KR101905267B1 - Abiotic Stress-Inducible OsSta2 Gene, Protein and Transformant Enhancing Tolerance to Salt Stress - Google Patents

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    • C12N15/8273Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for drought, cold, salt resistance

Abstract

본 발명은 서열목록 제 2 서열의 아미노산 서열을 포함하며 식물체에서 과발현되는 경우 상기 식물체에 염 스트레스에 대한 내성을 증진시키는 염 스트레스-유도성 OsSta2 단백질 및 상기 OsSta2 단백질을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 핵산분자, 상기 핵산분자를 포함하는 벡터, 상기 벡터에 의해 형질전환된 형질전환체, 염 스트레스 내성이 증진된 형질전환 식물체의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 염 스트레스에 대한 내성이 증진된 형질전환 식물체를 제공한다. 본 발명에서 이용되는 뉴클레오타이드 서열은 비생물적 스트레스(예컨대, 염 스트레스)에 대한 식물체의 저항성 증대 및 종자 생산에 관여하며, 이를 이용하여 식물체를 형질전환 하면 상술한 스트레스에 대한 식물체의 저항성 및 곡물 수득율을 동시에 증가시킬 수 있으므로 식물체 재배 지역의 한계 극복할 수 있으며, 벼에 적용될 경우 비생물 스트레스에 강하고 고수율의 벼의 생산이 가능하여 생산력을 극대화시킬 수 있다.The present invention relates to a nucleic acid construct comprising a salt stress-inducible OsSta2 protein comprising an amino acid sequence of SEQ ID No. 2 and enhancing tolerance to salt stress in the plant when overexpressed in a plant, and a nucleic acid comprising a nucleotide sequence encoding the OsSta2 protein A method for producing a transgenic plant transformed with said vector, a method for producing a transgenic plant having enhanced salt stress tolerance, and a method for enhancing tolerance to salt stress produced by said method Providing a transgenic plant. The nucleotide sequence used in the present invention is involved in increasing the resistance of the plant to abiotic stress (for example, salt stress) and seed production, and when the plant is transformed using the nucleotide sequence, the plant resistance to the stress and the grain yield Can be increased at the same time. Therefore, it is possible to overcome the limit of the cultivation area of the plant, and when applied to rice, it is possible to maximize productivity by being able to produce rice with high yield and strong against abiotic stress.

Description

염 스트레스 내성을 증진시키는 비생물 스트레스-유도성 OsSta2 유전자, 단백질 및 OsSta2 발현이 증진된 내성 형질전환체{Abiotic Stress-Inducible OsSta2 Gene, Protein and Transformant Enhancing Tolerance to Salt Stress}(Abiotic Stress-Inducible OsSta2 Gene, Protein and Transformant Enhancing Tolerance to Salt Stress), which promotes osteosarcoma resistance,

본 발명은 염 스트레스 내성을 증진시키는 비생물 스트레스-유도성 OsSta2 유전자, 단백질 및 OsSta2 발현이 증진된 내성 형질전환체에 관한 것이다.The present invention relates to an abiotic stress-inducible OsSta2 gene, a protein and an OsSta2-expressing resistant transformant which promote salt stress tolerance.

전세계 인구의 절반 이상은 쌀을 주요 식용작물로 이용하고 있으며, 쌀의 세계적 수요는 인구의 증가에 따라 계속 증가할 것이다. 다양한 환경적 스트레스는 스트레스 내성을 갖는 식물로 이끄는 조절기작 또는 신호전달에 중요한 역할을 하는 유전자 및 스트레스 내성을 주는 단백질을 코딩하는 유전자의 발현 수준을 변화시킴으로써 분자 수준에서 반응하게 한다. 건조 및 염 스트레스는 쌀 생산성을 제한하는 환경인자이다. 염분 영향을 받는 지역의 쌀 생산성은 매년 30-50%씩 효율이 유의적으로 감소하고 있다. 최근 수십년간 쌀을 포함한 많은 식물 종에서 염 스트레스 내성을 이해하고 달성하기 위한 의미있는 진보가 있었다. 염 스트레스 하에서 스트레스로부터 세포를 보호하고 정상 생장을 유지하기 위해, 세포질의 칼슘 방출, 액포 내 이온 불균형, 스트레스 신호전달 및 유전자의 조절과 같은 많은 세포 반응이 일어난다.More than half of the world's population is using rice as a major edible crop, and the global demand for rice will continue to increase with population growth. A variety of environmental stresses react at the molecular level by altering the expression levels of genes that play a key role in regulatory mechanisms or signaling leading to stress tolerant plants and genes that encode stress tolerant proteins. Drying and salt stress are environmental factors limiting rice productivity. Rice productivity in areas affected by salinity is significantly reduced by 30-50% per year. Significant progress has been made in recent decades to understand and achieve salt stress tolerance in many plant species, including rice. To protect cells from stress under salt stress and maintain normal growth, many cellular responses occur, such as cytosolic calcium release, ionic imbalance in vacuoles, stress signaling, and gene regulation.

AP2/ERF, bZIP. MYB, NAC, 징크-핑거(zinc-finger), MYC 및 WRKY와 같은 전사인자는 많은 스트레스 반응성 유전자의 발현을 조절할 수 있으므로, 식물의 스트레스 반응 및 스트레스 내성에 중요한 것으로 알려져 있다. 비생물적 스트레스에 대한 내성이 증진된 식물체를 제조하기 위해 전사인자를 형질전환하는 방법이 중요한 접근법임이 입증되었다. 전사인자 중 AP2/ERFs는 식물의 배 발육과 같은 발육 과정, 꽃 발생, 열매 숙성, 잎의 표피세포 식별 및 잎꼭지 발생과 같은 다양한 역할을 한다. 또한 AP2/ERF 단백질은 생물적 스트레스에 대한 식물의 반응과 관련이 있다. 예를 들어, ERF 단백질은 GCC 박스(AGCCGCC)에 결합하여 발병 관련 유전자의 발현을 조절한다. Medicoga truncatula 유래의 ERN1, 2, 3 및 EFD와 같은 AP2/ERF 단백질은 질소-고정 박테리아와 공생하여 콩과 식물의 뿌리 혹의 발생을 조절시킨다.AP2 / ERF, bZIP. Transcription factors such as MYB, NAC, zinc-finger, MYC and WRKY are known to be important for the stress response and stress tolerance of plants because they can regulate the expression of many stress-responsive genes. Transforming transcription factors to produce plants with enhanced resistance to abiotic stress has proven to be an important approach. Among the transcription factors, AP2 / ERFs play a variety of roles such as developmental processes such as plant growth, flower development, fruit ripening, epidermal cell identification of leaves and leaflet generation. The AP2 / ERF protein is also associated with plant responses to biological stress. For example, the ERF protein binds to the GCC box (AGCCGCC) and regulates the expression of the oncogenic gene. Medicoga The AP2 / ERF proteins, such as ERN1, 2, 3 and EFD from truncatula , co-occur with nitrogen-fixing bacteria to regulate the development of root nodules in legumes.

AP2/ERF 단백질은 생물적 스트레스에 대한 반응의 역할 외에 건조, 염 및 저온과 같은 비생물적 스트레스에 대한 반응에 대해서도 중요한 역할을 한다. AP2/ERF 단백질은 보존적 AP2/ERF 도메인을 포함한다. 가장 많이 연구된 AP2/ERF 단백질은 많은 스트레스-관련 단백질의 발현을 활성화시키고 건조, 염 및 저온에 대한 내성을 개선시키는 CBF/DREB이다.The AP2 / ERF protein plays a role in response to abiotic stresses such as dryness, salt and low temperature in addition to its role in response to biological stress. The AP2 / ERF protein contains a conserved AP2 / ERF domain. The most studied AP2 / ERF protein is CBF / DREB, which activates expression of many stress-related proteins and improves resistance to drying, salt and cold.

벼(Oryza sativa ssp. Japonica)는 적어도 139 종류의 AP2/EFR 패밀리 유전자를 갖는다. 다양한 환경적 스트레스는 스트레스 내성과 관련된 벼 AP2/ERF 유전자의 발현을 유도한다. 예를 들어, AP2/ERF 단백질인 SNORKEL1 및 SNORKEL2(SK1 및 SK2)는 침수 고전에서 회피 전략으로 지베렐린산의 축적 및 줄기 신장을 빠르게 촉진한다(Hattori et al., 2009). 반면, AP2/ERF 단백질인 SUB1A-1은 싹의 신장을 억제하고 침수-내성에 대한 생존을 증가시키는 휴지전략을 갖는다(Xu et al., 2006). 또한, DREB1A, HARDY(arabidopsis), HvCBF4(barley) 및 TERF1(tomato)와 같은 AP2/ERF 유전자의 계속적인 발현은 비생물적 스트레스 내성을 증가시킨다(Oh et al., 2005, 2007; Karaba et al., 2007; Gao et al., 2008). 벼 AP2/ERF 유전자인 AP37의 과발현은 높은 곡물 수득율을 갖는 생장 단계에서 건조 내성을 부여한다(Oh et al., 2009). AP2/ERF 단백질인 TSRF1의 과발현은 벼의 삼투 및 건조 내성을 개선시킨다(Quan et al., 2010). 최근에, 벼의 OsEREB1의 과발현이 생물적 및 비생물적 스트레스에 대한 내성을 증가시키는 것이 보고되었다(Jisha et al., 2015).Rice ( Oryza sativa ssp. Japonica ) has at least 139 AP2 / EFR family genes. Various environmental stresses induce the expression of rice AP2 / ERF gene related to stress tolerance. For example, the AP2 / ERF proteins SNORKEL1 and SNORKEL2 (SK1 and SK2) rapidly accelerate accumulation and stem elongation of gibberellic acid with avoidance strategies in inundation classics (Hattori et al., 2009). On the other hand, the AP2 / ERF protein, SUB1A-1, has a resting strategy that inhibits shoot elongation and increases survival to immersion-resistant (Xu et al., 2006). In addition, continuous expression of AP2 / ERF genes such as DREB1A, HARDY ( arabidopsis ), HvCBF4 (barley) and TERF1 (tomato) increases abiotic stress tolerance (Oh et al., 2005, 2007; , 2007; Gao et al., 2008). Overexpression of rice AP2 / ERF gene AP37 confers dry tolerance at the growth stage with high grain yield (Oh et al., 2009). Overexpression of the AP2 / ERF protein TSRF1 improves rice osmosis and dry tolerance (Quan et al., 2010). Recently, overexpression of OsEREB1 in rice has been reported to increase resistance to biological and abiotic stress (Jisha et al., 2015).

벼의 역유전 방법(reverse genetic method) 및 정유전 방법(forward genetic method)를 포함하는 기능적 게놈은 식물 스트레스 반응 및 내성과 관련된 새로운 유전자를 규명하기 위한 중요한 연구 분야이다. 이러한 유전자는 벼 및 다른 작물의 내성을 개선시키는 유전공학의 새로운 타겟이 될 수 있을 것이다.Functional genomes including rice reverse genetic and forward genetic methods are important research areas for identifying novel genes involved in plant stress response and tolerance. These genes could be a new target for genetic engineering to improve the tolerance of rice and other crops.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.Numerous papers and patent documents are referenced and cited throughout this specification. The disclosures of the cited papers and patent documents are incorporated herein by reference in their entirety to better understand the state of the art to which the present invention pertains and the content of the present invention.

