KR101497832B1 - Leaf-, stem- or both- specific promoter, expression vector comprising the same, transformed Oryza sativa thereby and method for preparation thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잎, 줄기 또는 이들 모두에 특이적으로 발현하는 프로모터, 이 프로모터를 포함하는 발현 벡터, 이 발현 벡터로 형질 전환된 형질전환체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 프로모터는 벼의 잎, 줄기 또는 이들 모두의 형질 개선에 필요한 유전자 발현을 특이적으로 조절함으로써, 벼를 포함하는 주요 곡물의 잎이나 줄기에 대한 병 저항성이나 환경 스트레스 내성 증진을 위한 연구 및 광합성 효율 증진을 통한 바이오매스 연구 등에 사용될 수 있다.
The present invention relates to a promoter which specifically expresses a leaf, a stem or both of them, an expression vector containing the promoter, a transformant transformed with the expression vector, and a method for producing the same.
The promoter of the present invention can be used for researches for enhancing disease resistance or environmental stress tolerance to leaves or stems of major cereals including rice, by specifically controlling gene expression necessary for improving the traits of leaves, stalks or both of them It can be used for research on biomass through promotion of photosynthesis efficiency.

Description

잎, 줄기 또는 이들 모두에 특이적 프로모터, 이를 포함하는 발현 벡터, 이에 의한 형질 전환 벼 및 이의 제조방법 {Leaf-, stem- or both- specific promoter, expression vector comprising the same, transformed Oryza sativa thereby and method for preparation thereof} The present invention relates to an expression vector containing the promoter, the expression vector comprising the promoter, the transformed rice, and a method for producing the same, for preparation thereof}

본 발명은 잎, 줄기 또는 이들 모두에 특이적으로 발현하는 프로모터, 이 프로모터를 포함하는 발현 벡터, 이 발현 벡터로 형질 전환된 벼 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a promoter that specifically expresses a leaf, a stem, or both of them, an expression vector containing the promoter, rice plants transformed with the expression vector, and a method for producing the same.

벼(Oryza sativa)는 세계에서 가장 중요한 식량작물의 하나로 과거 20여년 동안 꾸준히 수량 증대에 힘써왔으나 현재 인구증가 추세로 볼 때 2020년이면 현재의 70% 이상에 달하는 수량을 더 생산해야만 될 형편에 놓여있다. 그러나 벼가 재배되는 농지는 세계 각국의 공업화 현상으로 갈수록 줄어들고 육종의 소재가 되는 새로운 유전자원은 고갈되어 외래 유용유전자의 도입이 요구되고 있다. 다행히 분자생물학의 발달로 외래 유용유전자의 분리 및 조작이 가능하게 되어 유용 유전자를 벼를 비롯한 많은 식물세포에 형질 전환하여 새로운 유전자가 조합된 형질전환체를 얻음으로서 여러 가지 생명현상을 규명하는 유전자발현 연구는 물론 육종의 좋은 소재가 되고 있다. 이러한 형질전환을 이용한 신품종 생산은 앞으로 다가오는 21세기에는 고부가가치 산업으로 대두함은 물론이며 인류의 가장 큰 문제점으로 부각되는 식량문제를 어느 정도는 해결할 수 있으리라 생각된다.Rice (Oryza sativa) is one of the most important food crops in the world. It has been steadily increasing its yields over the past two decades, but by 2020 it will have to produce more than 70% have. However, the agricultural land where rice is cultivated is getting smaller and smaller as the industrialization phenomenon of each country in the world, and the new genetic resource which is the subject of breeding is depleted and the introduction of the foreign useful gene is required. Fortunately, the development of molecular biology has enabled the isolation and manipulation of exogenous useful genes, transforming useful genes into many plant cells, including rice, to obtain transformants with new genes, Research has become a good source of breeding as well. The production of new varieties using this transformation will not only lead to a high value-added industry in the coming 21st century, but will also solve some of the food problems that are the biggest problem of humanity.

현재까지 알려진 형질전환 방법은 80년대에는 원형질체에 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol(PEG))과 전기 충격법(electroporation)으로 많은 형질 전환체를 획득하였으며, 90년대 후반에는 유전자총 이용법이 보편화되었으며 최근에는 쌍자엽 식물에서 널리 이용되어 왔던 아그로박테리움(Agrobacterium) 이용법도 많이 이용되고있다. 그 밖에 화분법(pollen pathway), 미세주사(microinjection) 방법 등이 있다.In the 1980s, transgenic plants were obtained by using polyethylene glycol (PEG) and electroporation in protoplasts. In the late 1990s, gene gun utilization became popular, and in recent years, The use of Agrobacterium, which has been widely used in plants, is also widely used. Other methods include pollen pathways and microinjection methods.

프로모터는 외래 유전자의 발현을 식물체의 전신 또는 특별한 조직에만 국한시켜 형질전환 목적을 달성할 수 있으며, 그 기능에 따라서 다음과 같이 분류할 수 있다.The promoter can achieve the transformational purpose by locating the expression of the foreign gene only at the whole body of the plant or a specific tissue, and can be classified as follows according to its function.

첫째로 전신발현 유도 프로모터를 들 수 있다. 식물 전신발현 유도 프로모터로는 꽃양배추 모자이크 바이러스(CaMV: cauliflower mosaic virus)의 35S RNA 유전자의 프로모터가 대표적인 쌍떡잎식물용 프로모터로 사용되고 있다. 벼 등의 외떡잎식물용 전신발현 유도 프로모터로는 벼 액틴(actin) 및 옥수수 유비퀴틴(ubiquithin) 유전자 프로모터들이 주로 이용되어 왔으며, 최근 벼 시토크롬 C 유전자(OsOc1)의 프로모터가 국내 연구진에 의해 개발되어 사용 중에 있다(참조: 등록번호 10-0429335). 이들은 식물형질전환 기본 운반체 내에 선발마커로 이용되는 항생제나 제초제 저항성 유전자 및 리포터 유전자의 발현을 유도하기 위해 이미 내재되어 있으며, 연구적인 측면에서 목적하는 유전자의 식물체 내 기능을 밝히고자 시도할 때 우선적으로 고려되는 프로모터들이다. 이러한 프로모터들은 조직-선택성 또는 기관-선택성이 결여되어 있기 때문에 형질 전환시킨 선별마커 등이 전체 식물에서 발현됨으로써, 식물체 생장을 지연시키는 결과를 초래한다. 또한 프로모터의 특성상 도입한 유전자의 발현을 목적하는 기관에 국한되어 충분히 발현시키지 못하므로 형질 전환체의 경제성이 떨어지게 된다. First, systemic expression-inducible promoters can be mentioned. As a plant systemic expression-inducing promoter, a promoter of 35S RNA gene of cauliflower mosaic virus (CaMV) is used as a typical promoter for dicotyledonous plants. Actin and maize ubiquitin gene promoters have been mainly used as promoters for the expression of the whole plants in rice plants and rice plants. Recently, a promoter of the rice cytochrome C gene (OsOc1) has been developed by domestic researchers, (Cf. Reg. No. 10-0429335). They are already inherent in inducing the expression of antibiotics, herbicide resistance genes and reporter genes used as selection markers in the plant transgenic carrier. From a research point of view, Promoters considered. Because these promoters lack tissue-selectivity or organ-selectivity, transgenic selectable markers and the like are expressed in whole plants, resulting in delayed plant growth. In addition, due to the nature of the promoter, the expression of the introduced gene is limited to the target organ, and can not be expressed sufficiently, resulting in an inferior economic efficiency of the transformant.

둘째로, 종자 특이적 프로모터를 들 수 있다. 대표적인 예로서 벼 주요 저장 단백질 유전자의 프로모터들로서 황금쌀(golden rice) 개발에 사용된 벼 글루테린(glutelin) 프로모터가 현재까지 외떡잎 식물의 종자 특이적 발현을 유도하는 경우에 많이 사용되고 있고, 쌍떡잎 식물의 종자 특이적 발현을 유도하는데 주로 사용되는 프로모터로는 콩 유래 렉틴(lectin) 프로모터, 배추 유래 나핀(napin) 프로모터 및 애기장대의 종자에서 감마 토코페롤 메틸기 전이효소(γ-tocopherol methyl transferase:γ-TMT) 유전자 발현을 유도함으로써 비타민 E 생성을 증진시킨 연구에 사용된 당근 유래 DC-3 프로모터, 들깨 유래 올레오신(oleosin) 프로모터의 종자 특이발현 유도 특허출원(참조: 특허출원번호 10-2006-0000783) 사례가 있다. 상기 종자 특이적 프로모터들은 주로 종자 자체가 식량이나 식품 또는 식품의 원료로 사용되는 주요 작물에서 유용 단백질 축적 및 유용 물질 생성 등을 목적으로 주로 사용되고 있다.Second, seed-specific promoters can be mentioned. As a representative example, the rice glutelin promoter used for the development of golden rice as promoters of rice major storage protein gene has been widely used to induce seed-specific expression of monocotyledonous plants so far. Promoters that are mainly used to induce seed-specific expression include soybean-derived lectin promoter, cabbage-derived napin promoter and γ-tocopherol methyl transferase (γ-TMT) in Arabidopsis seeds. A patent application (Patent Application No. 10-2006-0000783) for seed-specific expression induction of carrot-derived DC-3 promoter and perilla derived oleosin promoter used in the study promoting the production of vitamin E by inducing gene expression . The seed-specific promoters are mainly used for the purpose of accumulating useful proteins and producing beneficial substances in major crops in which seed itself is used as a food, a food, or a raw material for food.

셋째로 뿌리 특이 발현 프로모터이다. 아직 상용화된 사례는 없으나 애기장대 퍼옥시다제(peroxidase, prxEa)가 분리되어 뿌리 특이적 발현을 확인하였고, 최근 고구마 유래의 매즈 유전자(ibMADS)와 당 유도성 에이디피 글루코즈 파이로포스파타제(ADP-glucose pyrophosphatase, AGPase) 유전자가 분리되어 해당 프로모터가 뿌리에서 특이 발현을 유도하며 당근, 무에서 뿌리 특이적 일시적 발현을 유도함을 확인하여 특허 등록(대한민국 등록번호 제10-0604186호, 제10-0604191호)된 바 있다.Third, it is a root specific expression promoter. Although there are no commercial examples yet, root-specific expression of pyruvate peroxidase (prxEa) has been isolated, and recently, it has been confirmed that the expression of maz genes (ibMADS) derived from sweet potatoes and ADP-glucose pyrophosphatase , AGPase) gene was isolated to induce a specific expression of the promoter in the root, leading to root-specific transient expression in carrot and radish, and was registered as a patent (Korean Registration No. 10-0604186, No. 10-0604191) There is a bar.

넷째로, 잎 등의 기타 조직 특이 프로모터를 들 수 있다. 잎 등의 광합성 조직에서만 강력한 유전자의 발현을 유도하는 벼와 옥수수 유래의 알비씨에스 (rbcS: ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase small subunit) 프로모터, 아그로박테리움 유래의 식물 뿌리 발현을 유도하는 RolD 프로모터, 감자 유래 괴경 특이 발현 유도 파타틴 (patatin) 프로모터, 토마토 유래의 과실 성숙 특이 발현 유도 피디에스 (PDS: phytoene synthase) 프로모터 등이 있다.Fourth, other tissue-specific promoters such as leaves can be mentioned. (RbcS: ribulose bisphosphate carboxylase / oxygenase small subunit) promoter which induces expression of a strong gene only in photosynthetic tissues such as leaves, RolD promoter inducing expression of plant roots derived from Agrobacterium, potato-derived tuber A specific expression-inducible patatin promoter, and a tomato-derived fruit maturation-specific expression-inducing PDS (phytoene synthase) promoter.

