KR101864603B1

KR101864603B1 - 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 가지는 벼 유래 유전자 및 이의 용도

Info

Publication number: KR101864603B1
Application number: KR1020160148993A
Authority: KR
Inventors: 윤인선; 김범기; 박상렬; 박기홍; 문석준; 한혜주
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2016-11-09
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2018-06-12
Also published as: KR20180051986A

Abstract

본 발명은 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증가시키는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsGASA1 유전자 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벼 유래의 OsGASA1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsGASA1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 식물의 줄기 신장을 억제시키고, 흰잎마름병 저항성을 증진시키는 방법, 벼 유래의 OsGASA1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsGASA1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 줄기 신장이 억제되고, 흰잎마름병 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 형질전환 식물체 및 이의 종자, 및 벼 유래의 OsGASA1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성 증진용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 식물의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시키는 방법에 의하여 제조된 형질전환 식물체는 도복(lodging) 피해 및 흰잎마름병에 대한 병해충 피해에 따른 수확량 감소 및 품질 저하 등의 단점을 해소할 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 방법에 의하여 작물의 줄기 신장을 조절하고 흰잎마름병에 대한 병해충 저항성을 증진시킴으로써, 작물의 생산성 및 품질을 향상시킬 수 있고, 새로운 형태의 왜성의 벼 흰잎마름병 저항성 신품종 개발에도 유용하게 활용될 수 있다.

Description

줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 가지는 벼 유래 유전자 및 이의 용도{Gene inhibiting stem elongation and having bacterial leaf blight resistance derived from Oryza sativa and uses thereof}

본 발명은 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증가시키는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsGASA1 유전자 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벼 유래의 OsGASA1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsGASA1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 식물의 줄기 신장을 억제시키고, 흰잎마름병 저항성을 증진시키는 방법, 벼 유래의 OsGASA1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsGASA1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 줄기 신장이 억제되고, 흰잎마름병 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 형질전환 식물체 및 이의 종자, 및 벼 유래의 OsGASA1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성 증진용 조성물에 관한 것이다.

벼(Oryza sativa)는 보리, 옥수수와 함께 세계에서 가장 중요한 식량 작물 중 하나이다. 벼는 인구 증가, 공업화로 인한 농지 부족, 기후 변화 등을 통해 그 수요가 증가되고 있으나, 생산량 증대를 위한 새로운 품종 개발은 미비한 실정이다.

벼농사에서 냉해, 한해, 침관수 피해 등 여러 가지 기상 재해가 문제시되나, 그 중에서도 수량 감소와 미질에 크게 영향을 주는 것이 생육 후기 집중호우나 태풍에 의하여 발생하는 도복(lodging)이다. 벼의 도복은 출수 후 등숙이 어느 정도 진행되고, 생육이 양호한 벼에서 발생하기 쉬우며, 특히 등숙기에 벼가 도복되면 잎의 수광태세 불량, 통도조직의 손상 등에 따라 도복 후 등숙불량을 야기시켜 미숙립 등이 증가함으로서 수확량과 미질의 저하를 가져오고, 수발아를 수반한 경우는 그 피해가 클 뿐만 아니라, 도복상태에 따라서는 콤바인 등 기계수확이 불가능하여 수확작업의 능률 또한 크게 약화시킨다(Kor . J. Intl . Agri ., 2001. Mar; 13(1): 58-63).

벼 도복 피해는 바람과 강우가 주된 원인이 되지만 재배되는 품종 및 재배기술에 따라서도 영향을 크게 받는다. 특히, 품종적으로 줄기가 약하고 키가 크며 이삭이 큰 품종은 도복에 매우 약한 특성을 지닌다.

도복에 의한 벼의 수량 감소 양상을 보면, 이삭이 나온 후 빠르면 빠를수록 도복 피해는 더 커지게 된다. 이러한 수량 감소에 직접적인 영향을 주는 것은 등숙비율과 천립중의 감소이며, 등숙비율은 도복이 늦어질수록 그 감소가 경미하게 되어 도복 피해는 현저하게 낮아지게 된다. 또한, 미질에 미치는 영향은 도복의 발생 시기에 따라 다른데, 호숙기 도복의 경우는 청미비율이 크게 증가되어 결국 양질미 생산이 어려워진다(농업기술회보, 2003. Sep; 40(8): 34-36).

