KR101625749B1 - BrDSR Protein Implicated in Drought Stress Tolerance, Gene Encoding the Protein and Transformed Plants with the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배추(Brassica rapa) 유래의 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance) 유전자 및 단백질에 관한 것이다. 본 발명의 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance) 유전자 및 단백질은 식물체의 건조 스트레스에 대한 내성에 관여를 하며, 이를 과발현시킨 형질전환 식물체는 건조 스트레스에 대한 내성이 탁월하다. 따라서, 상기의 형질전환 식물체는 지구 온난화 등에 의한 기후조건 변화로 야기된 경작지의 건조 스트레스에 대한 내성이 탁월하여 건조한 경작 조건에 적응성이 뛰어난 신기능 작물로 유용하게 이용될 수 있다.The present invention relates to Chinese cabbage rapa- derived BrDSR ( Brassica rapa Drought Stress Resistance genes and proteins. Of the present invention BrDSR (Brassica rapa Drought Stress Resistance genes and proteins are involved in tolerance to dry stress in plants, and transgenic plants overexpressing them are highly resistant to dry stress. Therefore, the transgenic plants described above can be usefully used as novel functional crops having excellent resistance to drying stress caused by changes in climatic conditions due to global warming and the like and thus being adaptable to dry cultivation conditions.

Description

내건성 단백질 BrDSR, 상기 단백질을 코딩하는 유전자 및 상기 유전자로 형질전환된 식물체{BrDSR Protein Implicated in Drought Stress Tolerance, Gene Encoding the Protein and Transformed Plants with the Same}The present invention also relates to a method for producing the same, which comprises the steps of: (a) culturing the host cell with a culture medium containing the BrandsRad protein BrDSR, a gene encoding the protein, and a plant transformed with the gene,

본 발명은 배추(Brassica rapa)로부터 분리된 내건성 단백질 BrDSR, 상기 단백질을 코딩하는 유전자 및 상기 유전자로 형질전환된 식물체에 관한 것이다.
The present invention relates to Chinese cabbage rapa ), a gene encoding the protein, and a plant transformed with the gene.

식물체의 생장은 건조 스트레스에 매우 큰 영향을 받는다. 그러므로 식물체들은 생존을 위해 건조 스트레스에 적응해야 한다. 건조 스트레스는 식물 잎의 세포 내 기공의 폐쇄에 관여하는 앱시스산 호르몬(abscisic acid, ABA)의 생산을 촉진하는데, 이에 대한 연구가 많이 진행되어 ABA-responsive element binding protein 1(AREB1)/ABA-responsive element(ABRE)-binding factor 2(ABF2), dehydration-responsive element(DRE)-binding protein 2A(DREB2A), receptor-like kinase 1(RPK1), SNF1-related protein kinase 2C(SRK2C), calcium-dependent protein kinases(CDPKs) CPK3과 CPK6 등이 중요한 시그널로 작용됨이 밝혀져 있다. 또한 건조 스트레스는 식물체 내에서 다양한 생화학적생리적 반응을 유발한다. 건조 스트레스 발생 시 식물들은 제각각 당류(sucrose, trehalose, sorbitol 등), 당알콜(mannitol 등), 아미노산류(proline 등), 아민류(glycine betaine, polyamine류 등)들을 축적한다. 이들 대사물질들은 식물체가 건조 스트레스에 내성을 지니는데 도움을 줄 수 있는 삼투질(osmolyte), 항산화물질(antioxidant), 스캐빈저(scavenger)로서 작용하는 것으로 밝혀져 있다. Growth of plants is greatly affected by drying stress. Therefore, plants must adapt to dry stress for survival. In this study, we investigated the effect of ABA-responsive element binding protein 1 (AREB1) / ABA-responsive (ABA) on the production of abscisic acid (ABA) related protein kinase 2C (SRK2C), calcium-dependent protein (DREB2A), receptor-like kinase 1 (RPK1), dehydration-responsive element (DRE) -binding factor 2 kinases (CDPKs) CPK3 and CPK6 have been identified as important signals. Dry stress also causes a variety of biochemical and physiological responses in plants. When dry stress occurs, plants accumulate sugars, trehalose, sorbitol, sugar, mannitol, amino acids (proline, etc.) and amines (glycine betaine, polyamine etc). These metabolites have been found to act as osmolytes, antioxidants, and scavengers that can help plants tolerate dry stress.

그러나, 많은 식물들은 건조 스트레스에 내성을 가질 수 있는 특수 대사물질들을 합성하는 능력이 부족하여 생장 및 생존의 위협을 받고 있다. 건조 스트레스 관련 대사기작 내 물질들에 관계된 유전자들을 이용한 유전공학 연구는 건조 스트레스 저항성 형질전환 식물체들을 개발하는데 있어 매우 유용한 방법이며, 유전공학 기법으로 개발된 많은 형질전환 식물들이 건조 스트레스에 대한 내성이 증진되었다는 보고들이 있다. 그리고 지금까지 다양한 작물에서 다양한 저항성 유전자들이 발견되고 있으며 그 발현 네트워크에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. However, many plants are under the threat of growth and survival due to their inability to synthesize specific metabolites that can tolerate dry stress. Genetic engineering studies using genes involved in dry stress-related metabolic machinery are very useful in developing dry stress-resistant transgenic plants, and many transgenic plants developed by genetic engineering techniques have improved resistance to dry stress . So far, various resistance genes have been found in various crops, and research on the expression network has been actively carried out.

예를 들어, 옥수수에서는 NPK1(tobacco MAPKKK), ZmNF-YB2(maize nuclear factor YB2), ZmPLC1(phospholipase C1), TsVP(vacuolar-H+-pyrophosphatase)가 벼에서는 HVA1(barley group 3 LEA protein), Dadc(Datura stramonium arginine decarboxylase), ABF3(Arabidopsis ABRE-binding factor 3), DREB1A(Arabidopsis DRE-binding protein 1), MnSOD(pea Mn superoxide dismutase), SNAC1(rice stress responsive NAC1), OsDREB1(rice DRE-binding protein 1), HvCBF4(barley C-repeat binding factor), OsCIPK12(rice calcineurin B-like protein-interacting protein kinase 12), ZFP252(rice TFIIIA-type zinc finger protein) 등이 있다. For example, in corn, NPK1 (tobacco MAPKKK), ZmNF-YB2 (maize nuclear factor YB2), ZmPLC1 (phospholipase C1) and TsVP (vacuolar-H + -pyrophosphatase) ( Datura (DRE-binding protein 1), MnSOD (pea Mn superoxide dismutase), SNAC1 (rice stress responsive NAC1), OsDREB1 (rice DRE-binding protein 1), stramonium arginine decarboxylase (ABF3), Arabidopsis ABRE- , HvCBF4 (barley C-repeat binding factor), OsCIPK12 (rice calcineurin B-like protein-interacting protein kinase 12), and ZFP252 (rice TFIIIA-type zinc finger protein).

한편, 배추는 김치의 주재료로서 한국의 4대 채소 가운데 하나이며 유채 속(Brassica)에 포함되어 있다. 유채 속(Brassica)에는 유채, 겨자 등 산업적 경제성이 우수한 작물이 포함되어 있어 외국에서도 중요한 작물이다. 유채 속(Brassica) 작물은 건조 환경에 의한 피해에 민감하며, 이로 인한 생육장애로 수확량이 감소되어 농가와 소비자에게 막대한 피해를 줄 수 있다. On the other hand, Chinese cabbage is one of the four major vegetables of Korea as the main ingredient of kimchi and is included in the lacquer ( Brassica ). Rice ( Brassica ) is an important crop in foreign countries because it includes crops with excellent industrial economics such as oilseed rape, mustard. Brassica crops are susceptible to damage from the drying environment, resulting in reduced crop yields, which can be devastating to farmers and consumers.

이같이 건조 환경에 의한 농업생산성 저하는 심각한 수준으로 이러한 환경에 내성을 갖는 우량 품종의 개발이 식량자원의 안정적 확보에 매우 시급하게 필요한 실정이다.The degradation of agricultural productivity caused by such a drying environment is serious, and development of good varieties resistant to such environment is urgently needed to secure stable food resources.

이에, 본 발명자들은 식물체의 내건성을 향상시킬 수 있는 유전자를 발굴하고자 예의 연구 노력한 결과, 서열번호 5의 염기서열을 갖는 유전자가 상술한 식물체의 형질에 관여를 하고 이 유전자를 식물체에 형질전환하는 경우, 식물체의 내건성을 증진시킬 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
Accordingly, the inventors of the present invention have made extensive efforts to discover a gene capable of improving the plant tolerance of a plant. As a result, it has been found that when a gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 is involved in the above-described trait of a plant and the gene is transformed into a plant , And that it is possible to improve the durability of the plant, thereby completing the present invention.

본 발명의 목적은 서열번호 6의 아미노산 서열을 가지는 내건성 단백질 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance), 상기 단백질을 코딩하는 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance) 유전자 및 상기 유전자를 포함하는 벡터 및 상기 벡터에 의해 형질전환된 식물체를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a Brassica rapa Drought Stress Resistance (BrDSR) having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 6, a BrDSR ( Brassica rapa Drought Stress Resistance) gene encoding the protein, And to provide a transformed plant.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 유전자의 발현을 증가시켜 식물체의 내건성을 향상시키는 방법을 제공하는 데 있다.
It is still another object of the present invention to provide a method for enhancing the plant tolerance by increasing expression of the gene.

본 발명자들은 식물체의 내건성을 향상시킬 수 있는 유전자 및 단백질을 발굴하고자 예의 연구 노력한 결과, 서열번호 6의 아미노산 서열을 가지는 단백질 및 상기 단백질을 코딩하는 유전자가 식물체의 건조스트레스에 관여를 하고 이 유전자를 식물체에 형질전환하여 과발현 시키는 경우, 식물체의 건조 스트레스 저항성을 증진시킬 수 있음을 확인하였다.The inventors of the present invention have made intensive researches to discover genes and proteins capable of improving the plant tolerance. As a result, it has been found that a protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 and a gene encoding the protein are involved in the drying stress of the plant, It was confirmed that when the plant was transfected and overexpressed, the dry stress resistance of the plant could be improved.