그 외에도 현재 개발이 계속 진행 중이지만, 개발자의 의도에 따라 보다 정밀하게 유전자 발현의 장소를 조절할 수 있는 새로운 프로모터, 예컨대 특정한 기관(꽃잎, 뿌리, 잎, 줄기 등)에서만 발현되어야 하는 유전자(예, 화색, 응성 불임, 화형, 특정 대사관련 물질, 방어물질 등)를 형질 전환시킬 경우, 특정 기관이나 시기에만 작동하는 프로모터들이 앞으로도 계속 개발될 필요성이 있다.In addition, although the development is currently underway, new promoters capable of controlling the location of gene expression more precisely according to the intention of the developer, for example, genes that should be expressed only in specific organs (petals, roots, leaves, stems, etc.) , Infertility, burning, specific metabolism-related substances, defensive substances, etc.), there is a need to continue to develop promoters that operate only at specific institutions or periods.

KR 10-2009-0029296KR 10-2009-0029296 KR 10-2008-0007421KR 10-2008-0007421

본 발명은 외래 유전자의 발현을 벼의 전신이 아닌 잎과 줄기에만 국한하여 발현시킬 수 있는 프로모터, 이 프로모터를 포함하는 발현 벡터, 이 발현 벡터로 형질전환된 벼 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다. The present invention is intended to provide a promoter capable of expressing the expression of a foreign gene only in leaves and stems, not in the whole body of rice, an expression vector containing the promoter, a rice transformed with the expression vector, and a method for producing the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명자들은 벼의 조직 또는 기관 특이적인 유전자 발현을 조절할 수 있는 프로모터들을 발굴함으로써, 벼의 특정 조직 또는 기관에 국한시켜 목적 유전자를 특이적으로 발현 또는 저해할 수 있는 시스템을 확립하고자 하였다. 이 과정에서 벼의 LOC_Os02g38020의 프로모터가 꽃잎, 자방, 뿌리 등에서는 발현되지 않고 잎 또는 줄기에서 특이적으로 발현을 유도하며, 특히 엽육 조직 전반에서 발현이 강함을 확인하고, 이에 따라 상기 프로모터를 확보하여 이를 포함하는 발현벡터를 제조한 후 이를 벼에 도입하여 형질 전환시킨 벼에서 잎, 줄기 또는 이들 모두에 특이적으로 리포터 유전자가 발현됨을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.In order to achieve the above object, the present inventors have discovered that promoters capable of regulating tissue or organ-specific gene expression of rice can be specifically identified and restricted to specific tissues or organs of rice to express or inhibit a target gene And to establish a system with In this process, it was confirmed that the promoter of LOC_Os02g38020 of rice was not expressed in the petal, navel, and root but induces expression specifically in the leaf or stem. Especially, it was confirmed that the expression was strong in the entire mesophyll tissue, The present inventors have completed the present invention by confirming that reporter genes are specifically expressed in leaves, stems, or both of them in the transgenic rice plants prepared by introducing them into rice plants.

보다 상세하게 본 발명자들은 공개된 벼 에피메트릭스(affymetrix) 자료 983종을 수집하였고, 이들을 17개 기관별로 재분류를 하였다. 에피메트릭스 어레이(affymetrix array)는 한 번의 실험으로 57000 종의 프로브에 의해서 대변되는 유전자 발현을 분석 가능케 하며, 대규모로 수집된 에피메트릭스 어레이(affymetrix array) 자료의 재구성을 통해서 만들어진 기관별 발현 양상은 상당히 높은 재현성을 보여 주었다. 이 자료의 발현 패턴별 분석을 통해서 다양한 기관 및 조직 특이적 유전자들이 분리되었다. 그 중에서 본 발명자들은 잎이나 줄기에서 중요한 형질 발현에 필요한 프로모터 발굴에 관심을 가졌다. In more detail, we collected 983 species of published rice affymetrix data and reclassified them into 17 organelles. The affymetrix array allows the analysis of gene expression represented by 57,000 probes in a single experiment and the organ-specific expression pattern produced by reconstruction of the large-scale collection of affymetrix arrays is quite high Reproducibility. Through analysis of the expression pattern of this data, various organ and tissue specific genes were isolated. Among them, the present inventors have been interested in finding promoters necessary for expressing important traits in leaves or stems.

상기 방법을 통해서, 547 종의 유전자가 다른 유전자들와 대비하여 잎과 줄기에서 높은 발현 양상을 보여 주었다. Through this method, 547 genes showed high expression patterns in leaves and stems compared to other genes.

이러한 유전자에 의해서 조절되는 유전자 발현양상은 이들 프로모터 3' 방향에서 GUS reporter 유전자를 발현시켜 그 활성을 벼 내에서 측정함으로써 정밀하게 분석되었다. 프로모터 활성 검증을 위한 벡터의 벼 형질전환은 많은 시간이 소요되는 어려움이 있기 때문에, 본 발명자들은 기존에 이용되는 방법과 다른 방법으로 최근에 활달하게 시도되고 있는 융합 오믹스 분석 기법을 활용하였다. The gene expression pattern regulated by these genes was precisely analyzed by expressing the GUS reporter gene in the 3 'direction of these promoters and measuring its activity in the rice. Because of the time-consuming difficulty of transgenic vectors for the verification of promoter activity, the present inventors have utilized a fusion omics analysis technique which has been recently actively pursued by a method different from the conventional method.

프로모터 탐색용 벡터인 pGA2707, pGA2715, pGA2717, pGA2772의 T-DNA 오른쪽 말단에는 프로모터가 없는 GUS 유전자가 이웃해 있기 때문에, T-DNA가 정방향으로 프로모터 3' 방향에 삽입이 되면 GUS 발현을 통해서 프로모터 활성을 측정할 수 있다. 또한, 이러한 프로모터 trap 계통은 대규모 T-DNA 삽입 위치를 게놈 DNA PCR과 염기서열 분석을 통해 확인할 수 있기 때문에, 데이터베이스에서 유전자 locus id를 색인하여 관련 계통의 탐색이 가능하다. Since the GUS gene without the promoter is adjacent to the right end of the T-DNA of the promoter search vectors pGA2707, pGA2715, pGA2717 and pGA2772, when the T-DNA is inserted in the direction of the promoter 3 'in the forward direction, the promoter activity Can be measured. In addition, since the promoter trap system can confirm large-scale T-DNA insertion sites through genomic DNA PCR and base sequence analysis, it is possible to search the related system by indexing the gene locus id in the database.

분리된 547개 잎과 줄기 특이적 유전자는 관련 프로모터 탐색 계통을 통해 250 종 유전자에 대한 280여개의 계통으로 선별되었다. 이들 계통의 종자를 살균 후 영양배지에서 7일 동안 벼 유모 전체를 GUS 분석에 사용하였다. The isolated 547 leaf and stem - specific genes were selected by over 280 lines of 250 genes through the related promoter search line. The seeds of these lines were sterilized and the entire rice nipple was used for GUS analysis in the nutrient medium for 7 days.

그 결과, 실험군 1C-01149는 기존의 유전자와 상동성이 없는 LOC_Os02g38020의 두 번째 엑손에 T-DNA가 삽입되었으며, 이 유전자의 두 번째 엑손에서 GUS 단백질의 융합이 예상되었다. GUS 발현 분석과 게놈 DNA PCR를 통해, 이 계통에서 GUS 발현이 이 유전자의 프로모터 활성을 나타내는 것을 확인하였다. As a result, in Experiment 1C-01149, T-DNA was inserted into the second exon of LOC_Os02g38020, which is not homologous with the existing gene, and fusion of GUS protein was expected in the second exon of this gene. Through GUS expression analysis and genomic DNA PCR, it was confirmed that GUS expression in this strain shows the promoter activity of this gene.

염기서열 해독 정보를 참고로 하여 LOC_Os02g38020의 ATG 앞 2kb까지의 프로모터를 게놈 DNA PCR를 통해서 분리하고 pGEM T-이지 벡터에 클로닝하여 염기서열 해독을 하였다. The promoter up to 2kb in front of ATG of LOC_Os02g38020 was isolated by genomic DNA PCR and cloned into pGEM T-Ease vector and base sequence was decoded by referring to base sequence decode information.

이렇게 분리된 프로모터를 활용한 벼의 잎과 줄기 특이적 유전자 발현 양상 조절에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.It was found that the effect of the isolated promoter on the regulation of leaf and stem specific gene expression pattern of rice was greatly influenced.

본 발명은 벼의 LOC_Os02g38020의 프로모터로서, 외래 유전자의 발현이 잎, 줄기 또는 이들 모두에 특이적으로 이루어지도록 유도하는 잎, 줄기 또는 이들 모두에 특이적인 프로모터(이하 '본 발명의 프로모터'라 함)를 제공한다.The present invention relates to a promoter of LOC_Os02g38020 of rice, which comprises a promoter (hereinafter referred to as 'promoter of the present invention') that is a leaf, a stem or a promoter specific to all of them, which induces expression of a foreign gene to be specific to leaves, Lt; / RTI >

즉, 본 발명은 서열번호 1로 표시되는 염기서열인 벼의 LOC_Os02g38020의 프로모터를 포함하는, 외래 유전자의 잎, 줄기 또는 이들 모두에 대한 특이적 발현을 위한 프로모터를 제공한다. That is, the present invention provides a promoter for specific expression on the leaves, stems, or all of the foreign genes, including the promoter of LOC_Os02g38020 of rice, which is the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1.

본 발명의 프로모터는 잎, 줄기 또는 이들 모두에 포함된 조직 중 특히 엽육 조직(Mesophyll)에 특이적으로 높은 발현을 나타낸다. The promoter of the present invention expresses specifically in mesophyll, especially in tissues contained in leaves, stems or both.

프로모터는 유전자의 환경적, 시기적 및 조직적 발현을 조절하는 필수적인 요소로서, 본 발명에 따른 잎, 줄기 또는 이들 모두에 특이적인 프로모터를 사용하여 벼 내에서 외래 유용 유전자의 발현을 잎, 줄기 또는 이들 모두, 특히 잎, 줄기 또는 이들 모두에 포함된 조직 중 엽육 조직에 특이적으로 유도할 수 있다. C3 광합성 대사를 하는 벼 엽육 조직은 광합성 반응을 수행하는 핵심 세포 소기관인 엽록체로 대부분 구성되어 있다. 이러한 엽육 조직의 엽록체에서 광합성의 연료 물질을 만드는 명반응이 일어난다. 관련 조직 특이적 발현을 통해서 광합성 효율 증진 및 생산성 향상에 기여할 수 있을 것이다.The promoter is an essential element for regulating the environmental, temporal, and systemic expression of the gene. The expression of the exogenous gene of interest in the rice can be expressed in leaves, stems, or both , Particularly in leaf, stem or tissue contained in both of them. C3 photosynthetic metabolism of rice leaves is composed mainly of chloroplasts, which are key cell organelles that perform photosynthesis reaction. In the chloroplasts of these leaf tissues, there is an emerging reaction to produce photosynthetic fuel materials. And it can contribute to the enhancement of photosynthesis efficiency and productivity by the related tissue specific expression.

또한 본 발명은 상기 프로모터 및 이와 작동가능하게 연결된(Operatively linked) 외래 유전자를 포함하는, 잎, 줄기 또는 이들 모두에 특이적인 발현용 벡터를 제공한다.The present invention also provides expression vectors specific for leaves, stems or both, including the promoter and operatively linked foreign genes.

용어 "벡터"는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 의미하며, DNA를 복제하고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있다. "발현 벡터"는 목적한 코딩 서열과, 특정 숙주 생물에서 작동가능하게 연결된 코딩 서열을 발현하는데 필수적인 적정 핵산 서열을 포함하는 재조합 DNA 분자를 의미한다. 발현 벡터는 일반적으로 플라스미드 또는 바이러스 DNA로부터 유래하거나, 둘 다의 요소를 포함할 수 있다. 따라서 발현 벡터는 재조합 DNA 또는 RNA 구축물, 예컨대, 플라스미드, 파지, 재조합 바이러스 또는 적절한 숙주 세포 내 도입 시 클로닝 된 DNA의 발현을 초래하는 다른 벡터를 의미한다. 적절한 발현 벡터는 당업자에게 잘 알려져 있으며, 진핵세포 및/또는 원핵세포 내에서 복제가능 한 것들 및 에피솜으로 남는 것들 또는 숙주 세포 게놈 내에 통합되는 것들을 포함한다.The term "vector" refers to a DNA fragment (s), nucleic acid molecule, which transfers into a cell, which can be cloned and independently reprogrammed in host cells. "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. The expression vector may generally be derived from a plasmid or viral DNA, or may contain both elements. Thus, an expression vector refers to a recombinant DNA or RNA construct, such as a plasmid, phage, recombinant virus or other vector resulting in the expression of the cloned DNA upon introduction into an appropriate host cell. Suitable expression vectors are well known to those skilled in the art and include those that replicate in eukaryotic and / or prokaryotic cells and those that remain as episomes or that are integrated into the host cell genome.