이러한 도복에 대한 대책으로 다양한 품종적, 재배적 조치들이 있으나, 우선적으로 내도복성이 강한 품종을 육성하고 보급하는 것이 절대적으로 요망된다. 내도복성이 강한 품종은 벼의 키가 작으면서 줄기가 강하고 뿌리의 발달이 왕성한 품종적 특성이 요망된다. 내도복성 품종을 육성하기 위해서는 전통적으로 초장이 작은 왜성의 유전자를 가진 왜성벼와 일반품종의 교배육종을 통하여 반왜성벼를 육종하는 방법이 이용되어 왔으나, 유전자를 고정시키기 위하여 많은 세대를 진전시켜야 하는 등의 육종 과정상 여러 난점이 있었다.

이를 해결하기 위하여, 식물의 유전 현상을 분자 수준에서 이해하기 시작한 20세기 중반 이후부터는, 기존의 육종 방법을 벗어나 유용 유전자의 도입을 통한 새로운 품종 개발이 이루어지고 있으며, 실제로 분자 생물학의 발달은 유용유전자의 분리 및 조작을 통해 벼를 포함한 많은 식물에 형질전환하여 새로운 형질전환 식물을 얻고 있다. 이러한 유용 유전자의 발굴과 이를 이용한 새로운 품종 개발을 통해 식량 문제 해결과 더불어 바이오매스, 사료 작물 생산, 왜성 화훼 품종 개발 등 농업 기반 산업 전반에 걸쳐 유용하게 사용하고 있는 실정이다.

한편, 벼 흰잎마름병은 Xanthomonas oryzae pv. oryzae(Xoo)에 의해서 발생되는 세균성 도관병으로, 발병시기는 7월 초~수확기이나 주로 7월 상순~8월 중순에 발병한다. 중간 기주식물인 줄풀 및 겨풀 등의 땅속줄기 또는 뿌리주위나 병든 볏짚 및 벼 그루터기에서 세균의 월동이 가능하다. 세균이 편모(鞭毛)에 의해 물을 따라 전염하고 벼잎의 물구멍과 공기구멍 부위 및 절단된 뿌리로 침입한다. 병 발생은 해마다 발생이 많은 상습발생지 위주로 발생하나 침관수 지역이 아닌 지역에서도 발생이 많다.

보통 출수기 전후에 나타나나 상습 발생지나 다발생 발생지에는 본답 초기에 발병하며, 드물게는 묘판에서도 발병된다. 국내에서 최초 발병보고는 1930년 전라남도 해남군에서 처음 발견된 이래 1960년까지 남부 일부 지역에 제한적인 발생을 보이다 이병성 품종인 금남풍의 재배 확대로 전국적인 발생을 나타내었으며, 이후 다수계 품종 재배에 의한 밀양 23호에 의해 피해가 확대되어 재배기간 중 후기에 발생되는 잎에서의 발병 뿐만 아니라 이앙 후 분열기까지 주 전체가 발생되는 금성형 증상을 보여 벼의 3대 병해의 하나로 간주된다.

벼 흰잎마름병균은 그람음성세균으로 분류되고 벼의 세균성 위조병을 유발하는 식물병원세균으로 세계적으로 널리 분포하여 벼에 큰 피해를 주지만, 병원균이 벼의 도관 내에서 증식하므로 약제방제 효과는 매우 낮으며, 현재까지 이 병에 특이적인 살균제 또한 없는 실정이다.

이러한 배경하에서, 본 발명자들은 과도한 줄기 신장에 의한 도복 피해 및 흰잎마름병에 대한 병해충 피해를 예방하기 위하여, 식물에서 줄기 신장을 조절함과 동시에 흰잎마름병에 대한 저항성을 증진시키는 유전자를 발굴하고, 이를 이용하여 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시키는 방법을 개발하기 위해 예의 노력한 결과, 벼 유래의 OsGASA1 유전자를 발굴하고, 이를 포함하는 재조합 벡터를 형질전환시킨 벼 식물체를 제조하여, 상기 형질전환된 벼 식물체의 줄기 신장이 억제되고, 흰잎마름병 저항성이 야생형 식물체보다 증진되는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

Kor. J. Intl. Agri., 2001. Mar; 13(1): 58-63 농업기술회보, 2003. Sep; 40(8): 34-36

본 발명의 목적은 흰잎마름병에 대한 저항성을 증진시킴과 동시에, 줄기신장을 억제시켜 내도복성 또한 증가된, 왜성(dwarf)의 흰잎마름병 저항성을 가진 신품종 작물을 개발하기 위하여, 벼(Oryza sativa) 유래의 OsGASA1 유전자를 포함하는, 야생형에 비해 식물의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시키는 재조합 벡터 및 상기 벡터로 형질전환된 형질전환체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsGASA1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 식물의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시키는 방법, 상기 유전자를 이용하여 왜성이며, 내도복성이 강하고, 흰잎마름병 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성이 증진된 형질전환 식물체 및 이의 종자를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 벼 유래의 OsGASA1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성 증진용 조성물을 제공하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 서열번호 1로 표시되는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsGASA1 유전자를 포함하는, 식물의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시키는 재조합 벡터를 제공한다.

