KR102101691B1 - Method for improving the resistance to the drought stress using CaSIBZ1 in plants - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고추 유래 신규 CaSIBZ1 (Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) 유전자/단백질, 및 이를 이용한 식물체의 건조 스트레스 저항성을 증진시키는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 건조 스트레스에 대한 저항성 증진 단백질을 암호화 하는 CaSIBZ1 유전자를 규명하였으며, CaSIBZ1 단백질이 ABA 신호전달의 음성 조절자로 기능하며 상기 단백질이 과발현된 형질전환 식물체에서 건조 스트레스 저항성 감소 효과를 확인하였는바, CaSIBZ1 유전자의 발현 조절을 통해 인류가 이용할 수 있는 작물 등의 개량에 활용할 수 있으며, 특히 식물의 생산성을 향상시키는데 유용하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.
The present invention is a novel CaSIBZ1 derived from pepper (Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) Gene / protein, and a method for improving dry stress resistance of plants using the same.
The present invention has identified the CaSIBZ1 gene that encodes a protein that promotes resistance to dry stress, and the CaSIBZ1 protein functions as a negative regulator of ABA signaling and confirms the effect of reducing dry stress resistance in transgenic plants overexpressed with the protein. CaSIBZ1 gene Through expression control, it can be used for improvement of crops that can be used by humans, and it is expected to be useful for improving plant productivity.

Description

CaSIBZ1을 이용한 식물체의 건조 스트레스 저항성 증진방법{Method for improving the resistance to the drought stress using CaSIBZ1 in plants}Method for improving the resistance to the drought stress using CaSIBZ1 in plants}

본 발명은 고추 유래 신규 CaSIBZ1(Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) 유전자, 단백질, 및 이를 이용한 식물체의 건조 스트레스 저항성을 증진시키는 방법에 관한 것이다. The present invention is a novel CaSIBZ1 (Capsicum annuum) derived from pepper SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) Gene, protein, and relates to a method for enhancing dry stress resistance of plants using the same.

지구온난화는 극심한 기후 변화를 야기하여 식물들의 정상적인 생장 및 발달을 저해하는 환경적 스트레스를 유발하며, 이에 대하여 식물체는 추위, 고염, 및 가뭄과 같은 불리한 환경에서 생존하기 위한 정교한 방어기작을 진화시켜왔다. 예컨대, 가뭄(drought)은 수분 부족 환경에 의해 일어나며 식물의 정상적인 성장에 심각한 영향을 미쳐 결국 곡물의 수확량 감소를 초래하는데, 식물은 이러한 건조 스트레스에 적응하기 위해 기공폐쇄, 앱시스산(abscisic acid; 이하 ABA)의 합성 및 축적과 같은 다양한 방어 기작을 활성화시킨다. Global warming causes severe climate change, causing environmental stress that inhibits the normal growth and development of plants, while plants have evolved sophisticated defense mechanisms to survive in adverse environments such as cold, high salt, and drought. For example, drought is caused by an environment lacking moisture and severely affects the normal growth of plants, resulting in a decrease in crop yields. Plants are closed with pores, abscisic acid (abscisic acid) to adapt to this dry stress. ABA) activates various defense mechanisms such as synthesis and accumulation.

ABA는 비생물적 스트레스 특히, 건조 스트레스에 대하여 식물을 보호하기 위한 조절인자이며, 식물 생장 및 발달에 매우 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. ABA 신호는 삼투 적응 및 뿌리 수리 전도도(hydraulic conductivity)의 조절에 관여하는 전사인자와 E3 리가아제(E3 ligase)와 같은 다양한 스트레스 관련 유전자들의 발현을 조절다고 알려져 있으나, 완전한 ABA 신호전달 경로는 아직 규명되지 않았다. 식물세포에서 ABA 신호전달 개시를 위해서는 ABA 수용체가 존재해야 하고 신호를 하위 단백질로 전달해야한다. 현재까지 ABA 수용체로써 PYR/PYL/RCARs가 ABA를 인식하는 역할을 한다고 알려져 있다. 수용체가 ABA를 인식하면 SnRK2(non-fermenting 1-related subfamily 2) 단백질 인산화효소(kinase) 및 PP2Cs(type 2C protein phosphatases) 각각에 의해 하위 단백질이 인산화 및 탈인산화 된다. SnRK2.2, SnRK2.3, 및 SnRK2.6(OST1)와 같은 SnRK2 인산화효소는 ABA 신호전달의 양성 조절자로써 기능하고, 이와 반대로 group A PP2Cs 인산가수분해효소는 ABA의 음성 조절자 기능을 하며, ABA 수용체인 PYR/PYL/RCAR 단백질들은 group A PP2Cs과 상호작용하여 이들의 활성을 억제한다고 보고되어 있다. PYR/PYL/RCAR에 의해 ABA 발현 증가가 인식되면 단백질 인산가수분해효소-인산화효소 상호작용이 억제되고, SnRK2 type 인산화효소 분비가 유도된다. SnRK2 인산화효소는 전사인자 및 SLAC1 음이온 채널을 포함하는 표적 단백질의 인산화를 통해 특정 유전자들의 발현 및 이온 채널 활성화를 촉진시키며, 이는 식물체가 불리한 환경에 적응할 수 있도록 한다.ABA is a modulator for protecting plants against abiotic stress, especially dry stress, and is known to play a very important role in plant growth and development. ABA signaling is known to regulate the expression of various stress-related genes such as E3 ligase and transcription factors involved in osmotic adaptation and regulation of root hydraulic conductivity, but the complete ABA signaling pathway has yet to be identified. Did not. In order to initiate ABA signaling in plant cells, the ABA receptor must be present and the signal must be delivered to the lower protein. To date, it is known that PYR / PYL / RCARs as ABA receptors play a role in ABA recognition. When the receptor recognizes ABA, sub-proteins are phosphorylated and dephosphorylated by SnRK2 (non-fermenting 1-related subfamily 2) protein kinase and PP2Cs (type 2C protein phosphatases), respectively. SnRK2, SnRK2.3, and SnRK2 phosphatases such as SnRK2.6 (OST1) function as a positive regulator of ABA signaling, whereas group A PP2Cs phosphatase functions as a negative regulator of ABA. , ABA receptor PYR / PYL / RCAR proteins interact with group A PP2Cs and have been reported to inhibit their activity. When ABA expression increase is recognized by PYR / PYL / RCAR, protein phosphatase-phosphatase interaction is inhibited, and SnRK2 type phosphatase secretion is induced. SnRK2 phosphatase promotes the expression of specific genes and ion channel activation through phosphorylation of target proteins including transcription factors and SLAC1 anion channels, which allows plants to adapt to adverse environments.

한편, 유비퀴틴화(ubiquitination) 경로를 통한 단백질 분해는 식물체가 비생물적 스트레스에 대한 적응 및 방어 반응을 조절하기 위한 중요한 기작 중 하나이다. 유비퀴틴화는 E1(ubiquitin activating enzyme), E2(ubiquitin-conjugating enzyme) 및 E3(ubiquitin ligase)로 구성되는 3가지 효소의 연속적인 작용에 의해 일어나는 중요한 번역 후 조절과정이다. 유비퀴틴이 E1에 의해 활성화되면, 활성화된 유비퀴틴은 E2로 전달되고 E3 리가아제가 유비퀴틴과 표적 단백질을 결합시킨다. 이러한 과정에서 E3 리가아제가 표적 단백질을 결정하고 이에 결합한다. On the other hand, proteolysis through the ubiquitination pathway is one of the important mechanisms for plants to regulate adaptive and defense responses to abiotic stress. Ubiquitination is an important post-translational regulatory process caused by the continuous action of three enzymes consisting of ubiquitin activating enzyme (E1), ubiquitin-conjugating enzyme (E2) and ubiquitin ligase (E3). When ubiquitin is activated by E1, the activated ubiquitin is transferred to E2 and the E3 ligase binds the ubiquitin and target protein. In this process, E3 ligase determines the target protein and binds it.

유비퀴틴화는 세포 내 고유 기작이며, 진핵세포에서 다양한 표적 단백질에 따라 수백 또는 수천 개의 E3 리가아제가 존재한다고 알려져 있다. E3 리가아제는 서브유닛 구성에 따라 두 가지 타입으로 분류되는데, RING(really interesting new gene), HECT(homology to E6-AP C-terminus), 및 PUB(plant U-box) E3 리가아제는 단일 서브유닛으로 구성되는 반면, SCF(Skp(S-phase kinase-associated protein)/cullin/F-box) 및 CUL4-DDB1(CULLIN4-damaged-specific DNA binding protein1)는 다중 서브유닛으로 구성된다. 최근, 애기장대(Arabidopsis) 식물에 1,400 종 이상의 E3 리가아제가 존재한다고 보고되었으며, 애기장대 게놈은 242개의 RING E3 리가아제를 암호화하고, RING E3 리가아제가 생물 및 비생물적 스트레스에 대한 적응에 관여한다고 보고되었다. RING E3 리가아제는 벼(Oryza sativa), 옥수수(Zea mays), 고추(Capsicum annum) 및 애기장대(Arabidopsis thaliana)와 같은 다양한 외떡잎 및 쌍떡잎 식물에서 ABA 신호전달 및 비생물적 스트레스에 반응하여 양성 또는 음성 조절자로써 역할을 한다고 알려져 있으며, 이는 식물체에서 널리 보존되어 있음을 의미한다(Plant Biotechnol J 11, 432-445). 최근에는, RING type E3 리가아제인 RSL1이 세포막에서 PYR1 및 PYL4과 같은 ABA 수용체의 유비퀴틴화를 통한 분해에 관여하고, CRL4-type E3 리가아제 복합체는 PYL8 ABA 수용체를 분해한다고 보고되었다. Ubiquitination is an intrinsic mechanism in cells, and it is known that hundreds or thousands of E3 ligases exist in eukaryotic cells depending on various target proteins. E3 ligase is classified into two types according to the subunit configuration: RING (really interesting new gene), HECT (homology to E6-AP C-terminus), and PUB (plant U-box) E3 ligase is a single sub While composed of units, SCF (S-phase kinase-associated protein) / cullin / F-box (Skp) and CUL4-DDB1 (CULLIN4-damaged-specific DNA binding protein1) are composed of multiple subunits. Recently, more than 1,400 E3 ligases have been reported in Arabidopsis plants, Arabidopsis genomes encode 242 RING E3 ligase, and RING E3 ligase adapts to biological and abiotic stress. It was reported to be involved. RING E3 ligase is rice ( Oryza sativa ), corn ( Zea mays ), pepper ( Capsicum annum ) and Arabidopsis ( Arabidopsis) thaliana ) is known to act as a positive or negative regulator in response to ABA signaling and abiotic stress in various monocotyledonous and dicotyledonous plants, which means that it is widely preserved in plants (Plant Biotechnol J 11, 432 -445). Recently, it has been reported that RSL1, a RING type E3 ligase, is involved in the degradation through ubiquitination of ABA receptors such as PYR1 and PYL4 in the cell membrane, and CRL4-type E3 ligase complex degrades the PYL8 ABA receptor.

한편, 식물에 가장 많이 존재하는 전사인자 중 하나는 bZIP 단백질이다. bZIP 유전자는 모든 진핵생물에 존재하고, DNA 결합에 필요한 basic region과 이량화(dimerization)를 담당하는 leucine zipper motif를 가지며, 프로모터에 결합하기 전에 bZIP 단백질의 동종 또는 이종 이량화(homo- or hetero-dimerization)를 필요로 한다. 이러한 bZIP 전사인자에는 OsABF3, CAbZIP1 등이 포함된다.Meanwhile, one of the most prevalent transcription factors in plants is the bZIP protein. The bZIP gene is present in all eukaryotic organisms, has a basic region required for DNA binding and a leucine zipper motif responsible for dimerization, and homo- or hetero-dimerization of the bZIP protein before binding to the promoter. dimerization). Such bZIP transcription factors include OsABF3, CAbZIP1, and the like.