상기 통상의 벡터는 본 발명의 프로모터를 도입할 수 있는 것이면 어떠한 것이든 무방하나, 바람직하게는 pCAMBIA계열, pGA계열, pGWB계열, 예컨대, pGA3383, pCAMBIA3301, pCAMBIA3300, pGA3426, pGA3780, pGWB12, pGWB14와 같은 Ti-plasmid 및 이에 파생된 벡터로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. Such a vector may be any vector as long as it can introduce the promoter of the present invention. Preferably, the vector may be a vector such as pCAMBIA family, pGA family, pGWB family such as pGA3383, pCAMBIA3301, pCAMBIA3300, pGA3426, pGA3780, pGWB12, pGWB14 Ti-plasmid, and vectors derived therefrom.

본 발명의 발현 벡터는 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 핵산, 그와 기능적으로 동등한 절편을 포함한다.The expression vector of the present invention includes a nucleic acid consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and a functionally equivalent fragment thereof.

"본 발명의 프로모터"와 "기능적으로 동등한 절편"은 본 발명의 프로모터와 실질적으로 동등한 효과를 나타내는, 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 핵산의 조각 또는 일부분을 의미한다. 이러한 핵산 절편은 서열번호 1에 기재된 염기서열과 비교하여 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 그 이상의 서열 상동성을 가지며, 이러한 핵산 절편은 당업계에 널리 알려진 분자생물학적 방법에 의하여 용이하게 제작될 수 있다. 또한, 본 발명의 서열번호 1로 표시되는 프로모터는 공개된 벼 게놈 서열 상, LOC_Os02g38020의 ATG 앞쪽에 위치하는 서열로, 서열번호 1로 표시되는 염기 서열 중 일부가 변경, 추가 또는 삭제되더라도 공개된 벼 게놈 서열 상 LOC_Os02g38020의 프로모터에 위치한 서열과 상동성이 유지되어 실질적으로 동등한 효과를 나타낸다면 본 발명의 범주에 포함될 수 있다. Means a fragment or a fragment of a nucleic acid consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1, which exhibits substantially equivalent effect to the promoter of the present invention. These nucleic acid fragments are 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95% 96%, 97%, 98%, 99% or more of sequence homology. Such a nucleic acid fragment can be easily prepared by molecular biological methods well known in the art. In addition, the promoter represented by SEQ ID NO: 1 of the present invention is a sequence located in front of ATG of LOC_Os02g38020 on the published rice genome sequence, and even if some of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NO: 1 are changed, added or deleted, It can be included in the scope of the present invention if homology with the sequence located in the promoter of LOC_Os02g38020 on the genomic sequence is maintained and exhibits substantially equivalent effect.

본 발명의 발현 벡터는 3' 방향에 목적 단백질에 대한 외래유전자가 발현되도록 한다. The expression vector of the present invention allows expression of a foreign gene for the target protein in the 3 'direction.

바람직하게는 상기 발현벡터는 잎 및 줄기에 특이적으로 발현시키고자 하는 유용한 외래 유전자를 포함할 수 있다.Preferably, the expression vector may comprise useful foreign genes which are intended to specifically express on the leaves and stems.

상기 외래 유전자는 잎 및 줄기의 색깔, 발달, 광합성 등과 같은 잎 및 줄기의 특성과 관련된 것이면 무엇이든 무방하며, 바람직하게는 잎의 발달과 관련된 유전자로서 예컨대 애기장대 CONSTANS-LIKE, KNOX, Tic21, Toc33, Tic40, Toc75, CIA2, GOLDEN2-LIKE, Stromal 70-kD Heat Shock Protein, Glutamine Phosphoribosyl Pyrophosphate Amidotransferase, Chloroplastic Adenylate Kinase, Differential development Of Vascular associated cells 1, Phosphoenolpyruvate-Phosphate Translocator, Carbamoyl Phosphate Synthase subunit, 광합성의 명반응과 관련된 유전자로서 Pyruvate orthophosphate dikinase, Phosphoenolpyruvate carboxylase, NAD-malic enzyme, NAD-malate decarboxylase, Alanine aminotransferase, Magnesium Chelatase H subunit, Magnesium Chelatase I subunit, Magnesium Chelatase D subunit, Chlide a monooxygenase, glutamyl-tRNA reductase, NADPH:Pchlide oxidoreductase, glutamic acid 1-semialdehyde aminotransferase, Uro-III decarboxylase, Mg-Proto-IX reductase, Pchlide a reductase, Chlide areductase, Chl a reductase, Protogen-IX oxidases, PASA, PSAB 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 이용할 수 있다. The foreign gene may be anything related to the characteristics of leaves and stems such as the color and development of leaves and stems, photosynthesis and the like, preferably genes related to development of leaves such as Arabidopsis, CONSTANS-LIKE, KNOX, Tic21, Toc33 , Tic40, Toc75, CIA2, GOLDEN2-LIKE, Stromal 70-kD Heat Shock Protein, Glutamine Phosphoribosyl Pyrophosphate Amidotransferase, Chloroplastic Adenylate Kinase, Differential Development of Vascular Associated Cells 1, Phosphoenolpyruvate-Phosphate Translocator, Carbamoyl Phosphate Synthase subunit, The genes involved in the photosynthesis of photosynthesis include Pyruvate orthophosphate dikinase, Phosphoenolpyruvate carboxylase, NAD-malic enzyme, NAD-malate decarboxylase, Alanine aminotransferase, Magnesium Chelatease H subunit, Magnesium Chelatease I subunit, Magnesium Chelate D subunit, Chlide a monooxygenase, glutamyl-tRNA reductase , NADPH: Pchlide oxidoreductase, glutamic acid 1-semialdehyde aminotransferase, Uro-III decarboxylase, Mg-Proto-IX reductase, Pchlide a reductase, Chlide areductase, Chl a reductase, Protogen-IX oxidase, PASA and PSAB Any one or more can be used.

상기 발현벡터는 통상의 벡터에 본 발명의 프로모터를 도입한 것일 수 있으며, 이처럼 본 발명의 프로모터를 도입하여 발현벡터를 제조하는 것은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 공지의 방법에 따라 용이하게 실시 가능하다.The above expression vector may be one in which the promoter of the present invention is introduced into a conventional vector, and the expression vector may be prepared by introducing the promoter of the present invention into such a manner as will be readily apparent to those skilled in the art. It is possible.

또한 본 발명은 상기 벡터에 의해 형질 전환된 형질 전환 세포를 제공한다. The present invention also provides a transformed cell transformed with said vector.

상기한 재조합 벡터는 감염, 형질도입, 트랜스펙션, 전기천공 및 형질전환과 같은 주지된 기술을 이용하여 배양된 숙주 세포 내로 도입될 수 있다. 숙주의 대표적인 예는 박테리아 세포, 예를 들면, 대장균, 스트렙토마이세스 및 살모넬라 티피무리움 세포 및 식물 세포를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.Such recombinant vectors may be introduced into host cells cultured using well known techniques such as infection, transfection, transfection, electroporation and transformation. Representative examples of a host include, but are not limited to, bacterial cells such as E. coli, Streptomyces and Salmonella typhimurium cells and plant cells.

벼의 형질전환에 이용되는 "식물 세포"는 임의의 식물 세포가 이용가능하다. 식물 세포는 배양 세포, 배양 조직, 배양기관 또는 전체 식물, 바람직하게는 배양 세포, 배양 조직 또는 배양 기관 및 더욱 바람직하게는 배양 세포의 어떤 형태도 가능하다. "식물 조직"은 분화된 또는 미분화된 식물의 조직, 예를 들면 이에 한정되진 않으나, 줄기, 잎, 암 조직 및 배양에 이용되는 다양한 형태의 세포들, 즉 단일 세포, 원형질체(protoplast), 싹 및 캘러스 조직을 포함한다.Any plant cell can be used as "plant cell" used for transformation of rice. The plant cell may be any type of cultured cell, cultured tissue, cultured organ or whole plant, preferably cultured cell, cultured tissue or culture organ, and more preferably cultured cell. "Plant tissue" refers to a tissue of a differentiated or undifferentiated plant, such as, but not limited to, stem cells, leaves, cancer tissues, and various types of cells used in culture, such as single cells, protoplasts, Callus tissue.

또한 본 발명은 상기 벡터 또는 상기 형질전환 세포로 형질 전환된 형질전환 벼를 제공한다. 이러한 형질 전환 벼는 도입된 외래 유전자가 잎과 줄기에 특이적으로 발현되는 특성을 나타낸다. The present invention also provides a transgenic rice transformed with said vector or said transformed cell. These transgenic rice plants exhibit characteristics in which introduced foreign genes are specifically expressed in leaves and stems.

"본 발명의 형질전환 벼"와 "기능적으로 동등한 형질전환 벼"는 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 핵산의 변이체와 비교하여 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 그 이상의 서열 상동성을 가지는 염기서열을 이용하여 제조된 형질 전환 벼로써, 잎 및 줄기에서 프로모터 효과가 실질적으로 동등한 특징을 가지는 형질전환 벼이다."Transgenic rice functionally equivalent to the transformed rice of the present invention" is 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% or more of the nucleic acid sequence variants comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: Transgenic rice produced using a nucleotide sequence having a nucleotide sequence homology of 90%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% , The transgenic rice having the characteristics that the promoter effect is substantially equivalent in leaves and stems.

본 발명 벼의 형질전환은 DNA를 벼에 전이시키기 위한 당업계에 알려진 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다. 그러한 형질전환 방법은 반드시 재생 및 (또는) 조직 배양 기간을 가질 필요는 없다. 식물 종의 형질전환은 이제는 쌍자엽 식물뿐만 아니라 단자엽 식물 양자를 포함한 식물 종에 대해 일반적이다. 예를 들어, 원형질체에 대한 칼슘/폴리에틸렌 글리콜 방법(Krens, F.A. et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373), 원형질체의 전기천공법(Shillito R.D.et al., 1985 Bio/Technol. 3, 1099-1102), 식물 요소로의 현미주사법(Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen.Genet. 202, 179-185), 각종 식물 요소의(DNA 또는 RNA-코팅된) 입자 충격법(Klein T.M. et al., 1987, Nature327, 70), 식물의 침윤 또는 성숙 화분 또는 소포자의 형질전환에 의한 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) 매개된 유전자 전이에서(비완전성) 바이러스에 의한 감염(EP 0301316 호) 등으로부터 적당하게 선택될 수 있다. Transformation of the present invention rice can be carried out by any method known in the art for transferring DNA to rice. Such transformation methods do not necessarily have a regeneration and / or tissue culture period. Transformation of plant species is now common for plant species, including both terminal plants as well as dicotyledonous plants. For example, the calcium / polyethylene glycol method for protoplasts (Krens, FA et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373) (Shillito RD et al., 1985 Bio / Technol. 3, 1099-1102), microinjection into plant elements (Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. (Klein et al., 1987, Nature 327, 70), infiltration of plants or mature pollen of various plant elements (DNA or RNA-coated) And infection by (non-integrative) viruses in Agrobacterium tumefaciens mediated gene transfer (EP 0301316).

이러한 변이체는 당업계에 널리 알려진 분자생물학적 방법에 의하여 용이하게 제작될 수 있다.Such mutants can be easily produced by molecular biological methods well known in the art.