본 발명에서 서열번호 1로 표시되는 유전자인 "OsGASA1 유전자"는 벼(Oryza sativa) 유래 유전자로, 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 OsGASA1 유전자는 스트레스 호르몬인 앱시스산(abscisic acid, ABA)의 처리에 의해 발현이 억제되는 유전자임을 확인하였으며, 앱시스산 및 지베렐린산(gibberellic acid, GA)에 의해 발현이 조절되는 유전자임을 확인하였다(도 1 및 도 2). 또한, 상기 OsGASA1 유전자가 과발현된 벼 형질전환체가 대조군인 야생형 동진벼에 비해 줄기 신장이 억제되고, 벼 흰잎마름병에 대한 저항성이 증진됨을 알 수 있었다(도 8 및 도 9).

본 발명에서 용어 "흰잎마름병(bacterial leaf blight)"은 Xanthomonas oryzae pv. oryzae(Xoo)에 의해서 발생되는 세균성 도관병으로, 일반적인 병징은 출수기를 전후하여 주로 잎에 발생하는데 처음에는 잎 끝이나 가장자리에 황록색의 수침상 병반(水浸狀病斑)이 생기고 진전되면 줄무늬를 이룬다.

본 발명에서 용어 "야생형"이란 본 발명의 벼 유래 OsGASA1 유전자를 포함하는 형질전환 식물체에 대한 대조군을 의미한다. 구체적으로 상기 식물체는 벼이며, 벼의 경우 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 "흰잎마름병 저항성(bacterial leaf blight resistance)"이란 흰잎마름병 병원균인 Xanthomonas oryzae pv. oryzae에 노출되더라도, 흰잎마름병 병원균에 따른 병징을 나타내지 않거나, 상기 균에 대해 견딜 수 있는 식물의 저항성을 의미한다.

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 OsGASA1 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.

OsGASA1 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 OsGASA1 유전자를 포함한 재조합 벡터로 형질전환된, 식물의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 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 OsGASA1 유전자 도입에 의해 형질전환된 식물의 줄기 신장이 억제되고 흰잎마름병 저항성이 증진된 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 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시키는 벼 유래의 OsGASA1 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.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 서열번호 1로 표시되는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsGASA1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsGASA1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 식물의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시키는 방법을 제공한다.

상기 식물세포를 형질전환시키는 방법은 전술한 바와 같다.

본 발명의 일실시예에 따른 방법에서, 상기 OsGASA1 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 OsGASA1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsGASA1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성이 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 OsGASA1 유전자는 서열번호 1의 염기 서열로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된, 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성이 증진된 형질전환 식물체, 그리고 이의 종자를 제공한다.

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

보다 바람직하게는, 상기 식물체는 내도복성이 강하고, 흰잎마름병 저항성이 증진된 왜성 벼(Oryza sativa)일 수 있다.

본 발명에서 용어 "내도복성(lodging tolerance)"이란 농작물이 비바람에 넘어지지 아니하고 견디어 내는 성질을 의미하는 것으로, 작물의 키와 줄기의 굵기가 가장 큰 역할을 한다. 예컨대, 벼는 출수 후 이삭이 무거워지는 등숙기에 많은 비와 강한 바람에 의해 쓰러지는 것을 볼 수 있으며, 동일한 지대에서도 줄기 신장이 과도한 품종은 쓰러지고 줄기 신장이 억제된 왜성의 품종은 쓰러지지 않는, 품종 간의 내도복성 정도 차이를 나타낸다.

본 발명에서 용어 "왜성(Dwarfness)"이란 생물의 크기가 그 종(種)의 표준 크기에 비하여 작게 자라는 형질, 또는 그런 형질을 가진 품종을 의미한다. 왜성 형질은 농업 및 원예업의 다양한 관점에서 중요하다. 예컨대, 식물 높이 또는 줄기 길이를 축소함으로써 관상용 식물을 제조할 수 있고, 채소 또는 과일을 소형화함으로써 먹기에 적당한 크기(bite-sized)를 갖는 등의 새로운 상업적 가치를 갖는 농작물을 제조할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 본 발명의 형질전환 벼 식물체는 원품종인 동진벼 대조군과 비교하여 초장 및 간장의 길이가 현저하게 단축된 왜성 벼임을 확인할 수 있었으며, 뿐만 아니라, 흰잎마름병 병원균인 Xanthomonas oryzae pv. oryzae(Xoo 10859)에 노출되었음에도 불구하고, 대조군과 비교하여 병반 길이가 두드러지게 짧아진 것을 확인할 수 있었다(도 8 및 도 9).

