KR101630837B1 - Antibiotic marker-free transgenic rice with TaGlu-Dy10 gene from Triticum asetivum - Google Patents

Antibiotic marker-free transgenic rice with TaGlu-Dy10 gene from Triticum asetivum Download PDF

Info

Publication number
KR101630837B1
KR101630837B1 KR1020140077137A KR20140077137A KR101630837B1 KR 101630837 B1 KR101630837 B1 KR 101630837B1 KR 1020140077137 A KR1020140077137 A KR 1020140077137A KR 20140077137 A KR20140077137 A KR 20140077137A KR 101630837 B1 KR101630837 B1 KR 101630837B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gene
rice
taglu
vector
promoter
Prior art date
Application number
KR1020140077137A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20160000496A (en
Inventor
박수권
박동수
황운하
신동진
김태헌
허연재
조준현
이종희
이지윤
한상익
송유천
남민희
Original Assignee
대한민국
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대한민국 filed Critical 대한민국
Priority to KR1020140077137A priority Critical patent/KR101630837B1/en
Publication of KR20160000496A publication Critical patent/KR20160000496A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101630837B1 publication Critical patent/KR101630837B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8216Methods for controlling, regulating or enhancing expression of transgenes in plant cells
    • C12N15/8222Developmentally regulated expression systems, tissue, organ specific, temporal or spatial regulation
    • C12N15/823Reproductive tissue-specific promoters
    • C12N15/8234Seed-specific, e.g. embryo, endosperm
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8201Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation
    • C12N15/8202Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation by biological means, e.g. cell mediated or natural vector
    • C12N15/8205Agrobacterium mediated transformation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8201Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation
    • C12N15/8209Selection, visualisation of transformants, reporter constructs, e.g. antibiotic resistance markers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Reproductive Health (AREA)
  • Pregnancy & Childbirth (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

본 발명은 식물체 형질전환에 관한 기술로서, 구체적으로 밀의 글루테닌 유전자인 TaGlu-Dy10를 형질전환시킨 벼에 관한 것이다.
본 발명의 형질전환 벼는 종자 내에 밀 글루테닌 단백질을 대량으로 축적할 수 있는 특성을 가지는 바, 이에 따라 글루테닌을 다량 함유한 벼의 생산이 가능하여 벼의 가공적성이 개선되며, 특히 항생제 내성 선발마커 유전자를 제거함으로써 안전한 형질전환 작물의 상용화가 가능하다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique of transgenic plants, and specifically relates to rice plants transformed with TaGlu-Dy10, a glutenin gene of wheat.
The transgenic rice of the present invention has a property of accumulating a large amount of wheat glutenin protein in seeds, and thus it is possible to produce rice containing a large amount of glutenin, thereby improving the processing aptitude of rice, Commercialization of safe transgenic crops is possible by removing the selection marker gene.

Description

밀(Triticum asetivum) 유래의 글루테닌 단백질 유전자(TaGlu-Dy10)가 도입된 항생제 마커프리 형질전환 벼{Antibiotic marker-free transgenic rice with TaGlu-Dy10 gene from Triticum asetivum}{Antibiotic marker-free transgenic rice with TaGlu-Dy10 gene from Triticum asetivum) with glutinin protein gene (TaGlu-Dy10) derived from wheat (Triticum asetivum)

본 발명은 식물체 형질전환에 관한 기술로서, 구체적으로 밀의 글루테닌 유전자인 TaGlu-Dy10 및 밀 유래 유전자 프로모터를 포함하는 벼 종자 특이적 재조합 발현벡터, 상기 발현벡터로 형질전환시킨 벼 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of transforming a plant, and more particularly, to a rice seed-specific recombinant expression vector comprising TaGlu-Dy10, a wheat glutenin gene, and a wheat-derived gene promoter, a rice transformed with the expression vector, .

세계 4대 식량작물 중 하나인 벼는 우리나라를 포함한 아시아 지역 사람들이 주식으로 이용하는 경제성이 매우 높은 작물에 해당하지만, 국내 쌀 가공식품의 시장규모는 약 1조원 수준으로 추정되며, 이는 전체 식품 매출액의 약 2% 수준에 불과한 수준이다. 이러한 쌀 가공식품 시장의 확대를 제약하는 요인 중에는 쌀 가공식품이 밀가루 제품에 대비하여 품질, 유통경쟁력 등의 취약함을 들 수 있다. 즉, 쌀 가공식품은 밀의 글루테닌 등과 같은 가공적성이 높은 특이적인 물성이 없어 반죽, 성형, 팽화 등의 가공적성이 밀가루에 비해 낮기 때문에 가공과정이 더 복잡하고 비용이 추가로 소요된다. 또한, 쌀빵이나 떡 등은 굳어버리는 경화속도가 빨라 밀가루 제품에 비해 유통기한이 짧고, 이에 따라 효율적 재고관리의 어려움도 존재한다. 따라서 쌀의 가공적성을 향상시키기 위한 연구는 계속되었으나, 현재까지 이렇다 할 해결방안을 찾지 못한 실정이다.
Rice, one of the world's four major food crops, is one of the most economically viable crops in Asia, including Korea. However, the market size of domestic processed rice is estimated at around W1tn, It is only about 2%. Among the factors limiting the expansion of the rice processed food market are the poor quality of rice processed products compared to flour products and competitiveness in distribution. In other words, the processed food of rice does not have specific physical properties such as wheat glutenin and the like, and the processability is further complicated and the cost is increased because the processing aptitude such as dough, molding, and puffing is lower than that of flour. In addition, rice bran and rice cakes have a hardening hardening speed, so that their shelf life is shorter than that of flour products, and thus there is a difficulty in efficient inventory management. Therefore, although the research for improving the processing aptitude of rice has been continued, there is no solution to this problem.

한편, 벼의 수량성과 품질 개선을 위해 관행 교배육종, 분자육종 및 형질전환방법 등 다양한 육종 방법이 동원되고 있으며, 이 중 형질전환 방법은 관행의 육종방법에 비해 농업적으로 유용한 유전자를 직접 작물에 도입함으로써 유전적으로 개량된 신품종을 개발할 수 있는 장점이 있다. 즉 농업분야에서의 형질전환기술은 병충해, 가뭄, 습해, 자외선 등 다양한 생물학적, 비생물학적 스트레스에 대한 내성 등 작물의 수량성 관련 형질은 물론, 아이소플라본, 비타민 A, 철분 등 작물의 유용성분을 증가시킬 수 있도록 하는 품질관련 형질의 개선을 위해 보다 직접적이고 적극적으로 활용할 수 있는 육종법이다. On the other hand, in order to improve the yield and quality of rice, various breeding methods such as cross breeding, molecular breeding and transformation methods have been mobilized. Among these methods, The introduction of new genetically modified varieties has the advantage of being able to develop. In other words, the transformation technology in the agricultural field increases the useful components of crops such as isoflavone, vitamin A, and iron, as well as the yield related traits of crops such as resistance to various biological and non-biological stresses such as pests, droughts, This is a breeding method that can be utilized more directly and positively to improve the quality related traits that can be made.

그러나 대부분의 기존의 형질전환기술은 유전자가 도입된 세포, 캘러스, 식물조직의 선발, 배양, 및 식물체 재분화를 위해 bar(Basta herbicide resistant gene), hpt(hygromycin phosphotransferase), NPTⅡ(neomycin phosphotransferase) 등의 제초제 및 항생제 저항성 유전자가 선발마커(selectable marker)로 이용된다. 선발마커 유전자는 목적유전자와 함께 동일 벡터에 탑재하여 식물조직에 형질전환 한 후 포스피노트리신 또는 하이그로마이신 B 등 항생제가 포함된 배지에서 선발 및 배양함으로써 효과적으로 형질전환 식물체를 생산하는 방법이다. 그러나 일반소비자들은 선발마커 유전자의 유해성 우려로, 형질전환작물 및 이를 원료로 한 가공식품에 대해 매우 부정적인 시각을 가지고 있어 형질전환작물의 실용화는 매우 어려운 실정이다.
However, most of the existing transgenic techniques are not suitable for the selection of cells, callus, and plant tissues with gene transfer, for the production of Basta herbicide resistant gene, hpt (hygromycin phosphotransferase) and NPT II (neomycin phosphotransferase) Herbicide and antibiotic resistance genes are used as selectable markers. The selection marker gene is inserted into the same vector together with the target gene, transformed into plant tissue, and then selected and cultured in a medium containing antibiotics such as phosphinotricin or hygromycin B to produce transgenic plants effectively. However, commercial consumers have a very negative view of transgenic crops and processed foods made of them as a result of concern about the risk of selection marker genes, making commercialization of transgenic crops very difficult.

이러한 배경 하에, 본 발명자들은 벼의 가공적성을 개선시키기 위하여 글루테닌을 함유한 벼를 생산할 수 있으면서도, 선발마커 유전자의 유해성으로부터 안전한 식물체를 개발하기 위하여 예의 노력한 결과, 밀 글루테닌 단백질 유전자를 벼에 형질전환시킴으로써 벼 종자에서도 상기 단백질을 발현시킬 수 있고, 이 과정에서 선발마커 유전자를 제거함으로써 형질전환 식물체의 안전성 또한 증진시킬 수 있는 밀 유래 유전자인 TaGlu-Bx7의 프로모터 및 TaGlu-Dy10 유전자를 도입한 형질전환 벼를 개발하고 본 발명을 완성하게 되었다.
Under these circumstances, the present inventors have made efforts to develop a plant that is safe from the harmfulness of the selection marker gene, while being able to produce rice containing glutenin in order to improve the processing aptitude of rice. As a result, The promoter of TaGlu-Bx7, which is a wheat-derived gene capable of enhancing the safety of the transgenic plant by removing the selection marker gene, and the TaGlu-Dy10 gene, which are capable of expressing the protein in rice seeds by transformation, So that the present invention has been completed.

본 발명의 목적은 밀(Triticum asetivum) 유래의 글루테닌 유전자 TaGlu-Bx7 프로모터 및 TaGlu-Dy10 유전자를 포함하는 벼 종자 특이적 TaGlu-Dy10 유전자 발현용 마커프리 재조합 발현벡터를 제공하는 것이다.The object of the present invention is to provide a process for the production of wheat ( Triticum specific promoter for expression of a rice seed-specific TaGlu-Dy10 gene, which comprises a glutinin gene TaGlu-Bx7 promoter and TaGlu-Dy10 gene derived from Aspergillus oryzae asetivum.

본 발명의 다른 목적은 상기 재조합 발현벡터로 형질전환된 형질전환 벼 또는 이의 종자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide transgenic rice plants transformed with the recombinant expression vectors or seeds thereof.

본 발명의 또 다른 목적은 (a) 상기 재조합 발현벡터를 제조하는 단계; (b) 상기 재조합 발현벡터를 벼에 형질전환하는 단계; 및 (c) 상기 형질전환 벼를 선발하는 단계를 포함하는, TaGlu-Bx7 프로모터 및 TaGlu-Dy10 유전자가 형질전환된 마커프리 형질전환 벼의 제조방법을 제공하는 것이다.
Yet another object of the present invention is to provide a recombinant expression vector comprising: (a) preparing said recombinant expression vector; (b) transforming the recombinant expression vector into rice; And (c) selecting the transformed rice. The present invention also provides a method for producing a marker-free transgenic rice plant transformed with the TaGlu-Bx7 promoter and the TaGlu-Dy10 gene.

