KR20050062477A - Transgenic rice line producing high level of flavonoids in the endosperm - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전체 배유 내에서 높은 수준의 플라보노이드를 생성하는 형질전환 쌀을 개발하고자 한다. 쌀 품종, Oryza sativa japonica cv. Hwa-Young은 플라보노이드 생합성 경로에서 대부분의 구조 유전자를 함께 활성화시키는 옥수수 C1R-S 유전자로 형질전환된다. C1R-S 트랜스유전자의 발현은 배유 전체에서 특이적으로 발현하는 13-kD 쌀 프롤라민 유전자의 프로모터 이용에 대해 배유-특이적이다. 27개 개별적 C1/R-S 형질전환 라인 중 착색 변이에 있어서 대부분 라인의 T1 낟알은 밝은 갈색이고 벡터만으로 형질전환 쌀 식물뿐만 아니라 야생형의 낟알보다 뚜렷하게 더 어둡다. 동형접합성 형질전환 라인의 T2 및 T3 낟알은 더 어둡게 착색되고 T1 낟알 크기가 더 작아진다.The present invention seeks to develop transgenic rice that produces high levels of flavonoids in whole endosperm. Rice varieties, Oryza sativa japonica cv. Hwa-Young is transformed with maize C1 and RS genes, which together activate most structural genes in the flavonoid biosynthetic pathway. Expression of the C1 and RS transgenes is endo-specific for promoter utilization of the 13-kD rice prolamin gene, which is specifically expressed throughout the endosperm. For the staining variation of the 27 individual C1 / RS transformation lines, the T1 grains of most lines are light brown and distinctly darker than wild type grains as well as transgenic rice plants with vectors alone. T2 and T3 grains of homozygous transformation lines are darker colored and have smaller T1 grain sizes.

Description

배유 내에 높은 농도의 플라보노이드를 생산하는 형질전환 쌀{Transgenic rice line producing high level of flavonoids in the endosperm}Transgenic rice line producing high level of flavonoids in the endosperm

본 발명은 쌀 낟알 내에 높은 농도의 다양한 플라보노이드를 함유한 형질전환 쌀에 관한 것이다. 또한 본 발명은 옥수수 C1R-S 유전자로 형질전환된 형질전환 쌀에 관한 것이다.The present invention relates to transgenic rice containing high concentrations of various flavonoids in rice grains. The present invention also relates to transgenic rice transformed with maize C1 and RS genes.

농작물 식물에 대한 연구는 높은 산출량, 질병/해충-저항성 및 반-왜소증에 대한 육종을 통해 생산성을 유의적으로 개선시켰다. 최근, 통상적인 육종 방법과 함께 유전공학 도구는 개선된 생산성뿐만 아니라 강화된 영양적 질을 지닌 신규한 농작물 품종을 개발하는데 용이하게 이용된다.Research on crop plants has significantly improved productivity through breeding for high yields, disease / pest-resistance and anti-dwarfism. Recently, genetic engineering tools, along with conventional breeding methods, are readily used to develop new crop varieties with improved nutrition as well as enhanced nutritional quality.

잘-알려진 예의 하나는 배유가 카로티노이드 생합성 경로에 포함된 3개 유전자로 유전적으로 설계된 프로비타민 A-생성 "황금미(Golden Rice)"이다(Ye et al., 2000). Cahoon et al.(2003)은 보리 호모젠티스산 게라닐 전이효소(homogentisic acid geranylgeranyl transferase)를 과발현함으로서 배(embryo) 내에서 4∼6배 이상의 비타민 E를 생성하는 형질전환 옥수수의 개발을 보고하였다.One well-known example is the provitamin A-producing "Golden Rice" genetically designed with three genes whose endosperm is involved in the carotenoid biosynthetic pathway (Ye et al., 2000). Cahoon et al. (2003) report the development of transgenic maize that produces four to six times more vitamin E in the embryo by overexpressing barley homogenicic geranylgeranyl transferase. .

식물 내에서 생성되는 2,000종 이상의 플라보노이드는 꽃과 열매의 착색, UV 및 병원균에 대한 보호, 공생생물에 대한 시그날링 및 일부 식물종에서의 웅성 수정력에 관련된다(Shirley, 1996; Winkel-Shirley, 2001a, 2001b and 2002에서 고찰됨). 모든 플라보노이드는 p-쿠마로일(coumaroyl)-CoA와 3개 분자의 말로닐(malonyl)-CoA의 연속적인 축합 반응을 통해 합성된다. 페닐벤조피론 자체의 미세한 변형 외에 플라보노이드는 기본 구조에 대한 하이드록실, 메틸 및 당 그룹과 같은 다양한 모이어티(moiety)의 첨가에 의해 다양화된다.More than 2,000 flavonoids produced in plants are involved in the coloring of flowers and fruits, protection against UV and pathogens, signaling for symbiotic organisms and male fertility in some plant species (Shirley, 1996; Winkel-Shirley, Considered in 2001a, 2001b and 2002). All flavonoids are synthesized through successive condensation reactions of p-coumaroyl-CoA with three molecules of malonyl-CoA. In addition to the minor modifications of phenylbenzopyrone itself, flavonoids are diversified by the addition of various moieties such as hydroxyl, methyl and sugar groups to the basic structure.

플라보노이드는 항산화, 항바이러스, 항암, 노화방지, 간보호 효과, 암 예방, 면역 체계 강화를 포함하고, 결과적으로 심혈관 질환의 위험을 저하시키는 혈청 지질 질을 개선시키는 그들의 생물학적 활성에 대해 광범위하게 연구되었다(Dixon and Steele, 1999; Yousef et al., 2004).Flavonoids have been extensively studied for their biological activity, which includes antioxidant, antiviral, anticancer, anti-aging, hepatoprotective effects, cancer prevention, strengthening immune system and consequently improving serum lipid quality which lowers the risk of cardiovascular disease (Dixon and Steele, 1999; Yousef et al., 2004).

대부분의 건강한-유익한 역할이 환원제, 수소 제공자 및 자유 라디칼 해갈제(quencher)로서 기능하는 플라보노이드의 항산화성과 우선적으로 관련되나 많은 비항산화성 활성이 발암에 대한 억제 효과(Jankun et al., 1997; Ren et al., 2003) 및 수용체와 세포내 신호 효소에 대한 조절 효과(William et al., 2004)에 대해서도 보고되었다. 또한 Pinent et al.(2004)은 프로시아니딘, 올리고머 플라보노이드가 아마도 포스파티딜리노시톨 3-키나제 및 p38 미토겐-활성화된 단백질 키나제와 같은 시그날링 성분과의 상호작용을 통해 항당뇨병 성질을 지님을 보고하였다. 유사한 연구로서 Enomoto et al.(2004)은 인간 알도스 환원효소, 혈소판 응집 및 혈액 응고에 대한 3-메톡시 케르세틴의 억제 효과를 증명하였다.While most of the healthy-beneficial roles are primarily associated with the antioxidant properties of flavonoids that function as reducing agents, hydrogen donors and free radical quenchers, many non-antioxidant activities have inhibitory effects on carcinogenesis (Jankun et al., 1997; Ren et. al., 2003) and the regulatory effects on receptors and intracellular signaling enzymes (William et al., 2004). Pinent et al. (2004) also reported that procyanidins, oligomeric flavonoids have antidiabetic properties, possibly through interactions with signaling components such as phosphatidylinositol 3-kinase and p38 mitogen-activated protein kinases. . In a similar study, Enomoto et al. (2004) demonstrated the inhibitory effect of 3-methoxy quercetin on human aldose reductase, platelet aggregation and blood coagulation.

식물 내 주요한 2차 대사 경로 중에 플라보노이드 생합성은 그 경로에 관련된 유전자 및 효소 메카니즘의 분자적 유전학에 대해 가장 잘 특성화된 것이다(Holton and Cornish, 1995; Winkel-Shirley, 2001a and 2001b). 각각 Myb-형태 전사 인자 및 기본 헬릭스-루프-헬릭스-형태 전사 인자를 인코드하는 C1R 조절 유전자 패밀리 멤버는 플라보노이드 생합성 경로 내에서 다른 세트의 구조적 유전자를 개별적으로 또는 상호적으로 활성화시킨다(Quattrocchio et al., 1993; Quattrocchio et al., 1998).Among the major secondary metabolic pathways in plants, flavonoid biosynthesis is best characterized for the molecular genetics of the genes and enzyme mechanisms involved in that pathway (Holton and Cornish, 1995; Winkel-Shirley, 2001a and 2001b). Members of the C1 and R regulatory gene families, each encoding a Myb-form transcription factor and a basic helix-loop-helix-form transcription factor, individually or mutually activate different sets of structural genes within the flavonoid biosynthetic pathway (Quattrocchio et al., 1993; Quattrocchio et al., 1998).

두 유전자 패밀리 멤버는 많은 단자엽식물뿐만 아니라 쌍자엽식물로부터 분리되었고 상응하는 패밀리 내에서 높게 보존된 것으로 알려져 있다. 이러한 이유로, 일부 C1R 패밀리 멤버는 다른 식물종 간에 기능적으로 상호교환가능하다(Schijlen et al., 2004). 예를 들어 옥수수 C1R 모두의 장소 밖 발현(ectopic expression)은 애기장대 및 담배 내에서 일반적으로 안토시아닌이 부족한 뿌리, 화판 및 수술 내에서 안토시아닌을 생성하기에 충분하였다(Lloyd et al., 1992). 유사하게는, Bovy et al.(2002)은 옥수수 C1LC(R 유전자 패밀리 멤버) 모두로 형질전환된 토마토 식물이 각각 잎과 과육 내에서 안토시아닌 및 부가적인 플라보노이드를 생성하였음을 보고하였다. 조절적 유전자 이외에 토마토 열매의 특정 조직 내에서의 특정한 플라보노이드의 증가된 생성은 칼콘 합성효소, 칼콘 이성화효소 및 플라보놀 합성효소에 대한 생합성적 유전자의 증가된 발현에 의해 증명되었다(Verhoeyen et al., 2002).Both gene family members have been isolated from many monocots as well as dicotyledons and are known to be highly conserved within the corresponding families. For this reason, some C1 and R family members are functionally interchangeable between different plant species (Schijlen et al., 2004). For example, the ectopic expression of both corn C1 and R was sufficient to produce anthocyanins in roots, drawing boards, and surgery, which are generally deficient in anthocyanins in Arabidopsis and tobacco (Lloyd et al., 1992). . Similarly, Bovy et al. (2002) reported that tomato plants transformed with both corn C1 and LC ( R gene family members) produced anthocyanins and additional flavonoids in leaves and pulp, respectively. In addition to regulatory genes, increased production of specific flavonoids in certain tissues of tomato fruit is evidenced by increased expression of biosynthetic genes for chalcone synthase, chalcone isomerase and flavonol synthase (Verhoeyen et al., 2002).

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 쌀 낟알 내에 높은 농도의 다양한 플라보노이드를 함유한 형질전환 쌀을 제공하는 것이다. 또한 본 발명은 옥수수 C1R-S 유전자로 형질전환된 형질전환 쌀을 제공한다.The technical problem to be achieved in the present invention is to provide a transformed rice containing a high concentration of various flavonoids in rice grains. The present invention also provides a transformed rice transformed with maize C1 and RS gene.

일반 백미, Oryza sativa japonica cv. Hwa-Young은 각각 배유-특이적 프로모터의 조절 하에 있는 옥수수 C1 및 R-S 조절 유전자로 형질전환되었다. "녹차미(Green Tea rice)(GT 쌀)"로 명명된 상동적 형질전환 라인의 T2 및 T3 낟알은 크기가 다르지 않고 형질전환되지 않은 낟알보다 약간 더 어두운 T1 및 T2 반접합성 낟알보다 착색이 더 어둡고 크기가 더 작아졌다.Plain white rice, Oryza sativa japonica cv. Hwa-Young was transformed with maize C1 and RS regulatory genes, respectively, under the control of an endosperm-specific promoter. The T2 and T3 kernels of the homologous transformation line, designated "Green Tea rice" (GT rice), are not colored in size and are slightly more pigmented than T1 and T2 semi-bonded grains, which are slightly darker than untransformed grains. Darker and smaller in size.

C1R-S 트랜스유전자의 발현 이외에 C1R-S 트랜스유전자에 의해 활성화된 플라보노이드 생합성 경로의 유전자는 T3 상동성 라인의 낟알을 발달시킴으로서 추출된 RNA를 이용한 RT-PCR에 의해 확인되었다. 활성화된 유전자 중 페닐알라닌 암모니아 리아제, 칼콘 합성효소, 플라보논 3-하이드록실라제, 플라보노이드 3'-하이드록실라제 및 디하이드로플라보놀 4-환원효소의 발현 수준이 GT 쌀에서 실질적으로 증가된 반면, 이들 유전자 발현은 야생형에서 거의 검출할 수 없었다. 그러나 안토시아닌 합성효소 유전자는 트랜스유전자에 의해 활성화되지 않았고, 이는 GT 쌀 낟알 내에서 안토시아닌 생성이 없는 것을 설명한다.In addition to expression of the C1 and RS transgene gene of the flavonoid biosynthetic pathway activated by the C1 and RS transgene was confirmed by RT-PCR using an RNA extracted sikimeuroseo developing grain of T3 homologous line. While the expression levels of phenylalanine ammonia lyase, chalcone synthase, flavonone 3-hydroxylase, flavonoid 3'-hydroxylase and dihydroflavonol 4-reductase in the activated genes were substantially increased in GT rice, However, these gene expressions were hardly detectable in the wild type. However, the anthocyanin synthase gene was not activated by the transgene, which explains the absence of anthocyanin production in GT rice grains.

