KR101677073B1 - 뿌리 생장을 증진시키는 벼 유래 유전자 및 이의 용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 뿌리 생장을 증진시키는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsASGR1(Oryza sativa ABA suppressed gene in root) 유전자 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벼 유래의 OsASGR1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsASGR1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 식물의 뿌리 생장을 증진시키는 방법, 벼 유래의 OsASGR1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsASGR1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 뿌리 생장이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 형질전환 식물체 및 이의 종자, 및 벼 유래의 OsASGR1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 뿌리 생장 촉진용 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 벼 유래의 OsASGR1 유전자가 형질전환된 식물체는 야생형 식물체에 비해 뿌리 생장이 증진되므로, 본 발명의 OsASGR1 유전자를 이용하여 토양 염류, 건조, 저온, 비료, 영양분 등의 비생물학적 스트레스에 의해 매우 민감하게 영향을 받는 뿌리의 생장과 발달을 촉진함에 의해, 비생물학적 스트레스 하에서도 강하게 자랄 수 있는 식물체 개발 및 환경 스트레스 내성 작물 개발 플랫폼 구축에도 유용하게 활용할 수 있다.

Description

뿌리 생장을 증진시키는 벼 유래 유전자 및 이의 용도{Gene enhancing root-growth derived from Oryza sativa and uses thereof}

본 발명은 뿌리 생장을 증진시키는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsASGR1(Oryza sativa ABA suppressed gene in root) 유전자 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벼 유래의 OsASGR1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsASGR1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 식물의 뿌리 생장을 증진시키는 방법, 벼 유래의 OsASGR1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsASGR1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 뿌리 생장이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 형질전환 식물체 및 이의 종자, 및 벼 유래의 OsASGR1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 뿌리 생장 촉진용 조성물에 관한 것이다.

벼는 세계에서 가장 중요한 식량 작물의 하나로 과거 20여년 동안 꾸준히 수량 증대에 힘써왔으나, 현재 인구 증가 추세로 볼 때 2020년이면 현재의 70% 이상에 달하는 수량을 더 생산해야만 될 형편에 놓여있다. 그러나 벼가 재배되는 농지는 세계 각국의 공업화 현상으로 갈수록 줄어들고 있으며, 공업화에 따른 지구온난화로 의해 발생되는 가뭄을 비롯하여 고염(high salt), 중금속, 냉해, 열충격 및 오존과 같은 스트레스에 직면하게 되어 벼 생산량이 점차 줄어들고 있는 실정이다.

특히, 벼의 뿌리는 가뭄, 고염(high salt)과 같은 비생물학적 스트레스에 매우 민감하게 반응하여 생장과 발달이 억제되고, 이는 곧 벼 생산량 감소의 직접적인 요인이 되고 있다. 이러한 비생물학적 스트레스에 민감한 벼의 생산량 증대를 위해 뿌리 생장 및 발달에 유용한 유전자의 발굴 및 개발이 절실히 요구된다.

뿌리 성장은 세포 증식과 세포 확장에 의해서 진행되고 호르몬과 유전자 프로그램 사이에 상호작용을 통하여 이루어진다(Benkova, E., 2009, Plant Mol . Biol. 69, 383-396).

식물호르몬 지베렐린(gibberellin, GA)은 식물 전(全)주기적으로 다양한 생장 및 발달 과정에 관여하는데, 특히 뿌리 및 줄기의 신장 등 생장을 촉진하는 호르몬으로 널리 알려져 있다(Heo Jo, 2011, Proc Natl Acad Sci USA ., 108, 2166-2171). 지베렐린 신호전달이 세포 증식을 조절하고(Achard, P., 2009, Curr . Biol . 19, 1188-1193; Ubeda-Tomas, S., 2009. Curr . Biol . 19, 1194-1199), GA 경로의 내피(endodermis)-특이적 파괴에 의해 애기장대(Arabidopsis thaliana) 뿌리에서 통합적이지 못한 세포 팽창을 야기하는 것으로 보고된 바 있다(Ubeda-Tomas, S., 2008, Nat Cell Biol . 10, 625-628).

지베렐린의 신호전달에 관여되는 GRAS 계열 전사조절인자들도 영양분의 흡수 및 식물 지지 역할을 하는 뿌리의 생장과 발달 과정에 주요한 역할을 하는 것으로 보고되어 최근 그 관심이 급증되고 있는 실정이다.

GRAS 단백질은 식물에 특이적으로 존재하는 전사인자군으로써, 이들 단백질군의 구성 단백질 중 Gibberellic Acid Insensitive(GAI), Repressor of GA1(RGA), Scarecrow(SCR)의 앞글자를 이용하여 명명되었다. GRAS 단백질군은 33개의 구성 단백질로 이루어져 있고, 그 중 10개는 이미 그 기능이 어느 정도 알려져 있는 단백질들이며 나머지 23개의 단백질은 아직 밝혀지지 않은 것으로 알려져 있다.

최근 GRAS 전사조절인자인 SCL3(scarecrow-like 3)이 GA 신호전달체계가 뿌리내피에서 기능적으로 유지되도록 할뿐 아니라 GA 항상성을 일정하게 유지시키는데 관여하는 것으로 밝혀졌으며, 특히 SCL3에 의해 매개되는 GA 신호전달체계가 뿌리세포의 비대칭세포분열(asymmetric cell division) 및 길이생장을 조절하는 것으로 밝혀졌다(Heo Jo, 2011, Proc Natl Acad Sci USA ., 108, 2166-2171).