Hattori, Y. et al. (2009) The ethylene response factors SNORKEL1 and SNORKEL2 allow rice to adapt to deep water. Nature. 460, 1026-1030. Hattori, Y. et al. (2009) The ethylene response factors SNORKEL1 and SNORKEL2 allow rice to adapt to deep water. Nature. 460, 1026-1030. Xu, K. et al. (2006) Sub1A is an ethylene-response-factor-like gene that confers submergence tolerance to rice. Nature. 442, 705-708. Xu, K. et al. (2006) Sub1A is an ethylene-response-factor-like gene that confers submergence tolerance to rice. Nature. 442, 705-708. Oh, S. J. et al. (2005) Arabidopsis CBF3 DREB1A and ABF3 in transgenic rice increased tolerance to abiotic stress without stunting growth. Plant Physiol. 138, 341-351. Oh, S. J. et al. (2005) Arabidopsis CBF3 DREB1A and ABF3 in transgenic rice increased tolerance to abiotic stress without stunting growth. Plant Physiol. 138, 341-351. Oh, S. J. et al. (2007) Expression of barley HvCBF4 enhances tolerance to abiotic stress in transgenic rice. Plant Biotechnol. J. 5, 646-656. Oh, S. J. et al. (2007) Expression of barley HvCBF4 enhances tolerance to abiotic stress in transgenic rice. Plant Biotechnol. J. 5, 646-656. Karaba, A. et al. (2007) Improvement of water use efficiency in rice by expression of HARDY, an Arabidopsis drought and salt tolerance gene. Proc. Natl Acad. Sci. 104, 15270-15275. Karaba, A. et al. (2007) Improvement of water use efficiency in rice by expression of HARDY, an Arabidopsis drought and salt tolerance gene. Proc. Natl Acad. Sci. 104, 15270-15275. Gao, S. et al. (2008) Expression of TERF1 in rice regulates expression of stress-responsive genes and enhances tolerance to drought and high-salinity. Plant Cell Rep. 27, 1787-1795. Gao, S. et al. (2008) Expression of TERF1 in rice regulates expression of stress-responsive genes and enhances tolerance to drought and high-salinity. Plant Cell Rep. 27, 1787-1795. Oh, S. J. et al. (2009) Overexpression of the transcription factor AP37 in rice improves grain yield under drought conditions. Plant Physiol. 150, 1368-1379. Oh, S. J. et al. (2009) Overexpression of the transcription factor AP37 in rice improves grain yield under drought conditions. Plant Physiol. 150, 1368-1379. Quan, R. et al. (2010) Overexpression of an ERF transcription factor TSRF1 improves rice drought tolerance. Plant Biotechnol. J. 8: 476-488. Quan, R. et al. (2010) Overexpression of an ERF transcription factor TSRF1 improves rice drought tolerance. Plant Biotechnol. J. 8: 476-488. Jisha, V. et al. (2015) Overexpression of an AP2/ERF type transcription factor OsEREBP1 confers biotic and abiotic stress tolerance in rice. PLoS one. 10, 6-e0127831. Jisha, V. et al. (2015) Overexpression of an AP2 / ERF type transcription factor OsereBP1 confers biotic and abiotic stress tolerance in rice. PLoS one. 10, 6-e0127831.

본 발명자들은 비생물(abiotic) 스트레스에 대하여 내성을 증진시킬 수 있는 유전자를 발굴하고자 예의 노력한 결과, 벼(Oryza sativa)로부터 염 스트레스에 의해 유도되는 OsSta2 유전자를 발굴하고 상기 유전자에 의해 형질전환된 식물체가 염 스트레스에 대하여 증진된 내성을 나타낸다는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.As a result of intensive efforts to discover genes capable of promoting resistance to abiotic stress, the present inventors have found that OsSta2 gene induced by salt stress from rice ( Oryza sativa ) Of the present invention exhibits enhanced resistance to salt stress, thereby completing the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 염 스트레스-유도성 OsSta2 단백질을 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a salt stress-inducible OsSta2 protein.

본 발명의 다른 목적은 염 스트레스-유도성 OsSta2 단백질을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 핵산분자를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence encoding a salt stress-inducible OsSta2 protein.

본 발명의 또 다른 목적은 염 스트레스-유도성 OsSta2 단백질을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 핵산분자를 포함하는 벡터를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a vector comprising a nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence encoding a salt stress-inducible OsSta2 protein.

본 발명의 다른 목적은 상기 본 발명의 벡터에 의해 형질전환된 형질전환체를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a transformant transformed by the vector of the present invention.

본 발명의 또 다른 목적은 염 스트레스 내성이 증진된 형질전환 식물체의 제조방법을 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a method for producing transgenic plants with enhanced salt stress tolerance.

본 발명의 다른 목적은 염 스트레스에 대한 내성이 증진된 형질전환 식물체을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a transgenic plant having enhanced resistance to salt stress.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 서열목록 제 2 서열의 아미노산 서열을 포함하며 식물체에서 과발현되는 경우 상기 식물체에 염 스트레스(salt stress)에 대한 내성을 증진시키는 비생물 스트레스-유도성 OsSta2 단백질을 제공한다.According to one aspect of the present invention, the present invention provides a method for producing an abiotic stress-inducible OsSta2 protein, which comprises the amino acid sequence of the second sequence of the Sequence Listing and enhances tolerance to salt stress in the plant when overexpressed in the plant .

본 발명자들은 비생물(abiotic) 스트레스에 대하여 내성을 증진시킬 수 있는 유전자를 발굴하고자 예의 노력한 결과, 벼(Oryza sativa)로부터 염 스트레스에 의해 유도되는 OsSta2 유전자를 발굴하고 상기 유전자에 의해 형질전환된 식물체가 염 스트레스에 대하여 증진된 내성을 나타낸다는 것을 확인하였다.As a result of intensive efforts to discover genes capable of promoting resistance to abiotic stress, the present inventors have found that OsSta2 gene induced by salt stress from rice ( Oryza sativa ) Showed enhanced tolerance to salt stress.

본 발명의 비생물 스트레스-유도성 OsSta2 단백질은 상기한 아미노산 서열에 대하여 실질적인 동일성(substantial identity)을 나타내며, 동시에 염 스트레스에 대한 내성 증진을 할 수 있는 범위 내에서의 아미노산 서열을 포함하는 것으로 해석된다. 상기의 실질적인 동일성은, 상기한 본 발명의 아미노산 서열과 임의의 다른 서열을 최대한 대응되도록 얼라인하고, 당업계에서 통상적으로 이용되는 프로그램(예: ClustalX 및 PROSIS)을 이용하여 얼라인된 서열을 분석한 경우에, 최소 80%의 상동성, 보다 바람직하게는 최소 90%의 상동성, 가장 바람직하게는 최소 95%의 상동성을 나타내는 아미노산 서열을 의미한다.The abiotic stress-inducible OsSta2 protein of the present invention has substantial identity with the above-mentioned amino acid sequence and is also interpreted to include an amino acid sequence within a range capable of enhancing tolerance to salt stress . The above-mentioned substantial identity is determined by aligning the amino acid sequence of the present invention with any other sequence as much as possible, and analyzing the aligned sequence using a program commonly used in the art (for example, ClustalX and PROSIS) Means an amino acid sequence that exhibits at least 80% homology, more preferably at least 90% homology, and most preferably at least 95% homology.

본 명세서에서 용어 “비생물 스트레스”는 특정 환경에서 생물에 대한 미생물 요소의 부정적 영향으로 정의되며, 염(salt) 스트레스, 건조(drought) 스트레스, 저온(cold) 스트레스 및 삼투(osmotic) 스트레스를 포함한다.As used herein, the term " abiotic stress " is defined as the negative effect of a microbial element on a living being in a particular environment and includes salt stress, drought stress, cold stress and osmotic stress do.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 비생물 스트레스는 염 스트레스이다.According to one embodiment of the present invention, the abiotic stress is salt stress.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 비생물 스트레스-유도성 OsSta2 단백질은 야생형과 비교하여 염 스트레스에 대하여 1.5-5.0, 1.5-4.5 또는 1.5-4.0배의 내성을 나타낸다.According to another embodiment of the present invention, the abiotic stress-inducible OsSta2 protein exhibits a resistance to salt stress of 1.5-5.0, 1.5-4.5 or 1.5-4.0 times compared to the wild type.

본 발명의 또다른 구현에에 따르면, 상기 염 스트레스-유도성 OsSta2 단백질은 야생형과 비교하여 곡실 수득율(grain yield)에 대하여 2-15%, 3-15% 또는 4-13% 증가된 수득율을 나타낸다.According to another embodiment of the present invention, the salt stress-inducible OsSta2 protein exhibits an increase of 2-15%, 3-15% or 4-13% relative to the grain yield compared to the wild type .

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 비생물 스트레스-유도성 OsSta2 단백질을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 핵산분자를 제공한다.According to another aspect of the invention, the present invention provides a nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence encoding said abiotic stress-inducible OsSta2 protein.

본 명세서에서 용어 “핵산 분자”는 DNA (gDNA 및 cDNA) 그리고 RNA 분자를 포괄적으로 포함하는 의미를 갖으며, 핵산 분자에서 기본 구성 단위인 뉴클레오타이드는 자연의 뉴클레오타이드 뿐만 아니라, 당 또는 염기 부위가 변형된 유사체 (analogue)도 포함한다 (Scheit, Nucleotide Analogs, John Wiley, NewYork(1980); Uhlman 및 Peyman, Chemical Reviews, 90:543-584(1990)).As used herein, the term " nucleic acid molecule " has the meaning inclusive of DNA (gDNA and cDNA) and RNA molecules. In the nucleic acid molecule, the nucleotide which is a basic constituent unit is not only a natural nucleotide, Also included are analogues (Scheit, Nucleotide Analogs, John Wiley, New York (1980); Uhlman and Peyman, Chemical Reviews, 90: 543-584 (1990)).

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 뉴클레오타이드 서열은 서열목록 제 1 서열인 것을 특징으로 하는 핵산분자이다. 비생물 스트레스-유도성 OsSta2 단백질을 코딩하는 본 발명의 핵산 분자는 상기한 뉴클레오타이드 서열에 대하여 실질적인 동일성을 나타내는 뉴클레오타이드 서열도 포함하는 것으로 해석된다. 상기의 실질적인 동일성은, 상기한 본 발명의 뉴클레오타이드 서열과 임의의 다른 서열을 최대한 대응되도록 얼라인하고, 당업계에서 통상적으로 이용되는 프로그램 (예: ClustalX 및 DNASIS)을 이용하여 얼라인된 서열을 분석한 경우에, 최소 80%의 상동성, 보다 바람직하게는 최소 90%의 상동성, 가장 바람직하게는 최소 95%의 상동성을 나타내는 뉴클레오타이드 서열을 의미한다.According to an embodiment of the present invention, the nucleotide sequence is a sequence of SEQ ID NO: 1. The nucleic acid molecule of the present invention encoding an abiotic stress-inducible OsSta2 protein is also interpreted to include a nucleotide sequence that exhibits substantial identity to the nucleotide sequence described above. The above-mentioned substantial identity can be determined by aligning the nucleotide sequence of the present invention with any other sequence as much as possible, and analyzing the aligned sequence using a program commonly used in the art (for example, ClustalX and DNASIS) Means a nucleotide sequence which, in one case, exhibits at least 80% homology, more preferably at least 90% homology, and most preferably at least 95% homology.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 비생물 스트레스-유도성 OsSta2 단백질을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 벡터를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a vector comprising a nucleotide sequence encoding the aforementioned abiotic stress-inducible OsSta2 protein.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 벡터는 (a) 염분-유도성 OsSta2 단백질을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열 및 (b) 상기 뉴클레오타이드에 작동적으로 결합된 (operably linked) 프로모터를 포함하는 벡터를 제공한다.According to one embodiment of the present invention, the vector of the present invention comprises (a) a nucleotide sequence encoding a salt-inducible OsSta2 protein, and (b) a vector comprising a promoter operably linked to said nucleotide to provide.

본 명세서에서 용어 “작동적으로 결합된”은 핵산 발현 조절 서열(예: 프로모터, 시그널 서열, 또는 전사조절인자 결합 위치의 어레이)과 다른 핵산 서열사이의 기능적인 결합을 의미하며, 이에 의해 상기 조절 서열은 상기 다른 핵산 서열의 전사 및/또는 트랜스레이션을 조절하게 된다.As used herein, the term " operably linked " refers to a functional linkage between a nucleic acid expression control sequence (e.g., an array of promoter, signal sequence, or transcription factor binding site) and another nucleic acid sequence, The sequence will control the transcription and / or translation of the different nucleic acid sequences.

본 발명의 벡터 시스템은 당업계에 공지된 다양한 방법을 통해 구축될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 방법은 Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press(2001)에 개시되어 있으며, 이 문헌은 본 명세서에 참조로서 삽입된다.The vector system of the present invention can be constructed through various methods known in the art, and specific methods for this are disclosed in Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001) This document is incorporated herein by reference.

본 발명의 벡터는 전형적으로 클로닝을 위한 벡터 또는 발현을 위한 벡터로서 구축될 수 있다. 또한, 본 발명의 벡터는 원핵 세포 또는 진핵 세포를 숙주로 하여 구축될 수 있다.The vector of the present invention can typically be constructed as a vector for cloning or as a vector for expression. In addition, the vector of the present invention can be constructed by using prokaryotic cells or eukaryotic cells as hosts.

