KR101613366B1 - A promoter for ubiquitous gene expression in monocotyledones and use thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 벼의 전신에서 발현하는 프로모터 및 이의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 프로모터는 벼의 전신에서 발현하는 프로모터로써, 현재 널리 활용되고 있는 ubiquitin1, actin1, 35S등의 프로모터와 같이 중요형질을 결정하는 유전자를 벼나 다른 작물 내지 단자엽 식물체에 도입하려고 할 때 유용하게 사용될 수 있다.
The present invention relates to a promoter expressing in whole body of rice and its use.
The promoter of the present invention is a promoter that expresses in the whole body of rice, and is useful when it is intended to introduce a gene that determines important traits such as promoters such as ubiquitin1, actin1, and 35S, which are currently widely used, into rice, .

Description

단자엽 식물의 전신 발현 유도용 프로모터 및 이의 용도 {A promoter for ubiquitous gene expression in monocotyledones and use thereof} [0001] The present invention relates to a promoter for inducing systemic expression of monocotyledonous plants and a use thereof.

본 발명은 단자엽 식물의 전신 발현 유도용 프로모터 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a promoter for inducing systemic expression of monocotyledons and uses thereof.

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 쌍떡잎 식물용 프로모터로 사용되고 있다. 벼 등의 외떡잎 식물용 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.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.

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 프로모터 등이 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.) , Inactivated fertilization, 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.

대한민국 등록특허 제10-1080291호Korean Patent No. 10-1080291 대한민국 등록특허 제10-0803391호Korean Patent No. 10-0803391

본 발명은 단자엽 식물체의 전신에서 외래 유전자를 발현시킬 수 있는 프로모터, 이 프로모터를 포함하는 발현 벡터, 이 발현 벡터로 형질전환된 형질전환 세포, 이 발현 벡터 또는 형질전환 세포를 포함하는 외래 유전자의 전신 발현 유도용 조성물, 이로 형질전환된 단자엽 식물체 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다. The present invention relates to a transgenic plant, which comprises a promoter capable of expressing a foreign gene in the whole body of a terminal plant, an expression vector comprising the promoter, a transformed cell transformed with the expression vector, a progeny of a foreign gene A composition for inducing expression thereof, a terminal plant transformed with the same, and a method for producing the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명자들은 식물의 전신에서 유전자 발현을 유도할 수 있는 프로모터들을 발굴함으로써, 중요형질을 결정하는 유전자를 벼나 다른 식물체에 도입할 수 있는 시스템을 확립하고자 하였다. 이 과정에서 벼의 LOC_Os04g42090의 프로모터가 잎, 뿌리, 자방, 수술, 암술, 종자 등에서 전반적으로 발현이 이루어짐을 확인하였고, 이에 따라 상기 프로모터를 확보하여 이를 포함하는 발현벡터를 제조한 후 이를 식물에 도입하여 형질 전환시킨 형질전환체의 거의 모든 조직에서 리포터 유전자가 발현됨을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.In order to achieve the above object, the present inventors have sought to establish a system capable of introducing genes for determining important traits into rice or other plants by identifying promoters capable of inducing gene expression in the whole body of plants. In this process, it was confirmed that the promoter of LOC_Os04g42090 of rice was generally expressed in leaves, roots, ovaries, stomachs, pistils, seeds, etc. Thus, the promoter was secured and an expression vector containing the promoter was prepared, And confirming that the reporter gene is expressed in almost all the tissues of the transformed transformant, thereby completing the present invention.

보다 구체적으로 본 연구진은 퍼블릭 데이터베이스에 공개된 983개의 벼 microarray data에 기반을 둔 17개 기관별 메타발현 분석용 데이터베이스를 구축하였고, 이 자료의 분석을 통해서 모든 조직에서 전반적인 발현을 보이는 4000 여개의 유전자를 분리하였다. 이 유전자들에 대한 프로모터의 초고속 탐색 및 발굴을 위해 벼 T-DNA gene trap 벡터 시스템 (pGA2707, pGA2715, pGA2717 pGA2772)을 탐색하였으며, 그 결과 계통 3A-05916은 LOC_Os04g42090 유전자의 첫 번째 intron에 GUS reporter 유전자가 결합이 된 계통으로, microarray 메타 유전자 발현 분석과 다양한 벼 기관 및 조직에서 GUS 활성 분석을 통해서 이 유전자의 프로모터가 벼의 거의 모든 조직에서 유전자 발현을 유도하는 것을 확인하였다. More specifically, we constructed a database for meta-expression analysis by 17 organizations based on 983 rice microarray data published in the public database. Through analysis of this data, 4000 These genes were isolated. In order to search for and identify the promoters of these genes, the rice T-DNA gene trap vector system (pGA2707, pGA2715, pGA2717 pGA2772) was searched. As a result, strain 3A-05916 was inserted into the first intron of LOC_Os04g42090 gene, . The microarray meta gene expression analysis and GUS activity analysis in various rice organs and tissues confirmed that the promoter of this gene induces gene expression in almost all tissues of rice.

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 4000여개 전신 발현 유전자는 관련 프로모터 탐색 계통을 통해 220개 유전자들에 대한 224개의 프로모터 trap 계통으로 선별되었다. 이들 계통의 종자를 살균 후 영양배지에서 7일 동안 벼 유모 전체를 GUS 분석에 사용하였다. The isolated 4000 whole body expression genes were selected as 224 promoter trap lines for 220 genes through the related promoter search system. 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 3A-05916은 기존의 유전자와 상동성이 없는 LOC_Os04g42090 유전자의 첫 번째 intron에 T-DNA가 삽입되었으며 GUS 발현 분석과 게놈 DNA PCR를 통해, 이 계통에서 GUS 발현이 이 유전자의 프로모터 활성을 나타내는 것을 확인하였다. 염기서열 해독 정보를 참고로 하여 LOC_Os04g42090의 ATG 앞 약 2kb까지의 프로모터를 게놈 DNA PCR를 통해서 분리하고 pGEM T-이지 벡터에 클로닝하여 염기서열 해독을 하였다. 이를 기반으로 LOC_Os04g42090 유전자의 프로모터를 포함하는 벡터 및 형질 전환체를 제조하였다. As a result, in experimental group 3A-05916, T-DNA was inserted into the first intron of LOC_Os04g42090 gene which is not homologous with the existing gene, and GUS expression analysis and genomic DNA PCR showed that GUS expression in this lineage promoter activity . The promoter up to about 2kb in front of ATG of LOC_Os04g42090 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. Based on this, a vector containing the LOC_Os04g42090 gene promoter and a transformant were prepared.

본 발명은 서열번호 1로 표시되는 염기서열인 벼의 LOC_Os04g42090의 프로모터를 포함하는 식물 전신에서 발현되는 프로모터를 제공한다. The present invention provides a promoter expressed in plant system comprising a promoter of LOC_Os04g42090 of rice, which is the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

프로모터는 유전자의 환경적, 시기적 및 조직적 발현을 조절하는 필수적인 요소로서, 본 발명에 따른 전신 발현 유도 프로모터를 사용하여 식물체 내에서 외래 유용 유전자의 발현을 식물체 전신에서 유도할 수 있다. 본 발명은 벼 LOC_Os04g42090 유전자의 프로모터로서, 외래 유전자의 발현이 식물체의 전신에서 이루어지도록 유도하는 전신 발현 유도 프로모터(이하 '본 발명의 프로모터'라 함)를 제공한다.A promoter is an essential element to regulate the environmental, temporal, and systemic expression of a gene. Using the systemic expression-inducing promoter according to the present invention, the expression of an exogenous gene of interest in plants can be induced in whole plants. The present invention provides a promoter of a rice LOC_Os04g42090 gene, which promotes the expression of a foreign gene in the whole body of a plant (hereinafter referred to as 'promoter of the present invention').

