred at 250 rpm at 25 ° C until the OD 650 reached 0.8 to 1.0 .

접종 당일에 액체 YEP 배지 200㎖을 50㎖씩 각각 나눠서 20℃, 3,270×g에서 10분 동안 원심분리하였다. 각각의 튜브에 있는 아그로박테리움 튜메파시엔스 펠렛을 액체 공배양 배지(B5 염 0.32g/ℓ, 벤질아데닌 1.67㎎/ℓ, MES(N-morpholinoethane sulphonic acid) 20mM, 지베렐린산(gibberellic acid) 0.25㎎/ℓ, 아세토시린곤(acetosyringone) 0.2mM, L-시스테인 3.3mM, 티오황산나트륨(Sodium thiosulfate) 1.0mM, DTT 1.0mM, 수크로스 3%, pH 5.4)에 고농도 및 저농도로 나누어 부유시켰다. 상기 고농도 농축액은 액체 공배양 배지를 5㎖ 넣고, 저농도는 액체 공배양 배지를 15㎖ 넣어 만들었다.
On the day of the inoculation, 200 ml of liquid YEP medium was divided into 50 ml each, and centrifugation was carried out at 20 ° C and 3,270 x g for 10 minutes. The Agrobacterium tumefaciens pellet in each tube was suspended in a liquid co-culture medium (B5 salt 0.32 g / l, benzyladenine 1.67 mg / l, MES (N-morpholinoethane sulphonic acid) 20 mM, gibberellic acid 0.25 mg / L, acetosyringone 0.2 mM, L-cysteine 3.3 mM, sodium thiosulfate 1.0 mM, DTT 1.0 mM, sucrose 3%, pH 5.4). The high concentration concentrate was prepared by adding 5 mL of a liquid co-culture medium and 15 mL of a liquid co-culture medium at a low concentration.

접종 및 Inoculation and 공배양Co-culture

침지해 놓은 종자의 양 떡잎 사이로 수술용 칼(scalpel)을 넣어 하배축까지 수직으로 자르고 종피를 제거하였다. 배축(Hypocotyl)을 떡잎 밑 약 1㎝되는 곳에서 자른 후, 배축이 붙어있는 한쪽을 수술용 칼(#11 칼날)로 8~10회 정도 상처를 내었다. 이때 수술용 칼에 5㎖ 농축액을 묻힌 다음 타겟 부위에 상처를 내었다. 대략 50개 정도의 외식편(explant)을 15㎖ 농축액이 든 튜브에 넣고 초음파 처리 20초, 데시케이터 및 다이어프램 펌프를 이용한 진공 처리를 30초 동안 한 뒤 30분 동안 접종시켰다. The scalpel was inserted between the cotyledons of the soaked seeds, and the seeds were cut vertically until the hypocotyl was removed. Hypocotyl was cut at a distance of about 1 cm under the cotyledon, and the affected side was wound with a surgical knife (# 11 blade) about 8-10 times. At this time, 5 ml concentrate was applied to the surgical knife, and the target area was wounded. Approximately 50 explants were placed in a tube with 15 ml concentrate, sonicated for 20 seconds, vacuumed for 30 seconds with a desiccator and diaphragm pump, and inoculated for 30 minutes.

상기 외식편을 튜브에서 꺼내 멸균한 여과지 위에 놓고 물기를 제거한 뒤, 고체 공배양 배지(액체 공배양 배지와 동일, 한천 0.5%)에도 여과지를 한 장 깔고 향배축면을 아래로 향하도록(adaxial side down) 10개체를 올려두었다. 미세공(micropore)으로 봉한 뒤 25℃, 18시간의 광주기에서 5일 동안 공배양 하였다.
The food pieces were taken out from the tubes and placed on sterilized filter paper. After removing the water, a piece of filter paper was placed on the solid co-culture medium (same as liquid co-culture medium, agar 0.5%) and adaxial side down ). After sealing with a micropore, the cells were incubated for 5 days at 25 ° C for 18 hours.