이에, 이러한 bZIP 전사인자를 이용하여 가뭄, 염, 추위, 더위, 병원균과 같은 다양한 환경적 스트레스에 대한 저항성을 증진시킬 수 있는 방법에 대한 연구가 이루어지고 있는 실정이다. 환경적 스트레스에 저항성을 가진 작물의 개발은 농업 생산량 증대에 크게 기여할 것으로 기대되는 바, 보다 활발한 연구 필요성이 대두 되고 있다. Accordingly, research into a method for improving resistance to various environmental stresses such as drought, salt, cold, heat, and pathogens using these bZIP transcription factors has been conducted. The development of crops resistant to environmental stress is expected to greatly contribute to the increase in agricultural production, and the need for more active research is emerging.

대한민국 등록특허 10-1775788Republic of Korea Registered Patent 10-1775788 대한민국 등록특허 10-1608175Republic of Korea Registered Patent 10-1608175

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명자 들은 고추에서 건조 민감성 bZIP 전사인자 유전자인 CaSIBZ1(Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) 유전자를 동정하였으며, 상기 유전자를 침묵시킬 경우, 식물의 건조 스트레스 저항성을 증진시킨다는 것을 확인하여, 이에 기초하여 본 발명을 완성하게 되었다.The present invention is conceived to solve the above problems, the present inventors have dried in pepper susceptibility bZIP transcription factor gene CaSIBZ1 (Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) The gene was identified, and when the gene was silenced, it was confirmed that it promotes the dry stress resistance of the plant, and based on this, the present invention was completed.

본 발명의 목적은 건조 스트레스에 대한 음성적 조절인자(negative regulator) 단백질을 암호화하는 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 CaSIBZ1(Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) 유전자를 제공하는 것이다.An object of the present invention is a CaSIBZ1 (Capsicum annuum) consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 that encodes a negative regulator protein against dry stress. SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) to provide a gene.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 CaSIBZ1 유전자에 의해 암호화되는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 CaSIBZ1 단백질을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a CaSIBZ1 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 encoded by the CaSIBZ1 gene.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 CaSIBZ1 유전자를 함유하는 재조합 발현벡터를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a recombinant expression vector containing the CaSIBZ1 gene.

본 발명의 또 다른 목적은 CaSIBZ1 (Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) 단백질의 발현 또는 활성 억제제를 유효성분으로 포함하는, 식물체의 건조 저항성 증진용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for enhancing the dry resistance of plants, comprising an inhibitor of the expression or activity of CaSIBZ1 (Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) protein as an active ingredient.

본 발명의 또 다른 목적은 CaSIBZ1 단백질의 발현 또는 활성을 억제하는 단계를 포함하는 식물체의 건조 스트레스 저항성 증진방법으로서, 상기 CaSIBZ1 단백질은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 것을 특징으로 하는, 식물체의 건조 스트레스 저항성 증진방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is a method for enhancing dry stress resistance of a plant comprising the step of inhibiting the expression or activity of the CaSIBZ1 protein, wherein the CaSIBZ1 protein is composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and the dry stress of the plant. It is to provide a method for enhancing resistance.

그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 건조 스트레스에 대한 음성적 조절인자 (negative regulator) 단백질을 암호화하는 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 CaSIBZ1(Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) 유전자를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention is a CaSIBZ1 (Capsicum annuum SIR1 -Interacting bZIP transcription factor 1) consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 encoding a negative regulator protein for dry stress. Gene.

본 발명은 상기 CaSIBZ1 유전자에 의해 암호화되는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 CaSIBZ1 단백질을 제공한다.The present invention provides a CaSIBZ1 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 encoded by the CaSIBZ1 gene.

본 발명은 상기 CaSIBZ1 유전자를 함유하는 재조합 발현벡터를 제공한다.The present invention provides a recombinant expression vector containing the CaSIBZ1 gene.

본 발명은 CaSIBZ1 (Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) 단백질의 발현 또는 활성 억제제를 유효성분으로 포함하는, 식물체의 건조 저항성 증진용 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition for enhancing the dry resistance of plants, comprising an inhibitor of the expression or activity of CaSIBZ1 (Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) protein.

본 발명은 CaSIBZ1 단백질의 발현 또는 활성을 억제하는 단계를 포함하는 식물체의 건조 스트레스 저항성 증진방법으로서, 상기 CaSIBZ1 단백질은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 것을 특징으로 하는, 식물체의 건조 스트레스 저항성 증진방법을 제공한다.The present invention is a method for enhancing dry stress resistance of a plant comprising the step of inhibiting the expression or activity of the CaSIBZ1 protein, wherein the CaSIBZ1 protein is composed of an amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and a method for enhancing dry stress resistance of a plant. to provide.

본 발명은 CaSIBZ1 (Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) 단백질을 코딩하는 유전자의 ORF (open reading frame)를 포함하는 재조합 VIGS (Virus Induced Gene Silencing) 벡터를 제공한다.The present invention provides a recombinant Virus Induced Gene Silencing (VIGS) vector comprising an open reading frame (ORF) of a gene encoding a CaSIBZ1 (Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) protein.

본 발명은 상기 벡터로 식물체를 형질전환시켜 CaSIBZ1 (Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) 유전자를 침묵시키는 단계를 포함하는 식물체의 건조 저항성을 증진시키는 방법을 제공한다.The present invention transforms the plant with the vector to CaSIBZ1 (Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) provides a method for enhancing the drying resistance of a plant comprising the step of silencing the gene.

본 발명은 건조 스트레스에 대한 음성적 조절인자 (negative regulator) 단백질을 코딩하는 신규 유전자 CaSIBZ1에 관한 것으로서, 상기 CaSIBZ1이 식물체의 환경 스트레스와 관련하여 중요한 역할을 수행하는 앱시스산 (ABA) 신호 전달에서 음성 조절자 역할을 수행하는바, 이를 이용하여 식물체에서 건조에 대한 내성을 조절할 수 있는 효과를 확인하였으므로, 상기 CaSIBZ1 유전자의 발현 조절을 통해 인류가 이용할 수 있는 작물 등의 개량에 활용하고, 이로 인해 식물의 생산성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to a novel gene CaSIBZ1 encoding a negative regulator protein for dry stress, wherein the CaSIBZ1 plays an important role in relation to the environmental stress of plants, and negative regulation in Absis acid (ABA) signal transduction As it performs a role, it was confirmed that the effect of controlling the resistance to drying in the plant using this, it is used for the improvement of crops and the like that can be used by humans by regulating the expression of the CaSIBZ1 gene. It is expected to improve productivity.

도 1a는, CaSIBZ1 단백질을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 1b는, CaSIBZ1 단백질 및 다른 식물종 단백질 간의 아미노산 서열을 비교한 결과이다.
도 2a는, ABA, 고염 및 건조 스트레스 조건에서, CaSIBZ1 발현량의 변화를 qRT-PCR을 통하여 분석한 결과이다.
도 2b는, CaSIBZ1 단백질의 식물 세포 내 위치를 확인하기 위하여 CaSIBZ1-GFP 융합단백질의 형광신호를 공초점 현미경으로 관찰한 결과이다.
도 3a는, CaSIBZ1-silenced 고추 식물과 대조군간 CaSIBZ1의 전사축적량 차이를 나타낸 것이다.
도 3b는, CaSIBZ1-silenced 고추 식물과 대조군의 건조표현형 및 생존율을 비교한 것이다.
도 3c는, CaSIBZ1-silenced 고추 식물과 대조군 잎의 수분손실률을 나타낸 것이다.
도 3d는, CaSIBZ1-silenced 고추 식물과 대조군의 잎 온도를 나타낸 것이다.
도 3e는, CaSIBZ1-silenced 고추 식물과 대조군 잎의 기공개도를 나타낸 것이다.
도 4는, CaSIBZ1 과발현 식물 (CaSIBZ1-OX) 및 대조군 (야생형, WT) 식물의 RT-PCR 분석을 수행하여, CaSIBZ1 발현량을 확인한 결과이다.
도 5a는, ABA 처리 조건에서, CaSIBZ1 과발현 식물 (CaSIBZ1-OX) 및 대조군 (야생형, WT) 식물의 발아율을 비교한 것이다.
도 5b는, ABA 처리 조건에서, CaSIBZ1 과발현 식물 (CaSIBZ1-OX) 및 대조군 (야생형, WT) 식물의 입모율을 나타낸 것이다.
도 5c는, 도5b의 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 5d는, ABA 처리 조건에서, CaSIBZ1 과발현 식물 (CaSIBZ1-OX) 및 대조군 (야생형, WT) 식물의 뿌리성장을 비교한 것이다.
도 5e는, 도5d의 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 6a는, 건조 스트레스 또는 ABA 처리 조건에서, CaSIBZ1 과발현 식물 (CaSIBZ1-OX)과 대조군 (야생형, WT)의 건조표현형과 생존율을 나타낸 것이다.
도 6b는, 건조 스트레스 또는 ABA 처리 조건에서, CaSIBZ1 과발현 식물 (CaSIBZ1-OX)과 대조군 (야생형, WT) 잎의 수분손실율을 나타낸 것이다.
도 6c는, 건조 스트레스 또는 ABA 처리 조건에서, CaSIBZ1 과발현 식물 (CaSIBZ1-OX)과 대조군 (야생형, WT) 잎의 온도를 나타낸 것이다.
도 6d는, 건조 스트레스 또는 ABA 처리 조건에서, CaSIBZ1 과발현 식물 (CaSIBZ1-OX)과 대조군 (야생형, WT)에서 잎의 기공개도를 나타낸 것이다.
도 6e는, CaSIBZ1-OX 식물과 건조에 반응하는 마커 유전자 간의 상관관계를 확인하기 위하여 RD29B, RD26, RAB18, KIN2의 발현량을 qRT-PCR로 비교한 결과이다.
1A schematically shows the CaSIBZ1 protein.
1B is a result of comparing the amino acid sequence between CaSIBZ1 protein and other plant species proteins.
2A is a result of analyzing changes in the amount of CaSIBZ1 expression through qRT-PCR under ABA, high salt and dry stress conditions.
2B is a result of observing the fluorescence signal of the CaSIBZ1-GFP fusion protein with a confocal microscope to confirm the location of the CaSIBZ1 protein in plant cells.
Figure 3a, CaSIBZ1 -silenced shows the difference in the amount of transcription of CaSIBZ1 between the pepper plant and the control group.
3B is a comparison of the dry phenotype and survival rate of CaSIBZ1- silenced pepper plants and controls.
Figure 3c, CaSIBZ1 -silenced pepper plants and control leaves show the loss rate of water.
3D shows the leaf temperature of CaSIBZ1- silenced pepper plants and controls.
3e shows the porosity of CaSIBZ1- silenced pepper plants and control leaves.
4 is a result of performing the RT-PCR analysis of CaSIBZ1 overexpressing plants ( CaSIBZ1- OX) and control (wild type, WT) plants, confirming the CaSIBZ1 expression level.
FIG. 5A compares the germination rates of CaSIBZ1 overexpressing plants ( CaSIBZ1- OX) and control (wild-type, WT) plants under ABA treatment conditions.
5B shows the hair growth rate of CaSIBZ1 overexpressing plants ( CaSIBZ1- OX) and control (wild-type, WT) plants under ABA treatment conditions.
5C shows the results of FIG. 5B graphically.
FIG. 5D compares the root growth of CaSIBZ1 overexpressing plants ( CaSIBZ1- OX) and control (wild-type, WT) plants under ABA treatment conditions.
Fig. 5E is a graph showing the result of Fig. 5D.
Figure 6a shows the dry phenotype and survival rate of CaSIBZ1 overexpressing plants ( CaSIBZ1- OX) and control (wild type, WT) under dry stress or ABA treatment conditions.
Figure 6b shows the water loss rate of the CaSIBZ1 overexpressing plant ( CaSIBZ1- OX) and control (wild type, WT) leaves under dry stress or ABA treatment conditions.
6C shows the temperature of CaSIBZ1 overexpressing plants ( CaSIBZ1- OX) and control (wild-type, WT) leaves under dry stress or ABA treatment conditions.
6D shows the porosity of leaves in CaSIBZ1 overexpressing plants ( CaSIBZ1- OX) and control (wild type, WT) under dry stress or ABA treatment conditions.
6E is a result of comparing the expression levels of RD29B, RD26, RAB18, and KIN2 with qRT-PCR to confirm the correlation between CaSIBZ1- OX plants and marker genes that respond to drying.