LOC_Os04g42090은 CPuORF7 (conserved peptide uORF-containing transcript)을 암호하며, 한 개의 exon으로 구성되어 있다. 398개의 아미노산으로 구성된 본 유전자의 프로모터는 서열번호 1의 염기서열을 갖는다.LOC_Os04g42090 encodes a conserved peptide uORF-containing transcript (CPuORF7) and consists of one exon. The promoter of this gene consisting of 398 amino acids has the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

또한 본 발명은 상기 프로모터 및 이와 작동가능하게 연결된(Operatively linked) 외래 유전자를 포함하는, 식물 전신 발현용 벡터를 제공한다.The present invention also provides a plant systemic expression vector comprising the promoter and an operably linked foreign gene.

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 클로닝된 DNA의 발현을 초래하는 다른 벡터를 의미한다. 적절한 발현 벡터는 당업자에게 잘 알려져 있으며, 진핵세포 및/또는 원핵세포 내에서 복제가능한 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. 이들 벡터는 본 발명의 프로모터 및 외래 유전자를 포함하며 식물 전신에서 외래 유전자 발현에 현저한 효과를 가진다. 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. These vectors contain the promoter and foreign gene of the present invention and have a remarkable effect on foreign gene expression in plant system.

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_Os04g42090의 ATG 앞쪽에 위치하는 서열로, 서열번호 1로 표시되는 염기 서열 중 일부가 변경, 추가 또는 삭제되더라도 공개된 벼 게놈 서열 상 LOC_Os04g42090의 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_Os04g42090 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_Os04g42090 in the genome sequence is maintained and exhibits substantially equivalent effect.

본 발명의 발현 벡터는 3' 방향에 목적 단백질에 대한 외래유전자가 발현되도록 한다. 바람직하게는 상기 발현벡터는 식물체 전신에서 발현시키고자 하는 유용한 외래 유전자를 포함할 수 있다. 상기 외래 유전자는 생산성 증대, 스트레스 내성 증대 등 식물체 전신 발현을 목적으로 하는 다양한 특성과 관련된 것이면 무엇이든 무방하다. 예컨대 벼의 생산성 및 생장과 관련하여 Low silicon rice 1 (Lsi1) 등이 있으며, 또한 OsNAC10과 같은 비생물학적 스트레스에 반응하는 유전자 등의 목적 유전자를 전신 발현시키는데 본 프로모터를 이용할 수 있다.The expression vector of the present invention allows expression of a foreign gene for the target protein in the 3 'direction. Preferably, the expression vector may comprise a useful foreign gene that is intended to be expressed in plant whole systems. The foreign gene may be anything related to various characteristics for the purpose of expression of whole body of plants such as increase of productivity, increase of stress tolerance, and the like. For example, Low silicon rice 1 (Lsi1) in connection with productivity and growth of rice , and the present promoter can be used to systemically express a gene of interest such as a gene responsive to abiotic stress such as OsNAC10 .

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.

식물의 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 a plant. 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 발현 벡터 또는 상기 형질 전환 세포를 포함하는 외래 유전자의 단자엽 식물체 전신 발현 유도용 조성물을 제공한다. 단자엽 식물체 전신 발현 유도용 조성물은 단자엽 식물체에 외래 유전자를 도입하여 단자엽 식물체 전신에서 외래 유전자의 발현을 유도할 수 있다. 본 발명에 있어서, 단자엽 식물체는 본 발명의 일실시양태에 따른 벼(Oryza sativa)를 포함하여 단자엽식물로 구분되는 식물체 모두를 제한없이 포함한다. 본 발명에 있어서, 전신 발현 유도는 단자엽 식물체의 잎, 줄기, 뿌리, 자방, 수술, 암술, 종자 등을 포함하는 식물체 전체 부위에서의 발현을 말한다. The present invention also provides a composition for inducing systemic expression of a terminal plant of a foreign gene comprising the expression vector or the transformed cell. The composition for inducing systemic expression of monocotyledonous plants may induce the expression of foreign genes in monocotyledonous whole plants by introducing a foreign gene into monocotyledonous plants. In the present invention, the monocotyledonous plant includes, without limitation, all of the monocotyledonous plants including rice (Oryza sativa) according to one embodiment of the present invention. In the present invention, induction of systemic expression refers to expression in whole plant parts including leaves, stems, roots, nests, stomachs, pistils, seeds and the like of the terminal leaves.

또한 본 발명은 상기 벡터, 상기 형질전환 세포 또는 이를 포함하는 외래 유전자의 단자엽 식물체 전신 발현 유도용 조성물로 형질 전환된 단자엽 식물체를 제공하며, 바람직하게 단자엽 식물체는 벼이다. 이러한 형질 전환 단자엽 식물체는 도입된 외래 유전자가 단자엽 식물체 전신에 발현되는 특성을 나타낸다. The present invention also provides a transgenic plant transformed with the vector, the transgenic cell, or a foreign gene comprising the transgenic cell, wherein the transgenic plant is rice. These transgenic monocotyledonous plants exhibit the characteristic that the introduced foreign gene is expressed in the whole plant of the monocotyledonous plant.

"본 발명의 형질전환 단자엽 식물체"와 "기능적으로 동등한 형질전환 단자엽 식물체"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 단자엽 식물체로써, 단자엽 식물체 전신에서 프로모터 효과가 실질적으로 동등한 특징을 가지는 형질전환 단자엽 식물체이다.65%, 70%, 75%, 80% or more of the variants of the nucleic acid comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 "and" functionally equivalent transgenic plant of the present invention " , 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or more sequence homology As a terminal plant, it is a transgenic terminal plant having a characteristic that the promoter effect is substantially equivalent in the whole plant of the terminal plant.

본 발명 단자엽 식물체의 형질전환은 DNA를 단자엽 식물체에 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, Nature 327, 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 terminal plant may be carried out by any method known in the art for transferring DNA to the terminal plant. 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 the transformation of Agrobacterium species by transformation of mature pollen or microparticles And infection by (non-integrative) viruses in Agrobacterium tumefaciens mediated gene transfer (EP 0301316) and the like.

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 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 포함하는 프로모터 및 이와 작동가능하게 연결된(Operatively linked) 외래 유전자를 포함하는 벡터로 단자엽 식물체를 형질 전환시켜 외래 유전자를 단자엽 식물체에서 발현시키는 단계를 포함하는, 외래 유전자를 전신에서 발현하는 형질 전환 단자엽 식물체의 제조 방법을 제공한다. The present invention also encompasses a step of transfecting a monocotyledonous plant with a vector comprising a promoter comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and a foreign gene operably linked thereto, and expressing the foreign gene in the monocotyledonous plant Which expresses a foreign gene in the whole body.

바람직하게, 상기 발현 벡터 또는 상기 형질 전환 세포를 포함하는 외래 유전자의 단자엽 식물체 전신 발현 유도용 조성물을 제조하는 단계; 단자엽 식물체에 상기 조성물을 도입하는 단계; 및 상기 조성물이 도입되어 단자엽 식물체 전신에 외래유전자가 발현되는 형질전환 단자엽 식물체를 선별하는 단계를 포함하는 형질 전환 단자엽 식물체의 제조 방법을 제공한다. Preferably, the method comprises the steps of: preparing a composition for inducing systemic expression of a terminal plant of a foreign gene comprising the expression vector or the transformed cell; Introducing said composition into a terminal plant; And selecting the transgenic monocotyledonous plants to which the composition is introduced and the foreign gene is expressed in whole body of the monocotyledonous plant.