예를 들어, 본 발명의 벡터가 발현 벡터이고, 원핵 세포를 숙주로 하는 경우에는, 전사를 진행시킬 수 있는 강력한 프로모터 (예컨대, pLλ 프로모터, trp 프로모터, lac 프로모터, T7 프로모터, tac 프로모터 등), 해독의 개시를 위한 라이보좀 결합 자리 및 전사/해독 종결 서열을 포함하는 것이 일반적이다. 숙주세포로서 E. coli가 이용되는 경우, E. coli 트립토판 생합성 경로의 프로모터 및 오퍼레이터 부위 (Yanofsky, C., J. Bacteriol., 158:1018-1024(1984)) 그리고 파아지 λ의 좌향 프로모터 (pLλ 프로모터, Herskowitz, I. and Hagen, D., Ann. Rev. Genet., 14:399-445(1980))가 조절 부위로서 이용될 수 있다.For example, when the vector of the present invention is an expression vector and a prokaryotic cell is used as a host, a strong promoter capable of promoting transcription (e.g., pL? Promoter, trp promoter, lac promoter, T7 promoter, tac promoter, etc.) It is common to include a ribosome binding site and a transcription / translation termination sequence for initiation of translation. When E. coli is used as a host cell, the promoter and operator site of the E. coli tryptophan biosynthetic pathway (Yanofsky, C., J. Bacteriol., 158: 1018-1024 (1984)) and the left promoter of phage l Promoter, Herskowitz, I. and Hagen, D., Ann. Rev. Genet., 14: 399-445 (1980)).

한편, 본 발명에 이용될 수 있는 벡터는 당업계에서 종종 사용되는 플라스미드[예: pGA 시리즈(Kim et al.,2009), ColE1, pBR322, pUC8/9, pHC79, pGEX 시리즈, pET 시리즈 및 pUC19 등], 파지 (예: λgt4λB, λ-Charon, λΔz1 및 M13 등) 또는 바이러스 (예: SV40 등)를 조작하여 제작될 수 있다.Meanwhile, vectors that can be used in the present invention include plasmids such as pGA series (Kim et al., 2009), ColE1, pBR322, pUC8 / 9, pHC79, pGEX series, pET series and pUC19 ), A phage (e.g., λgt4λB, λ-Charon, λΔz1, and M13), or a virus (eg, SV40 or the like).

한편, 본 발명의 벡터가 발현 벡터이고, 진핵 세포를 숙주로 하는 경우에는, 포유동물 세포의 지놈으로부터 유래된 프로모터 (예: 메탈로티오닌 프로모터) 또는 포유동물 바이러스로부터 유래된 프로모터 (예: 아데노바이러스 후기 프로모터, 백시니아 바이러스 7.5K 프로모터, SV40 프로모터, 사이토메갈로바이러스 프로모터 및 HSV의 tk 프로모터)가 이용될 수 있으며, 전사 종결 서열로서 폴리아데닐화 서열을 일반적으로 갖는다.On the other hand, when the vector of the present invention is an expression vector and a eukaryotic cell is used as a host, a promoter derived from a genome of a mammalian cell (for example, a metallothionein promoter) or a mammalian virus Virus late promoter, vaccinia virus 7.5K promoter, SV40 promoter, cytomegalovirus promoter, and tk promoter of HSV) can be used, and generally have a polyadenylation sequence as a transcription termination sequence.

본 발명의 벡터는 그로부터 발현되는 염 스트레스-유도성 OsSta2 단백질의 정제를 용이하게 하기 위하여, 다른 서열과 융합될 수도 있다. 융합되는 서열은 예컨대, 말토스 결합 단백질(NEB, USA), 글루타티온 S-트랜스퍼라제 (Pharmacia, USA), FLAG (IBI, USA) 및 6x His (hexahistidine; Quiagen, USA) 등이 있다. 상기 정제를 위한 추가적인 서열 때문에, 숙주에서 발현된 단백질은 친화성 크로마토그래피를 통하여 신속하고, 용이하게 정제된다.The vectors of the present invention may be fused with other sequences to facilitate purification of the salt stress-inducible OsSta2 protein expressed therefrom. The fusion sequences include, for example, maltose binding protein (NEB, USA), glutathione S-transferase (Pharmacia, USA), FLAG (IBI, USA) and 6x His (hexahistidine; Quiagen, USA). Because of the additional sequence for such purification, proteins expressed in the host are rapidly and easily purified through affinity chromatography.

본 발명의 벡터는 선택표지로서, 당업계에서 통상적으로 이용되는 항생제 내성 유전자를 포함할 수 있으며, 예를 들어 암피실린, 겐타마이신, 카베니실린, 클로람페니콜, 스트렙토마이신, 카나마이신, 게네티신, 네오마이신 및 테트라사이클린에 대한 내성 유전자가 있다.The vector of the present invention may be a selection marker and may include an antibiotic resistance gene commonly used in the art, for example, ampicillin, gentamycin, carbenicillin, chloramphenicol, streptomycin, kanamycin, And resistance genes for tetracycline.

본 발명의 유전자는 식물에서 분리되었고, 비생물 스트레스에 대한 식물체의 내성을 증진하는 작용을 할 수 있으므로, 식물에 대하여 가장 바람직한 유용성을 갖는다. 따라서, 본 발명의 벡터는 (ⅰ) 염-유도성 OsSta2 단백질을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열; (ⅱ) 상기 (ⅰ)의 뉴클레오타이드 서열에 작동적으로 연결되며 식물세포에서 작용하여 RNA 분자를 형성시키는 프로모터; 및 (ⅲ) 식물세포에서 작용하여 상기 RNA 분자의 3'-말단의 폴리아데닐화를 야기시키는 3'-비-해독화 부위를 포함하는 식물발현용 벡터를 제공한다.The gene of the present invention has been isolated from plants and has the most favorable utility for plants since it can act to enhance plant tolerance to abiotic stress. Thus, the vector of the present invention comprises (i) a nucleotide sequence encoding a salt-inducible OsSta2 protein; (Ii) a promoter operatively linked to the nucleotide sequence of (i) above and acting on plant cells to form RNA molecules; And (iii) a plant expression vector comprising a 3'-non-detoxified site that acts in plant cells to cause polyadenylation of the 3'-end of the RNA molecule.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명에 적합한 프로모터는, 식물체의 유전자 도입을 위해 당업계에서 통상적으로 이용되는 어떠한 것도 이용될 수 있으며, 예를 들어, 옥수수의 유비퀴틴 프로모터, 콜리플라우어 모자이크 바이러스 (CaMV) 35S 프로모터, 노팔린 씬타아제 (nos) 프로모터, 피그워트 모자이크 바이러스 35S 프로모터, 수가크레인 바실리폼 바이러스 프로모터, 콤멜리나 엘로우 모틀 바이러러스 프로모터, 리불로오스-1,5-비스-포스페이트 카르복실라아제 스몰 서브유티트 (ssRUBISCO)의 광유도성 프로모터, 벼 사이토졸 트리오스 포스페이트 이소머라아제 (TPI) 프로모터, 아라비돕시스의 아데닌 포스포리보실트 랜스퍼라아제 (APRT) 프로모터 및 옥토파인 신타아제 프로모터를 포함한다.According to one embodiment of the present invention, the promoter suitable for the present invention may be any of those conventionally used in the art for transgenic introduction of a plant, for example, a ubiquitin promoter of corn, a Cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter, nopaline synthase (nos) promoter, Piguet mosaic virus 35S promoter, water crab basil lipid viral promoter, combellinella yellow mothball virus promoter, ribulose-1, 5-bis- (TPI) promoter, adenine phosphoribosyltransferase (APRT) promoter of Arabidopsis, and the tryptophan synthase promoter of ssRUBISCO, the cytosolic triphosphate isomerase (TPI) promoter of Arabidopsis thaliana, .

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명에 적합한 폴리아데닐화를 야기시키는 3'-비-해독화 부위는 아그로박테리움 튜머페이션스의 팔린 신타아제 유전자로부터 유래된 것 (nos 3' end) (Bevan et al., Nucleic Acids Research, 11(2):369-385(1983)), 아그로박테리움 튜머페이션스의 옥토파인 신타아제 유전자로부터 유래된 것, 토마토 또는 감자의 프로테아제 억제자 I 또는 Ⅱ 유전자의 3' 말단 부분 및 CaMV 35S 터미네이터를 포함한다.According to one embodiment of the present invention, the 3'-non-detoxified site causing polyadenylation in accordance with the present invention is derived from nos 3 'end (Bevan et al., Nucleic Acids Research, 11 (2): 369-385 (1983)), derived from the Octopane synthase gene of Agrobacterium tumefaciens, protease inhibitor I of tomato or potato End < / RTI > portion and a CaMV 35S terminator.

선택적으로, 상기 벡터는 리포터 분자[예: GFP(Green Fluorescence Protein)]를 코딩하는 유전자를 추가적으로 운반한다. 또한, 본 발명의 벡터는 선택 표지로서 항생제 (예: 네오마이신, 카베니실린, 카나마이신, 스펙티노마이신, 하이그로마이신 등) 내성 유전자 (예: 네오마이신 포스포트랜스퍼라아제(nptⅡ), 하이그로마이신 포스포트랜스퍼라아제 (hpt), 등)를 포함한다.Alternatively, the vector additionally carries a gene encoding a reporter molecule (e.g., GFP (Green Fluorescence Protein)). In addition, the vector of the present invention can be used as a selection marker for a gene resistant to antibiotics (e.g. neomycin, carbenicillin, kanamycin, spectinomycin, hygromycin etc.) (for example, neomycin phosphotransferase (nptII) Mycophosphotransferase (hpt), etc.).

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 본 발명의 벡터에 의해 형질전환된 형질전환체를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a transformant transformed by the above-mentioned vector of the present invention.

본 발명의 벡터를 안정되면서 연속적으로 클로닝 및 발현시킬 수 있는 숙주 세포는 당업계에 공지되어 어떠한 숙주 세포도 이용할 수 있으며, 예컨대, E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1, E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 츄린겐시스와 같은 바실러스 속 균주, 그리고 살모넬라 티피무리움, 세라티아 마르세슨스 및 다양한 슈도모나스 종과 같은 장내균과 균주 등이 있다.Host cells capable of continuously cloning and expressing the vector of the present invention in a stable manner can be used in any host cell known in the art, such as E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1, E. coli . such as E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, Bacillus subtilis, Bacillus strains, and Salmonella typhimurium, Serratia marcesensus and various Pseudomonas spp. Enterobacteriaceae and strains.

또한, 본 발명의 벡터를 진핵 세포에 형질전환시키는 경우에는 숙주세포로서, 이스트(Saccharomyce cerevisiae), 곤충 세포, 사람 세포 (예컨대, CHO 세포주 (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN 및 MDCK 세포주) 및 식물세포 등이 이용될 수 있다.When the vector of the present invention is transformed into eukaryotic cells, Saccharomyce cerevisiae , insect cells, human cells (e.g., Chinese hamster ovary, W138, BHK, COS-7, 293 , HepG2, 3T3, RIN and MDCK cell lines) and plant cells.

본 발명의 벡터를 숙주 세포 내로 운반하는 방법은, 숙주 세포가 원핵 세포인 경우, CaCl2 방법 (Cohen, S.N. et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA,9:2110-2114(1973)), 하나한 방법 (Cohen, S.N. et al., Proc. Natl. Acac. Sci.USA, 9:2110-2114(1973); 및 Hanahan, D., J. Mol. Biol., 166:557-580(1983)) 및 전기 천공 방법(Dower, W.J. et al., Nucleic. Acids Res., 16:6127-6145(1988))등에 의해 실시될 수 있다. 또한, 숙주 세포가 진핵 세포인 경우에는, 미세 주입법 (Capecchi, M.R., Cell, 22:479(1980)), 칼슘 포스페이트 침전법(Graham, F.L.et al., Virology, 52:456(1973)), 전기 천공법 (Neumann, E. et al., EMBO J.,1:841(1982)), 리포좀-매개 형질감염법 (Wong, T.K. et al., Gene, 10:87(1980)), DEAE-덱스트란 처리법 (Gopal, Mol. Cell Biol., 5:1188-1190(1985)), 및 유전자 밤바드먼트 (Yang et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 87:9568-9572(1990)) 등에 의해 벡터를 숙주 세포 내로 주입할 수 있다.Methods of delivering a vector of the present invention into a host cell include the CaCl2 method (Cohen, SN et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA, 9: 2110-2114 (1973)) when the host cell is a prokaryotic cell , Hanahan, D., J. MoI. Biol., 166: 557-580 (1977)), one method (Cohen, SN et al., Proc. Natl. Acac. Sci. USA, 9: 2110-2114 1983) and electroporation method (Dower, WJ et al., Nucleic Acids Res., 16: 6127-6145 (1988)). When the host cell is a eukaryotic cell, the microinjection method (Capecchi, MR, Cell, 22: 479 (1980)), calcium phosphate precipitation method (Graham, FL et al., Virology, 52: 456 (Wong, TK et al., Gene, 10: 87 (1980)), DEAE- (Yang et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 87: 9568-9572 (1990)) and dextran treatment (Gopal, Mol. Cell Biol., 5: 1188-1190 ) Or the like into the host cell.