본 발명에서 용어 "초장 길이((plant height)"이란 땅에서부터 가장 긴 줄기의 제일 긴 잎까지의 길이를 의미하고, "간장 길이(culm length)"이란 땅에서부터 벼이삭의 이삭 목 마디까지의 길이를 의미한다.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 서열번호 1의 염기 서열로 이루어진 벼 유래의 OsGASA1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성 증진용 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 유효성분으로 서열번호 1의 염기 서열로 이루어진 OsGASA1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물에 형질전환함으로써 식물체의 줄기 신장을 억제하고, 흰잎마름병 저항성을 증진시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 식물의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시키는 방법에 의하여 제조된 형질전환 식물체는 도복(lodging) 피해 및 흰잎마름병에 대한 병해충 피해에 따른 수확량 감소 및 품질 저하 등의 단점을 해소할 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 방법에 의하여 작물의 줄기 신장을 조절하고 흰잎마름병에 대한 병해충 저항성을 증진시킴으로써, 작물의 생산성 및 품질을 향상시킬 수 있고, 새로운 형태의 왜성의 벼 흰잎마름병 저항성 신품종 개발에도 유용하게 활용될 수 있다.

도 1은 앱시스산(abscisic acid, ABA)을 처리한 벼 유묘의 표현형(A) 및 ABA 처리에 따른 벼 유묘의 뿌리에서의 OsGASA1 유전자의 발현 양상을 나타내는 마이크로어레이(microarray) 분석 결과(B)를 나타낸 도이다.
도 2는 길이생장 조절과 관련된 식물 호르몬인 ABA(A) 및 GA(B) 처리 후 시간에 따른, 벼의 뿌리에서의 OsGASA1의 발현 양상을 나타내는 공공 DB(public database) 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 OsGASA1 유전자의 염기서열을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 OsGASA1 유전자가 코드하는 단백질의 아미노산 서열을 나타낸 도이다. 여기에서, 빨간색으로 표시한 아미노산 서열은 신호 펩타이드(signal peptide)를 표시한 것이다.
도 5는 본 발명의 OsGASA1-GFP 융합단백질이 도입된 양파의 표피세포(A) 혹은 벼의 원형질체(B)에서 일시발현시킨 OsGASA1-GFP 단백질의 형광 분포를 관찰한 현미경 사진이다. 여기에서, 화살표는 핵의 위치를 포함하여 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 OsGASA1 유전자 과발현 재조합 벡터의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 OsGASA1 유전자 과발현 형질전환 벼의 RT-PCR 분석 결과를 나타낸 도이다. 여기에서, DJ는 야생형 동진벼이며, 288, 289, 290, 291, 292, 293은 OsGASA1 유전자가 삽입된 형질전환 벼이고, eEF(eukaryotic elongation factor)는 유전자 발현 정량 대조군으로서 사용한 내재양성 대조 유전자(endogenous control gene)이다.
도 8은 본 발명의 OsGASA1 유전자 과발현 형질전환 벼의 표현형(phenotype)을 분석하여 나타낸 도이다. 여기에서, DJ는 야생형 동진벼이며, GASA1은 OsGASA1 유전자가 삽입된 형질전환 벼이고, N1은 제1절간, N2는 제2절간, N3는 제3절간, N4는 제4절간, N5는 제5절간, N6은 제6절간을 의미한다.
도 9는 본 발명의 OsGASA1 유전자 과발현 형질전환 벼의 흰잎마름병 저항성 검정 결과를 나타낸 도로, 흰잎마름병 저항성에 대한 상기 형질전환 벼의 표현형(phenotype)(A)과 병반길이를 수치화(B)하여 나타낸 도이다. 여기에서, Mock는 흰잎마름병 병원균(Xoo10859)을 처리하지 않은 대조군이며, DJ는 흰잎마름병 병원균을 처리한 동진벼이며, T288, T289 및 T290은 흰잎마름병 병원균을 처리한 OsGASA1 유전자가 삽입된 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: 생물학적 또는 비생물학적 스트레스와 관련된 벼 유래 유전자 선발

생물학적 또는 비생물학적 스트레스와 관련된, 즉, 식물저항성과 관련된 벼 유래 유전자를 선발하기 위하여, 식물 생장 전반에 관여하는 식물 호르몬(hormone) 중 하나인 앱시스산(abscisic acid, ABA)에 의해 영향을 받는 벼 유래 유전자를 마이크로어레이(microarray) 분석을 통해 선발하였다.