또한 본 발명은 상기 벡터로 벼를 형질 전환시켜 상기 외래 유전자를 벼의 잎, 줄기 또는 이들 모두에 특이적으로 발현시키는 단계를 포함하는 벼의 형질 전환 방법을 제공한다. The present invention also provides a method for transforming rice, comprising transforming rice with the vector and specifically expressing the foreign gene in leaves, stems or both of the rice.

바람직하게, 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 포함하는 프로모터 및 이와 작동가능하게 연결된(operatively linked) 외래 유전자를 포함하는 벡터를 제조하는 단계; 벼에 상기 발현벡터를 도입하는 단계; 및 상기 발현벡터가 도입되어 벼의 잎 , 줄기 또는 이들 모두에 특이적으로 외래유전자가 발현되는 벼 형질전환체를 선별하는 단계를 포함하는 벼의 형질 전환 방법을 제공한다. Preferably, the method comprises the steps of: preparing a vector comprising a promoter comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and a foreign gene operatively linked thereto; Introducing the expression vector into rice; And selecting a rice transformant to which the expression vector is introduced to express a foreign gene specifically in leaves, stems, or both of the rice, and a method of transforming rice.

본 발명의 프로모터는 잎, 줄기 또는 이들 모두에 특이적 발현을 유도하는 프로모터로써, 잎 및 줄기의 형질 개선에 필요한 유전자를 잎, 줄기 또는 이들 모두에서 특이적으로 발현시켜 벼를 포함하는 주요 곡물의 잎이나 줄기에 대한 병 저항성이나 환경 스트레스 내성 증진을 위한 연구 및 광합성 효율 증진을 통한 바이오매스 연구 등에 사용될 수 있다.The promoter of the present invention is a promoter that induces specific expression on leaves, stems or both of them, and specifically expresses genes necessary for improvement of traits of leaves and stems from leaves, stems or both of them, It can be used for research on the resistance to diseases such as leaves and stems, resistance to environmental stress, and research on biomass through promotion of photosynthesis efficiency.

도 1은 히트맵(heatmap)으로 잎과 줄기에서 우선적 발현을 보이는 분리된 유전자와 그 발현 양상을 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명의 프로모터 활성 확인을 위한 T-DNA 삽입 위치를 나타내는 도이다.
도 3은 1C-01149 계통이 LOC_Os02g38020 유전자에 co-segregation 것을 나타내는 GUS 염색 결과와 PCR 결과를 나타내는 도이다.
도 4는 1C-01149 계통의 잎 우선적 발현을 나타내는 도이다.
도 5는 LOC_Os02g38020 유전자가 엽육 조직에서 우세한 발현을 나타내는 도이다.
도 6은 LOC_Os02g38020 유전자의 잎과 줄기에서 우선적 발현을 나타내는 마이크로 어레이 결과를 나타내는 도이다.
도 7은 LOC_Os02g38020 유전자의 ATG앞 2Kb 프로모터를 나타내는 도이다.
도 8은 LOC_Os02g38020 프로모터 GUS 벼 제조를 위해 사용한 벡터의 다이어그램을 나타낸 도이다.
도 9는 LOC_Os02g38020의 프로모터를 도입한 형질전환 벼의 잎, 꽃, 뿌리 가운데 잎에서 우세한 발현을 나타내는 도이다
FIG. 1 is a heat map showing a separated gene showing preferential expression in leaves and stems and its expression pattern. FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a T-DNA insertion site for confirming the promoter activity of the present invention. FIG.
FIG. 3 shows GUS staining results and PCR results showing that 1C-01149 strain co-segregates with LOC_Os02g38020 gene.
4 is a diagram showing leaf preferential expression of the line 1C-01149.
FIG. 5 is a diagram showing the predominant expression of the LOC_Os02g38020 gene in the mesophyll tissue.
6 is a diagram showing microarray results showing preferential expression in leaves and stems of LOC_Os02g38020 gene.
7 shows a 2Kb promoter in front of ATG of LOC_Os02g38020 gene.
8 is a diagram showing a diagram of a vector used for producing LOC_Os02g38020 promoter GUS rice.
9 is a diagram showing predominant expression in leaves of leaves, flowers and roots of transgenic rice plants in which a promoter of LOC_Os02g38020 was introduced

이하에서는, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 아래의 실시예는 발명의 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the following embodiments are only examples for helping understanding of the invention, and thus the scope of the present invention is not limited thereto.

<< 실시예Example 1> 잎 또는 줄기에 특이적으로 발현되는 벼 유전자 대량 선별 1> Large selection of rice genes specifically expressed on leaves or stems

잎 또는 줄기에 특이적으로 발현하는 유전자를 선별하기 위하여, 공개된 마이크로어레이 데이터베이스인 NCBI GEO(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/)에서 수집된 983종의 벼 에피메트릭스 마이크로어레이(affymetrix microarray) 자료를 17개 기관별/조직별로 재구성하여 유전자 발현 분석용 데이터베이스를 구축하였다.To select genes that specifically express on leaves or stems, 983 species of rice epimetrics collected from NCBI GEO (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/), a published microarray database The database for gene expression analysis was constructed by reconstructing the affymetrix microarray data by 17 organizations / organizations.

이를 표 1에 나타내었다. This is shown in Table 1.

표 1. 기관별/조직별로 재구성된 유전자 발현 분석용 데이터베이스Table 1. Database for gene expression analysis reconstructed by institution / organization

Figure 112013091988711-pat00001
Figure 112013091988711-pat00001

K-means clustering 분석 방법을 이용하여, 상기 표 1에 제시된 유전자 발현 분석용 데이터베이스 중 잎 및 줄기에서 발현이 높은 유전자 그룹을 분리하였다. Using the K-means clustering analysis method, gene groups having high expression in leaves and stems of the database for gene expression analysis shown in Table 1 were isolated.

이는 마이크로어레이 자료 분석용 소프트웨어인 MeV의 K-means clustering 분석 방법을 사용하여 수행하였으며, 기관별/조직별 발현 분석용 데이터베이스 중 잎과 줄기에서 발현이 우선적인 547 종의 유전자가 분리되었다.This was performed using MeV's K-means clustering analysis software for microarray data analysis, and 547 genes with preferential expression in leaves and stems were isolated from the database for expression / organization-specific expression analysis.

그 결과를 도 1에 나타내었다. The results are shown in Fig.

도 1에 나타낸 바와 같이, 노란색에 가까울수록 우선적 발현을 보이는 유전자에 해당하며 파란색에 가까울수록 우선성이 낮아지게 된다. 즉, 17개의 재구성된 유전자 데이터베이스 중 잎, 끝잎, 순 및 줄기에서 우선적 발현이 높은 547종의 유전자를 확인할 수 있었다. As shown in FIG. 1, the closer to yellow, the higher the preferential expression is, and the closer to blue the gene has the lower priority. That is, among the 17 reconstructed gene databases, 547 genes with high preferential expression in leaves, end leaves, seeds and stems were identified.

<< 실시예Example 2> 잎 및 줄기에 우선적인 유전자에 대한 프로모터  2> Promoters for genes preferential to leaves and stems traptrap 계통의 확인 Identification of the system

프로모터 탐색용 vector인 pGA2707, pGA2715, pGA2717, pGA2772의 T-DNA 오른쪽 말단에 프로모터가 없는 GUS 유전자가 이웃해 있기 때문에, T-DNA가 유전자가 발현되는 방향과 정방향으로 프로모터 후미에 삽입이 되면 GUS 발현을 통해서 프로모터 활성을 알 수 있다.Since the GUS gene without the promoter is adjacent to the right end of the T-DNA of pGA2707, pGA2707, pGA2715, pGA2717, and pGA2772, which are vectors for the promoter search, GUS expression is observed when the T- DNA is inserted in the forward direction and the forward direction of the promoter The promoter activity can be known.

상기 방법을 통하여, T-DNA가 삽입된 벼 계통에 대한 inverse-PCR 및 염기서열 분석을 하여 대규모로 T-DNA 삽입 위치가 벼 염색체 상에서 결정이 되었으며, 본교(경희대학교)에서 보유하고 있는 대략 벼 게놈의 1/2에 해당되는 T-DNA 색인 돌연변이 정보를 통해서 이를 분석하였다. Through inverse PCR and sequence analysis of T-DNA-inserted rice lines, T-DNA insertion sites were determined on the rice chromosome on a large scale. The mutation information of the T-DNA index corresponding to 1/2 of the genome was analyzed.

그 결과, 상기 547종의 잎과 줄기 우선적 유전자로부터 locus id 이름을 가지며 잠재적으로 프로모터가 trap된 계통을 탐색할 수 있었다. 이를 통해서, 250종의 유전자에 대한 280개의 프로모터 trap 계통이 선별되었다.As a result, it was possible to search for a gene having a locus id name from the above 547 kinds of leaf and stem-preferential genes and potentially trapping the promoter. Through this, 280 promoter trap lines were selected for 250 genes.

<< 실시예Example 3>  3> GUSGUS 염색법을 통한 잎 및 줄기 우선적 발현 유전자의 기관 특이적 발현 분석 Analysis of organ-specific expression of leaf and stem preferentially expressed genes by staining

선별된 유전자의 기관 특이성을 확인하기 위하여, 잎과 줄기에서 우선적으로 발현되는 250개 유전자들에 대한 280여 프로모터 trap 계통들의 종자를 10개씩 28℃에서 7일간 배양한 후 모든 개체를 GUS 염색 처리 하였다.In order to confirm the organ specificity of the selected gene, 10 seeds of 280 promoter trap lines for 250 genes expressed preferentially in leaves and stems were cultured at 28 ° C for 7 days, and all individuals were stained with GUS .

GUS 용액은 0.5M sodium phosphate buffer 200ml, 12.5mM potassium ferricyanide 100ml, 12.5mM potassium ferrocyanide 100ml, 0.5M EDTA 20ml, 10% Triton X-100 50ml, 10ml 의 DMSO (dimethyl sulfoxide)에 녹인 X-gluc 1g과 Methanol 200ml을 넣고 증류수로 1L의 부피를 맞추어 제조되었다. 각 계통의 벼를 모두 15ml의 GUS 염색액에 24시간 처리 한 후 70% 에탄올과 100% 에탄올을 순차적으로 이용하여 상온에서 탈색하였다.The GUS solution was prepared by mixing 200 ml of 0.5 M sodium phosphate buffer, 100 ml of 12.5 mM potassium ferricyanide, 100 ml of 12.5 mM potassium ferrocyanide, 20 ml of 0.5 M EDTA, 50 ml of 10% Triton X-100, 1 g of X-glucin dissolved in 10 ml of DMSO, 200 ml of distilled water was added to make 1 L volume. The rice of each line was treated with 15 ml of GUS staining solution for 24 hours and decolorized at room temperature using 70% ethanol and 100% ethanol sequentially.

그 결과, GUS염색을 실시한 280여개 계통 가운데 36계통에서 GUS 발현이 확인되었다. 그 중, T-DNA의 삽입이 정방향으로 이루어진 25계통을 선별하였다. As a result, GUS expression was confirmed in 36 strains among 280 strains subjected to GUS staining. Among them, 25 strains with T-DNA insertion in the forward direction were selected.

<< 실시예Example 4> 잎 및 줄기 우선적 발현을 보이는 계통들의  4> Leaves and stem lines showing preferential expression GUSGUS 발현과 T- Expression and T- DNADNA 표지의  Cover coco -- segregationsegregation 검증 Verification

상기 선별된 25 계통의 벼 종자를 MSO 배지에 28℃에서 7일간 배양하였다. 이렇게 배양한 7일 개체들의 잎 100mg을 채취하여 액체질소에 급냉각한 후 분쇄하고 잎의 일부는 GUS 염색에 사용하였다. 분쇄된 잎에서 CTAB buffer (CTAB 10g, NaCl 40.91g, 0.5M EDTA(pH8.0) 20ml, PVP 10g과 ascobic acid 0.44g을 넣고 물로 500ml을 맞춰 조제하였다)를 이용하여 DNA를 추출하였다.The selected 25 lines of rice seeds were cultured in MSO medium at 28 占 폚 for 7 days. 100 mg of leaves of the 7 day cultivated leaves were sampled and pulverized in liquid nitrogen, and a part of the leaves were used for GUS staining. DNA was extracted from the pulverized leaves using CTAB buffer (CTAB 10 g, NaCl 40.91 g, 0.5 M EDTA (pH 8.0) 20 ml, PVP 10 g and ascorbic acid 0.44 g, and 500 ml of water).