이러한 배경하에서, 본 발명자들은 뿌리 및 줄기의 신장 등 생장을 촉진하는 호르몬인 지베렐린의 신호전달에 관여하는 GRAS 계열 전사인자군에 주목하고, 건조, 염 및 저온과 같은 비생물학적 스트레스에 대한 적응 반응에서 중심적인 역할을 하는 앱시스산(ABA, abscisic acid)에 의해 현저하게 발현이 억제되는 새로운 GRAS 유전자를 발굴하기 위하여 예의 노력한 결과, 벼 유래의 OsASGR1 유전자를 발굴하고, 이를 포함하는 제조합 벡터를 형질전환시킨 벼 식물체를 제조하여, 상기 형질전환된 벼 식물체의 뿌리 생장이 야생형 식물체보다 증진되는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 벼(Oryza sativa) 유래의 OsASGR1(Oryza sativa ABA suppressed gene in root) 유전자를 포함하는, 야생형에 비해 식물의 뿌리 생장을 증진시키는 재조합 벡터 및 상기 벡터로 형질전환된 형질전환체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsASGR1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 식물의 뿌리 생장을 증진시키는 방법, 상기 유전자를 이용하여 뿌리 생장이 촉진된 형질전환 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 뿌리 생장이 증진된 형질전환 식물체 및 이의 종자를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 벼 유래의 OsASGR1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 뿌리 생장 증진용 조성물을 제공하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 서열번호 1로 표시되는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsASGR1(Oryza sativa ABA suppressed gene in root) 유전자를 포함하는, 야생형에 비해 식물의 뿌리 생장을 증진시키는 재조합 벡터를 제공한다.

본 발명에서 용어 "OsASGR1(Oryza sativa ABA suppressed gene in root)"은 뿌리의 생장과 측근 발달을 현저히 억제하는 스트레스 호르몬인 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 처리에 의해 영향을 받는 유전자 군 중에서, 특히 식물의 신장 생장을 촉진하는 것으로 알려져 있는 호르몬인 지베렐린(gibberellin, GA)의 신호전달에 관여되는 GRAS 계열 전사인자군에 속하는 유전자로, 본 발명의 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 유전자이다. 본 발명의 "GRAS 단백질"은 식물에 특이적으로 존재하는 전사인자군으로, 이들 단백질군의 구성 단백질 중 Gibberellic Acid Insensitive(GAI), Repressor of GA1(RGA), Scarecrow(SCR)의 앞글자를 이용하여 명명하였다. GRAS 단백질군은 33개의 구성 단백질로 이루어져 있으며, 그 중 10개는 이미 그 기능이 어느 정도 알려져 있는 단백질들이나, 나머지 23개의 단백질은 아직 그 기능이 밝혀져 있지 않은 것으로 알려져 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 본 발명의 벼 유래 OsASGR1 유전자는 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 처리(도 1) 또는 건조, 염, 저온 스트레스와 같은 비생물학적 스트레스에 의해 발현이 현저하게 억제되고(도 2), 상기 유전자가 도입된 OsASGR1 과발현 형질전환체의 종자 및 형질전환 벼 식물체의 뿌리 생장이 증진되었음을 확인할 수 있었다(도 7).

본 발명에서 용어 "야생형"이란 본 발명의 벼 유래 OsASGR1 유전자를 포함하는 형질전환 식물체에 대한 대조구를 의미한다. 구체적으로 상기 식물체는 벼이며, 이 기술분야에 알려진 벼의 모든 품종을 포함한다. 더욱 구체적으로 상기 벼 식물체는 동진벼 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 용어 "식물체"란 식물이 지닌 유형의 몸으로, 식물의 전체, 식물의 일부, 종자 또는 식물 세포를 포함할 수 있다.

본 발명에서 용어 "뿌리(root)"란 식물의 밑동으로서 보통 땅속에 묻히거나 다른 물체에 박혀 수분과 양분을 빨아올리고 줄기를 지탱하는 작용을 하는 기관으로, 건조, 염, 저온 스트레스와 같은 비생물학적 스트레스에 의해 식물 뿌리의 생장 및 발달이 저해될 수 있다.

본 발명에서 용어 "생장(growth)"이란 생물학에서 개체의 일부 또는 생체계의 크기 및 양적 증가 현상을 말하는 것으로, 성장과 동일한 의미로 사용된다. 본 발명의 "뿌리 생장"은 예를 들어, 식물 뿌리에서 주근(promary root)의 길이 성장과 환상근(crown root)의 수 증가와 같이, 뿌리 또는 뿌리털의 길이 성장 및 양적 증가 모두를 포함할 수 있다.

본 발명에서 용어 "재조합"은 세포가 이종의 핵산을 복제하거나, 상기 핵산을 발현하거나 또는 펩티드, 이종의 펩티드 또는 이종의 핵산에 의해 코딩된 폴리펩티드를 발현하는 세포를 지칭하는 것이다. 재조합 세포는 상기 세포의 야생형 형태에서는 발견되지 않는 유전자 또는 유전자 절편을, 센스 또는 안티센스 형태 중 하나로 발현할 수 있다. 또한 재조합 세포는 야생형 상태의 세포에서 발견되는 유전자를 발현할 수 있으나, 상기 유전자는 변형된 것으로서 인위적인 수단에 의해 세포 내 재도입된 것이다.

본 발명에서, 상기 OsASGR1 유전자 서열은 재조합 벡터 내로 삽입될 수 있다. 본 발명의 용어 "벡터"는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 지칭할 때 사용된다. 벡터는 DNA를 복제시키고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있다. 재조합 벡터는 세균 플라스미드, 파아지, 효모 플라스미드, 식물 세포 바이러스, 포유동물 세포 바이러스 벡터, 또는 다른 벡터를 의미한다. 대체로, 임의의 플라스미드 및 벡터는 숙주 내에서 복제 및 안정화할 수 있다면 사용될 수 있다. 상기 발현 벡터의 중요한 특성은 복제 원점, 프로모터, 마커 유전자 및 번역 조절 요소(translation control element)를 가지는 것이다.

OsASGR1 유전자 각각의 서열 및 적당한 전사/번역 조절 신호를 포함하는 발현 벡터는 당업자에 주지된 방법에 의해 구축될 수 있다. 상기 방법은 시험관 내 재조합 DNA 기술, DNA 합성 기술 및 생체 내 재조합 기술 등을 포함한다. 상기 DNA 서열은 mRNA 합성을 이끌기 위해 발현 벡터 내의 적당한 프로모터에 효과적으로 연결될 수 있다. 또한 발현 벡터는 번역 개시 부위로서 리보솜 결합 부위 및 전사 터미네이터를 포함할 수 있다.