HPLC 플라보노이드 프로파일의 비교는 다양한 플라보노이드의 높은 농도가 GT 쌀 낟알 내에서 생성됨을 나타내었다. 형질전환 낟알 추출물 내의 수많은 형태의 플라보노이드에 의해 참조 화합물과 보유 시간을 매치시킴으로서 개별적 HPLC 피크를 확인하는 것은 기술적으로 실행 불가능하였다. 더욱이 상업적으로 이용가능한 플라보노이드 표준은 HPLC 분석에 한정적이다. 이들 기술적 문제점을 회피하기 위해 HPLC 프로파일의 많은 피크가 적당한 산-가수분해 및 에틸아세테이트 분할에 의해 감소되었다. 이후, 주요한 피크가 LC/MS/MS 및 NMR를 이용하여 더욱 분석되었고, 이로부터 디하이드로케르세틴(dihydroquercetin)(탁시폴린(taxifolin)), 디하이드로이소르함네틴(dihydroisorhamnetin)(3'-Ο-메틸 탁시폴린) 및 3'-Ο-메틸 케르세틴이 확인되었다. 참조로서 인증된 탁시폴린을 이용하여 탁시폴린, 3'-Ο-메틸 탁시폴린 및 3'-Ο-메틸 케르세틴의 농도 및 총 플라보노이드 함량이 각각 건조 낟알 그람 당 150 ㎍, 330 ㎍, 55 ㎍ 및 12 mg으로 추정되었다. T3 GT 쌀 낟알 내에서 디페닐붕산으로의 플라보노이드 형광 표지는 플라보노이드가 외부 배유의 4∼5층에 크게 농축되어 있음을 나타내었다. 더욱 중요하게는, 적당한 수준의 플라보노이드도 내부 배유 내 전체에서 검출되었다.Comparison of the HPLC flavonoid profiles showed that high concentrations of various flavonoids were produced in GT rice grains. It was not technically feasible to identify individual HPLC peaks by matching the retention time with the reference compound by numerous forms of flavonoids in the transformed kernel extract. Moreover, commercially available flavonoid standards are limited to HPLC analysis. To avoid these technical problems, many peaks in the HPLC profile were reduced by proper acid-hydrolysis and ethyl acetate partitioning. Then, was further analyzed using a major peak LC / MS / MS, and NMR, from which the dihydro quercetin (dihydroquercetin) (taksi morpholine (taxifolin)), sorbitan di-Hydro also netin (dihydroisorhamnetin) (3'- Ο - methyl taksi morpholine) and 3'- Ο - it was confirmed that methyl quercetin. Concentrations and total flavonoid content of Taxipoline, 3'- O -Methyl Taxoline and 3'- O -Methyl Quercetin, using certified taxolines as reference, were 150 μg, 330 μg, 55 μg and 12 per gram of dry grain, respectively. It was estimated in mg. Flavonoid fluorescence labeling with diphenylboric acid in T3 GT rice grains indicated that flavonoids were highly concentrated in the 4-5 layers of external endosperm. More importantly, moderate levels of flavonoids were also detected throughout the internal endosperm.

또한 우리는 하기와 같은 근거로 옥수수 C1R-S 유전자를 장소 밖에서 발현함으로서 배유 내에서 플라보노이드를 생성하는 형질전환 쌀을 개발하였다: (1) 일반 쌀 낟알은 플라보노이드가 결핍된 반면, "흑미" 낟알은 제분에 의해 완전하게 제거되는 과피 내에만 착색된 적은 종류의 플라보노이드, 안토시아닌을 포함한다. (2) 식이 플라보노이드는 암 예방 및 면역 체계 강화뿐만 아니라 항산화, 항바이러스, 항암, 노화-방지 및 간보호 효과와 같은 다양한 건강-증진 효과를 지닌다(Dixon and Steele, 1999; reviewed in Ren et al., 2003). 더욱이 Howitz et al.(2003)은 플라보노이드가 효모의 수명 연장에 관련된 유전자를 활성화시키는 생물학적 활성에 기반하여 포유류 수명까지도 연장시키는 기능을 하는 것을 나타내었다. (3) 배유 내에 도입시 C1R-S 유전자는 플라보노이드 생합성 경로 내의 전부는 아니다 대부분의 구조적 효소 유전자를 활성화시키는 것으로 기대된다.We also developed transgenic rice that produces flavonoids in endosperm by expressing the corn C1 and RS genes out of place on the following grounds: (1) Regular rice grains lack flavonoids, while "black rice" grains Includes a small class of flavonoids, anthocyanins, colored only within the rind that is completely removed by milling. (2) Dietary flavonoids have various health-promoting effects, such as antioxidant, antiviral, anticancer, anti-aging and hepatoprotective effects, as well as cancer prevention and immune system enhancement (Dixon and Steele, 1999; reviewed in Ren et al. , 2003). Moreover, Howitz et al. (2003) showed that flavonoids function to extend mammalian life based on the biological activity of activating genes involved in extending the life of yeast. (3) The C1 and RS genes, when introduced into the endosperm, are expected to activate most, but not all, structural enzyme genes within the flavonoid biosynthetic pathway.

플라보노이드의 수준 및 형태는 식물종뿐만 아니라 조직 형태에 따라 유의적으로 달라진다. 예를 들어 곡물의 배유는 플라보노이드가 결핍된 반면, 녹차(Camellia sinensis) 잎은 건중량의 10∼20%의 높은 농도의 플라보노이드를 포함한다. "흑미" 변종의 경우 일부 형태의 안토시아닌, 착색된 플라보노이드가 과피 내에서만 생성된다. 따라서 플라보노이드가 낟알의 전체 배유에 걸쳐 생성되는 형질전환 라인을 개발하고자 한다. 전략은 (1) 플라보노이드 생합성 경로 내에서 다양한 구조 유전자를 활성화시키기 위해 옥수수 C1R-S(R 유전자 패밀리의 종자-특이적 멤버)로 일반 japonica 쌀을 형질전환시키고, (2) 형질전환 식물의 영양 조직 상에서 부작용을 방지하기 위해 트랜스유전자의 발현을 조절하는 배유-특이적프로모터를 이용하는 것을 포함한다.Levels and forms of flavonoids vary significantly depending on plant species as well as tissue type. Grain endosperm, for example, lacks flavonoids, while green tea ( Camellia sinensis ) leaves contain high concentrations of flavonoids of 10-20% of their dry weight. For the "black rice" variant, some forms of anthocyanin, colored flavonoids are produced only in the skin. Therefore, we want to develop a transformation line in which flavonoids are produced over the entire endosperm of a grain. The strategy is to (1) transform normal japonica rice with maize C1 and RS (seed-specific members of the R gene family) to activate various structural genes within the flavonoid biosynthetic pathway, and (2) the nutritional tissue of the transgenic plant. Use of an endosperm-specific promoter that modulates expression of the transgene to prevent side effects in the stomach.

(실시예)(Example)

C1C1 /Of R-SR-S 트랜스유전자의 건조 Drying of the transgene

각각 p35SC1 및 pBluescript SK의 EcoRI 사이트 내의 서열번호: 1의 DNA 서열을 지닌 옥수수 C1(유전자은행 접근번호 AF320614) 및 서열번호: 2의 DNA 서열을 지닌 R-S(접근번호 X15806)의 클론은 미국 미주리대학 Karen 박사가 제공하였다. pUC18 플라스미드 내의 프롤라민 NPR33 프로모터(쌀 13-kD 프롤라민 유전자의 ATG 시작 사이트로부터의 -652와 -13사이의 5'UTR)(서열번호: 3)의 클론은 일본 국립농생물과학연구소 Fumio Takaiwa 박사가 제공하였다. 프로모터는 SacI/EcoRI 사이트에서 Nos 종결자(Tnos)를 포함하는 변형된 pGEM7Zf(+) 플라스미드(Promega Co., Madison, WI)의 HindⅢ/XbaI 사이트 내로 서브클론되어, pYMPP로 명명되었다. C1 cDNA(822 bp)는 주형으로서 C1 cDNA를 포함한 p35SC1 플라스미드를 이용하고, XbaI 제한 사이트를 지닌 전방 프라이머(5'-ATTCTAGACGAGCTTGATCGACGAGAGAGCGAG -3')(서열번호: 4) 및 SacI 사이트를 지닌 역방 프라이머(5'-CGAGCTCGACGTGTACTT GTTGTCTACGCAAG-3')(서열번호: 5)를 이용한 PCR에 의해 증폭되었다. PCR 생성물은 XbaI 및 SacI로 분해되고, pYMPP 플라스미드의 동일한 제한 사이트 내로 라이게이트되어, 다시 pYMPPC1로 명명되었다. 이러한 단계로, R-S cDNA(1839 bp)는 전방 프라이머 말단의 XbaI 사이트 및 역방 프라이머 말단의 SmaI 사이트를 지닌 R-S 서열에 상응하는 다른 프라이머 세트, 5'-GCTCTAGACGTTCAG CAGGCGCGTGATG-3'(서열번호: 6) 및 5'-CCCCCGGGGGCTGCCCCTTCACCGCTTCCCT-3'(서열번호: 7)를 이용하여 동일한 방식으로 pYMPP 플라스미드 내로 서브클론되었고, 다시 pYMPPR-S로 명명되었다. 주형으로서 pYMPPC1 플라스미드를 이용하고, HindIII 사이트를 지닌 NPR33 프로모터에 대한 전방 프라이머(5'-AAGCTTGGTGTAGCAACAC GACTT-3')(서열번호: 8) 및 BamHI 사이트를 지닌 Tnos에 대한 역방 프라이머(5'-CGGGATCCCGGATCTAGTAACATA GATGACAC-3')(서열번호: 9)를 이용한 PCR 생성물은 HindIII 및 BamHI로 분해되었고, T-DNA 경계 내에 35S CMV 프로모터 하의 포스피노트리신(phosphinotricin) 저항성 bar 유전자뿐만 아니라 smGFP::GUS도 포함하는 변형된 pCambia3301 이원 벡터의 동일한 제한 사이트 내로 라이게이트되었다. 이후, NPR33 프로모터 및 Tnos를 지닌 R-S 코딩 서열은 주형으로서 pYMPPR-S 플라스미드를 이용하고, BamHI 사이트를 지닌 NPR33 프로모터에 대한 전방 프라이머(5'-GGATCCGGTGTAGCAACACGAGTT-3')(서열번호: 10) 및 EcoRI 사이트를 지닌 Tnos에 대한 역방 프라이머(5'-GGAATTCC GATCTAGTAACATAGATGACAC-3')(서열번호: 11)를 이용한 PCR에 의해 증폭되었다. PCR 생성물은 BamHI 및 EcoRI으로 분해되었고, C1을 포함한 변형된 pCambia3301의 동일한 제한 사이트 내로 라이게이트되었다. 각각 프롤라민 NPR33 프로모터 및 Nos 종결자를 지니고 일반 제한 사이트 BamHI에서 융합된 C1R-S 유전자의 코딩 구역을 지닌 변형된 pCambia3301는 pYMPPC1/R-S로 명명되었고, 동결/해동법에 의해 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) LBA4404 내로 형질전환되었다.Each p35SC1 and pBluescript sequence number within the SK of the EcoRI site: with a 1 DNA sequence maize C1 (gene bank accession number AF320614) and SEQ ID NO: Clone of the RS with the DNA sequence of Figure 2 (accession number X15806) is the US University of Missouri Karen Provided by the doctor. A clone of the prolamin NPR33 promoter (5'UTR between -652 and -13 from the ATG start site of the rice 13-kD prolamin gene) (SEQ ID NO: 3) in the pUC18 plasmid was identified by the Japan National Institute of Agricultural Science Fumio. Provided by Dr. Takaiwa. The promoter was subcloned into the HindIII / XbaI site of the modified pGEM7Zf (+) plasmid (Promega Co., Madison, Wis.) Containing Nos terminator (Tnos) at the SacI / EcoRI site and named pYMPP. C1 cDNA (822 bp) uses a p35SC1 plasmid containing C1 cDNA as a template, and an anterior primer with XbaI restriction site (5'-AT TCTAGA CGAGCTTGATCGACGAGAGAGCGAG-3 ') (SEQ ID NO: 4) and a reverse primer with SacI site It was amplified by PCR using (5′-C GAGCTC GACGTGTACTT GTTGTCTACGCAAG-3 ′) (SEQ ID NO: 5). The PCR product was digested with XbaI and SacI, ligated into the same restriction site of the pYMPP plasmid, again named pYMPPC1. At this stage, the RS cDNA (1839 bp) is a different primer set, 5'-GC TCTAGA CGTTCAG CAGGCGCGTGATG-3 '(SEQ ID NO: 6, corresponding to the RS sequence with the XbaI site at the front primer end and the SmaI site at the reverse primer end). ) And 5'-CC CCCGGG GGCTGCCCCTTCACCGCTTCCCT-3 '(SEQ ID NO: 7) in the same way subcloned into the pYMPP plasmid, again named pYMPPR-S. Reverse primers (5'-CG) for Tnos with BamHI site using pYMPPC1 plasmid as template and forward primer for NPR33 promoter with HindIII site (5'- AAGCTT GGTGTAGCAACAC GACTT-3 ') (SEQ ID NO: 8) GGATCC CGGATCTAGTAACATA GATGACAC-3 ') (SEQ. ID. NO: 9) using the PCR product was digested with HindIII and BamHI, T-DNA, as well as smGFP phosphino new tree (phosphinotricin) resistant bar gene under the CMV 35S promoter :: GUS inside the boundary The modified pCambia3301 binary vector was also incorporated into the same restriction site. Since, RS coding sequence with a promoter and NPR33 Tnos is used pYMPPR-S plasmid as a template, the forward primer for the NPR33 promoter with a BamHI site (5'- GGATCC GGTGTAGCAACACGAGTT-3 ') ( SEQ ID NO: 10) and EcoRI Amplified by PCR using reverse primers (5'-G GAATTC C GATCTAGTAACATAGATGACAC-3 ') (SEQ ID NO: 11) for Tnos with site. PCR products were digested with BamHI and EcoRI and ligated into the same restriction site of the modified pCambia3301 including C1 . A modified pCambia3301, each with a prolamin NPR33 promoter and a Nos terminator and coding regions of the C1 and RS genes fused at the general restriction site BamHI, was named pYMPPC1 / RS and was identified by Agrobacterium tumefaciens (freeze / thaw). Agrobacterium tumefaciens ) was transformed into LBA4404.