선별된 25 계통의 벼 종자에서 DNA를 추출하였으며, 그 중 실험군 1C-01149는 LOC_Os02g38020 유전자의 두 번째 엑손에 GUS reporter 유전자가 결합된 계통으로 T-DNA 삽입 위치 앞뒤에서 만들어진 프라이머(서열번호 2와 3)와 NGUS1 프라이머(서열번호 4)를 이용하여 PCR로 유전형 분석을 하였으며 삽입 위치는 도 2에 나타내었으며 사용된 프라이머는 하기 표 2에 나타내었다.DNAs were extracted from selected 25 species of rice seedlings. Among them, 1C-01149 in the experimental group was a system in which a GUS reporter gene was ligated to a second exon of LOC_Os02g38020 gene, and primers (SEQ ID NOS: 2 and 3 ) And the NGUS1 primer (SEQ ID NO: 4). The inserted positions were shown in FIG. 2 and the primers used were shown in Table 2 below.

표 2. 1C-01149의 프라이머Table 2. Primers of 1C-01149

Figure 112013091988711-pat00002
Figure 112013091988711-pat00002

도 2의 1은 서열번호 5의 뉴클레오티드 439번 내지 1144번이며, 2는 서열번호 5의 뉴클레오티드 2103번 내지 2299번이며, T-DNA는 서열번호 5의 2080번 내지 2275번이며, 3은 서열번호 5의 뉴클레오티드 2465번 내지 3285번이다. 도2의 1내지 3에 해당하는 이들 각각은 엑손에 해당하는 서열이다. 2 is nucleotides 2103 to 2299 of SEQ ID NO: 5, T-DNA is nucleotides 2080 to 2275 of SEQ ID NO: 5, 3 is nucleotide 219 to 2299 of SEQ ID NO: 5 to nucleotides 2465 to 3285. Each of those corresponding to 1 to 3 in Fig. 2 is a sequence corresponding to exon.

PCR 반응은 95℃에서 5분 후, 95℃에서 30초, 57℃에서 30초, 72℃에서 1분30초를 37회 반복하고, 마지막으로 72℃에서 5분을 진행하였다. PCR 반응 산물은 4℃에 보관하였으며 이의 일부를 전기영동으로 확인하였다.After 5 minutes at 95 ° C, the PCR reaction was repeated 37 times at 95 ° C for 30 seconds, at 57 ° C for 30 seconds, at 72 ° C for 1 minute 30 seconds, and finally at 72 ° C for 5 minutes. The PCR reaction product was stored at 4 ° C and a part thereof was confirmed by electrophoresis.

그 결과를 도 3에 나타내었다.The results are shown in Fig.

도 3에 나타낸 바와 같이, 실험군 1C-01149의 PCR 결과와 GUS염색 결과가 일치하는 것을 확인할 수 있었다. As shown in FIG. 3, it was confirmed that the PCR result of the test group 1C-01149 and the GUS staining result were in agreement.

도 3의 A는 1C-01149의 일주일된 개체에 대한 GUS염색 결과를 나타내며, 도 3의 B는 도 3의 A 실험에 사용된 개체의 유전형 분석 결과이다.FIG. 3A shows the result of GUS staining for one week of 1C-01149, and FIG. 3B shows the genotype analysis result of the individual used in experiment A of FIG.

도 3의 B에서 상단의 밴드는 LOC_Os02g38020 의 gene specific primer(서열번호 2와 3)의 PCR 산물이며 하단의 밴드는 서열번호 3과 T-DNA의 RB(right border) 상의 NGUS1(서열번호 4)의 PCR 산물이다. 두 산물의 결과를 비교하면 해당 벼의 유전형분석이 가능하다.The upper band in FIG. 3B is the PCR product of the gene specific primer (SEQ ID NOS: 2 and 3) of LOC_Os02g38020, and the lower band is the PCR product of SEQ ID NO: 3 and NGUS1 (SEQ ID NO: 4) on the RB PCR products. By comparing the results of the two products, genotype analysis of the rice is possible.

서열번호 2와 3의 산물만 증폭된 경우는 야생형(wt)이며 서열번호 2와 3의 산물과 서열번호 3과 4의 산물이 모두 증폭된 경우는 잡종(he)이다.Only the products of SEQ ID NOS: 2 and 3 are wild type (wt), and the products of SEQ ID NOS: 2 and 3 and the products of SEQ ID NOS: 3 and 4 are hybrid, respectively.

야생형에서는 T-DNA 삽입이 없으므로 GUS 발현이 나타나지 않고 잡종에서는 T-DNA상의 GUS 발현이 나타나므로 파랗게 염색된 것을 볼 수 있다.In the wild type, there is no T-DNA insertion, so GUS expression does not appear. In hybrids, GUS expression on T-DNA appears, so that it is stained blue.

즉, 상기 결과를 통해서 1C-01149 계통은 LOC_Os02g38020 유전자에 co-segregation 된 것이 확인되었다. That is, it was confirmed from the above results that the 1C-01149 strain was co-segregated with the LOC_Os02g38020 gene.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 1C-01149 계통의 7일 간 개체 염색 결과에서도 뿌리에서 GUS발현은 보이지 않지만, 잎에서 특이적으로 발현되는 것을 확인 할 수 있었다.In addition, as shown in Fig. 4, GUS expression was not observed in the roots of the 1C-01149 strain for 7 days, but it was confirmed that the expression was specifically in the leaves.

잎에서의 발현 양상을 확인하기 위해 hand section을 통해 성숙한 지엽(flag leaf)의 단면을 살펴보았다.In order to confirm the expression pattern in the leaves, a cross section of a mature flag leaf was examined through a hand section.

논에 전개 된 1C-01149 계통의 성숙한 등숙기 지엽을 1-3cm의 크기로 여러 개 잘라 GUS 염색액에 담가 24시간 염색 후 탈색하였다. 탈색이 완료된 지엽의 염색부분을 양날 면도날을 이용해 손으로 0.5mm 이내로 잘랐으며, 슬라이드 글라스 위에 놓고 커버글라스로 고정한 후 광학현미경에서 20-40배율로 단면을 관찰하였다.The mature ripening leaf of 1C-01149 line developed in the rice paddy was cut into several 1-3cm size and stained with GUS staining solution for 24 hours to decolorize. The stained area of the discolored leaves was cut with a double blade razor to within 0.5 mm by hand, placed on a slide glass, fixed with a cover glass, and observed with an optical microscope at 20-40 magnification.

그 결과를 도 5에 나타내었다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 잎의 엽육조직(mesophyll) 전반 걸쳐 높은 발현을 나타내는 것을 확인하였다. The results are shown in Fig. As shown in Fig. 5, it was confirmed that the expression was high throughout the whole mesophyll of leaves.

<< 실시예Example 5> 마이크로 어레이 데이터 분석을 통한 유전자의 조직별 발현 분석 5> Expression analysis of genes by microarray data analysis

마이크로어레이 데이터베이스 분석을 통한 LOC_Os02g38020 유전자의 조직별 발현 양상을 분석하였으며 그 결과를 도 6에 나타내었다. The expression pattern of LOC_Os02g38020 gene was analyzed by microarray database analysis and the results are shown in FIG.

도 6에 나타낸 바와 같이, 잎 및 줄기에서 노란색을 띄는 것을 확인 할 수 있으며 이는 LOC_Os02g38020 프로모터에 의한 유전자의 조직별 발현이 잎 및 줄기 특이적으로 일어남을 보여준다. As shown in FIG. 6, it can be seen that the leaves and the stem are yellowish, indicating that the expression of the gene by the LOC_Os02g38020 promoter occurs specifically in leaves and stems.

상기 도 3 내지 도 6의 결과를 토대로 LOC_Os02g38020 유전자의 두 번째 엑손에 GUS reporter 유전자가 결합된 계통인 실험군 1C-01149가 잎과 줄기에서 우선적인 발현을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. Based on the results of FIG. 3 to FIG. 6, it was confirmed that the test strain 1C-01149, in which the GUS reporter gene was linked to the second exon of the LOC_Os02g38020 gene, showed preferential expression in leaves and stems.

<< 실시예Example 6> 잎과 줄기 우선적 발현을 위한 프로모터의  6> Promoter for preferential expression of leaf and stem 클로닝Cloning

LOC_Os02g38020 의 프로모터를 클로닝하기 위하여 작성된 프라이머들과 동진 벼 (Oryza sativa L. japonica cultivar-group) 게놈 DNA를 주형으로 PCR을 실시하였다. 주형 DNA는 100 ng을 사용하였고, 각 프라이머는 5 pmol로 사용하였다. PCR 조건은 95℃, 5분 -> (95℃, 30초 -> 55℃, 30초 -> 68℃, 5분00초), 5회 반복 ->(95℃, 30초 -> 62℃, 30초 -> 68℃, 5분00초), 35회 반복 68℃, 10분으로 실시하였다.PCR was performed using the primers prepared to clone the promoter of LOC_Os02g38020 and genomic DNA of Oryza sativa L. japonica cultivar-group. 100 ng of template DNA was used and 5 pmol of each primer was used. The PCR conditions were 95 ° C for 5 minutes-> (95 ° C, 30 seconds -> 55 ° C, 30 seconds -> 68 ° C, 5 minutes and 00 seconds) 30 seconds to 68 占 폚, 5 minutes and 00 seconds), 35 times and 68 占 폚 for 10 minutes.

프로모터 클로닝용 프라이머는 아래 표 3에 나타내었다.Primer for promoter cloning is shown in Table 3 below.

표 3. LOC_Os02g38020의 프로모터 클로닝용 프라이머Table 3. Primers for cloning promoter of LOC_Os02g38020

Figure 112013091988711-pat00003
Figure 112013091988711-pat00003

PCR 산물은 전기영동하여 크기를 확인하고, pGEM T-이지 벡터에 클로닝하여 염기서열 해독을 하였다. 클로닝한 DNA를 BamH1과 Xho1으로 절단한 후, 동일한 제한표소로 절단된 pGA3383 벡터(promoter-GUS cloning 용 벡터)와 라이게이션을 14℃에서 12시간 진행하였다. 라이게이션 산물을 Top10 E.coli 컴피턴트 셀 50㎕와 혼합하여 1.5ml 튜브에 옮긴 다음 얼음에 15분 방치하였다. 이어서 37℃ 오븐에 1분을 다시 방치한 후 1ml의 LB 액체배지를 추가로 튜브에 넣은 다음 3시간 동안 37℃ 셰이킹 인큐베이터에서 방치하였다. 이어서, 테트라사이클린 저항성 LB 고체배지에 도말하고 12시간을 기다려 생성되는 콜로니를 1ml의 LB 액체배지에서 세포 배양 후 미니 프렙하였다. 미니 프렙으로 얻은 DNA를 제한효소 BanmH1과 Xho1을 사용하여 절단 후 전기영동에서 아가로즈 젤로 분리한 후 밴드를 확인하였다. 이렇게 해서 얻어진 클로닝 DNA를 다시 염기 서열 분석을 하여 에러가 발생하지 않은 DNA를 선택하였다. 이렇게 만들어진 LOC_Os02g38020 프로모터 GUS 벼 제조를 위해 사용한 벡터의 다이어그램을 도 8에 나타내었다. 3730XL DNA analyzer(AB,USA)와 BigDye v3.1(AB,USA)을 이용하여 염기서열 분석을 수행하였고 NGUS1, RB(right border), 그리고 프로모터 내 서열을 이용한 프라이머들을 사용하였으며 이를 표 4에 나타내었다. The PCR product was electrophoresed to confirm its size and cloned into a pGEM T-EG vector and sequenced. The cloned DNA was digested with BamH1 and Xho1, followed by ligation with a pGA3383 vector (vector for promoter-GUS cloning) digested with the same restriction markers at 14 DEG C for 12 hours. The ligation product was mixed with 50 [mu] l of Top10 E. coli competent cells, transferred to a 1.5 ml tube, and left on ice for 15 minutes. Subsequently, the plate was allowed to stand in a 37 ° C oven for 1 minute, and then 1 ml of LB liquid medium was further added to the tube and left in a 37 ° C shaking incubator for 3 hours. Then, the cells were plated on tetracycline-resistant LB solid medium, and the resulting colonies were awaited for 12 hours and then mini-prepared after cell culture in 1 ml of LB liquid medium. DNA from mini - preparations was digested with restriction enzymes BanmH1 and Xho1, and then separated into agarose gels by electrophoresis, and the bands were confirmed. The cloning DNA thus obtained was subjected to base sequence analysis again to select DNA that did not cause an error. A diagram of the vector used for the production of the LOC_Os02g38020 promoter GUS rice thus produced is shown in FIG. Sequence analysis was performed using a 3730XL DNA analyzer (AB, USA) and BigDye v3.1 (AB, USA). Primers using NGUS1, RB (right border) .