또한, ABA 처리에 의해 영향을 받는 유전자군 중에서 특히 길이생장을 조절하는 것으로 알려진 호르몬인 지베렐린(Gibberellic acid, GA)과 상기 선발한 유전자와의 상호 연관성을 공공 데이터 분석을 통해 확인해 보았다.

실시예 1-1: OsGASA1 유전자의 선발

ABA는 벼에서 뿌리와 줄기의 길이 생장을 억제하는 주요 호르몬으로, 고농도의 ABA는 식물의 성장과 뿌리 발달에 저해를 가져온다. 3 μM의 고농도의 ABA를 야생형(wild type) 동진벼 유묘에 처리한 후, 동진벼 유묘의 표현형을 관찰한 결과, 벼 유묘의 뿌리와 줄기의 길이 생장이 ABA를 처리하지 않은 대조군(control)과 비교하여 현저하게 억제되는 것이 확인되었다(도 1의 A).

또한, ABA가 있는 조건에서 6시간(6h) 및 48시간(48h) 처리한 동진 벼의 뿌리에서 유전자발현 프로파일링을 마이크로어레이(microarray) 방법으로 분석해 보았다. 그 결과, ABA 처리에 의해 영향을 받는 유전자군 중에서 특히 길이생장을 조절하는 것으로 알려진 호르몬인 지베렐린(Gibberellic acid, GA)의 신호전달에 관여되는 GASA 계열 유전자군에 주목하고 ABA에 의해 현저하게 발현이 억제되는 GASA(Gibberellic acid-stimulated Arabidopsis) 계열유전자인 OsGASA1 유전자를 선발, 명명하였다(도 1의 B).

실시예 1-2: OsGASA1 유전자와 지베렐린(Gibberellic acid, GA)의 상호 연관성 분석

상기 실시예 1-1에서 선발한 OsGASA1 유전자와 ABA 처리에 의해 영향을 받는 유전자군 중에서 특히 길이생장을 조절하는 것으로 알려진 호르몬인 지베렐린(Gibberellic acid, GA)의 상호 연관성을 공공 데이터베이스(public database; RiceXPro2, http://ricexpro.dna.affrc.go.jp/) 분석을 통해 확인해 본 결과, 하기 도 2에 나타난 바와 같이, OsGASA1 유전자가 뿌리에서 GA에 의해 발현이 증가하는 유전자임을 확인할 수 있었다(도 2).

따라서, 상기 결과를 통해 OsGASA1 유전자는 ABA와 GA에 의해 길항적으로 조절되는 유전자임을 확인할 수 있었다.

이를 기반으로, ABA 및 GA와 같은 식물 호르몬에 의해 유발된 신호 전달에 따른, 줄기 신장 조절 및 병해충 저항성과 관련된 벼 유래 유전자로서 OsGASA1 유전자를 선발하고, 이를 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시킬 수 있는 유전자로 유용하게 활용할 수 있음을 유추할 수 있었다.

실시예 2: OsGASA1 유전자 분리 및 상기 유전자에 의해 암호화(encoding)되는 OsGASA1 단백질의 발현 양상 분석

과도한 줄기 신장에 의한 도복 피해 및 흰잎마름병에 대한 병해충 피해를 예방하기 위한, 새로운 형태의 왜성의 벼 흰잎마름병 저항성 신품종을 개발하고자, 상기 실시예 1에서 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시킬 수 있는 유전자로 선발된 OsGASA1 유전자를 분리하고, 이에 의해 암호화되는 OsGASA1 단백질의 세포내 발현 위치를 규명하였다.

실시예 2-1: 게놈 DNA의 PCR에 의한 OsGASA1 유전자의 클로닝 및 염기서열 분석

상기 실시예 1에서 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시킬 수 있는 유전자로 선발된 OsGASA1 유전자를 분리하기 위해, 벼의 RNA로부터 PCR 방법으로 유전자를 클로닝하고 전체 염기서열을 결정하였다.