상기의 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 서열번호 6의 아미노산 서열을 가지는 내건성 단백질 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance)을 제공한다. In some embodiments for achieving the above object, the present invention naegeonseong has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 protein BrDSR (Brassica rapa Drought Stress Resistance.

본 발명에서 상기 단백질은 첨부한 서열목록에 기재된 서열번호 6의 아미노산 서열로 구성된 단백질에 한정되지 않으며, 서열번호 6의 아미노산 서열을 가지는 내건성 단백질과 기능적 동등물일 수 있다. 상기 "기능적 동등물"이란, 아미노산의 부가, 치환 또는 결실의 결과, 서열번호 6으로 표시되는 아미노산 서열과 적어도 60%, 바람직하게는 70%, 보다 바람직하게는 80% 이상의 서열 상동성을 갖는 것으로서 본 발명의 BrDSR과 실질적으로 동질의 활성을 나타내는 단백질을 의미한다. In the present invention, the protein is not limited to the protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 described in the attached Sequence Listing, and may be a functional equivalent to the resistant protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6. The "functional equivalents" have a sequence homology of at least 60%, preferably 70%, more preferably 80% or more, with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 as a result of amino acid addition, substitution or deletion Quot; means a protein exhibiting substantially the same activity as the BrDSR of the present invention.

상기 기능적 동등물에는, 예를 들어, 서열번호 6의 아미노산 서열의 아미노산 중 일부가 치환되거나, 결실 또는 부가된 아미노산 서열 변형체가 포함된다. 아미노산의 치환은 바람직하게는 보존적 치환이다. 천연에 존재하는 아미노산의 보존적 치환의 예는 다음과 같다; 지방족 아미노산(Gly, Ala, Pro), 소수성 아미노산(Ile, Leu, Val), 방향족 아미노산(Phe, Tyr, Trp), 산성 아미노산 (Asp, Glu), 염기성 아미노산(His, Lys, Arg, Gln, Asn) 및 황 함유 아미노산(Cys, Met). 아미노산의 결실은 바람직하게는 본 발명의 BrDSR의 활성에 직접 관여하지 않는 부분에 위치한다. 또한 상기 기능적 동등물의 범위에는 BrDSR의 기본 골격 및 이의 생리활성을 유지하면서 단백질의 일부 화학 구조가 변형된 단백질 유도체도 포함된다. 예를 들어, 본 발명의 단백질의 안정성, 저장성, 휘발성 또는 용해도 등을 변경시키기 위한 구조변경 및 생리활성을 유지하면서 GFP(Green Fluorescent Protein)와같은다른단백질과융합으로만들어진융합단백질등이 이에 포함된다.
Such functional equivalents include, for example, amino acid sequence variants in which a portion of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6 has been substituted, deleted or added. Substitution of amino acids is preferably conservative substitution. Examples of conservative substitutions of amino acids present in nature are as follows: (Gly, Ala, Pro), hydrophobic amino acids (Ile, Leu, Val), aromatic amino acids (Phe, Tyr, Trp), acidic amino acids (Asp, Glu), basic amino acids (His, Lys, Arg, Gln, Asn ) And sulfur-containing amino acids (Cys, Met). Deletion of the amino acid is preferably located at a site that is not directly involved in the activity of the BrDSR of the present invention. The functional equivalents also include protein derivatives in which the basic structure of BrDSR and its chemical structure has been modified while maintaining its physiological activity. These include, for example, fusion proteins made by fusion with other proteins such as GFP (Green Fluorescent Protein) while retaining the structural modification and physiological activity to change the stability, storage stability, volatility or solubility of the protein of the present invention .

본 발명의 또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 단백질을 코딩하는 유전자를 제공한다.In another embodiment of the present invention, the present invention provides a gene encoding the protein.

본 발명의 일실시예에 따르면, 먼저 배추 유래 신규 내건성 관련 유전자를 동정하기 위해 "Brassica rapa EST and Microarray Database"를 활용하여, KBGP-24K oligo chip에서의 438bp ORF(Open Reading Frame)과 애기장대(Arabidopsis thaliana)에서 상동성을 가지는 cDNA 염기서열(AT1G16850)을 바탕으로 한 쌍의 프라이머를 제작하였다(실시예 1). 이 후, 내혼계 배추(Brassica rapa ssp. pekinensis inbred line "CT001")에서 총 RNA를 분리하였으며(실시예 2), 상기 확보된 RNA를 주형으로 oligo dT 프라이머(primer)와 역전사효소(reverse transcriptase)를 이용하여 cDNA를 합성한 뒤, 상기 실시예 1에서 얻어진 프라이머를 이용하여, 438bp의 PCR 산물을 얻었으며, 이를 염기서열 분석용 벡터 pGEM-T easy vector에 클로닝하여 재조합 벡터를 구축하였다(실시예 3). 이후, 삽입된 438bp의 PCR 산물의 유전자 서열을 분석하기 위하여, 삽입된 자리에 근접한 T7 및 SP6 프라이머를 이용하여 염기서열을 조사하였으며, 염기서열 분석은 GenBank BLAST program을 사용하여 분석하였다. 확인된 염기서열(서열번호 5)을 바탕으로 시작 코돈(codon)과 종료 코돈을 결정하여 아미노산 서열(서열번호 6)을 결정한 후, 그것을 배추로부터 분리된 전장(full length)의 내건성 유전자 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance)로 명명하였다(실험예 3).
According to one embodiment of the present invention, first, a 438 bp ORF (open reading frame) in the KBGP-24K oligo chip and a Arabidopsis thaliana ( Brassica rapa EST and Microarray Database) Arabidopsis (AT1G16850) which had homology in the thaliana (Example 1). Thereafter, my Chinese cabbage ( Brassica rapa ssp. pekinensis inbred line were isolated total RNA from "CT001") (Example 2), after the above-obtained RNA to synthesize cDNA using oligo dT primer (primer) and a reverse transcriptase (reverse transcriptase) as a template, the above-described Using the primer obtained in Example 1, a 438 bp PCR product was obtained and cloned into a vector pGEM-T easy vector for sequencing analysis to construct a recombinant vector (Example 3). Subsequently, to analyze the inserted 438 bp PCR product, the nucleotide sequence was examined using T7 and SP6 primers close to the insertion site, and the sequence analysis was performed using the GenBank BLAST program. The identified nucleotide sequence (SEQ ID NO: 5) and then to determine the start codon (codon) and the stop codon, based on determining the amino acid sequence (SEQ ID NO: 6), it naegeonseong gene of the full-length (full length) isolated from Chinese cabbage BrDSR (Brassica rapa Drought Stress Resistance) (Experimental Example 3).

본 발명의 상기 유전자는 서열번호 6의 아미노산 서열을 가지는 내건성 단백질을 코딩하는 유전자로, 서열번호 5의 염기서열을 가지는 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance) 유전자로, 배추(Brassica rapa)에서 유래되었으며, 바람직하게는 내혼계 배추(Brassica rapa ssp. pekinensis)에서 유래된 것이다. 또한, 식물체에 건조 스트레스를 가할 경우 BrDSR 유전자의 발현이 증가하며, 상기 유전자의 발현을 증가시킬 경우 이러한 건조 스트레스들에 대한 내성이 증가함을 확인되어, 상기 유전자는 식물체의 내건성에 관여함을 확인하였다.
The genes of the present invention BrDSR (Brassica with a gene encoding the naegeonseong protein of amino acid sequence of SEQ ID NO: 6, the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 rapa Drought Stress Resistance) gene, Brassica rapa ), preferably from the Chinese cabbage ( Brassica rapa ssp. pekinensis . In addition, when the dry stress is applied to the plant, the expression of the BrDSR gene is increased, and when the expression of the gene is increased, resistance to the dry stress is increased. Thus, it is confirmed that the gene is involved in the vegetative resistance of the plant Respectively.

본 발명에서 일실험예에 따르면, 배추에서 유래한 상기 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance) 유전자를 형질전환용 벡터, pH2GW7(VIB-Ghent University, Belgium)에 삽입하여 형질전환용 벡터인 pDSR를 제작한 후(실험예 4). 이를 이용하여 담배 형질전환체들을 제조하였으며(실험예 5), 이를 대상으로 실제 건조 스트레스를 유발한 경우, 대조군과 달리 상기 형질전환체들은 모두 건조 처리 전과 동일한 모습을 유지하여 표현형상의 뚜렷한 차이를 보이지 않음을 확인하여(실험예 8), 상기 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance) 유전자가 식물체의 건조 스트레스에 관여하며, 이 유전자를 식물체에 형질전환하여 과발현 시키는 경우, 식물체의 건조 스트레스 저항성을 증진시킬 수 있음을 확인하였다.
According to one experimental example of the present invention, the Brassica rapa Drought Stress Resistance) gene was inserted into a transfection vector, pH2GW7 (VIB-Ghent University, Belgium) to prepare pDSR as a transformation vector (Experimental Example 4). Tobacco transformants were prepared using this method (Experimental Example 5). In case of inducing dry stress in this experiment, unlike the control, all of the transformants were kept the same as before the drying treatment, (Experimental Example 8), the Brassica rapa Drought Stress Resistance (BrDSR) gene was involved in the drying stress of the plant. When the gene was transfected and overexpressed in the plant, the dry stress resistance of the plant was enhanced Respectively.