쌀 형질전환Rice transformation

캘러스는 N6 기본 염 및 비타민, 1 g/L의 카시미노산, 30 g/L의 슈크로스 및 2 mg/L의 2,4-D를 포함하고, 2 g/L의 겔라이트에 의해 응고된 캘러스-유도 배지(N6CI, pH 5.8) 상에서 쌀 Oryza sativa japonica cv. Hwa-Young의 배를 발아시킴으로서 생성되었다. 신선한 배지 상에서의 2차 배양 1 또는 2 주후 캘러스는 이원 벡터 pYMprolaminProC1/R-S를 잠복시킨 Agrobacterium tumefaciens LBA4404로 감염되었고, 100 M 아세토시린곤이 보충된 N6CI 배지 상에서 25℃에서 3일간 암조건으로 아그로박테리움으로 동시-배양되었다. 형질전환된 캘러스 세포는 기본 염 및 비타민, 1 g/L의 카사미노산, 30 g/L의 슈크로스, 2 mg/L의 2,4-D, 500 mg/L의 카베니실린 및 6 mg/L의 포스페노트리신으로 구성된 선택 배지 상에서 약 3주간 배양함으로서 선택되었다. 이후, 캘러스는 N6 기본 염 및 비타민, 2 g/L의 카사미노산, 30 g/L의 슈크로스, 30 g/L의 솔비톨, 1 mg/L의 2,4-D, 0.5 mg/L의 6-벤질아데닌, 0.25 g/L의 세파탁심 및 6 mg/L의 포스피노트리신을 함유한 전-재생 배지로 옮겨졌다. 전-재생 배지 상에서의 배양 10일 후 캘러스는 재생 배지(MS 기본 염 및 비타민, 2 g/L의 카시미노산, 30 g/L의 슈크로스, 20 g/L의 솔비톨, 1 mg/L의 나프탈렌아세트산, 5 mg/L의 키네틴, 0.125 mg/L의 세포탁심 및 6 mg/L의 포스피노트리신)로 옮겨졌다. 재생 배지 상에서 4주 후 캘러서의 녹화 및 캘러스로부터의 재생된 묘목이 명백하였다. 재생된 묘목은 생장 배지(MS 기본 염 및 비타민, 30 g/L의 슈크로스, 3 g/L의 겔라이트, pH 5.8)로 옮겨졌고 토양으로 옮겨지기 전에 약 10 cm-크기까지 생장되었다.Callus comprises N6 base salts and vitamins, 1 g / L cassino acid, 30 g / L sucrose and 2 mg / L 2,4-D, and callus solidified by 2 g / L gellite -Rice Oryza sativa japonica cv. On induction medium (N6CI, pH 5.8). It was produced by germinating Hwa-Young's belly. After 1 or 2 weeks of secondary culture on fresh medium, the callus was infected with Agrobacterium tumefaciens LBA4404 incubated with the binary vector pYMprolaminProC1 / RS and subjected to Agrobacterium for 3 days at 25 ° C. on N6CI medium supplemented with 100 M acetosyringone. Co-cultured. Transformed callus cells were basal salts and vitamins, 1 g / L cassanoic acid, 30 g / L sucrose, 2 mg / L 2,4-D, 500 mg / L carbenicillin and 6 mg / It was selected by incubating for about 3 weeks on a selection medium consisting of L of phosphenothricin. The callus was then divided into N6 base salts and vitamins, 2 g / L casamino acid, 30 g / L sucrose, 30 g / L sorbitol, 1 mg / L 2,4-D, 0.5 mg / L 6 -Transferred to pre-regeneration medium containing benzyladenin, 0.25 g / L of Sephataxim and 6 mg / L of phosphinothricin. After 10 days of culture on pre-regeneration medium, callus was recovered from regeneration medium (MS base salt and vitamin, 2 g / L cassino acid, 30 g / L sucrose, 20 g / L sorbitol, 1 mg / L naphthalene Acetic acid, 5 mg / L of kinetin, 0.125 mg / L of Cytaxim and 6 mg / L of phosphinothricin). The greening of the caller and the regenerated seedlings from the callus were apparent after 4 weeks on the regeneration medium. Regenerated seedlings were transferred to growth medium (MS base salts and vitamins, 30 g / L sucrose, 3 g / L gellite, pH 5.8) and grown to about 10 cm-size before being transferred to soil.

GUS 분석GUS Analysis

T0 식물체가 약 1개월간 생장된 후 3∼4 잎 디스크가 각각의 식물체로부터 펀치되었고, 500 mM의 인산나트륨 완충액 pH 7.0 내의 2 mM의 5-브로모-4-클로로-3-인돌-B-D 글루쿠로니드, 1% 디메틸포름아마이드, 0.1 mM 페리시안화칼륨, 0.1 mM의 페로시안화칼륨 및 1 mM의 EDTA로 구성된 GUS 에세이 용액 내에서 18시간 동안 인큐베이트되었다. 이후, 잎 디스크는 엽록소를 완전히 제거하기 위해 70% 에탄올로 1시간 동안 세척 후 100% 에탄올로 48시간까지 세척되었다. Three to four leaf discs were punched from each plant after the T0 plants had grown for about one month and 2 mM 5-bromo-4-chloro-3-indole-BD glucu in 500 mM sodium phosphate buffer pH 7.0 Incubated for 18 hours in a GUS assay solution consisting of ronide, 1% dimethylformamide, 0.1 mM potassium ferricyanide, 0.1 mM potassium ferrocyanide and 1 mM EDTA. The leaf discs were then washed for 1 hour with 70% ethanol and 48 hours with 100% ethanol to completely remove chlorophyll.

트랜스유전자 도입을 검증하기 위한 게놈 DNA 분리 및 게놈 DNA PCRGenomic DNA Isolation and Genomic DNA PCR to Validate Transgene Introduction

약 2 g의 잎 조직이 액체 질소 내에서 미세한 분말로 분쇄되었고 100 mM Tris-HCl 완충액(pH 7.5) 내의 1% 세틸트리메틸암모늄브로마이드(w/v), 1% β-멀캅토에탄올(v/v), 700 mM NaCl 및 10 mM EDTA로 구성된 추출 용액 9 mL 내에 균질화되었다. 균질액은 15분마다 진탕하면서 1∼1.5시간 동안 65℃에서 인큐베이트되었다. 냉각 후 5 mL의 클로로포름/이소아밀알코올(24:1)이 첨가되었고 5분간 천천히 진탕되었다. 혼합물은 3,000 rpm으로 10분간 원심분리되었고, 상청액은 새로운 15 ml Falcone 시험관으로 옮겨졌다. 추출물은 35℃에서 30분동안 40∼50 ㎍/mL의 최종 농도에서 RNase로 처리되었다. 게놈 DNA는 냉각된 이소프로판올 6 mL을 첨가함으로서 침전되었고 4,000 rpm으로 5분간 원심분리되었다. DNA 펠렛은 1.5 mL 마이크로퓨즈 시험관으로 옮겨졌고 0.5 mL의 70% 에탄올로 2회 세척되었다. 펠렛은 주형으로서 약 10 ng의 게놈 DNA를 이용하고, bar 유전자의 프라이머 세트, 5'-TACATCGAGACAAGCACGGTCAACTT-3'(서열번호: 12) 및 5'-TGCCAGAAACCCACGTCATGCCAG TT-3'(서열번호: 13)을 이용함으로서 증폭되었다.About 2 g of leaf tissue was ground to a fine powder in liquid nitrogen and 1% cetyltrimethylammonium bromide (w / v), 1% β-mercaptoethanol (v / v) in 100 mM Tris-HCl buffer (pH 7.5). ), Homogenized in 9 mL of extraction solution consisting of 700 mM NaCl and 10 mM EDTA. Homogenates were incubated at 65 ° C. for 1-1.5 hours with shaking every 15 minutes. After cooling 5 mL of chloroform / isoamyl alcohol (24: 1) was added and shaken slowly for 5 minutes. The mixture was centrifuged at 3,000 rpm for 10 minutes and the supernatant was transferred to a new 15 ml Falcone test tube. The extract was treated with RNase at a final concentration of 40-50 μg / mL at 35 ° C. for 30 minutes. Genomic DNA was precipitated by adding 6 mL of cooled isopropanol and centrifuged at 4,000 rpm for 5 minutes. DNA pellets were transferred to a 1.5 mL microfuge test tube and washed twice with 0.5 mL of 70% ethanol. The pellet uses about 10 ng of genomic DNA as a template and uses a primer set of bar gene, 5'-TACATCGAGACAAGCACGGTCAACTT-3 '(SEQ ID NO: 12) and 5'-TGCCAGAAACCCACGTCATGCCAG TT-3' (SEQ ID NO: 13). By amplification.

플라보노이드 생합성 경로에 관련된 트랜스유전자 및 유전자의 발현을 측정하기 위한 RNA 분리 및 RT-PCRRNA isolation and RT-PCR to measure expression of transgenes and genes involved in the flavonoid biosynthetic pathway

총 RNA는 최소한의 변형으로 Sambrook and Russell (2001) 내의 "Purification of RNA from cells and tissues by acid phenol-guanidinium thiocyanate-chloroform extraction"의 프로토콜에 기반하여 수분 10∼15일 후 T3 동형접합성 라인의 낟알로부터 분리되었다. 정제된 총 RNA의 첫 번째 스트랜드 cDNA가 3 ㎍의 총 RNA, 1.5 ㎍의 올리고 dT 및 200 유니트의 M-MLV 역전사효소를 포함한 총 부피 25 μL 내에서 42℃로 60분간 합성되었다. 다른 표본 내의 RNA 상대 농도는 쌀 액틴의 프라이머 세트, 5'-AACTGGGATGATATGGAGAA-3'(서열번호: 14) 및 5'-CCTCCAATCCAGACACTGTA-3'(서열번호: 15)을 이용한 두 번째 PCR에 의해 평가되었다. 플라보노이드 생합성 경로 내의 대부분의 유전자뿐만 아니라 C1R-S 트랜스유전자의 상대 발현 수준이 첫 번째 스트랜드 cDNA의 동일한 배취(batch)를 이용한 두 번째 PCR에 의해 측정되었다.Total RNA was minimally modified from the grains of the T3 homozygous line after 10-15 days, based on the protocol of "Purification of RNA from cells and tissues by acid phenol-guanidinium thiocyanate-chloroform extraction" in Sambrook and Russell (2001). Separated. The first strand cDNA of purified total RNA was synthesized for 60 minutes at 42 ° C. in a total volume of 25 μL containing 3 μg total RNA, 1.5 μg oligo dT and 200 units of M-MLV reverse transcriptase. RNA relative concentrations in other samples were assessed by a second PCR using a primer set of rice actin, 5'-AACTGGGATGATATGGAGAA-3 '(SEQ ID NO: 14) and 5'-CCTCCAATCCAGACACTGTA-3' (SEQ ID NO: 15). Relative expression levels of the C1 and RS transgenes as well as most genes in the flavonoid biosynthetic pathway were measured by second PCR using the same batch of the first strand cDNA.