표 4. 염기 서열 분석을 위한 프라이머Table 4. Primers for sequencing

Figure 112013091988711-pat00004
Figure 112013091988711-pat00004

상기 분석 결과를 도 7 및 서열목록 1에 나타내었으며, LOC_Os02g38020 유전자의 ATG 앞에 2,182bp의 서열에 해당하는 프로모터가 잎과 줄기에 우선적으로 발현하는 프로모터에 해당한다.The results of the analysis are shown in FIG. 7 and SEQ ID NO. 1, and a promoter corresponding to the sequence of 2,182 bp in front of the ATG of the LOC_Os02g38020 gene corresponds to a promoter preferentially expressed on leaves and stems.

<< 실시예Example 7> 형질전환 세포의 제작 7> Production of transformed cells

상기 실시예 6에서 제작한 벼 발현용 벡터를 추출하였다.The rice expression vector prepared in Example 6 was extracted.

아그로박테리움 컴피턴트 셀(Agrobacterium tumefaciens LB4404) 50㎕와 2㎍의 벼 발현용 벡터를 혼합하여 얼음에 15분 방치하였다. 이어서, 액체질소에 75초 넣은 후, 37℃ 오븐에 5분을 다시 방치한 후 1 ml의 LB 액체 배지를 넣은 다음 3시간 동안 28℃ 셰이킹 인큐베이터에서 방치하였다. 이어서, 테트라사이클린 저항성 LB 고체 배지에 도말하고 36시간을 기다려 생성되는 콜로니를 1mL의 LB 액체 배지에서 세포 배양 후 미니 프렙한 후, BamH1과 Xho1을 사용하여 효소 절단 후 사이즈를 확인하였다.50 아 of Agrobacterium tumefaciens LB4404 and 2 의 of rice expression vector were mixed and left on ice for 15 minutes. Subsequently, the substrate was placed in liquid nitrogen for 75 seconds. Then, the substrate was allowed to stand in an oven at 37 ° C for 5 minutes. Then, 1 ml of LB liquid medium was added thereto, followed by incubation in a 28 ° C shaking incubator for 3 hours. Next, the cells were plated on tetracycline-resistant LB solid medium and incubated for 36 hours. The resulting colonies were cultured in 1 mL of LB liquid medium, mini-preparations were performed, and BamH1 and Xho1 were used for enzyme cleavage.

상기 생성된 형질전환된 아그로박테리움을 이용하여 벼의 형질 전환 실험에서 사용하였다.The resulting transformed Agrobacterium was used for transgenic rice transformation experiments.

<< 실시예Example 8> 형질전환 벼의 제작 8> Production of transgenic rice

N6D 고체 배지에서 동진벼 종자를 7일 정도 28℃ 생장실에서 키워서 벼의 캘러스를 생성하였다. 생성된 캘러스를 상기 실시예 6에서 얻은 벼 발현용 벡터로 형질 전환된 아그로박테리움을 72시간 키운 세포와 혼합하여 N6D-Acetosyringone을 포함한 배지에서 22℃ 암처리 생장실에 방치하였다.In the N6D solid medium, Dongjinbyeon seeds were grown in a 28 ℃ growth chamber for 7 days to produce calli of rice. The resulting callus was mixed with the cells cultured for 72 hours with Agrobacterium transformed with the rice expression vector obtained in Example 6 and left in a 22 ° C cancer-treated growth chamber in a medium containing N6D-Acetosyringone.

아그로박테리움에 오염된 캘러스를 3차 증류수로 깨끗이 5번 정도 헹구어 낸 다음 N6D 고체 배지에서 hygromycin 선발을 1차(hygromycin 30 mg/L), 2차 (hygromycin 40 mg/L)에 걸쳐서 계대 배양을 통해 진행하였다. 선발은 28℃ 생장실에서 각각 2주 씩 합해서 4주 동안 이루어졌다. 분열된 캘러스를 재분화 배지인 MSR (hygromycin 40 mg/L) 고체배지에 옮겨 4주 28℃ 광조건 생장실에서 재분화를 유도한 후, 벼를 MS 고체 배지로 옮기고 7일 28℃ 광조건 생장실에서 키우고 온실로 옮겨서 재분화 벼를 키웠다.The callus contaminated with Agrobacterium was rinsed 5 times with tertiary distilled water. Subsequently hygromycin selection was performed in N6D solid medium (hygromycin 30 mg / L) and subculture (hygromycin 40 mg / L) . Selection was made in the 28 ℃ growth room for 2 weeks each for 4 weeks. The divided callus was transferred to the MSR (hygromycin 40 mg / L) solid medium for regeneration. After induction of regeneration in the light condition growth chamber for 4 weeks at 28 ° C., the rice was transferred to MS solid medium, grown in a light condition growth room for 7 days, And raised the regrowth rice.

<< 실시예Example 9> 형질전환 벼를 이용한 잎과 줄기 우선적 발현 검증 9> Validation of leaf and stem preferential expression using transgenic rice

재분화된 벼의 기관 특이적 GUS 발현을 확인하기 위하여 형질전환체의 잎과 꽃, 성숙한 뿌리를 채취하여 GUS 염색액에 24시간 염색 후 탈색하였다. 탈색이 완료된 잎의 경우 염색부분을 양날 면도날을 이용해 손으로 0.5mm 이내로 잘랐으며, 슬라이드 글라스 위에 놓고 커버글라스로 고정한 후 광학현미경에서 20-40배율로 단면을 관찰하였다. 그 결과를 도 9에 나타내었다. 도 9의 (1), (2), (3), (4) 각각은 (1)성숙한 지엽 (2) 지엽의 단면도 (3) 꽃 (4) 성숙한 뿌리를 나타낸다. 도 9 에 나타난 바와 같이, LOC_Os02g38020의 프로모터를 도입한 형질전환체와 promoter trap 계통인 1C-01149의 GUS 발현이 잎의 엽육조직에서 우세함을 알 수 있다.In order to confirm organ specific GUS expression of regenerated rice, leaf, flower, and mature root of transformant were collected and stained with GUS staining solution for 24 hours. In the case of leaves that had undergone decolorization, the stained sections were cut within 0.5 mm by hand using a double-edged razor blade, fixed on a slide glass, fixed with a cover glass, and observed at 20-40 magnification in an optical microscope. The results are shown in Fig. Each of FIGS. 9 (1), (2), (3) and (4) represents a mature branch of a mature leaf, a cross section of a leaf of the mature leaf, and a flower. As shown in FIG. 9, GUS expression of 1C-01149, a promoter-introduced transformant and a promoter trap line, in LOC_Os02g38020 was dominant in the leaf tissue of the leaves.

<< 실시예Example 10>  10> LOCLOC __ Os02g38020Os02g38020 유전자의   Gene RNARNA -- seqseq 발현분석 Expression analysis

LOC_Os02g38020 유전자의 잎에서 우선적 발현을 나타내는 RNA-seq 발현분석 결과를 표 5에 나타내었다.The results of RNA-seq expression analysis showing preferential expression in the leaves of LOC_Os02g38020 gene are shown in Table 5.

표 5. LOC_Os02g38020의 잎에서 우선적 발현을 보이는 RNA-seq 발현 분석 Table 5. RNA-seq expression analysis showing preferential expression in leaves of LOC_Os02g38020

Figure 112013091988711-pat00005
Figure 112013091988711-pat00005

상기 자료는 미시건 주립대학, Rice Genome Annotation Project 팀에서 제공하는 유전자 발현 분석 서비스 (http://rice.plantbiology.msu.edu/expression.shtml)를 이용한 것으로 발현분석에 사용된 자료는 차세대염기서열 분석 기술에 기반을 둔 RNA 염기서열 (RNA-seq) 분석 결과이다. 표 5에 나열된 library 별로 확인된 RNA-seq의 빈도로 조사한 유전자의 발현 정도를 나타낸다. RNA-seq 분석 결과에 의한 이 유전자는 20일된 잎이나 4엽 단계(four leaf stage)의 유묘 (seedling)에서 가장 높은 수준의 발현을 보였다. 다른 기관과의 발현 비교에서도 잎 조직에서발현이 높게 확인되었다. 이는 마이크로어레이에서 확인한 발현양상을 다시 확인시켜 준다.The above data is based on the gene expression analysis service (http://rice.plantbiology.msu.edu/expression.shtml) provided by the Rice Genome Annotation Project team of Michigan State University. The data used in the expression analysis is the next generation sequence analysis Technology-based RNA-seq analysis. The frequency of RNA-seq identified for each library listed in Table 5 indicates the degree of expression of the examined gene. The RNA-seq analysis showed that the gene was expressed at the highest level in 20-day-old leaf and four-leaf stage seedling. Expression in other tissues was also higher in leaf tissues. This confirms the expression patterns observed in the microarray.