상기와 같이 건조 스트레스에 저항성을 가지는 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance) 유전자는 서열번호 5에 기재된 염기서열을 가지는데, 상기 유전자는 첨부한 서열목록에 기재된 서열번호 5의 염기서열에 한정되지 않으며, 기능적으로 균등한 코돈 또는 동일한 아미노산을 코딩하는 코돈, 또는 생물학적으로 균등한 아미노산을 코딩하는 코돈을 포함하는 염기서열을 포함한다. 생물학적으로 균등 활성을 갖는 변이를 고려한다면, 본 발명에서 이용되는 염기서열은 서열목록에 기재된 서열과 실질적인 동일성(substantial identity)을 나타내는 서열도 포함하는 것으로 해석된다. 상기의 실질적인 동일성은, 상기한 본 발명의 서열과 임의의 다른 서열을 최대한 대응되도록 얼라인하고, 당업계에서 통상적으로 이용되는 알고리즘을 이용하여 얼라인된 서열을 분석한 경우에, 최소 60%의 상동성, 보다 바람직하게는 70%의 상동성, 보다 더 바람직하게는 80%의 상동성, 가장 바람직하게는 90%의 상동성을 나타내는 서열을 의미한다.
As described above, Brassica ( Brassica rapa Drought Stress Resistance) gene has the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 5, which gene is not limited to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5 described in the attached Sequence Listing, and may be a functionally equivalent codon or a codon , Or a nucleotide sequence comprising a codon that encodes a biologically equivalent amino acid. Considering a mutation having biologically equivalent activity, the nucleotide sequence used in the present invention is interpreted to include a sequence showing substantial identity with the sequence described in the sequence listing. The above-mentioned substantial identity is determined by aligning the sequence of the present invention with any other sequence as much as possible and analyzing the aligned sequence using an algorithm commonly used in the art. Homology, more preferably 70% homology, even more preferably 80% homology, and most preferably 90% homology.

본 발명의 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 BrDSR 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다. In another aspect of the present invention, the present invention provides a recombinant vector comprising the BrDSR gene.

본 발명에서 상기 재조합벡터는 형질전환용 재조합 벡터를 포함한다.
In the present invention, the recombinant vector includes a recombinant vector for transformation.

상기 본 발명의 BrDSR 유전자를 삽입할 수 있는 벡터로는 대장균 유래 플라스미드(pBR322, pBR325, pUC118, pUC119, pET30a, pET30c 및 pGEX-GST), 바실러스 서브틸러스 유래 플라스미드(pUB110 및 pTP5), 효모 유래 플라스미드(YEp13, YEp24 및 YCp50) 및 Ti 플라스미드 등이 있고, 레트로바이러스, 아데노바이러스 또는 백시니아바이러스와 같은 동물 바이러스, 배큘로바이러스와 같은 곤충 바이러스 및 식물 바이러스가 사용될 수 있으며, pPZP, pGA 및 pCAMBIA 계열과 같은 바이너리 벡터를 사용할 수 있다. 당업자라면 본 발명의 BrDSR 유전자를 도입시키는데 적합한 벡터를 선택할 수 있으며, 본 발명에서는 상기 유전자를 숙주 세포내로 도입할 수 있는 벡터라면 어떠한 벡터라도 모두 사용할 수 있다. 그러나 바람직하게는 단백질 발현 유도 및 발현된 단백질의 분리가 용이하도록 디자인된 벡터를 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 pGEM-T, pGEX 4T-1, pCAMBIA1300 벡터를 사용할 수 있다.The plasmids derived from Escherichia coli (pBR322, pBR325, pUC118, pUC119, pET30a, pET30c and pGEX-GST), Bacillus subtilis plasmids (pUB110 and pTP5), yeast- (YEp13, YEp24 and YCp50) and Ti plasmids. Animal viruses such as retroviruses, adenoviruses or vaccinia viruses, insect viruses such as baculoviruses, and plant viruses can be used, and pPZP, pGA and pCAMBIA family You can use the same binary vector. Those skilled in the art can select a vector suitable for introducing the BrDSR gene of the present invention. In the present invention, any vector can be used as long as it can introduce the gene into a host cell. Preferably, however, vectors designed to facilitate induction of protein expression and separation of expressed proteins can be used. More preferably, pGEM-T, pGEX 4T-1 and pCAMBIA1300 vectors can be used.

본 발명의 일실험예에서는 염기서열을 분석하기 위하여 배추로부터 증폭된 내건성 관련 유전자를 pGEM-T easy vector 내로의 삽입하였고, 이를 확인하기 위해서 제한효소 EcoR을 상기 분리한 재조합 DNA에 처리하여 확인하였다(실험예 2). 염기서열 분석용 pGEM-T easy vector 내부에 클로닝 된 PCR 단편의 염기서열 분석은 GenBank BLAST program을 사용하여 이루어졌으며, 확인된 염기서열(서열번호 5)을 바탕으로 시작 코돈(codon)과 종료 코돈을 결정하여 아미노산 서열(서열번호 6)을 결정한 후, 그것을 배추로부터 분리된 전장(full length)의 내건성 유전자 BrDSR로 명명하였다(실험예 3).In one experimental example of the present invention, the wild-type resistance-related gene amplified from cabbage was inserted into pGEM-T easy vector in order to analyze the base sequence, and the restriction enzyme EcoR was confirmed by treating the isolated recombinant DNA Experimental Example 2). The nucleotide sequence of the PCR fragment cloned into the pGEM-T easy vector for sequencing was determined using the GenBank BLAST program. Based on the confirmed nucleotide sequence (SEQ ID NO: 5), the start codon and the stop codon After determining the amino acid sequence (SEQ ID NO: 6), it was named full length wild-type gene BrDSR isolated from Chinese cabbage (Experimental Example 3).

본 발명에서 "형질전환용 재조합 벡터"란 유전자 삽입물이 발현되도록 작동가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 작제물로, 플라스미드 벡터, 코스미드 벡터, 박테리오파지 벡터 및 바이러스 벡터 등을 포함한 통상의 모든 벡터를 포함한다.In the present invention, a "transgenic recombinant vector" is a gene construct containing an essential regulatory element operatively linked to the expression of a gene insert, and includes all plasmid vectors, cosmid vectors, bacteriophage vectors, .

본 발명의 "형질전환용 재조합 벡터"는 상기 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance) 유전자가 발현될 수 있도록, 발현조절 서열과 기능적으로 연결되어 있다. 예를 들어, 벡터는 프로모터, 오퍼레이터, 개시코돈, 종결코돈, 폴리아데닐화 시그널, 인핸서 같은 발현 조절 요소 외에도 막 표적화 또는 분비를 위한 신호 서열 또는 리더 서열을 포함하며 목적에 따라 다양하게 제조될 수 있다. 또한, 벡터는 선택성 마커를 포함할 수 있으며, 벡터는 자가 복제하거나 숙주 DNA에 통합될 수 있다. 본 발명의 벡터는 당해 기술 분야에서 잘 알려진 유전자 재조합 기술을 이용하여 제조할 수 있으며, 부위-특이적 DNA 절단 및 연결은 당해 기술 분야에서 일반적으로 알려진 효소 등을 사용한다"A recombinant vector for transformation" of the present invention, the BrDSR (Brassica rapa Drought Stress Resistance) gene is expressed. For example, the vector may comprise a signal sequence or leader sequence for membrane targeting or secretion in addition to an expression regulatory element such as a promoter, an operator, an initiation codon, a stop codon, a polyadenylation signal, an enhancer, . In addition, the vector may comprise a selectable marker, and the vector may be self-replicating or integrated into the host DNA. The vector of the present invention can be prepared using gene recombination techniques well known in the art, and site-specific DNA cleavage and linkage are performed using enzymes generally known in the art

본 발명에서 일실험예에 따르면, 상기 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance) 유전자가 건조 스트레에 대한 내성을 가지는지를 확인하기 위하여, 먼저 형질전환용 벡터, pH2GW7(VIB-Ghent University, Belgium)에 438bp의 BrDSR 유전자를 삽입하여 형질전환용 벡터인 pDSR을 제작하였다(실험예 4).
According to one experimental example in the present invention, the BrDSR (Brassica In order to confirm whether the rapa Drought Stress Resistance gene has resistance to the dry strain, a 438 bp BrDSR gene was inserted into a transfection vector, pH2GW7 (VIB-Ghent University, Belgium) (Experimental Example 4).

본 발명의 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 재조합 벡터에 의해 형질전환된 식물체를 제공한다. In another aspect of the present invention, the present invention provides a plant transformed with said recombinant vector.

본 명세서에서, 용어 "식물체"는 성숙한 식물체 뿐만 아니라 성숙한 식물로 발육할 있는 식물 세포, 식물 조직 및 식물의 종자 등을 모두 포함하는 의미로서 이해된다. 본 발명에서 상기 벡터로 식물체를 형질전환하는 것은 당업자에게 공지된 형질전환기술에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게는 아그로박테리움을 이용한 형질전환방법, 미세사출법(microprojectile bombardment), 일렉트로포레이션(electroporation), PEG-매개 융합법(PEG-mediated fusion), 미세주입법(microinjection), 리포좀 매개법(liposome-mediated method), 인-플란타 형질전환법(In planta transformation), 진공 침윤법(Vacuum infiltration method), 화아침지법(floral meristem dipping method), 및 아그로박테리아 분사법(Agrobacteria spraying method)을 이용할 수 있으며, 더 바람직하게는 아그로박테리움을 이용한 형질전환방법을 이용할 수 있다.As used herein, the term "plant" is understood to include not only mature plants but also plant cells, plant tissues and plant seeds that develop into mature plants. Transformation of a plant with the vector in the present invention can be carried out by a transformation technique known to a person skilled in the art. The microorganism is preferably transformed with Agrobacterium, microprojectile bombardment, electroporation, PEG-mediated fusion, microinjection, liposome (liposome) method, mediated method, In planta transformation, Vacuum infiltration method, floral meristem dipping method, and Agrobacteria spraying method can be used. And more preferably, a transformation method using Agrobacterium can be used.

본 발명에서 상기 식물체는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 밀, 팥, 귀리 또는 수수를 포함하는 식량 작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 또는 당근을 포함하는 채소 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 또는 유채를 포함하는 특용작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 또는 바나나를 포함하는 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 또는 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 또는 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료작물류로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이며, 바람직하게는 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 또는 유채를 포함하는 특용작물류이며, 더욱 바람직하게는 담배이나, 이에 제한되지 않는다. In the present invention, the plant is a food crop including rice, wheat, barley, corn, soybean, potato, wheat, red bean, oats or millet; Vegetable crops including Arabidopsis, cabbage, radish, pepper, strawberry, tomato, watermelon, cucumber, cabbage, melon, squash, onions, onions or carrots; Special crops including ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, beet, perilla, peanut or rapeseed; Fruit trees including apple trees, pears, jujube trees, peaches, sheep grapes, grapes, citrus fruits, persimmons, plums, apricots or bananas; Roses, gladioluses, gerberas, carnations, mums, lilies or tulips; And feed crops including raglass, red clover, orchardgrass, alpha-alpha, tall fescue or perennial rice, preferably ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugarcane, beet, Perilla, peanut or rapeseed, more preferably cigarette, but not limited thereto.