쌀 낟알로부터의 플라보노이드 추출 및 HPLC 분석Flavonoid Extraction and HPLC Analysis from Rice Grains

플라보노이드는 2분간의 격렬한 복텍싱 처리, 30분간의 초음파분해 및 상온에서의 3시간 동안 또는 4℃에서 밤새 진탕하면서 인큐베이션함으로서 10 mL의 70% 메탄올 내에서 T3 GT 쌀 낟알의 미세 분말 1 g으로부터 추출되었다. 혼합물은 3,000 rpm에서 10분간 원심분리되었고, 상청액이 취해지고 0.45 ㎛ 주사기 필터를 통해 여과되었다. 지질을 제거하기 위해 20 mL의 n-헥산으로 분할한 후, 0.5 mL 알리쿼트의 추출물이 상온에서 2시간 동안 진공-건조되었다. 건조된 알리쿼트는 100 μL의 10% 메탄올 내에 재현탁되었고, 20 μL가 WatersTM Symmetry C18 가드 컬럼, WatersTM XTerra Phenyl 컬럼(250 mm×4.6mm i.d.) 및 WatersTM 996 포토다이오드 배열 검출기를 갖춘 WatersTM 600 series HPLC system(Milford, MA, USA) 내로 주입되었다. 이원 이동상은 2 mM 아세트산나트륨 내의 6% 아세트산(최종 pH 2.5, v/v, 용매 A) 및 아세토니트릴 내의 25% 용매 A(v/v, 용매 B)로 구성되었다. HPLC 유속은 10분간의 100% 용매 A, 40분간의 0∼50% 용매 B 및 5분간의 50∼100% 용매 B의 증감 연속 프로그램으로 1 mL/분이었다. 데이터는 WatersTM Millennium 32 소프트웨어를 이용하여 수득되고 처리되었다.Flavonoids are extracted from 1 g of fine powder of T3 GT rice grains in 10 mL of 70% methanol by incubating with vigorous boxing for 2 minutes, sonication for 30 minutes and shaking for 3 hours at room temperature or overnight at 4 ° C. It became. The mixture was centrifuged at 3,000 rpm for 10 minutes, the supernatant was taken and filtered through a 0.45 μm syringe filter. After partitioning into 20 mL of n-hexane to remove lipids, an extract of 0.5 mL aliquot was vacuum-dried at room temperature for 2 hours. The dried aliquots were resuspended in 100 μL of 10% methanol and 20 μL of WatersTM with a Waters Symmetry C18 guard column, a Waters XTerra Phenyl column (250 mm × 4.6 mm id) and a Waters 996 photodiode array detector. Injected into 600 series HPLC system (Milford, MA, USA). The binary mobile phase consisted of 6% acetic acid (final pH 2.5, v / v, solvent A) in 2 mM sodium acetate and 25% solvent A (v / v, solvent B) in acetonitrile. The HPLC flow rate was 1 mL / min with a 10 minute 100% solvent A, 40 minutes 0-50% solvent B and 5 minutes 50-100% solvent B sensitization continuous program. Data was obtained and processed using Waters Millennium 32 software.

적당한 산-가수분해 및 에틸아세테이트 분할에 있어서, 각각의 0.5 mL 추출물의 건조된 알리쿼트가 0.1% 아스코르브산(w/v)을 포함한 1 N HCl 100 μL에 용해되었고 90℃에서 10분간 처리되었다. 플라보노이드의 아글리콘을 정제하기 위해 3 부피의 에틸아세테이트가 산-가수분해된 혼합물에 첨가되었고 간단히 볼텍스되었다. 에틸아세테이트상(상위 상)이 취해졌고 진공-건조되었다. 2 알리쿼트는 HPLC 시스템 내로 주입하기 위해 100 μL의 10% 메탄올 내로 용해되었다.For proper acid-hydrolysis and ethyl acetate partition, each 0.5 mL extract of dried aliquat was dissolved in 100 μL of 1 N HCl with 0.1% ascorbic acid (w / v) and treated at 90 ° C. for 10 minutes. Three volumes of ethyl acetate were added to the acid-hydrolyzed mixture to purify aglycones of flavonoids and were simply vortexed. Ethyl acetate phase (top phase) was taken and vacuum-dried. 2 aliquots were dissolved into 100 μL of 10% methanol for injection into the HPLC system.

전자스프레이 이온화/질량 분석과 결합된 액체 크로마토그래피Liquid Chromatography Combined with Electrospray Ionization / Mass Spectrometry

Waters XTerra MS C18(5 ㅅm, 2.1 mm×150 mm)을 지닌 Finnigan Surveyor Modular HPLC System(Thermo Electron Co., USA) 및 Finnigan 전자스프레이 소스를 갖춘 Finnigan LCQ Advantage MAX ion trap mass spectrometer(Thermo Electron Co., USA)는 각각 개별적인 플라보노이드 분리 및 전자스프레이 이온화 질량 분석에 이용되었다. 시스템은 소프트웨어 Xcalibur(버전 1.3 SP2, Thermo Electron) 하에서 작동되었다. HPLC 이동상은 0.1% 포름산을 함유한 물(용매 A) 및 아세토니트릴(용매 B)로 구성되었다. HPLC는 하기와 같은 증감 프로그램으로 0.2 mL/분의 유속으로 수행되었다: 0∼3분, 5% 용매 B; 3∼50분, 5∼50% 용매 B; 50∼55분, 50∼100% 용매 B; 및 55∼75분, 100% 용매 B. 질량 분석은 전자스프레이 이온화 소스 및 하기 조건으로 수행되었다: 5 kV의 스프레이 바늘 전압, 200℃의 이온 이동 모세관 온도, 60 임의 유니트의 질소 외장 기체 유소 및 5 임의 유니트의 보조 기체 유속. 전체-스캔 질량 스펙트럼은 3 마이크로스캔 및 200 ms의 최대 이온 주입 시간을 지닌 100∼1000 m/z 범위로 수득되었다. 데이터는 양성 및 음성 모드의 LCQ 질량 분석기 및 시스템에 제공된 소프트웨어를 이용하여 수득되었다.Finnigan LCQ Advantage MAX ion trap mass spectrometer with Finnigan Surveyor Modular HPLC System (Thermo Electron Co., USA) with Waters XTerra MS C18 (5 μm, 2.1 mm × 150 mm) and Finnigan electronic spray source. , USA) were used for individual flavonoid separation and electrospray ionization mass spectrometry, respectively. The system was run under software Xcalibur (version 1.3 SP2, Thermo Electron). The HPLC mobile phase consisted of water (solvent A) and acetonitrile (solvent B) containing 0.1% formic acid. HPLC was performed at a flow rate of 0.2 mL / min with the following sensitization program: 0-3 minutes, 5% solvent B; 3 to 50 minutes, 5 to 50% solvent B; 50 to 55 minutes, 50 to 100% solvent B; And 55-75 minutes, 100% solvent B. Mass spectrometry was performed with an electronspray ionization source and the following conditions: spray needle voltage of 5 kV, ion transfer capillary temperature of 200 ° C., 60 arbitrary units of nitrogen sheath gas and 5 Auxiliary gas flow rate for any unit. Full-scan mass spectra were obtained in the 100-1000 m / z range with 3 microscans and a maximum ion implantation time of 200 ms. Data was obtained using software provided on LCQ mass spectrometers and systems in positive and negative modes.

C1C1 /Of R-SR-S 형질전환 쌀의 T3 낟알로부터 분리된 플라보노이드의 NMR 측정 NMR Measurement of Flavonoids Isolated from T3 Grains of Transgenic Rice

HPLC로부터 분리된 개별적 플라보노이드의 1∼3 mg이 0.15 mL의 CD3OD에 용해되었다. 각각의 표본은 3 mm-지름 NMR 시험관으로 옮겨졌고, 그의 1H 및 13C NMR 스펙트럼이 각각 500 ㎒ 및 125 ㎒에서 Varian Unity Plus 500(Walnut Creek, CA, USA)을 이용하여 측정되었다. NMR gHSQC, gCOSY 및 gHMBC 펄스 서열은 분리된 플라보노이드의 화학적 구조를 결정하는데 사용되었다.1-3 mg of individual flavonoids isolated from HPLC were dissolved in 0.15 mL of CD 3 OD. Each specimen was transferred to a 3 mm-diameter NMR tube and its 1 H and 13 C NMR spectra were measured using a Varian Unity Plus 500 (Walnut Creek, CA, USA) at 500 MHz and 125 MHz, respectively. NMR gHSQC, gCOSY and gHMBC pulse sequences were used to determine the chemical structure of the isolated flavonoids.

쌀 낟알 내 플라보노이드의 형광 표지Fluorescent Labeling of Flavonoids in Rice Grains

수분 25일 후에 야생형 및 T3 C1/R-S 형질전환 쌀의 낟알이 50 mM 칼륨/5 mM EGTA 완충액(pH 6.8) 내의 3.7% 파라포름알데하이드 및 0.2% 피크르산에서 고정되었다. 동일한 완충액 내에서 고정제를 세척한 후 표본은 탈수되었고 파라핀으로 침윤되었다. 파라핀-고정된 조직 블록은 30 ㎛의 두께로 섹션되었다. 얇은 섹션은 탈왁스되었고, 재수화되었고, 포화된(0.25%, w/v) 디페닐붕산(DPBA)으로 5분간 표지되었다. DPBA-표지된 섹션은 형광현미경(epifluorescence microscope, Olympus BX 51)으로 조사되었다. 형광 이미지는 현미경에 설치된 올림푸스 디지털 카메라를 이용함으로서 세팅된 FITC 필터로 수득되었다.After 25 days, the grains of wild-type and T3 Cl / RS transgenic rice were fixed in 3.7% paraformaldehyde and 0.2% picric acid in 50 mM potassium / 5 mM EGTA buffer, pH 6.8. After washing the fixative in the same buffer, the samples were dehydrated and infiltrated with paraffin. Paraffin-fixed tissue blocks were sectioned to a thickness of 30 μm. The thin section was dewaxed, rehydrated and labeled with saturated (0.25%, w / v) diphenylboric acid (DPBA) for 5 minutes. DPBA-labeled sections were examined with a fluorescence microscope (Olympus BX 51). Fluorescence images were obtained with a FITC filter set by using an Olympus digital camera mounted on a microscope.

바닐린 및 DMACA를 지닌 GT 쌀 낟알 추출물의 색 반응 분석Color Response Analysis of GT Rice Grain Extract with Vanillin and DMACA

1% 바닐린의 작용 용액은 10 mL의 5 N HCl 내에 0.1 g의 바닐린을 용해시킴으로서 제조된 반면, 5% 디메틸아미노신남알데하이드(DMACA)는 5% H2SO4를 함유한 메탄올 내에 제조되었다. 건조 낟알의 100 mg에 대한 동결건조된 추출물이 50 mL의 바닐린 또는 DMACA 작용 용액 내에 용해되었다. 각각 100 ppm의 농도의 탁시폴린 및 카테킨이 색 반응에 대한 참조 화합물로서 사용되었다. 바닐린은 카테킨-특이적이고 밝은 적색을 생성하기 때문에 탁시폴린과 반응하는 경우 어떠한 색도 발색되지 않는다. 카테킨과 반응하는 DMACA는 어두운 청록색을 생성하는 반면, 탁시폴린과 반응하는 것은 보라색을 생성한다.A working solution of 1% vanillin was prepared by dissolving 0.1 g vanillin in 10 mL of 5 N HCl, while 5% dimethylaminocinnamaldehyde (DMACA) was prepared in methanol containing 5% H 2 SO 4 . Lyophilized extract against 100 mg of dry kernel was dissolved in 50 mL of vanillin or DMACA working solution. Taxifolin and catechin at concentrations of 100 ppm each were used as reference compounds for the color reaction. Vanillin is catechin-specific and produces a bright red color, so no color develops when reacted with taxoxyline. DMACA, which reacts with catechins, produces dark cyan, while reacting with taxoxyline produces purple.

결과result

옥수수 corn C1C1  And R-SR-S 트랜스유전자를 발현하는 형질전환 쌀 라인의 생성 Generation of Transgenic Rice Lines Expressing Transgenes

2개의 개별적인 형질전환 이벤트에서 Oryza sativa japonica cv. Hwa-Young의 배를 발아시킴으로서 유도된 캘러스는 C1/R-S 트랜스유전자를 잠복시킨 Agrobacterium tumefaciens LBA4404로 감염되었다(도 1). 감염된 캘러스의 선택 및 재생을 통해 총 27개 개별적 1차 형질전환 식물체(T0)가 생성되었고 온실에서 성체로 생장되었다(도 2). 재생된 식물체 내의 트랜스유전자의 존재는 GUS 분석 또는 bar 유전자에 대한 게놈 PCR에 의해 편리하게 측정되었다(도 3A). 4 mg/L의 포스피노트리신을 포함한 한천 플레이트 상에서의 T1 낟알의 발아는 2개의 연결된 카피에 의한 일부 라인을 제외하고는 대부분 단일 카피의 트랜스유전자를 지닌 라인을 나타내었다. 제초제-저항성 T1 식물체로부터 수확된 T2 낟알은 야생형과 비교시 발아 및 식물체 생장에 어떠한 차이도 나타내지 않았다. 그러나 T2 낟알의 발달, 특히 탈수가 현저하게 지연되어 원추화서 상의 T2 낟알이 신선하게 유지되었고 야생형 낟알보다 2배 이상 부드러웠다. 여름보다는 겨울 동안 온실 내에서 T2 식물체의 생장은 얇고 가벼운 낟알의 생성을 유발하였고, 이는 곡물 충진이 형질전환 라인 내의 열악한 생장 조건에 의해 야생형 보다 더욱 역으로 영향을 받음을 나타내었다. 모든 T2 낟알이 제초제-저항성을 나타낸 일부 동형접합성 형질전환 라인이 선택되었고, 그의 T3 낟알은 더욱 분석되었다.In two separate transformation events, Oryza sativa japonica cv. Callus induced by germinating Hwa-Young's embryos was infected with Agrobacterium tumefaciens LBA4404 incubating the C1 / RS transgene (FIG. 1). Selection and regeneration of infected callus resulted in a total of 27 individual primary transgenic plants (T0) and grown to adulthood in the greenhouse (FIG. 2). The presence of the transgene in the regenerated plants was conveniently measured by GUS analysis or genomic PCR for the bar gene (FIG. 3A). Germination of T1 kernels on agar plates containing 4 mg / L of phosphinothricin showed mostly lines with a single copy of the transgene except for some lines by two linked copies. T2 grains harvested from herbicide-resistant T1 plants showed no difference in germination and plant growth compared to wild type. However, the development of T2 kernels, particularly dehydration, was markedly delayed, resulting in fresh T2 kernels on the inflorescence and more than twice as soft as wild-type kernels. The growth of T2 plants in greenhouses during the winter rather than in summer resulted in the production of thin and light grains, indicating that grain filling was more adversely affected than the wild type by poor growth conditions in the transformation line. Some homozygous transformation lines where all T2 grains were herbicide-resistant were selected and their T3 grains were further analyzed.