본 발명의 프로모터는 단자엽 식물체의 전신에서 발현하는 프로모터로써, 현재 널리 활용되고 있는 ubiquitin1, actin1, 35S 등의 프로모터와 같이 중요 형질을 결정하는 유전자를 벼를 포함하는 작물 내지 단자엽 식물체에 도입하려고 할 때 유용하게 사용될 수 있다.The promoter of the present invention is a promoter that is expressed in whole body of a terminal plant, and when a gene that determines important traits such as promoters such as ubiquitin1, actin1, and 35S which is currently widely used is to be introduced into a crop or a terminal plant including rice Can be usefully used.

도 1은 히트맵(heatmap)으로 벼의 전신에서 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 3A-05916 계통이 LOC_Os04g42090 유전자에 co-segregation한 것을 나타내는 GUS 염색 결과와 PCR 결과를 나타내는 도이다.
도 4는 LOC_Os04g42090 프로모터의 전신 발현 양상을 GUS staining을 통해 3A-05916 계통의 여러 조직에서 확인한 결과를 나타내는 도이다.
도 5는 LOC_Os04g42090 유전자의 전신 발현을 나타내는 마이크로 어레이 결과를 나타내는 도이다.
도 6은 LOC_Os04g42090 프로모터를 포함하는 GUS 식물체 제조를 위해 사용한 벡터의 다이어그램을 나타내는 도이다.
도 7은 LOC_Os04g42090 유전자의 ATG 앞 약 2Kb 프로모터를 나타내는 도이다.
도 8은 LOC_Os04g42090의 프로모터를 도입한 형질전환 벼의 여러 기관에서 GUS의 전반적 발현을 나타내는 도이다.
FIG. 1 is a heat map showing the expression of the isolated gene showing expression in the whole body of rice.
FIG. 2 is a diagram showing a T-DNA insertion site for confirming the promoter activity of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing GUS staining results and PCR results showing that the 3A-05916 strain co-segregates with the LOC_Os04g42090 gene.
FIG. 4 is a diagram showing the results of confirming the systemic expression pattern of the LOC_Os04g42090 promoter in various tissues of the 3A-05916 strain through GUS staining.
FIG. 5 is a diagram showing microarray results showing systemic expression of the LOC_Os04g42090 gene. FIG.
6 is a diagram showing a diagram of a vector used for the production of a GUS plant containing the LOC_Os04g42090 promoter.
7 is a diagram showing an about 2 Kb promoter in front of ATG of LOC_Os04g42090 gene.
Fig. 8 is a graph showing the overall expression of GUS in various organs of transgenic rice plants in which a promoter of LOC_Os04g42090 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> 벼의 전신에서 발현되는 벼 유전자 대량 선별 1> Mass selection of rice genes expressed in whole body of rice

식물체 전신에서 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.In order to screen genes expressing in plant whole systems, 983 kinds of rice epimetric microarrays (affymetrix (R)) collected from NCBI GEO (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/), an open microarray database microarray data were reconstructed by 17 organizations / organizations to construct a database for gene expression analysis.

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 112014087613970-pat00001
Figure 112014087613970-pat00001

K-means clustering 분석 방법을 이용하여, 상기 표 1에 제시된 유전자 발현 분석용 데이터베이스 중 식물 전신에서 발현이 높은 유전자 그룹을 분리하였다. Using the K-means clustering analysis method, a gene group having a high expression level in plant system among the database for gene expression analysis shown in Table 1 was isolated.

이는 마이크로어레이 자료 분석용 소프트웨어인 MeV의 K-means clustering 분석 방법을 사용하여 수행하였으며, 기관별/조직별 발현 분석용 데이터베이스 중 식물 전신에서 발현이 높은 4,034 종의 유전자가 분리되었다.This was performed using the K-means clustering analysis method of MeV, a microarray data analysis software, and 4,034 genes with high expression in the plant system were isolated from the databases 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 식물 전신에서 발현이 높은 4,034종의 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, 4,034 genes having high expression in plant system could be identified.

<< 실시예Example 2> 전신 발현 유전자에 대한 프로모터  2> Promoter for systemic expression gene 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 4000여종의 전신 발현 유전자로부터 locus id 이름을 가지며 잠재적으로 프로모터가 trap된 계통을 탐색할 수 있었다. 이를 통해서, 220종의 유전자에 대한 224개의 프로모터 trap 계통이 선별되었다.As a result, it was possible to search for a gene having a locus id name and potentially trapping the promoter from the above 4000 systematic expression genes. Through this, 224 promoter trap lines for 220 genes were screened.

<< 실시예Example 3>  3> GUSGUS 염색법을 통한 전신 발현 유전자의 발현 분석 Expression analysis of whole body expression gene by staining method

선별된 유전자의 기관 특이성을 확인하기 위하여, 전신 발현을 보이는 220개 유전자들에 대한 224개의 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 224 promoter trap lines for 220 genes showing systemic expression 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 200여개 계통 가운데 20계통에서 GUS 발현이 확인되었다. 그 중, T-DNA의 삽입이 정방향으로 이루어진 13계통을 선별하였다. As a result, GUS expression was observed in 20 lines among 200 lines subjected to GUS staining. Among them, thirteen strains with T-DNA insertion in the forward direction were selected.

<< 실시예Example 4> 전신 발현을 보이는 계통들의  4> Systems showing systemic expression GUSGUS 발현과 T- Expression and T- DNADNA 표지의  Cover coco -segregation 검증-segregation verification

상기 선별된 13 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. 분쇄 된 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 13 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).

상기 선별된 13계통의 벼 종자를 MSO 배지에 28℃에서 7일간 배양하였다. 이렇게 배양한 개체들의 잎을 채취하여 액체질소에 급냉각한 후 분쇄하고 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 13 lines of rice seeds were cultured in MSO medium at 28 占 폚 for 7 days. Leaves of the cultivated individuals were collected, quenched into liquid nitrogen, ground, and partially 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 13계통의 벼 잎에서 DNA를 추출하였으며, 그 중 실험군 3A-05916은 LOC_Os04g42090 유전자의 첫 번째 intron에 GUS reporter 유전자가 결합이 된 계통으로 도 2에 삽입위치를 나타내었다. T-DNA 삽입 위치 앞뒤에서 만들어진 프라이머(서열번호 2와 3)와 NGUS1 프라이머(서열번호 4)를 이용하여 PCR로 유전형 분석을 하였으며 사용된 프라이머는 하기 표 2에 나타내었다.DNA was extracted from thirteen lines of rice leaves. Among them, 3A-05916 of the experiment group showed insertion of GUS reporter gene in the first intron of LOC_Os04g42090 gene and insertion position in FIG. 2. Genomic analysis was performed by PCR using primers (SEQ ID NOS: 2 and 3) and NGUS1 primers (SEQ ID NO: 4) prepared before and after the T-DNA insertion site, and the primers used were shown in Table 2 below.

표 2. 3A-05916의 프라이머Table 2. Primers 3A-05916

Figure 112014087613970-pat00002
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도 2의 1은 서열번호 5의 뉴클레오티드 1,161번 내지 2807번이며, 도 2의 1은 엑손에 해당하는 서열이다. 1 in FIG. 2 is nucleotides 1,161 to 2807 of SEQ ID NO: 5, and 1 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.