<110> University-Industry Cooperation Group of Kyung Hee University <120> Leaf-, stem- or both- specific promoter, expression vector comprising the same, transformed Oryza sativa thereby and method for preparation thereof <130> P12-073-KHU-REA <150> KR KR 12/113,571 <151> 2012-10-12 <160> 10 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 2182 <212> DNA <213> Oryza sativa <220> <221> promoter <222> (1)..(2182) <223> LOC_Os02g38020 Promoter <400> 1 gagtccgagt gtaggacttg gaatggtcgg ctacacaagg cccaggtgat agagttgcga 60 gcacaggctg atcccaaggg cctcaggccc atgaaatgac caccacagtc cacatacagc 120 gaatactgat ctgttttcaa aacgctttca ttggctattt gcgttacctt ccaaaacaag 180 gagtacctat gcatctttcg aaagatttct atgatcatat catataaatt tttaatcttt 240 ggattaaaat ccaatagaca tagtaaaagg caaaaagcaa ctaagaaaca ccataataga 300 tactaaatta ccatatcttt aagaaaaaga ccaaatccaa tataaatttc aaaacttaca 360 tgcgaagatt caaaaattac actgtaagtt tcataaatta cactataatt tacaagaaaa 420 tacactgtaa atttgagtga gaaaatcgag tgagagataa agaaaaaatc tttcaagtga 480 gatatagcaa aatcgcagaa caattcgagt ccaagattat tattcattaa atggacttca 540 ctgagtcatt tcttgtgaag ggatttcact atgttatttt gatcataaat ctagagttac 600 cacttttact ccccataatt tgattagact ttcaaggaaa tattgtacgt caaaatttga 660 tatctcaaaa tcaaaccgat aaataaacat ggtttgctta aaatataaca ccacattttt 720 cacgtaattt caatcatttt tttcctatgt tattgcgctc tctcccctat atatataagt 780 atgcttctat ctctcctgtt tgcggccgtc gaacttgcaa atggctcagt ggtgccctgc 840 aatttggtcg agttacaaat ctccatttgg agctacaagt atactactac tcagtatctt 900 tgtttttaag ttatcgtaca aattcagaag caacaccaaa ctgaaatcac aggaagattc 960 ttatacctaa ctacagattc gaaagtgaag tcggcaaaag gagaatcagc cataagaaat 1020 cttgaaactg tgcacgcttt aaagacacaa tacttcatcc acaacacacg acttgcaggg 1080 aaaaaaaaaa tgtcgacctg agccctggcc aactcgatga gcagaaaatg tgtctagtgc 1140 ggtgtctgct aaatgataaa ttgtggccaa tctctagtga tcgtagaaga caagatcaag 1200 tattccatac ctgataaatt gtggccaatc tctagtgatc gtagaagaca agatcaagta 1260 ttccatacct gatacaggga caaagacgct gattattctt ctcttcagca tccggcctgg 1320 agcacacaag ttgattttct gttctgtggt ccttggccag cagcgctcca atcgctactg 1380 ccaaacggga accaccggtc catctcacca acaaaaagaa acacgaagca aacgcataag 1440 catgcttaca atcttattct tggaccacag ctgcgttcac ttgttaaaca tttattagtc 1500 gaacaagagg aaatatgcat accctgatac ccatgagaag ccagaccagt gttgacttcc 1560 tctgcaatta aatagatttc tgagcatgga aaatcttgat tactaacacc gactgtatat 1620 ctgaagagtc accgtttgtg tgtcataaga acagtacgtt tttctgtcat aagaacagta 1680 catataacat gagaacttca catgtaactg tattagtttc atttatctgc acagtagatg 1740 gcatcagctt tagaaccaca gacgcaagta tcttcagaag ccttccatat taaactgatg 1800 caagatgtta atgtcatgct aaatattgca ctggagaatc aaaacaacag aaacagacaa 1860 cagttagatc tttaaaaaag acgatggagg gaagggtggc cctgatggta acgcagactg 1920 aaaacagtca agtggtcagc tgcaacccca ggttatggat taggctggaa tcttgctcgt 1980 atccccttcc accactcatt ccaagccacc actcgttcat ctcagcccga gctgggccac 2040 cacagaaagc aagccctttc ctccatccac aaaacaatgc tcacttcatt ccacaaacac 2100 ctatggccac cgcttctcat tcaccttcct cctctcctcc cccttaatct catctttttc 2160 ttctcggtgc ttctctgctc aa 2182 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 1C-01149 Forward Primer <400> 2 aacaattcca aaacctcccc 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 1C-01149 Reverse Primer <400> 3 ttgcgggaaa atttaaatgc 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NGUS1 <400> 4 aacgctgatc aattccacag 20 <210> 5 <211> 3734 <212> DNA <213> Oryza sativa <220> <221> gene <222> (1)..(3734) <223> LOC_Os02g38020 <400> 5 atcttcagaa gccttccata ttaaactgat gcaagatgtt aatgtcatgc taaatattgc 60 actggagaat caaaacaaca gaaacagaca acagttagat ctttaaaaaa gacgatggag 120 ggaagggtgg ccctgatggt aacgcagact gaaaacagtc aagtggtcag ctgcaacccc 180 aggttatgga ttaggctgga atcttgctcg tatccccttc caccactcat tccaagccac 240 cactcgttca tctcagcccg agctgggcca ccacagaaag caagcccttt cctccatcca 300 caaaacaatg ctcacttcat tccacaaaca cctatggcca ccgcttctca ttcaccttcc 360 tcctctcctc ccccttaatc tcatcttttt cttctcggtg cttctctgct caaacctgta 420 ctttgcttct gccactccat gtctcaatct tcccctttct tctccgttgc ccgagcacat 480 gctggagcag gagggcgagc tgcggctgcc gctctcctgc tccgtcaccc tgttgctcag 540 ctgccacctc ggattcatgg cctgaggtac tacccttcag ccattgtgtc acctgccaag 600 acactgaact cacacctgag ccttccccat gccacaatat cctcctttgc caatgctgat 660 aatggctcca gcgggcaagc agatgccaca gagtctgagg aggagcagaa cggggaatct 720 gaactgtcgg agatggccaa ggcattccat atatcgcccc ggatggcaat gtcaatctca 780 gtggtgattg catttgcagc gctcactgtg ccactggcga tgcagtcagt ggtcttccat 840 gggacgaaca aaatgaaggc actggcatat ctgacactgc tttcagggtt ctacatggca 900 tggaacattg gggcaaatga tgtggccaat gccatgggga cgtcagtagg gtctggtgct 960 ttgacactcc ggcaagcagt gcttactgcg gcggtgctag agttctctgg tgcattcctt 1020 atgggcaccc atgtcaccag caccatgcag aagggcatcc tagtcgcatc tgtcttccaa 1080 ggaaaggact ctctgctctt cgctggattg ttgtcatccc tcgctgctgc tggaacatgg 1140 ttgcaggtaa tattccaatt agatcacctt atcagttacc gcccttttga gctttgctgg 1200 aatggtgacg atcagaggat gcaatcatgt agtgccatta gcagtacata attactgaga 1260 cttctgcaag tttcagtata tgaaacaaaa tatttaagac attccatcag cgacacattc 1320 atgatgcaag aatagcatga tctacctagc aaggcaaaat caatagacct ttgcacttga 1380 agatgctagg ttaagcccca gaaataaatg atagcagtaa gttgtagcag ctttattata 1440 ttcagtgaaa cctactgcat gagaaccttc tatgagttga ttgtactata ttacacaatt 1500 tcctttgagg tataaactcc acaatacggt aaacaacttc catggtagga agtgaaaact 1560 gaaaagggaa aggaacttaa cagcatagct ttaaacttgt tgaagtcttt taacgtaagg 1620 attttaatcc aattatatgc agtttcagga tgttgtgtaa catccatccg tgaatgttgt 1680 gcagctcact tgcaattacc agagtttgat gtctatctta tcaacaatcc caactagcag 1740 aagtacagaa gcaacaaaat gagacaatta aagacaatgc tcactagaaa tatagcaact 1800 tttacaaggg atagactaat ggaatcttga atcattagac aactaggcat gcacaatttt 1860 gatgaagaca tttttggtgg gactctaatt gcgggagaat gtttcatctg cttaatcatt 1920 ggaattaaga tattttcatg attgcgggaa aatttaaatg catacatcat gcctcaaaga 1980 aatatttaac ataaaattaa atgcctctgc caaagatcca attgtgtgct cccttttacg 2040 gttatctgag catagcatat taacatttct cagagtcaat atgaattaac gcttgctatt 2100 tctaggttgc ttcctcctac ggctggcctg tttcaactac acattgtatt gtcggggcca 2160 tggttggttt tgggatagta tttggaggcg taaatgcagt gttctggagc tccttggcaa 2220 gagtatcttc atcatgggtc atttcaccat tgatgggtgc tgcagtctca tttattgttt 2280 acaagggtat acgaagggta agcactagac taactttact tgcagcatgc tagacagcat 2340 ttttaattta agagttactt agttaggcag tcaccttatt gaacacacat cataaataga 2400 ggacatagga ctgttcaaga caagacaata agttaattct ctgcttaccc tatttcattt 2460 cagttcgtat atagtgcacc aaatccaggt caggctgcag ctgctgctgc accaattgca 2520 gtttttactg gtgttactgc aatatcattt gccgcttttc ctctcagcaa gactttttca 2580 atcgctatcc tgcaagcatt agcatgtggc gcaataggag ccgtaatcgt taacagagtg 2640 atccaaaaac agcttggtga cctactgtcc tcagaagcag aaaagatagc atctgctgat 2700 aaggcaaatg ctcagcaagt tggatttctt tcggacatag ctggaccaac aggagctcaa 2760 ttgcagattg tatatggtgt atttggatac atgcaggtct tgtcagcatg cttcatgtca 2820 tttgctcatg gaggcaatga tgtctccaat gccataggcc ccctggcggc agctttgtcc 2880 attcttcaag gtgtagcaag cagtgctgag atagtcatac ctactgaagt ccttgcttgg 2940 ggaggttttg gaattgttgc agggcttaca atgtggggtt acagggtcat agcaacaatt 3000 ggcaagaaaa tcaccgaact aacaccaact agaggttttg cagcagagtt tgcagcagct 3060 tctgtagtat tgtttgcatc aaaacttgga ttgccaatat ctgctacaca tacacttgtt 3120 ggtgcagtga tgggagtggg atttgcaaga gggctcaata gggtcagagc agagacagtg 3180 cgtgaaattg tggcctcctg gttagtcaca attccagttg gtgctgtgtt atctatcttc 3240 tacacattgc tcttcacaaa gattctggca tactttatgt gagtgattgt gaaatgtaat 3300 tagtgttttg agaggtgtac agcccattgc acttcataaa aatttccgca atggcaaaga 3360 gataggctga ctccaaaaag tttcgaccat aaaatttttc aggattggcc agagtaaata 3420 atcatttctt tggcaacaaa acacatgatt aggtaaaaag cttttacagc cagttacaat 3480 gttacatact ccagcttgtt cgtccgttta tctctaatgt actgccttgt atcttttgtt 3540 ttatatcaca aggtggacca taataatttc ttgtagagat acaattatac ataatagaca 3600 acaatggttc ttctatcctt gcagttatgt tacatcaagg acatggttct ttaatagcca 3660 ctgaaaatta ataatgtttt tgtggtatgg tgcaagataa tagcaagttc actgctagca 3720 agaattcaga aaaa 3734 <210> 6 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 02g38020-pro_BamH1 <400> 6 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(2182) <223> LOC_Os02g38020 Promoter <400> 1 gagtccgagt gtaggacttg gaatggtcgg ctacacaagg cccaggtgat agagttgcga 60 gcacaggctg atcccaaggg cctcaggccc atgaaatgac caccacagtc cacatacagc 120 gaatactgat ctgttttcaa aacgctttca ttggctattt gcgttacctt ccaaaacaag 180 gagtacctat gcatctttcg aaagatttct atgatcatat catataaatt tttaatcttt 240 ggattaaaat ccaatagaca tagtaaaagg caaaaagcaa ctaagaaaca ccataataga 300 tactaaatta ccatatcttt aagaaaaaga ccaaatccaa tataaatttc aaaacttaca 360 tgcgaagatt caaaaattac actgtaagtt tcataaatta cactataatt tacaagaaaa 420 tacactgtaa atttgagtga gaaaatcgag tgagagataa agaaaaaatc tttcaagtga 480 gatatagcaa aatcgcagaa caattcgagt ccaagattat tattcattaa atggacttca 540 ctgagtcatt tcttgtgaag ggatttcact atgttatttt gatcataaat ctagagttac 600 cacttttact ccccataatt tgattagact ttcaaggaaa tattgtacgt caaaatttga 660 tatctcaaaa tcaaaccgat aaataaacat ggtttgctta aaatataaca ccacattttt 720 cacgtaattt caatcatttt tttcctatgt tattgcgctc tctcccctat atatataagt 780 atgcttctat ctctcctgtt tgcggccgtc gaacttgcaa atggctcagt ggtgccctgc 840 aatttggtcg agttacaaat ctccatttgg agctacaagt atactactac tcagtatctt 900 tgtttttaag ttatcgtaca aattcagaag caacaccaaa ctgaaatcac aggaagattc 960 ttatacctaa ctacagattc gaaagtgaag tcggcaaaag gagaatcagc cataagaaat 1020 cttgaaactg tgcacgcttt aaagacacaa tacttcatcc acaacacacg acttgcaggg 1080 aaaaaaaaaa tgtcgacctg agccctggcc aactcgatga gcagaaaatg tgtctagtgc 1140 ggtgtctgct aaatgataaa ttgtggccaa tctctagtga tcgtagaaga caagatcaag 1200 tattccatac ctgataaatt gtggccaatc tctagtgatc gtagaagaca agatcaagta 1260 ttccatacct gatacaggga caaagacgct gattattctt ctcttcagca tccggcctgg 1320 agcacacaag ttgattttct gttctgtggt ccttggccag cagcgctcca atcgctactg 1380 ccaaacggga accaccggtc catctcacca acaaaaagaa acacgaagca aacgcataag 1440 catgcttaca atcttattct tggaccacag ctgcgttcac ttgttaaaca tttattagtc 1500 gaacaagagg aaatatgcat accctgatac ccatgagaag ccagaccagt gttgacttcc 1560 tctgcaatta aatagatttc tgagcatgga aaatcttgat tactaacacc gactgtatat 1620 ctgaagagtc accgtttgtg tgtcataaga acagtacgtt tttctgtcat aagaacagta 1680 catataacat gagaacttca catgtaactg tattagtttc atttatctgc acagtagatg 1740 gcatcagctt tagaaccaca gacgcaagta tcttcagaag ccttccatat taaactgatg 1800 caagatgtta atgtcatgct aaatattgca ctggagaatc aaaacaacag aaacagacaa 1860 cagttagatc tttaaaaaag acgatggagg gaagggtggc cctgatggta acgcagactg 1920 aaaacagtca agtggtcagc tgcaacccca ggttatggat taggctggaa tcttgctcgt 1980 atccccttcc accactcatt ccaagccacc actcgttcat ctcagcccga gctgggccac 2040 cacagaaagc aagccctttc ctccatccac aaaacaatgc tcacttcatt ccacaaacac 2100 ctatggccac cgcttctcat tcaccttcct cctctcctcc cccttaatct catctttttc 2160 ttctcggtgc ttctctgctc aa 2182 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 1C-01149 Forward Primer <400> 2 aacaattcca aaacctcccc 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 1C-01149 Reverse Primer <400> 3 ttgcgggaaa atttaaatgc 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NGUS1 <400> 4 aacgctgatc aattccacag 20 <210> 5 <211> 3734 <212> DNA <213> Oryza sativa <220> <221> gene &Lt; 222 > (1) .. (3734) <223> LOC_Os02g38020 <400> 5 atcttcagaa gccttccata ttaaactgat gcaagatgtt aatgtcatgc taaatattgc 60 actggagaat caaaacaaca gaaacagaca acagttagat ctttaaaaaa gacgatggag 120 ggaagggtgg ccctgatggt aacgcagact gaaaacagtc aagtggtcag ctgcaacccc 180 aggttatgga ttaggctgga atcttgctcg tatccccttc caccactcat tccaagccac 240 cactcgttca tctcagcccg agctgggcca ccacagaaag caagcccttt cctccatcca 300 caaaacaatg ctcacttcat tccacaaaca cctatggcca ccgcttctca ttcaccttcc 360 tcctctcctc ccccttaatc tcatcttttt cttctcggtg cttctctgct caaacctgta 420 ctttgcttct gccactccat gtctcaatct tcccctttct tctccgttgc ccgagcacat 480 gctggagcag gagggcgagc tgcggctgcc gctctcctgc tccgtcaccc tgttgctcag 540 ctgccacctc ggattcatgg cctgaggtac tacccttcag ccattgtgtc acctgccaag 600 acactgaact cacacctgag ccttccccat gccacaatat cctcctttgc caatgctgat 660 aatggctcca gcgggcaagc agatgccaca gagtctgagg aggagcagaa cggggaatct 720 gaactgtcgg agatggccaa ggcattccat atatcgcccc ggatggcaat gtcaatctca 780 gtggtgattg catttgcagc gctcactgtg ccactggcga tgcagtcagt ggtcttccat 840 gggacgaaca aaatgaaggc actggcatat ctgacactgc tttcagggtt ctacatggca 900 tggaacattg gggcaaatga tgtggccaat gccatgggga cgtcagtagg gtctggtgct 960 ttgacactcc ggcaagcagt gcttactgcg gcggtgctag agttctctgg tgcattcctt 1020 atgggcaccc atgtcaccag caccatgcag aagggcatcc tagtcgcatc tgtcttccaa 1080 ggaaaggact ctctgctctt cgctggattg ttgtcatccc tcgctgctgc tggaacatgg 1140 ttgcaggtaa tattccaatt agatcacctt atcagttacc gcccttttga gctttgctgg 1200 aatggtgacg atcagaggat gcaatcatgt agtgccatta gcagtacata attactgaga 1260 cttctgcaag tttcagtata tgaaacaaaa tatttaagac attccatcag cgacacattc 1320 atgatgcaag aatagcatga tctacctagc aaggcaaaat caatagacct ttgcacttga 1380 agatgctagg ttaagcccca gaaataaatg atagcagtaa gttgtagcag ctttattata 1440 ttcagtgaaa cctactgcat gagaaccttc tatgagttga ttgtactata ttacacaatt 1500 tcctttgagg tataaactcc acaatacggt aaacaacttc catggtagga agtgaaaact 1560 gaaaagggaa aggaacttaa cagcatagct ttaaacttgt tgaagtcttt taacgtaagg 1620 attttaatcc aattatatgc agtttcagga tgttgtgtaa catccatccg tgaatgttgt 1680 gcagctcact tgcaattacc agagtttgat gtctatctta tcaacaatcc caactagcag 1740 aagtacagaa gcaacaaaat gagacaatta aagacaatgc tcactagaaa tatagcaact 1800 tttacaaggg atagactaat ggaatcttga atcattagac aactaggcat gcacaatttt 1860 gatgaagaca tttttggtgg gactctaatt gcgggagaat gtttcatctg cttaatcatt 1920 ggaattaaga tattttcatg attgcgggaa aatttaaatg catacatcat gcctcaaaga 1980 aatatttaac ataaaattaa atgcctctgc caaagatcca attgtgtgct cccttttacg 2040 gttatctgag catagcatat taacatttct cagagtcaat atgaattaac gcttgctatt 2100 tctaggttgc ttcctcctac ggctggcctg tttcaactac acattgtatt gtcggggcca 2160 tggttggttt tgggatagta tttggaggcg taaatgcagt gttctggagc tccttggcaa 2220 gagtatcttc atcatgggtc atttcaccat tgatgggtgc tgcagtctca tttattgttt 2280 acaagggtat acgaagggta agcactagac taactttact tgcagcatgc tagacagcat 2340 ttttaattta agagttactt agttaggcag tcaccttatt gaacacacat cataaataga 2400 ggacatagga ctgttcaaga caagacaata agttaattct ctgcttaccc tatttcattt 2460 cagttcgtat atagtgcacc aaatccaggt caggctgcag ctgctgctgc accaattgca 2520 gtttttactg gtgttactgc aatatcattt gccgcttttc ctctcagcaa gactttttca 2580 atcgctatcc tgcaagcatt agcatgtggc gcaataggag ccgtaatcgt taacagagtg 2640 atccaaaaac agcttggtga cctactgtcc tcagaagcag aaaagatagc atctgctgat 2700 aaggcaaatg ctcagcaagt tggatttctt tcggacatag ctggaccaac aggagctcaa 2760 ttgcagattg tatatggtgt atttggatac atgcaggtct tgtcagcatg cttcatgtca 2820 tttgctcatg gaggcaatga tgtctccaat gccataggcc ccctggcggc agctttgtcc 2880 attcttcaag gtgtagcaag cagtgctgag atagtcatac ctactgaagt ccttgcttgg 2940 ggaggttttg gaattgttgc agggcttaca atgtggggtt acagggtcat agcaacaatt 3000 ggcaagaaaa tcaccgaact aacaccaact agaggttttg cagcagagtt tgcagcagct 3060 tctgtagtat tgtttgcatc aaaacttgga ttgccaatat ctgctacaca tacacttgtt 3120 ggtgcagtga tgggagtggg atttgcaaga gggctcaata gggtcagagc agagacagtg 3180 cgtgaaattg tggcctcctg gttagtcaca attccagttg gtgctgtgtt atctatcttc 3240 tacacattgc tcttcacaaa gattctggca tactttatgt gagtgattgt gaaatgtaat 3300 tagtgttttg agaggtgtac agcccattgc acttcataaa aatttccgca atggcaaaga 3360 gataggctga ctccaaaaag tttcgaccat aaaatttttc aggattggcc agagtaaata 3420 atcatttctt tggcaacaaa acacatgatt aggtaaaaag cttttacagc cagttacaat 3480 gttacatact ccagcttgtt cgtccgttta tctctaatgt actgccttgt atcttttgtt 3540 ttatatcaca aggtggacca taataatttc ttgtagagat acaattatac ataatagaca 3600 acaatggttc ttctatcctt gcagttatgt tacatcaagg acatggttct ttaatagcca 3660 ctgaaaatta ataatgtttt tgtggtatgg tgcaagataa tagcaagttc actgctagca 3720 agaattcaga aaaa 3734 <210> 6 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> &Lt; 223 > 02g38020-pro_BamH1 <400> 6 ggatccgagt ccgagtgtag gacttg 26 <210> 7 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 02g38020-pro_Xho1 <400> 7 ctcgagttga gcagagaagc accgag 26 <210> 8 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> &Lt; 223 > RB_backbone-F2 <400> 8 tcgcacggaa tgccaagca 19 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 02g38020-seq_1 <400> 9 ttattgcgct ctctccccta 20 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 02g38020-seq_2 <400> 10 cctgataccc atgagaagcc 20