다양한 플라보노이드가 GT 쌀 낟알 내에서 생성됨Various flavonoids are produced in GT rice grains

동형접합성 형질전환 라인의 T2 및 T3 낟알이 형질전환되지 않은 낟알보다 약간 어두운 T1 낟알보다 더 어둡게 착색되고 크기가 더 작아졌다(도 4). 트랜스유전자의 발현은 동형접합성 라인의 발달중인 낟알로부터 분리된 RNA 및 옥수수 C1R-S 유전자에 특이적인 프라이머 세트를 이용한 RT-PCR에 의해 추정되었다. RT-PCR이 더 많은 수의 형질전환 라인에 대해 수행되었더라도 대표적인 이미지는 도 3B에 나타나 있다. 발현의 상대 수준으로서 RT-PCR 생성물의 양은 라인 4-1과 같이 거의 검출가능하지 않은 것에서부터 라인 2-1 및 9-2와 같은 높은 수준까지 분포한다. 그러나 각 라인 내의 C1R-S 트랜스유전자는 매우 유사한 수준에서 발현되었다. 플라보노이드는 동일한 방식으로 Hwa-Young 야생형, 흑미 재배종 밀양 188호 및 동형접합성 GT 쌀의 낟알로부터 추출되었다. 부가적인 처리가 없는 추출물의 HPLC 프로파일은 GT 쌀의 낟알이 다양한 수준의 플라보노이드 변종을 포함함을 명백히 입증하였다(도 5). 반대로, 어떠한 플라보노이드도 야생형 낟알 추출물 내에서 검출되지 않은 반면, 단지 일부의 플라보노이드 아마도 안토시아닌이 흑미에서 관찰되었다. GT 쌀에서 생성된 수많은 형태의 플라보노이드에 의해 참조 화합물과 매치되는 보유 시간에 기반한 개별적인 HPLC 피크를 확인하는 것은 기술적으로 실행 불가능하였다. 더욱이 상업적으로 이용가능한 표준은 HPLC 분석에 제한적이다. 이러한 기술적인 문제점을 방지하기 위해 낟을 추출물은 산성 조건에 의해 가수분해된 후 에틸아세테이트로 분할되었다. 따라서 HPLC 프로파일 내의 피크 수는 감소되었고, 동시에 일부 주요한 피크의 수준이 유의적으로 증가되었다(도 5D). LC/MS/MS에 의해 측정된 주요한 피크의 m/z 수치가 NMR 분석에 사용되었다. HPLC 칼럼의 제한된 분리 능력에 의해 도 6A의 피크 Ⅰ, Ⅱ 및 Ⅲ에 상응하는 도 5D의 HPLC 프로파일 내 피크 5, 6 및 8이 추출물의 주입의 12배까지 NMR 분석에 충분한 양으로 축적되었다. LC/MS/MS 및 NMR 분석에 기반하여 피크 Ⅰ, Ⅱ 및 Ⅲ은 각각 디하이드로케르세틴(dihydroquercetin)(탁시폴린)(taxifolin), 디하이드로이소르함네틴(dihydroisorhamnetin), 디하이드로 (3'-O-메틸 탁시폴린) 및 3'-O-메틸 케르세틴으로 최종적으로 확인되었다(도 6). 참조 화합물로서 인증된 탁시폴린 및 WatersTM Millennium 32 소프트웨어를 이용하여 주요한 화합물의 양이 표 1과 같이 추산되었다.The T2 and T3 kernels of the homozygous transform line were colored darker and smaller in size than the T1 kernels, which were slightly darker than the untransformed kernels (FIG. 4). Expression of the transgene was estimated by RT-PCR using RNA isolated from the developing kernel of the homozygous line and primer sets specific for the maize C1 and RS genes. Representative images are shown in FIG. 3B although RT-PCR was performed for a greater number of transformation lines. The amount of RT-PCR product as a relative level of expression ranges from little detectable as lines 4-1 to high levels as lines 2-1 and 9-2. However, the C1 and RS transgenes in each line were expressed at very similar levels. Flavonoids were extracted from the grains of Hwa-Young wild type, black rice cultivar Milyang 188 and homozygous GT rice in the same manner. HPLC profiles of extracts without additional treatment clearly demonstrated that the grains of GT rice contained various levels of flavonoid strains (FIG. 5). In contrast, no flavonoids were detected in the wild type grain extract, whereas only some flavonoids, perhaps anthocyanins, were observed in the black rice. It was technically not feasible to identify individual HPLC peaks based on retention times matched with reference compounds by the numerous forms of flavonoids produced in GT rice. Moreover, commercially available standards are limited to HPLC analysis. To prevent this technical problem, the extract was hydrolyzed by acidic conditions and then partitioned into ethyl acetate. The number of peaks in the HPLC profile was thus reduced, while at the same time the levels of some major peaks were significantly increased (FIG. 5D). The m / z values of the major peaks measured by LC / MS / MS were used for NMR analysis. Due to the limited separation ability of the HPLC column, peaks 5, 6 and 8 in the HPLC profile of FIG. 5D corresponding to peaks I, II and III of FIG. 6A accumulated in sufficient amounts for NMR analysis up to 12 times the injection of the extract. LC / MS / MS and NMR analysis on the basis of peak Ⅰ, Ⅱ and Ⅲ respectively dihydro quercetin (dihydroquercetin) (taksi morpholin) (taxifolin), sorbitan di-Hydro also netin (dihydroisorhamnetin), dihydro (3'- O - Methyl taxoxyline) and 3'- 0 -methyl quercetin. The amount of major compounds was estimated as shown in Table 1 using certified Taxiline and Waters Millennium 32 software as reference compounds.

HPLC 프로파일의 주요한 피크의 추산된 농도. 피크#, 보유 시간(RT) 및 흡수 유니트(AUs)는 도 5(D)의 HPLC 프로파일과 상응하였다. 피크# 5, 6 및 8은 각각 LC/MS/MS 및 NMR 분석에 의해 확인된 도 6(A)의 피크 Ⅰ, Ⅱ 및 Ⅲ에 상응하였다. 농도 ㎍/g은 건조 T3 GT 쌀 낟알의 그람 당 ㎍이다. Estimated concentration of major peaks in HPLC profiles. Peak #, retention time (RT) and absorption unit (AUs) corresponded to the HPLC profile of FIG. 5 (D). Peaks # 5, 6 and 8 corresponded to peaks I, II and III of FIG. 6 (A) identified by LC / MS / MS and NMR analysis, respectively. The concentration μg / g is μg per gram of dry T3 GT rice grains. 피크#peak# RT(분)RT (minutes) AUsAUs ㎍/gΜg / g 1One 6.336.33 3.203.20 268.9268.9 22 9.859.85 0.350.35 29.429.4 33 11.2011.20 0.420.42 35.335.3 44 20.9720.97 2.102.10 176.5176.5 55 26.9126.91 1.851.85 155.5155.5 66 35.6635.66 3.933.93 330.3330.3 77 36.8636.86 1.191.19 100.0100.0 88 47.6747.67 0.660.66 55.555.5 99 49.2249.22 0.640.64 53.853.8

광범위하게 분포된 농도를 지닌 9개의 화합물 중에 피크 6의 3'-Ο-메틸 탁시폴린(330.3 ㎍/g)은 최고 수준에 도달하였다. 야생형, 현존하는 흑미, T3 GT 쌀 및 녹차 잎 내의 총 플라보노이드 함량이 알려진 탁시폴린 농도의 A280 수치에 대한 플라보노이드 추출물의 A280 수치에 의해 추산되었다(표 2).3'- Ο of having a broad distribution of the concentration of compound 9 in the peak 6-methyl taksi morpholine (330.3 ㎍ / g) was reached at the highest level. Wild-type, was estimated by A 280 value of flavonoid extract for existing rice, rice T3 GT and the morpholine concentration taksi total flavonoid content is known in the tea leaves 280 A value for (Table 2).

280 nm 파장에서 참조로서 탁시폴린을 이용함으로서 추산된 총 플라보노이드 농도. SD, 표본 당 5 측정으로부터 계산된 표준 편차. a, 야생형 낟알 내의 낮은 수준의 플라보노이드는 그의 배에 기인한 것일 것이다.Total flavonoid concentrations estimated by using taxoxyline as reference at 280 nm wavelength. SD, standard deviation calculated from 5 measurements per sample. a, low levels of flavonoids in wild-type kernels may be due to their tummy. 표본specimen mg/g 건중량mg / g dry weight SDSD Hwa-Young WTHwa-Young WT 0.414a 0.414 a 0.01440.0144 흑미Black rice 1.9001.900 0.00360.0036 C1/R-S T3C1 / R-S T3 12.88012.880 0.04670.0467 녹차green tea 151.660151.660 0.08560.0856

이러한 개략적인 추산에 기반하여 GT 쌀 내의 총 플라보노이드 함량은 각각 야생형 및 현존하는 흑미보다 적어도 30배 및 6배 이상이었다. 그러나 GT 쌀은 비교된 녹차 잎의 총 플라보노이드 함량의 약 1/10을 포함하였다. 건조된 녹차 잎의 총 플라보노이드 함량의 약 15%는 일반적으로 다른 그룹에 의해 보고된 10∼20%의 범위 내에 존재하기 때문에 정량 시스템이 분별력 있음을 나타내었다. 표 1의 주요한 화합물의 총계는 GT 쌀 낟알 내의 추산된 총 플라보노이드 함량의 약 1/10으로 계산되는 약 1.2 mg/g이었다. GT 쌀의 플라보노이드 추출물이 카테킨 및 카테킨 유도체를 포함하는지 여부를 시험하기 위해 카테킨-특이적 염료 및 바닐린이 색 반응에 사용되었다. 밝은 적색을 제공하기 위해 카테킨이 100 ppm의 농도에서 반응하였으나 GT 쌀 추출물은 바닐린과 어떠한 반응도 나타내지 않았고, 이는 카테킨-형태 플라보노이드가 없음을 나타내었다. 반대로, GT 쌀의 탁시폴린-형태 플라보노이드 존재는 DMACA 색 분석에 의해 확인되었다(도 7).Based on this schematic estimate, the total flavonoid content in GT rice was at least 30 and 6 times higher than wild type and existing black rice, respectively. However, GT rice contained about 1/10 of the total flavonoid content of the compared green tea leaves. About 15% of the total flavonoid content of the dried green tea leaves is generally within the range of 10-20% reported by the other groups, indicating that the quantification system is discreet. The total of the major compounds in Table 1 was about 1.2 mg / g, calculated as about 1/10 of the estimated total flavonoid content in GT rice grains. Catechin-specific dyes and vanillin were used for color reactions to test whether flavonoid extracts of GT rice contained catechins and catechin derivatives. The catechin reacted at a concentration of 100 ppm to give a bright red color, but the GT rice extract did not show any reaction with vanillin, indicating no catechin-type flavonoids. Conversely, the presence of taxifolin-form flavonoids in GT rice was confirmed by DMACA color analysis (FIG. 7).

C1C1 /Of R-SR-S 트랜스유전자에 의해 활성화된 플라보노이드 생합성 경로 유전자 Flavonoid Biosynthetic Pathway Gene Activated by Transgene

C1R-S 트랜스유전자에 의해 활성화된 유전자는 발달중인 낟알로부터 추출된 RNA 및 플라보노이드 생합성 경로에 관련된 다양한 유전자에 대한 프라이머 세트를 이용한 RT-PCR에 의해 확인되었다. 조사된 유전자는 페닐알라닌 암모니아 리아제(pal), 칼콘 합성효소(chs), 칼콘 이성화효소(chi), 플라본 합성효소(fns), 2-하이드록시이소플라본 합성효소(ifs), 플라보논 3-하이드록실라제(f3h), 플라보노이드 3'-하이드록실라제(f3'h), 플라보놀 합성효소(fls), 디하이드로플라보놀 4-환원효소(dfr), 류코안토시아니딘 환원효소(lar), 안토시아니딘 합성효소(ans) 및 글루타티온-S 전이효소(gst)를 포함한다. 이들 유전자 중 pal, chs, f3h, f3'h 및 drf의 발현이 둘 모두의 형질전환 라인에서 실질적으로 증가한 반면, 이들 유전자 발현은 야생형에서는 거의 검출불가능하거나 매우 낮았다(도 8). 트랜스유전자에 의해 lar 및 ans의 활성화 부재에 의해 경로는 디하이드로카엠프페롤 및 디하이드로케르세틴과 같은 디하이드로플라보놀의 생합성 단계까지 진행된 것으로 보인다(도 9). RT-PCR의 결과는 GT 쌀로부터 추출된 플라보노이드의 생화학적 분석과 일치하였다.Genes activated by the C1 and RS transgenes were identified by RT-PCR using primer sets for various genes involved in flavonoid biosynthetic pathways and RNA extracted from developing grains. Genes investigated were phenylalanine ammonia lyase ( pal ), chalcone synthase ( chs ), chalcone isomerase ( chi ), flavone synthase ( fns ), 2-hydroxyisoflavone synthase ( ifs ), flavonone 3-hydroxy Silase ( f3h ), flavonoid 3'-hydroxylase ( f3'h ), flavonol synthase ( fls ), dihydroflavonol 4-reductase ( dfr ), leucoanthocyanidin reductase ( lar ) , Anthocyanidin synthase ( ans ) and glutathione-S transferase ( gst ). The expression of pal, chs, f3h, f3'h and drf among these genes increased substantially in both transformation lines, while these gene expressions were almost undetectable or very low in the wild type (FIG. 8). By the absence of activation of lar and ans by the transgene, the pathway appears to have progressed to the biosynthesis stage of dihydroflavonols such as dihydrocaempferol and dihydroquecetin (FIG. 9). The results of RT-PCR were consistent with the biochemical analysis of flavonoids extracted from GT rice.