본 발명자들은, ABA 신호전달의 음성 조절자로 기능하는 bZIP 유전자인 CaSIBZ1 유전자를 동정하였고, 상기 유전자가 과발현된 형질전환 애기장대 식물체에서 ABA 민감도 감소 건조 스트레스에 대한 저항성 감소를 확인함으로써 본 발명은 완성하였다.The present inventors identified the CaSIBZ1 gene, which is a bZIP gene that functions as a negative regulator of ABA signaling, and completed the present invention by confirming a decrease in ABA sensitivity and reduced resistance to dry stress in transgenic Arabidopsis plants overexpressed with the gene. .

이에, 본 발명은 본 발명은 건조 스트레스에 대한 음성 조절인자 단백질을 암호화하는, 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 CaSIBZ1(Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) 유전자 및 이에 의해 암호화되는 서열번호2의 아미노산 서열의 펩타이드를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a CaSIBZ1 (Capsicum annuum SIR1 -Interacting bZIP transcription factor 1) gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, which encodes a negative regulator protein for dry stress, and of SEQ ID NO: 2 encoded thereby. Provided are amino acid sequence peptides.

본 발명의 유전자인 CaSIBZ1은 바람직하게는 서열번호 1의 염기서열로 이루어져 있으며, 상기 CaSIBZ1 유전자에 의해 암호화되는 펩타이드는 바람직하게는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The gene of the present invention, CaSIBZ1 , preferably consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, the CaSIBZ1 The peptide encoded by the gene may preferably consist of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, but is not limited thereto.

본 명세서에서 "음성 조절인자(negaitive regulator) 단백질"이란 생명현상 조절에서 억제하는 방향으로 작용하는 단백질을 의미한다. 즉, 본 발명의 유전자인 CaSIBZ1이 과발현되는 경우, ABA 민감도 감소, 및 건조 스트레스에 대한 저항성이 감소될 수 있다.As used herein, "negaitive regulator protein" refers to a protein that acts in a direction of inhibition in regulating life phenomena. That is, when the gene of the present invention, CaSIBZ1, is overexpressed, ABA sensitivity may be reduced and resistance to dry stress may be reduced.

본 발명자들은 건조 스트레스 반응에 관여하는 유전자에 대해 연구하던 중, bZIP 전사인자 단백질인 CaSIBZ1을 동정하였고(실시예 2 참조), 앱시스산 (ABA)의 민감도가 증가할수록 기공폐쇄를 촉진하여, 건조 저항성을 증진시킬 수 있다는 사실에 기반하여, 앱시스산 또는 건조 스트레스와 CaSIBZ1 유전자간의 연관성을 규명하고자 하였다.While studying the genes involved in the dry stress response, the present inventors identified the bZIP transcription factor protein, CaSIBZ1 (see Example 2), and promoted pore closure as the sensitivity of abscisic acid (ABA) increased, resulting in drying resistance. Based on the fact that it can promote, abscisic acid or dry stress and CaSIBZ1 The purpose of this study was to investigate the association between genes.

우선, 본 발명의 일실시예에서는, CaSIBZ1 단백질이 핵에서 발현되는 것을 GFP 형광을 통해 확인하였다(실시예 2 참조).First, in one embodiment of the present invention, it was confirmed through GFP fluorescence that the CaSIBZ1 protein is expressed in the nucleus (see Example 2).

본 발명의 다른 실시예에서는, 비생물적 스트레스 (ABA, 건조 또는 염) 처리된 CaSIBZ1 유전자의 발현 양상을 확인하였으며, 그 결과, CaSIBZ1 유전자는 ABA-신호 및 건조 스트레스에 대한 반응에 관여한다는 것을 확인하였다(실시예 3 참조). In another embodiment of the present invention, the expression pattern of the CaSIBZ1 gene treated with abiotic stress (ABA, dry or salt) was confirmed, and as a result, it was confirmed that the CaSIBZ1 gene is involved in ABA-signaling and response to dry stress. (See Example 3).

본 발명의 또 다른 실시예에서는, ABA를 처리한 조건에서 CaSIBZ1의 발현이 저해된 고추 및 정상대조군 고추 식물의 잎에서 잎 온도, 기공개도, 수분손실률 등을 측정함으로써 CaSIBZ1 유전자 침묵에 의한 ABA 감수성 증가 효과를 확인하였고, 실제로 CaSIBZ1 발현이 저해된 식물에서 대조군에 비해 건조 스트레스 저항성이 증가되는 것을 확인하였다(실시예 4 참조).In another embodiment of the present invention, ABA sensitivity by CaSIBZ1 gene silencing is measured by measuring leaf temperature, porosity , moisture loss rate, etc. on the leaves of pepper and normal control pepper plants whose expression of CaSIBZ1 is inhibited under ABA treatment conditions. The increase effect was confirmed, and in fact, it was confirmed that the dry stress resistance was increased compared to the control group in the plants where CaSIBZ1 expression was inhibited (see Example 4).

본 발명의 또 다른 실시예에서는, CaSIBZ1을 과발현하는 형질전환 애기장대 식물체를 제작하여 ABA를 처리한 조건에서 야생형 식물체와 CaSIBZ1 과발현 식물체의 잎 온도, 증산률, 형태 및 생존률, 관련 유전자들의 발현변화 측정을 통해 CaSIBZ1이 식물체의 건조 스트레스 저항성을 증진시키는 음성 조절자로 작용함을 확인하였으며(실시예 5 참조), 실제로 애기장대 식물에서 CaSIBZ1 유전자 과발현시 건조 저항성 감소를 확인하였다(실시예 6 참조).In yet another embodiment of the present invention, a transgenic Arabidopsis plant overexpressing CaSIBZ1 was prepared to measure leaf temperature, increase rate, morphology and survival rate, and expression changes of related genes in wild-type plants and CaSIBZ1 overexpressing plants under conditions of ABA treatment. Through this, it was confirmed that CaSIBZ1 acts as a negative regulator that enhances the dry stress resistance of plants (see Example 5), and in fact, it was confirmed that the dry resistance decrease when overexpressing the CaSIBZ1 gene in Arabidopsis thaliana plants (see Example 6).

본 발명의 다른 양태로서, CaSIBZ1 유전자를 함유하는 재조합 발현벡터를 제공한다. 또한, 본 발명은 CaSIBZ1 단백질을 코딩하는 유전자의 ORF(open reading frame)를 포함하는 재조합 VIGS (Virus Induced Gene Silencing) 벡터를 제공한다.As another aspect of the present invention, a recombinant expression vector containing the CaSIBZ1 gene is provided. In addition, the present invention provides a recombinant Virus Induced Gene Silencing (VIGS) vector comprising an open reading frame (ORF) of a gene encoding the CaSIBZ1 protein.

바이러스에 의해 유도되는 유전자 침묵 현상인 VIGS (virus-induced gene silencing)는 바이러스 유도 RNA 침묵 (virus-induced RNA silencing)이라고도 불린다. 다양한 식물과 진균, 곤충류, 선충류, 어류, 쥐 등에서 잘 알려진 전사 후 유전자 침묵현상의 일종으로 바이러스가 식물체에 침입하여 복제하는 과정에서 감염 식물체에 바이러스 유전체와 상동성이 있는 내성유전자가 발현될 때 내성유전자와 바이러스 유전체의 발현과 복제가 함께 억제되는 현상이라고 할 수 있다. 즉, 바이러스 게놈의 cDNA에 기주에서 유래된 특정 유전자의 일부 혹은 전체를 삽입하고 감염성 RNA로 제작하여 식물체에 감염시키면, 상응하는 기주의 RNA가 목표가 되어, 감염된 기주 식물체에서는 목적 유전자의 발현이 억제되거나 소실된다. 그 결과 목적 유전자의 기능을 간접적으로 추정할 수 있다. 바이러스 유도 유전자 침묵 (VIGS) 기작은 바이러스에 대항하여 RNA가 매개하는 식물 방어 기작의 일종이라고 알려져 있으며, 1) 전사 후 유전자 침묵 2) RNA 전환 3) 뉴클레오티드 서열 특이성이라는 특징을 가진다.Virus-induced gene silencing (VIGS), a virus-induced gene silencing phenomenon, is also called virus-induced RNA silencing. It is a kind of gene silencing after transcription that is well-known in various plants and fungi, insects, nematodes, fish, and rats. It is resistant when a virus invades a plant and replicates it. It can be said that the expression and replication of genes and viral genomes are suppressed together. That is, when a part or all of a specific gene derived from the host is inserted into the cDNA of the viral genome and produced by infectious RNA, the target RNA is targeted, and the expression of the target gene is inhibited in the infected host plant. Is lost. As a result, the function of the target gene can be indirectly estimated. The virus-induced gene silencing (VIGS) mechanism is known to be a type of RNA-mediated plant defense mechanism against viruses, and is characterized by 1) gene silencing after transcription 2) RNA conversion 3) nucleotide sequence specificity.

본 발명에서는, CaSIBZ1의 ORF 영역을 삽입한 VIGS용 형질전환 벡터 TRV (Tobacco Rattle Virus)를 아그로박테리움 (Agrobacterium)에 삽입하고, 상기 아그로박테리움을 식물체에 침투시킴으로써 CaSIBZ1 유전자의 발현을 성공적으로 억제한 바 있다.In the present invention, by inserting the transformation vector TRV (Tobacco Rattle Virus) for VIGS into the Agrobacterium, inserting the ORF region of CaSIBZ1 into Agrobacterium and successfully inhibiting the expression of the CaSIBZ1 gene by infiltrating the plant. There is one bar.

본 발명에서 상기 용어 "재조합"은 세포가 이종의 핵산을 복제하거나, 상기 핵산을 발현하거나 또는 펩티드, 이종의 펩티드 또는 이종의 핵산에 의해 암호화된 단백질을 발현하는 세포를 지칭하는 것이다. 재조합 세포는 상기 세포의 천연 형태에서는 발견되지 않는 유전자 또는 유전자 절편을 센스 또는 안티센스 형태 중 하나로 발현할 수 있다. 또한, 재조합 세포는 천연 상태의 세포에서 발견되는 유전자를 발현할 수 있으며, 그러나 상기 유전자는 변형된 것으로서 인위적인 수단에 의해 세포 내 재도입된 것이다.In the present invention, the term "recombinant" refers to a cell in which a cell replicates a heterologous nucleic acid, expresses the nucleic acid, or expresses a peptide, a heterologous peptide, or a protein encoded by a heterologous nucleic acid. Recombinant cells can express genes or gene segments not found in the natural form of the cells in either sense or antisense forms. In addition, recombinant cells can express genes found in natural cells, but the genes have been modified and reintroduced into cells by artificial means.