상기의 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 밀 유래의 글루테닌 유전자 TaGlu-Bx7 프로모터 및 TaGlu-Dy10 유전자를 포함하는 벼 종자 특이적 TaGlu-Dy10 유전자 발현용 마커프리 재조합 발현벡터를 제공한다.
In one aspect of the present invention, there is provided a marker-free recombinant expression vector for expressing a rice seed-specific TaGlu-Dy10 gene comprising a wheat-derived glutenin gene TaGlu-Bx7 promoter and a TaGlu-Dy10 gene do.

벼에는 글루테닌이 존재하지 않으나, 본 발명에서 밀 가공적성에 관련된 TaGlu-Dy10 유전자를 TaGlu-Bx7 프로모터와 함께 벼에 형질전환시킴으로써, 벼의 가공적성을 향상시킬 수 있다. 특히 본 발명의 형질전환 벼에 도입되는 상기 재조합 발현벡터는 벼 종자에서 특이적으로 상기 유전자를 발현시킴과 동시에, 항생제 내성 선발마커 유전자가 제거되어 형질전환 작물에 대한 안전성을 증진시킬 수 있다.
Although there is no glutenin in rice, the processing ability of rice can be improved by transforming the TaGlu-Dy10 gene related to the milling suitability in rice with the TaGlu-Bx7 promoter in the present invention. In particular, the recombinant expression vector introduced into the transgenic rice of the present invention can express the gene specifically in rice seeds and at the same time, the antibiotic resistance selection marker gene can be removed, thereby enhancing the safety of the transgenic crop.

구체적으로, 밀 유래의 글루테닌 유전자 TaGlu-Bx7 프로모터 및 TaGlu-Dy10 유전자를 벡터에 도입하고, 항생제 내성 유전자를 제거함으로써 본 발명의 재조합 발현벡터를 수득할 수 있다.Specifically, the recombinant expression vector of the present invention can be obtained by introducing wheat-derived glutenin gene TaGlu-Bx7 promoter and TaGlu-Dy10 gene into a vector and removing the antibiotic resistance gene.

본 발명에서 용어, "밀(Triticum asetivum)"은 주로 온대지방에 분포하는 외떡잎식물로서, 소맥(小麥)이라고도 한다. 쌀과 함께 세계 4대 식량 작물로서, 90% 이상이 제분되어 제면·제빵·제과용 등으로 사용될 수 있다. 국내 품종으로는 수원85호, 수원86호를 비롯하여, 영광·장광·진광·진풍·조경·조광·내밀·다홍밀·청계밀·그루밀·올밀·수원215호 등의 품종이 보급되고 있으며, 바람직하게는 조경밀일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the term "wheat ( Triticum Asetivum "is a monocotyledonous plant distributed mainly in the temperate region. It is also called as wheat. It is the world's fourth largest food crop with rice and more than 90% can be milled to be used for noodles, baking, confectionery etc. Varieties such as Suwon 85, Suwon 86, Yeonggwang, Jangwang, Jeonggwon, Jinwol, Landscape, Landscape, Dwelling, Confectionery, Dahongmil, Cheongyeolmil, Grumil, Olmil, Suwon 215 are widely available But it is not limited thereto.

본 발명에서 용어, "글루테닌"은 밀에 함유된 단백질의 일종으로, 곁가지 사이의 상호작용으로 생긴 다리결합 때문에 공모양을 하고 있는 구형단백질 중의 하나이며, 물, 중성인 염의 용액, 묽은 에탄올에 녹지 않고 묽은 산이나 묽은 알칼리 용액에 쉽게 용해될 수 있다. 곡물에 들어 있는 비교적 단순한 단백질인 글루텔린(glutelin) 류에 속하며, 빵의 질감에 큰 영향을 미치는 단백질 혼합물인 글루텐(gluten)의 한 성분일 수 있다. 글루테닌은 고분자(96 내지 136 kDa) 및 저분자(36 내지 44 kDa)의 서브유닛으로 구성될 수 있다. 상기 고분자 글루테닌 서브유닛은 Glu -A1, Glu -B1Glu - D1 유전자에 의해 암호화될 수 있으며, 아미노산 서열에 따라서 x-타입 및 y-타입으로 구분될 수 있다. 한편, 저분자 글루테닌 서브유닛은 Glu -A3, Glu -B3Glu - D3 유전자에 의해 암호화될 수 있다. In the present invention, the term "glutenin" is a protein contained in wheat. It is one of the spherical proteins forming a ball shape due to the bridge formation caused by the interaction between side chains. It is a solution of water, neutral salt, dilute ethanol It does not dissolve and can be easily dissolved in dilute acid or dilute alkali solution. It can be a component of gluten, a relatively simple protein contained in grains, which is a protein mixture that greatly affects the texture of bread. Glutenin can be composed of a subunit of a polymer (96 to 136 kDa) and a low molecule (36 to 44 kDa). The high molecular glutenin subunit -A1 Glu, Glu and Glu -B1 - may be encrypted by the D1 gene, according to amino acid sequence can be divided into type x- and y- type. On the other hand, low molecular weight glutenin subunits is -A3 Glu, Glu and Glu -B3 - may be encoded by a gene D3.

본 발명에서 용어, "TaGlu-Dy10"은 밀에 존재하는 고분자 글루테닌 유전자 서브유닛 중의 하나로서, 밀가루의 반죽강화(dough strength)와 관련된 유전자로 알려져 있다. 상기 유전자에 대한 정보는 NCBI GenBank와 같은 공지의 데이터베이스로부터 얻을 수 있으며, 그 예로 Accession number가 X12929.2인 유전자일 수 있으며 그 염기서열을 서열번호 1에 나타내었으나, 본 발명의 TaGlu-Dy10와 동일한 활성을 갖는 한 제한없이 포함된다. 본 발명의 "유전자"에는 DNA, RNA 등이 포함될 수 있다. DNA에는 유전체 DNA(gemonic DNA), cDNA 등을 포함할 수 있으며, RNA에는 mRNA 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 유전자는 오픈리딩프레임(open reading frame)은 물론, TATA 박스나 폴리-A-tail 서열 등의 비번역 부위(UTR) 등을 모두 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.The term "TaGlu-Dy10" in the present invention is one of the polymeric glutenin gene subunits present in wheat and is known as a gene related to the dough strength of wheat flour. Information on the gene can be obtained from a known database such as NCBI GenBank. For example, the accession number may be X12929.2, and its nucleotide sequence is shown in SEQ ID NO: 1, but the same information as TaGlu-Dy10 of the present invention As long as they have activity. The "gene" of the present invention may include DNA, RNA, and the like. DNA may include gemonic DNA, cDNA, etc., and RNA may include mRNA and the like. The gene of the present invention may include, but is not limited to, an open reading frame as well as a non-translated region (UTR) such as a TATA box or a poly-A tail sequence.

본 발명에서 용어, "프로모터"는 일반적으로 전사를 개시하는 지점을 포함하는 암호화 부위의 상류 쪽에 위치하는 유전자 부위로, 흔히 유전자 발현을 조절하는 TATA 박스, CAAT 박스 부위, 외부 자극에 반응하여 유전자 발현에 영향을 주는 부위 및 위치와 방향에 상관없이 거의 모든 유전자의 발현을 촉진하는 인핸서(enhancer) 등으로 이루어져 있다. 바람직하게는 상기 TaGlu-Bx7 프로모터의 서열은 서열번호 2의 서열일 수 있으며, 여기서 TaGlu-Bx7 또한 밀에 존재하는 고분자 글루테닌 유전자 서브유닛 중의 하나에 해당한다.In the present invention, the term "promoter" is generally a gene site located upstream of an encoding site including a site for initiating transcription, and is usually a TATA box for regulating gene expression, a CAAT box site, And an enhancer which promotes the expression of almost all genes regardless of the position and direction. Preferably, the sequence of the TaGlu-Bx7 promoter may be the sequence of SEQ ID NO: 2, wherein TaGlu-Bx7 also corresponds to one of the polymeric glutenin gene subunits present in the wheat.

본 발명과 관련하여 구체적으로, 종래에는 유전자변형 식물체(GMO)를 제작할 때 가장 많이 사용하는, 바이러스 유래의 CaMV35S 프로모터를 일반적으로 사용하여 왔으나, 본 발명에서는 상기 프로모터 대신에 TaGlu-Bx7 프로모터를 도입하여 형질전환시킬 수 있으며, 이로써 벼 종자에서 특이적으로 발현되는 형질전환 벼를 수득할 수 있다.Specifically, in the present invention, a virus-derived CaMV35S promoter, which is most commonly used in the production of genetically modified plants (GMOs), has been generally used. In the present invention, a TaGlu-Bx7 promoter is introduced in place of the promoter Whereby transgenic rice that is specifically expressed in rice seeds can be obtained.

즉, 상기 프로모터 중에는 모든 조직에서 상시적으로 발현을 유도하는 프로모터 및 시간 또는 위치 특이적으로 발현을 유도하는 프로모터가 있으며, 바람직하게 본 발명에 따른 프로모터는 위치 특이적으로 발현을 유도하는 프로모터로서, 구체적으로 벼 종자에서 특이적으로 발현되는 TaGlu-Bx7의 프로모터일 수 있다. 본 발명에서 언급하는 "벼 종자 특이적 프로모터"는 상기 프로모터의 3' 위치에 연결되어 발현이 조절되는 유전자를 벼 종자 내에서 특이적으로 발현시키는 프로모터를 의미하며, 벼 종자 이외의 식물 조직에서는 상기 유전자의 발현이 거의 이루어지지 않는 것을 의미한다. 즉, 벼 종자 특이적 발현의 특성을 갖는 TaGlu-Bx7의 프로모터를 재조합 발현벡터에 함께 도입함으로써, TaGlu-Dy10 유전자의 종자 특이적 발현 형질전환용 벡터를 제조할 수 있다.
That is, among the promoters, there are a promoter that induces expression at all times in tissues and a promoter that induces expression in a time or position specific manner. Preferably, the promoter according to the present invention is a promoter that induces expression locally, Specifically, it may be a promoter of TaGlu-Bx7 specifically expressed in rice seeds. The term "rice seed-specific promoter" referred to in the present invention means a promoter that specifically expresses a gene whose expression is regulated by being linked to the 3 'position of the promoter in rice seeds. In plant tissues other than rice seeds, Which means that the expression of the gene is hardly achieved. That is, a seed-specific expression transformation vector of the TaGlu-Dy10 gene can be prepared by introducing a TaGlu-Bx7 promoter having characteristics of rice seed-specific expression into a recombinant expression vector.