구체적으로, 야생형(wild type) 동진벼의 뿌리에서 RNA를 분리한 후 cDNA를 합성하고, OsGASA1 유전자 특이 프라이머 세트(OsGASA1F:5'-ATGGCTTTGGCTGGTAGGCTAC-3'(서열번호 3); OsGASA1R:5'-GACCAAAGAATTCGAGCGTCCAC-3'(서열번호 4))를 이용하여 RT-PCR을 수행하였다. 증폭된 PCR 산물은 T-벡터(T-vector)에 클로닝한 후 전체 염기서열(339 bp)을 결정하였다. 이렇게 결정된 OsGASA1 유전자의 염기서열을 서열번호 1로 표시하였으며(도 3), 상기 염기서열에 의해 암호화된 OsGASA1 단백질의 아미노산 서열을 서열번호 2로 표시하였다(도 4).

실시예 2-2: OsGASA1 유전자에 의해 암호화(encoding)되는 OsGASA1 단백질의 발현 양상 분석

줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시킬 수 있는 유전자로 선발된 OsGASA1 유전자에 의해 암호화(encoding)되는 단백질의 특성을 파악하기 위해, TargetP1.1(http://www.cbs.dtu.dk/services/TargetP/) 분석을 통해 OsGASA1 단백질의 N 말단에 27개의 아미노산의 신호 펩타이드(signal peptide)가 존재하는 것을 확인하였으며, 상기 OsGASA1 유전자에 의해 암호화되는 OsGASA1 단백질의 세포내 발현 패턴을 분석해 보았다.

구체적으로, OsGASA1 단백질의 세포내 발현 위치를 확인하기 위하여 OsGASA1 단백질의 C 말단에 GFP 형광단백질을 연결한 OsGASA1-GFP 융합단백질을 제작하였으며, 이를 포함한 벡터를 제작한 뒤 상기 벡터를 양파의 표피세포(도 5의 A) 혹은 벼의 원형질체(도 5의 B)에 도입하여 일시발현(transient expression)을 유도해 보았다. 그 결과, OsGASA1 단백질이 소포체(ER, endoplasmic reticulum)와 액포(vacuole)에 위치하고 있는 것을 확인하였다.

실시예 3: 식물 형질전환용 OsGASA1 과발현 벡터 및 형질전환체 제작

줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시킨 형질전환 식물체를 제조하기 위하여, 상기 실시예 1에서 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성 관련 유전자로 선발한 OsGASA1 유전자 과발현 벡터를 제작하고, 벼에 상기 벡터를 삽입하여 왜성(dwarf)의 흰잎마름병 저항성 증진 형질전환 벼를 제작하였다.

실시예 3-1: 식물 형질전환용 OsGASA1 과발현 벡터 제작

벼 유래 OsGASA1 유전자의 과발현 벡터 제작을 위해, 먼저 동진벼의 뿌리에서 분리한 RNA를 템플레이트(template)로 하여 cDNA를 합성하고, OsGASA1 유전자 특이 프라이머 세트(OsGASA1F:5'-ATGGCTTTGGCTGGTAGGCTAC-3'(서열번호 3); OsGASA1R:5'-GACCAAAGAATTCGAGCGTCCAC-3'(서열번호 4))를 이용하여 OsGASA1 유전자를 분리하였다. 이에 대한 염기서열을 확인한 후, 도 6에 나타난 바와 같이, 벼 형질전환벡터인 pCAMBIA1300 계열 벡터에 분리한 OsGASA1 유전자를 삽입하여 pCAMBIA1300-OsGASA1 과발현 벡터를 제작하였다.

구체적으로, 칼리플라워 모자익 바이러스의 35S 프로모터(CaMV35S 프로모터(35SP)) 하류에 OsGASA1 유전자를 연결하여 식물에서 OsGASA1 유전자가 항시 발현하도록 OsGASA1 과발현 벡터를 제작하였으며, 이때 항생제 저항성 마커로는 하이그로마이신(Hygromycin) 저항성 유전자를 사용하였다.

실시예 3-2: 아그로박테리움( Agrobacterium tumefaciens ) 형질전환체 제작

상기 실시예 3-1에서 제작된 OsGASA1 과발현 벡터를 아그로박테리움 투메파시엔스(LBA4404)에 형질전환하기 위하여, 동결-해동(freeze-thaw) 방법을 사용하여 형질전환하였다.

구체적으로, 동결과 해동(freeze and thaw)을 2 내지 3번 반복한 후, 37℃의 열충격(heat shock) 방법에 의해 형질전환한 후 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, MgSO₄7H₂O 6g, KCl 3g, CaCl₂2H₂O 0.265g, FeSO₄.7H₂O 50mg/1L), Glucose 5g/1L)에서 배양하였다.