세척 및 Washing and 신초Shinshu 유도 Judo

5일간 공배양 후에 제균을 위해서 액체 1/2 신초 유도배지(B5 염 1.6g/ℓ, 벤질아데닌 835㎕/ℓ, MES 1.5mM, 수크로스 1.5%, 세포탁심 250㎎/ℓ, 반코마이신 50㎎/ℓ, 티카실린(ticarcillin) 100㎎/ℓ, pH 5.6)에 10분 동안 간단히 세척하였다. 외식편을 여과지 위에 놓고 물기를 제거한 뒤 선발 항생제가 없는 신초 유도배지-①(B5 염 3.2g/ℓ, 벤질아데닌 1.67㎎/ℓ, MES 3mM, 한천 0.6%, 수크로스 3%, 세포탁심 250㎎/ℓ, 반코마이신 50㎎/ℓ, 티카실린 100㎎/ℓ, pH 5.6)에 한 플레이트당 5개체씩 배축 부분이 배지에 고착되고 재분화될 부분이 30℃ 정도의 각도로 평평한 면이 위로 향하도록(flat side up) 치상하였다. 각각의 플레이트를 미세공으로 봉한 뒤 25℃, 18시간의 광주기에서 배양시켰다. After five days of co-culture, the cells were treated with liquid 1/2 hypodermic induction medium (B5 salt 1.6 g / l, benzyladenine 835 / / ℓ, MES 1.5 mM, sucrose 1.5%, cell susceptible 250 mg / ℓ, vancomycin 50 mg / l, ticarcillin 100 mg / l, pH 5.6) for 10 minutes. After the meal was placed on the filter paper and the water was removed, the shoot induction medium without selection antibiotic-① (B5 salt 3.2 g / l, benzyladenine 1.67 mg / l, MES 3 mM, agar 0.6%, sucrose 3% (5 mg / l, vancomycin 50 mg / l, ticarcillin 100 mg / l, pH 5.6) were fixed to the medium and the part to be regenerated was placed at an angle of about 30 ° C flat side up). Each plate was sealed with micropores and incubated at 25 ° C for 18 hours.

2주 후 신초가 나온 외식편을 선발 항생제가 들어있는 신초 유도배지-②(B5 염 3.16g/ℓ, MES 3mM, 벤질아데닌 1.67㎎/ℓ, 수크로스 3%, 한천 0.6%, 세포탁심 500㎎/ℓ, DL-포스피노트리신(DL-phosphinothricin) 10㎎/ℓ, pH 5.6)에 치상하였는데, 이때 신초를 제외한 나머지 부분은 잘라버리고 향배축면을 아래로 향하도록(adaxial side down) 치상하였다.
After 2 weeks, the outgrowth of the shoots was selected. The shoot induction medium containing the antibiotics-② (B5 salt 3.16g / l, MES 3mM, benzyladenine 1.67mg / l, sucrose 3%, agar 0.6% / l, DL-phosphinothricin 10 mg / l, pH 5.6). At this time, the remaining portion except for shoots was cut off and adaxial side down.

신초Shinshu 신장 kidney

2주 후 갈변한 신초 및 신초 패드(pad)는 수술용 칼(#15 칼날)로 깎아내고 선발 항생제가 들어있는 신초 신장배지(MS 염 4.4g/ℓ, MES 3mM, 지베렐린산 0.5㎎/ℓ, 아스파라긴 50㎎/ℓ, 피로글루타민산(Pyroglutamic acid) 100㎎/ℓ, 인돌아세트산 0.1㎎/ℓ, 제아틴-리보시드(Zeatin-riboside) 1㎎/ℓ, 수크로스 3%, 한천 0.8%, 세포탁심 250㎎/ℓ, 반코마이신 50㎎/ℓ, 티카실린 100㎎/ℓ, DL-포스피노트리신 5㎎/ℓ, pH 5.6)에 치상하였다. 2주마다 새로운 신초 신장 배지로 옮겨주면서 신초의 갈변 부위는 수술용 칼(#15 칼날) 윗면으로 제거하고 신초 패드는 조금씩 계속 깎아내어 배지가 잘 흡수되도록 하였다.
After 2 weeks, browned shoots and shoot pads were shaved with a surgical knife (# 15 blade) and cultured in fresh kidney medium (MS salt 4.4 g / l, MES 3 mM, gibberellic acid 0.5 mg / 1 mg / l of aspartic acid, 100 mg / l of pyroglutamic acid, 0.1 mg / l of indole acetic acid, 1 mg / l of zeatin-riboside, 3% of sucrose, 0.8% of agar, 250 mg / L, vancomycin 50 mg / L, ticacillin 100 mg / L, DL-phosphinotricin 5 mg / L, pH 5.6). Every 2 weeks, it was transferred to a new kidney kidney medium. The browning area of the shoot was removed on the top of the surgical knife (# 15 blade), and the shoot pad was gradually shaved to absorb the medium well.