본 발명에서 용어, "재조합 발현벡터"란 본 발명의 프로모터 및 상기 프로모터와 작동가능하게 연결되어 있는 목적 단백질을 암호화하는 유전자 서열이 삽입 또는 도입될 수 있는 당분야에 공지된 플라스미드, 바이러스 또는 기타 매개체를 의미한다. 구체적으로, 밀 글루테닌 유전자 TaGlu-Dy10의 발현 프로모터 및 상기 프로모터와 작동가능하게 연결되어 있는 밀 글루테닌 단백질을 암호화하는 TaGlu-Dy10 유전자 서열은 발현 조절 서열에 작동 가능하게 연결될 수 있으며, 상기 작동가능하게 연결된 유전자 서열과 발현 조절 서열은 선발마커 및 복제 개시점(replication origin)을 같이 포함하고 있는 하나의 재조합 발현벡터 내에 포함될 수 있다. 상기에서 용어, "작동 가능하게 연결(operably linked)"된다는 것은 적절한 분자가 발현 조절 서열에 결합될 때 유전자 발현을 가능하게 하는 방식으로 연결되는 것을 의미한다. 또한, 상기 용어, "발현 조절 서열(expression control sequence)"이란, 특정한 숙주 세포에서 작동 가능하게 연결된 폴리뉴클레오티드 서열의 발현을 조절하는 DNA 서열을 의미한다. 상기 조절 서열은 전사를 실시하기 위한 프로모터, 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열 및 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함할 수 있다.The term "recombinant expression vector" in the present invention means a plasmid, virus or other medium known in the art into which a promoter of the present invention and a gene sequence encoding the target protein operably linked to the promoter can be inserted or introduced . Specifically, the expression promoter of the wheat glutenin gene TaGlu-Dy10 and the TaGlu-Dy10 gene sequence encoding the wheat glutenin protein operably linked to the promoter may be operably linked to an expression control sequence, Linked gene sequences and expression control sequences can be contained within a recombinant expression vector containing both a selection marker and a replication origin. As used herein, the term "operably linked" means that the appropriate molecule is linked in such a way as to enable gene expression when bound to expression control sequences. The term "expression control sequence" also refers to a DNA sequence that regulates the expression of a polynucleotide sequence operably linked to a particular host cell. The regulatory sequence may include a promoter to effect transcription, an optional operator sequence to regulate transcription, a sequence encoding a suitable mRNA ribosome binding site, and a sequence to control the termination of transcription and translation.

본 발명에 따른 재조합 발현벡터는, 단백질 발현에 사용되는 기존의 벡터를 기본 골격으로 하여 본 발명의 TaGlu-Bx7의 프로모터를 삽입하고 상기 프로모터의 하류(downstream)쪽으로 TaGlu-Dy10를 암호화하는 염기서열을 삽입함으로써 제조할 수 있다. 따라서 본 발명에 사용될 수 있는 벡터로 식물 바이러스 벡터 등이 있으며, 구체적 예로서 pCHF3, pPZP, pGA, pCAMBIA 및 pBTEX 계열과 같은 바이너리벡터를 사용할 수 있다. 그러나 당업자라면 본 발명의 프로모터 및 상기 프로모터와 작동가능하게 연결되어 있는 목적 단백질을 암호화하는 염기서열을 숙주 세포내로 도입할 수 있는 벡터라면 어떠한 벡터라도 모두 사용할 수 있다. 바람직하게는 pBTEX 벡터를 사용할 수 있으며, 본 발명에서 pBTEX 벡터는 pCAMBIA1300 벡터에 있는 MCS 부분을 제한효소 EcoRI과 HindⅢ를 처리하여 MCS 부분을 제거하고 새롭게 35S promoter와 제한효소 위치 및 OCS teminater(Octopine synthase terminator)를 삽입하여 제작할 수 있다.The recombinant expression vector of the present invention can be obtained by introducing a promoter of TaGlu-Bx7 of the present invention using a conventional vector used for protein expression as a basic framework and encoding a base sequence encoding TaGlu-Dy10 downstream of the promoter Or by insertion. Therefore, the vectors that can be used in the present invention include plant virus vectors, and specific examples include binary vectors such as pCHF3, pPZP, pGA, pCAMBIA, and pBTEX series. However, those skilled in the art can use any vector as long as it can introduce the promoter of the present invention and the nucleotide sequence encoding the target protein operably linked to the promoter into the host cell. Preferably, the pBTEX vector can be used. In the present invention, the MCS part in the pCAMBIA1300 vector is treated with restriction enzymes EcoRI and HindIII to remove the MCS part, and the 35S promoter and the restriction enzyme site and the OPC supplier (Octopine synthase terminator ) Can be inserted.

한편, 발현벡터에 존재하는 항생제 저항성 유전자 및/또는 이의 프로모터를 제거하고 난 후, 남은 부분을 재결합(ligation)시킴으로써 상기 항생제 저항성 유전자 및/또는 이의 프로모터가 없는 마커프리 벡터를 제조할 수 있다.On the other hand, the antibiotic resistance gene and / or its promoter existing in the expression vector is removed, and the remaining part is ligated to produce the marker-free vector without the antibiotic resistance gene and / or its promoter.

본 발명에서 용어, "마커프리"는 항생제 내성 유전자가 없는 또는 항생제 내성 유전자를 제거한 것을 의미할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 용어, 항생제는 미생물 등이 생산하는 대사산물로서, 소량으로 다른 미생물의 발육을 억제하거나 사멸시키는 물질을 의미한다. 항생제의 종류에는 페니실린류, 세팔로스포린류, 아미노글리코사이드류, 테트라사이클린류, 클로람페니콜, 폴리펩티드류, 퀴놀론류 등이 존재하며, 바람직하게는 아미노글리코사이드류일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 하이그로마이신일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The term "marker-free" in the present invention can mean, but not be limited to, the absence of an antibiotic resistance gene or the removal of an antibiotic resistance gene. The term antibiotic is a metabolite produced by a microorganism or the like, and refers to a substance that suppresses or kills the growth of other microorganisms in a small amount. Examples of the antibiotics include penicillins, cephalosporins, aminoglycosides, tetracyclines, chloramphenicol, polypeptides, quinolones and the like, preferably aminoglycosides, and more preferably, But is not limited thereto.

본 발명의 재조합 발현벡터는 항생제 내성 유전자 및 이의 프로모터를 포함하지 않는다. 식물체의 형질전환에 있어, 배양세포에 외래유전자를 도입할 때 각 유전자산물을 모두 해석하지 않고도 외래유전자가 도입된 세포만을 선발할 수 있도록 선발마커(selectable marker)를 사용할 수 있으며, 일반적으로 항생제 내성 유전자를 선발마커로 하여 항생제 함유된 배지에서 배양시킴으로써 형질전환체만을 선발할 수 있도록 할 수 있다. 하지만, 바이오 안전성을 증진시키기 위하여 본 발명에서는 항생제 내성 유전자를 제거한 마커프리 형질전환 벼를 제공하기 위하여, 상기 재조합 발현벡터에서 항생제 내성 유전자 및 이의 프로모터를 제거하였다.The recombinant expression vector of the present invention does not contain an antibiotic resistance gene and its promoter. When transgenic plants are transfected with foreign genes, selectable markers can be used so that only the foreign gene-introduced cells can be selected without analyzing each gene product. Generally, antibiotic resistance The gene can be selected as a selection marker and cultured in an antibiotic-containing medium so that only the transformant can be selected. However, in order to enhance biosafety, in order to provide a marker-free transformed rice in which the antibiotic resistance gene was removed, the antibiotic resistance gene and its promoter were removed from the recombinant expression vector.

본 발명의 일 실시예에서는 pBTEX 벡터에 제한효소 EcoRI 및 KpnI을 처리함으로써, CaMV35S 프로모터를 제거하고, 밀 유래의 글루테닌 유전자인 TaGlu-Bx7의 프로모터를 삽입하였고, 이후 제한효소 XhoI과 EcoRI을 처리하여 하이그로마이신 저항성 유전자(HPTⅡ) 및 하이그로마이신 발현 프로모터를 제거하고 DNA 엑소뉴클레아제(DNA exonuclease)를 처리하여 잘려진 벡터 양쪽 말단(N-terminal, C-terminal)부위에 각각 남아 있는 XhoI과 EcoRI 부위를 평활말단(blunt-end)으로 만든 후 양쪽 말단을 자가결합(self-ligation)시킴으로써, 마커프리 벡터를 제조하였다. 이후 상기 마커프리 벡터에 TaGlu-Dy10 유전자를 제한효소 KpnI 및 XbaI 위치에 맞게 삽입함으로써, 밀 TaGlu-Dy10 유전자의 종자 특이적 발현 형질전환용 벡터를 제조하였다(실시예 1-1 내지 1-3).
In one embodiment of the present invention, the pBTEX vector was treated with restriction enzymes EcoRI and KpnI to remove the CaMV35S promoter and insert the promoter of TaGlu-Bx7, which is a glutenin gene derived from wheat, and then treated with restriction enzymes XhoI and EcoRI The hygromycin resistance gene (HPT II) and the hygromycin expression promoter were removed and the DNA exonuclease was treated to remove Xho I and EcoRI (SEQ ID NO: 2) residues at the two ends of the truncated vector (N-terminal, C-terminal) The marker-free vector was prepared by blunt-ending the site and then self-ligation at both ends. Then, a seed-specific expression transformation vector of the wheat TaGlu-Dy10 gene was prepared by inserting the TaGlu-Dy10 gene into the marker-free vector in accordance with the restriction enzymes KpnI and XbaI (Examples 1-1 to 1-3) .

또 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 재조합 발현벡터로 형질전환된 형질전환 벼 또는 이의 종자를 제공한다.
In another aspect, the present invention provides transgenic rice plants transformed with the above recombinant expression vectors or seeds thereof.

본 발명에서 용어, "형질전환"은 일반적으로 DNA를 숙주로 도입하여 DNA가 염색체외 인자로서 또는 염색체 통합완성에 의해 복제가능하게 되는 것을 의미할 수 있다. 상기 형질전환은 당 분야에서 공지된 바와 같이 숙주 세포에 따라 적합한 표준 기술을 선택하여 수행할 수 있으며, 바람직하게는 식물 병원균 아그로박테리움을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 아그로박테리움은 그들의 Ti(종양 유도성, tumor-inducing) 또는 Ri(뿌리 유도성, root-inducing) 플라스미드 DNA 중 일부(T-DNA)를 감염된 식물 세포 내로 전이 이식시키는 능력을 지니고 있다. 따라서 목적 유전자를 T-DNA 내에 재조합한 후 이를 보유한 균과 식물체를 공동 배양하면 식물 세포의 형질전환이 가능해진다. The term "transformation" as used herein in the context of the present invention may generally refer to the introduction of DNA into a host, such that the DNA is replicable as an extrachromosomal element or by chromosomal integration. The transformation can be carried out by selecting a suitable standard technique depending on the host cell as known in the art, and preferably, a plant pathogen Agrobacterium can be used, but is not limited thereto. The Agrobacterium has the ability to transduce some of its Ti (tumor-inducing) or Ri (root-inducing) plasmid DNA (T-DNA) into infected plant cells. Therefore, when the target gene is recombined in T-DNA and co-cultured with the bacteria and the plant having the gene, the transformation of the plant cell becomes possible.