상기에서 용어 "벡터"는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 지칭할 때 사용된다. 벡터는 DNA를 복제시키고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있다. 본 발명에서 재조합 벡터의 바람직한 예는 아그로박테리움 투머파시엔스 (Agrobacterium tumefaciens)와 같은 적당한 숙주에 존재할 때 그 자체의 일부를 식물 세포로 전이시킬 수 있는 플라스미드 벡터, pTRV1 또는 pTRV2일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 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. 상기 벡터는 식물 숙주를 적당하게 형질전환하는 것이 어려울 때 유리하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 재조합 벡터에서, 프로모터는 CaMV 35S, 액틴, 유비퀴틴, pEMU, MAS 또는 히스톤 프로모터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. "프로모터"란 용어는 구조 유전자로부터의 DNA 업스트림 영역을 의미하며 전사를 개시하기 위하여 RNA 폴리머라아제가 결합하는 DNA 분자를 말한다.The term "vector" above is used to refer to DNA fragment (s), nucleic acid molecules that are delivered into a cell. Vectors replicate DNA and can be independently reproduced in host cells. Preferred examples of recombinant vectors in the present invention may be, but are not limited to, plasmid vectors, pTRV1 or pTRV2 capable of transferring some of them to plant cells when present in a suitable host such as Agrobacterium tumefaciens Other suitable vectors that can be used to introduce the DNA according to the invention into a plant host include viruses such as those that can be derived from double-stranded plant viruses (e.g., CaMV) and single-stranded viruses, gemini viruses, etc. Vectors, such as incomplete plant viral vectors. The vector can be advantageously used when it is difficult to properly transform a plant host. Further, in the recombinant vector of the present invention, the promoter may be a CaMV 35S, actin, ubiquitin, pEMU, MAS or histone promoter, but is not limited thereto. The term "promoter" refers to a region upstream of a DNA from a structural gene and refers to a DNA molecule to which RNA polymerase binds to initiate transcription.

본 발명의 또 다른 양태로서, 본 발명은 CaSIBZ1 단백질의 발현 또는 활성 억제제를 유효성분으로 포함하는 식물체의 건조 저항성 증진용 조성물을 제공한다.As another aspect of the present invention, the present invention provides a composition for enhancing the dry resistance of a plant comprising an inhibitor of expression or activity of CaSIBZ1 protein as an active ingredient.

상기 억제제는 CaSIBZ1 유전자의 서열, 상기 서열에 상보적인 서열 또는 상기 유전자 서열의 단편에 대한 mRNA에 상보적으로 결합하여 발현을 억제하는 siRNA (small interference RNA), shRNA (short hairpin RNA), miRNA (microRNA), 리보자임 (ribozyme), DNAzyme, PNA (peptide nucleic acids), 안티센스 뉴클레오티드 중 어느 하나인 것이 바람직하고, CaSIBZ1 단백질에 상보적으로 결합하여 활성을 억제하는 화합물, 펩티드 (Peptide), 펩티드 미메틱스 (Peptide Minetics), 항체, 또는 압타머 (aptamer) 중 어느 하나인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.The inhibitor is a complementary binding to mRNA for the sequence of the CaSIBZ1 gene, a sequence complementary to the sequence, or a fragment of the gene sequence, to inhibit expression by siRNA (small interference RNA), shRNA (short hairpin RNA), miRNA (microRNA) ), Ribozyme (ribozyme), DNAzyme, PNA (peptide nucleic acids), any one of the antisense nucleotides is preferred, a compound that inhibits activity by complementarily binding to the CaSIBZ1 protein, peptide (Peptide), peptide mimetics (Peptide Minetics), an antibody, or an aptamer (aptamer) is preferably any one, but is not limited thereto.

본 발명의 또 다른 양태로서, 본 발명은 CaSIBZ1 단백질의 발현 또는 활성을 억제하는 단계를 포함하는 식물체의 건조 스트레스 저항성 증진방법을 제공한다.As another aspect of the present invention, the present invention provides a method for enhancing dry stress resistance of a plant comprising the step of inhibiting the expression or activity of the CaSIBZ1 protein.

본 발명에서 상기 식물(체)는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 팥, 귀리, 수수를 포함하는 식량 작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파, 당근을 포함하는 채소 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩, 유채를 포함하는 특용 작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구, 바나나를 포함하는 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합, 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파파, 톨페스큐, 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료 물류 등일 수 있으며, 가장 바람직하게는 애기장대 또는 고추이나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the plant (sieve) includes rice, wheat, barley, corn, soybeans, potatoes, red beans, oats, food crops including sorghum; Vegetable crops including Arabidopsis, Chinese cabbage, radish, pepper, strawberry, tomato, watermelon, cucumber, cabbage, melon, pumpkin, green onion, onion, and carrot; Special crops including ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, beet, perilla, peanut, and rapeseed; Fruit trees including apple trees, pear trees, date palms, peaches, spears, grapes, tangerines, persimmons, plums, apricots, and bananas; Flowers including roses, gladiolus, gerbera, carnation, chrysanthemum, lily, tulip; And ryegrass, red clover, orchardgrass, alpha waves, tol pesque, may be feed logistics including perennial grass, and most preferably, Arabidopsis thaliana or pepper, but is not limited thereto.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments are provided to help understanding of the present invention. However, the following examples are only provided to more easily understand the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

[[ 실시예Example ]]

실시예Example 1. 실험준비 및 실험방법 1. Experiment preparation and experiment method

1-1. 식물 재료 및 성장 조건1-1. Plant material and growth conditions

고추 (Capsicum annuum L., cv. Nockwang), 및 담배 (Nicotiana benthamiana) 종자는 증기 소독된 배합토(피트모스(peat moss):펄라이트(perlite):질석(vermiculite)=5:3:2, v/v/v), 사토(sand), 및 양토(loam soil)를 1:1:1(v/v/v)로 섞고 파종하였다. 이후 고추 식물은 27±1℃ 조건의 생육실에서 16시간 빛/ 8시간 암주기로 백색 형광등(80 ㎛ol photons m-2·S-1) 빛 아래 성장시켰다. 담배 식물은 16 시간 빛 / 8 시간 암주기로 25±1℃ 조건의 성장 챔버에서 유지시켰다. 애기 장대(Arabidopsis thaliana, 생태형 Col-0) 식물 종자를 1 % sucrose와 Microagar (Duchefa 생화학)가 포함된 Murashige and Skoog (MS) 소금에서 발아시켰다. 모든 종자는 성장실에 넣기 전에, 4℃에서 2일간 개화결실을 맺게 하였고, 그 플레이트를 성장 챔버에서 16 시간 빛 / 8 시간 암주기로 24℃에서 배양하였다. 애기 장대 모종은 증기 소독된 배합토(피트모스(peat moss):펄라이트(perlite):질석(vermiculite)=9:1:1, v/v/v)에 24℃에서 16 시간 빛 / 8 시간 암주기로 백색 형광등(130 ㎛ol photons m-2·S-1) 빛 아래 60% 상대습도로 유지시켰다 Pepper (Capsicum annuum L., cv. Nockwang), and tobacco ( Nicotiana benthamiana ) seeds are steam sterilized blended soil (peat moss: perlite: vermiculite = 5: 3: 2, v / v / v), sand, and loam soil were mixed and sowed 1: 1: 1 (v / v / v). After that, the pepper plants were grown under white fluorescent light (80 μmol photons m -2 · S -1 ) in a growth chamber at 27 ± 1 ° C. for 16 hours / 8 hours dark cycle. Tobacco plants were maintained in a growth chamber at 25 ± 1 ° C. for 16 hours light / 8 hours dark cycle. Arabidopsis thaliana (Ectotype Col-0) plant seeds were germinated in Murashige and Skoog (MS) salt with 1% sucrose and Microagar (Duchefa biochemistry). Before all the seeds were placed in the growth chamber, the flowering fruit was allowed to grow for 2 days at 4 ° C, and the plate was cultured at 24 ° C in a growth chamber for 16 hours light / 8 hours dark cycle. Arabidopsis seedlings are steam-sterilized mixed soil (peat moss: perlite: vermiculite = 9: 1: 1, v / v / v) at 24 ° C for 16 hours light / 8 hours dark cycle white Fluorescent lamps (130 μmol photons m -2 · S -1 ) were maintained at 60% relative humidity under light.

1-2. 1-2. CaSIBZ1CaSIBZ1 유전자가 과 발현된 형질전환  Gene overexpression transformation 애기 장대의Baby pole 제조 Produce

전장 CaSIBZ1의 cDNA를 pENTR / D-TOPO 벡터 (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)에 결합하고, CaSIBZ1 유전자의 구성적 발현을 위해 LR 반응을 사용하여 pK2GW7 이원매개체( binary vector )를 애기 장대의 cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S 프로모터 제어 하에 삽입 하였다. 35S : CaSIBZ1 구조를 아그로박테리움( Agrobacterium tumefaciens )균주 GV3101 로 형질 전환시켰다. 아그로박테리움( Agrobacterium tumefaciens ) 매개한 형질전환은 꽃가루 딥 방법(floral dip method) (Clough and Bent, 1998)을 통해 수행되었다. 형질 전환된 계통을 선택하기 위해, 형질 전환된 식물체로부터 수확한 종자를 카나마이신(kanamycin) 50 ㎍·mL-1을 함유 한 MS 한천 평판에 뿌렸다.The cDNA of the full-length CaSIBZ1 was coupled to the pENTR / D-TOPO vector (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA), and the pK2GW7 binary vector was used for the constitutive expression of the CaSIBZ1 gene using the LR reaction, cauliflower mosaic of the Arabidopsis pole virus (CaMV) was inserted under the control of the 35S promoter. 35S: CaSIBZ1 structure was transformed with Agrobacterium tumefaciens strain GV3101. Agrobacterium tumefaciens mediated transformation was performed through the floral dip method (Clough and Bent, 1998). To select transformed strains, seeds harvested from the transformed plants were sown on MS agar plates containing 50 μg · mL −1 of kanamycin.

1-3. 효모 단백질 잡종 분석(Yeast two-hybrid assay, 1-3. Yeast two-hybrid assay, Y2HY2H ))

CaSIBZ1 또는 CaSIR1의 전장 cDNA를 pGBKT7벡터에 서브 클로닝 하였다. 상기 방법으로 얻은 구조를 리튬 아세테이트 - 매개 형질 전환 방법(lithium acetate-mediated transformation method (Ito 등, 1983)에 따라 효모 AH109 균주에 도입 하였다. 합성이 완료된 (SC) - 류신 - 트립토판 배지에서 선별 한 후, 형질 전환체는 생장 평가를 위해 SC- 아데닌 - 히스티딘 - 류신 - 트립토판 배지로 옮겼다; 이 평가는 단백질 - 단백질 상호 작용의 지표를 제공했다. 다음으로 각 효모 세포 배양액(OD600 = 0.5) 에서 10 배 단계 희석액을 준비하고 각 시료 5 μL를 SC- 류신 - 트립토판 배지 또는 SC- 아데닌 - 히스티딘 - 류신 - 트립토판 배지에 스포팅(spotted) 시켰다.The full-length cDNA of CaSIBZ1 or CaSIR1 was subcloned into the pGBKT7 vector. The structure obtained by the above method was introduced into the yeast AH109 strain according to the lithium acetate-mediated transformation method (Ito et al., 1983.) After the synthesis was completed (SC)-leucine-tryptophan medium was selected , Transformants were transferred to SC-adenine-histidine-leucine-tryptophan medium for growth evaluation; this evaluation provided an indicator of protein-protein interaction, then 10-fold in each yeast cell culture (OD600 = 0.5) Step dilutions were prepared and 5 μL of each sample was spotted in SC-leucine-tryptophan medium or SC-adenine-histidine-leucine-tryptophan medium.