본 발명에서 일실험예에 따르면, 실험예 5에서 배추의 BrDSR 유전자가 과발현된 담배의 형질전환체를 제작하기 위하여 아그로박테리움 투마파시엔(Agrobacterium tumefaciens)을 사용하여, 담배의 형질전환체를 제작하였으며, 실험예 6에서 형질전환체로 확인된 5개체를 대상으로, 건조 스트레스 발생 시 체내 BrDSR 유전자의 발현 수준을 정량적인 리얼-타임(quantitative real-time) RT PCR로 분석한 결과, 비형질전환체(CON) 보다 약 1.7 내지 2.6배까지 높은 발현 수준을 보였으며(실험예 7), 히그로마이신(hygromycin) 저항성 유전자를 이용한 PCR 검정으로 형질전환이 확인되고, 정량적인 리얼-타임(quantitative real-time) RT PCR 분석으로 비형질전환체 보다 높은 발현량이 확인된 5개체의 형질전환체들을 대상으로 실제 건조 스트레스 발생 시 표현형의 변화(내건성 여부)를 자연건조 처리 조건에서 관찰한 결과, 건조 처리 5일째가 되었을 때 대조군인 비형질전환체는 잎과 줄기의 탄력을 잃어 쓰러지기 시작하였으며, 7일 째 다시 수분을 공급하여도 회복하지 못하는 모습을 보였으나, 형질전환체들은 모두 건조 처리 전과 동일한 모습을 유지하여 표현형상의 뚜렷한 차이를 보이지 않음을 확인하여(실험예 8), 상기 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance) 유전자가 식물체의 건조 스트레스에 관여하며, 이 유전자를 식물체에 형질전환하여 과발현 시키는 경우, 식물체의 건조 스트레스 저항성을 증진시킬 수 있음을 확인하였다.
According to one experimental example of the present invention, in Example 5, to produce a transformant of tobacco overexpressing the BrDSR gene of Chinese cabbage, Agrobacterium tumefaciens ) was used to construct a transformant of tobacco. The expression level of the BrDSR gene in the body during the development of dry stress was quantitatively measured using five quantitative real- time RT) PCR showed that the expression level was about 1.7 to 2.6 times higher than that of the non-transformant (CON) (Experimental Example 7), and a PCR assay using a hygromycin resistance gene (RT-PCR) analysis of quantitative real-time RT-PCR analysis of 5 transgenic plants with higher expression levels than non-transformants. Was observed under natural drying conditions. As a result, when the non-transformant was in the 5th day of the drying treatment, the non-transformant lost its elasticity of leaves and stems and began to fall down. On the 7th day, And or showed a state also can not recover, the transformants are all confirmed to maintain the same state as before the drying treatment by not show significant differences of expression geometry (Example 8), the BrDSR (Brassica rapa Drought Stress Resistance) gene Is involved in the dry stress of the plant and it is confirmed that when the gene is transfected and overexpressed in the plant, the dry stress resistance of the plant can be improved.

따라서, 본 발명에 의해 형질전환된 식물체는 건조 스트레스들에 대한 내성을 가지는 BrDSR 유전자의 세포 내 발현 수준을 증가시킬 수 있어서, 상기 식물체는 지구 온난화 등에 의한 기후조건 변화로 야기된 경작지의 건조 스트레스에 대한 내성이 탁월하여 건조한 경작 조건에 적응성이 뛰어난 신기능 작물로 유용하게 이용될 수 있다 .
Therefore, the plants transformed by the present invention can increase the intracellular expression level of the BrDSR gene having tolerance to dry stresses, so that the plant is able to suppress the dry stress of the cultivated land caused by the change in the climatic condition due to global warming and the like It can be used effectively as a new functional crop which is excellent in tolerance and excellent in adaptability to dry cultivation conditions.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 유전자의 발현을 증가시켜 식물의 내건성을 향상시키는 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for enhancing plant tolerance by increasing the expression of the gene.

본 발명에서 용어 "유전자의 발현"은 유전자의 전사를 의미하며, 구체적으로는 mRNA로의 전사를 의미한다. 상기 "전사"는 DNA의 전사 및 생성된 mRNA 산물의 가공을 포함한다. 본 발명에서, 상기 용어 "향상"은 본 발명에서 정의된 대조군 식물과 비교하여 적어도 5% 또는 10%, 바람직하게는 적어도 20% 또는 40%, 더욱 바람직하게는 50%, 60%, 70% 또는 80% 이상의 내건성을 의미하며, 식물이 원래 가지고 있는 내건성에 비해 상기 유전자를 도입하여 내건성이 증가되는 것을 의미한다. The term "expression of a gene" in the present invention means transcription of a gene, and specifically, transcription into mRNA. Said "transcription" involves the transcription of DNA and the processing of the resulting mRNA product. In the present invention, the term " enhancement "is intended to mean at least 5% or 10%, preferably at least 20% or 40%, more preferably 50%, 60%, 70% Means 80% or more resistant to weathering, and means that the resistance to harshness is increased by introducing the gene as compared with the original resistance of the plant.

본 발명에서 용어 "내건성"은 건조 스트레스 조건에서 여러 가지 형태적, 생리적 또는 생화학적 형질들의 종합적 대응 노력에 의하여 생장 유지 및 생산을 유지하는 것으로 정의할 수 있다. 현재까지, 알려진 내건성 관련 주요 형질은 건조조건에서 양호한 수분상태 및 생산성 유지에 기여하는 심근성, 잎의 노화 방지, 기공의 개폐 조절, 삼투조절 능력, 세포의 막 구조 유지 능력 등이다.In the present invention, the term " mud-resistant "can be defined as maintaining growth and production by a comprehensive response effort of various morphological, physiological or biochemical traits under dry stress conditions. To date, the known trait-related traits related to mycorrhizae are myocardial, leaf senescence, pore opening and closing, osmotic control, cell membrane structure, and ability to maintain good moisture and productivity in dry conditions.

본 발명에 의하면, 상기 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance) 유전자의 발현이 증가하는 경우, 식물체의 내건성이 증가되므로, 식물체의 내건성을 향상시키기 위하여, BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance) 유전자를 전술한 바와 같이 벡터에 도입한 후, 식물체에 형질전환하거나 또는 다른 인위적인 물질의 처리에 의해 상기 유전자의 발현을 증가시켜 식물체의 내건성을 향상시키는 것도 가능하며, 이에 제한되지 않는다.
According to the present invention, the BrDSR (Brassica When the expression of rapa Drought Stress Resistance gene is increased, the resistance of the plant is increased. Therefore, in order to improve the resistance of the plant to weathering, BrDSR rapa Drought Stress Resistance) gene may be introduced into a vector as described above, and then the expression of the gene may be increased by transforming the plant or by treating with an artificial substance, thereby improving the resistance of the plant, Do not.

본 발명의 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance) 유전자는 식물체의 건조 스트레스에 대한 내성에 관여를 하며, 이를 과발현시킨 형질전환 식물체는 지구 온난화 등에 의한 기후조건 변화로 야기된 건조 스트레스에 대한 내성이 탁월하여 건조한 경작 조건에 적응성이 뛰어난 신기능 작물로 유용하게 이용될 수 있다.
The Brassica rapa Drought Stress Resistance gene of the present invention is involved in tolerance to dry stress of a plant, and the transgenic plant overexpressing it is excellent in tolerance to drying stress caused by changes in climatic conditions due to global warming and the like It can be used as a new functional crop with excellent adaptability to dry cultivation conditions.

도 1은 각 BrDSR-F와 BrDSR-R 프라이머 쌍을 사용한 PCR에 의해 배추로부터 증폭된 BrDSR을 코딩하는 유전자의 단편을 전기영동한 사진이다.
도 2는 각 BrDSR-F와 BrDSR-R 프라이머 쌍을 사용한 PCR에 의해 배추로부터 증폭된 BrDSR을 코딩하는 유전자를 pGEM-T easy vector에 넣은 후 정확한 삽입을 확인하기 위해 EcoRI 효소를 처리하여 확인한 사진이다.
도 3은 PCR에 의해 분리된 배추의 BrDSR을 코딩하는 유전자의 염기서열 및 아미노산 서열을 나타낸다.
도 4는 PCR에 의해 분리된 배추의 BrDSR 유전자를 과발현 시키는 형질전환용 과발현 벡터(pDSR)를 나타낸 그림이다.
[주] LB,좌측 보더
T-35S, 콜리플라워 모자이크 바이러스 35S 종결부위
hpt , 히그로마이신 저항성 유전자
P-35S, 콜리플라워 모자이크 바이러스 35S 프로모터
RB, 우측 보더
도 5는 BrDSR 과발현 벡터를 이용하여 생산된 담배 형질전환체의 형질전환 유무를 PCR 검정을 통해 분석한 결과이다.
도 6은 PCR 검정으로 형질전환이 확인된 담배 형질전환체들을 대상으로 체내 BrDSR 유전자의 발현 수준을 정량적인 리얼-타임(quantitative real-time) RT PCR 분석을 통해 확인한 결과이다.
도 7은 내건성을 보이는 담배 형질전환체들을 대상으로 한 건조 스트레스 처리 후 표현형을 분석한 결과이다.
1 is a photograph of a fragment of a gene encoding BrDSR amplified from Chinese cabbage by PCR using each pair of BrDSR-F and BrDSR-R primers.
Fig. 2 is a photograph showing the gene encoding BrDSR amplified from Chinese cabbage by PCR using each pair of BrDSR-F and BrDSR-R primers, which was inserted into pGEM-T easy vector and treated with EcoRI enzyme to confirm correct insertion .
Fig. 3 shows the nucleotide sequence and amino acid sequence of a gene encoding BrDSR of Chinese cabbage separated by PCR.
FIG. 4 is a diagram showing a transcriptional overexpression vector (pDSR) overexpressing the BrDSR gene of Chinese cabbage separated by PCR.
[Note] LB, left border
T-35S, Cauliflower Mosaic Virus 35S Termination site
hpt , hygromycin resistance gene
P-35S, cauliflower mosaic virus 35S promoter
RB, right border
FIG. 5 shows the results of PCR analysis of the transformation of tobacco transformants produced using the BrDSR overexpression vector.
FIG. 6 shows the results of quantitative real-time RT PCR analysis of the expression level of the BrDSR gene in tobacco transgenic plants transfected with the PCR assay.
FIG. 7 shows the results of analysis of phenotype after dry stress treatment of tobacco transformants showing resistance to drying.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These embodiments are only for illustrating the present invention, and thus the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.

