KR102213526B1 - Method for improving the resistance to cold stress using ABA receptor RCAR5 in plants - Google Patents

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Abstract

본 발명은 애기장대 앱시스산 수용체 RCAR5 유전자, 상기 유전자에 의해 코딩되는 아미노산으로 이루어진 단백질 및 상기 유전자 또는 단백질을 이용한 식물체의 저온 스트레스 저항성 증진방법 등에 관한 것으로, RCAR5가 ABA 신호전달의 양성조절자로 기능하며 상기 단백질이 과발현된 형질전환 식물체에서 저온 스트레스 저항성 증진 효과를 확인하였는바, RCAR5 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 relates to an Arabidopsis thaliana abcisic acid receptor RCAR5 gene, a protein composed of an amino acid encoded by the gene, and a method for enhancing low temperature stress resistance of plants using the gene or protein, and RCAR5 functions as a positive regulator of ABA signaling. It was confirmed that the effect of increasing the resistance to low temperature stress in the transgenic plant overexpressing the protein was confirmed, and it can be used for improvement of crops that can be used by humans through the regulation of the expression of the RCAR5 gene, and in particular, it can be usefully used to improve the productivity of plants. It is expected to be possible.

Description

애기장대 앱시스산 수용체 RCAR5를 이용한 식물체의 저온 스트레스 저항성 증진방법{Method for improving the resistance to cold stress using ABA receptor RCAR5 in plants}Method for improving the resistance to cold stress using ABA receptor RCAR5 in plants}

본 발명은 애기장대 앱시스산 수용체 RCAR5(Regulatory Components ABA Receptor 5) 유전자, 상기 유전자에 의해 코딩되는 아미노산으로 이루어진 단백질 및 상기 유전자 또는 단백질을 이용한 식물체의 저온 스트레스 저항성 증진방법 등에 관한 것이다.The present invention relates to a Regulatory Components ABA Receptor 5 ( RCAR5 ) gene, a protein composed of an amino acid encoded by the gene, and a method for enhancing low temperature stress resistance of plants using the gene or protein.

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. Global warming causes extreme climate change, causing environmental stress that hinders normal growth and development of plants, and against this, plants have evolved sophisticated defense mechanisms to survive in adverse environments such as cold, high salt, and drought.

ABA는 비생물적 스트레스 특히, 저온, 건조 스트레스 등에 대하여 식물을 보호하기 위한 조절 인자이며, 식물 생장 및 발달에 매우 중요한 역할을 한다고 알려졌다. 보고된 바에 의하면, ABA를 미리 처리하고 스트레스를 준 식물은 그렇지 않은 식물에 비해 스트레스에 잘 저항하는 반면 ABA를 생성하지 못하거나, ABA에 반응하지 못하는 돌연변이 식물들은 스트레스에 약한 것으로 알려졌다. 따라서 ABA의 반응에 관여하는 단백질들을 이용하면, 환경 스트레스에 대한 저항성이 향상된 식물을 개발할 수 있을 것으로 기대되고 있다.ABA is a regulator for protecting plants against abiotic stress, especially low temperature and dry stress, and is known to play a very important role in plant growth and development. It has been reported that plants treated with ABA in advance and stressed are more resistant to stress than plants that are not, whereas mutant plants that do not produce ABA or respond to ABA are known to be weaker to stress. Therefore, it is expected that plants with improved resistance to environmental stress can be developed using proteins involved in the response of ABA.

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 조절한다고 알려졌으나, 완전한 ABA 신호전달경로는 아직 규명되지 않았다. 식물 세포에서 ABA 신호전달 개시를 위해서는 ABA 수용체가 존재해야 하고 신호를 하위 단백질로 전달해야 한다. 현재까지 ABA 수용체로써 PYR/PYL/RCARs가 ABA를 인식하는 역할을 한다고 알려졌다. 수용체가 ABA를 인식하면 표적 단백질의 인산화를 통해 특정 유전자들의 발현 및 이온 채널 활성화를 촉진시키며, 이는 식물체가 불리한 환경에 적응할 수 있도록 한다.ABA signaling is known to regulate the expression of various stress-related genes such as E3 ligase and transcription factors involved in the regulation of osmotic adaptation and root hydraulic conductivity, but the complete ABA signaling pathway has yet to be identified. Didn't. In order to initiate ABA signaling in plant cells, the ABA receptor must be present and the signal must be transmitted to the lower protein. Until now, it was known that PYR/PYL/RCARs as ABA receptors play a role in recognizing ABA. When the receptor recognizes ABA, it promotes the expression of certain genes and activation of ion channels through phosphorylation of the target protein, which allows the plant to adapt to adverse environments.

벼, 밀, 보리, 옥수수 등 경작의 대상이 되는 많은 작물의 경우, 저온에 노출되는 경우, 심각한 피해를 입을 수 있다. 특히 지대가 높은 지역이나 아열대지역은 기온 변화의 폭이 크기 때문에 20℃ 이하의 저온에 자주 노출될 수 있다. 저온은 생장을 저해하고, 광합성 효율을 낮추며, 분얼의 발달 및 벼의 수상화서(spike) 발달을 방해하여 곡출(Grain yield)을 크게 감소시킨다. 일례로 한국에서는 생식 단계(reproductive stage) 동안에 저온 기후가 발생하였던 지난 1971년, 1980년, 및 1993년에 전체 벼 생산면적의 각각 17, 18, 20%가 손실을 입었으며, 1980년에는 최대 3.9 t/ha에 해당하는 손실을 기록한 바 있다.In the case of many crops targeted for cultivation such as rice, wheat, barley, and corn, exposure to low temperatures can cause serious damage. In particular, high-land regions or subtropical regions can be frequently exposed to low temperatures of 20℃ or less because of the wide range of temperature changes. Low temperature inhibits growth, lowers photosynthetic efficiency, and significantly reduces grain yield by interfering with the development of powdery and spikes of rice. For example, in Korea, 17, 18, and 20% of total rice production area were lost in 1971, 1980, and 1993, respectively, when a low-temperature climate occurred during the reproductive stage, and a maximum of 3.9 in 1980. A loss equivalent to t/ha has been recorded.

이에 식물체의 저온 스트레스에 대한 저항성을 증진시키기 위한 방법이 연구 대상이 되고 있으며, 이와 관련하여 저온 스트레스 내성 관련 유전자와 이에 따른 형질전환 식물체에 대한 연구가 이루어지고 있으나 아직 미비한 실정이다.Accordingly, a method for improving the resistance of plants to low temperature stress is being studied, and in this regard, studies on genes related to low temperature stress resistance and the resulting transgenic plants are being conducted, but the situation is still insufficient.

대한민국공개특허공보 10-2016-0053106Republic of Korea Patent Publication 10-2016-0053106

본 발명자들은 ABA 신호전달 경로 조절을 통한 저온 스트레스 반응간의 관련성을 알아보기 위해 연구하던 중, 애기장대의 RCAR5 유전자가 ABA 매개성 기공 폐쇄를 조절함으로써, 이를 통해 식물의 저온 스트레스 저항성을 증진시키는 양성 조절자로서 기능함을 규명하여 본 발명을 완성하였다.The present inventors were studying to find out the relationship between the cold stress response through the regulation of the ABA signaling pathway, while the RCAR5 gene of Arabidopsis thaliana regulates ABA-mediated pore occlusion, thereby enhancing the resistance to cold stress in plants. The present invention was completed by finding out that it functions as a ruler.

이에 본 발명의 목적은, RCAR5 유전자, RCAR5 단백질 및 상기 유전자 또는 단백질을 유효성분으로 포함하는 식물체의 저온 스트레스 저항성 증진용 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a composition for enhancing low temperature stress resistance of a plant comprising the RCAR5 gene, the RCAR5 protein, and the gene or protein as an active ingredient.

본 발명의 또 다른 목적은, RCAR5 단백질을 암호화하는 유전자를 식물체에 형질전환 하는 단계를 포함하는 식물체의 저온 스트레스 저항성 증진방법 및 상기 방법으로 제조된 형질전환 식물체를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for enhancing low temperature stress resistance of a plant, comprising transforming a gene encoding the RCAR5 protein into the plant, and a transgenic plant prepared by the method.

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 above-mentioned problems, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 저온 스트레스에 대한 양성 조절인자(positive regulator) 단백질을 암호화하며, 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 RCAR5 유전자를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides a RCAR5 gene encoding a protein for a positive regulator against low temperature stress and consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

또한, 본 발명은 상기 RCAR5 유전자에 의해 암호화되는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 RCAR5 단백질을 제공한다.In addition, the present invention provides a RCAR5 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 encoded by the RCAR5 gene.

또한, 본 발명은 상기 유전자 또는 상기 단백질을 유효성분으로 포함하는, 식물체의 저온 스트레스 저항성 증진용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for enhancing low temperature stress resistance of plants, comprising the gene or the protein as an active ingredient.