본 발명의 재조합 벡터의 바람직한 예는 아그로박테리움 투머파시엔스와 같은 적당한 숙주에 존재할 때 그 자체의 일부, 소위 T-영역을 식물 세포로 전이시킬 수 있는 Ti-플라스미드 벡터이다. 다른 유형의 Ti-플라스미드 벡터(EP 0 116 718 B1호 참조)는 현재 식물 세포, 또는 잡종 DNA를 식물의 게놈 내에 적당하게 삽입시키는 새로운 식물이 생산될 수 있는 원형질체로 잡종 DNA 서열을 전이시키는데 이용되고 있다. Ti-플라스미드 벡터의 특히 바람직한 형태는 EP 0 120 516 B1호 및 미국 특허 제4,940,838호에 청구된 바와 같은 소위 바이너리(binary) 벡터이다. 본 발명에 따른 DNA를 식물 숙주에 도입시키는데 이용될 수 있는 다른 적합한 벡터는 이중 가닥 식물 바이러스(예를 들면, CaMV) 및 단일 가닥 바이러스, 게미니 바이러스 등으로부터 유래될 수 있는 것과 같은 바이러스 벡터, 예를 들면 비완전성 식물 바이러스 벡터로부터 선택될 수 있다. 그러한 벡터의 사용은 특히 식물 숙주를 적당하게 형질전환하는 것이 어려울 때 유리할 수 있다.

본 발명의 재조합 발현 벡터에서, 상기 프로모터는 형질전환에 적합한 프로모터들로서, 바람직하게는 CaMV 35S 프로모터, 액틴 프로모터, 유비퀴틴 프로모터, pEMU 프로모터, MAS 프로모터, 히스톤 프로모터 또는 Clp 프로모터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 용어 "프로모터"란 구조 유전자로부터의 DNA 상부의 영역을 의미하며 전사를 개시하기 위하여 RNA 중합효소가 결합하는 DNA 분자를 말한다. "식물 프로모터"는 식물 세포에서 전사를 개시할 수 있는 프로모터이다. "항시성(constitutive) 프로모터"는 대부분의 환경 조건 및 발달 상태 또는 세포 분화하에서 활성이 있는 프로모터이며, 본 발명에서는 항시성 프로모터의 사용이 바람직할 수 있다. 따라서, 항시성 프로모터는 선택 가능성을 제한하지 않는다.

본 발명의 재조합 벡터에서, 통상의 터미네이터를 사용할 수 있으며, 그 예로는 노팔린 신타아제(NOS), 벼 α-아밀라아제 RAmy1 A 터미네이터, 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacteriumtumefaciens)의 옥토파인(Octopine) 유전자의 터미네이터, 파세올린(phaseoline) 터미네이터, 대장균의 rrnB1/B2 터미네이터 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 터미네이터의 필요성에 관하여, 터미네이터 영역이 식물 세포에서의 유전자 전사의 확실성 및 효율을 증가시키는 것으로 일반적으로 알려져 있다. 그러므로, 터미네이터의 사용은 본 발명의 내용에서 매우 바람직하다.

재조합 벡터는 바람직하게는 하나 이상의 선택성 마커를 포함할 수 있다. 상기 마커는 통상적으로 화학적인 방법으로 선택될 수 있는 특성을 갖는 핵산 서열로, 형질전환된 세포를 비형질전환 세포로부터 구별할 수 있는 모든 유전자가 이에 해당된다. 그 예로는 글리포세이트(glyphosate) 또는 포스피노트리신(phosphinothricin)과 같은 제초제 저항성 유전자, 카나마이신(kanamycin), 하이그로마이신(hygromycin), 클로람페니콜(chloramphenicol), G418, 블레오마이신(Bleomycin)과 같은 항생제 내성 유전자, aadA 유전자 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

다른 하나의 양태로서, 본 발명은 본 발명의 OsASGR1(Oryza sativa ABA suppressed gene in root) 유전자를 포함한 재조합 벡터로 형질전환된 식물의 뿌리 생장을 증진시키는 형질전환체를 제공한다.

본 발명에서 용어 "형질전환(transformation)"이란 외부로부터 주어진 유전물질인 DNA에 의해 개체 또는 세포의 형질이 유전적으로 변화하는 것을 의미하는 것으로, 본 발명에서는 상기 서열번호 1로 표시되는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsASGR1(Oryza sativa ABA suppressed gene in root) 유전자 도입에 의해 형질전환된 식물의 뿌리 생장 및 발달이 촉진되는 것을 의미한다.

본 발명에서 본 발명의 재조합 발현 벡터로 형질전환하는 것은 당업자에게 공지된 형질전환기술에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 미세사출법 (microprojectile bombardment), 입자 총 충격법 (particle gun bombardment), 실리콘 탄화물 위스커(Silicon carbide whiskers), 초음파 처리(sonication), 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), 또는 아그로박테리움(Agrobacterium sp.) 매개에 의한 방법 등을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서 용어 "형질전환체"란 본 발명의 식물의 뿌리 생장을 증진시키는 벼 유래의 OsASGR1(Oryza sativa ABA suppressed gene in root) 유전자를 포함하는 재조합 발현 벡터로 형질 전환된 숙주 세포를 의미한다.

상기 형질전환체는 미생물이 바람직하며, 이에 제한되지는 않으나, 대장균(Escherichia coli), 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis), 스트렙토마이세스(Streptomyces), 슈도모나스(Pseudomonas), 프로테우스 미라빌리스(Proteus mirabilis), 스타필로코쿠스(Staphylococcus) 및 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)일 수 있으며, 보다 바람직하게는 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)일 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서는 아그로박테리움 튜메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) LBA4404를 사용하였다(실시예 5-1).

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 서열번호 1로 표시되는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsASGR1(Oryza sativa ABA suppressed gene in root) 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsASGR1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 식물의 뿌리 생장을 증진시키는 방법을 제공한다.

상기 식물세포를 형질전환시키는 방법은 전술한 바와 같다.