그 결과를 도 3에 나타낸 바와 같이, 실험군 3A-05916의 PCR 결과와 GUS염색 결과가 일치하는 것을 확인할 수 있었다. As a result, as shown in Fig. 3, it was confirmed that the PCR result of the experimental group 3A-05916 and the GUS staining result coincided with each other.

도 3의 A는 3A-05916의 일주일 된 개체 8개에 대한 GUS염색 결과를 나타내며, 도 3의 B는 도 3의 A 실험에 사용된 개체의 유전형 분석 결과이다.FIG. 3A shows results of GUS staining for 8 one-week-old individuals of 3A-05916, and FIG. 3B shows the genotype analysis results of the individuals used in experiment A of FIG.

도 3의 B에서 상단의 밴드는 LOC_Os04g42090 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 식물체의 유전형분석이 가능하다. The upper band in FIG. 3B is the PCR product of the gene specific primers (SEQ ID NOS: 2 and 3) of LOC_Os04g42090 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, genetic analysis of the plant is possible.

서열번호 2와 3의 산물만 증폭된 경우는 야생형(wild type)이며 서열번호 2와 3의 산물과 서열번호 3과 4의 산물이 모두 증폭 된 경우는 잡종(hetero)이며 서열번호 3과 4의 산물만 증폭 된 경우는 순종(homo)을 의미한다. The amplified products of SEQ ID NOS: 2 and 3 are wild type and the products of SEQ ID NOS: 2 and 3 and the products of SEQ ID NOS: 3 and 4 are hybrid, When the product is amplified, it means homo.

야생형에서는 T-DNA 삽입이 없으므로 GUS 발현이 나타나지 않고 잡종과 순종에서는 T-DNA상의 GUS 발현이 나타나므로 파랗게 염색된 것을 볼 수 있다.In the wild type, GUS expression is not observed because there is no T-DNA insertion. GUS expression on T-DNA is observed in hybrids and purebreds.

즉, 3A-05916 계통은 LOC_Os04g42090유전자에 co-segregation 된 것이 확인되었다. That is, it was confirmed that the 3A-05916 strain was co-segregated with the LOC_Os04g42090 gene.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 3A-05916 계통의 7일 간 개체 염색 결과에서도 전신에서 GUS발현이 보이는 것을 확인할 수 있었다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 형질전환 식물체들은 전반적인 조직에서 GUS 발현을 보이고 있는 것을 확인할 수 있었다. 도 4의 각각은 식물의 하기 조직을 나타내는 것으로, (a) 어린 잎 (b) 성숙한 지엽 (c) 성숙한 지엽의 단면 (d) 개화기 전의 수상화(spikelet) (e) 성숙한 종자의 단면 (f) 발아 후 2일 경과 종자의 단면 (g) 어린 뿌리 (h) 어린 뿌리의 종근(seminal root) 단면 (i) 어린 뿌리의 관근(crown root) 단면을 보여주고 있으며, 모든 조직에서 GUS 발현을 확인할 수 있었다. In addition, as shown in Fig. 4, GUS expression was observed in the whole body even in the result of 7-day staining of 3A-05916 strain. As shown in Fig. 4, it was confirmed that the transgenic plants showed GUS expression in the whole tissue. Each of Fig. 4 represents the following tissues of a plant: (a) a young leaf, (b) a mature sheet, (c) a section of a mature sheet, (d) a spikelet before flowering, (e) (G) Young roots (h) Seminal root section of young roots (i) Cross section of crown root of young roots, showing GUS expression in all tissues there was.

<< 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_Os04g42090 유전자의 조직별 발현 양상을 분석하였으며 그 결과를 도 5에 나타내었다. The expression pattern of LOC_Os04g42090 gene was analyzed by microarray database analysis and the results are shown in FIG.

도 5에 나타낸 바와 같이, 모든 조직에서 노란색을 띄는 것을 확인할 수 있으며 이는 LOC_Os04g42090 프로모터에 의한 유전자의 조직별 발현이 식물 전신에서 일어남을 보여준다. As shown in Fig. 5, it can be confirmed that all tissues are yellowish, indicating that the expression of the gene by the LOC_Os04g42090 promoter occurs in the whole plant system.

상기 도 3 내지 도 5의 결과를 토대로 3A-05916은 LOC_Os04g42090 유전자의 첫 번째 intron에 GUS reporter 유전자가 결합이 된 계통인 실험군 3A-05916 이 식물 전신에서 발현을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. Based on the results of FIGS. 3 to 5, 3A-05916 showed that the experimental group 3A-05916, in which the GUS reporter gene was linked to the first intron of the LOC_Os04g42090 gene, was expressed in plant system.

<< 실시예Example 6> 전신 유도 발현을 위한 프로모터의  6> Promoter for systemic induction expression 클로닝Cloning

LOC_Os04g42090의 프로모터를 클로닝하기 위하여 작성된 프라이머들과 동진 벼 (Oryza sativa L. japonica cultivar-group) 게놈 DNA를 주형으로 PCR을 실시하였다. 주형 DNA는 100 ng로 사용하였고, 각 프라이머는 5 pmol로 사용하였다. PCR 조건은 95℃에서 5분 후; 95℃에서 30초, 55℃에서 30초, 68℃에서 300초를 4회 반복한 후; 95℃에서 30초, 62℃에서 30초, 68℃에서 300초를 35회 반복하고 마지막으로 68℃, 10분으로 하였다. PCR 산물은 전기영동하여 크기를 확인하고, pGEM T-이지 벡터에 클로닝하여 염기서열 해독을 하였다. 클로닝한 DNA를 BamH1과 Xho1으로 절단한 후, 동일한 제한효소로 절단된 pGA3383 벡터(promoter-GUS cloning용 벡터)와 라이게이션을 14℃에서 12시간 진행하였다. 라이게이션 산물을 Top10 E.coli 컴피턴트 셀 50㎕과 혼합하여 1.5 ml 튜브에 옮긴 다음 얼음에 15분 방치하였다. 이어서, 37℃ 오븐에 1분을 다시 방치한 후 1 ml의 LB 액체 배지를 추가로 튜브에 넣은 다음 3시간 동안 37℃ 셰이킹 인큐베이터에서 방치하였다. 이어서, 테트라사이클린 저항성 LB 고체 배지에 도말하고 12시간을 기다려 생성되는 콜로니를 1mL의 LB 액체 배지에서 세포 배양 후 미니 프렙하였다. 미니 프렙으로 얻은 DNA를 제한 효소 BamHI과 XhoI을 사용하여 효소 절단 후 전기영동에서 아가로즈 젤을 분리하고 밴드를 확인하였다. 이렇게 해서 얻어진 클로닝 DNA를 다시 염기 서열 분석을 하여 에러가 발생하지 않은 DNA를 선택하였다. 염기서열 분석은 capillary sequencing 법으로 하였으며(마크로젠 의뢰), 염기서열분석은 NGUS1, RB(right border), 그리고 프로모터 내 서열을 이용한 프라이머들을 사용하였다. 이렇게 만들어진 LOC_Os04g42090 프로모터 GUS 식물체 제조를 위해 사용한 벡터의 다이어그램을 도 6에 나타내었다. PCR was performed using the primers prepared to clone the promoter of LOC_Os04g42090 and genomic DNA of Oryza sativa L. japonica cultivar-group. Template DNA was used at 100 ng and each primer was used at 5 pmol. PCR conditions were 5 min at 95 ° C; Repeating 4 times at 95 캜 for 30 seconds, at 55 캜 for 30 seconds and at 68 캜 for 300 seconds; 30 seconds at 95 ° C, 30 seconds at 62 ° C, and 300 seconds at 68 ° C for 35 times and finally 68 ° C for 10 minutes. 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 pGA3383 vector (vector for promoter-GUS cloning) digested with the same restriction enzyme at 14 DEG C for 12 hours. The ligation product was mixed with 50 占 퐇 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 placed in 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. The DNA obtained as miniprep was digested with restriction enzymes BamHI and XhoI, and the agarose gel was separated by electrophoresis and the band was confirmed. The cloning DNA thus obtained was subjected to base sequence analysis again to select DNA that did not cause an error. Nucleotide sequencing was performed by capillary sequencing (Macrogen). Primers using NGUS1, RB (right border), and promoter sequences were used for the nucleotide sequence analysis. A diagram of the vector used for the production of the LOC_Os04g42090 promoter GUS plant thus constructed is shown in Fig.