뿌리 형성 및 잎 페인팅(Root Formation and Leaf Painting leafleaf paintingpainting ) )

신초 신장배지에서 선발을 거치면서 신장된 신초가 4㎝ 이상 일 때 수술용 칼(#11 칼날)로 잘라 발근배지(MS 염 4.4g/ℓ, MES 3mM, 아스파라긴 25㎎/ℓ, 피로글루타민산 25㎎/ℓ, 수크로스 3%, 한천 0.8%, 세포탁심 50㎎/ℓ, 반코마이신 50㎎/ℓ, 티카실린 50㎎/ℓ, pH 5.6)로 옮겼다. 이때 잘라서 분리해낸 신장된 신초의 밑 부분을 1㎎/㎖ 인돌부틸산에 3분 동안 담가뒀다가 빼내어 발근배지가 들어있는 시험관에 넣었다. 1∼2주가 경과한 후 2개 이상의 뿌리가 나오면 3차 증류수로 배지를 씻어내고 상토(바이오 프러그 2호, 흥농종묘)와 버미큘라이트를 2:1로 섞어 넣은 작은 화분(6㎝×6㎝×5.6㎝)에 심었다. 상기 화분은 다시 마젠타 박스(Magenta box) 안에 넣어 25℃, 18시간의 광주기에서 생장시켰다. 10일 정도 경과 후 100㎎/ℓ DL-포스피노트리신으로 잎 페인팅(leaf painting)을 하였다.
When the elongated shoots were over 4 cm in length, the shoots were cut with a surgical knife (# 11 blade), and rooting medium (MS salt 4.4 g / l, MES 3 mM, asparagine 25 mg / / L, sucrose 3%, agar 0.8%, cell tubercum 50 mg / L, vancomycin 50 mg / L, ticarcillin 50 mg / L, pH 5.6). At this time, the lower part of the elongated shoot which had been cut and separated was immersed in 1 mg / ml indolebutyl acid for 3 minutes, taken out, and put in a test tube containing rooting medium. After one to two weeks have elapsed, if more than two roots are found, the medium is washed with distilled water, and a small flowerpot (6 cm x 6 cm x 5.6 cm) mixed with a 2: 1 mixture of soil (BioPrug No.2, Cm). The pots were again placed in a magenta box and grown at 25 ° C for 18 hours. After about 10 days, leaf painting was performed with 100 mg / L DL-phosphinotricin.

종자수확Seed harvest

잎 페인팅으로 유전자 도입을 확인한 식물체를 큰 화분(20㎝×20㎝×20㎝)으로 옮겨 심고 투명한 플라스틱 덮개(12㎝×12㎝×18㎝)에 10개의 작은 구멍을 만들어 씌운 후 식물체가 적당히 자랐을 때 덮개를 제거하고 종자를 수확하였다.
Plants planted with large leaves (20 cm × 20 cm × 20 cm) planted with leaf painting confirmed 10 small holes in a clear plastic cover (12 cm × 12 cm × 18 cm) and plants were grown appropriately When the cover was removed, the seeds were harvested.