숙주 세포 내로 주입된 벡터는 숙주 세포 내에서 발현되며, 이러한 경우에는 다량의 염 스트레스-유도성 OsSta2 단백질을 얻게 된다.The vector injected into the host cell is expressed in host cells, in which case a large amount of salt stress-inducible OsSta2 protein is obtained.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 형질전환체는 개선된 곡실수득율을 나타낸다.According to one embodiment of the present invention, the transformant shows improved bounce rate.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 식물 세포 또는 식물조직을 상기 본 발명의 벡터로 형질전환 하는 단계; (b) 형질전환된 식물세포 또는 식물조직을 선별하는 단계; 및 (c) 상기 형질전환된 식물세포 또는 식물조직으로부터 식물체를 재분화시켜 형질전환 식물체를 수득하는 단계를 포함하는 염 스트레스 내성이 증진된 형질전환 식물체의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method for producing a plant cell, comprising: (a) transforming a plant cell or a plant tissue with the vector of the present invention; (b) screening the transformed plant cell or plant tissue; And (c) regenerating the plant from the transformed plant cell or plant tissue to obtain a transformed plant. The present invention also provides a method for producing a transformed plant having enhanced salt stress tolerance.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 염 스트레스 내성을 갖는 형질전환 식물체를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a transgenic plant having a salt stress tolerance.

본 발명에서 이용되는 익스플랜트로는 식물 세포 또는 식물 조직이며, 식물 조직을 이용하는 경우에는 캘러스를 이용하는 것이 바람직하다.The explant used in the present invention is a plant cell or a plant tissue, and when plant tissue is used, a callus is preferably used.

본 발명의 방법에 있어서, 식물세포의 형질전환은 당업계에 공지된 통상의 방법에 따라 실시될 수 있으며, 이는 전기천공(Neumann, E. et al., EMBO J., 1:841(1982)), 입자 밤바드먼트 (Yang et al., Proc. Natl. Acad. Sci.,87:9568-9572(1990)) 및 아그로박테리움-중재 형질전환 (미합중국 특허 제5,004,863, 5,349,124 및 5,416,011 호)을 포함한다. 이 중에서, 아그로박테리움-중재 형질전환이 가장 바람직하다.In the method of the present invention, transformation of plant cells can be carried out according to conventional methods known in the art, including electroporation (Neumann, E. et al., EMBO J., 1: 841 (1982) ), Particle bombardment (Yang et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 87: 9568-9572 (1990)) and Agrobacterium-mediated transformation (U.S. Patent Nos. 5,004,863, 5,349,124 and 5,416,011) . Of these, Agrobacterium-mediated transformation is most preferred.

형질전환된 식물세포의 선별은 형질전환 배양물을 선택제 (예: 대사억제제, 항생제 및 제초제)에 노출시켜 실시될 수 있다. 형질전환되고 선택제 내성을 부여하는 표지 유전자를 안정되게 포함하고 있는 식물 세포는 상기한 배양물에서 성장하고 분할한다. 예시적인 표지는, 하이그로마이신 포스포트랜스퍼라아제 유전자, 글리코포스페이트 내성 유전자 및 네오마이신 포스포트랜스퍼라아제(nptII) 시스템을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.Selection of transformed plant cells can be carried out by exposing the transformed culture to a selection agent such as a metabolic inhibitor, an antibiotic and a herbicide. Plant cells that stably contain a marker gene that is transformed and conferring selectative resistance are grown and divided in the above cultures. Exemplary labels include, but are not limited to, hygromycin phosphotransferase gene, glycophosphate tolerance gene and neomycin phosphotransferase (nptII) system.

식물 원형질 또는 다양한 익스플랜드로부터 식물체의 발달 또는 재분화시키는 방법은 당업계에 잘 알려져 있다. 아그로박테리움에 의해 도입된 외래 유전자를 포함하는 식물체의 발달 또는 재분화는 당업계에 공지된 방법에 따라 달성될 수 있다 (미합중국 특허 제 5,004,863, 5,349,124 및 5,416,011 호).Methods for the development or regeneration of plants from plant protoplasts or from various expansions are well known in the art. The development or regeneration of plants containing foreign genes introduced by Agrobacterium can be accomplished according to methods known in the art (U.S. Pat. Nos. 5,004,863, 5,349,124 and 5,416,011).

본 발명의 방법은 다양한 식물체에 적용되지만, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 벼, 보리, 밀 및 옥수수와 같은 곡류의 식물체 적용되며, 보다 바람직하게는 벼에 적용된다.Although the method of the present invention is applied to various plants, according to one embodiment of the present invention, crop plants such as rice, barley, wheat and corn are applied, and more preferably, rice is applied.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다: The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(a) 본 발명은 서열목록 제 2 서열의 아미노산 서열을 포함하며 식물체에서 과발현되는 경우 상기 식물체에 염 스트레스에 대한 내성을 증진시키는 염 스트레스-유도성 OsSta2 단백질 및 상기 OsSta2 단백질을 코딩하는 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 핵산분자, 상기 핵산분자를 포함하는 벡터, 상기 벡터에 의해 형질전환된 형질전환체, 염 스트레스 내성이 증진된 형질전환 식물체의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 염 스트레스에 대한 내성이 증진된 형질전환 식물체를 제공한다.(a) the present invention includes a salt stress-inducible OsSta2 protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and enhancing tolerance to salt stress in the plant when overexpressed in the plant, and a nucleotide sequence encoding the OsSta2 protein A method for producing a transgenic plant having enhanced salt stress tolerance, and a method for producing a transgenic plant having resistance to salt stress produced by the method, Thereby providing an enhanced transgenic plant.

(b) 본 발명에서 이용되는 뉴클레오타이드 서열은 비생물적 스트레스(예컨대, 염 스트레스)에 대한 식물체의 저항성 증대 및 종자 생산에 관여하며, 이를 이용하여 식물체를 형질전환 하면 상술한 스트레스에 대한 식물체의 저항성 및 곡물 수득율을 동시에 증가시킬 수 있으므로 식물체 재배 지역의 한계 극복할 수 있으며, 벼에 적용될 경우 비생물 스트레스에 강하고 고수율의 벼의 생산이 가능하여 생산력을 극대화시킬 수 있다.(b) The nucleotide sequence used in the present invention is involved in increasing the resistance of the plant to abiotic stress (for example, salt stress) and seed production, and when the plant is transformed using the nucleotide sequence, the plant resistance to the above- And grain yield can be increased at the same time, so that the limit of the cultivation area of the plant can be overcome, and when applied to rice, it is possible to maximize productivity by being able to produce rice with high yield and strong against abiotic stress.