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

표 3. LOC_Os04g42090의 프로모터 클로닝용 프라이머Table 3. Primers for promoter cloning of LOC_Os04g42090

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

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상기 서열을 도 7 및 서열번호 1에 나타내었으며, LOC_Os04g42090 유전자의 ATG 앞에 약 2000bp에 해당하는 프로모터 서열에 해당한다. This sequence is shown in FIG. 7 and SEQ ID NO: 1, and corresponds to a promoter sequence corresponding to about 2000 bp in front of the ATG of the LOC_Os04g42090 gene.

<< 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 프렙 한 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-Acetosyringone 을 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 4 주 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 식물체를 이용한 식물 전신 발현 검증 9> Verification of plant system expression using transgenic plants

재분화된 식물체의 기관 특이적 GUS 발현을 확인하기 위하여, 여러 시기 및 조직별로 샘플을 채취한 후, GUS 염색 처리하여 식물 전신에서 GUS 발현을 확인하였다. In order to confirm the organ specific GUS expression of regenerated plants, samples were taken at various times and tissues and GUS staining was performed to confirm GUS expression in plant system.

그 결과를 도 8에 나타내었다. 도 8의 (a)는 발아 후 7일 식물체를, (b)는 캘러스를, (c)는 성숙한 종자의 단면을, (d)는 성숙한 지엽, (e)는 개화기 전의 수상화(spikelet)를 나타낸다. 도 8에서 나타난 바와 같이 LOC_Os04g42090 유전자의 프로모터를 도입한 형질전환체와 promoter trap 계통인 3A-05916의 GUS 발현이 벼의 전반적인 조직에서 나타남을 확인하였다.The results are shown in Fig. 8 (a), 8 (b), and 10 (c) show cross-sections of mature seeds, mature leaves and (e) spikelet before flowering. . As shown in FIG. 8, it was confirmed that the expression of GUS in the transformant and the promoter trap system 3A-05916 in which the LOC_Os04g42090 gene promoter was introduced showed in the whole tissue of rice.

<< 실시예Example 10>  10> LOCLOC __ Os04g42090Os04g42090 유전자의   Gene RNARNA -- seqseq 발현분석 Expression analysis

LOC_Os04g42090 유전자의 전신 발현을 나타내는 RNA-seq 발현분석 결과를 표 5에 나타내었다.The results of analysis of RNA-seq expressing systemic expression of the LOC_Os04g42090 gene are shown in Table 5.

표 5. LOC_Os04g42090의 식물체 전반에서 발현을 보이는 RNA-seq 발현 분석 Table 5. RNA-seq expression analysis of LOC_Os04g42090 expression in whole plants

Figure 112014087613970-pat00005
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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 전반적인 조직에서 높은 수준의 발현을 보였다. 다른 기관과의 발현 비교에서도 전체 조직에서 발현이 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. This gene, as a result of RNA-seq analysis, showed a high level of expression in the whole tissue. Compared with other organs, expression was higher in whole tissues. This confirms the expression patterns observed in the microarray.