실시예 1 : 배추 유래 내건성 관련 유전자 조사Example 1: Investigation of resistance to cabbage-derived genes

배추 유래 신규 내건성 관련 유전자를 동정하기 위해 "Brassica rapa EST and Microarray Database"의 정보를 이용하였다. 상기 데이터베이스(database)는 내혼계 배추(Brassica rapa ssp. pekinensis inbred line "Chiifu")를 3주간 생장상(광도 290μmol·m-2·sec-1, 광주기 명처리 16시간/암처리 8시간, 생육온도 25℃, 생육습도 40 ~ 70%)에서 재배하고, 건조 스트레스(자연건조)를 48시간동안 처리한 후, 처리 시간별로 total RNA를 추출하고 KBGP-24K oligo chip을 이용한 각 유전자들의 발현 변화를 비교분석한 정보들을 제공한다. The information of Brassica rapa EST and Microarray Database was used to identify the novel resistance genes of Chinese cabbage. The above-mentioned database was prepared by cultivating a Chinese cabbage ( Brassica rapa ssp. Pekinensis inbred line "Chiifu") for 3 weeks in a growth phase (luminosity: 290 占 퐉 m -2 sec -1 , (24 hrs), growth temperature (25 ℃), growth humidity (40-70%)), dry stress (natural drying) was treated for 48 hours, total RNA was extracted by treatment time and expression of each gene was analyzed using KBGP-24K oligo chip And provides comparative analysis information.

본 발명자들은 "Brassica rapa EST and Microarray Database"를 활용하여, 건조 스트레스 처리시 반응하는 유전자들 중 발현이 강하게 증가한 유전자들을 분류하고, 완전장을 갖추고 있으며 기능이 알려지지 않은 대상유전자 중에서 선정하였다. The present inventors have found that " Brassica Rapa EST and Microarray Database "were used to classify the genes whose expression was strongly increased in response to dry stress treatment, and selected genes with complete intestine and unknown function.

배추에서 신규 내건성 관련 유전자를 동정하기 위해, KBGP-24K oligo chip에서의 438bp ORF(Open Reading Frame)과 애기장대(Arabidopsis thaliana)에서 상동성을 가지는 cDNA 염기서열(AT1G16850)을 바탕으로 한 쌍의 프라이머를 제작하였고, 그 서열을 하기 표 1에 나타내었다.In order to identify the novel resistance genes in Chinese cabbage, based on the 438 bp ORF (Open Reading Frame) in KBGP-24K oligo chip and the cDNA sequence (AT1G16850) having homology in Arabidopsis thaliana , a pair of primers And the sequence thereof is shown in Table 1 below.

프라이머primer 염기서열Base sequence BrDSR-F (서열번호 1)BrDSR-F (SEQ ID NO: 1) 5-ATG ACT TTG CAA GTT TTC CA-35-ATG ACT TTG CAA GTT TTCA-3 BrDSR-R (서열번호 2)BrDSR-R (SEQ ID NO: 2) 5-TTA GAG CTC CTC AGT ACC A-35-TTA GAG CTC CTC AGT ACCA-3

실시예 2 : 배추로부터 RNA 분리Example 2: RNA isolation from Chinese cabbage

본 발명에 사용된 내혼계 배추(Brassica rapa ssp. pekinensis inbred line 'CT001')는 기내의 무균상태에서 키운 것에서 샘플을 채취하여 RNA 분리에 사용하였다. 배추(Brassica rapa ssp. pekinensis)의 잎을 액체 질소를 이용하여 파쇄하고, 1ml 트리졸(Trizol, Gibco BRL) 용액을 첨가하여 잘 섞어준 후, 5분 동안 상온에서 방치하였다. 200 ㎕의 클로로포름(chloroform)을 넣고 섞어준 다음, 4℃에서 13,000 rpm으로 10분 동안 원심분리하고, 그 상등액을 새 튜브로 옮겼다. 이소프로페놀(isopropanol) 500㎕를 넣고 13,000rpm으로 15분간 원심분리 하여 침전시킨 뒤, 이소프로페놀을 제거하고 침전물을 75% 에탄올로 세척하였다. 그 다음, 에탄올이 없도록 잘 건조시키고, DEPC(diethyl pyrocarbonate) 처리된 멸균 증류수에 녹여 사용하였다.
The Chinese cabbage ( Brassica rapa ssp. pekinensis inbred line 'CT001') was used for RNA isolation by collecting samples from aseptically grown cabinets. Chinese cabbage rapa ssp. The leaves of pekinensis were disrupted by using liquid nitrogen, and 1 ml of trizol (Gibco BRL) solution was added thereto. The mixture was allowed to stand at room temperature for 5 minutes. After adding 200 μl of chloroform, the mixture was centrifuged at 13,000 rpm for 10 minutes at 4 ° C, and the supernatant was transferred to a new tube. Isopropanol (500 μl) was added and centrifuged at 13,000 rpm for 15 minutes to precipitate. Isopropanol was removed and the precipitate was washed with 75% ethanol. Then, it was well dried without ethanol and dissolved in sterilized distilled water treated with DEPC (diethyl pyrocarbonate).

실시예 3 : 내건성 관련 유전자의 분리 및 재조합 벡터 제조Example 3: Isolation and recombinant vector production

내건성 관련 유전자의 분리는 상기 확보된 RNA를 주형으로 oligo dT 프라이머(primer)와 역전사효소(reverse tr℃anscriptase)를 이용하여 cDNA를 합성한 뒤, 상기 [표 1]에 작성된 프라이머로 PCR을 수행하여 분리하였다.To isolate the resistance-to-resistance-related genes, cDNA was synthesized using the oligo dT primer and reverse transcriptase (reverse transcriptase) as the template, and PCR was performed with the primers prepared in the above Table 1 Respectively.

먼저, cDNA를 합성하기 위하여, 1㎍의 RNA를 oligo dT primer를 첨가하고 70℃에 보관하여 RNA 이차구조를 제거한 뒤, 45℃에서 30분간 역전사시키고, 사용된 역전사효소를 불활성화 시키기 위해 94℃에서 5분간 보관하였다. 그 후 합성된 cDNA 1㎍을 사용하여 상기 표 1의 프라이머와 태그 중합효소(Taq polymerase)로 PCR 하였다. PCR 프로그램은 94℃에서 2분간 초기 변성 시간을 둔 뒤 94℃에서 30초, 61℃에서 30초, 72℃에서 30초로 40회 반복(cycle) 실행하고 마지막으로 72℃에서 10분간 최종 연장시킨 후, 4℃를 유지하여 전체 반응을 종료하였다. First, 1 μg of RNA was added to oligo dT primer and stored at 70 ° C to remove the RNA secondary structure. The cDNA was reverse-transcribed at 45 ° C for 30 minutes and then inactivated using reverse transcriptase at 94 ° C For 5 minutes. Then, 1 μg of the synthesized cDNA was subjected to PCR using the primers shown in Table 1 and tag polymerase (Taq polymerase). The PCR program was run for 40 cycles at 94 ° C for 30 seconds, at 61 ° C for 30 seconds and at 72 ° C for 30 seconds, followed by final extension at 72 ° C for 10 minutes , And the whole reaction was terminated at 4 ° C.

도 1은 각 BrDSR-F와 BrDSR-R 프라이머 쌍을 사용한 PCR에 의해 배추로부터 증폭된 BrDSR을 코딩하는 유전자의 단편을 전기영동한 사진이다. 실험결과 증폭된 내건성 관련 유전자의 단편이 전기영동을 통해 확인하였다(도 1). 그 결과, 438bp에 해당하는 PCR 산물을 확인할 수 있었다.
1 is a photograph of a fragment of a gene encoding BrDSR amplified from Chinese cabbage by PCR using each pair of BrDSR-F and BrDSR-R primers. As a result of the experiment, a piece of amplified anti-aridity related gene was confirmed by electrophoresis (Fig. 1). As a result, a PCR product corresponding to 438 bp was confirmed.

이후, 서열번호 1 및 서열번호 2의 프라이머들로 증폭된 단편의 염기서열을 분석하기 위해 염기서열 분석용 벡터 pGEM-T easy vector에 클로닝하여 재조합 벡터를 구축하였다.
Then, to analyze the base sequence of the fragment amplified with the primers of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2, a recombinant vector was constructed by cloning into a vector pGEM-T easy vector for sequencing.