도 1a 내지 1c는 OsSta2 태깅 돌연변이주의 염 스트레스 내성을 확인한 결과를 나타낸다. 도 1a는 발아 9일째 묘에 100 mM NaCl 조건으로 7일 동안 염 처리 또는 250 mM NaCl 조건으로 48시간 동안 염 처리 후 6일 회복기를 거친 묘의 염 내성 반응의 표현형을 나타낸다. 도 1b는 OsSta2LOC _ Os02g43830의 사이에 삽입된 T-DNA의 모식도 및 RT-PCR 결과를 나타낸다. 도 1c는 태깅 돌연변이주 및 야생형의 OsSta2 발현에 대한 qRT-PCR 결과를 나타낸다.
도 2a 및 2e는 스트레스 조건에서의 발생 조직 내 OsSta2의 발현 패턴을 나타낸다. 도 2a는 발생 단계에 걸친 OsSta2 발현의 qRT-PCR 결과를 나타낸다. Ca=캘러스(callus), Ss= 발아 7일째 싹(7-DAG shoot), Sr=7일된 뿌리(7 days old root), Lf=성숙잎(mature leaf), Ls=지엽의 잎집(flag leaf sheaths), Ih=수분 3일째의 성숙종자(mature seeds at 3 days after pollination), RAc1은 기준 유전자로 사용하였다. 도 2b 내지 2e는 각각 염, 건조, ABA 및 저온 스트레스가 0, 1, 3, 6 및 24시간 처리된 묘의 OsSta2 발현의 qRT-PCR 결과를 나타낸다.
도 3a 내지 3d는 OsSta2 과발현(Ox) 형질전환주의 컨스트럭트를 나타낸다. 도 3a는 형질전환에 이용된 pUbi::OsSta2 컨스트럭트를 도식화하여 나타낸다. Pubi, 메이즈 유비퀴틴 프로모터; P35S, CaMV 35S 프로모터; Tnos 노팔린 합성효소 유전자의 종결서열; T7, 전사체7의 종결서열; hph, 히그로마이신 포스포트랜스퍼라아제 유전자; RB(right border) 및 LB(left border)는 각각 아그로박테리엄 튜메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) 유래 Ti 플라스미드의 오른쪽 경계 및 왼쪽 경계 서열이다. 도 3b는 OsSta2-Ox 형질전환주의 qRT-PCR 분석 결과를 나타낸다. 액틴(actin)은 로딩 컨트롤이다. 도 3c는 OsSta2-Ox 형질전환주의 발아 8일째 의 표현형을 나타낸다. 도 3d는 1/2MS 내 발아 14일째 묘의 표현형을 나타낸다.
도 4a 내지 4d는 OsSta2-Ox 형질전환주의 생장 단계에서의 개선된 염 스트레스 내성을 나타낸다. 도 4a는 발아 8일째 묘에 100 mM NaCl을 7일 동안 처리하고 6일의 회복기를 가진 형질전환주 및 야생형의 표현형을 나타낸다. 도 4b는 회복 후 생중량을 나타낸다. 도 4c는 2일동안 건조후의 건조중량을 나타낸다. 도 4d는 OsSta2-Ox 형질전환주의 생존비로 판단한 스트레스-내성을 나타낸다. 발아 8일째 묘에 건조(32시간 동안 단수), 염(100 mM NaCl 7일 처리 및 250 mM NaCl 72시간 처리), 저온(4℃ 72시간) 스트레스 처리하고 회복 후 생존비를 측정한 결과이다. a는 ‘생존 묘의 수/총 묘의 수’b는 총 묘 중 생존 묘의 백분율, *은 형질전환주 및 야생형의 유의한 차이(t-test 및 χ 2 test P<0.05)를 나타낸다.
도 5a 내지 5d는 스트레스 조건 하에서 OsSta2-Ox 형질전환주의 광합성율을 나타낸다. 도 5a는 동형접합체 T4 OsSta2-Ox 형질전환주(Ox13, Ox19 및 Ox20), 야생형 및 T-DNA 돌연변이주를 염(100, 200 및 250mM NaCl) 스트레스 처리한 잎 디스크 분석을 나타낸다. 도 5b 및 5c는 동형접합체 T4 OsSta2-Ox 형질전환주의 클로로필 평가(㎎ per g 생중량)를 나타낸다. 도 5d는 고염(500 mM NaCl 48시간), 건조(페트리디시 내 무수(無水) 3시간), 저온(4℃ 48시간) 스트레스 조건에서 동형접합체 T4 OsSta2-Ox 형질전환주의 클로로필 형광 값(Fv /Fm)의 변화를 나타낸다. OsSta2-Ox 형질전환체의 동형접합체 T4 3주 및 야생형을 12일 동안 흙에서 배양하였다. 잎 디스크에 다양한 스트레스 처리 후, 펄스 조절 형광계(mini-PAM; Walz)를 이용하여 Fv /Fm 값을 측정하였다. 모든 식물체는 150 μmol m-2 s-1의 지속적인 광원 하에서 스트레스 처리하였다. * 표시값은 OsSta2-Ox 형질전환주 및 야생형 간의 유의한 차이를 나타낸다(t-test, P<0.05).
도 6a 내지 6k는 정상 조건에서 OsSta2-Ox 형질전환체의 농업적 특성을 나타낸다. 도 6a는 tiller per hill, 도 6b는 줄기의 길이, 도 6c는 hill 당 filled grain의 수, 도 6d는 원추 꽃차례 당 작은 수상화의 수, 도 6e는 hill 당 작은 수상화의 수, 도 6g는 원추꽃차례의 길이, 도 6h는 1000 낱알무게, 도 6i는 성숙 벼 원추 꽃차례의 형태, 도 6j는 성숙논의 벼 형태, 도 6k는 마이크로소프트 엑셀 소프트웨어를 이용하여 그린 정상 조건에서 OsSta2-Ox 형질전환주 및 야생형의 농업적 특성의 스파이더형 그래프를 나타낸다. 각 측정점은 도 7a 내지 7h에 리스트된 중간값(n=8)의 백분율을 나타낸다. 야생형의 중간값을 100%의 기준값으로 세팅하였다. CL은 줄기 길이(Culm length), NFG는 filled grain의 수(number of filled grains), NSH는 hill 당 spikelets의 수(number of spikelets per hill), NSP는 원추꽃차례 당 작은수상화의 수(number of spikelets per panicle), NP는 hill 당 원추꽃차례의 수(number of panicles per hill), NT는 hill 당 싹의 수(number of tillers per hill), 1,000GW는 1000 낱알무게(1,000 grain weight)를 나타낸다. 오차막대는 8회 실험의 표준 에러값을 나타낸다. * 표시값은 OsSta2-Ox 형질전환주 및 야생형의 유의한 차이를 의미한다(t-test, P<0.05).
도 7a 및 7b는 OsSta2-Ox 형질전환주의 ABA 민감성에 대한 분석을 나타낸다. OsSta2-Ox 형질전환체는 초기 묘 성장시 ABA-민감성 표현형을 나타낸다. 발아 5일째의 2종의 OsSta2-Ox(Ox19 및 Ox20)를 다른 농도의 ABA가 첨가된 half-strengh MS 배지로 옮겼다. 도 7a는 ABA 처리에 의한 OsSta2-Ox의 성장 억제를 나타낸다. 이식 7일후 묘의 진이다. 스케일 바는 5 ㎝를 나타낸다. 도 7b는 OsSta2-Ox 및 야생형의 상대적 싹의 길이를 나타낸다. 결과는 중간값±실험당 묘의 수)를 의미한다.
FIGS. 1A to 1C show the result of confirming the salt stress tolerance of OsSta2 tagging mutation. FIG. 1A shows the expression pattern of salt tolerance of seedlings after a 6-day recovery period after salt treatment for 7 days or salt treatment for 48 hours at 250 mM NaCl condition at 100 mM NaCl condition on germination on day 9 of germination. Figure 1b shows a schematic view, and RT-PCR results of the T-DNA inserted between the OsSta2 and LOC _ Os02g43830. Figure 1c shows the results of qRT-PCR for the expression of OsSta2 in the tagged mutant and wild-type.
Figures 2a and 2e show the expression patterns of OsSta2 in the tissues under stress. Figure 2a shows the qRT-PCR result of OsSta2 expression over the developmental stage. Ca = callus, Ss = 7-DAG shoot, Sr = 7 days old root, Lf = mature leaf, Ls = flag leaf sheaths ), Ih = mature seeds at 3 days after pollination, RAc1 was used as a reference gene. Figures 2b to 2e show the results of qRT-PCR of OsSta2 expression in seedlings treated with salt, dried, ABA and cold stress for 0, 1, 3, 6 and 24 hours respectively .
Figures 3a-3d show the OsSta2 overexpression (Ox) transfection construct. Figure 3a schematically depicts the p Ubi :: OsSta2 construct used for transformation. P ubi , Maze Ubiquitin promoter; P 35S , CaMV 35S promoter; Termination sequence of the nos T furnace sold synthase gene; T7, the terminator sequence of transcript 7; hph , hygromycin phosphotransferase gene; RB (right border) and LB (left border) are the right border and left border sequences of the Ti plasmid derived from Agrobacterium tumefaciens , respectively. Figure 3b shows the results of qRT-PCR analysis of OsSta2- Ox transformation. Actin is a loading control. Figure 3c shows the phenotype on day 8 of germination with OsSta2- Ox transfection. Figure 3d shows the phenotype of the seed germination on day 14 in 1 / 2MS.
Figures 4a-4d show improved salt stress tolerance in the OsSta2- Ox transgenic growth step. Figure 4a shows transgenic and wild-type phenotypes having a 6 day recovery period with 100 mM NaCl treated for 7 days in seedlings at 8 days germination. Figure 4b shows the fresh weight after recovery. Figure 4c shows the dry weight after drying for 2 days. Figure 4d shows the stress-tolerance as judged by the survival ratio of OsSta2- Ox transformation. On the 8th day after germination, the seedlings were subjected to stress (single treatment for 32 hours), salt treatment (treatment with 100 mM NaCl for 7 days and treatment with 250 mM NaCl for 72 hours) a is the number of surviving graves / total number of grains, b is the percentage of surviving seedlings in total grains, and * indicates the significant difference between the transgenic and wild type ( t- test and χ 2 test P <0.05).
Figures 5a to 5d show the photosynthetic rate of OsSta2- Ox transfection under stress conditions. Figure 5a shows leaf disc analysis in which homozygous T4 OsSta2-Ox transgenic strains (Ox13, Ox19 and Ox20), wild type and T-DNA mutant strains were stress treated with salt (100, 200 and 250 mM NaCl). Figures 5b and 5c show the homozygous T4 OsSta2- Ox transformation chlorophyll evaluation (mg per g fresh weight). FIG. 5d shows the fluorescence intensity ( Fv / g ) of the homozygous T4 OsSta2- Ox transfection reaction at high salt (500 mM NaCl 48 hr), dry (3 hr anhydrous in Petri dish) Fm ). Three homozygotes T4 and wild type of OsSta2- Ox transformants were cultured in soil for 12 days. Fv / Fm values were measured using a pulse-regulated fluorescent light system (mini-PAM; Walz) after various stresses on the leaf discs. All plants were stressed under a continuous light source of 150 μmol m -2 s -1 . * Values indicate significant differences between OsSta2- Ox transgenic and wild-type ( t- test, P <0.05).
Figures 6a-6k show the agronomic characteristics of OsSta2- Ox transfectants under normal conditions. Fig. 6 (a) shows the number of small water droplets per hill, Fig. 6 (c) shows the number of small water droplets per hill, Fig. 6 Figure 6h shows the length of the cones, Figure 6h shows the weight of 1000 grains, Figure 6i shows the morphology of the mature rice cones, Figure 6j shows the morphology of the mature cultured rice, Figure 6k shows the OsSta2- And a spider-type graph of agricultural characteristics of the wild type. Each measurement point represents a percentage of the median value (n = 8) listed in Figures 7A through 7H. The median value of the wild type was set as a reference value of 100%. CL is the length of the stem (Culm length), NFG is the number of filled grains, NSH is the number of spikelets per hill (number of spikelets per hill), NSP is the number of small pieces per cone spikelets per panicle, NP is the number of panicles per hill per hill, NT is the number of tillers per hill per hill, and 1,000 GW is 1,000 grain weights. The error bars represent the standard error values of the 8 experiments. * Values indicate significant differences between OsSta2- Ox transgenic and wild-type (t-test, P <0.05).
Figures 7a and 7b show an analysis of the OsSta2- Ox transgenic ABA susceptibility. OsSta2- Ox transformants exhibit an ABA-sensitive phenotype during early seedling growth. Two kinds of OsSta2- Ox (Ox19 and Ox20) on the 5th day of germination were transferred to half-strengh MS medium supplemented with different concentrations of ABA. 7A shows the inhibition of OsSta2- Ox growth by ABA treatment. Seven days after transplantation, it is a seedling's grave. The scale bar represents 5 cm. Figure 7b shows the length of the relative shoots of OsSta2- Ox and wild type. Results are mean ± number of seedlings per experiment).

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for describing the present invention in more detail and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments in accordance with the gist of the present invention .

실시예Example

실험방법Experimental Method

식물 재료 및 비생물적 스트레스 조건Plant material and abiotic stress conditions

T-DNA 삽입 돌연변이주 및 과발현주 벼(Oryza sativa ssp. japonica cv. 동진)의 종자 풀(pool)을 표면-살균하고 젖은 종이수건에서 2일 동안 발아시켰다. 22-30℃ 범위의 온도주기 및 12시간 광주기 조건의 워크-인 생장 챔버 내 화분에서 식물을 배양하였다. 발현 분석을 위한 비생물적 스트레스 처리를 위해, 건조(물 제거), 염(300 mM NaCl), 저온(4℃) 및 ABA(Abscisic acid, 100 μM)의 Yoshida 용액을 0, 1, 3, 6, 12 및 24 시간동안 발아 8일째 묘에 처리하여 수경법으로 배양하였다. T4 종자를 대상으로 비생물적 스트레스 내성에 대한 묘의 생존율을 분석하였다. 발아 8일째의 살균제 처리된 겉껍질이 벗겨진 발아 종자를 100 g 흙이 담긴 박스에서 배양하였다. 30-40시간동안 잎이 시들때까지 살수하지 않는 방법으로 건조 스트레스를 유도하였다. 묘을 100 mM NaCl 및 250 mM NaCl 용액으로 옮기고 각각 7일 및 72시간동안 항온배양 하여 염 스트레스를 유도하였다. 잎이 시들때까지 염 용액을 2회 교체하여 농도를 유지하였다. 묘에 차가운 물 2리터를 붓고, 4℃에서 48-72시간동안 항온배양하여 저온 스트레스를 유도하였다. 스트레스 처리 후 6일 동안 회복기를 거친 뒤 식물체의 생존율을 계산하였다. 식물체의 스트레스 내성을 대표하는 형태 사진을 찍고, 생중량을 측정하였다. 식물체의 건조중량은 80℃에서 2일 동안 건조 후 측정하였다.A seed pool of T-DNA insertion mutant and overexpressed rice ( Oryza sativa ssp. Japonica cv. Dongjin) was surface-sterilized and germinated in a wet paper towel for 2 days. Plants were cultivated in pots in a work-in growth chamber in a temperature cycle ranging from 22-30 ° C and a 12-hour photoperiod condition. Yoshida solutions of dried (water removed), salt (300 mM NaCl), low temperature (4 ° C) and ABA (Abscisic acid, 100 μM) were incubated for 0, 1, 3, 6 , 12 and 24 hours after germination on day 8, and cultured by hydroponics. T4 seeds were analyzed for survival rate of abiotic stress tolerance. Germinated seedless germinated seeds on day 8 of germination were cultured in a box containing 100 g soil. Dry stress was induced by not sprinkling for 30-40 hours until the leaves were dry. The seedlings were transferred to 100 mM NaCl and 250 mM NaCl solutions and incubated for 7 and 72 hours, respectively, to induce salt stress. The salt solution was changed twice to keep the concentration until the leaves were free. The seedlings were poured with 2 liters of cold water and incubated at 4 ° C for 48-72 hours to induce cold stress. The survival rate of the plants after the recovery period was calculated for 6 days after the stress treatment. Photographs representing the stress tolerance of the plants were taken and the fresh weight was measured. The dry weight of the plant was measured after drying at 80 DEG C for 2 days.

OsSta2-Ox 형질전환체의 T5 세대에 대하여 ABA 민감성 시험을 실시하였다. 표면-살균되고 겉껍질이 벗겨진 종자를 히그로마이신(hygromycin, 50 ㎎/L)을 포함하는 half-strength MS 배지 상에서 발아시키고 발아 후 부모 형질전환주를 결정하였다. 발아 5일 후, 유사한 형질전환 묘을 0, 5, 10 μM ABA이 첨가된 half-strength MS 배지를 포함하는 6.125 sq. 인치 및 3″크기의 재배면적의 마젠타 GA-7 식물배양 박스로 옮겼다. 묘는 수직으로 생장하였다. 묘의 성장은 이식 후 7일에 측정하였다.The T5 generation of the OsSta2- Ox transformants was subjected to the ABA sensitivity test. Surface-sterilized and peeled seeds were germinated on half-strength MS medium containing hygromycin (50 mg / L) and the parental transformants were determined after germination. Five days after germination, a similar transgenic tobacco seedlings were seeded at 6.125 sq. G. Containing half-strength MS medium supplemented with 0, 5, 10 [mu] M ABA. Inch &lt; / RTI &gt; and 3 &quot; sized cultivated area. The seedlings were grown vertically. Growth of the seedlings was measured 7 days after implantation.