본 발명에서 용어, "벼(Oryza sativa)"는 외떡잎식물 벼목 화본과의 한해살이풀 식용작물로서, 열매를 찧은 것을 쌀이라고 하며, 전세계 인구의 40% 정도가 쌀을 주식량으로 한다. 벼속에 속하는 식물로는 20여 종(種) 이상이 알려져 있으나 실제로 재배되고 있는 것은 벼(O. sativa)가 대부분이다. 본 발명의 형질전환 대상으로서, 구체적으로 풍옥, 수성, 팔굉, 팔달, 진흥, 재건, 팔금, 농백, 낙동, 관악, 진주, 설악, 동진 등이 있으나, 벼목에 속하는 식물체라면 이에 제한되지 않으며, 바람직하게는 동진벼일 수 있다.In the present invention, the term "rice (Oryza sativa) Is a perennial herbaceous crop of the unicorn plant lime blossom, and the fruit is called "rice." About 40% of the world's population is made up of rice as its main food source. It is well known that the plant is actually grown in rice (O. sativa). As the transgenic object of the present invention, there may be mentioned pung oak, water, palpop, palm, promotion, reconstruction, palm, rice paddy, nakdong, gwanak, pearl, It could be Dong Jinbin.

본 발명의 형질전환 벼는 밀 글루테닌 TaGlu-Dy10 유전자가 발현된 또는 발현될 수 있는 상태로 세포 내에 존재하는 벼의 형질전환 세포일 수 있다. 또한, 본 발명의 형질전환 벼는 상기 유전자가 도입된 형질전환세포를 포함한 벼의 식물체 전체 또는 일부 기관 등을 모두 포함할 수 있으며, 상기 유전자가 도입된 식물체의 유성생식 또는 무성생식에 의해 얻어질 수 있는 종자, 식물체 및 이의 조직이나 기관의 일부도 포함될 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 형질전환 벼는 기탁번호 KACC98037P인 것인 형질전환 벼 또는 이의 종자일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The transgenic rice of the present invention may be a rice transgenic cell in which the wheat glutenin TaGlu-Dy10 gene is expressed or can be expressed in the cell. In addition, the transgenic rice of the present invention may include all or part of rice plants including transgenic cells into which the gene is introduced, and may be obtained by ovarian reproduction or asexual reproduction of the plant into which the gene is introduced Seeds, plants and parts of tissues or organs thereof. Preferably, the transgenic rice of the present invention is the transgenic rice or its seed, which is the accession number KACC98037P, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에서는, 재조합벡터를 도입하기 위하여 아그로박테리움 매개 동시 형질전환법(Agrobacterium-mediated co-transformation)을 사용하였으며, 구체적으로 마커프리 벡터만을 포함하는 아그로박테리움 및 공벡터만을 포함하는 아그로박테리움을 3:1 비율로 동시에 벼 캘러스에 접종시켰다(실시예 2).
In one embodiment of the present invention, Agrobacterium-mediated co-transformation was used to introduce the recombinant vector, specifically Agrobacterium containing the marker-free vector and only the vector Agrobacterium was inoculated simultaneously to the calli at a ratio of 3: 1 (Example 2).

또 하나의 양태로서, 본 발명은 (a) 상기 재조합 발현벡터를 제조하는 단계; (b) 상기 재조합 발현벡터를 벼에 형질전환하는 단계; 및 (c) 상기 형질전환 벼를 선발하는 단계를 포함하는, TaGlu-Bx7 프로모터 및 TaGlu-Dy10 유전자가 형질전환된 항생제 마커프리 형질전환 벼의 제조방법을 제공한다.
In another embodiment, the present invention provides a method for producing a recombinant expression vector, comprising: (a) preparing the recombinant expression vector; (b) transforming the recombinant expression vector into rice; And (c) selecting the transgenic rice, wherein the TaGlu-Bx7 promoter and TaGlu-Dy10 gene are transformed with the antibiotic marker-free transgenic rice.

본 발명의 (a) 단계는 상기 재조합 발현벡터를 제조하는 단계로서, 상기에서 설명한 바와 같다.
The step (a) of the present invention is the step of preparing the recombinant expression vector, as described above.

본 발명의 (b) 단계는 상기 재조합 발현벡터를 벼에 형질전환하는 단계로서, 구체적으로 상기 (a) 단계를 통해 제조된, TaGlu-Bx7 프로모터 및 TaGlu-Dy10 유전자를 포함하는 항생제 마커프리 발현벡터를 아그로박테리움 균주에 도입시키는 단계에 해당하며, 상기 발현벡터, 아그로박테리움 및 이를 이용한 형질전환에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다. 본 발명의 (b) 단계에서는 형질전환 벼 생산을 위해 LBA4404, AGL1 및 EHA105 등 다양한 아그로박테리움이 제한없이 이용될 수 있으며, 도입방법 역시 통상적인 아그로박테리움의 도입방법이 적용될 수 있다.The step (b) of the present invention is a step of transforming the recombinant expression vector into rice, and more particularly, an antibiotic marker-free expression vector comprising the TaGlu-Bx7 promoter and TaGlu-Dy10 gene prepared by the step (a) Is introduced into the Agrobacterium strain, and the expression vector, Agrobacterium and the transformation using the expression vector are as described above. In step (b) of the present invention, a variety of Agrobacterium such as LBA4404, AGL1 and EHA105 may be used without limitation for the production of transgenic rice, and the conventional methods for introducing Agrobacterium can also be adopted.

본 발명의 일 실시예에서는 마커프리 벡터만을 포함하는 아그로박테리움 및 공벡터만을 포함하는 아그로박테리움을 3:1 비율로 동시에 벼 캘러스에 접종시켰다(실시예 3).
In one embodiment of the present invention, Agrobacterium containing only the marker-free vector and Agrobacterium containing only the empty vector were inoculated simultaneously to the calli at a ratio of 3: 1 (Example 3).

본 발명의 (c) 단계는 상기 형질전환 벼를 선발하는 단계로서, 구체적으로 상기 재조합 발현벡터가 도입된 아그로박테리움을 벼 또는 벼의 조직과 배양하여 형질전환 벼를 선발하는 단계를 의미한다.The step (c) of the present invention is a step of selecting the transgenic rice, and specifically refers to a step of selecting transgenic rice by culturing Agrobacterium having the recombinant expression vector introduced therein with rice or rice tissue.

보다 구체적으로, 상기 (a) 단계에서 제조된 발현벡터가 도입된 아그로박테리움을 벼 또는 벼의 조직과의 배양을 통해 벼의 조직을 형질전환시킬 수 있는데, 이 때 벼의 조직은 배발생 캘러스일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이후 항생제 함유 배지 및 목적 유전자 특이적 프라이머를 이용하여 형질전환된 벼를 선발할 수 있다.More specifically, the Agrobacterium containing the expression vector prepared in the step (a) may be transformed into a tissue of rice by culturing the Agrobacterium with the tissue of rice or rice. At that time, But is not limited thereto. Thereafter, the transformed rice can be selected using the antibiotic-containing medium and the target gene-specific primer.

본 발명의 일 실시예에서는, TaGlu-Dy10가 형질전환된 벼를 선발하기 위하여 1차적으로 항생제(하이그로마이신)를 함유한 배지를 이용하였고(실시예 3-1), 이후 상기 1차 선발된 개체를 대상으로, TaGlu-Dy10 유전자에 특이적인 프라이머를 사용하여 중합효소연쇄반응(PCR)을 통하여 2차 선발하였다(실시예 3-2).
In one embodiment of the present invention, a medium containing antibiotics (hygromycin) was first used to select the rice plants transformed with TaGlu-Dy10 (Example 3-1), and then the first selected (Example 3-2). The primers specific for the TaGlu-Dy10 gene were used for the secondary selection through PCR (polymerase chain reaction).

본 발명의 형질전환 벼는 종자 내에 밀 글루테닌 단백질을 대량으로 축적할 수 있는 특성을 가지는 바, 이에 따라 글루테닌을 다량 함유한 벼의 생산이 가능하여 벼의 가공적성이 개선되며, 특히 항생제 내성 선발마커 유전자를 제거함으로써 안전한 형질전환 작물의 상용화가 가능하다.
The transgenic rice of the present invention has a property of accumulating a large amount of wheat glutenin protein in seeds, and thus it is possible to produce rice containing a large amount of glutenin, thereby improving the processing aptitude of rice, Commercialization of safe transgenic crops is possible by removing the selection marker gene.

도 1a는 pCAMBIA1300의 개열지도를 나타낸 도이다.
도 1b는 pCAMBIA1300의 MCS 부분을 나타낸 도이다.
도 1c는 pCAMBIA1300을 변형시켜 만든 pBTEX 벡터의 유전자 발현 부분을 나타낸 도이다.
도 2a는 프로모터 교체 및 TaGlu-Dy10 유전자 삽입 마커프리 형질전환 벡터의 모식도이다.
도 2b는 하이그로마이신 유전자가 삽입된 형질전환 벡터의 모식도이다.
도 3은 벼 캘러스 유기단계부터 형질전환 벼(T0)의 선발, 재분화 및 양성에 이르기까지의 과정을 나타낸 사진이다.
도 4는 TaGlu-Dy10 형질전환 식물체의 PCR를 이용한 2차 선발 과정에서의 전기영동 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 종자 내 TaGlu-Dy10 유전자의 발현을 나타낸 도이다.
도 6은 2차 선발을 거친 29개체의 유전자 군별 형질전환 식물체(T0)의 유전자의 삽입 수를 나타낸 도이다.
도 7은 선발된 형질전환 종자(T1) 내 글루테닌 단백질의 발현량을 나타낸 도이다.
도 8은 세대진전을 통한 마커프리 형질전환 벼를 선발하기 위하여 TaGlu-Dy10와 HPTⅡ의 유전자가 분리되는 현상을 나타낸 도이다.
1A is a diagram showing a cleavage map of the pCAMBIA1300.
1B shows an MCS portion of pCAMBIA1300.
1C is a diagram showing a gene expression portion of a pBTEX vector prepared by modifying pCAMBIA1300.
2A is a schematic diagram of a promoter replacement and TaGlu-Dy10 gene insertion marker-free transformation vector.
2B is a schematic diagram of a transformed vector into which a hygromycin gene is inserted.
FIG. 3 is a photograph showing the process from selection of rice callus organism to selection, regeneration and positive transformation of transgenic rice (T 0 ).
FIG. 4 is a diagram showing electrophoresis results in a second selection process using PCR of TaGlu-Dy10 transgenic plants. FIG.
Fig. 5 shows the expression of the TaGlu-Dy10 gene in the seed.
FIG. 6 is a diagram showing the number of genes inserted into transgenic plants (T 0 ) of 29 individuals by secondary selection.
FIG. 7 is a graph showing the expression amount of glutenin protein in the selected transformed seed (T 1 ).
FIG. 8 is a diagram showing the separation of genes of TaGlu-Dy10 and HPTII to select marker-free transgenic rice through generational development.

이하, 하기 예에 의하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 하기 예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 이들만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention.

실시예Example 1: 유전자 발현 프로모터 교체 및  1: Replacement of gene expression promoter and 마커프리Marker-free 벡터 제작 Vector production

실시예Example 1-1: 밀  1-1: Mill 글루테닌Glutenin 유전자 프로모터로의 교체 Replacement with a gene promoter

밀 글루테닌 유전자 TaGlu-Dy10의 발현이 보다 잘 일어나게 하기 위하여, CaMV35S 프로모터를 밀 유래의 TaGlu-Bx7 유전자의 프로모터로 교체하였다.For better expression of the wheat glutenin gene TaGlu-Dy10, the CaMV35S promoter was replaced with a wheat-derived TaGlu-Bx7 promoter.