또한, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는, 식물체의 저온 스트레스 저항성 증진방법을 제공한다:In addition, the present invention provides a method for improving the resistance to low temperature stress of plants, comprising the following steps:

(a) RCAR5 단백질을 암호화하는 서열번호 1의 유전자를 식물체에 형질전환 하는 단계; 및(a) transforming the gene of SEQ ID NO: 1 encoding the RCAR5 protein into a plant; And

(b) 상기 형질전환된 식물체에서 RCAR5 단백질을 과발현시키는 단계.(b) overexpressing the RCAR5 protein in the transformed plant.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 저온 스트레스 저항성이 증진된 형질전환 식물체를 제공한다.In addition, the present invention provides a transgenic plant with improved resistance to low temperature stress by the method.

본 발명에서는 RCAR5이 ABA 신호전달의 양성조절자로 기능하며 상기 단백질이 과발현된 형질전환 식물체에서 저온 스트레스 저항성 증진 효과를 확인하였는바, RCAR5 유전자의 발현 조절을 통해 인류가 이용할 수 있는 작물 등의 개량에 활용할 수 있으며, 특히 식물의 생산성을 향상시키는데 유용하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.In the present invention, RCAR5 functions as a positive regulator of ABA signaling, and it was confirmed that the effect of enhancing low temperature stress resistance in the transgenic plant overexpressing the protein was confirmed. By controlling the expression of the RCAR5 gene, it is possible to improve crops that can be used by humans. It can be utilized, and in particular, it is expected to be useful in improving the productivity of plants.

도 1a는 저온에 의해 유도된 여러 종류의 RCAR 유전자 발현을 qRT-PCR로 분석한 결과이다.
도 1b는 ABA 결핍 aba1-6, aba1-3 및 ABA 비감작 abi5 돌연변이체에서 저온 유발 RCAR5 유전자의 발현 패턴을 나타낸 것이다.
도 2a는 야생형(WT)과 비교한 Pro35S:RCAR 형질 전환 식물의 잎에서 RCAR 유전자의 발현 수준을 나타낸 것이다.
도 2b 및 2c는 ABA 처리 여부에 따른 야생형과 RCAR 형질전환 식물의 표현형 및 녹색 자엽 비율을 비교한 것이다.
도 2d 및 2e는 ABA 처리 여부에 따른 야생형과 RCAR 형질전환 식물의 뿌리 성장 정도를 비교한 것이다.
도 3a는 저온 조건에서 애기장대 종자의 발아율을 측정한 것이다.
도 3b는 저온 처리된 야생형 및 RCAR 형질전환 식물의 발아후 21일째의 표현형을 비교한 것이다.
도 3c는 야생형 및 RCAR 형질전환 식물의 발아율 및 연화 묘목(etiolated seedling)의 비율을 비교한 결과이다.
도 3d는 야생형 및 RCAR5 형질전환 식물을 저온 처리 후 정상 조건에서 성장시키는 경우 표현형의 변화를 관찰한 결과이다.
도 4a 및 4b는 노르플루라존(norflurazon)이 야생형 및 Pro35S/RCAR5 식물의 육묘 성장에 미치는 영향을 나타낸 것이다.
도 4c 및 4d는 저온 조건 하에서 Pro35S:RCAR5/aba1-6 돌연변이체의 발아율 및 육묘 성장 정도를 비교한 것이다.
도 5a는 WT, abi5, Pro35S:RCAR5 및 Pro35S:RCAR5/abi1-5 돌연변이 식물의 잎에서 RCAR5 유전자의 발현 수준을 비교한 것이다.
도 5b 내지 5e는 abi5 돌연변이체에서 RCAR5 유전자의 과발현의 영향을 분석한 것으로, 도 5b는 발아율을, 도 5c 및 5d는 뿌리 성장을, 도 5e는 녹색 자엽의 비율을 비교한 것이다.
도 5f 내지 5g는 저온조건 하에서 abi5 및 Pro35S:RCAR5/abi5 종자의 발아율 증가 여부를 관찰한 결과이다.
도 6a 내지 6i는 저온 스트레스에 대한 Pro35S:RCAR5 식물의 향상된 내성을 관찰한 것으로, 도 6a는 야생형 및 Pro35S:RCAR5 식물의 표현형을, 도 6b는 수분 손실률을, 도 6c 및 6d는 잎의 온도를, 도 6e 및 6f는 기공개도를, 도 6g는 저온 처리 후 표현형을, 도 6h는 저온 처리 후 생존률을, 도 6i는 저온 처리시 식물의 전해질 유출 정도를 비교한 것이다.
도 7은 저온 처리시 RCAR5 식물에서 저온 및 ABA 반응 유전자의 발현 패턴을 나타낸 것이다.
1A is a result of analyzing the expression of various types of RCAR genes induced by low temperature by qRT-PCR.
Figure 1b shows the expression pattern of the cold-induced RCAR5 gene in ABA deficient aba1-6, aba1-3 and ABA non-sensitized abi5 mutants.
Figure 2a shows the expression level of the RCAR gene in the leaves of Pro35S : RCAR transgenic plants compared to wild type (WT).
2b and 2c compare the phenotype and green cotyledon ratio of wild type and RCAR transgenic plants according to ABA treatment.
Figures 2d and 2e compare the degree of root growth of wild-type and RCAR transgenic plants according to ABA treatment.
Figure 3a is a measurement of the germination rate of Arabidopsis seeds in low temperature conditions.
Figure 3b is a comparison of the phenotype at day 21 after germination of wild-type and RCAR transgenic plants subjected to cold treatment.
3C is a result of comparing the germination rate and the ratio of etiolated seedling of wild type and RCAR transgenic plants.
3D is a result of observing changes in phenotype when wild-type and RCAR5 transgenic plants are grown under normal conditions after low-temperature treatment.
Figures 4a and 4b show the effect of norflurazon on the seedling growth of wild type and Pro35S/ RCAR5 plants.
Figures 4c and 4d compare the germination rate and seedling growth degree of Pro35S: RCAR5 /aba1-6 mutant under low temperature conditions.
Figure 5a is a comparison of the expression level of the RCAR5 gene in leaves of WT, abi5, Pro35S: RCAR5 and Pro35S: RCAR5 /abi1-5 mutant plants.
Figures 5b to 5e analyze the effect of overexpression of the RCAR5 gene in the abi5 mutant, Figure 5b is a comparison of the germination rate, Figures 5c and 5d root growth, Figure 5e is a ratio of green cotyledons.
5F to 5G are the results of observing whether the germination rate of abi5 and Pro35S: RCAR5 /abi5 seeds increased under low temperature conditions.
6A to 6I are observations of the improved tolerance of Pro35S: RCAR5 plants to low temperature stress, FIG. 6A is a phenotype of wild type and Pro35S: RCAR5 plants, FIG. 6B is a water loss rate, and FIGS. 6C and 6D are leaf temperatures 6e and 6f show the degree of porosity, FIG. 6g shows the phenotype after low-temperature treatment, Figure 6h shows the survival rate after low-temperature treatment, and FIG.
7 shows the expression patterns of low temperature and ABA response genes in RCAR5 plants during low temperature treatment.

본 발명자들은 애기장대의 RCAR5 유전자가 ABA 매개성 기공 폐쇄를 조절함으로써, 이를 통해 식물의 저온 스트레스 저항성을 증진시키는 양성 조절자로서 기능함을 규명하여 본 발명을 완성하였다.The present inventors completed the present invention by clarifying that the RCAR5 gene of Arabidopsis thaliana regulates ABA-mediated pore occlusion, thereby functioning as a positive regulator that enhances the low temperature stress resistance of plants.

본 발명의 일 실시예에서는, 저온 스트레스를 처리한 경우 RCAR 유전자 유도 여부를 관찰한 결과, RCAR5가 가장 높은 유도 수준을 보였으며, RCAR5 유전자가 ABA에 독립적인 방식으로, 나아가 생태형에 관계없이 저온 스트레스에 의해 유도됨을 확인하였다(실시예 2 참조).In one embodiment of the present invention, as a result of observing whether RCAR gene induction was observed when cold stress was treated, RCAR5 showed the highest induction level, and the RCAR5 gene was independent of ABA, and further, cold stress regardless of ecological type. It was confirmed that it was induced by (see Example 2).

본 발명의 다른 실시예에서는, RCAR5 유전자가 과발현된 형질전환 식물의 경우 저온 조건 하에서 종자 발아를 억제하는 역할을 한다는 것을 확인하였다(실시예 3 참조).In another embodiment of the present invention, it was confirmed that the transgenic plant overexpressing the RCAR5 gene plays a role of inhibiting seed germination under low temperature conditions (see Example 3).

본 발명의 또 다른 실시예에서는, RCAR5가 ABA 의존 경로를 통해 저온조건에서 발아를 지연시키는데 기여한다는 것을 확인하였다(실시예 4 참조).In another embodiment of the present invention, it was confirmed that RCAR5 contributes to delaying germination under low temperature conditions through an ABA dependent pathway (see Example 4).