본 발명의 일실시예에 따른 방법에서, 상기 OsASGR1 유전자는 서열번호 1의 염기 서열로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 염기 서열의 상동체가 본 발명의 범위 내에 포함된다. 구체적으로, 상기 유전자는 서열번호 1의 염기 서열과 각각 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 더 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 염기 서열을 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드에 대한 "서열 상동성의 %"는 두 개의 최적으로 배열된 서열과 비교 영역을 비교함으로써 확인되며, 비교 영역에서의 폴리뉴클레오티드 서열의 일부는 두 서열의 최적 배열에 대한 참고 서열(추가 또는 삭제를 포함하지 않음)에 비해 추가 또는 삭제(즉, 갭)를 포함할 수 있다.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 서열번호 1로 표시되는 벼 유래의 OsASGR1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsASGR1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 뿌리 생장이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법을 제공한다.

상기 식물세포를 형질전환시키는 방법은 전술한 바와 같으며, 또한, 본 발명의 방법은 상기 형질전환된 식물세포로부터 형질전환 식물을 재분화하는 단계를 포함한다. 형질전환 식물을 재분화하는 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법을 이용할 수 있다. 캘러스 또는 원형질체 배양으로부터 성숙한 식물의 재분화를 위한 기술은 수많은 여러 가지 종에 대해서 당업계에 주지되어 있다 (Handbook of Plant Cell Culture, 1-5권, 1983-1989 Momillan, N.Y.).

본 발명의 일실시예에 따른 방법에서, 상기 OsASGR1 유전자는 서열번호 1의 염기 서열로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 뿌리 생장이 증진된 형질전환 식물체 및 이의 종자를 제공한다.

상기 식물체는 단자엽 식물일 수 있고, 바람직하게는 벼(Oryza sativa) 식물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

바람직한 단자엽 식물은 택사과(Alismataceae), 자라풀과(Hydrocharitaceae), 지채과(Juncaginaceae), 장지채과(Scheuchzeriaceae), 가래과(Potamogetonaceae), 나자스말과(Najadaceae), 거머리말과(Zosteraceae), 백합과(Liliaceae), 지모과(Haemodoraceae), 용설란과(Agavaceae), 수선화과(Amaryllidaceae), 마과(Dioscoreaceae), 물옥잠과(Pontederiaceae), 붓꽃과(Iridaceae), 버먼초과(Burmanniaceae), 골풀과(Juncaceae), 닭의장풀과(Commelinaceae), 곡정초과(Eriocaulaceae), 화본과(벼과, Gramineae, Poaceae), 천남성과(Araceae), 개구리밥과(Lemnaceae), 흑삼릉과(Sparganiaceae), 부들과(Typhaceae), 사초과(Cyperaceae), 파초과(Musaceae), 생강과(Zingiberaceae), 홍초과(Cannaceae) 또는 난초과(Orchidaceae)일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 서열번호 1의 염기 서열로 이루어진 벼 유래의 OsASGR1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 뿌리 생장 증진용 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 유효성분으로 서열번호 1의 염기 서열로 이루어진 OsASGR1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물에 형질전환함으로써 식물체의 뿌리 생장을 증진시킬 수 있는 것이다.

본 발명에 따르면, 벼 유래의 OsASGR1 유전자가 형질전환된 식물체는 야생형 식물체에 비해 뿌리 생장이 증진되므로, 본 발명의 OsASGR1 유전자를 이용하여 토양 염류, 건조, 저온, 비료, 영양분 등의 비생물학적 스트레스에 의해 매우 민감하게 영향을 받는 뿌리의 생장과 발달을 촉진함에 의해, 비생물학적 스트레스 하에서도 강하게 자랄 수 있는 식물체 개발 및 환경 스트레스 내성 작물 개발 플랫폼 구축에도 유용하게 활용할 수 있다.

도 1은 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 처리에 따른 OsASGR1 유전자의 발현 양상을 분석한 결과를 나타낸 도이다. 구체적으로, (A)는 ABA 무처리군(control)과 3uM 농도의 ABA 처리군의 벼 뿌리의 형태(왼쪽) 및 마이크로어레이(microarray) 데이터 분석을 통한 GRAS 계열 유전자군의 발현 양상(오른쪽)을 비교하여 나타낸 도이다. (B)는 RT-PCR 방법에 의한, ABA 무처리군(control)과 3uM 농도의 ABA 처리군의 벼 뿌리에서의 OsASGR1 유전자의 발현 양상을 나타낸 도이며, (C)는 공용 데이터 베이스(public data base; RiceXPro2, http://ricexpro.dna.affrc.go.jp/)를 이용하여, 벼 뿌리에서 ABA 처리 후 시간에 따른 OsASGR1 유전자의 발현 양상 변화를 분석하여 나타낸 그래프이다.
도 2는 공용 데이터 베이스(Rice Oligonucleotide Array Database; http://www.ricearray.org/)를 이용하여, 스트레스 처리에 의한 벼 유래 OsASGR1 유전자의 발현 정도를 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 OsASGR1 유전자의 염기 서열을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 OsASGR1 유전자의 효모균주에서의 발색반응(A) 및 OsASGR1 유전자가 코드하는 단백질의 식물 세포내 발현 위치(B)를 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 OsASGR1 유전자를 과발현하는 재조합 발현 벡터의 모식도를 나타낸 도이다.
도 6은 벼의 잎에서 RT-PCR에 의한 OsASGR1 유전자의 발현 양상을 분석한 결과를 나타낸 도이다. 여기에서 WT는 원품종인 야생형 동진벼이고, 35S:OsASGR1은 본 발명의 OsASGR1 유전자 과발현 형질전환 벼이며, Hyg는 hygromycin phosphotransferase gene이다.
도 7은 본 발명의 OsASGR1 유전자 과발현 형질전환 벼 유묘의 표현형을 야생형과 비교하여 나타낸 도이다. 구체적으로, (A)는 발아 후 10일째, 상기 형질전환 벼 유묘의 표현형을 야생형과 비교하여 나타낸 사진으로, 여기에서 WT는 원품종인 야생형 동진벼이고, ASGR1 ox-3 및 ASGR1 ox-6은 본 발명의 OsASGR1 유전자 과발현 형질전환 벼이다. (B)는 발아 후 10일째, 상기 형질전환 벼 유묘의 주근의 길이 생장과 환상근의 발생 빈도를 야생형과 비교하여 나타낸 그래프로, 여기에서 WT는 원품종인 야생형 동진벼이고, T341-3 및 T341-6은 본 발명의 OsASGR1 유전자 과발현 형질전환 벼이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 뿌리 생장 증진 OsASGR1 유전자 선발 및 발현 분석