구체적으로, pCAMBIA1300에서 변형된 pBTEX 벡터를 사용하였으며, 상기 pBTEX벡터는 pCAMBIA1300벡터에 있는 MCS 부분을 제한효소 EcoRI과 HindⅢ를 처리하여 MCS 부분을 제거하고 새롭게 35S promoter와 제한효소 위치 및 OCS teminater(Octopine synthase terminator)를 삽입하여 pBTEX 벡터를 제작하였다(도 1a 내지 도 1c).Specifically, the pBTEX vector modified in pCAMBIA1300 was used. The pBTEX vector was obtained by treating the MCS portion in the pCAMBIA1300 vector with the restriction enzymes EcoRI and HindIII to remove the MCS portion and newly introducing the 35S promoter, the restriction enzyme site and the OCS provider (Octopine synthase terminator) was inserted to construct a pBTEX vector (Figs. 1A to 1C).

상기 pBTEX 벡터에 제한효소 EcoRI 및 KpnI(New England Biolab, 영국)을 각각 1 U(unit, 1U는 37℃에서 DNA 1 ㎍을 자를 수 있는 양)을 처리함으로써, CaMV35S 프로모터를 제거하고, 밀 유래의 TaGlu-Bx7 유전자의 프로모터를 삽입하였다.
The CaMV35S promoter was removed by treating the pBTEX vector with 1 U (restriction enzyme, EcoRI and KpnI (New England Biolab, UK) each in an amount of 1 U (at which 1 U of DNA was cleaved at 37 캜) The TaGlu-Bx7 gene promoter was inserted.

실시예Example 1-2:  1-2: 마커프리Marker-free 벡터의 제조 Manufacture of vector

형질전환 벼의 안전성 증진을 위해 항생제 내성 유전자 및 이의 프로모터를 제거한 마커프리 벡터를 제조하였다.In order to improve the safety of transgenic rice plants, antibiotic resistant genes and their promoter - free marker - free vectors were prepared.

구체적으로, 상기 실시예 1-1에 따라 프로모터가 교체된 벡터를 제한효소 XhoI과 EcoRI(New England Biolab, 영국)을 각각 1 U을 처리하여 하이그로마이신 저항성 유전자(HPTⅡ) 및 하이그로마이신 발현 프로모터를 제거하였다. 이후, DNA 엑소뉴클레아제(DNA exonuclease, TAKARA, 일본)를 처리하여 잘려진 벡터 양쪽 말단(N-terminal, C-terminal) 부위에 각각 남아 있는 XhoI과 EcoRI 부위를 평활말단으로 만들었으며, 이들 양쪽 말단을 서로 자체 결합(self-ligation)시켰다.Specifically, the vector in which the promoter was replaced according to the above-mentioned Example 1-1 was treated with 1 U of restriction enzymes XhoI and EcoRI (New England Biolab, UK), respectively, to obtain a hygromycin resistance gene (HPTII) and a hygromycin expression promoter . Thereafter, XhoI and EcoRI sites remaining in the truncated vector N-terminal and C-terminal regions were treated with a DNA exonuclease (TAKARA, Japan) Were self-ligated to each other.

그 결과, 항생제인 하이그로마이신 저항성 유전자(HPTⅡ) 유전자 및 하이그로마이신 발현 프로모터가 제거된 마커프리 벡터가 제조되었다.
As a result, a marker-free vector in which the hygromycin resistance gene (HPTII) gene and the hygromycin expression promoter were removed was prepared.

실시예Example 1-3: 밀 유래의  1-3: Wheat-derived TaGluTaGlu -- Dy10Dy10 유전자 형질전환용 벡터의 제조 Preparation of vector for gene transformation

밀 유래의 TaGlu-Dy10 유전자 및 TaGlu-Bx7의 프로모터를 포함한 형질전환 벼를 제조하기 위하여, 형질전환을 위한 재조합벡터를 제조하였다.To produce transgenic rice plants containing the TaGlu-Dy10 gene derived from wheat and the TaGlu-Bx7 promoter, recombinant vectors for transformation were prepared.

구체적으로, 밀 Seri82 품종으로부터 양쪽 말단에 제한효소 KpnI 및 XbaI(New England Biolab, 영국)의 절단 위치를 붙여 TaGlu-Dy10 유전자를 증폭하였다. 이후, 상기 증폭된 유전자를 pGEM T easy(Promega) 벡터에 클로닝하였다.Specifically, TaGlu-Dy10 gene was amplified by attaching cleavage sites of restriction enzymes KpnI and XbaI (New England Biolab, UK) to both ends from wheat Seri82 varieties. Then, the amplified gene was cloned into pGEM T easy (Promega) vector.

forward primerforward primer reverse primerreverse primer TAGlu-Dy10TAGlu-Dy10 5'-AGGGTACCGAGATGGCTAAGCGCCTGG-3'
(서열번호 3)
5'-AGGGTACCGAGATGGCTAAGCGCCTGG-3 '
(SEQ ID NO: 3)
5'-GATCTAGATCACTGCCTGGTCGACAATG-3’
(서열번호 4)
5'-GATCTAGATCACTGCCTGGTCGACAATG-3 '
(SEQ ID NO: 4)

상기 표 1의 정방향 프라이머(forward primer)는 KpnI 위치를 포함하고 있고, 역방향 프라이머(reverse primer)는 XbaI 위치를 포함하고 있다.The forward primer of Table 1 contains the KpnI site and the reverse primer contains the XbaI site.

그 후, 상기 실시예 1-2에서 제작된 마커프리 벡터에 상기 유전자를 제한효소 KpnI 및 XbaI(New England Biolab, 영국) 위치에 맞게 삽입함으로써, 밀 TaGlu-Dy10 유전자의 종자 특이적 발현 형질전환용 벡터를 제조하였다.Thereafter, seed-specific expression transformation of the wheat TaGlu-Dy10 gene was performed by inserting the gene into the marker-free vector prepared in Example 1-2 in accordance with the positions of restriction enzymes KpnI and XbaI (New England Biolab, UK) Vector.

상기와 같이 제작된 밀 유래의 TaGlu-Dy10 유전자의 형질전환용 벡터의 모식도는 도 2a에 도시된 바와 같다.
The schematic diagram of the vector for transformation of the TaGlu-Dy10 gene derived from wheat as described above is as shown in Fig. 2A.

실시예Example 2: 밀 유래의  2: wheat-derived TaGluTaGlu -- Dy10Dy10 유전자의 형질전환 Transformation of genes

상기 실시예 1에 따라 제조한 형질전환용 벡터를 이용하여, 기존에 밀 글루테닌을 발현하지 않는 이종식물인 벼에 형질전환함으로써 형질전환 벼를 제조하고자 하였다.Using the transfection vector prepared in Example 1, transgenic rice plants were produced by transfecting rice plants, which are heterogeneous plants that do not express wheat glutenin.

구체적으로 상기 재조합벡터를 도입하기 위하여, 아그로박테리움 매개 동시 형질전환법(Agrobacterium-mediated co-transformation)을 사용하였다.Specifically, in order to introduce the recombinant vector, Agrobacterium-mediated co-transformation was used.

상기 실시예 1에서 제조한 TaGlu-Dy10 유전자가 삽입된 마커프리 벡터와 하이그로마이신(HPTⅡ) 저항성 유전자만으로 구성된 공벡터를 독립적으로 아그로박테리움 EHA105에 도입하였고, TaGlu-Dy10 유전자가 삽입된 마커프리 벡터와 공벡터가 삽입된 아그로박테리움을 카나마이신 항생제가 포함된 YEP media에서 28℃에서 3일간 증식하였다. 동진벼 캘러스는 동진벼 현미를 캘러스 유기배지(N6 salts with vitamins, 2.5 g/ℓ proline, 2 mg/ℓ 2,4-D, 0.5 g/ℓ casamino acid, 30 g/ℓ sucrose and 2 g/ℓ gelrite, pH 5.7)에 치상하고 25℃, 21일간 암상태에서 유기하였다. A blank vector consisting of the marker-free vector and the hygromycin (HPTII) resistance gene prepared in Example 1 alone was introduced into Agrobacterium EHA105 independently, and the marker-free vector containing the TaGlu-Dy10 gene inserted therein Agrobacterium with a vector and a ball vector was grown in YEP media containing kanamycin antibiotics at 28 ° C for 3 days. Dongjinbyeon callus was cultivated in Dongjinbyeon brown rice with callus organic medium (N6 salts with vitamins, 2.5 g / ℓ proline, 2 mg / 2,4-D, 0.5 g / ℓ casamino acid, 30 g / ℓ sucrose and 2 g / pH 5.7) and incubated at 25 ° C for 21 days in a dark state.

3일간 증식시킨 아그로박테리움은 200 μM 아세토실링곤이 포함된 부유 배지(suspension medium, N6 salts with vitamins, 2 mg/ℓ 2,4-D, 0.5 g/ℓcasamino acid, 30 g/ℓ sucrose, and 10 g/ℓ glucose, pH 5.7)에 희석하여 TaGlu-Dy10 유전자가 삽입된 마커프리 벡터와 하이그로마이신(HPTⅡ) 저항성 유전자만으로 구성된 공벡터를 포함하는 아그로박테리움 농도를 각각 0.01(OD600=0.01)로 만들어 동진벼 캘러스에 각각의 EHA105 아그로박테리움을 3:1 비율로 혼합하여 벼 캘러스에 접종하여 공동배양 배지(N6 salts with vitamins, 2mg/ℓ 2,4-D, 0.5g/ℓ casaminoacid, 30g/ℓ sucrose, 10g/ℓ glucose, and 2g/ℓ gelrite, pH 5.2 with 200μM acetosyringone as a final concentration)에 3일간 벼 캘러스와 아그로박테리움을 공동배양을 하였다. 3일 후 250 mg/ℓ cefotaxime 과 150 mg/ℓ timentin이 포함된 배지로 캘러스를 세척한 후 선발 배지에 치상하였다.
Agrobacterium grown for 3 days was suspended in suspension medium (N6 salts with vitamins, 2 mg / l 2,4-D, 0.5 g / l casamino acid, 30 g / l sucrose, and 10% g / ℓ glucose, pH 5.7) to TaGlu-Dy10 gene is inserted, marker-free vector and hygromycin (HPTⅡ) the Agrobacterium concentration, respectively of 0.01 containing the empty vector composed only of resistance genes diluted in (OD 600 = 0.01) (N6 salts with vitamins, 2 mg / 2,4-D, 0.5 g / ℓ casaminoacid, 30 g / ℓ) were inoculated into rice callus and mixed with each EHA105 Agrobacterium in a ratio of 3: The co-cultivation of rice callus and Agrobacterium was carried out for 3 days in a final concentration of 10 μg / l sucrose, 10 g / l glucose, and 2 g / l gelrite, pH 5.2 with 200 μM acetosyringone as a final concentration. After 3 days, the callus was washed with medium containing 250 mg / l cefotaxime and 150 mg / l timentin, and the embryos were placed on the selection medium.