본 발명의 또 다른 실시예에서는, Pro35S:RCAR5 형질전환 식물의 경우 야생형에 비하여 저온 조건에서 덜 시든 표현형을 보였으며 기공개도도 작게 나타나는 등 저온 스트레스 저항성이 증진된 것을 확인하였다(실시예 5 참조).In another embodiment of the present invention, it was confirmed that the Pro35S: RCAR5 transgenic plant exhibited a less withered phenotype under low temperature conditions compared to the wild type, and showed a smaller porosity, and thus improved resistance to low temperature stress (see Example 5). .

본 발명의 또 다른 실시예에서는, Pro35S:RCAR5 형질전환식물에 저온 스트레스 처리시 CBF1 -3, RD29ADREB2A을 제외한 저온 반응성 유전자의 발현이 증진됨을 확인하였다(실시예 6 참조).In another embodiment of the invention, Pro35S: RCAR5 transformant confirmed that expression of the gene except for the low-temperature reactive cold stress during processing CBF1 -3, RD29A and DREB2A to promote conversion plant (see Example 6).

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 저온 스트레스에 대한 양성 조절인자(positive regulator) 단백질을 암호화하며, 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 RCAR5 유전자를 제공한다.The present invention provides a RCAR5 gene that encodes a protein that is a positive regulator for low temperature stress and consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

본 발명에서 "양성 조절인자(positive regulator) 단백질"이란 생명현상 조절에서 증가방향으로 작용하는 단백질을 의미한다. 즉, 본 발명의 유전자인 RCAR5이 과발현되는 경우, ABA 민감도 증가, 및 저온 스트레스에 대한 저항성이 증가될 수 있다.In the present invention, "positive regulator protein" means a protein that acts in an increasing direction in the regulation of life phenomena. That is, when RCAR5 , the gene of the present invention, is overexpressed, ABA sensitivity may increase and resistance to low temperature stress may increase.

본 발명의 다른 양태로서, 본 발명은 상기 RCAR5 유전자에 의해 암호화되는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 RCAR5 단백질을 제공한다.As another aspect of the present invention, the present invention provides a RCAR5 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 encoded by the RCAR5 gene.

본 발명의 또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 유전자 또는 상기 단백질을 유효성분으로 포함하는, 식물체의 저온 스트레스 저항성 증진용 조성물을 제공한다.As another aspect of the present invention, the present invention provides a composition for enhancing low temperature stress resistance of plants, comprising the gene or the protein as an active ingredient.

본 발명의 또 다른 양태로서, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는, 식물체의 저온 스트레스 저항성 증진방법을 제공한다:As another aspect of the present invention, the present invention provides a method for improving the resistance to low temperature stress of a plant, comprising the following steps:

(a) RCAR5 단백질을 암호화하는 서열번호 1의 유전자를 식물체에 형질전환 하는 단계; 및 (a) transforming the gene of SEQ ID NO: 1 encoding the RCAR5 protein into a plant; And

(b) 상기 형질전환된 식물체에서 RCAR5 단백질을 과발현시키는 단계.(b) overexpressing the RCAR5 protein in the transformed plant.

본 발명의 또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 방법에 의해 저온 스트레스 저항성이 증진된 형질전환 식물체를 제공한다.As another aspect of the present invention, the present invention provides a transgenic plant having improved resistance to low temperature stress by the above method.

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 (body) is rice, wheat, barley, corn, beans, 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; Specialty crops including ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, sugar beet, perilla, peanut, and rapeseed; Fruit trees including apple tree, pear tree, jujube tree, peach, poplar, grape, tangerine, persimmon, plum, apricot, and banana; Flowers including rose, gladiolus, gerbera, carnation, chrysanthemum, lily, and tulip; And feed distribution including ryegrass, red clover, orchardgrass, alpha wave, tall fescue, perennial ryegrass, and the like, most preferably Arabidopsis or red 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, a preferred embodiment is presented to aid the understanding of the present invention. However, the following examples are provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

[[ 실시예Example ]]

실시예Example 1. 실험준비 및 방법 1. Experiment preparation and method

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

본 발명에서는 Arabidopsis thaliana(Ecotype Col-0) 식물을 야생형 (WT)으로 사용하였으며, Arabidopsis Biological Resource Center에서 T-DNA 삽입 돌연변이 abi5 및 EMS-돌연변이 돌연변이 aba1-6을 구했다. 상기 식물은 9 : 1 : 1 비율의 토탄 이끼(peat moss), 펄라이트(perlite) 및 질석(vermiculite)을 함유한 토양 혼합물에서 성장시켰으며 형광등 (130 μmol 광자 ㆍ m-2 s-1) 하에서 24시간 동안 60 %의 습도 및 16 시간의 빛 / 8 시간의 암주기를 유지했다.In the present invention, Arabidopsis thaliana (Ecotype Col-0) plants were used as wild type (WT), and T-DNA insertion mutant abi5 and EMS-mutant mutant aba1-6 were obtained from Arabidopsis Biological Resource Center. The plants were grown in a soil mixture containing peat moss, perlite and vermiculite in a ratio of 9: 1: 1 and 24 under a fluorescent lamp (130 μmol photon ㆍ m -2 s -1 ). Maintained 60% humidity and 16 hours of light / 8 hours of dark cycle for hours.

시험관 내 배양에 앞서 애기장대(Arabidopsis) 종자를 70% 에탄올로 1분간 표면 살균하고 2% 수산화 나트륨으로 10분간 처리한 다음, 종자를 멸균 증류수로 10회 세척하고 1% 수크로오스(sucrose)가 보충된 MS 한천 배지 (Sigma, St. Louis, MO, USA)에 뿌렸다. 그리고 4℃에서 2일간 층적화 후, 플레이트를 밀봉하고 형광등 (130 μmol 광자ㆍ m-2 s- 1)하 챔버에서 24시간 동안 16시간 빛/8시간 암주기로 배양했다. 담배(Nicotiana benthamiana) 식물의 경우, 종자를 증기 살균된 토양 혼합물 (토탄 이끼, 펄라이트 및 질석, 5 : 3 : 2, v / v / v), 모래 및 양토 (1 : 1) : 1, v / v / v)에 뿌렸으며, 25 ± 1℃의 성장 챔버에서 상기와 동일한 조건에서 성장시켰다.Prior to in vitro culture, Arabidopsis seeds were surface sterilized with 70% ethanol for 1 minute and treated with 2% sodium hydroxide for 10 minutes, and then the seeds were washed 10 times with sterile distilled water and supplemented with 1% sucrose. It was sprayed on MS agar medium (Sigma, St. Louis, MO, USA). After two days and optimization layer in 4 ℃, seal the plate and fluorescent-incubated cycle (130 μmol photons m -2 s and 1) and in the chamber for 24 hours 16 hours light / 8 hours arm. Tobacco ( Nicotiana benthamiana ) For plants, seeds are steam-sterilized soil mixture (peat moss, perlite and vermiculite, 5:3:2, v/v/v), sand and loam (1:1):1, v/v/v ), and grown under the same conditions as above in a growth chamber of 25 ± 1°C.

1-2. 1-2. RCARRCAR 유전자를 과발현하는 형질전환 식물의 제조 Production of transgenic plants overexpressing genes

RCAR2, RCAR3, RCAR4 및 RCAR5를 과다 발현하는 상기 4개의 애기장대 유전자 변형 계통 이외에, 10개의 RCAR 유전자 과발현 식물을 제조하였다. 상기 10개의 RCAR 유전자 코딩 서열을 pENTR / D-TOPO 벡터 (Invitrogen)에 클로닝하고, LR 반응을 통해 pK2GW7에 통합시켜 콜리플라워(Cauliflower) 모자이크 바이러스 35S 프로모터 제어 하에서 RCAR 유전자의 구성적 발현을 유도 하였다. In addition to the above four Arabidopsis genetically modified lines overexpressing RCAR2, RCAR3, RCAR4 and RCAR5, 10 RCAR gene overexpressing plants were prepared. The 10 RCAR gene coding sequences were cloned into pENTR / D-TOPO vector (Invitrogen) and integrated into pK2GW7 through an LR reaction to induce constitutive expression of the RCAR gene under the control of the Cauliflower mosaic virus 35S promoter.

상기 결과물은 전기천공을 통해 A. tumefaciens 균주 GV3101에 도입되었으며 꽃 침지 방법(floral dip method)을 사용하여 Agrobacterium에 의한 형질 전환을 수행하고, 형질 전환 계통의 선별을 위하여 형질 전환된 식물체로부터 수확한 종자를 50㎍/ml의 카나마이신을 함유한 MS 한천 플레이트에 도말 하였다.The resultant product was introduced into A. tumefaciens strain GV3101 through electroporation, and was transformed by Agrobacterium using the floral dip method, and seeds harvested from transformed plants for selection of transformed lines Was plated on MS agar plates containing 50 μg/ml of kanamycin.

1-3. 저온 처리 및 표현형 분석1-3. Cold treatment and phenotypic analysis

저온 조건에서 야생형(WT) 및 형질 전환 식물의 발아율을 측정하기 위해 하여 상기 식물의 종자를 4℃에서 2일 동안 춘화(vernalize)처리하고 각 실험에 맞추어 암흑에서 지속적으로 배양했다.In order to measure the germination rate of wild type (WT) and transgenic plants under low temperature conditions, the seeds of the plants were vernalized at 4° C. for 2 days, and continuously cultured in the dark according to each experiment.

애기장대 식물의 저온 민감도가 ABA 신호 전달과 관련이 있는지 분석하기 위하여 ABA 생합성 저해제로서 ABA (0.75 μM) 및/또는 norflurazon (NF; 25 및 50 μM)을 보충 한 MS 한천 배지에 종자를 뿌렸으며, 동결 내성 시험을 위해, 토양에서 자란 3주 된 애기장대 모종을 4±1℃에서 0.5시간 동안 노출시킨 다음 1℃에서 1시간 동안 노출시켰다.To analyze whether the low temperature sensitivity of Arabidopsis plants is related to ABA signaling, seeds were seeded on MS agar medium supplemented with ABA (0.75 μM) and/or norflurazon (NF; 25 and 50 μM) as ABA biosynthesis inhibitors, For the freezing resistance test, 3-week-old Arabidopsis seedlings grown in soil were exposed at 4±1° C. for 0.5 hours and then at 1° C. for 1 hour.

실험 온도 감소 설정은 30 분에 걸쳐 2℃로 내려가고 1시간 동안 유지되도록 설계되었으며, 동결 처리한 식물을 4±1℃의 암실에서 12시간 동안 방치하고 정상 조건으로 옮겼으며 생존율은 4일 동안 계산되었다.The experimental temperature reduction setting was designed to go down to 2℃ over 30 minutes and hold for 1 hour, and the frozen-treated plants were left for 12 hours in a dark room at 4±1℃ and transferred to normal conditions, and the survival rate was calculated for 4 days. Became.

1-4. 열 화상 분석1-4. Thermal image analysis

열 화상 분석(thermal imaging analysis)을 위해 2주된 애기장대 모종을 각 실험에서 정해진 시점까지 4±1℃에 노출시켜 저온 스트레스를 처리하였다. 열 화상은 적외선 카메라 (FLIR systems; T420)를 사용하여 얻었으며 잎 온도는 FLIR Tools + 버전 5.2 소프트웨어로 측정하였다.For thermal imaging analysis, two-week-old Arabidopsis seedlings were exposed to 4±1° C. until a predetermined time point in each experiment to treat low temperature stress. Thermal images were obtained using infrared cameras (FLIR systems; T420) and leaf temperatures were measured with FLIR Tools + version 5.2 software.

1-5. 전해액 누출 테스트1-5. Electrolyte leak test

동결 스트레스가 처리된 WT 및 Pro35S:RCAR5 형질 전환 식물의 전해질 누출은 종래 알려진 방법을 토대로, 본 발명의 샘플 유형 및 배양 시간을 고려하여 약간 수정하여 적용시켰다.The electrolyte leakage of WT and Pro35S: RCAR5 transgenic plants treated with freezing stress was applied with a slight modification in consideration of the sample type and incubation time of the present invention, based on a known method.

저온 순응을 위해 토양에서 재배된 2주된 식물을 4±1℃ 조건에서 2일 간 둔 다음, 전해질 누출 검사 전에 -4℃에 1시간 동안 노출시켰다. 잎 샘플을 각 식물 라인에서 분리하고 20 mL의 탈 이온수 (S0)로 튜브에 넣었으며, 실온에서 12시간 동안 진탕한 후, 샘플의 전도도를 측정 하였다 (S1). 그 다음, 15분 동안 고압 증기 멸균한 다음, 튜브를 1시간 흔들고 전도도를 측정 하였다 (S2). 각 시료의 전해액 누출량은 식 S1-S0 / S2-S0에 의해 계산되었다.For low temperature acclimation, two-week-old plants grown in soil were placed at 4±1° C. for 2 days, and then exposed to -4° C. for 1 hour before electrolyte leakage test. Leaf samples were separated from each plant line and placed in a tube with 20 mL of deionized water (S0), and after shaking at room temperature for 12 hours, the conductivity of the sample was measured (S1). Then, after autoclaving for 15 minutes, the tube was shaken for 1 hour and the conductivity was measured (S2). The electrolyte leakage amount of each sample was calculated by the formula S1-S0 / S2-S0.

1-6. RNA 분리 및 정량적 RT-1-6. RNA isolation and quantitative RT- PCRPCR (quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction)(quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction)

총 RNA 분리와 RT-PCR 분석은 종래 알려진 방법에 의해 수행되었으며 2주된 야생형(WT) 식물 및 형질 전환 식물을 저온 스트레스 (4 ℃)로 처리하였고 잎 샘플은 각 실험에서 정해진 시점에서 수확하였다.Total RNA isolation and RT-PCR analysis were performed by a conventionally known method. Two-week-old wild-type (WT) plants and transgenic plants were treated with cold stress (4° C.), and leaf samples were harvested at designated time points in each experiment.

Transcript First Strand cDNA Synthesis 키트 (Roche, Indianapolis, IN)를 사용하여 제조사의 지침에 따라 총 RNA 1 μg을 사용하여 cDNA를 합성하였으며, 정량적 RT-PCR(quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction) 분석을 위하여, 합성된 cDNA를 iQTMSYBR Green Supermix 및 하기 표 1에 기재된 특이적 프라이머와 함께 CFX96 TouchTM Real-Time PCR 검출 시스템 (Bio-Rad, Hercules, CA, USA)에서 증폭시켰다.Using the Transcript First Strand cDNA Synthesis kit (Roche, Indianapolis, IN), cDNA was synthesized using 1 μg of total RNA according to the manufacturer's instructions, and for quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) analysis, The synthesized cDNA was amplified in a CFX96 TouchTM Real-Time PCR detection system (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) together with iQTMSYBR Green Supermix and specific primers shown in Table 1 below.

모든 반응은 3번 수행되었으며, 각 유전자의 상대적 발현 수준은 종래 기술된 바와 같이 ΔΔCt 방법을 사용하여 계산 하였고 애기장대 액틴 8 (AtACT8)을 표준화에 사용되었다.All reactions were performed three times, and the relative expression level of each gene was calculated using the ΔΔCt method as previously described, and Arabidopsis actin 8 (AtACT8) was used for normalization.

Primer name Primer name Primer sequence (5'- 3') Primer sequence (5'- 3') 서열번호Sequence number Actin8Actin8 Forward: CAACTATGTTCTCAGGTATTGCAGAForward: CAACTATGTTCTCAGGTATTGCAGA 33 Reverse: GTCATGGAAACGATGTCTCTTTAGTReverse: GTCATGGAAACGATGTCTCTTTAGT 44 COR15ACOR15A Forward: GATACATTGGGTAAAGAAGCTGAGAForward: GATACATTGGGTAAAGAAGCTGAGA 55 Reverse: ACATGAAGAGAGAGGATATGGATCAReverse: ACATGAAGAGAGAGGATATGGATCA 66 DREB2ADREB2A Forward: CTACAAAGCCTCAACTACGGAATACForward: CTACAAAGCCTCAACTACGGAATAC 77 Reverse: AAACTCGGATAGAGAATCAACAGTCReverse: AAACTCGGATAGAGAATCAACAGTC 88 COR47COR47 Forward: TGAAGAGGAAGTGAAGAAAGAAAAAForward: TGAAGAGGAAGTGAAGAAAGAAAAA 99 Reverse: AAAATAAAGGATCAAATGCAATCAAReverse: AAAATAAAGGATCAAATGCAATCAA 1010 CBF1CBF1 Forward: GATGAGGAGACAATGTTTGGGATGCForward: GATGAGGAGACAATGTTTGGGATGC 1111 Reverse: GGAAACGACTATCGAATATTAGTAACTCReverse: GGAAACGACTATCGAATATTAGTAACTC 1212 CBF2CBF2 Forward: TCGGTTCAATGGAACTATAATTTTGForward: TCGGTTCAATGGAACTATAATTTTG 1313 Reverse: TTACCATTTACATTCGTTTCTCACAReverse: TTACCATTTACATTCGTTTCTCACA 1414 CBF3CBF3 Forward: GCGTTTCAGGATGAGATGTGTGATGForward: GCGTTTCAGGATGAGATGTGTGATG 1515 Reverse: TGTACGGACGGAAGCGGCAReverse: TGTACGGACGGAAGCGGCA 1616 RAB18RAB18 Forward: GGAAGAAGGGAATAACACAAAAGATForward: GGAAGAAGGGAATAACACAAAAGAT 1717 Reverse: GCGTTACAAACCCTCATTATTTTTAReverse: GCGTTACAAACCCTCATTATTTTTA 1818 RD29ARD29A Forward: CACAATCACTTGGCTCCACTGTTGForward: CACAATCACTTGGCTCCACTGTTG 1919 Reverse: ACCTAGTAGCTGGTATGGAGGAACTReverse: ACCTAGTAGCTGGTATGGAGGAACT 2020 RD29BRD29B Forward: GTTGAAGAGTCTCCACAATCACTTGForward: GTTGAAGAGTCTCCACAATCACTTG 2121 Reverse: ATACAAATCCCCAAACTGAATAACAReverse: ATACAAATCCCCAAACTGAATAACA 2222 RD26RD26
Forward: AGGTCTTAATCCAATTCCAGAGCTAForward: AGGTCTTAATCCAATTCCAGAGCTA 2323
Reverse: ACCCATCAGTAACTTCACATCTCTCReverse: ACCCATCAGTAACTTCACATCTCTC 2424 KIN1KIN1 Forward: TGTTAACTTCGTGAAGGACAAGACForward: TGTTAACTTCGTGAAGGACAAGAC 2525 Reverse: AAGTTTGGCTCGTCTAATAATTTTGReverse: AAGTTTGGCTCGTCTAATAATTTTG 2626 KIN2KIN2 Forward: TGTTAACTTCGTGAAGGACAAGACForward: TGTTAACTTCGTGAAGGACAAGAC 2727 Reverse: ACAACAACAAGTACGATGAGTACGAReverse: ACAACAACAAGTACGATGAGTACGA 2828

1-7. 기공 구경 측정법1-7. Pore calibration

기공개도 측정(stomatal aperture bioassay)을 위해 3주된 애기장대의 로제트(rosette) 잎에서 잎 껍질을 채취하고 기공 개방 용액 (SOS; 50mM KCl, 10mM MES-KOH, 10μM CaCl2, pH6.15)에 부유시켰다. 그 다음, 상기 껍질을 24℃ 형광등 아래에서 3시간 동안 배양하여 Arabidopsis thaliana Col-0 식물에서 > 80 % 기공개도를 얻었으며 완충액을 신선한 SOS로 대체하고 형광등 하에서 4℃에서 3시간 동안 잎 박리를 추가로 유도하였다.For stomatal aperture bioassay, leaf bark was collected from three-week-old rosette leaves of Arabidopsis thaliana and added to pore opening solution (SOS; 50mM KCl, 10mM MES-KOH, 10μM CaCl 2 , pH 6.15). Floated. Then, the peel was incubated for 3 hours under a fluorescent lamp at 24°C to obtain >80% porosity in Arabidopsis thaliana Col-0 plants, and the buffer was replaced with fresh SOS and leaf peeling was added for 3 hours at 4°C under a fluorescent lamp. Induced by.

각각의 개별 샘플에서, 100개의 기공을 Nikon Eclipse 80i 현미경을 통해 무작위로 관찰하였으며 개별 기공 포어(pore)의 폭과 길이는 Image J 1.46r 소프트웨어를 사용하여 기록하고 (http://imagej.nih.gov/ij), 각각의 실험은 3번 반복 수행되었다.In each individual sample, 100 pores were observed randomly through a Nikon Eclipse 80i microscope, and the width and length of the individual pore pores were recorded using Image J 1.46r software (http://imagej.nih. gov/ij), each experiment was repeated 3 times.

실시예 2. 저온 스트레스에 의한 Example 2. By low temperature stress RCAR5RCAR5 유전자 유도 분석 Gene induction analysis

애기장대의 RCAR 패밀리는 ABA 신호전달을 중재하는 14개의 맴버로 구성된다. RCAR 유전자는 기능적 중복성에도 불구하고 다양한 역할을 하며 종래 연구에서 ABA 신호 전달이 저온 스트레스 반응과 관련이 있다는 증거가 제시되어 있으므로 이를 기초로 저온 스트레스와 RCAR 유전자의 기능적 연관성을 조사하였다.The RCAR family of Arabidopsis is composed of 14 members that mediate ABA signaling. The RCAR gene plays various roles in spite of functional redundancy, and there is evidence that ABA signaling is related to the cold stress response in previous studies. Based on this, the functional relationship between the cold stress and the RCAR gene was investigated.

14개의 RCAR 유전자에 대한 정량적 RT-PCR 분석을 실시하여 저온 유도된 RCAR 유전자 발현 변화를 확인한 결과, 도 1a에 나타난 바와 같이 in-silico 데이터와 유사하게 RCAR1, 2, 5 및 6이 높게 유도(2 배 이상)되는 반면, RCAR 7, 8, 10, 11, 12 및 13은 대조군에 비해 서서히 발현 수준이 감소하였으며, RCAR5가 가장 높은 유도 수준(4 배)을 보임을 확인하였다.As a result of confirming the change of low-temperature-induced RCAR gene expression by performing a quantitative RT-PCR analysis on 14 RCAR genes, RCAR1, 2, 5, and 6 were highly induced (2) similar to in-silico data as shown in FIG. On the other hand, RCAR 7, 8, 10, 11, 12 and 13 gradually decreased in expression level compared to the control group, and it was confirmed that RCAR5 showed the highest induction level (4 times).

또한, 저온 유도 RCAR5 발현이 ABA에 의존적인지 분석하기 위하여 ABA 결핍 돌연변이 변이주인 aba1 -6 (Col-0 background), aba1 -3 (Ler background) 및 ABA 비 감응 돌연변이 abi5를 사용하여 RCAR5 유전자의 발현 패턴을 분석하였다. 그 결과, 도 1b에 나타난 바와 같이 저온에 대한 반응으로 상기 돌연변이체들은 야생형 Col-0 식물과 유사한 패턴을 보였으며 상기 결과는 RCAR5 유전자가 ABA에 독립적인 방식으로, 나아가 생태형에 관계없이 저온 스트레스에 의해 유도됨을 의미한다.In addition, in order to analyze whether cold-induced RCAR5 expression is dependent on ABA, the expression pattern of RCAR5 gene using ABA deficient mutants aba1 -6 (Col-0 background), aba1 -3 (Ler background) and non-ABA sensitive mutants abi5 Was analyzed. As a result, as shown in Figure 1b, in response to low temperature, the mutants showed a pattern similar to that of wild-type Col-0 plants, and the result was that the RCAR5 gene was independent of ABA, and furthermore, it was affected by low temperature stress regardless of the ecological type. Means to be guided by.

실시예 3. 저온 조건에서 종자 발아 억제에 대한 RCAR5의 기능 분석Example 3. Functional analysis of RCAR5 for inhibition of seed germination under low temperature conditions

저온 스트레스 반응에서 RCAR 유전자의 역할을 분석하기 위해 35S 프로모터(promoter) 제어하에 각 RCAR 유전자를 과발현하는 애기장대 형질전환 식물을 제조하였다.In order to analyze the role of the RCAR gene in the cold stress response, Arabidopsis transgenic plants overexpressing each RCAR gene were prepared under the control of the 35S promoter.

야생형과 비교하여, 14개의 형질전환 식물체는 각각 높은 RCAR 유전자 발현(> 30-300 배)을 보였으며(도 2a 참조), 도 2b 내지 2e에 나타난 바와 같이 종자 발아 및 육묘 성장 동안 ABA에 대한 높은 감수성을 보였다. 또한, RCAR 매개 ABA 감수성 증가가 저온 스트레스 하에서 종자 발아 또는 육묘 성장에 영향을 줄 수 있는지 확인한 결과 도 2b 내지 2e에 나타난 바와 같이 정상조건(24℃)에서 형질전환식물체는 야생형과 비교하여 종자 발아 및 육묘 성장 측면에서 유의한 차이를 보이지 않았으며, 일반적으로 야생형(WT) 종자는 24℃에서 배양 후(DAI) 3일내 완전히 발아되었으나, 어둠 속, 4℃ 조건에서 배양하였을 때 야생형 종자의 발아는, 11 DAI에서 시작하여 16 DAI에서 거의 완료되었다(도 3a 참조).Compared with the wild type, 14 transgenic plants each showed high RCAR gene expression (> 30-300 fold) (see Fig. 2A), and as shown in Figs. 2B to 2E, high ABA for seed germination and seedling growth. Showed sensitivity. In addition, as a result of confirming whether an increase in RCAR-mediated ABA susceptibility can affect seed germination or seedling growth under low temperature stress, as shown in Figs. 2b to 2e, the transgenic plant under normal conditions (24° C.) compared with the wild type, There was no significant difference in the aspect of seedling growth, and in general, wild-type (WT) seeds germinated completely within 3 days after incubation at 24°C (DAI), but germination of wild-type seeds when cultured in the dark and under 4°C conditions, It started at 11 DAI and nearly completed at 16 DAI (see Figure 3A).

그 결과, Pro35S:RCAR2Pro35S:RCAR5 식물은 14 DAI에서 야생형 식물 (64.4 %)에 비해 낮은 발아율(각각 56.0 %와 25.9 %)을 보였다(도 3c 참조). DAI 21 후, 연화 묘목(etiolated seedling)의 수는 야생형과 Pro35S:RCAR2간에 차이가 없었으나 Pro35S:RCAR5 식물에서는 여전히 낮은 수치가 나타났고(도 3b 및 3c 참조). Pro35S:RCAR5에서 저온 유도 발아억제는 정상 조건으로 옮겨진 다음 4일 후에 정상 성장을 보였다(도 3d 참조). 상기 결과는 RCAR5 유전자가 저온 조건 하에서 종자 발아를 조절하는 역할을 한다는 것을 의미한다.As a result, Pro35S:RCAR2 and Pro35S:RCAR5 plants showed lower germination rates (56.0% and 25.9%, respectively) than wild-type plants (64.4%) at 14 DAI (see FIG. 3C). After DAI 21, the number of etiolated seedlings did not differ between wild-type and Pro35S:RCAR2 , but still low values in Pro35S:RCAR5 plants (see FIGS. 3b and 3c). In Pro35S:RCAR5 , cold-induced germination inhibition showed normal growth 4 days after transfer to normal conditions (see FIG. 3D). The above results indicate that the RCAR5 gene plays a role in regulating seed germination under low temperature conditions.

실시예Example 4. 저온 조건에서 ABA 의존 경로를 통한 4. Through the ABA-dependent pathway under low temperature conditions Pro35S:RCAR5Pro35S:RCAR5 종자의 발아 지연 검증 Verification of delayed germination of seeds

상기 실시예 3에서 확인한 바와 같이 RCAR 유전자의 발현 수준은 종자 발아 및 육묘 성장에 있어서의 ABA 민감도와 양의 상관관계에 있다. Pro35S:RCAR5 종자만 저온에 의한 발아가 유의하게 지연된 것으로 나타났으나 ABA 과민성이 원인일 수도 있으므로 상기 가능성을 확인하기 위해, WT 및 Pro35S:RCAR5 계통의 종자를 ABA 생합성 억제제인 노르플루라존(norflurazon, NF)이 보충된 half strength MS 배지에 놓고 4℃의 암흑 조건에서 발아시켰다. 그 결과, 도 4a 및 4b에 나타난 바와 같이 NF 첨가는 모든 종자의 발아율을 용량 의존적으로 증가시켰고, 특히 14 DAI에서 Pro35S:RCAR5 계통의 발아율은 NF의 존재하에서 2 내지 6 배 증가하였다. 앞서 예상한 바와 같이, NF는 ABA-매개 종자 발아 억제에 대해 길항적 이었으며 NF 처리는 13 DAI에서 WT 종자의 48.2 내지 64.5%(NF가없는 경우 5.6 %)를 발아시키는 데 도움이 되었으며 Pro35S:RCAR5의 종자 발아를 최대 26%까지 촉진하였다.As confirmed in Example 3, the expression level of the RCAR gene was positively correlated with the ABA sensitivity in seed germination and seedling growth. Only Pro35S:RCAR5 seeds showed significant delay in germination due to low temperature, but ABA hypersensitivity may be the cause, so to confirm the possibility, seeds of the WT and Pro35S:RCAR5 strains were used as the ABA biosynthesis inhibitor norflurazon (norflurazon) . NF) was placed in a supplemented half strength MS medium and germinated in the dark conditions at 4°C. As a result, as shown in Figs. 4a and 4b, the addition of NF increased the germination rate of all seeds in a dose-dependent manner, and in particular, the germination rate of the Pro35S:RCAR5 line in 14 DAI increased 2 to 6 times in the presence of NF. As previously expected, NF was antagonistic against ABA-mediated seed germination inhibition, and NF treatment helped to germinate 48.2-64.5 % (5.6% without NF) of WT seeds at 13 DAI and Pro35S:RCAR5. Seed germination was promoted by up to 26%.

그러나 선택적인 발아전 제초제(preemergent herbicide)인 NF는 표백 및 식물에 대한 광산화 스트레스를 일으키므로 상기와 같은 바람직하지 않은 효과를 피하기 위해 ABA가 결핍된 aba1 -6(Pro35S:RCAR5 / aba1 - 6)에서 RCAR5 유전자를 과발현시켜 저온 하에서 ABA 신호 전달과 지연된 종자 발아 사이의 연관성을 보다 상세하게 분석하였다. 그 결과, 도 4a에 도시된 데이터와 일치하여, aba1 -6 종자는 WT에 비해 거의 2배 증가된 발아 및 더 긴 어린 뿌리(radicle)를 나타내었다(도 4c 및 5d 참조). RCAR5 유전자의 과발현은 어떠한 변화도 일으키지 않았으며 Pro35S:RCAR5/aba1-6 식물의 발아율은 aba1 -6의 발아율과 통계적으로 다르지 않았다. 상기 결과는 RCAR5가 ABA 의존 경로를 통해 저온조건에서 발아를 지연시키는데 기여한다는 것을 의미한다.However, selective herbicides before germination (preemergent herbicide), because the NF is the cause of stress for the photo-oxidation and bleaching plant ABA deficiency in order to avoid undesirable effects such as the aba1 -6: - in (Pro35S RCAR5 / aba1 6) The relationship between ABA signaling and delayed seed germination under low temperature was analyzed in more detail by overexpressing the RCAR5 gene. As a result, consistent with the data shown in Fig. 4A, the aba1 -6 seeds showed nearly twice increased germination and longer radicles compared to WT (see Figs. 4C and 5D). The overexpression of the RCAR5 gene did not cause any changes, and the germination rate of Pro35S :RCAR5/aba1-6 plants was not statistically different from that of aba1 -6 . These results imply that RCAR5 contributes to delaying germination under low temperature conditions through an ABA-dependent pathway.

또한, bZIP 전사인자로서 ABI5는 건조 종자에서 주로 발현되며 종자 발아 및 초기 육묘 성장 발달 동안 ABA 신호 전달에 양성적 역할을 한다. abi5 돌연변이는 강화된 ABA-감작을 나타내지만(도 5a 및 5b 참조), ABI5 과발현 식물은 ABA에 과민 반응을 보였다. ABI5가 RCAR의 하류(downstream)에서 작용하기 때문에, abi5 돌연변이체에서 RCAR5 유전자의 과발현은 발아 및 묘목 형성과 관련하여 abi5의 ABA 민감성에 영향을 미치지 않았다(도 5a 내지 5e 참조).In addition, as a bZIP transcription factor, ABI5 is primarily expressed in dried seeds and plays a positive role in ABA signaling during seed germination and early seedling growth development. The abi5 mutation showed enhanced ABA-sensitization (see FIGS. 5A and 5B), but plants overexpressing ABI5 showed hypersensitivity to ABA. Because ABI5 acts downstream of RCAR , overexpression of the RCAR5 gene in the abi5 mutant did not affect the ABA sensitivity of abi5 with respect to germination and seedling formation (see Figs. 5A-5E).

상기 감소된 ABA 감도에 기초하여, 저온하에서 abi5Pro35S:RCAR5 / abi5 종자의 증가된 발아를 예상했다. 그러나 도 5f 및 5g에 나타난 바와 같이 abi5의 발아율은 WT에 비해 약간 감소하였으나 통계적으로 유의하지는 않았으며 발아된 모종의 짧은 뿌리의 길이는 더 짧았다. 또한, Pro35S:RCAR5 / aba1 -6 작물과 대조적으로, abi5에서 RCAR5 유전자의 과발현은 저온 하에서 증가된 발아 억제를 나타내었고, Pro35S:RCAR5 / abi5의 발아율은 Pro35S:RCAR5 식물의 발아율과 유사 하였다. 상기 데이터는 Pro35S:RCAR5 식물의 저온 유도된 발아 지연은 절대적으로 내인성 ABA에 의존하며 ABI5에 의해 조절되는 ABA 감수성에 상관없이 발생한다는 것을 의미한다.Based on the reduced ABA sensitivity, increased germination of abi5 and Pro35S:RCAR5 / abi5 seeds under low temperature was expected. However, as shown in FIGS. 5F and 5G, the germination rate of abi5 was slightly decreased compared to WT, but was not statistically significant, and the length of the short roots of the germinated seedlings was shorter. Also, Pro35S: RCAR5 / aba1 -6 to crops in contrast, over-expression of genes in RCAR5 abi5 is exhibited an increased germination inhibition at a low temperature, Pro35S: germination of RCAR5 / abi5 is Pro35S: was similar to the germination of plant RCAR5. The data indicate that the cold-induced delay in germination of Pro35S:RCAR5 plants is absolutely dependent on endogenous ABA and occurs regardless of the ABA susceptibility regulated by ABI5.

실시예 5. Example 5. Pro35S:RCAR5Pro35S:RCAR5 형질전환식물의 저온스트레스 저항성 증진 검증 Verification of improvement of resistance to cold stress in transgenic plants

탈수 스트레스 하에서 Pro35S:RCAR5 식물은 WT에 비해 잎으로부터의 증발 수분 손실을 방지함으로써 가뭄 내성이 향상되었으며, 저온 스트레스는 잎을 시들게 하고 기공 폐쇄를 유발한다. 이를 바탕으로 저온에 반응한 Pro35S:RCAR5 식물의 표현형을 검사했다. 그 결과, 도 6a에 나타난 바와 같이 24시간 동안 4 ℃에서 인큐베이션 후, WT 식물은 현저히 시들었으나 Pro35S:RCAR5 식물은 WT 식물과 비교하여 표현형 차이를 나타내지 않았다.Under dehydration stress, Pro35S:RCAR5 plants have improved drought tolerance by preventing evaporative moisture loss from leaves compared to WT, and cold stress causes leaves to wilt and pore occlusion. Based on this, the phenotype of Pro35S:RCAR5 plants reacted to low temperatures was examined. As a result, as shown in FIG. 6A, after incubation at 4° C. for 24 hours, WT plants significantly withered, but Pro35S:RCAR5 plants did not show a phenotypic difference compared to WT plants.

또한, 저온에 의한 탈수를 정량적으로 모니터링하기 위해 WT 및 Pro35S:RCAR5 식물 지상부의 생중량을 동일한 조건 및 시간에서 측정하였다. 그 결과, 도 6b에 나타난 바와 같이 수분 손실은 WT에서 Pro35S:RCAR5보다 급속히 일어나는 것으로 나타났다. 4℃에서 24시간 배양후, WT의 생중량은 약 44%까지 감소했지만 Pro35S:RCAR5 에서는 29% 감소에 그쳤다.In addition, in order to quantitatively monitor dehydration due to low temperature, the fresh weight of the above-ground parts of WT and Pro35S:RCAR5 plants was measured under the same conditions and times. As a result, as shown in Fig. 6b, it was found that moisture loss occurs more rapidly than Pro35S:RCAR5 in WT. After incubation at 4° C. for 24 hours, the fresh weight of WT decreased to about 44%, but only 29% in Pro35S:RCAR5 .

나아가, 상기 차이가 저온 유도성 기공 폐쇄와 관련이 있는지를 테스트하기 위해, WT 및 Pro35S:RCAR5 식물의 잎 표면 온도를 측정한 결과, 도 6c 및 6d에 나타난 바와 같이 정상적인 조건에서 WT와 Pro35S:RCAR5 식물 사이에는 차이가 없었으나 4℃에서 배양한 경우 Pro35S:RCAR5 식물은 WT와 비교하여 모든 검사 시점에서 높은 잎 온도를 나타내었으며, 특히 배양 4시간 후에 두 식물간에 유의한 차이가 나타났다. 또한, 도 6e 및 6f에 나타난 바와 같이 Pro35S:RCAR5 식물의 기공개도는 WT 식물의 기공개도보다 작았으며, 저온처리를 하지 않은 식물과 비교하여, 저온 처리시 WT 및 Pro35S:RCAR5 식물의 평균 기공개도는 각각 31 % 및 40 % 감소하였다. 이는 RCAR5가 저온 유발성 기공폐쇄에 관여함을 의미한다.Further, in order to test whether the difference is related to cold-induced pore occlusion, the results of measuring the leaf surface temperature of WT and Pro35S:RCAR5 plants, WT and Pro35S:RCAR5 under normal conditions as shown in Figs.6c and 6d. There was no difference between plants, but when cultured at 4°C, Pro35S:RCAR5 plants showed higher leaf temperature at all test points compared to WT, and in particular, significant differences were found between the two plants after 4 hours of culture. In addition, as shown in Figs. 6e and 6f, the pore opening degree of the Pro35S:RCAR5 plant was smaller than that of the WT plant, and compared with the plant not subjected to low temperature treatment, the average pore opening degree of the WT and Pro35S:RCAR5 plants during low temperature treatment Decreased by 31% and 40%, respectively. This means that RCAR5 is involved in cold-induced pore occlusion.

상기 결과에서 확인한 바와 같이 RCAR5 유전자의 과발현이 ABA-과민성 기공폐쇄와 함께 빠른 저온 유도성 기공폐쇄를 유발하기 때문에, Pro35S:RCAR5 식물이 WT에 비해 저온 스트레스에 내성이 있다고 판단한 다음 이를 확인하기 위해 WT 및 Pro35S:RCAR5의 7일된 모종을 7일 및 28일 동안 16시간의 광주기 및 4℃에 노출시켜 저온 스트레스를 가하였다. 그 결과, 도 6g에 나타난 바와 같이 예상대로 비교적 많은 수의 Pro35S:RCAR5 모종은 저온 스트레스를 처리하지 않은 경우에 비하면 성장이 약화되었지만 잘 성장하였으나 WT 모종은 심하게 시들거나 심지어 자라지 않아, 도 6h에 나타난 바와 같이 저온 처리후 28 일째에 Pro35S:RCAR5 모종이 현저히 높은 생존율을 나타냈다.As confirmed from the above results, since overexpression of the RCAR5 gene causes rapid cold-induced pore blockage with ABA-sensitive pore blockage, Pro35S:RCAR5 plants were determined to be resistant to cold stress compared to WT, and then WT to confirm this. And 7-day-old seedlings of Pro35S:RCAR5 were exposed to a photoperiod of 16 hours and 4° C. for 7 and 28 days to apply low temperature stress. As a result, as expected, as shown in FIG. 6G, a relatively large number of Pro35S:RCAR5 seedlings grew weaker than when not treated with low temperature stress, but grew well, but WT seedlings did not wither or even grow severely, as shown in FIG. 6H. As shown, on the 28th day after low temperature treatment, Pro35S:RCAR5 seedlings showed a remarkably high survival rate.

또한, 저온 스트레스 하에서 세포막은 종종 차가운 스트레스에 의한 탈수로 인해 손상을 입으므로 저온 스트레스에 대한 식물 반응능력의 지표로서 상대적 전해질 누출(relative electrolyte leakage)에 의해 식물의 막손상 정도를 평가하였다. 그 결과, 도 6i에 나타난 바와 같이 Pro35S:RCAR5 식물의 높은 생존율과 일치하여, 상기 형질전환식물은 WT에 비해 현저히 낮은 전해질 누출을 보였다.In addition, cell membranes under low temperature stress are often damaged due to dehydration due to cold stress, so the degree of damage to the membrane of plants by relative electrolyte leakage was evaluated as an indicator of the plant's ability to react to low temperature stress. As a result, as shown in Fig. 6i, consistent with the high survival rate of Pro35S:RCAR5 plants, the transgenic plants showed significantly lower electrolyte leakage compared to WT.

실시예Example 6. 6. Pro35S:RCAR5Pro35S:RCAR5 형질전환식물에서 저온 스트레스 처리에 의한 저온 반응성 유전자의 발현 확인 Confirmation of expression of low-temperature responsive genes in transgenic plants by low-temperature stress

Pro35S:RCAR5 형질전환식물에서 저온 스트레스 처리시 저온 반응성 유전자의 발현을 분석하기 위해 CBF1 -3( AT4G25490 , AT4G25470 , AT4G25480 ), RD29A(AT5G52310), RD29B ( AT5G52300 ), RAB18 ( AT5G66400 ), DREB2A ( AT5G05410 ), COR15A ( AT2G42540 ), COR47 ( AT1G20440 ), RD26( AT4G27410 ), KIN1 -2 ( AT3G21960 , AT5G15970)을 포함하는 저온 스트레스, 수분 스트레스 및 ABA 신호 전달과 관련된 12개의 대표적인 유전자를 선정하고 저온 처리시 발현 패턴을 qRT-PCR로 분석하였다. In order to analyze the expression of cold-responsive genes during cold stress treatment in Pro35S:RCAR5 transgenic plants, CBF1 -3 ( AT4G25490 , AT4G25470 , AT4G25480 ), RD29A (AT5G52310), RD29B ( AT5G52300 ), RAB18 ( AT5G66400 ), DREB2A ( AT5G05410 ) , COR15A ( AT2G42540 ), COR47 ( AT1G20440 ), RD26 ( AT4G27410 ), KIN1 -2 ( AT3G21960 , AT5G15970) selected 12 representative genes related to low temperature stress, water stress and ABA signaling, and expression patterns during low temperature treatment Was analyzed by qRT-PCR.

그 결과, 도 7에 나타난 바와 같이 CBF1 -3, RD29ADREB2A의 경우는 저온처리 후 6시간 및/또는 12시간에서 발현이 줄어드는 정반대의 패턴을 보였으나 이외의 경우는 WT보다 Pro35S:RCAR5 형질 전환 식물에서 유전자 발현이 높았다. 상기 결과는 저온, 탈수 및/또는 ABA 유도 유전자의 상향 조절이 저온에 대한 Pro35S:RCAR5 형질 전환 식물의 내성 강화에 기여할 수 있음을 의미한다.As a result, as shown in FIG. 7, CBF1 -3, RD29A and DREB2A showed the opposite pattern of decreasing expression at 6 hours and/or 12 hours after cold treatment, but in other cases, Pro35S:RCAR5 transformation than WT Gene expression was high in plants. The above results indicate that low temperature, dehydration and/or upregulation of the ABA-inducing gene may contribute to enhancing the tolerance of Pro35S:RCAR5 transgenic plants to low temperature.

전술한 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 description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.

<110> Chung-Ang University Industry-Academy Cooperation Foundation <120> Method for improving the resistance to cold stress using ABA receptor RCAR5 in plants <130> MP19-078 <160> 28 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 486 <212> DNA <213> RCAR5 <400> 1 atggaaactt ctcaaaaata tcatacgtgc ggttccacac tagtacaaac tatagatgct 60 ccactatctc tagtttggtc aattctacgt cggtttgata accctcaagc ctacaaacaa 120 ttcgtgaaaa cgtgcaatct aagctccggc gatggaggag aaggctccgt ccgtgaagtg 180 acggtggttt ccggtcttcc agcggagttc agccgagaga gattagatga acttgacgat 240 gagtctcatg tgatgatgat tagcattata ggtggtgatc atcgtttggt taattaccgg 300 tcgaaaacga tggcgtttgt ggcggcggat acggaggaga agacggtggt ggtggagagt 360 tatgtggtgg atgtgccgga aggaaatagt gaggaggaaa cgacgtcttt tgctgataca 420 atcgttgggt ttaatcttaa gtcattggct aagctctcgg agagggtggc tcatctaaag 480 ttgtaa 486 <210> 2 <211> 161 <212> PRT <213> RCAR5 <400> 2 Met Glu Thr Ser Gln Lys Tyr His Thr Cys Gly Ser Thr Leu Val Gln 1 5 10 15 Thr Ile Asp Ala Pro Leu Ser Leu Val Trp Ser Ile Leu Arg 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improving the resistance to cold stress using ABA receptor RCAR5 in plants <130> MP19-078 <160> 28 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 486 <212> DNA <213> RCAR5 <400> 1 atggaaactt ctcaaaaata tcatacgtgc ggttccacac tagtacaaac tatagatgct 60 ccactatctc tagtttggtc aattctacgt cggtttgata accctcaagc ctacaaacaa 120 ttcgtgaaaa cgtgcaatct aagctccggc gatggaggag aaggctccgt ccgtgaagtg 180 acggtggttt ccggtcttcc agcggagttc agccgagaga gattagatga acttgacgat 240 gagtctcatg tgatgatgat tagcattata ggtggtgatc atcgtttggt taattaccgg 300 tcgaaaacga tggcgtttgt ggcggcggat acggaggaga agacggtggt ggtggagagt 360 tatgtggtgg atgtgccgga aggaaatagt gaggaggaaa cgacgtcttt tgctgataca 420 atcgttgggt ttaatcttaa gtcattggct aagctctcgg agagggtggc tcatctaaag 480 ttgtaa 486 <210> 2 <211> 161 <212> PRT <213> RCAR5 <400> 2 Met Glu Thr Ser Gln Lys Tyr His Thr Cys Gly Ser Thr Leu Val Gln 1 5 10 15 Thr Ile Asp Ala Pro Leu Ser Leu Val Trp Ser Ile Leu Arg Arg Phe 20 25 30 Asp Asn Pro Gln Ala Tyr Lys Gln Phe Val Lys Thr Cys Asn Leu Ser 35 40 45 Ser Gly Asp Gly Gly Glu Gly Ser Val Arg Glu Val Thr Val Val Ser 50 55 60 Gly Leu Pro Ala Glu Phe Ser Arg Glu Arg Leu Asp Glu Leu Asp Asp 65 70 75 80 Glu Ser His Val Met Met Ile Ser Ile Ile Gly Gly Asp His Arg Leu 85 90 95 Val Asn Tyr Arg Ser Lys Thr Met Ala Phe Val Ala Ala Asp Thr Glu 100 105 110 Glu Lys Thr Val Val Val Glu Ser Tyr Val Val Asp Val Pro Glu Gly 115 120 125 Asn Ser Glu Glu Glu Thr Thr Ser Phe Ala Asp Thr Ile Val Gly Phe 130 135 140 Asn Leu Lys Ser Leu Ala Lys Leu Ser Glu Arg Val Ala His Leu Lys 145 150 155 160 Leu <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Actin8 Forward primer <400> 3 caactatgtt ctcaggtatt gcaga 25 <210> 4 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Actin8 Reverse primer <400> 4 gtcatggaaa cgatgtctct ttagt 25 <210> 5 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COR15A Forward primer <400> 5 gatacattgg gtaaagaagc tgaga 25 <210> 6 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COR15A Reverse primer <400> 6 acatgaagag agaggatatg gatca 25 <210> 7 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DREB2A Forward primer <400> 7 ctacaaagcc tcaactacgg aatac 25 <210> 8 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> DREB2A Reverse primer <400> 8 aaactcggat agagaatcaa cagtc 25 <210> 9 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COR47 Forward primer <400> 9 tgaagaggaa gtgaagaaag aaaaa 25 <210> 10 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> COR47 Reverse primer <400> 10 aaaataaagg atcaaatgca atcaa 25 <210> 11 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CBF1 Forward primer <400> 11 gatgaggaga caatgtttgg gatgc 25 <210> 12 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CBF1 Reverse primer <400> 12 ggaaacgact atcgaatatt agtaactc 28 <210> 13 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CBF2 Forward primer <400> 13 tcggttcaat ggaactataa ttttg 25 <210> 14 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CBF2 Reverse primer <400> 14 ttaccattta cattcgtttc tcaca 25 <210> 15 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CBF3 Forward primer <400> 15 gcgtttcagg atgagatgtg tgatg 25 <210> 16 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> CBF3 Reverse primer <400> 16 tgtacggacg gaagcggca 19 <210> 17 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RAB18 Forward primer <400> 17 ggaagaaggg aataacacaa aagat 25 <210> 18 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RAB18 Reverse primer <400> 18 gcgttacaaa ccctcattat tttta 25 <210> 19 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RD29A Forward primer <400> 19 cacaatcact tggctccact gttg 24 <210> 20 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RD29A Reverse primer <400> 20 acctagtagc tggtatggag gaact 25 <210> 21 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RD29B Forward primer <400> 21 gttgaagagt ctccacaatc acttg 25 <210> 22 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RD29B Reverse primer <400> 22 atacaaatcc ccaaactgaa taaca 25 <210> 23 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RD26 Forward primer <400> 23 aggtcttaat ccaattccag agcta 25 <210> 24 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RD26 Reverse primer <400> 24 acccatcagt aacttcacat ctctc 25 <210> 25 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> KIN1 Forward primer <400> 25 tgttaacttc gtgaaggaca agac 24 <210> 26 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> KIN1 Reverse primer <400> 26 aagtttggct cgtctaataa ttttg 25 <210> 27 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> KIN2 Forward primer <400> 27 tgttaacttc gtgaaggaca agac 24 <210> 28 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> KIN2 Reverse primer <400> 28 acaacaacaa gtacgatgag tacga 25

Claims (5)

삭제delete 삭제delete 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 RCAR5(Regulatory Components ABA Receptor 5) 유전자 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 RCAR5 단백질을 유효성분으로 포함하는, 식물체의 저온 스트레스 저항성 증진용 조성물.
RCAR5 (Regulatory Components ABA Receptor 5) gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or RCAR5 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 as an active ingredient, a composition for improving the resistance to low temperature stress of a plant.
하기의 단계를 포함하는, 식물체의 저온 스트레스 저항성 증진방법:
(a) RCAR5(Regulatory Components ABA Receptor 5) 단백질을 암호화하는 서열번호 1의 유전자를 식물체에 형질전환 하는 단계; 및
(b) 상기 형질전환된 식물체에서 RCAR5 단백질을 과발현시키는 단계.
Method for improving the resistance to low temperature stress of plants, comprising the following steps:
(a) transforming the gene of SEQ ID NO: 1 encoding the RCAR5 (Regulatory Components ABA Receptor 5) protein into a plant; And
(b) overexpressing the RCAR5 protein in the transformed plant.
제4항의 방법에 의해 저온 스트레스 저항성이 증진된 형질전환 식물체.Transgenic plants with improved resistance to low temperature stress by the method of claim 4.
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