실시예 3-3: 아그로박테리움을 이용한 벼 형질전환체 제작 및 분석

상기 실시예 3-2에서 제작한 OsGASA1 과발현 벡터가 도입된 아그로박테리움 LBA4404를 이용하여, 동진벼의 캘루스(callus)에 접종하여 감염시킨 후, 30 ㎍/㎖ 농도의 하이그로마이신(hygromycin)을 포함한 배지에서 형질전환체를 선발하고, 최종적으로 상기 선발된 형질전환체를 온실에서 생육하여 형질전환된 벼를 제조하였다.

아울러, 상기 OsGASA1 과발현 벡터가 도입된 아그로박테리움 형질전환체를 이용하여 제작한 형질전환 벼에, 상기 벡터가 제대로 삽입되어 OsGASA1 유전자가 상기 형질전환 벼에서 과발현되고 있는지 RT-PCR을 수행하여 분석하였다.

구체적으로, 대조군인 야생형(wild type, WT) 동진벼와, 상기 OsGASA1 유전자가 과발현되도록 제조한 형질전환 벼의 잎에서 각각 RNA를 분리하고, 이를 템플레이트(template)로 하여 cDNA를 제작하였으며, OsGASA1 유전자 특이적인 프라이머 세트(OsGASA1F:5'-ATGGCTTTGGCTGGTAGGCTAC-3'(서열번호 3); OsGASA1R:5'-GACCAAAGAATTCGAGCGTCCAC-3'(서열번호 4))를 이용하여 RT-PCR을 수행하였다.

RT-PCR을 수행하여 OsGASA1 유전자가 과발현되도록 제조한 형질전환 벼에서 OsGASA1 유전자의 발현 정도를 분석해 본 결과, 하기 도 7에 나타난 바와 같이, OsGASA1 유전자 삽입 벼 형질전환체(288, 289, 290, 291, 292, 293)가 원품종인 야생형(wild type, DJ) 동진벼에 비해 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성 증진 관련 유전자인 OsGASA1 유전자가 높은 수준으로 발현되고 있음을 확인하였다.

실시예 4: OsGASA1 과발현 형질전환 벼의 표현형 분석

상기 실시예 3-3에서 제조한, OsGASA1 유전자 과발현이 확인된 형질전환 벼의 표현형을 분석해 보았다.

구체적으로, 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성 증진 관련 유전자인 OsGASA1 유전자가 과발현되도록 제조한 형질전환 벼를 출수 30일 후, 원품종인 야생형(wild type) 동진벼와 비교하여 식물체의 발달 정도를 분석하였다.

그 결과, 하기 도 8에 나타난 바와 같이, 전반적으로 OsGASA1 형질전환 벼의 줄기 신장, 즉 초장(plant height)이 동진벼에 비해 두드러지게 단축됨을 확인하였으며(A 및 B), 간장(culm length)의 길이, 즉 제1 절간(internode) 내지 제6 절간(internode)까지의 절간의 길이 또한 동진벼에 비해 현저하게 짧아진 것을 확인하였다(C).

상기 결과를 통하여, 본 발명에 따른 서열번호 1의 OsGASA1 유전자가 줄기 신장 억제에 관여함을 알 수 있었다. 이에, 줄기 신장을 억제함으로써 과도한 줄기 신장에 따른 도복 피해에 대한, 내도복성이 강한 왜성(dwarf)의 식물 생산에 적용할 수 있음을 알 수 있다.

실시예 5: OsGASA1 과발현 형질전환 벼의 병해충 저항성 분석

상기 실시예 3-3에서 제조한, OsGASA1 유전자 과발현이 확인된 형질전환 벼의 병해충 저항성을 분석해 보았다.

구체적으로, 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성 증진 관련 유전자인 OsGASA1 유전자가 과발현되도록 제조한 형질전환 벼의 종자를 7일 동안 발아시킨후, 토양으로 옮겨 약 60일간 생육하였다. 생육 후, 벼 흰잎마름병에 대한 병해충 저항성을 분석하기 위하여, 벼 흰잎마름병 병원균(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo 10859)이 포함된 배양액을 가위를 이용하여 잎에 접종하고 15일 후에 병반(lesion)의 길이를 측정하여 흰잎마름병에 대한 저항성을 검정하였다. 이때, 대조군으로는 흰잎마름병 병원균을 접종하지 않은 벼(Mock)와, 흰잎마름병 병원균을 접종한 동진벼(DJ)를 사용하였다.

그 결과, 하기 도 9에 나타난 바와 같이, OsGASA1 형질전환 벼의 잎의 병반의 길이가 원품종인 야생형(wild type) 동진벼와 비교하여 짧은 것을 확인하였다.