실험예Experimental Example 1. 재조합 벡터를 이용한 E.  1. E. coli using recombinant vector. colicoli DH10DH10 의 형질전환Transformation

대장균 DH10를 LB 50에 접종시켜 37℃에서 OD570 = 0.375 ~ 0.400이 되도록 배양한 후, 균주배양액을 3,000rpm에서 10분간 원심분리 하였고, 얻어진 침전물을 0.1M CaCl2 용액으로 풀어준 뒤 30분간 얼음에 보관하였다. 그 후, 3,000rpm에서 7분간 원심분리한 뒤 0.1M CaCl2에 침전물을 녹이고, 상기 실시예 3의 재조합 벡터를 함께 섞어 얼음에 30분간 두었다가 42℃에서 90초간 열 충격을 주었다. 이 후, 10분간 얼음에 방치한 후, LB 배지 700를 첨가하여 37℃에서 1시간 진탕배양 하였다. 배양액을 12000rpm으로 수 초간 원심분리한 후, 100㎕만 남기고, 상등액을 제거하였으며, 남은 상등액으로 침전물을 녹였다. 이후 앰피실린(ampicillin, 50 mg/L), X-gal(200 mg/L in N-N dimethylformamide)이 첨가된 고체 LB 배지에 녹인 침전물을 전개하고, 37℃에서 12시간 배양한 후 고체 배지에서 저항성을 보이며 흰색의 콜로니를 형성하는 형질전환 콜로니를 선발하였다.
Escherichia coli DH10 was inoculated into LB 50, and OD 570 = 0.375-0.400, and the culture broth was centrifuged at 3,000 rpm for 10 minutes. The resulting precipitate was dissolved in 0.1 M CaCl 2 solution and then stored in ice for 30 minutes. Thereafter, the mixture was centrifuged at 3,000 rpm for 7 minutes, and the precipitate was dissolved in 0.1 M CaCl 2. The recombinant vector of Example 3 was mixed with ice for 30 minutes, and then thermally shocked at 42 ° C for 90 seconds. Thereafter, the cells were allowed to stand in ice for 10 minutes, and then LB medium 700 was added thereto, followed by shaking culture at 37 ° C for 1 hour. After centrifuging the culture at 12000 rpm for several seconds, only 100 μl was left, the supernatant was removed, and the precipitate was dissolved with the remaining supernatant. Subsequently, the precipitate dissolved in solid LB medium supplemented with ampicillin (50 mg / L) and X-gal (200 mg / L in NN dimethylformamide) was developed and cultured at 37 ° C. for 12 hours. Transgenic colonies forming visible and white colonies were selected.

실험예Experimental Example 2 : 재조합  2: Recombination DNADNA 분리 및 유전자 삽입 여부 조사 Detection of isolation and gene insertion

항생제가 첨가된 LB 배지 3ml에 상기 선발한 형질전환 콜로니를 접종한 후 37℃에서 12시간 배양하고, 배양액을 4℃에서 12,000rpm으로 10분간 원심분리 하였다. 침전된 균 덩어리에 Solution I(200㎕/ml)을 첨가하여 보텍스(vortex)를 수초 간 수행하여 충분히 풀어준 후, Solution (200㎕/ml)를 첨가하여 조심스럽게 섞어주어 세포막이 완전히 깨어지도록 실온에서 5분간 방치하였다. 이 후 Solution (200㎕/ml)를 첨가하여 잘 섞어주고, 얼음에서 10분간 방치한 뒤, 12,000rpm으로 4℃에서 10분간 원심분리 하여 상등액을 획득하였다. 획득한 상등액의 1/10 양의 NaOAc와 2.5배의 100% 에탄올을 첨가하여 -20℃에서 2시간 동안 재조합 DNA를 침전시킨 후, 원심분리하여 침전물을 얻었다. 70% 에탄올로 침전물을 세척한 다음 멸균 증류수에 녹여 사용하였다.The selected transformed colonies were inoculated in 3 ml of LB medium supplemented with antibiotics and cultured at 37 占 폚 for 12 hours. The culture broth was centrifuged at 12,000 rpm for 10 minutes at 4 占 폚. Solution (200 μl / ml) was added to the precipitated microbial cells, followed by vortexing for a few seconds, followed by solution (200 μl / ml) and carefully mixed. For 5 minutes. After that, Solution (200 μl / ml) was added and mixed well. After left on ice for 10 minutes, supernatant was obtained by centrifugation at 12,000 rpm for 10 minutes at 4 ° C. Recombinant DNA was precipitated at -20 ° C for 2 hours by adding 1/10 NaOAc and 2.5-fold 100% ethanol to the obtained supernatant, and centrifuged to obtain a precipitate. The precipitate was washed with 70% ethanol and dissolved in sterile distilled water.

배추로부터 증폭된 내건성 관련 유전자의 pGEM-T easy vector 내로의 삽입 여부를 확인하기 위해서 제한효소 EcoR을 상기 분리한 재조합 DNA에 처리하여 확인하였다(도 2). 도 2는 각 BrDSR-F와 BrDSR-R 프라이머 쌍을 사용한 RT-PCR에 의해 배추로부터 증폭된 BrDSR을 코딩하는 유전자를 pGEM-T easy vector에 넣은 후 정확한 삽입을 확인하기 위해 EcoRI 효소를 처리하여 확인한 사진이다. 그 결과, EcoRI처리에 의해 438bp의 삽입된 유전자와 pGEM-T easy vector로 두 개의 단편으로 분리되어, pGEM-T easy vector에 유전자가 삽입된 것을 확인할 수 있었다.
The restriction enzyme EcoR was confirmed to be inserted into the pGEM-T easy vector by amplifying the resistance-to-resistance gene from the Chinese cabbage (FIG. 2). Fig. 2 shows the results of RT-PCR using BrDSR-F and BrDSR-R primer pairs. The gene encoding BrDSR amplified from Chinese cabbage was inserted into pGEM-T easy vector, It is a photograph. As a result, it was confirmed by EcoRI treatment that the gene inserted into the pGEM-T easy vector was separated into two fragments by 438 bp inserted gene and pGEM-T easy vector.

실험예Experimental Example 3.  3. 내건성Dry 관련 유전자 전체 서열의 확인 Identification of the entire sequence of the relevant gene

다음으로, 상기 438bp의 삽입된 유전자의 염기서열을 확인하기 위하여, 삽입된 자리에 근접한 T7 및 SP6 프라이머를 이용하여 염기서열을 조사하였다. 염기서열 분석용 pGEM-T easy vector 내부에 클로닝 된 PCR 단편의 염기서열 분석은 GenBank BLAST program을 사용하여 이루어졌다. Next, in order to confirm the nucleotide sequence of the 438 bp inserted gene, nucleotide sequences were examined using T7 and SP6 primers close to the insertion site. Sequencing of the PCR fragments cloned into the pGEM-T easy vector for sequencing was performed using the GenBank BLAST program.

도 3은 RT-PCR에 의해 분리된 배추의 BrDSR을 코딩하는 유전자의 염기서열 및 아미노산 서열 결과이다. 확인된 염기서열(서열번호 3)을 바탕으로 시작 코돈(codon)과 종료 코돈을 결정하여 아미노산 서열(서열번호 4)을 결정한 후, 그것이 배추로부터 분리된 전장(full length)의 내건성 유전자 BrDSR로 명명하였다(도 3).
FIG. 3 shows the nucleotide sequence and amino acid sequence of the gene encoding BrDSR of Chinese cabbage separated by RT-PCR. The amino acid sequence (SEQ ID NO: 4) was determined by determining a start codon and a termination codon based on the confirmed nucleotide sequence (SEQ ID NO: 3), and it was named as a full-length resistant gene BrDSR isolated from Chinese cabbage (Fig. 3).

실험예Experimental Example 4.  4. BrDSRBrDSR 유전자의 형질전환용 재조합 벡터 제작 Production of recombinant vector for transformation of gene

분리한 BrDSR 유전자를 과발현(over-expression) 시키기 위하여 pH2GW7(VIB-Ghent University, Belgium)에 438bp의 BrDSR 유전자를 삽입하여 형질전환용 벡터인 pDSR을 제작하였다(도 4). 도 4는 RT-PCR에 의해 분리된 배추의 BrDSR 유전자를 과발현 시키는 형질전환용 과발현 벡터(pDSR)를 나타낸다.
In order to over-express the isolated BrDSR gene, pDSR, which is a transformation vector, was constructed by inserting a 438 bp BrDSR gene into pH2GW7 (VIB-Ghent University, Belgium) (FIG. Fig. 4 shows a transcriptional overexpression vector (pDSR) overexpressing the BrDSR gene of Chinese cabbage isolated by RT-PCR.

실험예Experimental Example 5:  5: BrDSRBrDSR 유전자가 형질전환된 담배 제작 Genetically transformed tobacco

배추의 BrDSR 유전자가 과발현된 담배 형질전환체를 작성하기 위하여 아그로박테리움에 의한 효율적인 배추의 형질전환방법(특허 등록 제0523758호, 2005.10.31.)을 변형하여 실시하였다. 세부 형질전환 방법은 하기와 같다.
In order to prepare a tobacco transformant overexpressing the BrDSR gene of Chinese cabbage, an efficient transformation method of Chinese cabbage by Agrobacterium (Patent Registration No. 0523758, October 31, 2005) was modified and carried out. The detailed transformation method is as follows.

1. 형질전환용 운반체(pDSR)를 함유하고 있는 아그로박테리움 투마파시엔의 배양 1. Culture of Agrobacterium tomafaciens containing the transduction carrier (pDSR)

담배에 접종하는 형질전환 매개체로는 식물형질전환용 벡터 pDSR을 함유하고 있는 아그로박테리움 투마파시엔(Agrobacterium tumefaciens) LBA4404/pDSR을 사용하였다. 이하에서 아그로박테리움 투마파시엔이라 함은 상기 아그로박테리움 투마파시엔 LBA4404/pDSR을 말한다.Transfected with a vector to switch to inoculate tobacco Agrobacterium tumefaciens containing a vector for plant transformation pDSR Solarium mapo-to-Hsien (Agrobacterium tumefaciens LBA4404 / pDSR were used. Hereinafter, Agrobacterium tomafachene refers to Agrobacterium tumefaciens LBA4404 / pDSR.