<110> University-Industry Cooperation Group of Kyung Hee University <120> A promoter for ubiquitous gene expression in monocotyledones and use thereof <130> P13-078-REA-KHU <150> KR 2013/0122555 <151> 2013-10-15 <160> 9 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 1907 <212> DNA <213> Oryza sativa <220> <221> promoter <222> (1)..(1907) <223> LOC Os04g42090 promoter <400> 1 cgcccacaca aattcgtgtg gttttgggca aacgcagccg tgagcttttt tttttttttt 60 ccctgaagct cctgtgtgtc atctctcttt ttcttttttg agctagaatt ggcaaaactt 120 ttttaatccg gtgtcttttc atccgtgttc ctgtgaaagc agcgccgaaa actacccccg 180 ctttgcaaaa agaaaaaaat cctctcgcgc tttgtttttt tttttttttt ttttgccttt 240 gcgacctcat cggcatccgc tttgcgaccc ggccgatgaa gagggggacc ggggagacgg 300 acggacgctg tgagccgcga atcccaccag cgcgtgtggg cccacctgcc acgggtgacg 360 cgccggccgg tccagcctcc acgcgagcag cgggtcgggc gcgtcccctc tccttggcgg 420 tcacgaacac tgaaaaaccc gaatccgata agcggccgct ataaataccg ggccaaatca 480 gggtttccct tccccagccg caccgcacgc tttcttgcat aagaactccc ccccctcctc 540 gctccccgcc gccgccgccg ttttcttgga gaggagaaat ccgtaggctc agaggatttt 600 tggtagtctt gtttcgtgat attcgtgaag agggggggag ctaagggggg attcgtaaga 660 tcagaattgg atcacgcggg ggcgcgctcg ggatcggggg ttccaaacac agcttcttcg 720 ttgaattgta agtttcttcg ctgaaaccct ctccgtaggt tggtacttct gatttttttt 780 tcctttacag attttgtggt ttgtagggcg tattgctatg tgttgctatt gtttatgatg 840 ggaattttgg tttgttggtg tagataagct tatctatgta aaacaaaagg tcagtaggtt 900 acctctttga tcttgcttgt gcagttaggc tatcctgttt gagttgttcg tgatttgcag 960 attactgcaa aagctatcct gtaaaatttc ttgtcgtggt aaagattgta ctaagaattt 1020 ttgtgtgttc agatcctaag acatagaaaa atagtttttt ttcgtctccc cataggaata 1080 taacaaatgt tctttttctg tgacaccatg atcgaatttt gttttttaat gcaaatgtat 1140 ggtattatca ttaacatagg atgggatcag ggacgaaaca tatgtgaata taggaacatt 1200 tgcatatgtc caacggaaaa gtctcaactc taaatcttaa tccaaatgac atcacgattg 1260 taaatccgac cagatcttaa atctgaatcc aagtgagact caattgtaaa tctaaatata 1320 agaaagaata ctgatatatg attcattgta aaggacgctg tggcttgtag gaattgagta 1380 ttactggaaa attaggaatt gaatcagatt gtgagatatt aattgacctg tcctgttgtg 1440 gcatatttac tcctagttag aacttggaat ctatcatatt gttatgtaac tgtttactct 1500 ttggtatcgt tttgatagct tcttatctca gttttacttt tttgcattaa agactcagat 1560 gcttcggtct ggcacatata tcttctacaa acatatgccc ttattttctc tttgggccat 1620 atatatttgt ctgaacctga tatttacctt gttatatact tgtgcagtaa gtggatgtac 1680 taatggagtc aaagggtggc aaaaagaagt ctagcagtag tcgttccttg atgtatgaag 1740 ctccccttgg ctacagcatt gaggacgttc gacctgccgg aggcgtgaag aagttccagt 1800 ctgctgctta ctccaacgta agcatcaaat acagatttaa ttccctcctt tgtatcttcc 1860 gatgtgttgc taatcatgtc aattgttcct tttgttgcag tgcgcga 1907 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 3A-05916-Forward primer <400> 2 ctttctcctt gtccagtccg 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 3A-05916-Reverse primer <400> 3 taatggagtc aaagggtggc 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NGUS1 <400> 4 aacgctgatc aattccacag 20 <210> 5 <211> 3713 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 5 tccccagccg caccgcacgc tttcttgcat aagaactccc ccccctcctc gctccccgcc 60 gccgccgccg ttttcttgga gaggagaaat ccgtaggctc agaggatttt tggtagtctt 120 gtttcgtgat attcgtgaag agggggggag ctaagggggg attcgtaaga tcagaattgg 180 atcacgcggg ggcgcgctcg ggatcggggg ttccaaacac agcttcttcg ttgaattgta 240 agtttcttcg ctgaaaccct ctccgtaggt tggtacttct gatttttttt tcctttacag 300 attttgtggt ttgtagggcg tattgctatg tgttgctatt gtttatgatg ggaattttgg 360 tttgttggtg tagataagct tatctatgta aaacaaaagg tcagtaggtt acctctttga 420 tcttgcttgt gcagttaggc tatcctgttt gagttgttcg tgatttgcag attactgcaa 480 aagctatcct gtaaaatttc ttgtcgtggt aaagattgta ctaagaattt ttgtgtgttc 540 agatcctaag acatagaaaa atagtttttt ttcgtctccc cataggaata taacaaatgt 600 tctttttctg tgacaccatg atcgaatttt gttttttaat gcaaatgtat ggtattatca 660 ttaacatagg atgggatcag ggacgaaaca tatgtgaata taggaacatt tgcatatgtc 720 caacggaaaa gtctcaactc taaatcttaa tccaaatgac atcacgattg taaatccgac 780 cagatcttaa atctgaatcc aagtgagact caattgtaaa tctaaatata agaaagaata 840 ctgatatatg attcattgta aaggacgctg tggcttgtag gaattgagta ttactggaaa 900 attaggaatt gaatcagatt gtgagatatt aattgacctg tcctgttgtg gcatatttac 960 tcctagttag aacttggaat ctatcatatt gttatgtaac tgtttactct ttggtatcgt 1020 tttgatagct tcttatctca gttttacttt tttgcattaa agactcagat gcttcggtct 1080 ggcacatata tcttctacaa acatatgccc ttattttctc tttgggccat atatatttgt 1140 ctgaacctga tatttacctt gttatatact tgtgcagtaa gtggatgtac taatggagtc 1200 aaagggtggc aaaaagaagt ctagcagtag tcgttccttg atgtatgaag ctccccttgg 1260 ctacagcatt gaggacgttc gacctgccgg aggcgtgaag aagttccagt ctgctgctta 1320 ctccaacgta agcatcaaat acagatttaa ttccctcctt tgtatcttcc gatgtgttgc 1380 taatcatgtc aattgttcct tttgttgcag tgcgcgaaga agccatcctg atagcccttt 1440 cggcttctcc atcctagtag tttaggattt cttgcaattc cattttggca cttttcttct 1500 gacctatttc tctggctgct gcttcctgat aatcgaccag ttctctagtc ttgctccctg 1560 cactcctccc tcctccatct ccggcacagt gttctgacca acctgctcca atgggtgtct 1620 tgtctgctgc tgaccctccc ccagtctcag caattgggtt tgagggctat gagaagcgcc 1680 ttgagatcac tttctctgag gcacctgtct ttgctgaccc tgatggtcgg ggtttgcgcg 1740 ccctctccag ggcccagatt gactctgttc tggatcttgc acggtgcacc attgtgtccg 1800 agctgtccaa caaggacttt gactcctatg tcctctctga gtccagcctg tttatctatt 1860 ctgataagat tgtgattaag acctgtggga ctacaaagct cctgctcaca attccaagga 1920 ttcttgagct tgctgaaggg ctttctatgc cacttgctgc tgtgaagtac tcccgcggga 1980 tgttcatctt ccccagtgca cagcctgctc cccacaggag cttctctgag gaagttgctg 2040 tcctcaaccg ctactttggc catctgaaat ctggtggtaa tgcttatgtg attggagatc 2100 cagcaaagcc tggccagaag tggcatatct actatgctac tcagcacccg gagcaaccta 2160 tggttaccct tgaaatgtgc atgaccggac tggacaagga gaaagcttca gtctttttca 2220 agacttctgc tgatggtcac acatcatgtg ctaaggaaat gacaaaactc tcgggcatct 2280 ctgacattat cccagagatg gagatctgtg actttgactt cgaaccctgc ggctactcca 2340 tgaatgcaat ccatggctca gcgttttcta ccattcatgt gacccctgag gatggcttca 2400 gctacgccag ttatgaggtc gtgggcttcg acgcctctac tcttgcttat ggcgacctgg 2460 tgaagagggt cctcaggtgc tttggccctt cggagttctc tgttgctgtt accatctttg 2520 gtgggcatgg tcatgctgga acatgggcaa aggagctcaa tgctgatgct tacaaatgca 2580 acaacatggt agagcaggag ctgccctgtg gtggcctcct catctaccag agcttcgacg 2640 ctactgaaga cgtacctgtt gctgttgggt cgcccaaatc tgttctgcac tgcttcgagg 2700 ctgagaatat ggtgaaccct gctcctgtta aggaaggtaa actgggcaat cttctcccct 2760 ggggagagga tgcgttggag gagaatgatg gagtgtttga tgagtaagat gggacttctg 2820 gtgacgattc gctgctttgt tttcattccg tggcattttt atctgttgag gttgtcgttt 2880 ggttattctg tgaagcagcc agccaggcta ttagtatttt cgcttgtaag catgtgttct 2940 gatcttggga cgtatgcttg gtctaaataa taatggtgaa ctaaaagctc taggtggtca 3000 gctgcgtctg ccacaatgag catgcgtcgg gagaaatgtt gtcaaaacat atgaataagt 3060 atttgcggga aatttccttt gccttctgct aatgttcctt ccgatctcaa ttgttaaatt 3120 ttgttgctgc tggtgtctaa gaaagttctg cttgggacac tagatagtat ggagaaaacg 3180 attttcgaaa gtttccactc ttgttatctc aactctgtag agctccccct gttccatggg 3240 actgcaaatg cccatggcac aggtatatct taaggtagta cattaatgaa aagtctggga 3300 gaatagcatg tgcaaaatgc ttactagctc ttataagtta aaaatagctg gaagaactgc 3360 attctatagc tttccccgtg ttcatggtta tcttctgcaa gatatggctg gacgaagtat 3420 atgccgcatg cttggctctt gccgccccat tcgccttggc atggaccatt gacttcgatt 3480 ttttttttgg acatgtttat gtatttgctt attgtcctct actttacatg taacagtaat 3540 ttaaaggagt gctgcctgat ctgataattg cgtttggaat cctttaatga gcttgatctt 3600 gtcgcgcttg gaaagatgat gcagcgacct gttcggtacc ctatgcttat cttctgacat 3660 ccatatctgt attattgttt atgaagttgt acgctttgta cccaattatc cat 3713 <210> 6 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Os04g42090-BamHI-Forward primer <400> 6 ggatcccgcc cacacaaatt cgtgtg 26 <210> 7 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Os04g42090-Xho1I-Reverse primer <400> 7 ctcgagtcgc gcactgcaac aaaagg 26 <210> 8 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RB_backbone-F2 <400> 8 tcgcacggaa tgccaagca 19 