플라보노이드가 GT 쌀의 전체 배유를 통해 생성됨Flavonoids are produced by whole draining of GT rice

플라보노이드의 일반적인 표지에 있어서, GT 쌀 및 야생형 낟알의 얇은 섹션이 포화된 디페닐붕산(DPBA)으로 인큐베이트되었다. FITC 필터 세트를 지닌 형광현미경(epifluorescence microscope)을 이용한 검경은 DPBA-유도된 형광 수준이 야생형보다 GT 쌀 섹션에서 훨씬 더 높음을 나타내었다(도 10). DPBA 형광은 플라보노이드에 대한 결합시에만 나타나기 때문에 GT 쌀 낟알 내의 높은 형광 신호는 높은 수준의 플라보노이드의 존재를 나타낸다. GT 쌀 낟알의 표지된 섹션에서 외부 배유의 세포층의 농축된 형광 신호는 두꺼운 녹색 형광 밴드로 나타났다(도 10A). 더 높은 배율에서 높은 형광 밴드는 호분층을 포함한 4∼5 세포층으로 구성됨이 측정되었다(도 10D). 형광 신호는 자유 세포질을 제한하고 동시에 DPBA-표지된 플라보노이드의 형광 신호를 차단하는 전분 미립자에 의해 높게 형광인 밴드의 전분성 배유 내부에서 갑자기 희석된다.In the general labeling of flavonoids, thin sections of GT rice and wild type grains were incubated with saturated diphenylboric acid (DPBA). Specimen using an epifluorescence microscope with a FITC filter set showed that the DPBA-induced fluorescence levels were much higher in the GT rice section than the wild type (FIG. 10). Since DPBA fluorescence appears only upon binding to flavonoids, high fluorescence signals in GT rice grains indicate the presence of high levels of flavonoids. The concentrated fluorescence signal of the cell layer of outer endosperm in the labeled section of GT rice grains appeared as a thick green fluorescence band (FIG. 10A). Higher fluorescence bands at higher magnifications were determined to consist of 4-5 cell layers, including a heterologous layer (FIG. 10D). The fluorescence signal is suddenly diluted inside the starchy endosperm of the highly fluorescent band by starch particles that limit the free cytoplasm and at the same time block the fluorescence signal of DPBA-labeled flavonoids.

이러한 옥수수, 소맥, 보리 및 쌀과 같은 곡물은 배유 내에 플라보노이드가 결핍되어 있으나 착색된 낟알을 지닌 일부 곡물종 품종은 과피 내에 일부 형태의 안토시아닌을 생성한다. 또한 플라보노이드의 생성은 사과와 토마토와 같은 열매의 껍질에 제한된다.Grains such as corn, wheat, barley and rice lack flavonoids in the endosperm, but some grain varieties with colored grains produce some form of anthocyanin in the rind. The production of flavonoids is also limited to the peels of berries such as apples and tomatoes.

플라보노이드 합성에 관련된 유전자는 배유 내에서 발현되지 않기 때문에 활성화시키는 조절 유전자의 도입이 필요하다.Since genes involved in flavonoid synthesis are not expressed in the endosperm, the introduction of regulatory genes to activate them is necessary.

쌀 게놈은 옥수수 R-S 및 LC 전사 인자의 아미노산 서열에 약 75% 동일성을 지닌 R 유전자 패밀리의 3개 멤버를 지닌다(Hu et al., 2000). 옥수수 R(Lc) 유전자와 높은 상동성. 옥수수 현탁 세포 내에서 옥수수 C 유전자와 함께 쌀 Rb2 유전자의 발현은 안토시아닌의 생성을 유도하였다(Hu et al., 2000).The rice genome has three members of the R gene family with about 75% identity to the amino acid sequences of maize R-S and LC transcription factors (Hu et al., 2000). High homology with maize R (Lc) gene. Expression of the rice Rb2 gene along with the corn C gene in corn suspension cells induced the production of anthocyanins (Hu et al., 2000).

높은 수준의 플라보노이드가 GT 쌀의 배유 전체에서 생성되고 낟알의 크기는 유의적으로 감소된다. 현재 곡물 품종의 경우더라도 곡물 배유가 플라보노이드를 생성한다는 것이 첫 번째 보고이다.High levels of flavonoids are produced throughout the endosperm of GT rice and the grain size is significantly reduced. The first report is that grain endosperm produces flavonoids, even for cereal varieties.

GT 쌀과 야생형 사이에 생장 습성 차이가 없더라도 낟알의 숙성은 GT 쌀에서 크게 지연되었다. 이는 플라보노이드의 역할, 일반적으로 옥신 운반에 의해 설명될 수 있다. 배유 내 옥신 운반의 억제는 탈수 및 노화의 유도와 같은 낟알 숙성에 직접적인 관련이 있는 에틸렌 생성을 지연시키거나 감소시킬 수 있다. Although there was no difference in growth behavior between GT rice and wild type, ripening of the grains was significantly delayed in GT rice. This can be explained by the role of flavonoids, generally auxin transport. Inhibition of auxin transport in the endosperm can delay or reduce ethylene production, which is directly related to grain ripening such as dehydration and induction of aging.

트랜스유전자에 대한 프로모터의 선택은 예측되는 표현형을 지닌 형질전환 작물 생성에 중요한 것으로 보인다. 트랜스유전자의 발현은 배유 내에 특이적으로 지시되었다. 프롤라민 NPR33 플라보노이드는 배유-특이적이나 경우에 따라 영양 조직으로 다소 누출된다.The choice of promoter for the transgene appears to be important for the generation of transgenic crops with predicted phenotypes. Expression of the transgene was specifically directed in the endosperm. Prolamin NPR33 flavonoids are endosperm-specific but occasionally leak into the trophic tissue.

감소된 낟알 크기는 곡물 충진의 억제 또는 탄수화물 대사 문제로부터 유발된다. 내부 배유 내로 과피의 침입이 발생하고, 낟알 섹션에서 발견되었다. 다소 투명한 전분성 배유는 배유 발달이 비정상임을 나타낸다. 모든 유전자가 트랜스유전자에 의해 활성화되지는 않는다.Reduced grain size results from inhibition of grain filling or problems of carbohydrate metabolism. Penetration of the rind occurs into the internal drainage and was found in the grain section. Somewhat transparent starch embryos indicate abnormal embryonic development. Not all genes are activated by transgenes.

주요한 피크의 LC/MS/MS 결과 및 색 반응 데이터는 플라보노이드 생합성 경로가 다양한 유도체가 다양한 변형에 의해 생성되는 디하이드로플라보놀의 단계까지 활성화되었음을 나타낸다. 유사한 결과가 C1/LC 형질전환 토마토 라인을 생성한 그룹에 의해 보고되었다. 그의 경우는 우리와 다소 차이가 있었다.LC / MS / MS results and color reaction data of the major peaks indicate that the flavonoid biosynthetic pathway is activated up to the stage of dihydroflavonol, in which various derivatives are produced by various modifications. Similar results were reported by the group that generated the C1 / LC transgenic tomato lines. His case was somewhat different from us.

플라보노이드 생합성의 조직-특이성: 칼콘 합성효소의 장소 밖 발현은 과육 조직이 아닌 과피 조직 내의 거대한 플라보노이드 증가를 유발한다(Verhoeyen, 2002).Tissue-specificity of flavonoid biosynthesis: Out-of-site expression of chalcone synthase results in huge flavonoid increases in the dermal tissue rather than the flesh (Verhoeyen, 2002).

추산된 GT 쌀 내의 플라보노이드 총 함량은 주요한 피크의 총계가 추산된 총 함량보다 다소 적기 때문에 분별력이 있는 것을 보인다. 더욱이 녹차 잎 내의 플라보노이드 총 함량은 10∼20% 건중량인 다른 연구에서 보고된 범위에 포함된다.The total flavonoid content in the estimated GT rice seems discernible because the sum of the major peaks is somewhat less than the estimated total content. Moreover, the total flavonoid content in green tea leaves is in the range reported in other studies, which are 10-20% dry weight.

형질전환 쌀의 지연된 낟알 숙성은 옥신, 시토키닌, ABA, GA 및 에틸렌과 같은 식물 호르몬의 변화된 대사 또는 운반과 관련이 있다. Buer and Muday(2004)는 플라보노이드가 애기장대 뿌리에서 옥신의 기부 운반에 음성적으로 영향을 미치고, 따라서 중력에 반응한 뿌리의 구부러짐을 촉진시킨다고 보고하였다.Delayed grain ripening of transformed rice is associated with altered metabolism or transport of plant hormones such as auxin, cytokinin, ABA, GA and ethylene. Buer and Muday (2004) reported that flavonoids negatively influence the transport of auxin in apocytic roots, thus promoting the bending of roots in response to gravity.

본 발명의 효과는 쌀 낟알 내에 높은 농도의 다양한 플라보노이드를 함유한 형질전환 쌀을 제공하는 것이다. 또한 본 발명은 옥수수 C1R-S 유전자로 형질전환된 형질전환 쌀을 제공한다.The effect of the present invention is to provide a transformed rice containing a high concentration of various flavonoids in rice grains. The present invention also provides a transformed rice transformed with maize C1 and RS gene.

참고문헌references

Bovy, A., de Vos, R., Kemper, M., Schijlen, E., Almenar Pertejo, M., Muir, S., Collins, G., Robinson, S., Verhoeyen, M., Hughes, S., Santos-Buelga, C. and van Tunen, A. (2002) High-flavonol tomatoes resulting from the heterologous expression of the maize transcription factor genes LC and C1. Plant Cell 14, 2509-2526.Bovy, A., de Vos, R., Kemper, M., Schijlen, E., Almenar Pertejo, M., Muir, S., Collins, G., Robinson, S., Verhoeyen, M., Hughes, S , Santos-Buelga, C. and van Tunen, A. (2002) High-flavonol tomatoes resulting from the heterologous expression of the maize transcription factor genes LC and C1. Plant Cell 14 , 2509-2526.

Cahoon, E.B., Hall, S. E., Ripp, K.G., Ganzke, T.S., William D Hitz, W.D. and Coughlan, S.J. (2003) Metabolic redesign of vitamin E biosynthesis in plants for tocotrienol production and increased antioxidant content. Nature Biotechnology 21, 1082 1087Cahoon, EB, Hall, SE, Ripp, KG, Ganzke, TS, William D Hitz, WD and Coughlan, SJ (2003) Metabolic redesign of vitamin E biosynthesis in plants for tocotrienol production and increased antioxidant content. Nature Biotechnology 21 , 1082 1087

Dixon, R.A. and Steele, C.L. (1999). Flavonoids and isoflavonoids a gold mine for metabolic engineering. Trends in plant science 4, 394-400.Dixon, RA and Steele, CL (1999). Flavonoids and isoflavonoids a gold mine for metabolic engineering. Trends in plant science 4 , 394-400.

Enomoto. S., Okada, Y., Guvenc, A., Erdurak, C.S., Coskun, M. and Okuyama, T. (2004) Inhibitory effect of traditional Turkish folk medicines on aldose reductase (AR) and hematological activity, and on AR inhibitory activity of quercetin-3-O-methyl ether isolated from Cistus laurifolius L. Biol. Pharm. Bull. 27, 1140-1143.Enomoto. S., Okada, Y., Guvenc, A., Erdurak, CS, Coskun, M. and Okuyama, T. (2004) Inhibitory effect of traditional Turkish folk medicines on aldose reductase (AR) and hematological activity, and on AR inhibitory activity of quercetin-3- O -methyl ether isolated from Cistus laurifolius L. Biol. Pharm. Bull. 27 , 1140-1143.

Buer, C S and Muday, G K (2004) The transparent testa4 mutation prevents flavonoid synthesis and alters auxin transport and the response of Arabidopsis roots to gravity and light. Plant Cell 16: 1191-1205.Buer, CS and Muday, GK (2004) The transparent testa4 mutation prevents flavonoid synthesis and alters auxin transport and the response of Arabidopsis roots to gravity and light. Plant Cell 16: 1191-1205.

Wattel A, Kamel S, Prouillet C, Petit JP, Lorget F, Offord E, Brazier M. (2004) Flavonoid quercetin decreases osteoclastic differentiation induced by RANKL via a mechanism involving NF kappa B and AP-1. J Cell Biochem 92(2):285-95.Wattel A, Kamel S, Prouillet C, Petit JP, Lorget F, Offord E, Brazier M. (2004) Flavonoid quercetin decreases osteoclastic differentiation induced by RANKL via a mechanism involving NF kappa B and AP-1. J Cell Biochem 92 (2): 285-95.