담배의 잎을 아그로박테리움 투마파시엔으로 접종시킬 때 형질전환의 효율을 높이기 위해, 먼저 형질전환용 운반체(pDSR)를 함유하고 있는 아그로박테리움 투마파시엔(Agrobacterium tumefaciens LBA4404/pDSR)을 스펙티노마이신(spectinomycin) 50 mg/L가 함유된 고체 YEP 배지에 평판배양하여 28℃에서 48시간 배양하였고, 배양된 아그로박테리움 투마파시엔 세포 중 몇몇 콜로니(colony)를 찍어 스펙티노마이신 50 mg/L가 함유된 5 mL 액체 YEP 배지에 접종하여 28℃에서 48시간 현탁배양 하였다. 배양된 현탁에서 700㎕를 추출한 다음, 0.02 mM Acetosyringone이 첨가되고 pH가 5.6으로 조정된 50ml 액체 YEP 배지에 첨가하여 28℃에서 OD600이 1.0이 될 때까지 현탁배양하였다. 마지막으로 배양된 현탁액은 원심분리기에서 4000rpm으로 15분간 원심분리시켜 25ml 액체 YEP 배지로 재현탁 되어 담배 잎의 접종에 사용되었다.
In order to increase the efficiency of transformation when the tobacco leaf is inoculated with Agrobacterium tomafaciens, Agrobacterium ( Agrobacterium tumefaciens), which firstly contains a transduction carrier (pDSR) tumefaciens LBA4404 / pDSR) was plated on a solid YEP medium containing 50 mg / L of spectinomycin and cultured at 28 ° C for 48 hours. Several colonies of the cultured Agrobacterium tmafaciens cells were photographed Was suspended in 5 mL of liquid YEP medium containing 50 mg / L of spectinomycin and suspension-cultured at 28 DEG C for 48 hours. 700 μl was extracted from the cultured suspension and added to 50 ml of liquid YEP medium to which 0.02 mM Acetosyringone was added and the pH was adjusted to 5.6, and suspension culture was performed at 28 ° C until the OD 600 reached 1.0. Finally, the cultured suspension was centrifuged at 4000 rpm for 15 minutes in a centrifuge, resuspended in 25 ml liquid YEP medium, and used for inoculation of tobacco leaves.

2. 담배 형질전환 및 슈트 유도2. Tobacco Transformation and Chute Induction

담배[Nicotiana tabacum SR1]를 무균상태에서 생육시킨 뒤 잎을 가로세로 10 mm로 자르고, 제작된 아그로박테리움 투마파시엔 현탁액에 1분간 침지시켜 접종하였다. 접종된 잎절편은 공동배양배지(MS기본배지, 3% sucrose, 0.8% plant agar, 1.5 mg/L BA, pH 5.7)에서 3일간 공동배양하였다. 이 후 잎절편을 액체 공동배양배지로 세척하여 아그로박테리움 투마파시엔을 씻어낸 후 슈트 유도배지(MS기본배지, 3% sucrose, 0.8% plant agar, 1.5 mg/L BA, 200 mg/L cefotaxime, pH 5.7)에 형질전환된 담배 잎절편을 배양하여 형질전환된 조직에서만 슈트가 유도되도록 하였다.
Tobacco [ Nicotiana tabacum SR1] was cultivated in an aseptic condition, and the leaves were cut into 10 mm in width and 10 mm in length, and then inoculated by immersing in a suspension of Agrobacterium tomafaciene for 1 minute. Inoculated leaf slices were co-cultured for 3 days in co-culture medium (MS base medium, 3% sucrose, 0.8% plant agar, 1.5 mg / L BA, pH 5.7). The leaf sections were then washed with a liquid co-culture medium to rinse the Agrobacterium tomafaciens, followed by shute induction medium (MS basal medium, 3% sucrose, 0.8% plant agar, 1.5 mg / L BA, 200 mg / L cefotaxime , pH 5.7), so that the shoot was induced only in the transformed tissue.

3. 뿌리 유도3. Root induction

유도된 형질전환 슈트를 절단하여 뿌리 유도배지(1/2 MS기본배지, 3% sucrose, 0.8% plant agar, 200 mg/L cefotaxime, pH 5.8)로 옮겨 뿌리 발생을 유도하였다. 뿌리가 생성된 담배 형질전환체는 멸균된 질석에 이식하여 순화시켰고 이후 화분에 이식하여 온실에서 재배하였다.
The induction transformants were cut and transferred to root induction medium (1/2 MS base medium, 3% sucrose, 0.8% plant agar, 200 mg / L cefotaxime, pH 5.8) to induce root development. Tobacco transgenic plants with roots were transplanted into sterilized vermiculite, purified, and then transplanted into pollen and grown in a greenhouse.

실험예Experimental Example 6.  6. PCRPCR 검정을 통한 형질전환체 선발 Selection of transgenic plants through assay

상기와 같이 pDSR 벡터를 이용하여 형질전환된 담배 형질전환체들을 대상으로 형질전환 유무를 확인하기 위하여, PCR 검정을 수행하였다. PCR assays were performed to confirm the transformation of tobacco transformants transformed with the pDSR vector as described above.

도 5는 BrDSR 과발현 벡터를 이용하여 생산된 담배 형질전환체의 형질전환 유무를 PCR 검정을 통해 분석한 결과이다. 그 결과, 히그로마이신(hygromycin) 저항성 유전자(hpt)를 대상으로 PCR 검정을 수행하여 생산된 5개체 모두 형질전환체로 확인되었다(도 5). PCR 프로그램은 94℃에서 2분간 초기 변성 시간을 둔 후, 94℃에서 30초, 60℃에서 30초, 72℃에서 1분으로 40회 반복(cycle) 실행하고, 마지막으로 72℃에서 10분간 최종 연장시킨 후, 4℃를 유지하여 전체 반응을 종료하였다. PCR 검정을 위해 사용된 primer인 HPT-F(서열번호 3)과 HPT-R(서열번호 4)의 염기서열은 [표 2]와 같다.FIG. 5 shows the results of PCR analysis of the transformation of tobacco transformants produced using the BrDSR overexpression vector. As a result, a PCR assay was performed on the hygromycin resistance gene ( hpt ), and all 5 individuals produced by the test were identified as transformants (FIG. 5). The PCR program was run for 40 cycles of 94 ° C for 30 seconds, 60 ° C for 30 seconds, and 72 ° C for 1 minute, after the initial denaturation time of 94 ° C for 2 minutes, After extension, the whole reaction was terminated by maintaining at 4 ° C. The nucleotide sequences of the primers HPT-F (SEQ ID NO: 3) and HPT-R (SEQ ID NO: 4) used for PCR assays are shown in Table 2.

프라이머primer 염기서열Base sequence HPT-F (서열번호 3)HPT-F (SEQ ID NO: 3) 5-TTT CCA CT GCG AGT AC-35-TTT CCA CT GCG AGT AC-3 HPT-R (서열번호 4)HPT-R (SEQ ID NO: 4) 5-TGT CGA GAA GTT TCT GAT CGA-35-TGT CGA GAA GTT TCT GAT CGA-3

실험예Experimental Example 7. 정량적인  7. Quantitative 리얼real -타임(-time( QuantitativeQuantitative realreal -- timetime ) ) RTRT PCRPCR 분석을 통한 형질전환체에서의 BrDSR 유전자의 발현 수준 분석 Analysis of expression levels of BrDSR gene in transformants

실험예 6에서 형질전환체로 확인된 5개체를 대상으로, 건조 스트레스 발생 시 체내 BrDSR 유전자의 발현 수준을 정량적인 리얼-타임(quantitative real-time) RT PCR로 분석하였다.The expression level of the BrDSR gene in the body during dry stress was analyzed by quantitative real-time RT PCR in 5 individuals identified as transformants in Experimental Example 6.

도 6은 PCR 검정으로 형질전환이 확인된 담배 형질전환체들을 대상으로 체내 BrDSR 유전자의 발현 수준을 quantitative real-time RT PCR 분석을 통해 확인한 결과이다. 그 결과, PCR 검정으로 형질전환이 확인된 담배 형질전환체들은 비형질전환체(CON) 보다 약 1.7 내지 2.6배까지 높은 발현 수준을 보였다(도 6). FIG. 6 shows the results of quantitative real-time RT PCR analysis of expression levels of the BrDSR gene in tobacco transformants transfected with PCR assay. As a result, the tobacco transformants whose transformation was confirmed by the PCR test showed an expression level of about 1.7 to 2.6 times higher than that of the non-transformant (CON) (FIG. 6).

PCR 프로그램은 먼저 42℃에서 30분간 cDNA 합성 후, 95℃에서 10분간 변성(denature) 시켰다. 그 후, 95℃에서 10초, 59℃에서 15초, 72℃에서 20초 반응을 35회 반복하였다. 발현 분석 방법은 증폭량에 따른 형광강도수치(fluorescence intensity data)를 각 cycle의 종료 시마다 측정하였고, 측정치는 Rotor-Gene 6000의 분석 소프트웨어에 의해 분석하였다. 각 형질전환체의 BrDSR 발현 값은 actin 유전자의 발현 값에 비례하여 상대적으로 계산하였다. 사용된 primer는 서열번호 1과 서열번호 2의 primer를 이용하였다.
The PCR program was first denatured at 95 ° C for 10 minutes, followed by cDNA synthesis for 30 minutes at 42 ° C. Thereafter, the reaction was repeated 35 times at 95 캜 for 10 seconds, 59 캜 for 15 seconds, and 72 캜 for 20 seconds. In the expression analysis method, fluorescence intensity data according to the amount of amplification was measured at the end of each cycle, and the measured values were analyzed by a Rotor-Gene 6000 analysis software. The BrDSR expression level of each transformant was calculated relative to the expression level of the actin gene. The primers used were SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2.