실시예Example 3: 형질전환 벼( 3: Transgenic rice ( TT 00 )의 선발) Selection

실시예Example 3-1: 항생제 함유 배지를 이용한 1차 선발 3-1: First selection with antibiotic-containing medium

상기 실시예 2를 통해 형질전환 하고자 한 벼 중에서, 1차적으로 TaGlu-Dy10 유전자가 실제로 형질전환된 벼를 선발하기 위하여, 항생제(하이그로마이신)를 함유한 배지를 이용하였다. A medium containing an antibiotic (hygromycin) was used in order to select the rice in which the TaGlu-Dy10 gene was actually transformed in the rice from the rice to be transformed in the above Example 2.

구체적으로, 상기 아그로박테리움을 접종시킨 벼 캘러스를 항생제인 하이그로마이신을 함유한 배지에서 배양시킴으로써 형질전환 벼를 선발하였다. 2 mg/ℓ 2,4-D, 50 mg/ℓ 하이그로마이신(hygromycin)과 250 mg/ℓ 세포탁심(cefotaxime)이 함유된 선발배지에 4주간 배양하여 하이그로마이신 저항성인 캘러스를 암조건에서 선발하고 선발된 캘러스를 재분화배지(NAA 0.1 mg/ℓ, Kinetin 2 mg/ℓ, Cefotaxime 250 mg/ℓ, 50 mg/ℓ Hygromycin)에 3-4주간 빛이 있는 배양실에서 식물체를 재분화하였다.Specifically, transgenic rice plants were selected by culturing the rice calli inoculated with Agrobacterium in a medium containing hygromycin, an antibiotic. Cultured in a selective medium containing 2 mg / l 2,4-D, 50 mg / l hygromycin and 250 mg / l cell cefotaxime for 4 weeks to induce hygromycin-resistant callus in a dark condition The selected and selected calli were regenerated in regeneration medium in light regeneration medium (NAA 0.1 mg / ℓ, Kinetin 2 mg / ℓ, Cefotaxime 250 mg / ℓ, 50 mg / ℓ Hygromycin) for 3-4 weeks.

그 결과, TaGlu-Dy10가 형질전환된 식물체 수는 총 290개체로 확인되었다. 이는 하이그로마이신을 갖고 있는 공벡터만 가지는 식물체 및 공벡터와 마커프리벡터를 모두 가진 식물체의 개체 수에 해당한다.
As a result, the total number of plants transformed with TaGlu-Dy10 was 290. This corresponds to the number of plants having both a ball vector having only a ball vector carrying hygromycin and a marker vector and a marker free vector.

실시예Example 3-2:  3-2: 글루테닌Glutenin 유전자 특이적  Gene-specific 프라이머를Primer 이용한 2차 선발 2nd selection using

상기 1차 선발된 290개체를 대상으로, 상기 290개체 중 공벡터만을 가지는 식물체를 제거하고, TaGlu-Dy10 유전자와 공벡터를 함께 포함된 식물체만을 선발하기 위해서 TaGlu-Dy10 유전자 특이적인 프라이머를 사용하여 중합효소연쇄반응(PCR)을 통하여 밀 글루테닌 유전자를 포함하는 벼를 2차적으로 선발하였다.In order to select only the plants containing the TaGlu-Dy10 gene and the co-vector, the TaGlu-Dy10 gene-specific primers were used to remove the plants having only the empty vector among the 290 individuals selected from the first selection, The rice containing the wheat glutenin gene was secondarily selected through polymerase chain reaction (PCR).

게놈 DNA(genomic DNA)의 추출을 위하여, 재분화배지에서 선발된 유모의 잎에서 0.2 g을 막자사발에 넣고 액체질소를 이용하여 파쇄한 후 퀵프랩 버퍼(200 mM Tris-HCl, 250 mM NaCl, 25 mM EDTA, 0.5% SDS) 1.5 mL과 함께 튜브에 넣은 후, 60 ℃에 1 시간동안 반응시켰다. 10,000 X g에서 10 분간 원심분리하여 상층액 400 ㎕를 새 튜브에 넣고, 아이소프로판올(isopropanol) 300 ㎕를 첨가 후 잘 섞은 후, -80 ℃에서 30 분 반응시켰다. 20,000 X g에서 10 분 원심분리하여 상층액을 제거하고, 70% 에탄올을 넣고 가볍게 씻어준 후 30 분 건조하였다. DNA 추출버퍼(10 mM NH4OAC, 0.25 mM EDTA) 150 ㎕를 첨가 후 잘 섞어주었다. 60 ℃에서 1 시간 반응 후 10,000 X g에서 10 분간 원심분리하여 상층액 100 ㎕를 새 튜브에 넣었다. 이렇게 추출한 DNA를 이용하여 본 발명에 관련된 실험을 수행하였다.For extraction of genomic DNA, 0.2 g of the nursery leaves selected in the regeneration medium were placed in a mortar and shaken with liquid nitrogen, and then transferred to QuickPap buffer (200 mM Tris-HCl, 250 mM NaCl, 25 mM EDTA, 0.5% SDS), and reacted at 60 ° C for 1 hour. After centrifugation at 10,000 × g for 10 minutes, 400 μl of the supernatant was placed in a new tube, 300 μl of isopropanol was added, mixed well, and reacted at -80 ° C. for 30 minutes. The supernatant was removed by centrifugation at 20,000 × g for 10 minutes, and 70% ethanol was added, followed by gently rinsing and then drying for 30 minutes. 150 μl of DNA extraction buffer (10 mM NH 4 OAC, 0.25 mM EDTA) was added and mixed well. After reacting at 60 ° C for 1 hour, the mixture was centrifuged at 10,000 × g for 10 minutes, and 100 μl of the supernatant was placed in a new tube. Experiments related to the present invention were carried out using DNA thus extracted.

중합효소연쇄반응(PCR)은 GeneAmp system 9700(Applied Biosystems USA)를 사용하였으며, 증폭 조건으로는 추출된 각 계통의 50 ng의 게놈 DNA를 이용하여 30 ㎕의 부피(100 pM의 각 프라이머, 200 μM 각각의 dNTPs, 10 mM Tris-HCl pH 9.0, 2 mM MgCl2, 50 mM KCl, 0.1% Triton X-100 및 0.5 U Taq 중합효소) 조건에서 94.5 ℃ 5분, 94 ℃ 1분, 56 ℃ 1분, 72 ℃ 1분 30초, 35 번 반복 반응한 후 마지막으로 72 ℃에서 10분간 반응한 후 증폭된 생산물은 1 % 아가로스 겔(agarose gel)에 EtBr 0.5 ㎍/㎖를 넣고 UV 상에서 확인하였다.GeneAmp system 9700 (Applied Biosystems USA) was used for the PCR, and 50 ng of genomic DNA of each strain was used for amplification, and 30 μl of each primer (100 μM of each primer, 200 μM At 94.5 ° C for 5 min, at 94 ° C for 1 min, at 56 ° C for 1 min in conditions of each dNTPs, 10 mM Tris-HCl pH 9.0, 2 mM MgCl 2 , 50 mM KCl, 0.1% Triton X- , 72 ° C for 1 minute and 30 seconds, followed by 35 cycles of reaction. Finally, reaction was carried out at 72 ° C for 10 minutes. The amplified product was confirmed by UV with 0.5% EtBr / ml in 1% agarose gel.

forward primerforward primer reverse primerreverse primer Dy10Dy10 5'-CGCAAGACAATATGAGCAAAC-3’
(서열번호 5)
5'-CGCAAGACAATATGAGCAAAC-3 '
(SEQ ID NO: 5)
5'-GTTGCCTTTGTCCTGTGTGCT-3’
(서열번호 6)
Gt;
(SEQ ID NO: 6)
HPTⅡHPTⅡ 5'-CGCTTCTGCGGGCGATTT-3’
(서열번호 7)
5'-CGCTTCTGCGGGCGATTT-3 '
(SEQ ID NO: 7)
5'-CCCATTCGGACCGCAAGGA-3’
(서열번호 8)
5'-CCCATTCGGACCGCAAGGA-3 '
(SEQ ID NO: 8)

그 결과, TaGlu-Dy10가 형질전환된 식물체 수는 총 29개체로 확인되었다.
As a result, the total number of plants transformed with TaGlu-Dy10 was 29.

실시예Example 4: 종자( 4: Seed ( TT 1One ) 내 유전자 발현 확인) Confirm my gene expression

상기 실시예 3에서 선발한 밀 TaGlu-Dy10 유전자의 형질전환 벼가 다음 세대로까지 잘 유전될 수 있는지를 시험하기 위하여, 형질전환 식물체 T1 종자 내 TaGlu-Dy10 유전자의 안정적 발현 여부를 확인하였다.In order to test whether the transgenic rice of the wheat TaGlu-Dy10 gene selected in Example 3 can be inherited up to the next generation, the stable expression of the TaGlu-Dy10 gene in the transgenic plant T 1 seed was confirmed.

구체적으로, 유전자 군별 형질전환 식물체(T0)의 유전자 삽입 수 및 표현형 분석을 통하여 선발하였으며, 선발된 형질전환 T1 종자 내 단백질 발현량을 웨스턴 블랏 기법(x-타입 특이적 항체 사용)을 이용하여 조사하였다.Specifically, selection was made through gene insertion number and phenotypic analysis of transgenic plants (T 0 ) in each gene group, and the amount of protein expression in the selected transformed T 1 seeds was determined by Western blotting (using x-type specific antibody) Respectively.

구체적으로, 벼 종자 20립을 질소와 함께 파쇄하여 토탈 단백질을 추출 버퍼(0.1 ㎖ of 50% (v/v) 1-프로판올, 0.05 M Tris-HCl, pH 8.0, containing 1% DTT)에 녹여 원심분리(13,000g) 후 상층액을 정량하여 총 단백질 40 ㎍을 10% 아크릴아마이드 겔에 전기영동하였다. 전기영동된 젤을 PVDF membrane에 단백질을 이동시켜 1차 항체 및 2차 항체를 처리한 후 ECL 키트(GE healthcare, USA)를 사용하여 필름(AGFA, Belglum)에 노출시킨 후 단백질을 확인하였다. Specifically, the rice seeds 20 were ripped together with nitrogen and the total proteins were dissolved in extraction buffer (0.1 ml of 50% (v / v) 1-propanol, 0.05 M Tris-HCl, pH 8.0, containing 1% DTT) After separation (13,000 g), the supernatant was quantitated and 40 g of total protein was electrophoresed on 10% acrylamide gel. The electrophoretic gel was transferred to PVDF membrane, treated with primary antibody and secondary antibody, and exposed to a film (AGFA, Belglum) using ECL kit (GE healthcare, USA).

상기와 같이 유전자 삽입 수에 따른 단백질 발현량을 분석하였으며, 최종적으로 상기 단백질 발현이 확인된 18계통을 선발하였다.As described above, the amount of protein expression according to the number of gene insertions was analyzed, and finally 18 lines in which the protein expression was confirmed were selected.