실시예 1-1: 뿌리 생장 증진 OsASGR1 유전자 선발

식물의 뿌리는 토양 염류, 건조, 저온, 비료, 영양분 등의 비생물학적 스트레스에 매우 민감하게 생장과 발달이 억제되어 생산성을 제한하는 요인이 되고 있다. 이에, 작물 뿌리의 생장과 발달을 촉진하는 유전자를 선발하기 위하여, 발아후 3-4일 된 벼 유묘를, 뿌리의 길이 생장과 측근 발달을 현저히 억제하는 스트레스 호르몬인 앱시스산(Abscisic acid, ABA)을 포함하는 배지로 옮긴 후 2일간 배양하였다.

그 결과, 도 1의 A에 나타난 바와 같이, 앱시스산을 처리하지 않은 대조군에 비해 3 uM의 앱시스산을 2일간 처리한 실험군의 뿌리 생장이 현저히 억제되는 것을 확인하였으며, 상기 뿌리 생장이 억제된 동진벼의 뿌리에서 유전자 발현 프로파일링을 마이크로어레이(microarray) 방법으로 분석하였다. 마이크로어레이 분석을 위하여 total RNA를 분리하고 RevertAid^TM H Minus First Strand cDNA Synthesis Kit(Fermentas, Lithuania)와 DNA Polymerase I(Fermentas, Lithuania)를 이용하여 double stranded cDNA(ds cDNA)를 합성하였다. ds cDNA는 Cy3로 형광표지한 후 Oryza sativa 135K microarray chip(Roche Nimblegen)에서 혼성반응을 수행하였다. 마이크로어레이 칩은 Genepix 4000 B(Axon Instruments)로 스캔한 후 Nimblescan(Nimblegen, U.S.A.)를 이용하여 형광을 정량하여 분석하였다. ABA에 의해 발현이 2배 이상 변화한 유전자 그룹(p <0.05)을 선발하였고, 유전자군의 기능적 카테고리(functional category) 분석을 수행하였다. 유전자 발현 프로파일링 분석 후, 앱시스산 처리에 의해 영향을 받는 유전자군 중에서, 특히 식물의 신장 생장을 촉진하는 것으로 알려져 있는 호르몬인 지베렐린(gibberellin, GA)의 신호전달에 관여되는 GRAS 계열 전사인자군 중, 앱시스산에 의해 현저하게 발현이 억제된 OsASGR1(Oryza sativa ABA suppressed gene in root)으로 명명한 GRAS 유전자 1종(Loc_Os06g01620)을 선발하고, 유전자 GenBank에 등록하였다(NCBI의 database GenBank accesion No. JX310318, 2016년 7월 30일 공개 예정).

실시예 1-2: 앱시스산 처리에 따른 OsASGR1 유전자의 발현 분석

상기 실시예 1-1에서 선발한 OsASGR1 유전자가 뿌리 생장과 관련된 유전자인지 확인하기 위하여, 3 uM 농도의 앱시스산을 벼의 뿌리에 3일간 처리하고, 상기 앱시스산이 처리된 벼의 뿌리에서 OsASGR1 유전자의 발현 정도를 RT-PCR을 수행하여 분석하였다. 이때, 대조군으로는 앱시스산을 처리하지 않은, 원품종 야생형(wild type) 동진벼의 뿌리를 사용하였다. RT-PCR 분석을 위하여 벼의 뿌리에서 분리한 total RNA를 주형으로 올리고(dT)₂₀와 역전사효소(Superscript III, Invitrogen)를 사용하여 단일 cDNA 사슬을 합성하였다. cDNA를 주형으로 OsASGR1의 염기서열 특이적인 프라이머 세트(OsASGR1-1: 5'-GGTGGCCGTCCATCTCAC-3'(서열번호 2)와 OsASGR1-2: 5'-CTAGCATCGCCACGCTGAC-3'(서열번호 3))와 Inclone Taq polymerase(인클론 IN5001-5000)를 이용하여 PCR 반응을 수행하였으며, 이때 PCR 회전 조건(cycling parameter)은 95℃에서 30초, 58℃에서 30초, 72℃에서 40초로총 40회전으로 반복하였다. PCR 반응이 끝난 후 증폭된 PCR 산물은 전기영동 장치를 이용하여 1% 아가로즈 겔 상에 전개한 후 UV 하에서 전개된 반응 산물의 밴드를 확인하였다.

RT-PCR을 수행하여, 뿌리 생장 억제 호르몬인 앱시스산이 처리된 벼의 뿌리에서 발현된 OsASGR1 유전자의 발현 정도를 분석해 본 결과, 도 1의 B에 나타난 바와 같이, 3 uM 농도의 앱시스산 처리 후, 3일 경과 시에 OsASGR1 유전자 발현이 현저히 감소함을 확인할 수 있었다.

또한, 벼 유전자 발현 공용 데이터 베이스(public data base; RiceXPro2, http://ricexpro.dna.affrc.go.jp/)를 통해 벼 뿌리에서 앱시스산 처리 후 시간에 따른 OsASGR1 유전자의 발현 양상 변화를 분석해 본 결과, 도 1의 C에 나타난 바와 같이, OsASGR1 유전자가 벼의 뿌리에서 앱시스산 처리 후 3시간 이내에 발현이 최소 수준으로 현저히 감소함을 알 수 있었다.