1-4. 이분자 형광 상보성 분석 (Bimolecular fluorescence complementation assay , 1-4. Bimolecular fluorescence complementation assay BiFCBiFC ))

종결 코돈이 없는 CaSIBZ1 또는 CaSIR1의 전장 cDNA는 bimolecular fluorescence complementation (BiFC) 구조체 (Waadt et al., 2008)의 생성을 위해 35S-VYNE 벡터에 서브 클로닝 되었다. 일과성 발현을 위해서, 상기 구조을 보유하고 있는 아그로박테리움(Agrobacterium tumefaciens) 균주 GV3101를 유전자 침묵을 피하기 위해 p19 균주와 혼합 한 후, 1mL 바늘 없는 주사기를 사용하여 5 주된 담배(N. benthamiana) 식물 (OD600 = 0.5)의 잎의 배축면에 침투시켰다. 침윤 3 일 후, 잎 디스크를 절단하고 LSM Image Browser 소프트웨어가 장착 된 공 촛점 현미경 (510 UV / Vis Meta; Zeiss) 하에서 하측 표피 세포를 검사 하였다.The full-length cDNA of CaSIBZ1 or CaSIR1 without the termination codon was subcloned into a 35S-VYNE vector for generation of a bimolecular fluorescence complementation (BiFC) construct (Waadt et al., 2008). For transient expression, the Agrobacterium tumefaciens strain GV3101 bearing the above structure was mixed with the p19 strain to avoid gene silencing, and then a 5 week old tobacco (N. benthamiana) plant (OD600) using a 1 mL needleless syringe. = 0.5). Three days after infiltration, the leaf discs were cut and the lower epidermal cells were examined under a confocal microscope (510 UV / Vis Meta; Zeiss) equipped with LSM Image Browser software.

1-5. 세포 내 위치 분석(Subcellular localization analysis)1-5. Subcellular localization analysis

정지 코돈이 없는 CaSIBZ1 코딩 영역을 GFP- 융합 이진 벡터 p326GFP에 삽입 하였다. 아그로박테리움(Agrobacterium tumefaciens) 균주 GV3101를 p19 균주 (1 : 1 비율, OD600 = 0.5)와 혼합하고, 5 주된 완전히 팽창 된 담배 식물 잎에 공침시켰다. 침투 2 일 후, 현미경 분석을 전술 한 바와 같이 수행 하였다. The CaSIBZ1 coding region without stop codon was inserted into the GFP-fusion binary vector p326GFP. The Agrobacterium tumefaciens strain GV3101 was mixed with the p19 strain (1: 1 ratio, OD600 = 0.5) and co-precipitated on the leaves of a 5 week old fully inflated tobacco plant. Two days after penetration, microscopic analysis was performed as described above.

1-6. 시험관 내 1-6. In vitro 유비퀴틴Ubiquitin 분석 ( analysis ( in vitroin vitro ubiquitinationubiquitination assay) assay)

Park et al.(2016)에 말토오스 결합 단백질 (MBP) - CaSIBZ1 재조합 단백질의 발현 및 정제 과정이 나타나 있다. 시험관내 자가 유비퀴틴 분석(in vitro self-ubiquitination assay)을 위해, 정제된 MBP-CaSIBZ1(500 ng)을 재조합 인간 UBE1 (E1) (Boston Biochemicals, Cambridge, MA), 그 E1에 태그된 인간 h5b 효소 (E2) (Enzo Life Sciences, Farmingdale, NY) 및 10 ㎍의 소(bovine)의 유비퀴틴(Sigma-Aldrich)을 포함하는 유비퀴틴화 반응 완충액 (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 2 mM ATP, 5 mM MgCl2, 2 mM DTT)과 30 ℃에서 3 시간 동안 배양시켰다. Park et al. (2016) shows the expression and purification process of maltose binding protein (MBP) -CaSIBZ1 recombinant protein. For in vitro self-ubiquitination assays, purified MBP-CaSIBZ1 (500 ng) was recombinant human UBE1 (E1) (Boston Biochemicals, Cambridge, MA), human h5b enzyme tagged with E1 ( E2) (Enzo Life Sciences, Farmingdale, NY) and ubiquitination reaction buffer (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 2 mM ATP, 5 mM MgCl2 containing 10 μg of bovine ubiquitin (Sigma-Aldrich) , 2 mM DTT) and incubated at 30 ° C. for 3 hours.

CaSIR1이 CaSIBZ1 유비퀴틴화를 매개하는지 여부를 결정하기 위해서, 50 ng의 GST-CaSIBZ1 융합 단백질을 유비퀴틴 혼합물에 첨가하고 혼합물을 3 시간 동안 배양 하였다. 반응된 단백질을 SDS-PAGE를 사용하여 분리하고 항-Ub (Santa Cruz Biotechnology, SantaCruz, CA) 및 항-GST 항체(Santa Cruz Biotechnology)와 함께 면역 블로팅 (immunoblotting)을 사용하여 분석 하였다.To determine whether CaSIR1 mediates CaSIBZ1 ubiquitination, 50 ng of GST-CaSIBZ1 fusion protein was added to the ubiquitin mixture and the mixture was incubated for 3 hours. The reacted protein was separated using SDS-PAGE and analyzed using immunoblotting with anti-Ub (Santa Cruz Biotechnology, SantaCruz, CA) and anti-GST antibody (Santa Cruz Biotechnology).

1-7. RNA 추출 및 1-7. RNA extraction and qRTqRT -- PCRPCR (quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction)(quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction)

RNeasy Mini kit (Qiagen, Valencia, CA)을 사용하여 총 RNA를 추출하였다. 각기 ABA를 처리하거나 건조 스트레스를 준 고추 및 애기 장대 식물의 잎을 수확하였다. 상기 식물체의 잎으로부터 추출한 모든 RNA 샘플에 대하여 RNA가 없는 DNase(RNA-free DNase)로 분해하여 genomic DNA를 제거하고, Transcript First Strand cDNA Synthesis kit(Roche, Indianapolis, IN, USA)를 사용해 cDNA를 합성하였다. qRT-PCR 분석을 위해, 상기 방법으로 합성한 cDNA를 iQ™SYBR Green Supermix 및 하기 표 1과 같은 특이적 프라이머와 함께 CFX96 Touch™ Real-Time PCR detection system(Bio-Rad, Hercules, CA, USA)을 이용하여 증폭시켰다. 모든 반응은 세 번 반복하여 수행하였다. PCR은 95℃에서 5분간, 95℃에서 20초, 60℃에서 20초, 72℃에서 20초 45싸이클의 프로그램으로 수행되었다. 각 유전자의 상대적인 발현량은 ΔΔCt 방법으로 계산하였으며, 애기장대 액틴8 (Arabidopsis actin8; AtACT8) 유전자 및 고추 액틴 1(CaACT1 ) 유전자를 정규화를 위해 사용하였다.Total RNA was extracted using an RNeasy Mini kit (Qiagen, Valencia, CA). The leaves of pepper and Arabidopsis thaliana plants, each treated with ABA or subjected to dry stress, were harvested. For all RNA samples extracted from the leaves of the plant, genomic DNA is removed by RNA-free DNase (RNA-free DNase), and cDNA is synthesized using Transcript First Strand cDNA Synthesis kit (Roche, Indianapolis, IN, USA). Did. For qRT-PCR analysis, a cFX96 Touch ™ Real-Time PCR detection system (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) combined with the iQ ™ SYBR Green Supermix and specific primers shown in Table 1 below was used to synthesize cDNA synthesized by the above method. It was amplified using. All reactions were performed in triplicate. PCR was carried out with a program of 45 cycles of 95 ° C for 5 minutes, 95 ° C for 20 seconds, 60 ° C for 20 seconds, and 72 ° C for 20 seconds and 45 cycles. The relative expression level of each gene was calculated by the ΔΔCt method, and the Arabidopsis actin8 ( Atact8 ) gene and the pepper Actin 1 ( CaACT1 ) gene were used for normalization.

Primer namePrimer name Primer sequence (5’-3’)Primer sequence (5'-3 ') For cloningFor cloning CaSIR1CaSIR1 Forward: ATGGGCCTCTCACAGTATCCAACT
Reverse: TCACATAGGACAAGTATCTTCTTCGC
Forward: ATGGGCCTCTCACAGTATCCAACT
Reverse: TCACATAGGACAAGTATCTTCTTCGC
CaSIBZ1CaSIBZ1 Forward: ATGGGATCTTACCTGAACTTCAAG
Reverse: CTACCAAGGTCCAGTCACTGTCCT
Forward: ATGGGATCTTACCTGAACTTCAAG
Reverse: CTACCAAGGTCCAGTCACTGTCCT
For RT-PCRFor RT-PCR CaSIR1CaSIR1 Forward: TGGGCCTCTCACAGTATCCAACTCC
Reverse: TCTCAGGCAGACCGAGCACTCTTTC
Forward: TGGGCCTCTCACAGTATCCAACTCC
Reverse: TCTCAGGCAGACCGAGCACTCTTTC
CaSIBZ1CaSIBZ1 Forward: TGGGATCTTACCTGAACTTCAAGAAC
Reverse: ATCATTAGCATTAACACTCTCTTTCTGAA
Forward: TGGGATCTTACCTGAACTTCAAGAAC
Reverse: ATCATTAGCATTAACACTCTCTTTCTGAA
CaACT1CaACT1 Forward: GACGTGACCTAACTGATAACCTGAT
Reverse: CTCTCAGCACCAATGGTAATAACTT
Forward: GACGTGACCTAACTGATAACCTGAT
Reverse: CTCTCAGCACCAATGGTAATAACTT
Actin8Actin8 Forward: CAACTATGTTCTCAGGTATTGCAGA
Reverse: GTCATGGAAACGATGTCTCTTTAGT
Forward: CAACTATGTTCTCAGGTATTGCAGA
Reverse: GTCATGGAAACGATGTCTCTTTAGT
RD29BRD29B Forward: GTTGAAGAGTCTCCACAATCACTTG
Reverse: ATTAACCCAATCTCTTTTTCACACA
Forward: GTTGAAGAGTCTCCACAATCACTTG
Reverse: ATTAACCCAATCTCTTTTTCACACA
RD26RD26 Forward: AGGTCTTAATCCAATTCCAGAGCTA
Reverse: ACCCATCAGTAACTTCACATCTCTC
Forward: AGGTCTTAATCCAATTCCAGAGCTA
Reverse: ACCCATCAGTAACTTCACATCTCTC
RAB18RAB18 Forward: GGAAGAAGGGAATAACACAAAAGAT
Reverse: GCGTTACAAACCCTCATTATTTTTA
Forward: GGAAGAAGGGAATAACACAAAAGAT
Reverse: GCGTTACAAACCCTCATTATTTTTA
KIN2KIN2 Forward: TCTTAACTTCGTGAAGGACAAGAC
Reverse: ACAACAACAAGTACGATGAGTACGA
Forward: TCTTAACTTCGTGAAGGACAAGAC
Reverse: ACAACAACAAGTACGATGAGTACGA

1-8. ABA, 건조스트레스 , NaCl 처리 및 형태 분석ABA에 반응한 CaSIBZ1의 발현 양상을 조사하기 위해, 6 엽 단계(six-leaf stage) 고추 식물에 100 μM ABA 또는 대조액을 뿌렸다. NaCl 처리를 위해 고추 식물을 200 mM NaCl 용액으로 관개 하였다. 건조스트레스 처리를 위해서, 고추 식물을 손상을 피하기 위해 토양에서 조심스럽게 제거 한 다음 3mm 용지 (Whatman)에 두었다. 각 처리 후 0 시간, 2 시간, 6 시간, 12 시간 및 24 시간에 잎을 수확하고 RNA 분리 및 RT-PCR 분석을 수행 하였다. 1-8. ABA, dry stress , NaCl treatment and morphology analysis To investigate the expression pattern of CaSIBZ1 in response to ABA, 100 μM ABA or control solution was sprayed onto a six-leaf stage pepper plant. Pepper plants were irrigated with 200 mM NaCl solution for NaCl treatment. For drying stress treatment, the pepper plants were carefully removed from the soil to avoid damage and then placed on 3mm paper (Whatman). Leaves were harvested at 0, 2, 6, 12 and 24 hours after each treatment, and RNA isolation and RT-PCR analysis were performed.