삽입 유전자의 도입 확인Confirmation of introduction of the inserted gene

PCRPCR

형질전환체들의 잎은 CTAB(certyltrimethyl-ammonium bromide) 방법을 통해서 총 DNA를 분리하였다. 도입 유전자인 UGT72E-3/2의 서열을 이용하여 PCR을 수행하였다. PCR에 이용된 프라이머 서열은 하기와 같다: UGT72E-F 5'-GAT GAT CGC ATG GCC ACT TTT-3'(서열번호 3) 및 UGT72E-R 5'-CTA AGC ACC ACG TGA CAA GTC CAC-3'(서열번호 4).
Total DNA was isolated from the leaves of the transformants by the CTAB (certyltrimethyl-ammonium bromide) method. PCR was carried out using the sequence of the transgene UGT72E-3/2. The primer sequences used in the PCR are as follows: UGT72E-F 5'-GAT GAT CGC ATG GCC ACT TTT-3 '(SEQ ID NO: 3) and UGT72E-R 5'-CTA AGC ACC ACG TGA CAA GTC CAC- (SEQ ID NO: 4).

RTRT -- PCRPCR

Plant RNA Purification Reagent(Invitrogen, Carlsbad, CA)를 이용하여 야생형 광안콩 및 형질전환체의 잎에서 총 RNA를 추출하였다. RT-PCR은 Maxime RT-PCR PreMix(iNtRON, KOREA)를 사용하였다. 도입유전자인 UGT72E-3/2의 전사 수준을 알아보기 위해 반정량 RT-PCR을 수행하였다. RT-PCR에 이용된 프라이머 서열은 하기와 같다: TuB-F 5'-TGA GCA GTT CAC GGC CAT GCT-3'(서열번호 5), TuB-R 5'-TCA TCC TCG GCA GTG GCA TCC T-3'(서열번호 6), UGT72E-F 5'-GAT GAT CGC ATG GCC ACT TTT-3'(서열번호 3) 및 UGT72E-R 5'-CTA AGC ACC ACG TGA CAA GTC CAC-3'(서열번호 4).
Total RNA was extracted from leaves of wild type light beans and transformants using Plant RNA Purification Reagent (Invitrogen, Carlsbad, Calif.). RT-PCR was performed using Maxime RT-PCR PreMix (iNtRON, KOREA). Semi-quantitative RT-PCR was performed to examine the transcription level of the transgene, UGT72E-3/2. The primer sequences used in the RT-PCR are as follows: TuB-F 5'-TGA GCA GTT CAC GGC CAT GCT-3 '(SEQ ID NO: 5), TuB-R 5'- TCA TCC TCG GCA GTG GCA TCC T- 3 '(SEQ ID NO: 3) and UGT72E-R 5'-CTA AGC ACC ACG TGA CAA GTC CAC-3' (SEQ ID NO: 6), UGT72E-F 5'- GAT GAT CGC ATG GCC ACT TTT- 4).

시린진과Sirin Jin 코니페린Coniferin 추출 및  Extraction and HPLCHPLC 분석  analysis

식물체에 축적된 시나필과 코니페릴 알콜 4-O-글루코시드를 추출하기 위해, 필터페이퍼로 배지가 제거된 액체 배지에서 24일된 식물체에서 뿌리조직과 aerial tissue를 각각 수확하였다. 60℃에서 조직이 항량이 될 수 있도록 건조하고, 유발과 막자를 이용하여 고운 가루가 되도록 갈아주었다. 건조된 aerial tissue의 가루 80mg(뿌리세포 같은 경우에는 60mg)을 1.5ml의 메탄올과 함께 상온에서 14시간 방치한다. 이후 0.45㎛ 필터를 통해 여과시킨 후 모아진 상등액의 600㎕를 역상(reverse-phase) HPLC 분석에 사용하였다.Root and aerial tissues were harvested from the 24-day-old plants in a liquid medium in which the medium was removed with a filter paper, in order to extract the cinnafil and coniferyl alcohol 4-O-glucoside accumulated in the plants. At 60 ° C, the tissue was dried to become a constant volume, and ground and crushed to a fine powder. 80 mg of dry aerial tissue powder (60 mg in the case of root cells) is left to stand at room temperature for 14 hours with 1.5 ml of methanol. After filtration through a 0.45 mu m filter, 600 mu l of the collected supernatant was used for reverse-phase HPLC analysis.