실시예 1-3: 비생물학적 스트레스에 따른 OsASGR1 유전자의 발현 분석

선발된 OsASGR1 유전자가 스트레스에 의해 영향을 받는지 확인하기 위하여, 공용 데이터 베이스(Rice Oligonucleotide Array Database; http://www.ricearray.org/)를 통해 스트레스 처리에 의한 벼 유래 OsASGR1 유전자 발현 정도를 분석해 본 결과, 도 2에 나타난 바와 같이, OsASGR1 유전자가 건조 및 염 스트레스 뿐만 아니라 저온 스트레스에 의해서 전사체 수준이 현저히 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

이러한 일련의 결과를 통하여, OsASGR1 유전자가 벼의 뿌리에서 앱시스산과 건조, 염, 저온 스트레스와 같은 비생물학적 스트레스에 의해 발현이 현저하게 억제됨을 확인함으로써, 상기 OsASGR1 유전자가 지베렐린(gibberellin, GA)의 작용과 관련하여 뿌리의 길이 생장을 조절할 수 있는 유전자임을 알 수 있었다.

실시예 2: OsASGR1 유전자의 클로닝 및 염기서열 분석

상기 실시예 1에서 선발한, 뿌리 생장을 조절할 수 있는 OsASGR1 유전자를 클로닝하고, 전체 염기서열을 결정하였다. 이때, OsASGR1 유전자는 인트론을 포함하고 있지 않기 때문에, 벼의 게놈 DNA(genomic DNA)로부터 PCR 방법으로 전장 유전자를 클로닝하고, 전체 염기서열(1,445 bp)을 결정하였다(서열번호 1 및 도 3).

구체적으로, Inclone Genomic DNA prep kit(Inclone 1003-0200)을 사용하여 동진 벼의 잎에서 게놈 DNA를 추출하고, OsASGR1의 염기서열 특이적인 프라이머 세트(OsASGR1-3: 5'-GACCTCTAGAATGTCCTCCTCCTCTTGC-3'(서열번호 4)와 OsASGR1-4: 5'-TCTTGGATCCCTAGCATCGCCACGCTGAC-3'(서열번호 5))와 Taq polymerase(PrimeSTAR HS DNA Polymerase, Takara)를 이용하여 상기 추출된 게놈 DNA를 주형으로 하여 PCR을 수행하였다. 이때 PCR은 PCR 증폭 조건으로 94℃에서 5분간 가열한 다음, 94℃에서 40초, 60℃에서 40초, 72℃에서 40초 가열하는 단계로 구성된 일련의 과정을 총 40회(cycle) 반복한 후, 이를 72℃에서 7분간 더 가열하는 조건으로 진행하였다. 증폭된 PCR 산물은 PCR purification kit(QIAGEN)을 이용하여 순수분리한 후 Biodye Terminater version 3.1(ABI Prism)로 표지하고 자동염기서열분석장치(ABI3730, Applied Biosystems)를 이용하여 전체 염기서열을 분석하였다.

실시예 3: OsASGR1 유전자가 코드하는 단백질의 전사 촉진 활성 및 세포내 발현 위치 규명

OsASGR1 유전자가 코드하는 단백질의 전사 촉진 활성 기능을 규명하기 위하여, OsASGR1 유전자가 코드하는 단백질의 전사 촉진 활성을 효모 GAL4 system을 이용하여 증명하였다. OsASGR1 유전자의 ORF를 pBDGAL4(Stratagene) 벡터에 삽입한 융합 플라스미드를 제작하여 효모균주(AH109/pBDOsASGR1, Clontech)에 도입하였다. 도입 균주를 X-α-GAL을 포함하는 SD-T 배지에서 배양하여 리포터인 베타갈락토시다아제 효소활성을 분석한 결과로부터 OsASGR1이 GAL4DNA 결합부위에 붙어서 리포터 유전자 발현을 증가시키는 전사촉진 활성 기능이 있음을 규명하였다(도 4의 A).

또한, OsASGR1이 코드하는 단백질이 세포내 어느 위치에서 발현되는지를 확인하기 위하여, OsASGR1 단백질의 C 말단에 GFP 형광단백질을 융합한 벡터를 제작하고, 이를 양파 표피 세포에 도입하였다. 상기 벡터 도입 후, 양파 표피 세포에서의 OsASGR1 단백질 발현 위치를 규명한 결과, OsASGR1 단백질이 양파 표피 세포의 핵과 세포막에 위치하고 있음을 확인할 수 있었다(도 4의 B).

이러한 결과를 통하여, 상기 OsASGR1 유전자가 코드하는 단백질이 전사 촉진 활성을 가지며, 식물세포의 핵에서 발현되는 단백질임을 알 수 있었다.

실시예 4: 식물 형질전환용 OsASGR1 유전자 과발현 벡터 및 형질전환체 제작

뿌리 생장이 증진된 형질전환 벼를 제조하기 위하여, 상기 실시예 1에서 뿌리 생장 조절에 관여하는 호르몬인 GA(gibberellin)와 ABA(abscisic acid) 관련 유전자로 확인된 OsASGR1 유전자 과발현 벡터를 제작하고, 벼에 상기 벡터를 삽입하여 뿌리 생장이 증진된 형질전환 벼를 제작하였다.

실시예 4-1: 식물 형질전환용 OsASGR1 유전자 과발현 벡터 제작

벼 유래 OsASGR1 유전자의 과발현 벡터 제작을 위해, 도 5에 나타난 바와 같이, 칼리플라워 모자익 바이러스의 35S 프로모터(CaMV35SP)를 이용하였으며, 항생제 저항성 마커로는 하이그로마이신(Hygromycin) 저항성 유전자를 사용하여 OsASGR1 과발현 벡터를 제작하였다. 상기 벡터는 OsASGR1 유전자가 칼리플라워 모자익 바이러스의 35S 프로모터(CaMV35SP)의 하류에 연결되어 상시 발현되는 식물 발현 벡터이다.