1-9. 표현형 분석 (Phenotypic analyses)1-9. Phenotypic analyses

묘목 성장을 시험하기 위해, 다양한 ABA 농도를 가진 MS 한천 배지를 함유하는 플레이트 상에 유전자형 당 36 개의 씨앗을 뿌렸다. 야생형 애기 장대와 CaSIBZ1 과 발현(CaSIBZ1-OX) 형질 전환 애기 장대에서 얻은 1 주일 된 묘목을 토양 혼합물을 담고 있는 그릇에 무작위로 심어 물기가 있는 조건에서 2 주 동안 재배했다. 가뭄 스트레스를 주기 위해 급수를 9-10 일 동안 보류하고 다시 물을 준 후 1-2 일 후에 재수화 된 잎을 가진 식물의 생존율을 계산했다. 고추의 경우, 10-11 일 동안 급수를 보류하여 4 엽 단계(four-leaf stage) 식물에 가뭄 스트레스가 가해졌으며 다시 물을 준 날로 부터 1 일 후에 재수화 된 잎을 가진 식물의 생존율이 계산되었다. 가뭄 저항성은 증발 수분 손실을 측정하여 정량적으로 결정되었다. 네 엽 단계(four-leaf stage)고추와 3 주 된 애기 장대 식물에서 잎을 분리하여 페트리 접시에 넣었다. 접시를 성장 챔버에서 40 %의 상대 습도로 유지하고, 지시된 시점에서 생중량의 손실을 측정 하였다. 모든 실험은 생물학적 시료에서 독립적으로 최소 3회 반복되었다.To test seedling growth, 36 seeds per genotype were sown on plates containing MS agar medium with various ABA concentrations. Wild-type Arabidopsis and CaSIBZ1 and Expression (CaSIBZ1-OX) Transplanted Arabidopsis seedlings obtained from the Arabidopsis poles were randomly planted in bowls containing soil mixtures and cultivated for 2 weeks in wet conditions. To give drought stress, watering was withheld for 9-10 days, and after re-watering, the survival rate of rehydrated leafy plants was calculated 1-2 days later. In the case of red pepper, drought stress was applied to the four-leaf stage plants by holding watering for 10-11 days, and the survival rate of plants with rehydrated leaves was calculated one day after the day of watering again. . Drought resistance was determined quantitatively by measuring evaporative moisture loss. The leaves were separated from the four-leaf stage pepper and the three-week-old Arabidopsis thaliana and placed in a petri dish. The dish was maintained at 40% relative humidity in the growth chamber, and the loss of raw weight at the indicated time point was measured. All experiments were repeated at least 3 times independently on biological samples.

1-10. 열 1-10. Heat 영상법Imaging (Thermal imaging)(Thermal imaging)

열 화상 분석(thermal imaging analysis)을 위해, 첫 번째와 두 번째 잎이 모두 자라는 4 주된 고추 식물과 3 주 또는 4 주된 애기 장대 식물을 50μM ABA로 처리했다. 열 화상 이미지는 적외선 카메라 (FLIR systems; T420)를 사용하여 얻었으며 잎 온도는 FLIR Tools + ver 5.2 소프트웨어로 측정했다. For thermal imaging analysis, four-week pepper plants with both first and second leaves growing and three- or four-week Arabidopsis thaliana plants were treated with 50 μM ABA. Thermal imaging images were obtained using an infrared camera (FLIR systems; T420) and leaf temperature was measured with FLIR Tools + ver 5.2 software.

1-11. Virus-induced gene silencing (1-11. Virus-induced gene silencing ( VIGSVIGS ))

CaSIBZ1의 기능 상실 분석(loss-of function analysis)을 위해, 고추 식물에서 바이러스 유도 유전자 침묵 (virus-induced gene silencing: VIGS)이 수행되었다. 간략하게 음성대조군으로서 pTRV1 및 pTRV2:CaSIBZ1 또는 pTRV2:00을 운반하는 아그로박테리움(Agrobacterium tumefaciens) 균주 GV3101을 고추의 완전히 자란 자엽(fully expanded cotyledons)에 침투시켰다(각 균주별 OD600=0.2). 식물체들은 생장 및 바이러스가 증식할 수 있도록 16시간 낮/8시간 밤으로 광주기를 설정한 24℃의 생육실에 두었다.For loss-of function analysis of CaSIBZ1, virus-induced gene silencing (VIGS) was performed in pepper plants. Briefly, the Agrobacterium tumefaciens strain GV3101 carrying pTRV1 and pTRV2: CaSIBZ1 or pTRV2: 00 as a negative control was infiltrated into fully expanded cotyledons of pepper (OD 600 = 0.2 for each strain). Plants were placed in a growth chamber at 24 ° C. with a photoperiod of 16 hours day / 8 hours night to allow growth and virus growth.

1-12. 1-12. 기공개도(Stomatal aperture)의Of the stomatal aperture 생물학적 검정 Biological assay

기공개도(stomatal aperture)의 생물학적 정량은 이전에 설명한대로 수행되었다(Lim and Lee, 2016). 간단하게는, 3 주된 장미 잎에서 잎 껍질을 채취하고 기공 개방 용액 (SOS; 50 mM KCl, 10 mM MES-KOH, 10 μM CaCl2, pH 6.15)에 부유시켰다. 껍질을 애기 장대 식물 및 고추 식물에서 80 %초과 하는 기공 개구를 얻기 위해 3 시간 동안 배양 하였다. 완충액을 다양한 ABA 농도를 함유한 신선한 SOS로 대체하였다. 잎 껍질은 그 후 2 시간 더 배양되었다. 각각의 개별 샘플에서, 100 기공을 Nikon Eclipse 80i 현미경하에 무작위로 관찰 하였다. 각 실험은 3 배로 수행되었다.Biological quantification of stomatal aperture was performed as previously described (Lim and Lee, 2016). Briefly, leaf crusts were harvested from 3 week-old rose leaves and suspended in pore open solution (SOS; 50 mM KCl, 10 mM MES-KOH, 10 μM CaCl 2, pH 6.15). The bark was incubated for 3 hours in order to obtain a pore opening exceeding 80% in Arabidopsis plants and pepper plants. The buffer was replaced with fresh SOS containing various ABA concentrations. The leaf bark was then incubated for another 2 hours. In each individual sample, 100 pores were randomly observed under a Nikon Eclipse 80i microscope. Each experiment was performed in triplicate.

실시예Example 2.  2. CaSIBZ1CaSIBZ1 of 유전자 분리, 서열분석 및  Gene isolation, sequencing and CaSIBZ1CaSIBZ1 단백질의  Proteinic 세포내Intracellular 위치 location

새로운 건조-유도 고추 전사 인자를 분리하기 위해서, 앱시스산 (ascisic acid; ABA)으로 처리된 고추 잎을 이용하여 RNA-seq 분석을 수행하였고, 건조 스트레스에 의해 유발되는 후보 인자를 분리하여, CaSIBZ1 유전자를 분리하였다. 아미노산 서열 정렬 (Sequence alignment)을 실시한 결과, 도 1b에 나타낸 바와 같이, CaSIBZ1 단백질은 다른 Basic-leucine zipper domain과 높은 상동성을 가지는 것을 확인하였다. To separate new dry-derived pepper transcription factors, RNA-seq analysis was performed using red pepper leaves treated with ascisic acid (ABA), and candidate factors caused by dry stress were isolated to separate the CaSIBZ1 gene. Was separated. As a result of the amino acid sequence alignment (Sequence alignment), as shown in Figure 1b, it was confirmed that the CaSIBZ1 protein has a high homology with other Basic-leucine zipper domain.

또한, 상기 실시예 1-5 기재된 방법에 따라, CaSIBZ1 단백질의 식물 세포 내 위치를 확인하기 위하여, CaSIBZ1 coding region을 형광단백질인 Green Fluorescent protein (GFP)을 결합시켜 35S promoter 하에서 발현되도록 벡터를 구축하였다. 보다 구체적으로 녹색 형광단백질 (GFP) (35S:CaSIBZ1-GFP)의 융합단백질을 담배 (N. benthamiana) 표피 세포에서 일시적으로 발현시켰다.In addition, according to the method described in Example 1-5, in order to confirm the location of the CaSIBZ1 protein in plant cells, a vector was constructed so that the CaSIBZ1 coding region was expressed by a fluorescent protein, Green Fluorescent protein (GFP), and expressed under a 35S promoter. . More specifically, the fusion protein of green fluorescent protein (GFP) (35S: CaSIBZ1-GFP) was transiently expressed in tobacco (N. benthamiana) epidermal cells.

그 결과, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 담배 (N. benthamiana)의 표피 세포 (epidermal cell)에 있는 35S:CaSIBZ1-GFP 융합단백질이 핵내에서 GFP 신호를 만들었으며, 따라서 35S:CaSIBZ1-GFP 단백질의 발현 분석 결과, CaSIBZ1-GFP 융합단백질이 핵에 위치하는 것으로 확인되었다. 보다 구체적으로, Fibrillarin-RFP 융합단백질에 대한 4,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) 및 적색 형광 신호에 대한 청색 형광 신호가 각각 핵에서 검출되었다. 상기 결과는 CaSIBZ1 단백질이 핵 내에서 위치하며 기능하는 것을 의미하여, CaSIBZ1 단백질은 핵을 타겟으로 하고, 해당 위치에서 기능을 한다는 것을 확인하였다.As a result, as shown in FIG. 2B, the 35S: CaSIBZ1-GFP fusion protein in the epidermal cell of tobacco (N. benthamiana) produced GFP signal in the nucleus, thus expressing the 35S: CaSIBZ1-GFP protein. As a result of the analysis, it was confirmed that the CaSIBZ1-GFP fusion protein was located in the nucleus. More specifically, 4,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) for the Fibrillarin-RFP fusion protein and blue fluorescent signal for the red fluorescent signal were detected in the nucleus, respectively. The above results indicate that the CaSIBZ1 protein is located and functions within the nucleus, and thus, the CaSIBZ1 protein targets the nucleus and was confirmed to function at the corresponding position.