염 스트레스 내성에 대한 활성 태깅주의 스크리닝Active tagging screening for salt stress tolerance

T-DNA 삽입 형질전환주의 염 내성을 스크리닝하기 위해, 발아 8일된 묘에 100 mM NaCl을 7일 동안 또는 250 mM NaCl을 48시간 동안 처리하였다. 처리 후, 묘를 6일 동안 회복시키고, 생존율을 결정하였다. 염 내성주를 분리하고 RT-PCR 및 qRT-PCT을 이용하여 T-DNA 택 인근 유전자의 발현을 확인하였다.T-DNA transfection To screen for salt tolerance, germinated 8-day old seedlings were treated with 100 mM NaCl for 7 days or 250 mM NaCl for 48 hours. After treatment, the seedlings were restored for 6 days and the survival rate was determined. The expression of T-DNA tagged genes was confirmed by RT-PCR and qRT-PCT.

RT-PCR 및 qRT-PCR을 이용한 유전자 발현 분석Analysis of gene expression using RT-PCR and qRT-PCR

총 RNA를 분리하기 위해 RNeasy 미니 플랜트 키트(QIAGEN, 독일)을 사용하였고, RT 컴플리트 키트(BIOFACT, 대한민국)를 이용하여 제조자의 지시에 따라 cDNA를 합성하였다. Gene Runner 소프트웨어(http://www.generunner.net/) 및 NCBI 프라이머 블라스트(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/)를 이용하여 PCR 산물의 증폭을 위한 프라이머를 디자인하였다. 프라이머 서열은 표 1과 같다. 프라이머의 최종 농도는 RT-PCR은 10 pM, qRT-PCR은 5 pM이고, 주형으로 cDNA 3 ㎕(총 RNA 6 ng와 동일)를 이용하였다.RNeasy mini plant kit (QIAGEN, Germany) was used to isolate total RNA and cDNA was synthesized according to the manufacturer's instructions using RT Complete kit (BIOFACT, Korea). For amplification of PCR products using Gene Runner software ( http://www.generunner.net/ ) and NCBI primer blast ( http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/ ) The primer was designed. The primer sequences are shown in Table 1. The final concentrations of the primers were 10 pM for RT-PCR and 5 pM for qRT-PCR, and 3 μl cDNA (6 ng total RNA) was used as the template.

-- 서열order 분석법Analysis method 서열목록Sequence List OsSta2-FOsSta2-F AGATGCAATTGCGCGAACAGATGCAATTGCGCGAAC RT-PCRRT-PCR 제5서열Fifth sequence OsSta2-ROsSta2-R CACCGTTGAGGTTGTCGTTGCACCGTTGAGGTTGTCGTTG RT-PCRRT-PCR 제6서열6th sequence Pubi-FPubi-F TTGATATACTTGGATGATGGCATATTGATATACTTGGATGATGGCATA gD-PCRgD-PCR 제7서열Seventh sequence Tnos-RTnos-R GCGGGACTCTAATCATAAAAACCGCGGGACTCTAATCATAAAAACC gD-PCRgD-PCR 제8서열Eighth sequence RAc1-FRAc1-F CGCAGTCCAAGAGGGGTATCCGCAGTCCAAGAGGGGTATC RT-PCRRT-PCR 제9서열Ninth sequence RAc1-RRAc1-R TCCCTCACAATTTCCCGCTCTCCCTCACAATTTCCCGCTC RT-PCRRT-PCR 제10서열Tenth sequence RAc1-qFRAc1-qF GACTCTGGTGATGGTGTCAGCCACACGACTCTGGTGATGGTGTCAGCCACAC qRT-PCRqRT-PCR 제11서열Eleventh sequence RAc1-qRRAc1-qR CGCACTTCATGATGGAGTTGTATCGCACTTCATGATGGAGTTGTAT qRT-PCRqRT-PCR 제12서열12th sequence

PCR은 95℃ 5분 실시 후, 95℃ 30초, 58℃ 30-60초, 72℃ 30-60초로 25-35주기 실시하였다. 증폭된 산물을 0.8% 아가로즈겔에 리졸브(resolve)하였다. 1회 이상 실험을 반복하여 독립적으로 준비된 총 RNA로 RT-PCR 결과를 발리데이션하였다. qRT-PCR 분석을 위해, KAPA SYBER FAST 유니버살 qPCR-kit 및 LightCycler 96(ROCHE LIFE SCIENCE, 독일)을 이용하였다. PCR 주기는 전보온 95℃ 3분 후, 95℃ 3초, 60℃ 20초 및 72℃ 20초로 40 주기로 증폭하고, 72℃ 20초 반응시켰다. 95℃ 5초, 65℃ 1분 및 97℃ 1분의 조건으로 멜팅 커브를 구하였다. 40℃에서 10분 동안 쿨링하였다. 상대발현정도는 내부유전자 RAc1으로 2-△△Ct 법을 이용하여 계산하였다.PCR was carried out at 95 ° C for 5 minutes, followed by 25-35 cycles at 95 ° C for 30 seconds, 58 ° C for 30-60 seconds, and 72 ° C for 30-60 seconds. The amplified product was resolved in 0.8% agarose gel. The RT-PCR results were validated with the total RNA prepared independently by repeating the experiment one or more times. For qRT-PCR analysis, KAPA SYBER FAST Universal PCR Kit and LightCycler 96 (ROCHE LIFE SCIENCE, Germany) were used. The PCR cycle was carried out at 95 ° C for 3 minutes, followed by amplification at 40 cycles of 95 ° C for 3 seconds, 60 ° C for 20 seconds, and 72 ° C for 20 seconds, followed by reaction at 72 ° C for 20 seconds. The melting curve was obtained under the conditions of 95 占 폚 for 5 seconds, 65 占 폚 for 1 minute, and 97 占 폚 for 1 minute. And then cooled at 40 DEG C for 10 minutes. Relative expression level was calculated using the 2 - △ ΔCt method as the internal gene RAc1 .

OsSta2 프로모터의 인 실리코 분석Inositolysis of the OsSta2 promoter

ATG 개시 코돈의 2 kb 길이 업스트림의 프로모터서열을 Oryzabase(Kurata and Yamazaki, 2006)으로 분석하고, 프로모터 내 cis-elements를 PLACE 데이터베이스(http://www.dna.affrc.go.jp/PLACE/)로 검색하였다.The 2 kb upstream upstream promoter sequence of the ATG initiation codon was analyzed by Oryzabase (Kurata and Yamazaki, 2006), and the cis -elements in the promoter were analyzed using the PLACE database (http://www.dna.affrc.go.jp/PLACE/) Respectively.

OsSta2 과발현 주의 제조Manufacture of OsSta2 overexpression

OsSta2-과발현 벡터의 컨스트럭트를 위해, KOME(http://cdna01.dna.affrc.go.jp/cDNA/)로부터 OsSta2 cDNA를 구매하였다. cDNA를 pGA3426 바이너리 벡터의 SacIBamH1 부위 및 노팔린(nopaline) 합성효소 터미네이터를 갖는 메이즈(maize) 유비퀴틴 1 프로모터 조절 하에 두었다. 일본형 벼품종인 ‘동진’의 캘리 유래 배반을 아르고박테리움(Agrobacterium)-매개 공동배양법으로 형질전환하였다. 형질전환체를 추가 생장을 위한 지정된 논으로 옮겼다.For construction of the OsSta2-overexpression vector, OsSta2 cDNA was purchased from KOME (http://cdna01.dna.affrc.go.jp/cDNA/). It placed the cDNA under maize (maize) ubiquitin 1 promoter regulatory having BamH1 and SacI site and a selling furnace (nopaline) synthase terminator of the pGA3426 binary vector. The calyx-derived blastocyst of the Japanese rice variety, 'Dongjin', was transformed with Agrobacterium-mediated co-culture. Transformants were transferred to designated paddies for further growth.

형질전환주의 분리 분석Transformational Isolation Analysis

T2-T5 세대 내 OsSta2 유전자의 유전을 분석하였다. 히그로마이신에 대한 내성으로 자손을 평가하였다. 일본 벼품종의 독립적 형질전환체의 50개 이상의 T2-T3 종자를 히그로마이신-포함 배지(50 ㎎/L)로 선별하였다. 30℃에서 5일 동안 배양한 후 생존한 묘의 수를 세고, 생존한 모든 묘를 동형접합체로 판단하였다.Genes of OsSta2 gene in T2-T5 generation were analyzed. The offspring were evaluated for resistance to hygromycin. More than 50 T2-T3 seeds of independent transformants of Japanese rice varieties were selected with hygromycin-containing medium (50 mg / L). After 5 days of incubation at 30 ° C, the number of viable seedlings was counted and all viable seedlings were judged to be homozygous.

클로로필 형광 측정을 통한 비생물적 스트레스-내성 분석Analysis of abiotic stress-tolerance through chlorophyll fluorescence measurement

OsSta2-Ox 형질전환체 및 야생형 대조군 벼의 종자를 발아시키고 워크-인 생장 챔버(12 h 광주기[150 μmol m-2 s-1] 12 h 암주기 28℃)내 흙 박스에서 12일 동안 생장시켰다. 인비트로 스트레스 처리하기 전에, 10개 묘의 5번째 초록잎을 가위로 잘랐다. 이를 500 mM NaCl에서 110 μmol m-2 s-1의 계속적인 광원 하에 48시간동안 28℃로 항온반응시켜 고염 스트레스를 유도하였다. 110 μmol m-2 s-1의 계속적인 광원 하에 28℃에서 3시간동안 공기 건조시켜 건조 스트레스를 유도하였다. 묘 잎을 110 μmol m-2 s-1의 계속적인 광원 하에 4℃ 탈이온수에 48시간동안 담궈 저온 스트레스를 유도하였다. MINI-PAM-II Photosynthesis Yield Analyzer(WALZ, 독일)을 이용하여 Fv/Fm 값을 측정하였다. OsSta2- OX transformants and wild-type control rice seeds were germinated and grown in a soil box in a work-in growth chamber (12 h photoperiod [150 μmol m -2 s -1 ] 12 h cancer cycle 28 ° C.) for 12 days . Prior to stress treatment with Invit, the 5th green leaf of 10 seeds was cut with scissors. High salt stress was induced by incubation at 28 ° C for 48 hours in a continuous light source of 110 μmol m-2 s-1 in 500 mM NaCl. Drying stress was induced by air drying at 28 ° C under a continuous light source of 110 μmol m -2 s -1 for 3 hours. Cold stress was induced by immersing seedlings in 4 ° C deionized water for 48 hours under a continuous light source of 110 μmol m -2 s -1 . Fv / Fm values were measured using a MINI-PAM-II Photosynthesis Yield Analyzer (WALZ, Germany).

잎 디스크의 염 내성 분석Salt tolerance analysis of leaf disc

잎 디스크 분석을 위해, 형질전환체(성숙), 야생형의 건강하고 완전하게 펼쳐진 잎을 탈이온수로 세척하고 1 ㎝ 직경 잎 디스크로 자른 후, 30 ㎖ NaCl 용액(100, 200 및 250 mM, 24h)에 띄웠다. 표현형 변화를 관찰하고 클로로필 함량을 측정하여 잎 디스크에 대한 염 스트레스 처리의 영향을 정량화하였다.For leaf disc analysis, 30 ml of NaCl solution (100, 200 and 250 mM, 24h) was prepared by washing the transformed (maturing), wild type, healthy, fully extended leaves with deionized water and cutting into 1 cm diameter leaf discs. . Phenotypic changes were observed and chlorophyll content was measured to quantify the effect of salt stress treatment on leaf discs.