실시예 4-2: 아그로박테리움( Agrobacterium tumefaciens ) 형질전환체 제작

상기 실시예 4-1에서 제작된 CaMV35SP 프로모터에 융합된 OsASGR1 유전자의 형질전환용 벡터를 아그로박테리움 투메페시안스 LBA4404에 도입하기 위하여, 열충격(heat shcok) 방법을 사용하여 형질전환하였다. 구체적으로, 완성된 벡터를 아그로박테리움 투메파시엔스(LBA4404)와 함께 섞어준 뒤 동결과 해동(freeze and thaw)을 2-3번 반복한 후, 37℃의 열충격(heat shock)방법에 의해 형질전환한 후 항생제(kanamycin 100 ㎍/ℓ)가 포함된 YEP 배지(Yeast 10g, NaCl 5g, peptone 10g, Agar 15g/1L)에서 철야배양(overnight)하여 콜로니를 확인하였다.

콜로니 PCR에 의해 형질전환이 확인된 콜로니는 벼에 형질전환하기 위하여 AB 배지(AB buffer(K₂HPO₄ 60g, NaH₂PO₄ 20g/1L), AB Salts(NH₄Cl 60g, MgSO₄·7H₂O 6g, KCl 3g, CaCl₂·2H₂O 0.265g, FeSO₄·7H₂O 50mg/1L), Glucose 5g/1L)에서 배양하였다.

실시예 5: 아그로박테리움을 이용한 벼 형질전환체 제작 및 분석

실시예 5-1: 아그로박테리움을 이용한 벼 형질전환체 제작

상기 실시예 4-2에서 제작한 OsASGR1 유전자 과발현 벡터가 도입된 아그로박테리움 LBA4404를 이용하여, 형질전환된 벼를 제조하였다.

구체적으로, 아그로박테리움에 의한 벼 형질전환은 2N6 배지에서 동진 벼의 캘러스(callus)를 유도하기 위하여 종자를 락스에 세척한 후 적당히 건조시켜 N6 배지 (Duchefa 사 vitamin 포함 배지)에 2,4-D 호르몬이 2 mg/L 첨가된 배지에 치상하였다. 27℃에서 3 내지 4주간 암배양하여 캘러스를 유도한 후, 2N6 새 배지에 배형성 캘러스(embryogenesis callus)를 배양(sub-culture)하였다.

형질전환 유전자를 포함하는 아그로박테리움을 AB 액체배지에 배양한 후 배형성 캘러스와 20분간 공배양(co-culture) 시킨 후 3일간 암배양 하였다. 멸균수에 세포탁심(cefotaxime)을 첨가하여 아그로박테리움이 완전히 제거될 때까지 씻은 후 다시 2N6 배지에 세포탁심과 하이그로마이신(hygromycin, 30㎍/L)이 첨가된 배지에서 3주간 암 배양하였다. 갈변되지 않고 살아남아 선발된 캘러스로부터 슈팅(shooting) 유도를 위해 세포탁심과 하이그로마이신이 첨가된 MSR 배지(Duchefa MS 배지에 말토스와 솔비톨 첨가)에 옮겨 4주간 양 배양하여 슈팅된 후 발근이 되면 온실로 옮기기 이전에 순화처리를 실시하였다.

실시예 5-2: OsASGR1 유전자 삽입 벼 형질전환체 분석

상기 실시예 5-1에서 OsASGR1 유전자 과발현 벡터가 도입된 아그로박테리움 형질전환체를 이용하여 제작한 형질전환 벼에, OsASGR1 유전자 과발현 벡터가 제대로 삽입되었는지 확인하기 위하여, 상기 실시예 5-1에서 제작한 OsASGR1 유전자가 도입된 벼 형질전환체의 잎에서 추출한 RNA를 주형으로 RT-PCR을 수행하여 OsASGR1 유전자의 발현 정도를 분석하였다. 이때, 대조구로는 원품종인 야생형(wild type) 동진벼를 사용하였다. 구체적으로, 발아후 2주간 키운 원품종 혹은 형질전환 벼 유묘의 잎을 액체질소로 마쇄한 후 RNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN)을 이용하여 Total RNA를 분리하였다. 분리한 RNA 500 ng을 주형으로 OsASGR1의 염기서열 특이적인 프라이머 세트(OsASGR1-1: 5'-GGTGGCCGTCCATCTCAC-3'(서열번호 2)와 OsASGR1-2: 5'-CTAGCATCGCCACGCTGAC-3'(서열번호 3))와 Maxime RT PCR Kit(인트론바이오 25131)을 이용하여 RT-PCR을 수행하였다. RT-PCR 조건은 먼저 45℃에서 30분간 가열하여 first cDNA를 합성한 후, PCR 증폭 조건으로 94℃에서 5분간 가열한 다음, 94℃에서 40초, 58℃에서 40초, 72℃에서 40초 가열하는 단계로 구성된 일련의 과정을 총 40회(cycle) 반복한 후, 이를 72℃에서 7분간 더 가열하는 조건으로 진행하였다. 증폭된 PCR 산물은 전기영동 장치를 이용하여 1% 아가로즈 겔 상에 전개한 후 UV 하에서 전개된 반응 산물의 밴드를 확인하였다.

분석 결과, 도 6에 나타난 바와 같이, OsASGR1 유전자 삽입 벼 형질전환체가 원품종인 야생형(wild type, WT) 동진벼에 비해 OsASGR1 유전자가 강하게 발현됨을 확인할 수 있었다.

이러한 결과를 통하여, OsASGR1 유전자 과발현 벡터가 도입된 아그로박테리움 형질전환체를 이용하여 생산한 형질전환 벼에, OsASGR1 유전자 과발현 벡터가 제대로 삽입되어 원품종보다 높은 수준으로 발현되었음을 알 수 있었다.

실시예 6: OsASGR1 과발현 벼 형질전환체의 표현형 분석

OsASGR1 유전자의 과발현이 확인된 벼 형질전환체의 유묘기 표현형을 분석하기 위하여, OsASGR1 유전자가 과발현된 벼 형질전환체의 종자를 암조건에서 10일간 0.3% 아가(Agar) 배지에서 배양하였다. 이때, 대조구로는 원품종인 야생형(wild type) 동진벼를 사용하였다.