실시예Example 3. ABA, 건조(drought), 및  3. ABA, drought, and 고염High salt 처리에 의한  By treatment CaSIBZ1CaSIBZ1 유전자의 발현 변화 확인 Confirmation of gene expression change

CaSIBZ1 유전자가 ABA 신호전달 및 비생물적 스트레스 반응과 관련이 있는지 알아보기 위해, 먼저 ABA, 건조, 또는 고염 처리한 고추 식물의 잎에서 CaSIBZ1 유전자의 발현 변화를 측정하였다. Semi-quantitative RT-PCR 분석을 수행한 결과, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 100 μM ABA를 처리한 경우에는 처리 후 6시간째에 CaSIBZ1 유전자의 전사체인 mRNA 발현량이 가장 억제되는 것으로 나타났고 건조 스트레스나 200mM NaCl을 처리한 경우에는 처리 후 6시간째에 CaSIBZ1 유전자의 전사체인 mRNA 발현량이 가장 높게 나타났다. To determine whether the CaSIBZ1 gene is associated with ABA signaling and abiotic stress response, the expression change of the CaSIBZ1 gene was first measured on the leaves of ABA, dried, or highly salted pepper plants. As a result of performing a semi-quantitative RT-PCR analysis, as shown in FIG. 2A, when 100 μM ABA was treated, it was found that the mRNA expression level of the transcript of the CaSIBZ1 gene was most suppressed 6 hours after treatment, and dry stress or In the case of 200 mM NaCl treatment, 6 hours after treatment, the mRNA expression level of the transcript of the CaSIBZ1 gene was highest.

실시예Example 4.  4. CaSIBZ1CaSIBZ1 유전자가  Gene 침묵된Silenced 고추 식물에서 건조 저항성 증가 확인 Increased drying resistance in pepper plants

비생물적 스트레스에 대한 반응에서 CaSIBZ1 유전자의 역할을 알아보기 위하여, 상기 실시예 1-11에 기재된 방법에 따라, TRV (tabacco rattle virus) vector를 이용한 VIGS (virus-induced gene silencing) 기반 CaSIBZ1 형질체 유전자 기능 손실 분석을 실시하였다. CaSIBZ1의 생체 내 기능을 조사하기 위해, semi-quantitative RT-PCR 분석한 결과, 도 3a에 나타낸 바와 같이, CaSIBZ1 유전자가 대조 식물 (TRV:00)보다 CaSIBZ1 유전자가 침묵된 고추 식물 (TRV:CaSIBZ1) 에서 발현이 감소됨을 확인하였다(도 3a).To investigate the role of the CaSIBZ1 gene in response to abiotic stress, according to the method described in Examples 1-11, a virus-induced gene silencing (VIGS) -based CaSIBZ1 transformant using a tabacco rattle virus (TRV) vector Genetic function loss analysis was performed. To investigate the in vivo function of CaSIBZ1, as a result of semi-quantitative RT-PCR analysis, as shown in FIG. 3A, the CaSIBZ1 gene is a pepper plant in which the CaSIBZ1 gene is silenced than the control plant (TRV: 00) (TRV: CaSIBZ1 ) It was confirmed that the expression is reduced in (Fig. 3a).

상기 내용을 바탕으로 CaSIBZ1 유전자가 침묵된 고추 식물과 대조군의 건조 저항성을 비교하였다. 우선, 표현형 분석에서, 도 3b 좌측에 나타낸 바와 같이, 정상조건에서는 대조군 및 CaSIBZ1 유전자 침묵된 식물간에 표현형 차이가 없음을 관찰하였다. 그러나 17 일 동안 급수를 제한하여 건조 스트레스에 대한 CaSIBZ1의 기능을 확인한 결과, 대조 식물은 CaSIBZ1 유전자가 침묵된 식물보다 더 시들어진 표현형을 나타내었다(도 3b 중간).Based on the above contents, the dry resistance of the pepper plant with the CaSIBZ1 gene silenced and the control group was compared. First, in phenotypic analysis, as shown on the left side of FIG. 3B, in normal conditions, the control group and CaSIBZ1 It was observed that there was no phenotypic difference between the genetically silenced plants. However, as a result of limiting water supply for 17 days to confirm the function of CaSIBZ1 against dry stress, the control plant showed a more withered phenotype than the plant in which the CaSIBZ1 gene was silenced (middle of FIG. 3B).

다음으로, 3일 동안 물주기를 재개한 후, 각각의 생존률을 측정하였다. 그 결과, 도 3b 우측에 나타낸 바와 같이, 재급수 후 CaSIBZ1 유전자가 침묵된 식물의 생존율은 약 86.67 % 였고, 대조군 식물의 생존율은 약 25.00 %를 나타내었다. 상기 결과로부터, CaSIBZ1 유전자 발현의 억제가 건조 내성을 강화시킨다는 것을 확인할 수 있었다(도 3b).Next, after resuming watering for 3 days, each survival rate was measured. As a result, as shown in the right side of FIG. 3B, the survival rate of plants in which the CaSIBZ1 gene was silenced after resupply was about 86.67%, and the survival rate of the control plant was about 25.00%. From the above results, it was confirmed that inhibition of CaSIBZ1 gene expression enhances dry resistance (FIG. 3B).

다음으로, CaSIBZ1 유전자가 침묵된 고추 식물의 건조-내성 표현형이 증가한 수분 보유량에 기인한 것인지 알아보기 위하여, 대조군 및 CaSIBZ1 유전자가 침묵된 고추 식물에서 떼어낸 잎의 생중량 (fresh weight)를 측정하여 증산 수분손실률 (transpiration water loss)를 확인하였다. 그 결과, 도 3C에 나타낸 바와 같이, 잎의 수분 손실량은 대조군 식물보다 CaSIBZ1 유전자가 침묵된 고추 식물에서 비교적 낮게 나타남을 확인할 수 있었다(도 3c).Next, in order to find out if the dry-tolerance phenotype of the CaSIBZ1 gene silenced pepper plant is due to the increased water retention, the control and the fresh weight of the leaves detached from the CaSIBZ1 gene silenced pepper plant were measured. The transpiration water loss was confirmed. As a result, as shown in Figure 3C, it was confirmed that the CaSIBZ1 gene was relatively lower in the pepper plants in which the CaSIBZ1 gene was silenced than in the control plants (FIG. 3C).

한편, 기공이 열리면, 증산률이 증가하여, 잎의 온도를 떨어뜨리는바, CaSIBZ1 유전자가 침묵된 고추 식물의 낮은 증산률이 기공개도 (stomatal aperture) 감소에 의한 것인지 확인하기 위해서, 대조군 및 CaSIBZ1 유전자가 침묵된 고추 식물에 ABA를 처리한 후, 잎의 온도 및 기공 크기를 관찰하였다. 그 결과, 도 3d, 3e에 나타낸 바와 같이, CaSIBZ1 유전자가 침묵된 고추 식물의 잎 온도는 대조군의 잎 온도보다 높았으며(도 3d), 또한, 기공개도가 대조군에 비해 더 작은 것을 확인하였으며(도 3e), 이는 잎의 온도와 연관됨을 확인할 수 있었다.On the other hand, when the pores open, the rate of increase increases, and the temperature of the leaves decreases. In order to confirm whether the low rate of increase of the pepper plant in which the CaSIBZ1 gene is silenced is due to a decrease in stomatal aperture, the control group and CaSIBZ1 After ABA treatment was performed on the pepper plant with the gene silenced, the leaf temperature and pore size were observed. As a result, as shown in Figure 3d, 3e, the leaf temperature of the CaSIBZ1 gene is silent pepper plant was higher than the control leaf temperature (Fig. 3d), it was also confirmed that the porosity is smaller than the control group (Fig. 3e), it was confirmed that this is related to the temperature of the leaves.

실시예Example 5.  5. CaSIBZ1CaSIBZ1 과발현 ( Overexpression ( CaSIBZ1CaSIBZ1 -OX) 식물의 ABA -OX) Plant ABA 저감수성Reduced water (hyposensitivity) 확인(hyposensitivity) check

상시 실시예 4에 기재한 바와 같이, CaSIBZ1 유전자 침묵된 고추 식물은 건조 스트레스에 강한 표현형을 나타냈다. CaSIBZ1 유전자의 in vivo에서 기능을 더욱 확인하기 위해서, 상기 실시예 1-2에 기재된 방법에 따라 항시발현 CaMV 35S 프로모터의 조절하에 CaSIBZ1 유전자가 과발현된 형질전환 애기장대를 제조하고, 두 개의 독립된 T3 동형 라인 (CaSIBZ1-OX)을 얻었고, 이를 표현형 분석을 위해서 RT-PCR을 수행하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.As always described in Example 4, CaSIBZ1 gene-silent pepper plants showed a strong phenotype against dry stress. In order to further confirm the in vivo function of the CaSIBZ1 gene, a transgenic Arabidopsis thaliana overexpressing the CaSIBZ1 gene was prepared under the control of the CaMV 35S promoter, which was always expressed according to the method described in Example 1-2 above, and two independent T3 isoforms were prepared. A line ( CaSIBZ1- OX) was obtained, which was subjected to RT-PCR for phenotypic analysis. The results are shown in FIG. 4.

다음으로, CaSIBZ1 과발현 (CaSIBZ1-OX) 식물을 사용하여, ABA 신호 전달에 CaSIBZ1이 관여한다는 것을 밝히기 위해 germinative 단계 및 seedling 단계에서 CaSIBZ1-OX 식물의 표현형 분석을 비교하였다. 보다 구체적으로, 다양한 농도 (0, 0.75 및 1.0 μM)의 ABA를 보충한 Murashige and Skoog (MS) 성장 배지에서 종자를 발아시켜 CaSIBZ1-OX 및 대조군(야생형) 식물의 발아율을 확인한 결과, 도 5에 나타낸 바와 같이, ABA가 없는 경우 대조군과 CaSIBZ1-OX 종자간에 발아율에 유의한 차이가 없었으나, ABA의 존재 하에서, CaSIBZ1-OX 종자의 발아율은 야생 종자의 발아율보다 유의하게 높았다(도 5A).Next, a phenotypic analysis of CaSIBZ1- OX plants in germinative and seedling steps was compared to reveal that CaSIBZ1 is involved in ABA signaling using CaSIBZ1 overexpressing ( CaSIBZ1- OX) plants. More specifically, germination of seeds in Murashige and Skoog (MS) growth medium supplemented with ABA at various concentrations (0, 0.75 and 1.0 μM) confirmed the germination rates of CaSIBZ1 -OX and control (wild type) plants. As shown, in the absence of ABA, there was no significant difference in germination rate between the control group and CaSIBZ1- OX seeds, but in the presence of ABA, the germination rate of CaSIBZ1- OX seeds was significantly higher than that of wild seeds (FIG. 5A).

한편, 유모기 (seedling stage)에서 ABA에 대한 반응을 분석하기 위해서, ABA에서 입모율을 측정하였다. 그 결과, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 발아율의 결과와 일치하는 결과로서 입모율은 대조군 식물에서보다 CaSIBZ1-OX 식물에서 유의하게 높았다(도 5b 내지 도 5e).Meanwhile, in order to analyze the response to ABA in the seeding stage, the hair growth rate in ABA was measured. As a result, as shown in FIG. 5, as a result consistent with the result of the germination rate, the hair growth rate was significantly higher in the CaSIBZ1- OX plant than in the control plant (FIGS. 5B to 5E).