Aherne SA, O'Brien NM. (2000). Mechanism of protection by the flavonoids, quercetin and rutin, against tert-butylhydroperoxide- and menadione-induced DNA single strand breaks in Caco-2 cells. Free Radic Biol Med 29(6): 507-14.Aherne SA, O'Brien NM. (2000). Mechanism of protection by the flavonoids, quercetin and rutin, against tert-butylhydroperoxide- and menadione-induced DNA single strand breaks in Caco-2 cells. Free Radic Biol Med 29 (6): 507-14.

Xu JZ, Yeung SY, Chang Q, Huang Y, Chen ZY. (2004). Comparison of antioxidant activity and bioavailability of tea epicatechins with their epimers. Br J Nutr 91(6): 873-81.Xu JZ, Yeung SY, Chang Q, Huang Y, Chen ZY. (2004). Comparison of antioxidant activity and bioavailability of tea epicatechins with their epimers. Br J Nutr 91 (6): 873-81.

Singh JP, Selvendiran K, Banu SM, Padmavathi R, Sakthisekaran D. (2004). Protective role of Apigenin on the status of lipid peroxidation and antioxidant defense against hepatocarcinogenesis in Wistar albino rats. Phytomedicine 11(4): 309-14.Singh JP, Selvendiran K, Banu SM, Padmavathi R, Sakthisekaran D. (2004). Protective role of Apigenin on the status of lipid peroxidation and antioxidant defense against hepatocarcinogenesis in Wistar albino rats. Phytomedicine 11 (4): 309-14.

Ling WH, Wang LL, Ma J. (2002). Supplementation of the black rice outer layer fraction to rabbits decreases atherosclerotic plaque formation and increases antioxidant status. J Nutr. 132(1): 20-6.Ling WH, Wang LL, Ma J. (2002). Supplementation of the black rice outer layer fraction to rabbits decreases atherosclerotic plaque formation and increases antioxidant status. J Nutr. 132 (1): 20-6.

Holton, T.A. and Cornish, E.C. (1995) Genetics and biochemistry of anthocyanin biosynthesis. Plant Cell 7, 1071-1083.Holton, TA and Cornish, EC (1995) Genetics and biochemistry of anthocyanin biosynthesis. Plant Cell 7 , 1071-1083.

Howitz, K.T., Bitterman, K.J., Cohen, H.Y., Lamming, D.W., Lavu, S., Wood, J.G., Zipkin, R.E., Chung, P., Kisielewski, A., Zhang, L-L., Scherer, B. and Sinclair, D.A. (2003) Small molecule activators of sirtuins extend Saccharomyces cerevisiae lifespan. Nature 425, 191 - 196Howitz, KT, Bitterman, KJ, Cohen, HY, Lamming, DW, Lavu, S., Wood, JG, Zipkin, RE, Chung, P., Kisielewski, A., Zhang, LL., Scherer, B. and Sinclair , DA (2003) Small molecule activators of sirtuins extend Saccharomyces cerevisiae lifespan. Nature 425 , 191-196

Hu, J., Reddy, V.S. and Wessler, S.R. (2000) The rice R gene family: two distinct subfamilies containing several miniature inverted-repeat transposable elements. Plant Mol. Biol. 42, 667-78.Hu, J., Reddy, VS and Wessler, SR (2000) The rice R gene family: two distinct subfamilies containing several miniature inverted-repeat transposable elements. Plant Mol. Biol. 42 , 667-78.

Jankun, J., Selman, S.H., Swiercz, R. and Skrzypczak-Jankun, E. (1997) Why drinking green tea could prevent cancer. Nature 387, 561.Jankun, J., Selman, SH, Swiercz, R. and Skrzypczak-Jankun, E. (1997) Why drinking green tea could prevent cancer. Nature 387 , 561.

Lloyd, A.M., Schena, M., Walbot, V. and Davis, R.W. (1994) Epidermal cell fate determination in Arabidopsis: patterns defined by a steroid-inducible regulator. Science 266, 436-439.Lloyd, AM, Schena, M., Walbot, V. and Davis, RW (1994) Epidermal cell fate determination in Arabidopsis: patterns defined by a steroid-inducible regulator. Science 266 , 436-439.

Pinent, M., Blay, M., Blade, M.C., Salvado, M.J., Arola, L. and Ardevol, A. (2004) Grape seed-derived procyanidins have an antihyperglycemic effect in streptozotocin-induced diabetic rats and insulinomimetic activity in insulin-sensitive cell lines. Endocrinology 145, 4985-4990.Pinent, M., Blay, M., Blade, MC, Salvado, MJ, Arola, L. and Ardevol, A. (2004) Grape seed-derived procyanidins have an antihyperglycemic effect in streptozotocin-induced diabetic rats and insulinomimetic activity in insulin -sensitive cell lines. Endocrinology 145 , 4985-4990.

Quattrocchio, F., Wing, J.F., Leppen, H., Mol, J. and Koes, R.E. (1993) Regulatory genes controlling anthocyanin pigmentation are functionally conserved among plant species and have distinct sets of target genes. Plant Cell 5, 1497-1512.Quattrocchio, F., Wing, JF, Leppen, H., Mol, J. and Koes, RE (1993) Regulatory genes controlling anthocyanin pigmentation are functionally conserved among plant species and have distinct sets of target genes. Plant Cell 5 , 1497-1512.

Quattrocchio, F., Wing, J.F., van der Woude, K., Mol, J.N. and Koes, R. (1998) Analysis of bHLH and MYB domain proteins: species-specific regulatory differences are caused by divergent evolution of target anthocyanin genes. Plant J. 13, 475-488.Quattrocchio, F., Wing, JF, van der Woude, K., Mol, JN and Koes, R. (1998) Analysis of bHLH and MYB domain proteins: species-specific regulatory differences are caused by divergent evolution of target anthocyanin genes. Plant J. 13 , 475-488.

Ren, W., Qiao, Z., Wang, H. and Zhang, L. (2003) Flavonoids: Promising Anticancer Agents. Medicinal Research Reviews 23: 519-534.Ren, W., Qiao, Z., Wang, H. and Zhang, L. (2003) Flavonoids: Promising Anticancer Agents. Medicinal Research Reviews 23 : 519-534.

Sambrook, J. and Russell, D.W. (2001) Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Vol 1, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, pp 7.4-7.8.Sambrook, J. and Russell, D.W. (2001) Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Vol 1, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York, pp 7.4-7.8.

Schijlen, E.G., Ric de Vos, C.H., van Tunen, A.J. and Bovy, A.G. (2004) Modification of flavonoid biosynthesis in crop plants. Phytochemistry 65, 2631-2648.Schijlen, EG, Ric de Vos, CH, van Tunen, AJ and Bovy, AG (2004) Modification of flavonoid biosynthesis in crop plants. Phytochemistry 65 , 2631-2648.

Shirley B.W. (1996) Flavonoid biosynthesis: new functions for an old pathway. Trends in Plant Science 1, 377-382.Shirley BW (1996) Flavonoid biosynthesis: new functions for an old pathway. Trends in Plant Science 1 , 377-382.

Sharp, R.N. (1991) Rice: Production, processing, and utilization. In: Lorenz, K.J. and Kulp, K. (eds), Handbook of cereal science and technology. Marcel Dekker, Inc., New York, pp 301-329.Sharp, R.N. (1991) Rice: Production, processing, and utilization. In: Lorenz, K.J. and Kulp, K. (eds), Handbook of cereal science and technology. Marcel Dekker, Inc., New York, pp 301-329.

Verhoeyen, M.E., Bovy, A., Collins, G., Muir, S., Robinson, S., de Vos, C.H. and Colliver, S. (2002) Increasing antioxidant levels in tomatoes through modification of the flavonoid biosynthetic pathway. J. Exp. Bot. 53, 2099-2106.Verhoeyen, ME, Bovy, A., Collins, G., Muir, S., Robinson, S., de Vos, CH and Colliver, S. (2002) Increasing antioxidant levels in tomatoes through modification of the flavonoid biosynthetic pathway. J. Exp. Bot. 53 , 2099-2106.

Williams, R.J., Spencer, J.P. and Rice-Evans, C. (2004) Flavonoids: antioxidants or signaling molecules? Free Radic. Biol. Med. 36, 38-49.Williams, RJ, Spencer, JP and Rice-Evans, C. (2004) Flavonoids: antioxidants or signaling molecules? Free Radic. Biol. Med. 36 , 38-49.

Winkel-Shirley B. (2001a) Flavonoid biosynthesis. A colorful model for genetics, biochemistry, cell biology, and biotechnology. Plant Physiol. 126, 485-493.Winkel-Shirley B. (2001a) Flavonoid biosynthesis. A colorful model for genetics, biochemistry, cell biology, and biotechnology. Plant Physiol. 126 , 485-493.

Winkel-Shirley B. (2001b) It takes a garden. How work on diverse plant species has contributed to an understanding of flavonoid metabolism. Plant Physiol. 127, 1399-1404.Winkel-Shirley B. (2001b) It takes a garden. How work on diverse plant species has contributed to an understanding of flavonoid metabolism. Plant Physiol. 127 , 1399-1404.

Winkel-Shirley B. (2002) Biosynthesis of flavonoids and effects of stress. Current Opinion in Plant Biology 5, 218-223.Winkel-Shirley B. (2002) Biosynthesis of flavonoids and effects of stress. Current Opinion in Plant Biology 5 , 218-223.

Ye, X., Al-Babili, S., Kloti, A., Zhang, J., Lucca, P., Beyer, P. and Potrykus, I. (2000) Engineering the provitamin A (beta-carotene) biosynthetic pathway into (carotenoid-free) rice endosperm. Science 287, 303-305.Ye, X., Al-Babili, S., Kloti, A., Zhang, J., Lucca, P., Beyer, P. and Potrykus, I. (2000) Engineering the provitamin A (beta-carotene) biosynthetic pathway into (carotenoid-free) rice endosperm. Science 287 , 303-305.

Yousef, M.I., Kamel, K.I., Esmail, A.M. and Baghdadi, H.H. (2004) Antioxidant activities and lipid lowering effects of isoflavone in male rabbits. Food Chem. Toxicol. 42, 1497-1503.Yousef, MI, Kamel, KI, Esmail, AM and Baghdadi, HH (2004) Antioxidant activities and lipid lowering effects of isoflavone in male rabbits. Food Chem. Toxicol. 42 , 1497-1503.

도 1은 형질전환에 사용된 C1/R-S 트랜스유전자 컨스트럭트를 나타낸다. 컨스트럭트 백본은 이원 벡터 pCAMBIA3301로부터 유도되었다. RB, T-DNA 우측 경계; Tnos, 노팔린 합성효소 유전자 종결자; smGFP::GUS, β-글루쿠로니다제(GUS) 코딩 서열과 융합된 용해성 변형된 녹색 형광 단백질 유전자; 35S P, CaMV 35 S 프로모터; ProP, 쌀 13-kD 프롤라민 NPR33 프로모터; C1, 옥수수 MYB-형태 전사 인자(접근번호 AF320614); R-S, 옥수수 bHLH-형태 전사 인자(접근번호 X15806); bar, 비알라포스(bialaphos)-저항성 유전자; Tcmv, CaMV 35S 종결자; LB, T-DNA 좌측 경계.1 shows the C1 / RS transgene constructs used for transformation. The construct backbone was derived from the binary vector pCAMBIA3301. RB, T-DNA right border; Tnos, nopalin synthase gene terminator; smGFP :: GUS , a soluble modified green fluorescent protein gene fused with a β-glucuronidase (GUS) coding sequence; 35S P , CaMV 35 S promoter; ProP , rice 13-kD prolamine NPR33 promoter; C1 , maize MYB-form transcription factor (accession number AF320614); RS , maize bHLH-form transcription factor (accession number X15806); bar , bialaphos-resistant gene; Tcmv, CaMV 35S terminator; LB, T-DNA left border.

도 2는 옥수수 C1R-S 트랜스유전자로 형질전환된 형질전환 쌀의 생성을 나타낸다.2 shows the production of transgenic rice transformed with maize C1 and RS transgenes.

(A) Oryza sativa japonica cv. Hwa-Young의 배를 발아함으로서 유도된 캘러스(A) Oryza sativa japonica cv. Callus Induced by Germinating Hwa-Young's Belly

(B) 바스타(basta)-함유 선택 배지 상에서 트랜스유전자를 품은 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) LBA4404으로 감염된 캘러스(B) Callus infected with Agrobacterium tumefaciens LBA4404 bearing a transgene on a bassta-containing selection medium

(C) 묘목(plantlet)을 재생시키는 캘러스(C) Callus to regenerate plantlets

(D) MS 배지를 함유한 마젠타색 박스로 옮겨진 재생된 실생식물(seedling)(D) Regenerated seedlings transferred to magenta boxes containing MS medium

(E) 온실에서 토양으로 옮겨진 형질전환 식물체(E) Transgenic Plants Moved from Greenhouse to Soil

(F) 원추화서(panicle)를 지닌 성체 T0 형질전환 식물체(F) Adult T0 transgenic plant with panicle

도 3은 게놈 내 트랜스유전자의 존재를 확인하고 각각 발달중인 형질전환 낟알 내에서의 C1R-S 트랜스유전자의 상대적 발현 수준을 측정하기 위한 게놈 PCR 및 RT-PCR의 에티듐 브로마이드-염색된 생성물의 이미지를 나타낸다. 화살표는 DNA 크기 래더의 1 kb 밴드를 나타낸다.FIG. 3 is an image of ethidium bromide-stained product of genomic PCR and RT-PCR to confirm the presence of transgenes in the genome and to measure the relative expression levels of C1 and RS transgenes in developing transgenic kernels, respectively. Indicates. Arrows indicate 1 kb bands of DNA size ladder.