Claims (7)

서열번호 1로 표시되는 염기서열을 포함하는 잎, 줄기 또는 이들 모두에 특이적으로 발현되는 프로모터.A promoter that is specifically expressed on a leaf, stem, or all of them including the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1. 제1항에 있어서, 상기 프로모터는 잎, 줄기 또는 이들 모두에 포함된 조직 중 엽육 조직(Mesophyll)에 특이적으로 발현되는 프로모터.2. The promoter according to claim 1, wherein the promoter is expressed specifically in mesophyll tissue in leaves, stems, or both tissues. 제1항 또는 제2항의 프로모터 및 이와 작동가능하게 연결된(Operatively linked) 외래 유전자를 포함하는 벡터.A vector comprising the promoter of claim 1 or 2 and an operably linked foreign gene. 제3항의 벡터에 의해 형질 전환된 형질전환세포.A transformed cell transformed by the vector of claim 3. 제4항에 따른 형질전환세포로 형질 전환된 형질전환 벼(Oryza sativa).Transgenic rice (Oryza sativa) transformed with the transformed cell according to claim 4. 제3항의 벡터로 벼(Oryza sativa)를 형질 전환시켜 상기 외래 유전자를 벼(Oryza sativa)에서 발현시키는 단계를 포함하는 벼(Oryza sativa)의 형질 전환 방법.A method for transforming rice (Oryza sativa) comprising transforming rice (Oryza sativa) with the vector of claim 3 and expressing the foreign gene in rice (Oryza sativa). 하기의 단계들을 포함하는 벼의 잎, 줄기 또는 이들 모두에 특이적으로 발현되는 벼 형질전환체의 제조방법:
서열번호 1로 표시되는 염기서열을 포함하는 프로모터 및 이와 작동가능하게 연결된(operatively linked) 외래 유전자를 포함하는 벡터를 제조하는 단계;
벼에 상기 벡터를 도입하는 단계; 및
상기 벡터가 도입되어 벼의 잎, 줄기 또는 이들 모두에 특이적으로 유전자가 발현되는 벼 형질전환체를 선별하는 단계.
A method for producing a rice plant transformant that is expressed specifically on leaves, stems, or both of rice plants comprising the steps of:
Preparing a vector comprising a promoter comprising the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and a foreign gene operatively linked thereto;
Introducing the vector into rice; And
The step of selecting the rice transformants into which the vector is introduced and in which the gene is expressed specifically in leaves, stalks or both of them.
KR1020130121199A 2012-10-12 2013-10-11 Leaf-, stem- or both- specific promoter, expression vector comprising the same, transformed Oryza sativa thereby and method for preparation thereof KR101497832B1 (en)

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