최종 선발된 18계통의 형질전환 벼에서 밀 글루테닌 TaGlu-Dy10 단백질의 발현량을 확인한 결과는 도 7과 같다. 도 7에 나타난 바와 같이, 대부분의 형질전환 벼에서 밀 글루테닌 TaGlu-Dy10 단백질을 발현하는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 #13, #16, #29, #21, #19, #23 및 #25의 형질전환 벼가 단백질 발현이 현저한 것을 확인할 수 있었다.The expression level of the wheat glutenin TaGlu-Dy10 protein in the transgenic rice plants of the 18 lines selected finally is shown in Fig. As shown in FIG. 7, it was confirmed that wheat glutenin TaGlu-Dy10 protein was expressed in most of the transgenic rice plants. Especially, in the case of # 13, # 16, # 29, # 21, # 19, # 23 and # 25 It was confirmed that the expression of protein in transgenic rice was remarkable.

이후, 세대진전을 통해서 마커프리 벡터만을 포함하는 식물체를 얻기 위하여, 도 8에서와 같이 #23라인에서 세대진전을 통한 마커프리 형질전환 벼를 선발하였고, 그 결과 도 8의 1번, 3번, 4번, 7번, 10번, 14번, 15번, 21번 라인에서 항생제 내성 유전자(HPTⅡ) 밴드가 형성되지 않음을 확인함으로써 이들 마커프리 형질전환 벼를 선발하였다.8, marker-free transgenic rice plants were selected through generation progression in line # 23 as shown in FIG. 8, and as a result, These marker-free transgenic rice plants were selected by confirming that no antibiotic resistance gene (HPTII) bands were formed in lines 4, 7, 10, 14, 15 and 21.

이에, 본 발명자들은 상기와 같이 항생제 내성 유전자(HPTⅡ) 밴드가 형성되지 않으면서 밀 글루테닌 Dy10 단백질을 가장 많이 발현하는 #23 형질전환 벼 종자를 TaGlu-Dy10로 명명하고, 2014년 4월 10일자로 농촌진흥청 농업유전자원 센터에 수탁번호 KACC98037P로 기탁하였다.
Thus, the present inventors named TaGlu-Dy10 as the # 23 transgenic rice seed which expresses most of the wheat glutenin Dy10 protein without forming the antibiotic resistance gene (HPTII) band as described above, And deposited with the National Institute of Agricultural Science and Technology, RDA, under accession number KACC98037P.

이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해하여야 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
From the above description, it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. In this regard, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the appended claims.

국립농업과학원 농업유전자원센터National Institute of Agricultural Science KACC98037PKACC98037P 2014041020140410

<110> REPUBLIC OF KOREA(MANAGEMENT : RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION) <120> Antibiotic marker-free transgenic rice with TaGlu-Dy10 gene from Triticum asetivum <130> KPA140348-KR <160> 8 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 1947 <212> DNA <213> Triticum asetivum Glu-Dy10 <400> 1 atggctaagc ggctggtcct ctttgcggca gtagtcatcg ccctcgtggc tctcaccact 60 gctgaaggtg aggcctctag gcaactacag tgtgagcgcg agctccagga gagctcgctt 120 gaggcatgcc ggcaggttgt ggaccaacag ttggccggtc ggctgccatg gagcacgggg 180 ctccagatgc gatgctgcca gcagctccga gatgttagcg ccaagtgccg ctccgtcgcc 240 gtcagccaag tcgcaagaca atatgagcaa actgtggtgc cgcccaaggg cggatccttc 300 taccctggtg agaccacgcc actgcagcaa ctccaacaag gaatattttg gggaacatct 360 tcacaaacag tacaagggta ttacccaggc gtaacttctc ctcggcaggg gtcatattat 420 ccaggccaag cttctccaca acagccagga caagggcaac agcctggcaa atggcaagaa 480 ccaggacaag ggcaacaatg gtactaccca acttctttgc agcagccagg acaagggcaa 540 cagataggaa aagggcaaca agggtactac ccaacttctc tgcagcagcc aggacaaggg 600 caacaagggt actacccaac ttctctgcag cacacaggac aaaggcaaca accagtacaa 660 gggcaacaac cagaacaagg gcaacaacca ggacaatggc aacaagggta ctatccaact 720 tctccacaac agctaggaca agggcaacaa ccaagacaat ggcaacaatc aggacaaggg 780 caacaagggc actacccaac ttctctacaa cagccaggac aagggcaaca agggcattac 840 ctagcttctc agcagcagcc aggacaaggg caacaagggc actacccagc ttctcagcag 900 cagccaggac aagggcaaca agggcactac ccagcttctc agcagcagcc aggacaaggg 960 caacaagggc actacccagc ttctcagcaa gagccaggac aagggcaaca agggcaaatc 1020 ccagcttctc agcagcagcc aggacaaggg caacaagggc actacccagc ttctctgcag 1080 caaccaggac aagggcaaca agggcattac ccaacttctc tacagcagct aggacaaggg 1140 caacaaacag gacagccagg acaaaagcaa caaccaggac aagggcaaca aacaggacaa 1200 gggcaacagc cagaacaaga gcaacaacca ggacaagggc aacaaggata ctatccaact 1260 tctctgcagc agccaggaca agggcaacag caaggacaag ggcaacaagg gtactaccca 1320 acttctctcc agcagccagg acaagggcaa caagggcact acccagcttc tctgcagcag 1380 ccaggacaag gacagccagg acaaaggcaa caaccaggac aagggcaaca tccagaacaa 1440 gggaaacaac caggacaagg gcaacaaggg tactatccaa cttctccaca gcagccagga 1500 caagggcaac aactaggaca agggcaacaa gggtactacc caacttctcc gcagcagcca 1560 ggacaagggc aacaaccagg acaagggcaa caagggcact gcccaacgtc cccgcagcag 1620 tcaggacaag cgcaacaacc aggacaaggc caacaaatag gacaagtgca acaaccagga 1680 caagggcaac aagggtacta cccaacttct gtgcagcagc ctggacaagg gcaacaatca 1740 ggacaagggc aacagtcagg acaaggacac caaccaggac aagggcagca atcaggacaa 1800 gagcaacaag gctacgacag cccataccat gttagcgcag agcagcaagc ggccagccca 1860 atggtggcaa aggcgcagca gcccgcgaca cagctgccga cagtgtgtcg gatggagggg 1920 ggcgacgcat tgtcggctag ccagtga 1947 <210> 2 <211> 1358 <212> DNA <213> Triticum asetivum Glu-Bx7 promoter <400> 2 ctgcccagca aagcgcgctc aactcttcta gtctaaataa ctagcatcca ctaacacatt 60 tctcccgaca tgcaagcacg tcacctatga aaatgcccac ctcaatatgc aaccatgcat 120 agaagaaagc tcacctcagc atgcaaacat gcagcataat ttccatttta cttggctatt 180 tatgtttgat aaatatttca caaatataca ataatcaaaa acaataaatt atatgtgttt 240 ttagttttag ttctcatatc caaatataca tgtttcatac aaccaaatct catttaaata 300 tattgtaaaa tattccggca acaacttgtg gggtacatct agttacagtg gaatattagt 360 gatggcgtga gcaagcgata aggccaacga gagaagaagt gcgtcgtcta tggaggccag 420 ggaaagacaa tggacatgca aagaggtagg ggcagggaag aaacacttgg agatcataga 480 agaacataag aggttaaaca taggagggca taatggacaa ttaaatctac attaattgaa 540 ctcatttggg aagtaaacaa aatccatatt ctggtgtaaa tcaaactatt tgacgcggat 600 ttactaagat cctatgttaa ttttagacat gactggccaa aggtttcagt tagttcattt 660 gtcacggaaa ggtgttttca taagtccaaa actctaccaa cttttttgca cgtcatagca 720 tagatagatg ttgtgagtca ttggatagat attgtgagtc agcatggatt tgtgttgcct 780 ggaaatccaa ctaaatgaca agcatcaaaa cctgaaatgg gctttaggag agatggttta 840 tcaatttaca tgttccatgc aggctacctt ccactactcg acatggttag aagttttgag 900 tgccgcatat ttgcggaagc aatggcacta ctcgacatgg ttagaagttt tgagtgccgc 960 atatttgcgg aagcaatggc taacagatac atattctgcc aaaccccaag agggataatc 1020 actcctctta gataaaaaga acagaccaat gtacaaacat ccacacttct gcaaacaata 1080 caccagaact aggattaagc ccattacgtg gctttagcag accgtccaaa aatctgtttt 1140 gcaagcacca attgctcctt acttatccag cttcttttgt gttggcaaac tgcccttttc 1200 caaccgattt tgttcttctc acgctttctt cataggctaa actaacctcg gcgtgcacac 1260 aaccatgtcc tgaaccttca cctcgtccct ataaaagccc atccaacctt cacaatctca 1320 tcatcaccca caacaccgag caccccaatc tacagatc 1358 <210> 3 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TaGlu-Dy10 forward primer <400> 3 agggtaccga gatggctaag cggctgg 27 <210> 4 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TaGlu-Dy10 reverse primer <400> 4 gatctagatc actggctagc cgacaatg 28 <210> 5 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Dy10 forward primer <400> 5 cgcaagacaa tatgagcaaa c 21 <210> 6 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Dy10 reverse primer <400> 6 gttgcctttg tcctgtgtgc t 21 <210> 7 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HPTII forward primer <400> 7 cgcttctgcg ggcgattt 18 <210> 8 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HPTII reverse primer <400> 8 cccattcgga ccgcaagga 19 <110> REPUBLIC OF KOREA (MANAGEMENT: RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION) <120> Antibiotic marker-free transgenic rice with TaGlu-Dy10 gene from          Triticum acetine <130> KPA140348-KR <160> 8 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 1947 <212> DNA <213> Triticum acetylum Glu-Dy10 <400> 1 atggctaagc ggctggtcct ctttgcggca gtagtcatcg ccctcgtggc tctcaccact 60 gctgaaggtg aggcctctag gcaactacag tgtgagcgcg agctccagga gagctcgctt 120 gaggcatgcc ggcaggttgt ggaccaacag ttggccggtc ggctgccatg gagcacgggg 180 ctccagatgc gatgctgcca gcagctccga gatgttagcg ccaagtgccg ctccgtcgcc 240 gtcagccaag tcgcaagaca atatgagcaa actgtggtgc cgcccaaggg cggatccttc 300 taccctggtg agaccacgcc actgcagcaa ctccaacaag gaatattttg gggaacatct 360 tcacaaacag tacaagggta ttacccaggc gtaacttctc ctcggcaggg gtcatattat 420 ccaggccaag cttctccaca acagccagga caagggcaac agcctggcaa atggcaagaa 480 ccaggacaag ggcaacaatg gtactaccca acttctttgc agcagccagg acaagggcaa 540 cagataggaa aagggcaaca agggtactac ccaacttctc tgcagcagcc aggacaaggg 600 caacaagggt actacccaac ttctctgcag cacacaggac aaaggcaaca accagtacaa 660 gggcaacaac cagaacaagg gcaacaacca ggacaatggc aacaagggta ctatccaact 720 tctccacaac agctaggaca agggcaacaa ccaagacaat ggcaacaatc aggacaaggg 780 caacaagggc actacccaac ttctctacaa cagccaggac aagggcaaca agggcattac 840 ctagcttctc agcagcagcc aggacaaggg caacaagggc actacccagc ttctcagcag 900 cagccaggac aagggcaaca agggcactac ccagcttctc agcagcagcc aggacaaggg 960 caacaagggc actacccagc ttctcagcaa gagccaggac aagggcaaca agggcaaatc 1020 ccagcttctc agcagcagcc aggacaaggg caacaagggc actacccagc ttctctgcag 1080 caaccaggac aagggcaaca agggcattac ccaacttctc tacagcagct aggacaaggg 1140 caacaaacag gacagccagg acaaaagcaa caaccaggac aagggcaaca aacaggacaa 1200 gggcaacagc cagaacaaga gcaacaacca ggacaagggc aacaaggata ctatccaact 1260 tctctgcagc agccaggaca agggcaacag caaggacaag ggcaacaagg gtactaccca 1320 acttctctcc agcagccagg acaagggcaa caagggcact acccagcttc tctgcagcag 1380 ccaggacaag gacagccagg acaaaggcaa caaccaggac aagggcaaca tccagaacaa 1440 gggaaacaac caggacaagg gcaacaaggg tactatccaa cttctccaca gcagccagga 1500 caagggcaac aactaggaca agggcaacaa gggtactacc caacttctcc gcagcagcca 1560 ggacaagggc aacaaccagg acaagggcaa caagggcact gcccaacgtc cccgcagcag 1620 tcaggacaag cgcaacaacc aggacaaggc caacaaatag gacaagtgca acaaccagga 1680 caagggcaac aagggtacta cccaacttct gtgcagcagc ctggacaagg gcaacaatca 1740 ggacaagggc aacagtcagg acaaggacac caaccaggac aagggcagca atcaggacaa 1800 gagcaacaag gctacgacag cccataccat gttagcgcag agcagcaagc ggccagccca 1860 atggtggcaa aggcgcagca gcccgcgaca cagctgccga cagtgtgtcg gatggagggg 1920 ggcgacgcat tgtcggctag ccagtga 1947 <210> 2 <211> 1358 <212> DNA <213> Triticum asetivum Glu-Bx7 promoter <400> 2 ctgcccagca aagcgcgctc aactcttcta gtctaaataa ctagcatcca ctaacacatt 60 tctcccgaca tgcaagcacg tcacctatga aaatgcccac ctcaatatgc aaccatgcat 120 agaagaaagc tcacctcagc atgcaaacat gcagcataat ttccatttta cttggctatt 180 tatgtttgat aaatatttca caaatataca ataatcaaaa acaataaatt atatgtgttt 240 ttagttttag ttctcatatc caaatataca tgtttcatac aaccaaatct catttaaata 300 tattgtaaaa tattccggca acaacttgtg gggtacatct agttacagtg gaatattagt 360 gatggcgtga gcaagcgata aggccaacga gagaagaagt gcgtcgtcta tggaggccag 420 ggaaagacaa tggacatgca aagaggtagg ggcagggaag aaacacttgg agatcataga 480 agaacataag aggttaaaca taggagggca taatggacaa ttaaatctac attaattgaa 540 ctcatttggg aagtaaacaa aatccatatt ctggtgtaaa tcaaactatt tgacgcggat 600 ttactaagat cctatgttaa ttttagacat gactggccaa aggtttcagt tagttcattt 660 gtcacggaaa ggtgttttca taagtccaaa actctaccaa cttttttgca cgtcatagca 720 tagatagatg ttgtgagtca ttggatagat attgtgagtc agcatggatt tgtgttgcct 780 ggaaatccaa ctaaatgaca agcatcaaaa cctgaaatgg gctttaggag agatggttta 840 tcaatttaca tgttccatgc aggctacctt ccactactcg acatggttag aagttttgag 900 tgccgcatat ttgcggaagc aatggcacta ctcgacatgg ttagaagttt tgagtgccgc 960 atatttgcgg aagcaatggc taacagatac atattctgcc aaaccccaag agggataatc 1020 actcctctta gataaaaaga acagaccaat gtacaaacat ccacacttct gcaaacaata 1080 caccagaact aggattaagc ccattacgtg gctttagcag accgtccaaa aatctgtttt 1140 gcaagcacca attgctcctt acttatccag cttcttttgt gttggcaaac tgcccttttc 1200 caaccgattt tgttcttctc acgctttctt cataggctaa actaacctcg gcgtgcacac 1260 aaccatgtcc tgaaccttca cctcgtccct ataaaagccc atccaacctt cacaatctca 1320 tcatcaccca caacaccgag caccccaatc tacagatc 1358 <210> 3 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TaGlu-Dy10 forward primer <400> 3 agggtaccga gatggctaag cggctgg 27 <210> 4 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> TaGlu-Dy10 reverse primer <400> 4 gatctagatc actggctagc cgacaatg 28 <210> 5 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Dy10 forward primer <400> 5 cgcaagacaa tatgagcaaa c 21 <210> 6 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Dy10 reverse primer <400> 6 gttgcctttg tcctgtgtgc t 21 <210> 7 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HPTII forward primer <400> 7 cgcttctgcg ggcgattt 18 <210> 8 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> HPTII reverse primer <400> 8 cccattcgga ccgcaagga 19