실험예Experimental Example 8. 건조 스트레스 발생 시 담배 형질전환체들의  8. In case of dry stress, tobacco transformants 내건성Dry 검정 black

히그로마이신(Hygromycin) 저항성 유전자를 이용한 PCR 검정으로 형질전환이 확인되고, 정량적인 리얼-타임(quantitative real-time) RT PCR 분석으로 비형질전환체 보다 높은 발현량이 확인된 5개체의 형질전환체들을 대상으로 실제 건조 스트레스 발생 시 표현형의 변화(내건성 여부)를 자연건조 처리 조건에서 관찰하였다. 건조 스트레스는 본엽이 7 ~ 9매가 된 비형질전환체와 형질전환체를 건조처리가 진행되는 동안 다른 어떠한 비생물적 자극(수분, 온도, 빛 등)이나 생물적 자극(병원균 감염, 해충 피해 등)이 발생하지 않는 제한된 조건(광도 250μmol·m-2·sec-1, 광주기 16시간 명처리/8시간 암처리, 생육온도 22℃, 습도 30 - 50%)에서 표현형적으로 도복(倒伏) 여부가 명확한 차이를 보이는 시기까지 실시하였다.Transformation was confirmed by PCR assays using the hygromycin resistance gene and quantitative real-time RT PCR analysis revealed 5 transformants with higher expression levels than non-transformants The changes of phenotype (whether or not dryness) were observed under natural drying conditions when actual dry stress occurred. Dry stress may be caused by any non-biological stimuli (moisture, temperature, light, etc.) or biological stimuli (pathogen infection, pest damage, etc.) during the drying process, ) Was phenotyped in a limited condition (luminosity of 250 μmol · m -2 · sec -1 , photoperiod of 16 hours treatment / 8 hours of cancer treatment, growth temperature of 22 ° C, humidity of 30 - 50% And to the time when there was a clear difference.

도 7은 내건성을 보이는 담배 형질전환체들을 대상으로 한 건조 스트레스 처리 후 표현형을 분석한 결과이다. 그 결과, 건조 처리 5일째가 되었을 때 대조군인 비형질전환체는 잎과 줄기의 탄력을 잃어 쓰러지기 시작하였으며, 7일 째 다시 수분을 공급하여도 회복하지 못하는 모습을 보였다. 반면, 형질전환체들은 모두 건조 처리 전과 동일한 모습을 유지하여 표현형상의 뚜렷한 차이를 보이지 않았다(도 7).
FIG. 7 shows the results of analysis of phenotype after dry stress treatment of tobacco transformants showing resistance to drying. As a result, at the 5th day of the drying treatment, the control group, non-transformant, lost its elasticity of leaves and stems and began to fall down. On the other hand, all of the transformants maintained the same shape as before the drying treatment, so that there was no significant difference in expression shape (FIG. 7).

<110> University-Industry Cooperation Group of Kyung Hee University <120> BrDSR Protein Implicated in Drought Stress Tolerance, Gene Encoding Thereof Protein and Transformed Plants with the Same <130> KPA140802KR <160> 6 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer BrDSR-F <400> 1 atgactttgc aagttttcca 20 <210> 2 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer BrDSR-R <400> 2 ttagagctcc tcagtacca 19 <210> 3 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer HPT-F <400> 3 tttccactgc gagtac 16 <210> 4 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer HPT-R <400> 4 tgtcgagaag tttctgatcg a 21 <210> 5 <211> 438 <212> DNA <213> BrDSR <400> 5 atgactttgc aagttttcca cttgctaagc atatctttag tcatcttctt tgtattctct 60 gtgaatgttg tcagtgagga ggattaccag agagcggtgc ctccggaaga taaaacgact 120 acggtttggt tctctaggat caaacagtct ggtaatgatt actgggggaa actcaaagag 180 agtttaggtc gtggtcacgc ccgctttttt cctccaaaca tagaaggaaa ggatgatcca 240 tcaatgggag caggaggaaa gatgaaagag gcggtcacaa ggagcttcga gcacagtaaa 300 gattcggtgg aggaagctgc cagatcagca gcggaggtgg cgtgtgatgc ggcggaagca 360 gttaaagaaa aggtgaagag gagcttttcc ggcagcgaga cgactcagca gcagtcatat 420 ggtactgagg agctctaa 438 <210> 6 <211> 145 <212> PRT <213> BrDSR <400> 6 Met Thr Leu Gln Val Phe His Leu Leu Ser Ile Ser Leu Val Ile Phe 1 5 10 15 Phe Val Phe Ser Val Asn Val Val Ser Glu Glu Asp Tyr Gln Arg Ala 20 25 30 Val Pro Pro Glu Asp Lys Thr Thr Thr Val Trp Phe Ser Arg Ile Lys 35 40 45 Gln Ser Gly Asn Asp Tyr Trp Gly Lys Leu Lys Glu Ser Leu Gly Arg 50 55 60 Gly His Ala Arg Phe Phe Pro Pro Asn Ile Glu Gly Lys Asp Asp Pro 65 70 75 80 Ser Met Gly Ala Gly Gly Lys Met Lys Glu Ala Val Thr Arg Ser Phe 85 90 95 Glu His Ser Lys Asp Ser Val Glu Glu Ala Ala Arg Ser Ala Ala Glu 100 105 110 Val Ala Cys Asp Ala Ala Glu Ala Val Lys Glu Lys Val Lys Arg Ser 115 120 125 Phe Ser Gly Ser Glu Thr Thr Gln Gln Gln Ser Tyr Gly Thr Glu Glu 130 135 140 Leu 145 <110> University-Industry Cooperation Group of Kyung Hee University <120> BrDSR Protein Implicated in Drought Stress Tolerance, Gene          Encoding Thereof Protein and Transformed Plants with the Same <130> KPA140802KR <160> 6 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer BrDSR-F <400> 1 atgactttgc aagttttcca 20 <210> 2 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer BrDSR-R <400> 2 ttagagctcc tcagtacca 19 <210> 3 <211> 16 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer HPT-F <400> 3 tttccactgc gagtac 16 <210> 4 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer HPT-R <400> 4 tgtcgagaag tttctgatcg a 21 <210> 5 <211> 438 <212> DNA <213> BrDSR <400> 5 atgactttgc aagttttcca cttgctaagc atatctttag tcatcttctt tgtattctct 60 gtgaatgttg tcagtgagga ggattaccag agagcggtgc ctccggaaga taaaacgact 120 acggtttggt tctctaggat caaacagtct ggtaatgatt actgggggaa actcaaagag 180 agtttaggtc gtggtcacgc ccgctttttt cctccaaaca tagaaggaaa ggatgatcca 240 tcaatgggag caggaggaaa gatgaaagag gcggtcacaa ggagcttcga gcacagtaaa 300 gattcggtgg aggaagctgc cagatcagca gcggaggtgg cgtgtgatgc ggcggaagca 360 gttaaagaaa aggtgaagag gagcttttcc ggcagcgaga cgactcagca gcagtcatat 420 ggtactgagg agctctaa 438 <210> 6 <211> 145 <212> PRT <213> BrDSR <400> 6 Met Thr Leu Gln Val Phe His Leu Leu Ser Ile Ser Leu Val Ile Phe   1 5 10 15 Phe Val Phe Ser Val Asn Val Val Ser Glu Glu Asp Tyr Gln Arg Ala              20 25 30 Val Pro Pro Glu Asp Lys Thr Thr Thr Val Trp Phe Ser Arg Ile Lys          35 40 45 Gln Ser Gly Asn Asp Tyr Trp Gly Lys Leu Lys Glu Ser Leu Gly Arg      50 55 60 Gly His Ala Arg Phe Phe Pro Pro Asn Ile Glu Gly Lys Asp Asp Pro  65 70 75 80 Ser Met Gly Ala Gly Gly Lys Met Lys Glu Ala Val Thr Arg Ser Phe                  85 90 95 Glu His Ser Lys Asp Ser Val Glu Glu Ala Ala Arg Ser Ala Ala Glu             100 105 110 Val Ala Cys Asp Ala Ala Glu Ala Val Lys Glu Lys Val Lys Arg Ser         115 120 125 Phe Ser Gly Ser Glu Thr Thr Gln Gln Gln Ser Tyr Gly Thr Glu Glu     130 135 140 Leu 145

Claims (10)

서열번호 6의 아미노산 서열로 이루어진 내건성 단백질 BrDSR(Brassica rapa Drought Stress Resistance).
A Brassica rapa Drought Stress Resistance (BrDS) protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 6.
제1항의 단백질을 코딩하는 유전자.
A gene encoding the protein of claim 1.
제2항에 있어서, 상기 유전자는 서열번호 5의 염기서열로 이루어지는 것인 유전자.
3. The gene according to claim 2, wherein the gene comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 5.
제2항에 있어서, 상기 유전자는 배추(Brassica rapa) 유래의 것인 유전자.
3. The method according to claim 2, wherein the gene is selected from the group consisting of Chinese cabbage The gene that is derived from rapa .
제2항에 있어서, 상기 유전자는 내혼계 배추(Brassica rapa ssp. pekinensis) 유래의 것인 유전자.
3. The method according to claim 2, wherein the gene is selected from the group consisting of Brassica rapa ssp. The gene that is derived from pekinensis .
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항의 유전자를 포함하는 재조합 벡터.
A recombinant vector comprising the gene of any one of claims 2 to 5.
제6항의 재조합 벡터에 의해 형질전환된 식물체.
A plant transformed by the recombinant vector of claim 6.
제7항에 있어서, 상기 식물체는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 밀, 팥, 귀리 또는 수수를 포함하는 식량 작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 또는 당근을 포함하는 채소 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 또는 유채를 포함하는 특용작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 또는 바나나를 포함하는 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 또는 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 또는 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료작물류로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 식물체.
8. The method according to claim 7, wherein the plant is selected from the group consisting of food crops including rice, wheat, barley, corn, soybean, potato, wheat, red bean, oats or millet; Vegetable crops including Arabidopsis, cabbage, radish, pepper, strawberry, tomato, watermelon, cucumber, cabbage, melon, squash, onions, onions or carrots; Special crops including ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, beet, perilla, peanut or rapeseed; Fruit trees including apple trees, pears, jujube trees, peaches, sheep grapes, grapes, citrus fruits, persimmons, plums, apricots or bananas; Roses, gladioluses, gerberas, carnations, mums, lilies or tulips; And feed crops including raglass, red clover, orchardgrass, alpha-alpha, tall fescue or perennialla grass.
제8항에 있어서, 상기 식물체는 담배인 것인 식물체.
9. The plant according to claim 8, wherein the plant is tobacco.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항의 유전자의 발현을 증가시켜 식물체의 내건성을 향상시키는 방법.
A method for enhancing plant tolerance by increasing the expression of the gene of any one of claims 2 to 5.
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김아람 등. 한국육종학회지. Vol. 46, No. 2, 페이지 143-151 (2014.06.)

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