상기 벼 형질전환체 종자 발아 후 10일째, 상기 벼 형질전환체의 표현형을 분석해 본 결과, 도 7에 나타난 바와 같이, OsASGR1이 과발현된 형질전환 벼 유묘 뿌리에서 주근(promary root, PR)의 길이가 대조구에 비해 약 30% 정도 증가하는 뚜렷한 효과를 보였으며, 환상근(crown root, CR)의 수도 확연히 증가됨을 확인할 수 있었다.

이러한 일련의 결과들을 통하여, 벼 유래 OsASGR1(Oryza sativa ABA suppressed gene in root) 유전자가 도입된 OsASGR1 과발현 형질전환체의 종자 및 벼 식물체의 뿌리 생장이 대조구에 비해 증진됨을 확인함으로써, 상기 벼 유래OsASGR1 유전자가 뿌리 생장 조절과 관련된 유전자임을 알 수 있었으며, 상기 유전자를 이용하여 토양 염류, 건조, 저온 등의 비생물학적 스트레스에 의해 매우 민감하게 억제되는 뿌리의 생장과 발달을 촉진함에 의해 비생물학적 스트레스 내성을 지닌 식물 생산에 적용할 수 있음을 알 수 있다.

CaMV35SP: cauliflower mosaic virus(CaMV) 35S promotor
OsASGR1: Oryza sativa ASGR1 gene
T_N: CaMV 35S terminator
pCAMBIA1300: pCAMBIA1300 vector

<110> Republic of Korea <120> Gene enhancing root-growth derived from Oryza sativa and uses thereof <130> P14R12D1451 <160> 5 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 1443 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsASGR1 gene sequence <400> 1 atgtcctcct cctcttgcca tccccacaac cccaccaccc tgccgctgcc ggagccggac 60 agcagcaagt cgccggagcc cacctccgtg ctctacaacc gcagcagccc gagcacctcc 120 ctcggctcct gctcctccaa accaccggag gaccctcctc cccccatcgc cgccgacgac 180 gactgcgact gggacgccgt cgtcgacatg cacatgcaca tgctcgcccc cgcccccgcc 240 cccgactcct ccttcctccg ctggatcatg gataccggct atgccgacgc cgacaccttt 300 cccgaccacc cctccttcga ctccgacctg ctccaactcc ccatgcccat gccctctgac 360 catcctcctc agccgctcgt cgacgacctc ctcgacgccg cacgcctcct cgacgccggg 420 gactccactt ccgctaggga gatattggcg cggctcaatc atcgcctccc ctctcttccg 480 tcgcctccgg gccatgccca ccctccgctc ctccgcgccg ccgccctcct ccgggacgcg 540 ctcctcccgc ccaccgccct ccccgtctcc tctactcccc tcgacgtccc gctcaagctc 600 gccgcgcaca aggccctggc ggacgcctcc ccgaccgtgc agttcaccac cttcacatcc 660 acgcaggcct tcctcgacgc gctcggctcc gcgcgccgcc tccacctcct cgacttcgac 720 gtcggcttcg gtgcccattg gccgcctctc atgcaggagc tcgcgcacca ctggcgccgc 780 gctgctgggc cgccgccgaa cctcaaggtg accgcattgg tgtcgccggg gtccagccac 840 ccactcgagc tccacctcac caacgagagc ctcacgcgct tcgccgccga gctcggcatc 900 ccgttcgagt tcaccgccct cgtgttcgac cccctcagca gcgcgtcccc gcccttggga 960 ctctcggccg cgcccgacga agcggtggcc gtccatctca cggccggctc cggggccttc 1020 tcgccggcgc ccgcgcacct ccgtgtcgtg aaggagctcc gccccgccgt tgtggtgtgc 1080 gtcgaccacg ggtgcgagcg cggcgccctc aacctcctgc agtcttgcgc ggcgctgctg 1140 gagtctctgg acgcggcggg cgcgtcgccg gacgtggtgt ccaaggtgga gcagttcgtc 1200 ctgcggccac gggtggagcg cctcgcggtc ggcggcggcg acaagctgcc tccgccgttg 1260 cagtccatgt tggcgtccgc ggggtttgcg gcgctgcagg tgagcaatgc ggcggaggcg 1320 caggcggaat gcctgctgag gcgcacggcc agccatgggt tccatgtgga gaagcggcag 1380 gcggcgctgg cgctgtggtg gcagcggtcg gagctcgtct cggtgtcagc gtggcgatgc 1440 tag 1443 <210> 2 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsASGR1-1 <400> 2 ggtggccgtc catctcac 18 <210> 3 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsASGR1-2 <400> 3 ctagcatcgc cacgctgac 19 <210> 4 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsASGR1-3 <400> 4 gacctctaga atgtcctcct cctcttgc 28 <210> 5 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsASGR1-4 <400> 5 tcttggatcc ctagcatcgc cacgctgac 29

Claims (9)

1. 서열번호 1로 표시되는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsASGR1(Oryza sativa ABA suppressed gene in root) 유전자를 포함하는, 식물의 뿌리 생장을 증진시키는 재조합 벡터.
   
2. 제1항의 재조합 벡터로 형질전환된 식물의 뿌리 생장을 증진시키는 형질전환체.
   
3. 서열번호 1로 표시되는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsASGR1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsASGR1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 식물의 뿌리 생장을 증진시키는 방법.
   
4. 서열번호 1로 표시되는 벼 유래의 OsASGR1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsASGR1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 뿌리 생장이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법.
   
5. 제4항의 방법에 의해 제조된 뿌리 생장이 증진된 형질전환 식물체.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 식물체는 단자엽 식물인 것인 형질전환 식물체.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 단자엽 식물은 벼(Oryza sativa)인 것인 형질전환 식물체.
   
8. 제5항에 따른 식물체의 형질전환된 종자.
   
9. 서열번호 1의 염기 서열로 이루어진 벼 유래의 OsASGR1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 뿌리 생장 증진용 조성물.

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