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Os04g42090-seq_1 <400> 9 attcgtaaga tcagaattgg 20 <110> University-Industry Cooperation Group of Kyung Hee University <120> A promoter for ubiquitous gene expression in monocotyledones and          use thereof <130> P13-078-REA-KHU <150> KR 2013/0122555 <151> 2013-10-15 <160> 9 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 1907 <212> DNA <213> Oryza sativa <220> <221> promoter <222> (1) (1907) <223> LOC Os04g42090 promoter <400> 1 cgcccacaca aattcgtgtg gttttgggca aacgcagccg tgagcttttt tttttttttt 60 ccctgaagct cctgtgtgtc atctctcttt ttcttttttg agctagaatt ggcaaaactt 120 ttttaatccg gtgtcttttc atccgtgttc ctgtgaaagc agcgccgaaa actacccccg 180 ctttgcaaaa agaaaaaaat cctctcgcgc tttgtttttt tttttttttt ttttgccttt 240 gcgacctcat cggcatccgc tttgcgaccc ggccgatgaa gagggggacc ggggagacgg 300 acggacgctg tgagccgcga atcccaccag cgcgtgtggg cccacctgcc acgggtgacg 360 cgccggccgg tccagcctcc acgcgagcag cgggtcgggc gcgtcccctc tccttggcgg 420 tcacgaacac tgaaaaaccc gaatccgata agcggccgct ataaataccg ggccaaatca 480 gggtttccct tccccagccg caccgcacgc tttcttgcat aagaactccc ccccctcctc 540 gctccccgcc gccgccgccg ttttcttgga gaggagaaat ccgtaggctc agaggatttt 600 tggtagtctt gtttcgtgat attcgtgaag agggggggag ctaagggggg attcgtaaga 660 tcagaattgg atcacgcggg ggcgcgctcg ggatcggggg ttccaaacac agcttcttcg 720 ttgaattgta agtttcttcg ctgaaaccct ctccgtaggt tggtacttct gatttttttt 780 tcctttacag attttgtggt ttgtagggcg tattgctatg tgttgctatt gtttatgatg 840 ggaattttgg tttgttggtg tagataagct tatctatgta aaacaaaagg tcagtaggtt 900 acctctttga tcttgcttgt gcagttaggc tatcctgttt gagttgttcg tgatttgcag 960 attactgcaa aagctatcct gtaaaatttc ttgtcgtggt aaagattgta ctaagaattt 1020 ttgtgtgttc agatcctaag acatagaaaa atagtttttt ttcgtctccc cataggaata 1080 taacaaatgt tctttttctg tgacaccatg atcgaatttt gttttttaat gcaaatgtat 1140 ggtattatca ttaacatagg atgggatcag ggacgaaaca tatgtgaata taggaacatt 1200 tgcatatgtc caacggaaaa gtctcaactc taaatcttaa tccaaatgac atcacgattg 1260 taaatccgac cagatcttaa atctgaatcc aagtgagact caattgtaaa tctaaatata 1320 agaaagaata ctgatatatg attcattgta aaggacgctg tggcttgtag gaattgagta 1380 ttactggaaa attaggaatt gaatcagatt gtgagatatt aattgacctg tcctgttgtg 1440 gcatatttac tcctagttag aacttggaat ctatcatatt gttatgtaac tgtttactct 1500 ttggtatcgt tttgatagct tcttatctca gttttacttt tttgcattaa agactcagat 1560 gcttcggtct ggcacatata tcttctacaa acatatgccc ttattttctc tttgggccat 1620 atatatttgt ctgaacctga tatttacctt gttatatact tgtgcagtaa gtggatgtac 1680 taatggagtc aaagggtggc aaaaagaagt ctagcagtag tcgttccttg atgtatgaag 1740 ctccccttgg ctacagcatt gaggacgttc gacctgccgg aggcgtgaag aagttccagt 1800 ctgctgctta ctccaacgta agcatcaaat acagatttaa ttccctcctt tgtatcttcc 1860 gatgtgttgc taatcatgtc aattgttcct tttgttgcag tgcgcga 1907 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 3A-05916-Forward primer <400> 2 ctttctcctt gtccagtccg 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 3A-05916-Reverse primer <400> 3 taatggagtc aaagggtggc 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> NGUS1 <400> 4 aacgctgatc aattccacag 20 <210> 5 <211> 3713 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 5 tccccagccg caccgcacgc tttcttgcat aagaactccc ccccctcctc gctccccgcc 60 gccgccgccg ttttcttgga gaggagaaat ccgtaggctc agaggatttt tggtagtctt 120 gtttcgtgat attcgtgaag agggggggag ctaagggggg attcgtaaga tcagaattgg 180 atcacgcggg ggcgcgctcg ggatcggggg ttccaaacac agcttcttcg ttgaattgta 240 agtttcttcg ctgaaaccct ctccgtaggt tggtacttct gatttttttt tcctttacag 300 attttgtggt ttgtagggcg tattgctatg tgttgctatt gtttatgatg ggaattttgg 360 tttgttggtg tagataagct tatctatgta aaacaaaagg tcagtaggtt acctctttga 420 tcttgcttgt gcagttaggc tatcctgttt gagttgttcg tgatttgcag attactgcaa 480 aagctatcct gtaaaatttc ttgtcgtggt aaagattgta ctaagaattt ttgtgtgttc 540 agatcctaag acatagaaaa atagtttttt ttcgtctccc cataggaata taacaaatgt 600 tctttttctg tgacaccatg atcgaatttt gttttttaat gcaaatgtat ggtattatca 660 ttaacatagg atgggatcag ggacgaaaca tatgtgaata taggaacatt tgcatatgtc 720 caacggaaaa gtctcaactc taaatcttaa tccaaatgac atcacgattg taaatccgac 780 cagatcttaa atctgaatcc aagtgagact caattgtaaa tctaaatata agaaagaata 840 ctgatatatg attcattgta aaggacgctg tggcttgtag gaattgagta ttactggaaa 900 attaggaatt gaatcagatt gtgagatatt aattgacctg tcctgttgtg gcatatttac 960 tcctagttag aacttggaat ctatcatatt gttatgtaac tgtttactct ttggtatcgt 1020 tttgatagct tcttatctca gttttacttt tttgcattaa agactcagat gcttcggtct 1080 ggcacatata tcttctacaa acatatgccc ttattttctc tttgggccat atatatttgt 1140 ctgaacctga tatttacctt gttatatact tgtgcagtaa gtggatgtac taatggagtc 1200 aaagggtggc aaaaagaagt ctagcagtag tcgttccttg atgtatgaag ctccccttgg 1260 ctacagcatt gaggacgttc gacctgccgg aggcgtgaag aagttccagt ctgctgctta 1320 ctccaacgta agcatcaaat acagatttaa ttccctcctt tgtatcttcc gatgtgttgc 1380 taatcatgtc aattgttcct tttgttgcag tgcgcgaaga agccatcctg atagcccttt 1440 cggcttctcc atcctagtag tttaggattt cttgcaattc cattttggca cttttcttct 1500 gacctatttc tctggctgct gcttcctgat aatcgaccag ttctctagtc ttgctccctg 1560 cactcctccc tcctccatct ccggcacagt gttctgacca acctgctcca atgggtgtct 1620 tgtctgctgc tgaccctccc ccagtctcag caattgggtt tgagggctat gagaagcgcc 1680 ttgagatcac tttctctgag gcacctgtct ttgctgaccc tgatggtcgg ggtttgcgcg 1740 ccctctccag ggcccagatt gactctgttc tggatcttgc acggtgcacc attgtgtccg 1800 agctgtccaa caaggacttt gactcctatg tcctctctga gtccagcctg tttatctatt 1860 ctgataagat tgtgattaag acctgtggga ctacaaagct cctgctcaca attccaagga 1920 ttcttgagct tgctgaaggg ctttctatgc cacttgctgc tgtgaagtac tcccgcggga 1980 tgttcatctt ccccagtgca cagcctgctc cccacaggag cttctctgag gaagttgctg 2040 tcctcaaccg ctactttggc catctgaaat ctggtggtaa tgcttatgtg attggagatc 2100 cagcaaagcc tggccagaag tggcatatct actatgctac tcagcacccg gagcaaccta 2160 tggttaccct tgaaatgtgc atgaccggac tggacaagga gaaagcttca gtctttttca 2220 agacttctgc tgatggtcac acatcatgtg ctaaggaaat gacaaaactc tcgggcatct 2280 ctgacattat cccagagatg gagatctgtg actttgactt cgaaccctgc ggctactcca 2340 tgaatgcaat ccatggctca gcgttttcta ccattcatgt gacccctgag gatggcttca 2400 gt; tgaagagggt cctcaggtgc tttggccctt cggagttctc tgttgctgtt accatctttg 2520 gtgggcatgg tcatgctgga acatgggcaa aggagctcaa tgctgatgct tacaaatgca 2580 acaacatggt agagcaggag ctgccctgtg gtggcctcct catctaccag agcttcgacg 2640 ctactgaaga cgtacctgtt gctgttgggt cgcccaaatc tgttctgcac tgcttcgagg 2700 ctgagaatat ggtgaaccct gctcctgtta aggaaggtaa actgggcaat cttctcccct 2760 ggggagagga tgcgttggag gagaatgatg gagtgtttga tgagtaagat gggacttctg 2820 gtgacgattc gctgctttgt tttcattccg tggcattttt atctgttgag gttgtcgttt 2880 ggttattctg tgaagcagcc agccaggcta ttagtatttt cgcttgtaag catgtgttct 2940 gatcttggga cgtatgcttg gtctaaataa taatggtgaa ctaaaagctc taggtggtca 3000 gctgcgtctg ccacaatgag catgcgtcgg gagaaatgtt gtcaaaacat atgaataagt 3060 atttgcggga aatttccttt gccttctgct aatgttcctt ccgatctcaa ttgttaaatt 3120 ttgttgctgc tggtgtctaa gaaagttctg cttgggacac tagatagtat ggagaaaacg 3180 attttcgaaa gtttccactc ttgttatctc aactctgtag agctccccct gttccatggg 3240 actgcaaatg cccatggcac aggtatatct taaggtagta cattaatgaa aagtctggga 3300 gaatagcatg tgcaaaatgc ttactagctc ttataagtta aaaatagctg gaagaactgc 3360 attctatagc tttccccgtg ttcatggtta tcttctgcaa gatatggctg gacgaagtat 3420 atgccgcatg cttggctctt gccgccccat tcgccttggc atggaccatt gacttcgatt 3480 ttttttttgg acatgtttat gtatttgctt attgtcctct actttacatg taacagtaat 3540 ttaaaggagt gctgcctgat ctgataattg cgtttggaat cctttaatga gcttgatctt 3600 gtcgcgcttg gaaagatgat gcagcgacct gttcggtacc ctatgcttat cttctgacat 3660 ccatatctgt attattgttt atgaagttgt acgctttgta cccaattatc cat 3713 <210> 6 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> &Lt; 223 > Os04g42090-BamHI-Forward primer <400> 6 ggatcccgcc cacacaaatt cgtgtg 26 <210> 7 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Os04g42090-Xho1I-Reverse primer <400> 7 ctcgagtcgc gcactgcaac aaaagg 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> Os04g42090-seq_1 <400> 9 attcgtaaga tcagaattgg 20