상기 결과를 통하여, 본 발명에 따른 서열번호 1의 OsGASA1 유전자가 흰잎마름병 저항성 증진에 관여함을 알 수 있었다.

종합하면, 상기 일련의 결과들을 통해 본 발명에 따른 서열번호 1의 벼 유래 OsGASA1 유전자는 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성 증진에 관여함을 알 수 있었으며, 이를 기반으로 벼 흰잎마름병에 대한 병해충 및 도복(lodging) 피해를 줄일 수 있는, 왜성(dwarf)의 벼 흰잎마름병 저항성을 지닌 신품종 개발에 유용하게 활용할 수 있음을 알 수 있다.

CaMV35SP: Cauliflower Mosaic Virus(CaMV) 35S promotor
OsGASA1: Oryza sativa GASA1 gene
T_N: terminator
Hygromycin(R): hygromycin resistant

<110> Republic of Korea <120> Gene inhibiting stem elongation and having bacterial leaf blight resistance derived from Oryza sativa and uses thereof <130> P16R12D1628 <160> 4 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 339 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsGASA1 gene <400> 1 atggctttgg ctggtaggct acttgtcctc ttcgccattg ctctccttgc catctccata 60 gccgagcaca aggcgctagc caagggatca accagtgagc atgatgataa cgtttaccaa 120 gtaagcaagg gaggacaggg cagcctgaag agctatcagt gctcgccgca gtgcgcgtac 180 cggtgcagcc agacgcagta caagaagccg tgcctcttct tctgcaacaa gtgctgcaac 240 gcctgcctct gcgtgccgtc gggcctctac ggcaacaagg gcgagtgccc ctgctacaac 300 aactggaaga ccaagcgcgg cggccccaag tgcccgtga 339 <210> 2 <211> 112 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> OsGASA1 amino acid <400> 2 Met Ala Leu Ala Gly Arg Leu Leu Val Leu Phe Ala Ile Ala Leu Leu 1 5 10 15 Ala Ile Ser Ile Ala Glu His Lys Ala Leu Ala Lys Gly Ser Thr Ser 20 25 30 Glu His Asp Asp Asn Val Tyr Gln Val Ser Lys Gly Gly Gln Gly Ser 35 40 45 Leu Lys Ser Tyr Gln Cys Ser Pro Gln Cys Ala Tyr Arg Cys Ser Gln 50 55 60 Thr Gln Tyr Lys Lys Pro Cys Leu Phe Phe Cys Asn Lys Cys Cys Asn 65 70 75 80 Ala Cys Leu Cys Val Pro Ser Gly Leu Tyr Gly Asn Lys Gly Glu Cys 85 90 95 Pro Cys Tyr Asn Asn Trp Lys Thr Lys Arg Gly Gly Pro Lys Cys Pro 100 105 110 <210> 3 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsGASA1F <400> 3 atggctttgg ctggtaggct ac 22 <210> 4 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsGASA1R <400> 4 gaccaaagaa ttcgagcgtc cac 23

Claims

서열번호 3 및 4로 표시되는 프라이머 세트를 이용하여 분리한, 서열번호 1의 339 bp로 이루어지는 염기서열로 구성된 OsGASA1 유전자를 포함하는, 식물의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시키는 재조합 벡터.
제1항의 재조합 벡터로 형질전환된, 식물의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시키는 형질전환체.
서열번호 3 및 4로 표시되는 프라이머 세트를 이용하여 분리한, 서열번호 1의 339 bp로 이루어지는 염기서열로 구성된 OsGASA1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsGASA1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 식물의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성을 증진시키는 방법.
서열번호 3 및 4로 표시되는 프라이머 세트를 이용하여 분리한, 서열번호 1의 339 bp로 이루어지는 염기서열로 구성된 OsGASA1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsGASA1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법.
제4항의 방법에 의해 제조된, 왜성이며, 내도복성이 강하고, 흰잎마름병 저항성이 증진된 형질전환 식물체.
제5항에 있어서, 상기 식물체는 단자엽 식물인 것인 형질전환 식물체.
제6항에 있어서, 상기 단자엽 식물은 벼(Oryza sativa)인 것인 형질전환 식물체.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 식물체의 형질전환된 종자.
서열번호 3 및 4로 표시되는 프라이머 세트를 이용하여 분리한, 서열번호 1의 339 bp로 이루어지는 염기서열로 구성된 OsGASA1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 줄기 신장 억제 및 흰잎마름병 저항성 증진용 조성물.