Claims (10)

서열번호 2의 염기서열로 이루어지는 밀(Triticum asetivum) 유래의 글루테닌 유전자 TaGlu-Bx7 프로모터 및 서열번호 1의 염기서열로 이루어지는 TaGlu-Dy10 유전자를 포함하는 벼 종자 특이적 TaGlu-Dy10 유전자 발현용 마커프리 재조합 발현벡터를 포함하는, 기탁번호 KACC98037P로 기탁된 형질전환된 종자.
A marker gene for expressing a rice seed-specific TaGlu-Dy10 gene comprising a Taqlu-Bx7 promoter derived from Triticum asetivum having a nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and a TaGlu-Dy10 gene comprising a nucleotide sequence of SEQ ID NO: Transformed seed deposited with Accession No. KACC98037P, containing a recombinant expression vector.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 발현벡터는 항생제 내성 유전자 및 이의 프로모터가 없는 것을 특징으로 하는 것인, 기탁번호 KACC98037P로 기탁된 형질전환된 종자.
3. The transformed seed according to claim 1, wherein the expression vector is free of an antibiotic resistance gene and its promoter, deposited at Accession No. KACC98037P.
제4항에 있어서, 상기 항생제는 하이그로마이신인 것인, 기탁번호 KACC98037P로 기탁된 형질전환된 종자.
5. The transformed seed according to claim 4, wherein the antibiotic is hygromycin, deposited with Accession No. KACC98037P.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 형질전환은 아그로박테리움을 매개로 한 것인, 기탁번호 KACC98037P로 기탁된 형질전환된 종자.
2. The transformed seed of claim 1, wherein said transformation is mediated by Agrobacterium.
제1항에 있어서, 상기 벼는 동진벼인 것인, 기탁번호 KACC98037P로 기탁된 형질전환된 종자.
The transformed seed deposited with the deposit No. KACC98037P according to claim 1, wherein the rice is Dongjin rice.
제1항, 제4항, 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항의 기탁번호 KACC98037P로 기탁된 형질전환된 종자가 발아된 형질전환 벼.
Transgenic rice germinated with the transformed seed deposited at accession number KACC98037P of any one of claims 1, 4, 5, 7 and 8.
(a) 서열번호 2의 염기서열로 이루어지는 밀(Triticum asetivum) 유래의 글루테닌 유전자 TaGlu-Bx7 프로모터 및 서열번호 1의 염기서열로 이루어지는 TaGlu-Dy10 유전자를 포함하는 벼 종자 특이적 TaGlu-Dy10 유전자 발현용 마커프리 재조합 발현벡터를 제조하는 단계;
(b) 상기 재조합 발현벡터를 벼에 형질전환하는 단계; 및
(c) 상기 형질전환 벼를 선발하는 단계를 포함하는, 제9항의 형질전환 벼의 제조방법.
(a) Expression of a rice seed-specific TaGlu-Dy10 gene comprising the glutinin gene TaGlu-Bx7 promoter derived from Triticum asetivum consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and the TaGlu-Dy10 gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: Producing a marker-free recombinant expression vector;
(b) transforming the recombinant expression vector into rice; And
(c) selecting said transgenic rice plants.
KR1020140077137A 2014-06-24 2014-06-24 Antibiotic marker-free transgenic rice with TaGlu-Dy10 gene from Triticum asetivum KR101630837B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140077137A KR101630837B1 (en) 2014-06-24 2014-06-24 Antibiotic marker-free transgenic rice with TaGlu-Dy10 gene from Triticum asetivum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140077137A KR101630837B1 (en) 2014-06-24 2014-06-24 Antibiotic marker-free transgenic rice with TaGlu-Dy10 gene from Triticum asetivum

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160000496A KR20160000496A (en) 2016-01-05
KR101630837B1 true KR101630837B1 (en) 2016-06-17

Family

ID=55164472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140077137A KR101630837B1 (en) 2014-06-24 2014-06-24 Antibiotic marker-free transgenic rice with TaGlu-Dy10 gene from Triticum asetivum

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101630837B1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Soo-Kwon Park 등. Journal of Life Science. Vol. 23, No. 11, 페이지 1317-1324 (2013)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160000496A (en) 2016-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014144094A1 (en) Tal-mediated transfer dna insertion
JP5519192B2 (en) Gene for increasing protein content of seed and method for using the same
AU2018280528B2 (en) Method for improving transformation efficiency of plant and method for transforming plant
CN101932596A (en) A plant height regulatory gene and uses thereof
KR101560745B1 (en) Antibiotic marker-free transgenic rice with TaGlu-Bx7 gene from Triticum asetivum
AU2014337465B2 (en) Zea mays regulatory elements and uses thereof
KR101630836B1 (en) Antibiotic marker-free transgenic rice with TaGlu-Ax1 gene from Triticum asetivum
CN1423520B (en) Compositions and methods for modulation of plant cell division
KR101630837B1 (en) Antibiotic marker-free transgenic rice with TaGlu-Dy10 gene from Triticum asetivum
WO2019027871A1 (en) Peanut with reduced allergen levels
KR101576119B1 (en) Antibiotic marker-free transgenic rice with TaGlu-Dx5 gene from Triticum asetivum
JP4880338B2 (en) Transgenic rice expressing glutenin subunits of wheat
KR101874192B1 (en) OsTat1 gene enhancing plant disease and uses thereof
KR100756889B1 (en) Marker free transgenic potato hairy roots using agrobacterium rhizogenes
CN104805100A (en) Application of paddy rice gene OsS[mu]BP-2 in delaying plant leaf senescence
JP2003511049A (en) Method for increasing crop yield or biomass using protoporphyrinogen oxidase gene
CN105669847B (en) Application of the soybean protein GmVPS9a1 in regulation plant storage protein sorting
US10041080B2 (en) Modified promoter sequence and application thereof
KR101574554B1 (en) Method for producing recombinant human trypsin using rice suspension culture
CN107338249A (en) The separation and its application of Seeds oil-body-specific promoter
CN113861279B (en) Soybean transcription factor GmbHLH664 and application of encoding gene thereof in improving seed protein content
KR101211539B1 (en) Amylose-Regulated Rice Transformants and Producing Method Thereof
KR100974302B1 (en) Fetuin producing potato plant
JP5845306B2 (en) Gene for increasing protein content of seed and method for using the same
JP5850079B2 (en) Gene for reducing protein content of seed and method of using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant