KR19990030639A - Flowering-time regulating genes, vectors comprising the same and plants transformed thereby - Google Patents

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안경숙
강홍규
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정명식
학교법인 포항공과대학교
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Abstract

본 발명은 벼, 사과 등의 식물체에서 분리된 개화시기 조절 유전자인 OsMADS5-8, MdMADS3 및 4, 이들을 함유하는 발현 벡터 및 이 발현 벡터로 형질전환된 담배, 페튜니아, 벼 등의 식물체에 관한 것으로, 이러한 형질전환에 의해 개화시기의 환경에 영향을 받지 않고 식물의 조기 개화 및 왜성 현상을 유도하여 생육 기간을 단축하고 작물 생산량을 증대할 수 있다.The present invention relates to OsMADS5-8, MdMADS3 and 4, which are flowering time control genes isolated from plants such as rice and apple, and expression vectors containing them, and plants such as tobacco, petunia and rice transformed with the expression vectors. By this transformation, it is possible to induce early flowering and dwarfism of plants without being affected by the environment of flowering time, shorten the growth period and increase crop yield.

Description

개화시기 조절 유전자, 이를 포함하는 벡터 및 이에 의해 형질전환된 식물체Flowering-time regulating genes, vectors comprising the same and plants transformed thereby

본 발명은 개화시기 조절 유전자, 이를 포함하는 발현 벡터 및 이 벡터로 형질전환된 식물체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 벼, 사과 등의 식물체에서 분리된 개화시기 조절 유전자들, 이들을 함유하는 발현 벡터 및 이것으로 담배, 페튜니아, 벼 등의 식물체를 형질전환시켜 제조된 형질전환 식물체에 관한 것이다.The present invention relates to a flowering time regulation gene, an expression vector comprising the same, and a plant transformed with the vector, and more specifically, flowering time regulation genes isolated from plants such as rice and apple, expression vectors containing them, and This relates to a transgenic plant produced by transforming plants such as tobacco, petunia, and rice.

각 식물은 특정 계절에 꽃이 피며 개화 시기는 식물의 내적 조건인 크기 등에 의해 결정되며, 이외에 광주기, 온도 등 다양한 환경적 요인이 개화 시기에 결정적인 영향을 미친다.Each plant blooms in a particular season, and the timing of flowering is determined by the size, which is an internal condition of the plant, and various environmental factors such as photoperiod and temperature have a decisive influence on the flowering time.

이러한 식물의 내적 요인 및 환경적 요인은 개화시기 조절 유전자의 발현을 조절함으로써 이루어지는 것으로 알려져 있으므로, 개화시기 조절 유전자를 분리하여 인위적으로 이의 발현을 조절할 수 있다면 식물의 개화 시기를 조절할 수 있을 것이다.Since the internal and environmental factors of the plant are known to be controlled by controlling the expression of the flowering time regulation gene, if the isolation of the flowering time regulation gene can be artificially regulated its expression, the flowering time of the plant can be controlled.

이에, 본 출원인은 낙동 벼로부터 OsMADS1이라고 불리우는 개화시기 조절 유전자를 분리해내었다(Chung, Y. Y. et al, Plant Mol. Biol., 26, 657-665(1994)). OsMADS1은 MADS box 유전자류에 속하는 유전자로 상동성이 매우 높은 MADS box 및 K box를 가진 조절 유전자이다. OsMADS1 유전자 기능을 연구하기 위해 담배에 형질전환시켜 발현시킨 결과 담배의 개화시기가 현저히 앞당겨졌을 뿐 아니라 키가 현저히 작아지는 왜성 현상이 관찰되었다. MADS box 유전자는 꽃기관의 발달에 관여하는 것으로 알려져 있었으나, 상기 연구에 의해 개화시기 조절에도 관여한다는 것이 밝혀졌다. OsMADS1 유전자가 발현되도록 형질전환된 식물의 조기 개화 현상 및 왜성 현상은 발현되는 OsMADS1 mRNA의 양에 비례하였으며, 광합성 능력 등 다른 생리적 현상은 형질전환체와 형질전환되지 않은 대조구 사이에 별차이가 없어 OsMADS1 유전자에 의해 생산량은 저하되지 않으면서 개화 시기를 앞당길 수 없어 생육 기간이 줄어든 신품종을 육성할 수 있는 가능성을 제시하였다.Thus, Applicant has isolated the flowering time regulation gene called OsMADS1 from Nakdong rice (Chung, Y. Y. et al, Plant Mol. Biol., 26, 657-665 (1994)). OsMADS1 is a gene belonging to the MADS box gene family and is a regulatory gene having a highly homologous MADS box and K box. To study the function of the OsMADS1 gene, the transformed tobacco was expressed not only significantly earlier than the flowering period but also significantly shortened in height. The MADS box gene has been known to be involved in the development of flower organs, but it has been found by the above studies that the MADS box gene is also involved in flowering time regulation. Early flowering and dwarfing of plants transformed to express OsMADS1 genes were proportional to the amount of OsMADS1 mRNA expressed, and other physiological phenomena such as photosynthetic ability did not differ between transformants and untransformed controls. This suggests the possibility of breeding new varieties with shorter growth periods as the production time cannot be accelerated without decreasing the production by genes.

본 발명자들은 이와 같이 식물체의 개화 시기를 앞당기고 왜성 현상을 유도하는 기능을 갖는 개화시기 조절 유전자들을 이용하여 작물의 생육 기간을 감소시켜 생산량을 증대시키는 방법을 계속 연구한 결과, 벼 및 사과로부터 OsMADS1 외에 다른 개화시기 조절 유전자들을 분리하였으며 이들을 담배 등의 작물에서 발현시켜 계절에 관계 없는 조기 개화, 왜성 현상 등이 유도됨을 알아 내어 본 발명의 완성에 이르게 되었다.The inventors of the present invention continue to study how to increase the yield by reducing the growth period of the crops by using the flowering period control genes that have the function of accelerating the flowering period and inducing dwarfity. Thus, OsMADS1 from rice and apple In addition to other flowering time regulation genes were isolated and they were expressed in crops such as tobacco to find out that early flowering, dwarfism, etc. regardless of the season was induced to complete the present invention.

본 발명의 목적은 계절에 관계 없이 작물의 조기 개화를 유도하여 생육 기간을 단축하고 생산량을 증대하는데 유용하게 이용할 수 있는 개화시기 조절 유전자, 이를 함유하는 발현 벡터 및 이로 형질전환된 식물체를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a flowering time control gene, an expression vector containing the same, and a plant transformed therein, which can be usefully used to induce early flowering of crops regardless of seasons to shorten the growth period and increase the yield. .

도 1은 본 발명에 따라 벼에서 분리된 개화시기 조절 유전자 OsMADS5의 염기서열 및 아미노산 서열을 나타낸 것이고,Figure 1 shows the nucleotide sequence and amino acid sequence of OsMADS5 flowering time regulation gene isolated from rice in accordance with the present invention,

도 2는 OsMADS5의 아미노산 서열과 다른 MADS box 유전자들의 아미노산 서열을 비교하여 나타낸 것이며,2 shows a comparison between the amino acid sequence of OsMADS5 and the amino acid sequence of other MADS box genes.

도 3은 OsMADS5 유전자를 함유하는 발현 벡터 pGA1348로 형질전환된 담배와 무처리 대조구 담배의 사진(배율: 1/10배)이고,3 is a photograph (magnification: 1 / 10-fold) of the tobacco transformed with the expression vector pGA1348 containing the OsMADS5 gene and untreated control tobacco,

도 4는 본 발명에 따라 벼에서 분리된 개화시기 조절 유전자 OsMADS6의 염기 서열 및 아미노산 서열을 나타낸 것이며,Figure 4 shows the nucleotide sequence and the amino acid sequence of the flowering time regulation gene OsMADS6 isolated from rice in accordance with the present invention,

도 5는 OsMADS6 유전자를 함유하는 발현벡터 pGA1349로 형질전환된 담배와 무처리 대조구 담배의 사진(배율: 1/10배)이며,Figure 5 is a photograph (magnification: 1/10 times) of the tobacco transformed with the expression vector pGA1349 containing the OsMADS6 gene and untreated control tobacco,

도 6은 본 발명에 따라 벼에서 분리된 개화시기 조절 유전자 OsMADS7의 염기 서열 및 아미노산 서열을 나타낸 것이고,Figure 6 shows the nucleotide sequence and amino acid sequence of the flowering time regulation gene OsMADS7 isolated from rice in accordance with the present invention,

도 7는 OsMADS7 유전자를 함유하는 발현벡터 pGA1350로 형질전환된 담배와 무처리 대조구 담배의 사진(배율: 1/10배)이며,7 is a photograph (magnification: 1 / 10-fold) of the tobacco transformed with the expression vector pGA1350 containing the OsMADS7 gene and untreated control tobacco,

도 8은 본 발명에 따른 벼에서 분리된 개화시기 조절 유전자 OsMADS8의 염기 서열 및 아미노산 서열을 나타낸 것이고,8 shows the nucleotide sequence and the amino acid sequence of the flowering time regulation gene OsMADS8 isolated from rice according to the present invention,

도 9는 OsMADS8 유전자를 함유하는 발현벡터 pGA1351로 형질전환된 담배와 무처리 대조구 담배의 사진(배율: 1/10배)이고,9 is a photograph (magnification: 1 / 10-fold) of the tobacco transformed with the expression vector pGA1351 containing the OsMADS8 gene and the untreated control tobacco,

도 10은 본 발명에 따라 사과에서 분리된 개화시기 조절 유전자 MdMADS3의 염기 서열 및 아미노산 서열을 나타낸 것이고,10 shows the nucleotide sequence and amino acid sequence of the flowering time regulation gene MdMADS3 isolated from apples according to the present invention,

도 11은 MdMADS3 유전자를 함유하는 발현벡터 pGA1534로 형질전환된 담배 및 무처리 대조구 담배의 사진(배율: 1/10배)이며,11 is a photograph (magnification: 1 / 10-fold) of tobacco and untreated control tobacco transformed with the expression vector pGA1534 containing the MdMADS3 gene,

도 12는 본 발명에 따라 사과에서 분리된 개화시기 조절 유전자 MdMADS4의 염기 서열 및 아미노산 서열을 나타낸 것이고,12 shows the nucleotide sequence and amino acid sequence of the flowering time regulation gene MdMADS4 isolated from apples according to the present invention,

도 13은 MdMADS4 유전자를 함유하는 발현벡터 pGA1588로 형질전환된 담배 및 무처리 대조구 담배의 사진(배율: 1/10배)이며,FIG. 13 is a photograph (magnification: 1 / 10-fold) of tobacco and untreated control tobacco transformed with the expression vector pGA1588 containing the MdMADS4 gene,

도 14는 OsMADS1 유전자를 함유하는 발현벡터 pGA1209를 도시한 것이고,14 shows the expression vector pGA1209 containing the OsMADS1 gene,

도 15는 OsMADS1 유전자를 함유하는 발현벡터 pGA1209로 형질전환된 페튜니아와 무처리 대조구 페튜니아의 사진(배율: 1/10)배 이며,15 is a photograph (magnification: 1/10) fold of petunias and untreated control petunias transformed with the expression vector pGA1209 containing the OsMADS1 gene,

도 16는 OsMADS1 유전자를 함유하는 발현벡터 pGA1268을 도시한 것이고,Figure 16 shows the expression vector pGA1268 containing OsMADS1 gene,

도 17은 OsMADS1 유전자를 함유하는 발현벡터 pGA1268에 의해 형질전환된 벼들의 무처리 대조구 벼의 사진(배율: 1/5배)이며,17 is a photograph (magnification: 1 / 5-fold) of untreated control rice of rice transformed with expression vector pGA1268 containing OsMADS1 gene,

도 18A 및 18B는 OsMADS1 유전자를 함유하는 발현벡터 pGA1209로 형질전환된 메릴랜드 메머드(Maryland Mammoth)의 후대 및 무처리 대조구를 단일 건조 및 장일 조건 각각에서 생육시켜 개화 정도 및 크기를 비교한 사진(배율: 1/10배)이며,Figures 18A and 18B are photographs comparing the degree and size of flowering by growing progeny and untreated controls of Maryland Mammoth transformed with expression vector pGA1209 containing OsMADS1 gene under single dry and long day conditions, respectively (magnification: 1/10 times)

도 19는 OsMADS1 유전자를 함유하는 발현벡터 pGA1209로 형질전환된 메릴랜드 메머드의 OsMADS1 mRNA 축적량을 분석한 결과이고,19 is a result of analyzing the accumulation of OsMADS1 mRNA of Maryland mammoth transformed with the expression vector pGA1209 containing the OsMADS1 gene,

도 20A 및 20B는 각각 OsMADS1 유전자를 함유하는 발현벡터 pGA1209로 형질전환된 니코티아나 실베스트리스(Nicotiana sylvestris)의 후대 및 무처리 대조구를 단일 조건 및 장일 조건 각각에서 생육시켜 개화 정도 및 크기를 비교한 사진(배율: 1/10배)이며,20A and 20B are photographs comparing the degree and size of flowering by growing progeny and untreated controls of Nicotiana sylvestris transformed with the expression vector pGA1209 containing the OsMADS1 gene under single and long-term conditions, respectively. (Magnification: 1/10 times),

도 21은 OsMADS1 유전자를 함유하는 발현벡터 pGA1209로 형질전환된 니코티아나 실베스트리스의 OsMADS1 mRNA 축적량을 분석한 결과이다.Figure 21 shows the results of analyzing the amount of OsMADS1 mRNA accumulation of Nicotiana Sylvestris transformed with the expression vector pGA1209 containing the OsMADS1 gene.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 벼에서 분리된 개화시기 조절유전자 OsMADS5, OsMADS6, OsMADS7 및 OsMADS8과 사과에서 분리된 개화시기 조절유전자 MdMADS3 및 MdMADS4, 이들 각각을 함유하는 발현 벡터, 그리고 이들 벡터에 의해 형질전환된 담배를 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, flowering time control genes OsMADS5, OsMADS6, OsMADS7 and OsMADS8 isolated from rice and flowering time control genes MdMADS3 and MdMADS4 isolated from apples, and expression vectors containing each of them, and these vectors To provide a transformed tobacco.

본 발명에 따르면 또한 OsMADS1을 함유하는 발현 벡터에 의해 형질전환된 페튜니아, 벼, 메릴랜드 메머드(Maryland Mammoth) 및 니코티아나 실베스트리스(Nicotiana sylvestris)가 제공된다.According to the invention there is also provided petunia, rice, Maryland Mammoth and Nicotiana sylvestris transformed with an expression vector containing OsMADS1.

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

본 발명에서는 본 출원인에 의해 보고된 벼의 OsMADS1 cDNA(Chung, Y.Y.etal, Plant Mol. Biol., 26, 657-665(1994)를 탐침으로 하여 벼 꽃의 λZapII cDNA 라이브러리를 탐색하여 OsMADS1과 유사한 4개의 개화시기 조절 유전자를 분리하였다.In the present invention, the λZapII cDNA library of rice flowers was searched using OsMADS1 cDNA of rice reported by the applicant (Chung, YY et al, Plant Mol. Biol., 26, 657-665 (1994) as a probe and similar to OsMADS1. Dog flowering time regulatory genes were isolated.

상기 벼 꽃 cDNA 라이브러리를 초기 벼 꽃으로부터 mRNA를 분리하고, 이로부터 이중가닥 cDNA를 합성하여 파아지 벡터에 클로닝한 후 패키징하여 제작한다.The rice flower cDNA library is prepared by separating mRNA from early rice flowers, synthesizing a double-stranded cDNA, cloning the phage vector, and packaging.

이렇게 제작된 벼 꽃의 cDNA 라이브러리를 OsMADS1 cDNA로 탐색하여 양성반응을 보이는 클론을 선별한다. 선별된 양성 클론으로부터 cDNA 단편이 삽입된 재조합 플라스미드 pGA1340, pGA1341, pGA1342 및 pGA1343을 얻은 다음 생거 등의 방법(Sanger, F. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74, 5463-5467(1977)에 따라 cDNA 단편의 염기 서열을 결정한다.The cDNA library of the prepared rice flower was searched with OsMADS1 cDNA to select clones that showed positive reaction. Recombinant plasmids pGA1340, pGA1341, pGA1342 and pGA1343 with cDNA fragments were obtained from the selected positive clones, and then Sanger et al. (Sanger, F. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74, 5463-5467). (1977) determine the nucleotide sequence of the cDNA fragment.

이와 같이 벼 꽃 cDNA 라이브러리로부터 염기 서열이 결정된 4개의 개화시기 조절 유전자들은 각각 도 1, 4, 6 및 8에 나타낸 뉴클레오티드 서열을 가지며, 이들은 각각 OsMADS5(pGA1340), OsMADS6(pGA1341), OsMADS7(pGA1342) 및 OsMADS8(pGA1343)로 명명하였다.Thus, the four flowering time control genes whose base sequences were determined from the rice flower cDNA library have nucleotide sequences shown in FIGS. 1, 4, 6, and 8, respectively, which are OsMADS5 (pGA1340), OsMADS6 (pGA1341), and OsMADS7 (pGA1342), respectively. And OsMADS8 (pGA1343).

이 유전자들의 임의의 부위의 연속된 30 염기중 80% 이상과 상동성을 갖는 유전자도 역시 상기 유전자들에 의해 코드된 단백질과 동일한 개화시기 조절활성을 갖는 단백질을 코드한다. 밝혀낸 염기서열로부터 아미노산 서열을 추정한 결과 이들은 OsMADS1과 유사한 단백질을 전사함을 알 수 있었다.Genes homologous with at least 80% of 30 consecutive bases of any of these genes also encode proteins having the same flowering time regulatory activity as the proteins encoded by these genes. As a result of estimating amino acid sequences from the found nucleotide sequences, it was found that they transcribed proteins similar to OsMADS1.

벡터 pGA643(An. G. et al., Plant molecular Biology Manual, ppA3/1-19(1988)의 HindIII, ClaI 자리에 하기 서열 1을 갖는 링커(linker)를 삽입하여 벡터 pGA748을 제작한다:A vector pGA748 was constructed by inserting a linker having the following sequence 1 in HindIII, ClaI site of vector pGA643 (An. G. et al., Plant molecular Biology Manual, ppA3 / 1-19 (1988)):

[서열 1][SEQ ID NO 1]

제작된 벡터 pGA748의 EcoRI 자리에 pGA1340, pGA1341, pGA1342 및 pGA1343의 EcoRI 단편을 삽입함으로써, 상기 개화시기 조절 유전자들은 CaMV 35S 프로모터하에 발현시킬 수 있는 발현 벡터들, 즉, pGA1348, pGA1349, pGA1350 및 pGA1351을 각각 제작한다. CaMV 35S 프로모터는 식물의 거의 모든 조작에서 발현되므로 이 프로모터를 이용하면 식물의 모든 조직에서 항상 발현이 이루어진다. 제작된 발현 벡터들을 아그로박테리움(Agrobacterium)속 미생물을 이용하여 담배에 전이시켜 온실 조건에서 생육시킨다.By inserting the ecoRI fragments of pGA1340, pGA1341, pGA1342 and pGA1343 into the EcoRI site of the constructed vector pGA748, the flowering period control genes were expressed by expression vectors that can be expressed under the CaMV 35S promoter, namely pGA1348, pGA1349, pGA1350 and pGA1351. Produce each. Since the CaMV 35S promoter is expressed in almost all manipulations of the plant, it is always expressed in all tissues of the plant. The produced expression vectors are transferred to tobacco using Agrobacterium sp. Microorganisms and grown in greenhouse conditions.

본 발명의 개화시기 조절 유전자 OsMADS5 내지 OsMADS8을 함유한 벡터들, 즉, pGA1348, pGA1349, pGA1350 및 pGA1351이 각각 전이된 담배는 아무 처리하지 않은 대조구에 비해 개화가 빨랐으며 키가 작은 것으로 나타났다.The vectors containing the flowering time control genes OsMADS5 to OsMADS8 of the present invention, ie, pGA1348, pGA1349, pGA1350, and pGA1351, respectively, were shown to be shorter in flowering and shorter in height than the untreated control.

본 발명에 따르면 또한 상기와 유사한 방법으로 OsMADS1 cDNA를 탐침으로 하여 사과 꽃 cDNA 라이브러리를 탐색하여 OsMADS1과 높은 상동성을 보이는 2개의 cDNA를 분리하여 각각 MdMADS3 및 MdMADS4로 명명하였다. 이들 유전자 또한 상기 벼의 개화시기 조절 유전자들과 마찬가지로 벡터 pGA748를 이용하여 상기 유전자들을 CaMV 35S 프로모터하에 발현시킬 수 있는 발현 벡터들, 즉, pGA1534 및 pGA1588을 제작한 다음, 이 발현 벡터들을 각각 담배에 전이시켜 온실 조건에서 생육시킨 결과, 조기 개화 및 왜성 현상을 나타내었다.According to the present invention, in addition, OsMADS1 cDNA was probed in a similar manner to the apple flower cDNA library, and two cDNAs having high homology with OsMADS1 were isolated and named MdMADS3 and MdMADS4, respectively. These genes, as well as the flowering period control genes of rice, produced expression vectors, ie, pGA1534 and pGA1588, which were able to express the genes under the CaMV 35S promoter using the vector pGA748, and then the expression vectors were respectively stored in tobacco. Transplantation and growth in greenhouse conditions resulted in early flowering and dwarfism.

본 발명에서는 또한 상기와 유사한 방법으로 벡터 pGA748을 이용하여 OsMADS1 유전자를 CaMV 35S 프로모터하에 발현시킬 수 있는 발현 벡터 pGA1209를 제조하고 이를 이용하여 담배 이외에 쌍자엽 식물인 페튜니아와 단자엽 식물인 벼, 그리고 단일성 식물인 담배 변종 메릴랜드 메머드(Maryland Mammoth)와 장일성 식물인 니코티아나 실베스트리스(Nicotiana sylvestris)에 전이시킨 후 생육시켰다.In the present invention, an expression vector pGA1209 capable of expressing the OsMADS1 gene under the CaMV 35S promoter using the vector pGA748 is also prepared by a method similar to the above, and by using the same, a dicotyledonous plant petunia and a monocotyledonous rice, and a single plant Tobacco varieties were transferred to Maryland Mammoth and the long-life plant Nicotiana sylvestris and then grown.

그 결과, 형질전환체들은 모두 조기 개화 및 왜성 현상을 나타내어, 개화시기 조절 유전자가 쌍자엽 및 단자엽 식물 모두에 작용하여 개화 시기를 조절하며, 개화 시기의 환경, 즉 광주기에 관계 없이 개화를 앞당겨 생육 기간을 단축시킨 것으로 나타났다.As a result, all of the transformants exhibit early flowering and dwarfism, and the flowering time control gene acts on both dicotyledonous and monocotyledonous plants to control the flowering time, and the flowering period is accelerated regardless of the environment of the flowering time, that is, photoperiod. Appeared to be shortened.

이러한 결과로부터 개화시기 조절 유전자를 이용하여 특정 계절에만 개화하는 식물에 이들 유전자를 발현시킬 경우 계절에 관계없이 개화가 이루어져 생육 기간이 단축되고 따라서 생산량을 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다.From these results, if these genes are expressed in plants that bloom only in certain seasons using the flowering time regulation genes, it is expected that flowering may occur regardless of the seasons, thereby shortening the growth period and thus increasing production.

이하, 하기 실시예에 의거하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이들 만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples. However, these Examples are only for illustrating the present invention, the present invention is not limited to these.

[실시예 1]Example 1

벼의 개화시기 조절 유전자 OsMADS5의 분리 및 형질전환체의 제조Isolation of OsMADS5 Gene for Rice Flowering Time and Production of Transformant

(단계 1) 유전자 분리 및 염기서열 분석(Step 1) Gene Isolation and Sequence Analysis

이삭 길이 1㎝ 이하의 초기 벼(Oryza sativa L. cv. M201) 꽃으로 부터 mRNA 분리 키트(poly(A) Quick mRNA Isolation Kit, Stratagene사, 미국)를 사용하여 mRNA(5㎍)를 분리하고, 이를 주형으로 하여 이중가닥 cDNA를 합성하여 cDNA 라이브러리를 제작하였다(ZAP-cDNA GigapackII Gold Cloning Kit, Stratagene사, 미국).MRNA (5 [mu] g) was isolated from the earliest rice (Oryza sativa L. cv. M201) flowers with a spike length of 1 cm or less using a poly (A) Quick mRNA Isolation Kit (Stratagene, USA). Using this as a template, a double-stranded cDNA was synthesized to prepare a cDNA library (ZAP-cDNA Gigapack II Gold Cloning Kit, Stratagene, USA).

이어서, OsMADS1 유전자를 동위원소 32P로 표시한 후 이를 탐침으로 하여 상기 벼 꽃의 cDNA 라이브러리를 탐색하여 양성반응을 보이는 클론을 선별하였다.Subsequently, the OsMADS1 gene was labeled with the isotope 32P, and then, as a probe, a cDNA library of the rice flower was searched to select a clone having a positive reaction.

하이브리드화는 샘브룩(Sambrook) 등의 방법(Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Lab., Cold Spring Harbor, N. Y., 1989)에 따라 수행하였다. 실험과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hybridization was performed according to the method of Sambrook et al. (Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Lab., Cold Spring Harbor, N. Y., 1989). The experimental process will be described in more detail as follows.

상기 벼 꽃 cDNA 라이브러리의 파아지 25만개를 나일론 막(nylon membrane)(Hybond, Amersham 사)에 옮긴 다음, 6 X SSC, 0.2% BLOTTO(탈지분유) 용액에 넣고 방사선 동위원소32P로 표시된 OsMADS1을 첨가하여 55℃에서 16시간 동안 반응시켜 하이브리드화하였다. 하이브리드화된 나일론 막을 2 X SSC, 0.1% SDS 용액으로 50℃에서 2회 세척한 다음 암 상태에서 24시간 동안 X-선 필름에 노출시켰다.250,000 phages of the rice flower cDNA library were transferred to a nylon membrane (Hybond, Amersham), then added to 6 X SSC, 0.2% BLOTTO solution, and the addition of OsMADS1 labeled with radioisotope 32 P. And hybridized by reacting at 55 ° C. for 16 hours. The hybridized nylon membrane was washed twice at 50 ° C. with 2 × SSC, 0.1% SDS solution and then exposed to X-ray film for 24 hours in the dark.

필름에 양성으로 노출된 파아지 클론들 가운데 한 개로부터 f1 헬퍼 파아지, R408(Stratagene사)을 이용하여 cDNA 단편이 삽입된 재조합 플라스미드 pGA1340(OsMADS5)을 얻었다. 플라스미드 pGA1340으로 형질전환된 대장균(E. coli) JM83은 1997년 4월 22일자로 한국과학기술연구원 생명공학연구소 부설 유전자은행(KCTC)에 기탁번호 제 KCTC 0329BP 호로서 기탁되었다.Recombinant plasmid pGA1340 (OsMADS5) into which a cDNA fragment was inserted was obtained from one of the phage clones positively exposed to the film using the f1 helper phage, R408 (Stratagene). E. coli JM83 transformed with the plasmid pGA1340 was deposited on April 22, 1997 as the accession no. KCTC 0329BP to the Genetic Bank of Korea (KCTC).

재조합 플라스미드 pGA1340에 클로닝된 cDNA 단편의 염기 서열을 싱거 등의 방법(Sanger, F. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74, 5463-5467(1977)에 따라 분석하였다. 이렇게 분석된 염기 서열로부터 아미노산 서열을 추정하였다. 도 1은 개화시기 조절 유전자 OsMADS5의 염기 서열 및 이로부터 코딩되는 단백질의 아미노산 서열을 나타낸 것이다. 도 1에서 왼쪽의 숫자는 염기 서열의 위치를, 오른쪽의 숫자는 아미노산 서열의 위치를 나타내며, 밑줄 친 두 부위는 다른 개화시기조절 유전자와 상동성이 큰 MADS box 및 K box 부위를 나타낸 것이다.The base sequence of the cDNA fragment cloned into recombinant plasmid pGA1340 was analyzed according to the method of Singer et al. (Sanger, F. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74, 5463-5467 (1977). Figure 1 shows the amino acid sequence from the base sequence of the flowering time control gene OsMADS5 and the amino acid sequence of the protein encoded therein Figure 1 shows the position of the base sequence, the number on the right Indicates the position of the amino acid sequence, and the two underlined sites show MADS box and K box sites with high homology with other flowering timing regulator genes.

도 2는 OsMADS5와 다른 MADS box 유전자와의 상동성을 알아보기 위해 OsMADS5와 다른 여러 MADS box 단백질의 아미노산 서열을 부위별로 비교하여 나타낸 것으로, OsMADS5와 동일한 부위는 검은색으로 나타내었다. 여기에서 보듯이 OsMADS5는 OsMADS1과 유사한 단백질을 전사함을 알 수 있다.FIG. 2 shows the amino acid sequences of OsMADS5 and several other MADS box proteins in order to determine the homology between OsMADS5 and other MADS box genes. The same sites as OsMADS5 are shown in black. As shown here, OsMADS5 transcribes a protein similar to OsMADS1.

(단계 2) 발현 벡터 및 형질전환 식물의 제조(Step 2) Preparation of Expression Vector and Transgenic Plant

벡터 pGA643(An. G. et al., Plant molecular Biology Manual, ppA3/1-19(1988)의 HindIII, ClaI 부위에 EcoRI 자리를 포함하는 링커를 삽입하여 pGA748을 제작하고, 이의 CaMV 35S 프로모터(P35S)와 터미네이터 T7 사이에 (단계 1)에서 얻은 OsMADS5 cDNA를 제한효소 EcoRI을 이용하여 삽입하여 OsMADS5 유전자를 함유하는 발현 벡터 pGA1348을 제작하였다. 이 벡터는 다양한 조직에서 항시 발현되며 카나마이신 저항성 유전자가 있어 식물 형질전환체의 선발을 용이하게 한다.PGA748 was prepared by inserting a linker containing an EcoRI site into the HindIII, ClaI site of the vector pGA643 (An. G. et al., Plant molecular Biology Manual, ppA3 / 1-19 (1988)), and the CaMV 35S promoter (P35S). The expression vector pGA1348 containing the OsMADS5 gene was constructed by inserting the OsMADS5 cDNA obtained in (Step 1) between the terminator T7) and the terminator T7 using the restriction enzyme EcoRI, which is expressed in various tissues at all times and has a kanamycin resistance gene. It facilitates the selection of transformants.

이어서 상기 발현 벡터를 2원 Ti 플라스미드 pAL4404(Hoekema et al., Nature, 303, 179-181(1983))를 함유하는 아그로박테리움 튜메파시엔스(Agrobacterium tumefacience) LBA4404(Hoekema, A. et al., Nature, 303, 179-181(1983))에 전이시킨 후 이를 이용하여 담배(N. tabacum L. cv. Xanthi)의 카나마이신 저항성 캘러스를 선발배지(MS 배지(Life technologies 사) + 10.8μM NAA(naphthalene aceticacid)+2.5μM BAP(benzyl adenine))에서 유발시킨 후 형질전환체를 분화시켜 토양으로 옮겨 종자를 얻었다.The expression vector was then Agrobacterium tumefacience LBA4404 (Hoekema, A. et al., Containing binary Ti plasmid pAL4404 (Hoekema et al., Nature, 303, 179-181 (1983))). Nature, 303, 179-181 (1983)) and using this to select the kanamycin resistant callus of tobacco (N. tabacum L. cv. Xanthi) selection medium (MS medium (Life technologies) + 10.8 μM NAA (naphthalene) After inducing in aceticacid) + 2.5μM BAP (benzyl adenine), transformants were differentiated and transferred to soil to obtain seeds.

아래의 실험은 형질전환된 종자를 카나마이신 배지에서 선발한 후 이의 성장을 대조구와 비교한 것이다. 대조구는 OsMADS5 유전자가 들어 있지 않은 벡터 pGA748만으로 상기와 동일한 방법으로 형질전환시켜 얻어낸 담배이다.The experiment below shows that transformed seeds were selected in kanamycin medium and their growth compared to the control. The control was a tobacco obtained by transforming in the same manner as above with the vector pGA748 without the OsMADS5 gene.

pGA748로 형질전환된 담배의 후대와 pGA748로 형절전환된 대조구 담배 식물의 종자를 동시에 파종하여 개화 때까지 동일한 조건하에 생육시키면서 개화 시기 및 크기를 관찰하였다. 도 3은 동시에 파종하여 생육시킨 OsMADS5 유전자로 형질 전환된 담배 식물(왼쪽 두 식물)과 대조구(오른쪽 두 식물)의 사진으로서, 대조구는 개화되지 않은 반면, 형질전환체는 개화가 되었으며 대조구에 비해 크기가 작은 것을 확인할 수 있다.The seed of the tobacco transformed with pGA748 and the seed of the control tobacco plant transformed with pGA748 were sown at the same time, and the flowering time and size were observed while growing under the same conditions until flowering. 3 is a photograph of the tobacco plants (two left plants) and the control (two right plants) transformed with the OsMADS5 gene sown and grown at the same time, the control was not flowering, whereas the transformants were flowering and the size compared to the control. You can see that is small.

[실시예 2]Example 2

벼의 개화시기 조절유전자 OsMADS6의 분리 및 형질전환체의 제조Isolation of Rice Regulatory Gene OsMADS6 and Preparation of Transformant

(단계 1) 유전자 분리 및 염기서열 분석(Step 1) Gene Isolation and Sequence Analysis

실시예 1의 단계 1과 동일한 방법으로 OsMADS1 cDNA를 탐침으로 하여 벼 꽃의 cDNA 라이브러리를 탐색하여 개화시기 조절 유전자 OsMADS6 cDNA가 삽입된 플라스미드 pGA1341을 얻고, 상기 유전자의 염기서열을 분석한 후, 이로부터 아미노산 서열을 추정하였다. 플라스미드 pGA1341로 형질전환된 대장균(E. coli) JM83은 1997년 4월 22일자로 한국과학기술연구원 생명공학연구소 부설 유전자은행(KCTC)에 기탁번호 제 KCTC 0329BP 호로서 기탁되었다.Using the same method as in step 1 of Example 1, OsMADS1 cDNA was used as a probe to search the cDNA library of rice flowers to obtain the plasmid pGA1341 into which the flowering time regulation gene OsMADS6 cDNA was inserted, and analyzed the nucleotide sequence of the gene. Amino acid sequence was estimated. E. coli JM83 transformed with plasmid pGA1341 was deposited on April 22, 1997, with the accession no. KCTC 0329BP to the Genetic Bank (KCTC), an affiliated biotechnology research institute of Korea Institute of Science and Technology.

도 4는 개화시기 조절 유전자 OsMADS6의 염기 서열 및 이로부터 코딩되는 단백질의 아미노산 서열을 나타낸 것이다. 도 4에서 왼쪽의 숫자는 염기 서열의 위치를, 오른쪽의 숫자는 아미노산 서열의 위치를 나타내며, 밑줄 친 두 부위는 다른 개화시기 조절 유전자와 상동성이 큰 MADS box 및 K box 부위를 나타낸 것이다.Figure 4 shows the nucleotide sequence of the flowering period regulatory gene OsMADS6 and the amino acid sequence of the protein encoded therefrom. In Figure 4, the number on the left indicates the position of the nucleotide sequence, the number on the right indicates the position of the amino acid sequence, and the two underlined sites show the MADS box and K box regions having high homology with other flowering time control genes.

(단계 2) 발현 벡터 및 형질전환 식물의 제조(Step 2) Preparation of Expression Vector and Transgenic Plant

실시예 1의 단백질 2와 동일한 방법으로 벡터 pGA748의 CaMV 35S 프로모터(P35S)와 터미네이터 T7 사이에 단계 1에서 얻은 OsMADS6 cDNA를 제한효소 EcoRI을 이용하여 삽입하여 OsMADS6 유전자를 함유하는 발현 벡터 pGA1349를 제작한 후, 담배에 전이시켰다.An expression vector pGA1349 containing an OsMADS6 gene was prepared by inserting OsMADS6 cDNA obtained in step 1 between the CaMV 35S promoter (P35S) and terminator T7 of vector pGA748 using the restriction enzyme EcoRI in the same manner as in Example 2 protein 2. After that, it was transferred to tobacco.

pGA1349로 형질전환된 담배의 후대와 pGA748로 형질전환된 대조구 담배 식물의 종자를 동시에 파종하여 개화 때까지 동일한 조건하에 생육시키면서 개화 시기 및 크기를 관찰하였다. 도 5는 동시에 파종하여 생육시킨 OsMADS6 유전자로 형질 전환된 담배 식물(왼쪽 두 식물)과 대조구(오른쪽 두 식물)의 사진으로서, 대조구의 경우 한쪽에만 개화가 되었으나, 형질전환체는 두 그루 모두 개화가 되었으며 대조구에 비해 크기가 현저히 작은 것을 확인할 수 있다.The seed of the tobacco transformed with pGA1349 and the seed of the control tobacco plant transformed with pGA748 were sown at the same time, and the flowering time and size were observed while growing under the same conditions until flowering. 5 is a photograph of the tobacco plants (two left plants) and the control (two plants on the right) transformed with the OsMADS6 gene sown and grown at the same time. In the control, the flowers were bloomed only on one side, but the transformants were both bloomed. It can be seen that the size is significantly smaller than the control.

[실시예 3]Example 3

벼의 개화시기 조절 유전자 OsMADS7의 분리 및 형질전환체의 제조Isolation of OsMADS7 Gene and Rice Transformation Regulators

(단계 1) 유전자 분리 및 염기서열 분석(Step 1) Gene Isolation and Sequence Analysis

실시예 1의 단계 1과 동일한 방법으로 OsMADS1 cDNA를 탐침으로 하여 벼 꽃의 cDNA 라이브러리를 탐색하여 개화시기 조절 유전자 OsMADS7 cDNA가 삽입된 플라스미드 pGA1342을 얻고, 상기 유전자의 염기서열을 분석한 후, 이로부터 아미노산 서열을 추정하였다. 플라스미드 pGA1342로 형질전환된 대장균(E. coli) JM83은 1997년 4월 22일자로 한국과학기술연구원 생명공학연구소 부설 유전자은행(KCTC)에 기탁번호 제 KCTC 0329BP 호로서 기탁되었다.OsMADS1 cDNA was probed in the same manner as in Step 1 of Example 1 to search for cDNA libraries of rice flowers to obtain the plasmid pGA1342 into which the flowering time regulation gene OsMADS7 cDNA was inserted, and then analyzed the nucleotide sequence of the gene. Amino acid sequence was estimated. E. coli JM83 transformed with plasmid pGA1342 was deposited on April 22, 1997, with the accession no. KCTC 0329BP to the Genetic Bank of Korea (KCTC).

도 6는 개화시기 조절 유전자 OsMADS7의 염기 서열 및 이로부터 코딩되는 단백질의 아미노산 서열을 나타낸 것이다. 도 7에서 왼쪽의 숫자는 염기 서열의 위치를, 오른쪽의 숫자는 아미노산 서열의 위치를 나타내며, 밑줄 친 두 부위는 다른 개화시기 조절 유전자와 상동성이 큰 MADS box 및 K box 부위를 나타낸 것이다.Figure 6 shows the nucleotide sequence of the flowering time regulation gene OsMADS7 and the amino acid sequence of the protein encoded therefrom. In Figure 7, the number on the left indicates the position of the nucleotide sequence, the number on the right indicates the position of the amino acid sequence, and the two underlined sites show the MADS box and K box regions having high homology with other flowering time control genes.

(단계 2) 발현 벡터 및 형질전환 식물의 제조(Step 2) Preparation of Expression Vector and Transgenic Plant

실시예 1의 단백질 2와 동일한 방법으로 벡터 pGA748의 CaMV 35S 프로모터(P35S)와 터미네이터 T7 사이에 단계 1에서 얻은 OsMADS7 cDNA를 제한효소 EcoRI을 이용하여 삽입하여 OsMADS7 유전자를 함유하는 발현 벡터 pGA1350를 제작한 후, 담배에 전이시켰다.An expression vector pGA1350 containing an OsMADS7 gene was prepared by inserting OsMADS7 cDNA obtained in step 1 between the CaMV 35S promoter (P35S) and terminator T7 of vector pGA748 using the restriction enzyme EcoRI in the same manner as protein 2 of Example 1. After that, it was transferred to tobacco.

pGA1350으로 형질전환된 담배의 후대와 pGA750로 형질전환된 대조구 담배 식물의 종자를 동시에 파종하여 개화 때까지 동일한 조건하에 생육시키면서 개화 시기 및 크기를 관찰하였다. 도 7는 동시에 파종하여 생육시킨 OsMADS7 유전자로 형질 전환된 담배 식물(왼쪽 두 식물)과 대조구(오른쪽 두 식물)의 사진으로서, 대조구에 비해 형질전환채ㅔ의 개화가 많이 이루어졌으며 대조구에 비해 크기가 현저히 작은 것을 확인할 수 있다.The seed of the tobacco transformed with pGA1350 and the seed of the control tobacco plant transformed with pGA750 were sown at the same time, and the flowering time and size were observed while growing under the same conditions until flowering. 7 is a photograph of the tobacco plants (two left plants) and the control (two plants on the right) transformed with the OsMADS7 gene sown and grown at the same time. Noticeably smaller ones.

[실시예 4]Example 4

벼의 개화시기 조절 유전자 OsMADS8의 분리 및 형질전환체 제조Isolation and Modified Transformation of OsMADS8, a Rice Flowering Regulator

(단계 1) 유전자 분리 및 염기서열 분석(Step 1) Gene Isolation and Sequence Analysis

실시예 1의 단계 1과 동일한 방법으로 OsMADS1 cDNA를 탐침으로 하여 벼 꽃의 cDNA 라이브러리를 탐색하여 개화시기 조절 유전자 OsMADS8 cDNA가 삽입된 플라스미드 pGA1343을 얻고, 상기 유전자의 염기서열을 분석한 후, 이로부터 아미노산 서열을 추정하였다. 플라스미드 pGA1343로 형질전환된 대장균(E. coli) JM83은 1997년 4월 22일자로 한국과학기술연구원 생명공학연구소 부설 유전자은행(KCTC)에 기탁번호 제 KCTC 0329BP 호로서 기탁되었다.Using the same method as in step 1 of Example 1, OsMADS1 cDNA was used as a probe to search the cDNA library of rice flowers to obtain the plasmid pGA1343 into which the flowering time regulation gene OsMADS8 cDNA was inserted, and then analyzed the nucleotide sequence of the gene. Amino acid sequence was estimated. E. coli JM83 transformed with plasmid pGA1343 was deposited on April 22, 1997, with the accession no. KCTC 0329BP to the Genetic Bank (KCTC), an affiliated biotechnology research institute of Korea Institute of Science and Technology.

도 8는 개화시기 조절 유전자 OsMADS8의 염기 서열 및 이로부터 코딩되는 단백질의 아미노산 서열을 나타낸 것이다. 도 8에서 왼쪽의 숫자는 염기 서열의 위치를, 오른쪽의 숫자는 아미노산 서열의 위치를 나타내며, 밑줄 친 두 부위는 다른 개화시기 조절 유전자와 상동성이 큰 MADS box 및 K box 부위를 나타낸 것이다.Figure 8 shows the nucleotide sequence of the flowering time regulation gene OsMADS8 and the amino acid sequence of the protein encoded therefrom. In FIG. 8, the numbers on the left represent the positions of the nucleotide sequences, and the numbers on the right represent the positions of the amino acid sequences. The two underlined regions represent MADS box and K box regions having high homology with other flowering time control genes.

(단계 2) 발현 벡터 및 형질전환 식물의 제조(Step 2) Preparation of Expression Vector and Transgenic Plant

실시예 1의 단계 2와 동일한 방법으로 벡터 pGA748의 CaMV 35S 프로모터(P35S)와 터미네이터 T7 사이에 단계 1에서 얻은 OsMADS8 cDNA를 제한효소 EcoRI을 이용하여 삽입하여 OsMADS8 유전자를 함유하는 발현 벡터 pGA1351를 제작한 후, 담배에 전이시켰다.An expression vector pGA1351 containing the OsMADS8 gene was prepared by inserting OsMADS8 cDNA obtained in step 1 between the CaMV 35S promoter (P35S) and terminator T7 of vector pGA748 using the restriction enzyme EcoRI in the same manner as in step 2 of Example 1. After that, it was transferred to tobacco.

pGA1351로 형질전환된 담배의 후대와 pGA748로 형질전환된 대조구 담배 식물의 종자를 동시에 파종하여 개화 때까지 동일한 조건하에 생육시키면서 개화 시기 및 크기를 관찰하였다. 도 9는 동시에 파종하여 생육시킨 OsMADS8 유전자로 형질 전환된 담배 식물(왼쪽 두 식물)과 대조구(오른쪽 두 식물)의 사진으로서, 대조구에 비해 형질전호나체의 개화가 많이 이루어졌으며 크기가 현저히 작은 것을 확인할 수 있다.The seed of the tobacco transformed with pGA1351 and the seed of the control tobacco plant transformed with pGA748 were sown at the same time, and the flowering time and size were observed while growing under the same conditions until flowering. 9 is a photograph of the tobacco plants (two left plants) and the control (two plants on the right) transformed with the OsMADS8 gene grown and sown at the same time. Can be.

[실시예 5]Example 5

사과의 개화시기 조절 유전자 MdMADS3의 분리 및 형질전환체의 제조Isolation of Apple's Flowering Timing Gene MdMADS3 and Preparation of Transformant

(단계 1) 유전자 분리 및 염기서열 분석(Step 1) Gene Isolation and Sequence Analysis

초기 사과 꽃으로부터 구아니듐 용액과 초원심분리기를 이용하여 총 RNA를 분리한 후, 올리고 dT 칼럼을 사용하여 mRNA를 분리하고, 이를 주형으로 하여 이중가닥 cDNA를 합성하여 cDNA 라이브러리를 제작하였다. 이어서, OsMADS1 유전자를 동위원소 32P로 표시한 후 이를 탐침으로 하여 상기 사과 꽃 cDNA 라이브러리를 탐색하여 양성반응을 보이는 클론을 선별하였다.Total RNA was isolated from early apple flowers using guanidium solution and ultracentrifuge, and mRNA was isolated using oligo dT column, and double-stranded cDNA was synthesized using the template to prepare cDNA library. Subsequently, the OsMADS1 gene was labeled with the isotope 32P and the probe was used to search for the apple flower cDNA library to select positive clones.

하이브리드화는 샘브룩의 방법(Sambrook et al., 상기 문헌 참조)에 따라 55℃, 6X SSC 용액 중에서 18시간 동안 수행하였다. 선별된 양성 클론으로부터 f1 헬퍼 파아지, R408(Stratagene, 미국)을 이용하여 cDNA 단편이 삽입된 재조합 플라스미드 pGA1528을 얻었다. 플라스미드 pGA1528로 형질전환된 대장균(E. coli) JM83은 1997년 4월 22일자로 한국과학기술연구원 생명공학연구소 부설 유전자은행(KCTC)에 기탁번호 제 KCTC 0329BP 호로서 기탁되었다.Hybridization was performed for 18 hours in a 55 ° C., 6 × SSC solution according to Sambrook's method (Sambrook et al., Supra). Recombinant plasmid pGA1528 with cDNA fragments was obtained using the f1 helper phage, R408 (Stratagene, USA) from selected positive clones. E. coli JM83 transformed with plasmid pGA1528 was deposited on April 22, 1997, with the accession no. KCTC 0329BP to the Genetic Bank of Korea (KCTC), Institute of Biotechnology.

재조합 플라스미드 pGA1528에 클로닝된 사과의 개화시기 조절 유전자 MdMADS3 cDNA 단편의 염기 서열을 생거 등의 방법(Sanger, F. et., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74, 5463-5467(1977)에 따라 분석하였다. 이렇게 분석된 염기서열로부터 아미노산 서열을 추정하였다. 도 10은 사과의 개화시기 조절 유전자 MdMADS3의 염기 서열 및 이로부터 코딩되는 단백질의 아미노산 서열을 나타낸 것이다. 도 10에서 왼쪽의 숫자는 염기 서열의 위치를, 오른쪽의 숫자는 아미노산 서열의 위치를 나타내며, 밑줄 친 두 부위는 다른 개화시기 조절 유전자와 상동성이 큰 MADS box 및 K box 부위를 나타낸 것이다.The nucleotide sequence of the flowering time control gene MdMADS3 cDNA fragment of apple cloned in recombinant plasmid pGA1528 was described by Sanger et al. (Sanger, F. et., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74, 5463-5467 (1977). The amino acid sequence was estimated from the nucleotide sequences thus analyzed, and Fig. 10 shows the nucleotide sequence of the flowering time control gene MdMADS3 of apples and the amino acid sequence of the protein encoded therefrom. The position of the sequence, the number on the right, indicates the position of the amino acid sequence, and the two underlined regions represent MADS box and K box regions having high homology with other flowering time control genes.

(단계 2) 발현 벡터 및 형질전환 식물의 제조(Step 2) Preparation of Expression Vector and Transgenic Plant

실시예 1의 단계 2와 동일한 방법으로 벡터 pGA748의 CaMV 35S 프로모터(P35S)와 터미네이터 T7 사이에 단계 1에서 얻은 MdMADS3 cDNA를 제한효소 EcoRI을 이용하여 삽입하여 MdMADS3 유전자를 함유하는 발현 벡터 pGA1534를 제작한 후, 담백에 전이시켰다.An expression vector pGA1534 containing the MdMADS3 gene was prepared by inserting the MdMADS3 cDNA obtained in step 1 between the CaMV 35S promoter (P35S) and the terminator T7 of the vector pGA748 using restriction enzyme EcoRI in the same manner as in step 2 of Example 1. After that, it was transferred to the bleach.

pGA1534로 형질전환된 담배의 후대와 pGA748로 형질전환된 대조구 담배 식물의 종자를 동시에 파종하여 개화 따까지 동일한 조건하에 생육시키면서 개화 시기 및 크기를 관찰하였다. 도 11은 동시에 파종하여 생육시킨 MdMADS3 유전자로 형질 전환된 담배 식물(오른쪽 두 식물)과 대조구(왼쪽 두 식물)의 사진으로서, 대조구에 비해 형질전환체의 개화가 빨리 이루어졌으며 크기가 훨씬 작은 것을 확인할 수 있다.The seed of the tobacco transformed with pGA1534 and the seed of the control tobacco plant transformed with pGA748 were sown at the same time, and the flowering time and size were observed while growing under the same conditions. 11 is a photograph of the tobacco plants (two right plants) and the control (two left plants) transformed with the MdMADS3 gene grown and sown at the same time, the flowering of the transformant was faster than the control and confirmed that the size is much smaller Can be.

[실시예 6]Example 6

사과의 개화시기 조절 유전자 MdMADS4의 분리 및 형질전환체의 제조Isolation of Apple's Flowering Timing Gene MdMADS4 and Preparation of Transformant

(단계 1) 유전자 분리 및 염기서열 분석(Step 1) Gene Isolation and Sequence Analysis

실시예 5의 단계 1과 동일한 방법으로 OsMADS1 cDNA를 탐침으로 하여 사과꽃 cDNA 라이브러리를 탐색하여 개화시기 조절 유전자 MdMADS4 cDNA가 삽입된 플라스미드 pGA1587을 얻고, 이 유전자의 염기서열을 분석한 후, 이로부터 아미노산 서열을 추정하였다. 플라스미드 pGA1587로 형질전환된 대장균(E. coli) JM83은 1997년 4월 22일자로 한국과학기술연구원 생명공학연구소 부설 유전자은행(KCTC)에 기탁번호 제 KCTC 0329BP 호로서 기탁되었다.Using the same method as in step 1 of Example 5, OsMADS1 cDNA was used as a probe to search the apple blossom cDNA library to obtain the plasmid pGA1587 into which the flowering time regulation gene MdMADS4 cDNA was inserted, and analyzed the nucleotide sequence of the gene. The sequence was estimated. E. coli JM83 transformed with the plasmid pGA1587 was deposited on April 22, 1997, with the accession no. KCTC 0329BP to the Genetic Bank of Korea (KCTC), Biotechnology Research Institute of Korea Institute of Science and Technology.

도 12는 개화시기 조절 유전자 MdMADS4의 염기 서열 및 이로부터 코딩되는 단백질의 아미노산 서열을 나타낸 것이다. 도 12에서 왼쪽의 숫자는 염기 서열의 위치를, 오른쪽의 숫자는 아미노산 서열의 위치를 나타내며, 밑줄 친 두 부위는 다른 개화시기 조절 유전자와 상동성이 큰 MADS box 및 K box 부위를 나타낸 것이다.Figure 12 shows the nucleotide sequence of the flowering time regulatory gene MdMADS4 and the amino acid sequence of the protein encoded therefrom. In Figure 12, the number on the left indicates the position of the nucleotide sequence, the number on the right indicates the position of the amino acid sequence, and the two underlined portions show the MADS box and K box regions with high homology with other flowering time control genes.

(단계 2) 발현 벡터 및 형질전환 식물의 제조(Step 2) Preparation of Expression Vector and Transgenic Plant

실시예 5의 단계 2와 동일한 방법으로 벡터 pGA748의 CaMV 35S 프로모터(P35S)와 터미네이터 T7 사이에 단계 1에서 얻은 MdMADS4 cDNA를 제한효소 EcoRI을 이용하여 삽입하여 MdMADS3 유전자를 함유하는 발현 벡터 pGA1588을 제작한 후, 담배에 전이시켰다.The expression vector pGA1588 containing the MdMADS3 gene was constructed by inserting the MdMADS4 cDNA obtained in step 1 between the CaMV 35S promoter (P35S) and the terminator T7 of the vector pGA748 using the restriction enzyme EcoRI in the same manner as in step 2 of Example 5. After that, it was transferred to tobacco.

pGA1588로 형질전환된 담배의 후대와 pGA748로 형질전환된 대조구 담배 식물의 종자를 동시에 파종하여 개화 때까지 동일한 조건하에 생육시키면서 개화 시기 및 크기를 관찰하였다. 도 13은 동시에 파종하여 생육시킨 OsMADS8 유전자가 전이된 담배 식물(왼쪽)과 대조구(오른쪽)의 사진으로서, 대조구에 비해 형질전환체의 개화가 많이 이루어졌으며 크기가 작은 것을 확인할 수 있다.The seed of the tobacco transformed with pGA1588 and the seed of the control tobacco plant transformed with pGA748 were sown at the same time, and the flowering time and size were observed while growing under the same conditions until flowering. 13 is a photograph of the tobacco plant (left) and the control (right), to which the OsMADS8 gene was transferred and grown at the same time, which shows that the transformants were more flowering and smaller in size than the control.

[실시예 7]Example 7

벼의 개화시기 조절 유전자 OsMADS1을 함유하는 발현벡터 및 이에 의해 형질전환된 페튜니아의 제조Preparation of an Expression Vector Containing OsMADS1 and the Transgenic Petunia

실시예 1의 단계 2와 동일한 방법으로 벡터 pGA748의 CaMV 35S 프로모터(P35S)와 터미네이터 T7 사이에 OsMADS1 cDNA(Chung, G. M. et al, Plant Mol. Biol., 26, 657-665(1994))를 제한효소 EcoRI을 이용하여 삽입하여 OsMADS1 유전자를 함유하는 발현 벡터 pGA1209를 제작하였다. 도 14는 상기와 같이 제작한 벡터 pGA1209를 도시한 것이다. 여기서, npt는 식물의 형질전환체 선별에 통상적으로 사용되는 카나마이신(kanamycin) 저항성 유전자를 나타내며 숫자들은 각 제한 효소의 거리(kilo base pair)를 의미하고, 벡터의 총 길이는 12.9kbp이다.Restrict OsMADS1 cDNA (Chung, GM et al, Plant Mol. Biol., 26, 657-665 (1994)) between CaMV 35S promoter (P35S) and terminator T7 of vector pGA748 in the same manner as in step 2 of Example 1 An expression vector pGA1209 containing the OsMADS1 gene was constructed by inserting the enzyme EcoRI. Fig. 14 shows the vector pGA1209 produced as described above. Here, npt represents a kanamycin resistance gene commonly used for selecting transformants of plants, and numbers refer to kilo base pairs, and the total length of the vector is 12.9 kbp.

이어서 상기 발현 벡터를 2원 Ti 플라스미드 pAL4404(Hoekema, A. et al., Nature, 303, 179-181(1983)))와 아그로박테리움 튜메파시엔스(Agrobacterium tumefacience) LBA4404(Hoekema, A. 등, 상기 문헌 참조)을 이용하여 쌍자엽 식물인 페튜니아에 전이시켰다.The expression vectors were then subjected to binary Ti plasmid pAL4404 (Hoekema, A. et al., Nature, 303, 179-181 (1983)) and Agrobacterium tumefacience LBA4404 (Hoekema, A. et al., And petunia, a dicotyledonous plant).

pGA1209로 형질전환된 담배의 후대와 pGA748로 형질전환된 대조구 페튜니아의 종자를 동시에 파종하여 개화 때까지 동일한 조건하에 생육시키면서 개화 시기 및 크기를 관찰하였다. 도 15는 동시에 파종하여 생육시킨 OsMADS1 유전자로 형질 전환된 페튜니아(왼쪽)와 대조구(오른쪽)의 사진으로서, 형질전환체가 대조구에 비해 현저한 조기 개화 및 왜성 현상을 보였다. 이로써 OsMADS1 유전자가 담배 이외의 다른 식물체에도 작용하여 개화 시기를 조절할 수 있음이 입증되었다.The seed of tobacco transformed with pGA1209 and the seed of control petunia transformed with pGA748 were sown at the same time, and the flowering time and size were observed while growing under the same conditions until flowering. Figure 15 is a picture of petunia (left) and control (right) transformed with the OsMADS1 gene sown and grown at the same time, the transformant showed a marked early flowering and dwarfism compared to the control. This proved that the OsMADS1 gene could act on plants other than tobacco to control flowering time.

[실시예 8]Example 8

OsMADS1을 함유하는 발현벡터 및 이에 의해 형질전환된 벼의 제조Expression Vectors Containing OsMADS1 and Preparation of Transgenic Rice

실시예 1의 단계 2와 동일한 방법으로 벡터 pGA748의 CaMV 35S 프로모터(P35S)와 터미네이터 T7 사이에 OsMADS1 cDNA(Chung, G. M. et al, Plant Mol. Biol., 26, 657-665(1994))를 제한효소 EcoRI을 이용하여 삽입하고, CaMV 35S 프로모터와 OsMADS1 유전자 사이에 단자엽 식물에서의 발현을 증가시켜 주는 옥수수의 shl 인트론(intron)을 삽입시켜 OsMADS1 유전자를 함유하는 발현 벡터 pGA1268을 제작하였다. 도 16는 상기와 같이 제작한 벡터 pGA1268를 도시한 것이다.Restrict OsMADS1 cDNA (Chung, GM et al, Plant Mol. Biol., 26, 657-665 (1994)) between CaMV 35S promoter (P35S) and terminator T7 of vector pGA748 in the same manner as in step 2 of Example 1 An expression vector pGA1268 containing the OsMADS1 gene was constructed by inserting the enzyme EcoRI and inserting the shl intron of corn, which increases expression in monocotyledonous plants, between the CaMV 35S promoter and the OsMADS1 gene. Fig. 16 shows the vector pGA1268 produced as described above.

이어서 상기 발현 벡터를 제초제 저항성 유전자(bar)와 융합시켜 전기충격법으로 벼(품종 IR36)에 형질전환시킨 후, PPT 제초제에서 선발된 11개의 형질전환 라인(line)을 얻었다. DNA 블롯팅 결과, 11개의 라인에서 OsMADS1 유전자의 형질 전환이 확인된 3개의 라인 3, 6 및 11번 라인들은 대조구에 비해 모두 조기 개화 현상을 보였다. 이 3, 6 및 11번라인의 식물들은 대조구에 비해 약 10일 먼저 꽃을 피웠으며 키는 10㎝ 감소되었다. 도 17은 OsMADS1 유전자로 형질전환된 벼(b: 3번라인, c: 6번라인 및 d: 11번라인)와 대조구(a)의 사진으로서, 형질전환체가 대조구에 비해 현저한 왜성 현상을 보임을 확인할 수 있다. 이로써 OsMADS1 유전자가 쌍자엽 식물 및 단자엽 식물에 모두 작용하여 개화 시기를 조절하고 왜성 현상을 유도할 수 있음이 입증되었다.Subsequently, the expression vector was fused with herbicide resistance gene (bar) to transform rice (variety IR36) by electroshock method, and 11 transformation lines selected from PPT herbicides were obtained. As a result of DNA blotting, three lines 3, 6, and 11, in which the transformation of the OsMADS1 gene was confirmed in 11 lines, showed early flowering than the control. The plants in lines 3, 6 and 11 blossomed about 10 days earlier and their height decreased by 10 cm compared to the control. FIG. 17 is a photograph of rice transformed with OsMADS1 gene (b: line 3, c: line 6, and d: line 11) and the control (a), and the transformant showed a significant dwarfity than the control. You can check it. This demonstrates that the OsMADS1 gene can act on both dicotyledonous and monocotyledonous plants to control flowering time and induce dwarfism.

[실시예 9]Example 9

OsMADS1으로 형질전환된 담배 변존 메릴랜드 메머드(Nicotiana tabacum cv. Maryland Mammoth)의 제조Preparation of Tobacco Transformed Maryland Mammoth Transformed with OsMADS1 (Nicotiana tabacum cv. Maryland Mammoth)

개화시기 조절 유전자에 의해 개화 시기의 환경, 예를 들어 광주기에 영향을 받지 않고 조기 개화가 가능한지를 알아 보기 위해, 먼저 실시예 7에서 제작한 OsMADS1 유전자를 함유하는 발현 벡터 pGA1209를 이용하여 단일성 식물인 담배 변종 메렐랜드 메머드를 실시예 7과 동일한 방법으로 형질전환시켰다. 광주기에 민감한 식물에는 장일성 식물과 단일성 식물 2가지로 나뉘는데, 장일성 식물은 일장주기가 긴 경우에만 꽃 분화를 하는 식물이며, 단일성 식물은 일장 주기가 짧은 봄이나 가을에만 개화가 촉진되는 식물이다.In order to find out whether early flowering is possible without affecting the environment of flowering time, for example, photoperiod, by the flowering time regulation gene, first of all, a single plant using the expression vector pGA1209 containing the OsMADS1 gene prepared in Example 7 was used. Tobacco variant Merland mammoths were transformed in the same manner as in Example 7. Plants sensitive to photoperiod are divided into two types: monolithic plants and monolithic plants, which are plants that bloom only when the long cycle is long, and monolithic plants promote flowering only in spring or autumn when the cycle is short.

상기와 같이 pGA1209로 형질전환된 메릴랜드 메머드의 후대와 pGA748로 형질전환된 대조구의 종자를 각각 단일 조건과 장일 조건에서 동시에 파종하여 개화 때까지 생육시키면서 개화 시기 및 크기를 관찰하였다. 도 18A 및 18B는 각각 단일 조건과 장일 조건에서 개화 시기까지 생육시킨 형질전환체와 대조구를 나타낸 사진이다. 각 그림에서 왼쪽 식물은 형질전환체이고 오른쪽은 대조구이다. 여기에서 보듯이 일장에 관계없이 형질전환체가 대조구에 비해 현저한 조기 개화 및 왜성 현상을 보임을 확인할 수 있다. 즉, 메릴랜드 메머드는 단일성 식물로서 장일 조건에서 대조구는 전혀 개화되지 않은데 반해 OsMADS1으로 형질전환된 경우는 개화하였다.As described above, the seed of the Maryland mammoth transformed with pGA1209 and the control transformed with pGA748 were sown at the same time in single and long days, and then grown until flowering, and the flowering time and size were observed. 18A and 18B are photographs showing the transformants and controls grown to the flowering period under single conditions and long-term conditions, respectively. In each figure, the left plant is the transformant and the right is the control. As shown here, the transformants showed significant early flowering and dwarfism compared to the control regardless of the work. That is, the Maryland mammoth was a single plant, and the control group did not bloom at all in the long-term condition, but when it was transformed with OsMADS1, it bloomed.

도 19는 RNA 블롯팅에 의해 3개의 독립적인 메릴랜드 메머드 형질전환체(1, 2, 3열)와 대조구(C열)의 잎 조직에 축적된 RNA를 축출하여 OsMADS1 mRNA 축적량을 분석한 결과이다. 여기에서 보듯이 3개의 형질전환체 모두에서 OsMADS1 mRNA가 발현되었으며 대조구에서는 발현이 되지 않았음을 알 수 있다.FIG. 19 is a result of analyzing RNA accumulation by extracting RNA accumulated in leaf tissues of three independent Maryland mammoth transformants (columns 1, 2, and 3) and control (column C) by RNA blotting. As shown here, OsMADS1 mRNA was expressed in all three transformants, but not in the control.

상기 형질전환 메밀랜드 메머드 라인 1, 2 및 3과 대조구 각 라인으로부터 여섯 개체의 형질전환 후손을 단일 조건(낮-10시간) 및 장일 조건(낮-16시간)에서 생육시켜 개화 시기 및 개화후 신장을 측정하여 평균치를 구하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.Transgenic descendants of six individuals from each of the transgenic buckwheat mammoth lines 1, 2, and 3 and the control line were grown under single conditions (day-10 hours) and long-day conditions (day-16 hours), and at the time of flowering and height after flowering. The average value was obtained by measuring and the results are shown in Table 1.

[표 1]TABLE 1

상기 결과로부터 일장에 관계없이 형질전환체가 대조구에 비해 현저한 조기개화 및 왜성 현상을 보임을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that the transformants showed a significant early flowering and dwarfism compared to the control.

[실시예 10]Example 10

OsMADS1으로 형질전환된 니코티아나 실베스트리스(Nicotiana sylvestris)의 조제Preparation of Nicotiana sylvestris Transformed with OsMADS1

개화시기 조절 유전자에 의해 광주기에 영향을 받지 않고 조기 개화가 가능한지를 알아 보기 위해, 이번에는 실시예 7에서 제작한 OsMADS1 유전자를 함유하는 발현 벡터 pGA1209를 이용하여 장일성 식물인 담배 품종 니코티아나 실베스트리스(Nicotiana sylvestris)를 실시예 7과 동일한 방법으로 형질전환시켰다.To find out whether early flowering is possible without affecting photoperiod by the flowering time regulation gene, this time, the expression vector pGA1209 containing the OsMADS1 gene produced in Example 7 was used to produce tobacco varieties Nicotiana silvestris ( Nicotiana sylvestris) was transformed in the same manner as in Example 7.

상기와 같이 pGA1209로 형질전환된 니코티아나 실베스트리스의 후대와 pGA748로 형질전환된 대조구의 종자를 각각 단일 조건과 장일 조건에서 동시에 파종하여 개화 때까지 생육시키면서 개화 시기 및 크기를 관찰하였다. 도 20A 및 20B는 각각 단일 조건과 장일 조건에서 개화 시기까지 생육시킨 형질전환체와 대조구를 나타낸 사진이다. 각 도면에서 왼쪽 식물은 형질전환체이고 오른쪽은 대조구이다. 여기에서 보듯이 일장에 관계없이 형질전환체가 대조구에 비해 현저한 조기개화 및 왜성 현상을 보임을 확인할 수 있다. 즉, 니코티아나 실베스트리스는 장일성 식물로서 단일 조건에서 대조구는 전혀 개화되지 않은데 반해 OsMADS1으로 형질전환된 경우는 개화하였다.As described above, the seed of Nicotiana silvestris transformed with pGA1209 and the seed of the control transformed with pGA748 were sown under single and long-term conditions, respectively, and grown until flowering, and the flowering time and size were observed. 20A and 20B are photographs showing the transformants and controls grown to the flowering period under single conditions and long-term conditions, respectively. In each figure the left plant is the transformant and the right is the control. As shown here, the transformants showed significant early flowering and dwarfism compared to control. In other words, Nicotiana sylvestris was a long-lived plant, but the control group did not bloom at all under a single condition, whereas when transformed with OsMADS1, it bloomed.

도 21은 RNA 블롯팅에 의해 5개의 니코티아나 실베스트리스 형질전환체(라인 1, 2, 3, 4, 5)와 대조구(라인 C)의 잎 조직에 축적된 RNA를 축출하여 OsMADS1 mRNA 축적량을 분석한 결과이다. 여기에서 보듯이 5개의 형질전환체 모두에서 OsMADS1 mRNA가 발현되었으며 그 중 라인 2와 라인 4의 형질전환체가 강한 발현을, 라인 1과 5는 중간 정도의 발현을, 라인 3의 형질전환체는 미미한 발현을 나타내었다. 대조구에서는 전혀 발현되지 않았음을 알 수 있다.Figure 21 shows the analysis of OsMADS1 mRNA accumulation by extracting RNA accumulated in the leaf tissues of five Nicotiana sylvestris transformants (lines 1, 2, 3, 4, 5) and control (line C) by RNA blotting. One result. As shown here, OsMADS1 mRNA was expressed in all five transformants, of which line 2 and line 4 transformed strongly, line 1 and 5 showed moderate expression, and line 3 transformed insignificantly. Expression was shown. It can be seen that it was not expressed at all in the control.

상기 형질전환 니코티아나 실베스트리스 라인 1 내지 5와 대조구 각 라인으로부터 여섯 개체의 형질전환 후손을 단일 조건(낮-10시간) 및 장일 조건(낮-16시간)에서 생육시켜 개화 시기 및 개화후 신장을 측정하여 평균치를 구하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.Transgenic descendants of six individuals from the transgenic Nicotiana sylvestris lines 1 to 5 and control lines were grown in single conditions (day-10 hours) and in long-term conditions (day-16 hours) to increase the flowering period and post-flowering height. The average value was measured and the results are shown in Table 1.

[표 2]TABLE 2

상기 결과로부터 보듯이, OsMADS1 mRNA 발현량이 가장 높은 라인 2와 4의 형질전환체는 단일 조건에서 각각 85, 84일만에 가장 먼저 개화하였으며 신장도 각각 35, 36㎝로 가장 작았다. 이에 비해 발현량이 중간 정도인 라인 1과 라인 5의 형질전환체는 개화까지 102, 97일이 걸렸으며 신장도 라인 2나 4에 비해 훨씬 큰 것으로 확인되었다. 발현량이 가장 미미한 라인 3은 개화에 146일이 걸려 가장 늦게 개화되었다. 대조구는 단일 조건에서는 개화하지 않았다. 장일 조건하에서는 형질전환체들이 대조구에 비해 8-11일 먼저 개화하였으며 현저한 왜성 현상을 보임을 알 수 있다.As can be seen from the above results, the transformants of lines 2 and 4, which had the highest expression levels of OsMADS1 mRNA, bloomed first in 85 and 84 days under single conditions, respectively, and had the smallest height of 35 and 36 cm, respectively. On the other hand, the transformants of lines 1 and 5, which have moderate expression levels, took 102 and 97 days to bloom, and their height was much higher than those of lines 2 and 4. Line 3 with the least amount of expression took 146 days to bloom and bloomed the latest. The control did not bloom under single conditions. Under the long day condition, the transformants bloomed 8-11 days earlier than the control group, and showed a significant dwarfity.

상기 결과들로부터 특정 계절에만 개화하는 식물에 개화시기 조절 유전자 OsMADS1을 형질전환시켜 발현시킴으로써 계절에 관계없이 조기 개화 및 왜성 현상을 유도할 수 있음이 입증되었다.From these results, it was demonstrated that early flowering and dwarfism can be induced regardless of seasons by transforming and expressing the flowering season control gene OsMADS1 in plants that bloom only in certain seasons.

본 발명에 따라 벼 및 사과에서 분리한 개화시기 조절 유전자 OsMADS5-8 및 MdMADS3 및 4를 담배, 페튜니아, 벼 등의 식물에 형질전환시킴으로써 개화시기의 환경에 영향을 받지 않고 식물의 조기 개화 및 현상을 유도하여 생육 기간을 단축하고 생산량을 증대할 수 있다.According to the present invention, by transforming flowering period control genes OsMADS5-8 and MdMADS3 and 4 isolated from rice and apple into plants such as tobacco, petunia and rice, early flowering and phenomena of plants without affecting the environment of flowering period Induction can shorten growth period and increase yield.

Claims (27)

벼에서 분리된 개화시기 조절 유전자로서 도 1의 서열을 갖는 OsMADS5 및 이 유전자의 임의의 부위의 연속된 30염기중 80% 이상이 상동성을 갖는 유전자.OsMADS5 having the sequence of FIG. 1 as a flowering time regulation gene isolated from rice and a gene having at least 80% homology among 30 consecutive bases of any region of the gene. 제 1항의 유전자를 포함하는 발현벡터.An expression vector comprising the gene of claim 1. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 발현벡터 pGA1348.Expression vector pGA1348. 제 1항의 발현벡터로 형질전환된 담배.Tobacco transformed with the expression vector of claim 1. 벼에서 분리된 개화시기 조절 유전자로서 도 4의 서열을 갖는 OsMADS6 및 이 유전자의 임의의 부위의 연속된 30염기중 80% 이상이 상동성을 갖는 유전자.OsMADS6 having the sequence of FIG. 4 as a flowering time regulation gene isolated from rice and a gene having at least 80% homology among 30 consecutive bases of any region of the gene. 제 5항의 유전자를 포함하는 발현벡터.An expression vector comprising the gene of claim 5. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 발현벡터 pGA1349.Expression vector pGA1349. 제 7항의 발현벡터로 형질전환된 담배.Tobacco transformed with the expression vector of claim 7. 벼에서 분리된 개화시기 조절 유전자로서 도 6의 서열을 갖는 OsMADS7 및 이 유전자의 임의의 부위의 연속된 30염기중 80% 이상이 상동성을 갖는 유전자.OsMADS7 having the sequence of FIG. 6 as a flowering time regulation gene isolated from rice and a gene having at least 80% homology among 30 consecutive bases of any region of the gene. 제 9항의 유전자를 포함하는 발현벡터.An expression vector comprising the gene of claim 9. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 발현벡터 pGA1350.Expression vector pGA1350. 제 11항의 발현벡터로 형질전환된 담배.Tobacco transformed with the expression vector of claim 11. 벼에서 분리된 개화시기 조절 유전자로서 도 8의 서열을 갖는 OsMADS8 및 이 유전자의 임의의 부위의 연속된 30염기중 80% 이상이 상동성을 갖는 유전자.OsMADS8 having the sequence of FIG. 8 as a flowering time regulation gene isolated from rice and a gene having at least 80% homology among 30 consecutive bases of any region of the gene. 제 13항의 유전자를 포함하는 발현벡터.An expression vector comprising the gene of claim 13. 제 14항에 있어서,The method of claim 14, 발현벡터 pGA1351.Expression vector pGA1351. 제 15항의 발현벡터로 형질전환된 담배.Tobacco transformed with the expression vector of claim 15. 사과에서 분리된 개화시기 조절 유전자로서 도 10의 서열을 갖는 MdMADS3 및 이 유전자의 임의의 부위의 연속된 30염기중 80% 이상이 상동성을 갖는 유전자.MdMADS3 having the sequence of FIG. 10 as an flowering time regulation gene isolated from apples and a gene having at least 80% homology among 30 consecutive bases of any region of the gene. 제 17항의 유전자를 포함하는 발현벡터.An expression vector comprising the gene of claim 17. 제 18항에 있어서,The method of claim 18, 발현벡터 pGA1534.Expression vector pGA1534. 제 19항의 발현벡터로 형질전환된 담배.A tobacco transformed with the expression vector of claim 19. 사과에서 분리된 개화시기 조절 유전자로서 도 12의 서열을 갖는 MdMADS4 및 이 유전자의 임의의 부위의 연속된 30염기중 80% 이상이 상동성을 갖는 유전자.MdMADS4 having the sequence of FIG. 12 as an flowering time control gene isolated from apples and a gene having at least 80% homology among 30 consecutive bases of any region of the gene. 제 21항의 유전자를 포함하는 발현벡터.An expression vector comprising the gene of claim 21. 제 22항에 있어서,The method of claim 22, 발현벡터 pGA1588.Expression vector pGA1588. 제 23항의 발현벡터로 형질전환된 담배.A tobacco transformed with the expression vector of claim 23. 벡터 pGA1209로 형질전환된 페튜니아.Petunia transformed with the vector pGA1209. 개화시기 조절유전자 OsMADS1을 포함하는 발현벡터 pGA1268.Expression vector pGA1268 containing flowering time regulator gene OsMADS1. 제 26항의 발현벡터로 형질전환된 벼.A rice transformed with the expression vector of claim 26.
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