역상 HPLC(LC-20AD Liquid Chromatograph system 및 SPD-20A UV/VIS Detecror; SHIMADZU) 분석은 Columbus 5㎛ C18 칼럼(1504.60mm; PerkinElmer)을 사용하여 수행되어 졌으며 Columbus 5㎛ C18 칼럼(1504.60mm; PerkinElmer)은 1.0㎖/min의 속도로 흐르는 물속에서 20% 메탄올과 함께 25℃로 유지시켰다. 크로마토그램의 각 최고 수치는 210과 268nm에서 분석되었다. 시나필과 코니페릴 알콜 4-O-glucoside는 알려져 있는 표준값과의 비교를 통해 식별되어졌다(CAS No.532-29-3 and CAS No.118-34-3, National institutes for Food and Drug Control, China). 데이터는 SHIMADZU LC solution 소프트웨어를 사용하여 분석하였고, 양적 측정은 268nm에서 자외선 흡수에 근거하여 측정하였다. 데이터의 최고수치 부분은 외표준 검량선(external standard calibration curve)과 비교하여 계산하였다.
The reverse phase HPLC (LC-20AD Liquid Chromatograph system and SPD-20A UV / VIS Detecror; SHIMADZU) analysis was performed using a Columbus 5 urn C18 column (1504.60 mm; PerkinElmer) and a Columbus 5 urn C18 column (1504.60 mm; PerkinElmer) Was maintained at 25 占 폚 with 20% methanol in flowing water at a rate of 1.0 ml / min. Each peak value of the chromatogram was analyzed at 210 and 268 nm. Cipophil and coniferyl alcohol 4-O-glucoside have been identified by comparison with known standards (CAS No.532-29-3 and CAS No.118-34-3, National Institutes for Food and Drug Control, China). Data were analyzed using SHIMADZU LC solution software and quantitative measurements were made based on ultraviolet absorption at 268 nm. The highest numerical value of the data was calculated by comparing it with the external standard calibration curve.

실시예Example 1. 형질전환체 벡터 및 형질전환체 생산 1. Transformant vector and transformant production

모든 식물체에서 과발현되는 35S 프로모터와 종자에 특이적으로 반응하는 β-콘글라이신 프로모터를 사용하여 두 가지 형질전환용 벡터를 제작하였다(도 1). 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질 코딩 유전자가 삽입된 형질전환체는 도 2와 같이 식물의 분화를 거쳐 두 종의 형질전환체를 각각 12개체(35S-UGT72E-3/2) 및 7개체(β-UGT72E-3/2)를 생산하였다.
Two transgenic vectors were constructed using the 35S promoter over-expressed in all plants and the beta-conglycine promoter that specifically reacted with seeds (Fig. 1). As shown in Fig. 2, the transformants into which the recombinant herpes simplex enzyme UGT72E-3/2 protein coding gene was inserted were transformed into 12 mutants (35S-UGT72E-3/2) and 7 mutants (? -UGT72E-3/2).

실시예Example 2. 삽입 유전자의 도입 확인 2. Confirmation of introduction of inserted gene

35S-UGT72E-3/2 T0 형질전환체와 β-UGT72E-3/2 T0 형질전환체에서 삽입 유전자를 확인하기 위해 PCR과 RT-PCR을 수행하였다.For 35S-UGT72E-3/2 T 0 transformants to confirm the switch body and the β-UGT72E-3/2 T 0 transformants inserted gene in transformants was carried out PCR and RT-PCR.