또한, 상기 실시예 1-10 및 실시예 1-12에 기재된 방법에 따라, 대조군 식물 및 CaSIBZ1-OX 식물을 성장시킨 후, ABA를 처리하여 기공개도 및 잎 온도를 측정하였다. ABA를 처리하지 않은 경우, 대조군 및 CaSIBZ1-OX 식물 간에 기공개구 또는 잎 온도에 유의한 표현형 차이가 없음을 확인하였다. 그러나 도 6에 나타낸 바와 같이, 20 μM ABA에 노출시킨 결과, CaSIBZ1-OX 식물의 기공개구는 대조군 식물보다 유의하게 큰 것을 확인하였다(도 6d). 또한, 50 μM ABA에 노출시킨 결과, CaSIBZ1-OX 식물의 잎 온도는 대조군 식물의 잎 온도보다 유의하게 낮았다(도 6c). 상기 결과로부터, CaSIBZ1-OX 식물에 의해 표시된 변화된 ABA 민감도가 성장 단계에 의존한다는 것을 확인하였다.In addition, according to the methods described in Examples 1-10 and Examples 1-12, the control plants and CaSIBZ1- OX plants were grown, and then ABA was treated to measure porosity and leaf temperature. When ABA was not treated, it was confirmed that there was no significant phenotypic difference in pore opening or leaf temperature between the control and CaSIBZ1- OX plants. However, as shown in Figure 6, as a result of exposure to 20 μM ABA, it was confirmed that the pore opening of the CaSIBZ1 -OX plant was significantly larger than the control plant (Fig. 6d). In addition, as a result of exposure to 50 μM ABA, the leaf temperature of the CaSIBZ1- OX plant was significantly lower than that of the control plant (FIG. 6C). From the above results, it was confirmed that the changed ABA sensitivity indicated by the CaSIBZ1- OX plant is dependent on the growth stage.

실시예Example 6.  6. CaSIBZ1CaSIBZ1 과발현 ( Overexpression ( CaSIBZ1CaSIBZ1 -OX) 식물의 -OX) plant 감소된Reduced 건조 내성 확인 Dry resistance check

상기 실시예 4의 CaSIBZ1 유전자가 침묵된 고추 식물은 건조-내성 표현형을 나타내었으며, 상기 실시예 5의 CaSIBZ1 유전자 과발현 식물은 ABA에 대한 감소된 민감도를 나타냄을 확인하였는바, 이에, CaSIBZ1 유전자의 과발현이 건조 스트레스에 대한 반응을 변화시키는지를 확인하였다. 우선, CaSIBZ1-OX 식물에 의해 나타난 ABA-감수성 표현형이 수분 손실률 감소에 의한 것인지 확인하기 위해서, CaSIBZ1-OX 식물 및 대조군 식물의 잎의 생중량 (fresh weight)을 확인하여 두 식물 간의 증산률을 비교하였다. 그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, ABA를 처리하였을 때, 대조군 식물에 비해서, CaSIBZ1-OX 식물의 잎 조직에서 수분 손실이 더 높게 나타남을 확인할 수 있었다(도 6b). The pepper plants in which the CaSIBZ1 gene of Example 4 was silenced exhibited a dry-resistant phenotype, and it was confirmed that the plants overexpressing the CaSIBZ1 gene of Example 5 showed reduced sensitivity to ABA, thereby overexpressing the CaSIBZ1 gene. It was confirmed that the response to this dry stress was changed. First, in order to confirm whether the ABA-sensitive phenotype represented by the CaSIBZ1- OX plant is due to a decrease in the water loss rate, the fresh weight of the leaves of the CaSIBZ1- OX plant and the control plant is compared to compare the increase rate between the two plants. Did. As a result, as shown in Figure 6, when treated with ABA, it was confirmed that the water loss is higher in the leaf tissue of the CaSIBZ1 -OX plant compared to the control plant (Fig. 6b).

또한, 건조 내성에 대한 CaSIBZ1 과발현의 영향을 조사하기 위해, 건조 스트레스에 대한 반응으로 대조군 및 CaSIBZ1-OX 식물의 표현형 분석을 수행했다. 그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, 충분한 물 조건하에서 대조군 및 CaSIBZ1-OX 식물의 표현형을 비교한 결과, 두 식물체 간 표현형 차이를 발견하지 못하였다(도 6a 좌측). 그러나, 11 일 동안 급수를 중단하여, 식물을 건조 스트레스에 노출 시켰을 때 CaSIBZ1-OX 식물이 대조군 식물보다 더 많이 시들어진 표현형을 나타내었다(도 6a 중간 및 우측).In addition, to investigate the effect of CaSIBZ1 overexpression on dry resistance, phenotypic analysis of control and CaSIBZ1 -OX plants was performed in response to dry stress. As a result, as shown in FIG. 6, when the phenotypes of the control and CaSIBZ1- OX plants were compared under sufficient water conditions, no phenotypic differences were found between the two plants (FIG. 6A left). However, when watering was stopped for 11 days, when the plants were exposed to dry stress, the CaSIBZ1- OX plants showed a more withered phenotype than the control plants (FIG. 6A middle and right).

또한, 식물에 1일간 다시 물을 공급한 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, 대조군 식물의 78 %가 다시 생존한 반면, CaSIBZ1-OX 식물의 0 내지 24 % 만 다시 생존하였다. 상기 결과는 CaSIBZ1-OX 식물의 수분 보유 능력 감소가 ABA 저감수성에서 유래하였으며, 이는 건조 스트레스에 민감한 표현형에 기여한다는 것을 의미한다(도 6a).In addition, as a result of watering the plants again for one day, as shown in FIG. 6, 78% of the control plants survived again, while only 0 to 24% of the CaSIBZ1- OX plants survived again. The above results indicate that the decrease in water retention capacity of the CaSIBZ1- OX plant originated from ABA-reduced water, which contributes to a phenotype sensitive to dry stress (FIG. 6A).

한편, 건조 유도성 유전자 발현이 CaSIBZ1에 의한 직접 또는 간접적으로 조절되는지 확인하기 위해서, 상기 실시예 1-7에 기재된 방법에 따라, CaSIBZ1-OX 식물 및 대조군 식물에 탈수 처리 후 건조-내성 관련 유전자 RD29B , RD26, RAB18KIN2에 특이적인 프라이머를 이용하여 qRT-PCR을 진행하였다. 그 결과, 도 6에 도시된 바와 같이, 탈수 처리 6 시간 후에, ABA 합성과 관련된 RD29B , RD26, RAB18KIN2을 비롯한 스트레스 반응 유전자의 발현 수준이 대조군 식물의 잎보다 CaSIBZ1-OX 식물의 잎에서 유의하게 낮은 것을 확인하였다(도 9e). 상기 결과로부터, CaSIBZ1 유전자의 발현이 ABA 합성에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 건조 스트레스에 대한 반응을 조절한다는 것을 확인하였다. On the other hand, in order to ensure that the drying-induced gene expression, either directly or indirectly controlled by CaSIBZ1, according to the method described in Example 1-7, CaSIBZ1 -OX after dehydration in plants and control plants drying-resistant genes RD29B , RD26, RAB18, and qRT-PCR were performed using primers specific for KIN2 . As a result, as shown in Fig. 6, after 6 hours of dehydration treatment, the expression levels of stress response genes including RD29B , RD26, RAB18 and KIN2 related to ABA synthesis were more significant in the leaves of CaSIBZ1- OX plants than those of the control plants. It was confirmed to be very low (Fig. 9e). From the above results, it was confirmed that the expression of the CaSIBZ1 gene not only affects ABA synthesis, but also regulates the response to dry stress.

상기 진술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The above-described description of the present invention is for illustration only, and a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. There will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

<110> Chung-Ang University Industry-Academy Cooperation Foundation <120> Method for improving the resistance to the drought stress using CaSIBZ1 in plants <130> MP18-060 <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 1056 <212> DNA <213> CaSIBZ1 <400> 1 atgggatctt acctgaactt caagaacttc gctgacgcat cacaaccaga gagcagtggg 60 actaataatt tttcattggc cagacaatct accatatact cctttacgtt tgatgagctg 120 caaagtacat gtggacttgg aaaagatttt ggatcgatga atatggatga cttcttaaag 180 aatattgaag gggaaaattt gcagagacag ggttctttga cactgcctag gacacttagt 240 cagaaaacta tagatgaagt atggaaagac tttcagaaag agagtgttaa tgctaatgat 300 gtaagtgaga ctggaggatc aaactttggg cagagggaat ctaccttggg agaaatgaca 360 ttagaagagt ttttggttag agcaggggcg gtgagagaag atatgcaacc aactggatac 420 tcaaatgatg ttacattaac tactactagt ggtttcattc aacctagtag taatgtgacc 480 ataaaatttc ttcaagcaac ccaaaaccct ggacatcaaa ttgcagggac taacatattc 540 aatgtggtca gtactacatc tttaccgcag cagccccttt tccccaaaca aacaactgtg 600 gaatttgcat cacccatgca attagggaca agggctccca tgccaaatcc gtctgcaaat 660 actaatagta tcatgcaggg tggtgttatg agcatgccag taaaaggagt atcccctgga 720 aatctagata catcttctct ttcactttca ccgtatgcat gtggtgaagg tggaagagga 780 aggagatcat gtacctctat tgaaaaagtt gttgagagaa ggcgtaagag gatgataaag 840 aacagagagt ctgctgccag atcaagggat cggaagcagg catatacttt ggagttggaa 900 gctgaagtgg caaagctgaa agaaattaag caacagttgc agaagaatca ggctgaattt 960 attgagaagc agaaaaatca gttgttagaa aagatgaata tgccatggga aaataaacta 1020 atatgcttga gaaggacagt gactggacct tggtag 1056 <210> 2 <211> 351 <212> PRT <213> CaSIBZ1 <400> 2 Met Gly Ser Tyr Leu Asn Phe Lys Asn Phe Ala Asp Ala Ser Gln Pro 1 5 10 15 Glu Ser Ser Gly Thr Asn Asn Phe Ser Leu Ala Arg Gln Ser Thr Ile 20 25 30 Tyr Ser Phe Thr Phe Asp Glu Leu Gln Ser Thr Cys Gly Leu Gly Lys 35 40 45 Asp Phe Gly Ser Met Asn Met Asp Asp Phe Leu Lys Asn Ile Glu Gly 50 55 60 Glu Asn Leu Gln Arg Gln Gly Ser Leu Thr Leu Pro Arg Thr Leu Ser 65 70 75 80 Gln Lys Thr Ile Asp Glu Val Trp Lys Asp Phe Gln Lys Glu Ser Val 85 90 95 Asn Ala Asn Asp 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Claims (5)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 CaSIBZ1 (Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) 단백질의 발현 억제제를 유효성분으로 포함하는, 식물체의 건조 저항성 증진용 조성물로서,
상기 억제제는 상기 CaSIBZ1 단백질을 코딩하는 유전자의 ORF(open reading frame)를 포함하는 재조합 VIGS(Virus Induced Gene Silencing) 벡터인 것을 특징으로 하는, 조성물.
A composition for enhancing the dry resistance of a plant, comprising an inhibitor of the expression of CaSIBZ1 (Capsicum annuum SIR1-Interacting bZIP transcription factor 1) protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 as an active ingredient,
The inhibitor is a recombinant VIGS (Virus Induced Gene Silencing) vector containing an ORF (open reading frame) of the gene encoding the CaSIBZ1 protein, composition.
CaSIBZ1 단백질의 발현 또는 활성을 억제하는 단계를 포함하는 식물체의 건조 스트레스 저항성 증진방법으로서, 상기 CaSIBZ1 단백질은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 것을 특징으로 하는, 식물체의 건조 스트레스 저항성 증진방법.

A method for enhancing dry stress resistance of a plant, comprising the step of inhibiting the expression or activity of the CaSIBZ1 protein, wherein the CaSIBZ1 protein is composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, a method for enhancing dry stress resistance of a plant.

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Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Genes 2017, Vol. 8, 402; doi:10.3390/genes8120402
Lee S.C. et al, Planta 224:pp.1209-1225 (2006.)*
NCBI Reference Sequence: XM_016701473.1
NCBI Reference Sequence: XP_016556959.1
Uniprot : A0A1U8FE24 (2017. 5.10.)*
UniProtKB - Q9M7Q2 (AI5L7_ARATH) [https://www.uniprot.org/uniprot/Q9M7Q2]

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