농업적 특성 조사Survey of agricultural characteristics

동진벼(Oriza sativa ssp. japonica cv. Dongjin), 야생형(OsSta2-Ox 주의 비형질전환체) 및 독립적 동형접합체인 OsSta2-Ox 주의 종자를 표면-살균하고 30℃ 암조건에서 발아시켰다. 발아 2일 후, 생장 챔버(28℃, 60% RH, 12-h 광주기/12-h 암주기, 광원 150 μmol m-2 s-1) 내 흙 박스에서 묘를 생장시켰다. 1주일된 묘를 온실로 옮겼다. 4주 후에 이 식물체를 벼 LMO 필드에 식이하였고, 2012, 2013, 2014 및 2015년의 매년 10월 말에 수확하였다. 시험 묘장은 대한민국 군위군 경북국립대 및 수원 경희대학교이다. OsSta2-Ox T4 및 T5 동형접합체, 및 야생형 벼의 농업적 특성을 분석하기 위해, 3종 독립주의 8 개체에 대하여 식물 당 곁눈의 수, 식물 당 원추 꽃차례의 수, spikelets panicle의 수, 원추 꽃차례 당 filled grain의 수, 원추꽃차례의 길이, 줄기의 길이, 1000 곡물중량을 분석하였다. 아가(agar) 배지에서 배양하기 위해, 묘를 30℃에서 5일 동안 암조건으로 배양하고, 계속적인 광조건으로 옮겼다.Dongjinbyeo (Oriza sativa ssp japonica cv Dongjin..), Wild-type (OsSta2 -Ox attention non-transformant) and the independent homozygous in OsSta2 -Ox note seeds surface-sterilized and were germinated at 30 ℃ dark conditions. Two days after germination, the seedlings were grown in a soil box in a growth chamber (28 ° C, 60% RH, 12-h light period / 12-h dark period, light source 150 μmol m -2 s -1 ). One week old tomb moved to the greenhouse. After 4 weeks, the plant was fed into the rice LMO field and harvested at the end of October, 2012, 2013, 2014 and 2015 every year. The test nursery is the National University of Korea, Gunwi County, Kyungbuk, and Kyunghee University, Suwon. In order to analyze the agricultural characteristics of OsSta2 -Ox T4 and T5 homozygotes and wild type rice, the number of ginseng per plant, number of panicle per plant, number of spikelets panicle, number of filled grain, length of cone, length of stem, and grain weight were analyzed. To culture in agar medium, the seedlings were incubated for 5 days at 30 ° C under dark conditions and transferred to continuous light conditions.

통계적 분석Statistical analysis

3회 반복실험의 결과로부터 중간값±표준편차를 계산하였다. 처리 간의 차이는 스튜던트 t-테스트 및 x2 테스트(P<0.05)로 결정하였다.The median value ± standard deviation was calculated from the results of three repeated experiments. The differences between treatments were determined by Student t-test and x2 test (P < 0.05).

실험결과Experiment result

염 스트레스 내성 활성 태깅 돌연변이주의 분리Isolation of Salt Stress-Resistant Active Tagging Mutagenesis

PFG T-DNA 태깅 돌연변이주의 T2 세대의 혼합풀을 스크리닝하여, 100 mM 및 250 mM NaCl에서 모두 염 스트레스 내성을 갖는 PFG_3A-05272.R을 얻었다(도 1a 및 표 2). LOC _ Os02g43820LOC _ Os02g43830 사이에 태깅된 T-DNA를 밝히고자 인벌스(inverse) PCR을 이용하여 PFG_3A-05272.R의 분자 분석하였다. 상기 두 유전자 중, RT-PCR 또는 qRT-PCR로 확인한 결과 LOC _ Os02g43820만이 야생형과 비교하여 8배 고발현이 유도되었다(도 1c). 상기 유전자를 Oryza sativa Salt tolerance activation 2-Dominant(OsSta2, LOC_Os0g43820)로 명명하였다.PFG T-DNA tagging mutants The pools of T2 generations were screened to obtain PFG_3A-05272.R having both salt stress tolerance at 100 mM and 250 mM NaCl (FIG. 1A and Table 2). LOC _ Os02g43820 and reveals a T-DNA tagging between LOC _ Os02g43830 using the chair in the reverse (inverse) PCR analysis of molecular PFG_3A-05272.R. The results confirmed the two, RT-PCR or qRT-PCR of the gene LOC _ Os02g43820 only was induced compared with the wild-type strings charged 8-fold (Fig. 1c). This gene was named Oryza sativa Salt tolerance activation 2-Dominant ( OsSta2 , LOC_Os0g43820 ).

염 스트레스Salt stress 야생형Wild type OsSta2-DOsSta2-D 100 mM NaCl100 mM NaCl 9/48a
(18.8) b
9/48 a
(18.8) b
16/43*
(37.2)
16/43 *
(37.2)
250 mM NaCl250 mM NaCl 0/48
(0.0)
0/48
(0.0)
5/48*
(10.4)
5/48 *
(10.4)

상기 표 2는 생존비로 판단한 야생형 및 OsSta2 태깅 돌연변이주의 염-내성을 나타낸다. 발아 8일째 묘에 염 스트레스(100 mM NaCl 7일 처리 및 250 mM NaCl 48시간 처리) 처리하였고, 6일의 회복기 후에 생존비를 측정하였다. a는 ‘생존 묘 수/총 묘 수’를 의미하고, b는 총 묘 중 생존한 묘의 백분율을 나타낸다. * 표시값은 야생형과 유의적 차이(χ2 test, P<0.05)를 나타냄을 의미한다.Table 2 above shows the salt-tolerance of wild type and OsSta2 tagging mutants determined by the survival ratio. Seedlings on the 8th day of germination were treated with salt stress (treatment with 100 mM NaCl for 7 days and treatment with 250 mM NaCl for 48 hours) and survival rate was measured after 6 days of recovery. a is the number of surviving graves / total graves, and b is the percentage of graves surviving in total graves. * Significance means significant difference from wild type (χ 2 test, P <0.05 ).

OsSta2의 분리 및 구조 분석Isolation and structural analysis of OsSta2

OsSta2 유전자의 1035 bp ORF(Open Reading Frame)으로 구성된 추정 아미노산은 분자량 및 pI가 각각 36.3 kDa 및 5.63으로 예상되는 344 아미노산의 단백질이다(서열목록 제3서열 및 제4서열). OsSta2 단백질의 추정 2차 구조는 하나의 시트(sheet), 두 개의 β-헤어핀(β-hairpin), 하나의 가닥(strand), 하나의 나선(helix) 및 하나의 나선-나선 상호작용이 존재한다. 추정 OsSta2 단백질은 58 아미노산의 보존적 DNA-결합 도메인(AP2/ERF 도메인) 및 Ala, Pro 및 Ser이 풍부한 3개의 아미노산 부위(A24HAAAGEAEAVYRAAAAEPVMIRFGGEVSPVSDPRRPPLTISLPPTSHAWAAAEAVHPAALLQAQTAAAAAD, P172PPPPPPP 및 S205SKSVKTETYTSPASSSLA-STTTSTVTSSSTSPSPSS)를 갖는다고 추정된다. OsSta2의 얼라인 및 계통수 분석은 Zea mays ZmEREBP(KJ727501, 62%), Setaria italic SiERF5(XP_004953326, 58%), Brachypodium distachyon BdERF6(XP_003572768, 53%), Sorghum bicolor Sb06g024360(XP_00446882, 43%), Arabidopsis thaliana AtERF5(At5g47230, 42%)와 아미노산 수준에서 유의한 상동성을 가짐을 나타낸다. The putative amino acid composed of the 1035 bp ORF (open reading frame) of the OsSta2 gene is a 344 amino acid protein whose molecular weight and pI are expected to be 36.3 kDa and 5.63, respectively (SEQ ID No. 3 and 4). The presumed secondary structure of the OsSta2 protein is one sheet, two β-hairpin, one strand, one helix and one spiral-spiral interaction . It is estimated that the putative OsSta2 protein has three amino acid sites (A24HAAAGEAEAVYRAAAAAEPVMIRFGGEVSPVSDPRRPPLTISLPPTSAWAAAEAVHPAALLQAQTAAAAAD, P172PPPPPPP and S205SKSVKTETYTSPASSSLA-STTTSTVTSSSTSPSPSS) rich in AAV, Pro and Ser conserved DNA-binding domain (AP2 / ERF domain) of 58 amino acids. The analysis of the OsAt2 alignment and phylogenetic tree showed that Zea mays ZmEREBP (KJ727501, 62%), Setaria italic SiERF5 (XP_004953326, 58%), Brachypodium distachyon BdERF6 (XP_003572768, 53%), Sorghum bicolor Sb06g024360 (XP_00446882, 43%), Arabidopsis and at amino acid level with thaliana AtERF5 (At5g47230, 42%).

OsSta2-Ox 형질전환주를 제조하기 위해 사용된 OsSta2 cDNA는 트렁케이티드형태로 775 bp 및 56 아미노산으로 구성된다(서열목록 제1서열 및 제2서열). The OsSta2 cDNA used to prepare OsSta2- Ox transgenic strains consists of 775 bp and 56 amino acids in truncated form (Sequence Listing 1 and Sequence 2).

OsSta2의 발현 분석Expression analysis of OsSta2

다른 조직 내 OsSta2의 발현을 RT-PCR로 분석하고 qRT-PCR로 발리데이션하였다. 모든 조직에서 발현되었고, 3-8 ㎝ 길이의 원추 꽃차례, 성숙 원추 꽃차례, 캘러스, 발아 후 7일째의 뿌리, 지엽의 잎집에서는 풍부하였고, 전출수(pre-heading) 단계의 최상(最上) 절간, 발아 7일째의 싹, 수분 3일째의 성숙 종자에서 적게 발현되었다(도 2a). OsSta2의 발현은 12시간의 염 스트레스가 유도된 후에 3시간 동안 감소하였다(도 2b). 24시간 건조 스트레스 후에 발현이 유도되었다(도 2c). ABA 처리 동안, OsSta2 발현은 3시간동안 감소하고 그후에 증가하였다(도 2d). 저온 스트레스 하에서 OsSta2는 유도되지 않았다(도 2e).Expression of OsSta2 in other tissues was analyzed by RT-PCR and validated by qRT-PCR. It was expressed in all tissues, and was abundant in 3-8 cm long cones, mature cones, callus, roots of 7 days after germination, leaflet of leaflets, and the best (top) Germination on day 7 of germination, and mature seed on day 3 of water (Fig. 2a). OsSta2 expression decreased for 3 hours after 12 hours of salt stress induction (FIG. 2b). Expression was induced after 24 hr dry stress (FIG. 2C). During ABA treatment, OsSta2 expression decreased for 3 hours and then increased (Fig. 2d). OsSta2 was not induced under cold stress (Fig. 2E).

OsSta2-Ox 형질전환주의 제조Preparation of OsSta2-Ox Transformational Assay

OsSta2 과발현 형질전환주를 제조하기 위해, KOME(http://cdna01.dna.affrc.go.jp/cDNA/)로부터 구한 cDNA 서열(J065129D08)을 pGA3426 벡터 내 메이즈 유비퀴틴 프로모터 하에 삽입하였다(도 3a). 카세트를 O. sativa L. cv. 동진벼에 형질전환 하였다. 총 21개의 독립적 형질전환주를 제조하였다. 지노믹 DNA PCR 분석으로 OsSta2의 삽입을 확인하였다. 최초 형질전환주 중, 정상 종자를 생산을 나타내는 5종을 T1 세대 생산을 위해 선별하였다. 종자를 수확하고 히그로마이신-포함 배지(50 ㎎/L)로 선별하였다. T2 동형접합체 종자를 이용한 염 스트레스 시험으로, 추후 분석을 위해 선별된 3종의 T2 세대 OsSta2 과발현 주의 강한 염 스트레스 내성을 확인하였다. 상기 주의 OsSta2 과발현을 RT-PCR로 확인하고 qRT-PCR로 발리데이션하였다(도 3b). 3종의 독립적인 주는 야생형보다 OsSta2 발현이 증가하였고, 형태적 차이는 나타내지 않았다(도 3c 및 3d).To prepare an OsSta2 over-expression transformant, the cDNA sequence (J065129D08) obtained from KOME (http://cdna01.dna.affrc.go.jp/cDNA/) was inserted under the maze ubiquitin promoter in the pGA3426 vector (Fig. 3A) . The cassette was replaced with O. sativa L. cv. And transformed to Dong Jinbin. A total of 21 independent transgenic strains were produced. Genomic DNA PCR analysis confirmed the insertion of OsSta2 . Among the first transgenic strains, five strains expressing normal seed production were selected for T1 generation. The seeds were harvested and selected with hygromycin-containing medium (50 mg / L). The salt stress test using T2 homozygous seeds confirmed the strong salt stress tolerance of three selected T2 generation OsSta2 overexpressing strains selected for further analysis. The above-noted OsSta2 overexpression was confirmed by RT-PCR and validated by qRT-PCR (Fig. 3B). Three independent strains increased expression of OsSta2 over wild type and did not show any morphological differences (Fig. 3c and 3d).