Claims (8)

서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 프로모터 및 이와 작동가능하게 연결된(Operatively linked) 외래 유전자를 포함하는 벡터를 포함하는, 외래 유전자의 단자엽 식물체 전신 발현 유도용 조성물.1. A composition for inducing systemic expression of a transgenic plant of a terminal plant, comprising a promoter consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and a vector comprising a foreign gene operatively linked thereto. 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 프로모터 및 이와 작동가능하게 연결된(Operatively linked) 외래 유전자를 포함하는 벡터로 형질전환된 형질 전환 세포를 포함하는, 외래 유전자의 단자엽 식물체 전신 발현 유도용 조성물.1. A composition for inducing systemic expression of a transgenic plant of a terminal plant comprising a transgenic cell transformed with a vector comprising a promoter consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and an operatively linked foreign gene. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단자엽 식물체는 벼(Oryza sativa)인 외래 유전자의 단자엽 식물체 전신 발현 유도용 조성물.The composition according to claim 1 or 2, wherein the terminal plant is a rice plant (Oryza sativa). 제1항 또는 제2항의 외래 유전자의 단자엽 식물체 전신 발현 유도용 조성물로 형질전환되어 외래 유전자를 단자엽 식물체 전신에서 발현하는, 형질전환 단자엽 식물체.A transgenic terminal plant transformed with a composition for inducing systemic expression of a terminal plant of the foreign gene of claim 1 or 2 and expressing the foreign gene in the whole plant of the terminal plant. 제4항에 있어서, 상기 단자엽 식물체는 벼(Oryza sativa)인 형질전환 단자엽 식물체.The transgenic plant of claim 4, wherein the terminal plant is rice (Oryza sativa). 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 프로모터 및 이와 작동가능하게 연결된(Operatively linked) 외래 유전자를 포함하는 벡터로 단자엽 식물체를 형질 전환시켜 외래 유전자를 단자엽 식물체에서 발현시키는 단계를 포함하는, 외래 유전자를 전신에서 발현하는 형질 전환 단자엽 식물체의 제조 방법.Comprising the step of transfecting a monocotyledonous plant with a vector comprising a promoter consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and a foreign gene operatively linked thereto, and expressing the foreign gene in the monocotyledonous plant, A method for producing a transgenic terminal plant expressing in whole body. 하기의 단계들을 포함하는 단자엽 식물체의 전신에서 외래 유전자가 발현되는, 형질 전환 단자엽 식물체의 제조방법:
서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 프로모터 및 이와 작동가능하게 연결된(Operatively linked) 외래 유전자를 포함하는 벡터를 포함하는, 외래 유전자의 단자엽 식물체 전신 발현 유도용 조성물을 제조하는 단계;
단자엽 식물체에 상기 조성물을 도입하는 단계; 및 상기 조성물이 도입되어 단자엽 식물체 전신에 외래유전자가 발현되는 형질전환 단자엽식물체를 선별하는 단계.
A method for producing a transgenic monocotyledonous plant, wherein a foreign gene is expressed in the whole body of the monocotyledonous plant comprising the steps of:
Preparing a composition for inducing systemic expression of a terminal plant of a parent plant, comprising a promoter consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 and a vector comprising a foreign gene operatively linked thereto;
Introducing said composition into a terminal plant; And selecting the transgenic monocotyledonous plants to which the composition is introduced and the foreign gene is expressed in whole body of the monocotyledonous plant.
제7항에 있어서, 상기 단자엽 식물체는 벼(Oryza sativa)인 형질 전환 단자엽 식물체의 제조방법. 8. The method according to claim 7, wherein the terminal plant is rice (Oryza sativa).
KR1020140122712A 2013-10-15 2014-09-16 A promoter for ubiquitous gene expression in monocotyledones and use thereof KR101613366B1 (en)

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