PCR을 수행한 결과, 대부분의 형질전환체에서 도입유전자인 UGT72E-3/2 유전자의 삽입을 확인할 수 있었다(도 3). 이후 UGT72E-3/2 유전자의 발현 유무와 그 발현정도를 확인하기 위해 RT-PCR을 수행한 결과, 두 종의 형질전환체 중 2개체(35S-UGT72E-3/2) 및 3개체(β-UGT72E-3/2)에서 도입유전자인 UGT72E-3/2 유전자의 발현을 확인할 수 있었다(도 4). 이때 레퍼런스 유전자로는 β-튜불린을 함께 사용하여 UGT72E-3/2 유전자의 발현 유무와는 별도로 발현정도의 차이를 확인할 수 있었다.
As a result of PCR, insertion of UGT72E-3/2 gene, which is an introduced gene, was confirmed in most transformants (FIG. 3). RT-PCR was performed to confirm the expression and the expression level of UGT72E-3/2 gene. Two of the transformants (35S-UGT72E-3/2) and three (β- UGT72E-3/2) (Fig. 4). At this time, β-tubulin was used as a reference gene, and the difference in the degree of expression could be confirmed separately from the expression of UGT72E-3/2 gene.

실시예Example 3. 35S- 3. 35S- UGT72EUGT72E -3/2 와 β--3/2 and < UGT72EUGT72E -3/2 형질전환체의 -3/2 of the transformant 시린진과Sirin Jin 코니페린Coniferin 함량 분석 Content analysis

두 종의 형질전환체에서 확보된 잎를 가지고 시린진과 코니페린의 함량을 역상 HPLC를 통해 분석한 결과, 야생형 광안콩(WT)에서는 확인되지 않는 시린진과 코니페린이 두 종의 형질전환체(35S-UGT72E-3/2, β-UGT72E-3/2)의 잎에서는 확인되었다(도 5).Reversed-phase HPLC analysis of the contents of silginin and conipiperin in the leaves obtained from the two transformants showed that both serine and conipherin, which were not detected in the wild-type light bean (WT) UGT72E-3/2, and-UGT72E-3/2) (Fig. 5).

서열목록 전자파일 첨부Attach an electronic file to a sequence list

Claims (10)

서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 콩 식물세포를 형질전환시켜 UGT72E-3/2 유전자를 과발현시키는 단계를 포함하는 야생형에 비해 콩 식물체 내의 시린진(syringin)과 코니페린(coniferin) 함량을 증가시키는 방법.Comprising the step of transfecting a soybean plant cell with a recombinant vector comprising a gene encoding a recombinant glycosyltransferase UGT72E-3/2 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 to over-express the UGT72E-3/2 gene To increase syringin and coniferin content in soybean plants. 삭제delete 삭제delete 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 콩 식물세포를 형질전환시켜 UGT72E-3/2 유전자를 과발현시키는 단계; 및
상기 형질전환된 콩 식물세포로부터 콩 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 시린진(syringin)과 코니페린(coniferin) 함량이 증가된 형질전환 콩 식물체의 제조 방법.
Expressing the UGT72E-3/2 gene by transforming a soybean plant cell with a recombinant vector comprising a gene encoding a recombinant glycosyltransferase UGT72E-3/2 protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; And
Wherein the syringin and coniferin contents are increased as compared to the wild type, comprising regenerating soybean plants from the transformed soybean plant cells.
삭제delete 삭제delete 제4항의 방법에 의해 제조된 야생형에 비해 시린진(syringin)과 코니페린(coniferin) 함량이 증가된 형질전환 콩 식물체.A transformed soybean plant having increased syringin and coniferin contents compared to the wild type produced by the method of claim 4. 제7항에 따른 형질전환 콩 식물체의 종자.A seed of a transgenic soybean plant according to claim 7. 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 형질전환되어 야생형에 비해 시린진(syringin)과 코니페린(coniferin) 함량이 증가된 형질전환 콩 식물체.A recombinant vector comprising the gene encoding the recombinant glycosyltransferase UGT72E-3/2 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and having increased syringin and coniferin contents compared to the wild type Conversion soybean plants. 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 재조합 당전이 효소 UGT72E-3/2 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 유효성분으로 함유하는 콩 식물체 내의 시린진(syringin)과 코니페린(coniferin) 함량 증가용 조성물.For increasing syringin and coniferin content in soybean plants containing a recombinant vector comprising the gene encoding the recombinant glycosyltransferase UGT72E-3/2 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 as an active ingredient Composition.
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