OsSta2-Ox 형질전환주의 염 스트레스 내성 OsSta2-Ox Transformational Salts Stress Resistance

OsSta2의 과발현이 염 스트레스 내성을 부여하는지 조사하기 위해, 워크-인 생장 챔버에서 벼 묘에 염 스트레스를 주었다. 100 mM NaCl을 7일 동안 처리한 결과, OsSta2-Ox 형질전환주는 10.1-22,7% 생존하였고, 야생형은 7.2% 생존하였다. 250 mM NaCl을 72h 처리한 조건에서도 유사한 결과가 나왔다. 형질전환주는 25.8-34.5% 생존하였으나, 야생형은 11.6%만 생존하였다(도 4). OsSta2-Ox 형질전환주의 생중량 및 건조중량은 스트레스 회복 후에 야생형 보다 증가하였다(도 4b 및 4c). In order to investigate whether overexpression of OsSta2 confers salt stress tolerance, salt stress was given to rice seedlings in a work-in growth chamber. The OsSta2- Ox transgenic line survived 10.1-22, 7% and the wild type survived 7.2% after treatment with 100 mM NaCl for 7 days. Similar results were obtained under the condition of treatment with 250 mM NaCl for 72 h. Transgenic lines survived 25.8-34.5% but only wild type 11.6% survived (FIG. 4). The fresh weight and dry weight of the OsSta2- Ox transformed strain were increased after restoration of the stress than the wild type (Figs. 4B and 4C).

OsSta2-Ox 형질전환주는 염 스트레스 내성을 추가 확인하기 위해, 다양한 농도의 NaCl를 처리하고 잎 디스크 분석을 실시하였다. 야생형 및 T4 OsSta2-Ox 형질전환주의 잎 디스크를 100, 200 및 250 mM NaCl 용액에 4시간동안 띄웠다. 염분에 의한 클로로필의 손실은 야생형과 비교하여 OsSta2-Ox 형질전환주에서 더 적었다(도 5a). 24시간 후에 스트레스에 의한 손상을 나타내는 잎 조직의 블리칭 정도를 관찰하였다. 스트레스 처리된 잎 디스크의 클로로필 함량의 측정은 OsSta2-Ox 형질전환주와 염 스트레스과 정관계에 있음을 나타낸다(도 5c). OsSta2- Ox transgenic lines were treated with various concentrations of NaCl and leaf disc analysis to further confirm salt stress tolerance. Wild-type and T4 OsSta2- Ox Transformational leaf disks were floated in 100, 200 and 250 mM NaCl solution for 4 hours. Salinity-induced loss of chlorophyll was less in OsSta2- Ox transgenic strains as compared to wild type (Figure 5a). After 24 hours, the degree of blistering of the leaf tissue, which indicates damage due to stress, was observed. Measurements of the chlorophyll content of stressed leaf discs indicate that the OsSta2- Ox transgenic strain and the salt stress are present in the cytosol (FIG. 5c).

스트레스-내성 표현형을 추가로 확인하기 위해, 생장 단계의 OsSta2-Ox 형질전환주 및 야생형의 Fv /Fm 값을 측정하였다(도 5d). Fv는 가변 형광을 나타내고, Fm는 최대 형광을 나타내며, Fv /Fm 값은 암적응 상태에서 PSII의 최대 광화학 효율성을 의미한다. Fv /Fm 값은 고염 조건에서 야생형보다 OsSta2-Ox 형질전환주에서 약 6% 높았다. 대조적으로, 건조 및 저온 조건에서는 Fv /Fm 값이 야생형과 OsSta2-Ox 형질전환주가 거의 유사하였다. 그러므로, 이러한 결과는 형질전환주에서 OsSta2의 과발현이 생장 단계에서 고염에 대한 내성을 증가시킴을 의미한다.To further confirm the stress-resistant phenotype, the OsSta2- Ox transgenic strain and the wild-type Fv / Fm value of the growth stage were measured (Fig. 5d). Fv represents the variable fluorescence, Fm represents the maximum fluorescence, and Fv / Fm represents the maximum photochemical efficiency of PSII in the cancer adaptation state. The Fv / Fm value was about 6% higher in the OsSta2- Ox transgenic strain than in the wild type at high salt conditions. In contrast, the Fv / Fm values of wild-type and OsSta2- Ox transgenic strains were almost similar under dry and low temperature conditions. Therefore, this result implies that overexpression of OsSta2 in the transgenic strain increases the resistance to high salt at the growth stage.

OsSta2-Ox 형질전환주의 ABA 민감성OsSta2-Ox Transformational ABA Sensitivity

OsSta2-Ox 형질전환주는 초기 묘 성장에서 ABA-민감 표현형을 나타내었다(도 7). 발아 5일째의 OsSta2-Ox 형질전환주(Ox) 2주를 ABA 농도가 다르게 첨가된 half-strength 배지로 옮겼다. OsSta2-Ox 형질전환주의 싹 성장은 ABA 처리에 의해 억제되었다. 5 μM 및 10 μM ABA 조건에서 싹은 야생형보다 유의하게 63% 및 74% 억제되었다. 이러한 결과는 OsSta2-Ox 형질전환주가 ABA 민감하고 OsSta2 유전자는 ABA 신호전달 경로에 관련되어있음을 의미한다. The OsSta2- Ox transgenic strain showed an ABA-sensitive phenotype in early seedling growth (Fig. 7). Two weeks of germinated OsSta2- Ox transgenic (Ox) were transferred to half-strength medium supplemented with different concentrations of ABA. OsSta2- Ox transgenic shoot growth was inhibited by ABA treatment. At 5 μM and 10 μM ABA, shoots were significantly inhibited by 63% and 74%, respectively, than wild type. These results suggest that OsSta2- Ox transgenic strain is ABA sensitive and OsSta2 The gene is associated with the ABA signaling pathway.

OsSta2의 과발현에 의한 곡실 수득율의 증가Increased Breadth Gain by Overexpression of OsSta2

포장 조건 하에 곡식 수득률에 대한 OsSta2의 역할을 조사하기 위해, 3 주 OsSta2-Ox 형질전환주의 T4 및 T5 동형접합주를 야생형과 함께 논에서 재배하고, 8가지 농업적 특성을 분석하였다. 성숙한 OsSta2-Ox 형질전환주는 4잎 단계까지는 차이를 나타내지 않았지만 반-왜소증을 나타내었다. 전반적으로, 성숙한 OsSta2-Ox 형질전환주의 줄기는 7-9% 정도 야생형보다 짧았다(도 6). OsSta2-Ox 형질전환주는 또한 야생형보다 많은 수의 새싹을 나타내었다. 정상 논 조건 하의 수확 파라미터의 조사는 OsSta2-Ox 형질전환주의 곡실 수득율이 야생형보다 증가함을 보여주었다. 수확 파라미터의 통계적 분석은 OsSta2-Ox 형질전환주의 곡실 수득율이 야생형보다 유의하게 증가됨을 나타낸다. 특히, Ox13 및 Ox19에서 채움률(filling rate)은 야생형보다 각각 17% 및 23% 높았고, 총 곡물중량도 각각 5% 및 8% 높았다. 다른 과발현주보다 낮은 OsSta2의 발현을 나타내는 Ox20은 야생형과 비교하여 유의한 차이를 나타내지 않았다. Ox20은 작은수상화 당 원추꽃차례의수가 8% 증가하였고 총 곡물중량의 10% 증가를 나타내었다.To investigate the role of OsSta2 on yield of grain under packaging conditions, 3 week OsSta2 -Ox transgenic T4 and T5 homozygous strains were grown in rice fields with wild type and analyzed for eight agricultural characteristics. The mature OsSta2- Ox transgenic strain did not show any difference up to the 4 leaf stage but showed anti-dwarfism. Overall, the adult OsSta2- Ox transgenic trunks were 7-9% shorter than the wild type (Figure 6). The OsSta2- Ox transgenic strain also showed more buds than the wild type. Investigation of the harvesting parameters under normal paddy conditions showed that the yield of OsSta2 -Ox transgenic paddy was higher than wild type. Statistical analysis of the harvest parameters indicates that the yield of OsSta2- OX transgenic bark is significantly increased over wild type. In particular, the filling rates of Ox13 and Ox19 were 17% and 23% higher than wild type and 5% and 8% higher total grain weight, respectively. Ox20 , which expresses less OsSta2 than other overexpressing strains , did not show any significant difference compared to wild type strains. Ox20 showed a 8% increase in the number of small cone cornflowers and a 10% increase in total grain weight.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

<110> SOGANG UNIVERSITY RESEARCH FOUNDATION <120> Abiotic Stress-Inducible OsSta2 Gene, Protein and Transformant Enhancing Tolerance to Salt Stress <130> PN160387 <160> 12 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 775 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 1 ggcagatgca attgcgcgaa cacctccaaa ctcccgagtc ccctctcctc tctcgtcttc 60 ctctccacga cgacctctcc gcttcaattc tgcgccgccc ccgccgccga cgacgtcgac 120 ccacggcaaa cggaagcggc acgagacggc ggcggccgac ccggacgtcg aggtgatcgg 180 agaatcatcc aaatccgtca agaccgagac gtacacatcg ccggcgtcgt cgtcgctggc 240 ctcaacgaca acctcaacgg tgacatcatc atccacgtcg ccttccccct cgtcggaggc 300 agctgcctgc ggcggcggcg gcggcgagct gttcgtccca ccgatgccgt cgagctggtc 360 gtgggatcag ttggaggggt tcttcggcat cctctcgccg ctctcgccgc acccgcaaat 420 gggattcccg gaggtcgccg taaactaatt aagcgcgcta atgatctctc taagcatgat 480 taattaggcg caataatcgg caattaatta gtggcttcta gttctcgacg gccttcgctt 540 tggacacatc tcaggagatt tggcttggag cagtgtacta tactgtacag aggagagaag 600 atagtatatt agcgcatgca tgtgacgggt actgaatgtg 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Claims (10)

서열목록 제1서열의 뉴클레오타이드 서열로 이루어진 핵산분자를 포함하는 유전자 전달체를 포함하는 염-스트레스 저항성 향상용 조성물.
A composition for improving salt-stress resistance comprising a gene carrier comprising a nucleic acid molecule consisting of a nucleotide sequence of the first sequence of the sequence listing.
제 1 항에 있어서, 상기 염-스트레스 저항성 향상용 조성물은 곡실 수득율(grain yield)을 증가시키는 것을 특징으로 하는 염-스트레스 저항성 향상용 조성물.
The composition according to claim 1, wherein the salt-stress resistance improving composition increases the grain yield.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항의 염-스트레스 저항성 향상용 조성물에 의해 형질전환된 형질전환체.
A transformant transformed by the composition for improving the salt-stress resistance of claim 1.
제 6 항에 있어서, 상기 형질전환체는 개선된 곡실수득율(grain yield)을 나타내는 것을 특징으로 하는 형질전환체.
7. The transformant of claim 6, wherein the transformant exhibits an improved grain yield.
다음의 단계를 포함하는 염 스트레스 내성이 증진된 형질전환 식물체의 제조방법:
(a) 식물 세포 또는 식물 조직을 제 1 항의 염-스트레스 저항성 향상용 조성물로 형질전환하는 단계;
(b) 형질전환된 식물세포 또는 식물조직을 선별하는 단계; 및
(c) 상기 형질전환된 식물세포 또는 식물조직으로부터 식물체를 재분화시켜 형질전환 식물체를 수득하는 단계.
A method for producing a transgenic plant having enhanced salt stress tolerance comprising the steps of:
(a) transforming a plant cell or a plant tissue with the salt-stress resistance-enhancing composition of claim 1;
(b) screening the transformed plant cell or plant tissue; And
(c) regenerating the plant from the transformed plant cell or plant tissue to obtain a transformed plant.
제 8 항에 있어서, 상기 식물체는 벼, 보리, 밀 또는 옥수수인 것을 특징으로 하는 제조방법.
9. The method according to claim 8, wherein the plant is rice, barley, wheat, or corn.
제 8 항 또는 제 9 항의 제조방법에 의해 제조된 염 스트레스에 대한 내성이 증진된 형질전환 식물체.9. A transgenic plant having enhanced tolerance to salt stress produced by the method of claim 8 or 9.
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Journal of Experimental Botany, Vol. 60, No. 13, p. 3781-3796, 2009
NCBI Reference Sequence: XM_015768572.1 (2016.03.01.공개)
Plant Cell Rep., 2012, Vol.31, p. 349-360

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