(A) bar 유전자 프라이머를 이용하여 PCR 생성물은 형질전환 라인 1, 2, 3, 4, 6, 9 및 19로부터 분리된 게놈 DNA에 대해 증폭되었다. 트랜스유전자를 포함한 플라스미드 DNA(PL)는 PCR 양성 대조군으로 포함된 반면, 야생형 게놈 DNAs(WT)는 음성 대조군으로 포함되었다.(A) PCR products were amplified against genomic DNA isolated from transformation lines 1, 2, 3, 4, 6, 9 and 19 using the bar gene primer. Plasmid DNA (PL) containing the transgene was included as a PCR positive control, while wild type genomic DNAs (WT) were included as a negative control.

(B) RT-PCR 생성물은 야생형(WT), 2-1, 4-1 및 9-2 T2 형질전환 라인의 발달중인 낟알 내에서 C1R-S 트랜스유전자의 상대 발현 수준을 나타낸다.(B) RT-PCR products show relative expression levels of C1 and RS transgenes in the developing kernels of wild type (WT), 2-1, 4-1 and 9-2 T2 transformation lines.

도 4는 형질전환되지 않은 T1, T2 및 T3 쌀 낟알의 비교를 나타낸다. 4 shows a comparison of untransformed T1, T2 and T3 rice grains.

T2(C) 및 T3(D) 동형접합성 형질전환 낟알은 형질전환되지 않은 것(A) 및 T0 반접합성 형질전환(B) 쌀 낟알보다 착색이 더 어둡고 크기가 더 작다.T2 (C) and T3 (D) homozygous transformed grains are darker in color and smaller in size than untransformed (A) and T0 semi-conjugated transformed (B) rice grains.

도 5는 산 가수분해 및 에틸아세테이트 분할없이 Hwa-Young 야생형(A), 현존하는 흑미 Mil-Yang 188 Ho(B) 및 T3 GT 쌀(C) 낟알로부터 추출된 플라보노이드의 HPLC 프로파일을 나타낸다. (D) T3 GT 쌀 낟알로부터 추출된 후 산 가수분해 및 에틸아세테이트 분할된 플라보노이드의 HPLC 프로파일. 분, 보유 시간; AU, 흡수 단위.FIG. 5 shows HPLC profiles of flavonoids extracted from Hwa-Young wild type (A), existing black rice Mil-Yang 188 Ho (B) and T3 GT rice (C) kernels without acid hydrolysis and ethyl acetate partitioning. (D) HPLC profiles of acid hydrolysis and ethylacetate split flavonoids extracted from T3 GT rice grains. Minutes, retention time; AU, absorption unit.

도 6은 T3 GT 쌀 낟알의 플라보노이드 추출물의 LC/MS/MS 분석 및 NMR 분석에 의해 확인된 화학식을 나타낸다.6 shows the chemical formulas identified by LC / MS / MS analysis and NMR analysis of flavonoid extracts of T3 GT rice grains.

(A) 산-가수분해되고 에틸아세테이트 분할된 추출물의 LC 크로마토그램.(A) LC chromatogram of acid-hydrolyzed ethyl acetate partitioned extract.

(B-D) (A)에서 화합물 Ⅰ(B), Ⅱ(C) 및 Ⅲ(D)에 대한 MS/MS 스펙트럼. NMR 분석에 의해 확인된 화학식은 각 화합물의 MS/MS 스펙트럼 아래에 나타나 있다.(B-D) MS / MS spectra for compounds I (B), II (C) and III (D) in (A). The formula identified by NMR analysis is shown below the MS / MS spectrum of each compound.

도 7은 플라보노이드의 색 반응 에세이를 나타낸다. T3 GT 쌀의 건조 낟알 100 mg의 바닐린- 또는 DMACA-염색된 추출물 색이 100 ppm 탁시폴린 및 100 ppm 카테킨과 비교되었다. 바닐린, 5 N HCl 내의 1% 바닐린; DMACA, MeOH 내 0.5% 디메틸아미노신남알데하이드(dimethylaminocinnamaldehyde, DMACA) 및 5% H2SO4.7 shows a color reaction assay of flavonoids. The dry grain of T3 GT rice, 100 mg of vanillin- or DMACA-stained extract color, was compared to 100 ppm taxoxyline and 100 ppm catechin. Vanillin, 1% vanillin in 5N HCl; DMACA, 0.5% dimethylaminocinnamaldehyde (DMACA) and 5% H 2 SO 4 in MeOH.

도 8은 야생형(WT) 및 GT 쌀 동형접합성 라인(2-1 및 9-2)의 발달중인 낟알로부터 추출된 RNA를 이용한 플라보노이드 생합성 경로에 대한 RT-PCR을 나타낸다. 액틴, PCR 주형 양에 대한 참조로서 사용됨; pal, 페닐알라닌 암모니아 리아제; chs, 칼콘 합성효소, f3f, 플라보논 3-하이드록실라제; f3'h, 플라보노이드 3'-하이드록실라제; dfr, 디하이드로플라보놀 4-환원효소; gst, 글루타티온-S 전이효소.FIG. 8 shows RT-PCR for flavonoid biosynthetic pathway using RNA extracted from developing grains of wild type (WT) and GT rice homozygous lines (2-1 and 9-2). Actin, used as reference to the amount of PCR template; pal , phenylalanine ammonia lyase; chs , chalcone synthase, f3f , flavonone 3-hydroxylase; f3'h , flavonoid 3'-hydroxylase; dfr , dihydroflavonol 4-reductase; gst , glutathione-S transferase.

도 9는 플라보노이드 생합성 경로 및 굵은 대문자로 나타낸, C1R-S 트랜스유전자에 의해 활성화된 구조 유전자를 나타낸다. PAL, 페닐알라닌 암모니아 리아제; c4h, 신나메이트-4-하이드록실라제; 4cl, 4 쿠마레이트 CoA 리가제; CHS, 칼콘 합성효소; chi, 칼콘 이성화효소; fns, 플라본 합성효소; ifs, 2-하이드록시이소플라본 합성효소; F3H, 플라보논 3-하이드록실라제; F3'H, 플라보노이드 3'-하이드록실라제; fls, 플라보놀 합성효소; DFR, 디하이드로플라보놀 4-환원효소; lar, 류코안토시아니딘 환원효소; ans, 안토시아니딘 합성효소; gst, 글루타티온-S 전이효소.9 shows the structural genes activated by the C1 and RS transgenes, shown in flavonoid biosynthetic pathways and in bold capital letters. PAL, phenylalanine ammonia lyase; c4h, cinnamate-4-hydroxylase; 4cl, 4 coumarate CoA ligase; CHS, chalcone synthase; chi, chalcone isomerase; fns, flavone synthase; ifs, 2-hydroxyisoflavone synthase; F3H, flavonone 3-hydroxylase; F3'H, flavonoid 3'-hydroxylase; fls, flavonol synthase; DFR, dihydroflavonol 4-reductase; lar, leucoanthocyanidin reductase; ans, anthocyanidin synthase; gst, glutathione-S transferase.

도 10은 디페닐붕산(DPBA)으로 표지된, T3 GT 쌀(A, D) 및 야생형(C, E) 낟알의 섹션을 나타낸다. 표지된 플라보노이드는 녹색 형광 신호로 표시되었다. (B) 표지 음성 대조군으로서 DPBA 표지되지 않은 T3 GT 쌀 낟알의 섹션. 야생형 낟알(C)의 배축 내 신호는 표지 양성 대조군으로 작용한다. (D) 및 (E)는 각각 (A) 및 (C)의 더 확대된 삽입도이다. (A), (B) 및 (C)의 배율, 0.5 mm; (D) 및 (E), 0.2 mm.10 shows sections of T3 GT rice (A, D) and wild type (C, E) grains, labeled with diphenylboric acid (DPBA). Labeled flavonoids were indicated by green fluorescent signals. (B) Sections of DPBA unlabeled T3 GT rice grains as labeled negative controls. Intraaxial signal of wild-type kernel (C) acts as a label positive control. (D) and (E) are more enlarged insets of (A) and (C), respectively. Magnification of (A), (B) and (C), 0.5 mm; (D) and (E), 0.2 mm.

<110> KOREA KUMHO PETROCHEMICAL CO., LTD. <120> Transgenic Rice Line Producing High Level of Flavonoids in the Endosperm <160> 15 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 855 <212> DNA <213> Maize C1 cDNA <400> 1 gagcttgatc gacgagagag cgagcgcgat ggggaggagg gcgtgttgcg cgaaggaagg 60 cgttaagaga ggggcgtgga cgagcaagga ggacgatgcc ttggccgcct acgtcaaggc 120 ccatggcgaa ggcaaatgga gggaagtgcc ccagaaagcc ggtttgcgtc ggtgcggcaa 180 gagctgccgg ctgcggtggc tgaactacac atcaggcgcg gcaacatctc ctacgacgag 240 gaggatctca tcatccgcct ccacaggctc ctcggcaaca ggtggtcgct gattgcaggc 300 aggctgcctg gccgaacaga caatgaaatc aagaactact ggaacagcac gctgggccgg 360 agggcaggcg ccggcgccgg cgccggcggc agctgggtcg tcgtcgcgcc ggacaccggc 420 tcgcacgcca ccccggccgc gacgtcgggc gcctgcgaga ccggccagaa tagcgccgct 480 catcgcgcgg accccgactc agccgggacg acgacgacct cggcggcggc ggtgtgggcg 540 cccaaggccg tgcggtgcac gggcggactc ttcttcttcc accgggacac gacgccggcg 600 cacgcgggcg agacggcgac gccaatggcc ggtggaggtg gaggaggagg aggagaagca 660 gggtcgtcgg acgactgcag ctcggcggcg tcggtatcgc ttcgcgtcgg aagccacgac 720 gagccgtgct tctccggcga cggtgacggc gactggatgg acgacgtgag ggccctggcg 780 tcgtttctcg agtccgacga ggactggctc cgctgtcaga cggccgggca gcttgcgtag 840 acaacaagta cacgt 855 <210> 2 <211> 1863 <212> DNA <213> Maize R-S cDNA <400> 2 ttcagcaggc gcgtgatggc cgtttcagct tcccgagttc agcaggcgga agaactgctg 60 caacgacctg ctgagaggca gctgatgagg agccagcttg ctgcagccgc caggagcatc 120 aactggagct acgccctctt ctggtccatt tcagacactc aaccaggggt gctgacgtgg 180 acggacgggt tctacaacgg cgaggtgaag acgcggaaga tctccaactc cgtggagctg 240 acatccgacc agctcgtcat gcagaggagc gaccagctcc gggagctcta cgaggccctc 300 ctgtcgggcg agggcgaccg ccgcgctgcg cctgcgcggc cggccggctc tctgtcgccg 360 gaggacctcg gcgacaccga gtggtactac gtggtctcca tgacctacgc cttccggcca 420 ggccaagggt tgcccggcag gagtttcgcg agcgacgagc atgtctggct gtgcaacgcg 480 cacctcgccg gcagcaaagc cttcccccgc gcgctcctgg ccaagagcgc gtccattcag 540 tcaatcctct gcatcccggt tatgggcggc gtgcttgagc ttggtacaac tgacacggtg 600 ccggaggccc cggacttggt cagccgagca accgcagctt tctgggagcc gcagtgcccg 660 acgtactcgg aagagccgag ctccagcccg tcaggacgag caaacgagac cggcgaggcc 720 gcagcagacg acggcacgtt tgcgttcgag gaactcgacc acaataatgg catggacata 780 gaggcgatga ccgccgccgg gggacacggg caggaggagg agctaagact aagagaagcc 840 gaggccctgt cagacgacgc aagcctggag cacatcacca aggagatcga ggagttctac 900 agcctctgcg acgaaatgga cctgcaggcg ctaccactac cgctagagga cggctggacc 960 gtggacgcgt ccaatttcga ggtcccctgc tcttccccgc agccagcgcc gcctccggtg 1020 gacagggcta ccgctaacgt cgccgccgac gcctcaaggg cgcccgtcta cggctctcgc 1080 gcgaccagtt tcatggcttg gacgaggtcc tcgcagcagt cgtcgtgctc cgacgacgcg 1140 gcgccggcag tagtgccggc catcgaggag ccgcagagat tgctgaagaa agtggtggcc 1200 ggcggcggtg cttgggagag ctgtggcggc gcgacgggag cagcacagga aatgagtgcc 1260 accaagaacc acgtcatgtc ggagcgaaag cgacgagaga agctcaacga gatgttcctc 1320 gtcctcaagt cactgcttcc gtccattcac agggtgaaca aagcgtcgat cctcgccgaa 1380 acgatagcct acctcaagga gcttcagcga agggtgcaag agctggagtc cagtagggaa 1440 cctgcgtcgc gcccatccga aacgacgaca aggctaataa caaggccctc ccgtggcaat 1500 aatgagagtg tgaggaagga agtctgcgcg ggctccaaga ggaagagccc agagctcggc 1560 agagacgacg tggagcgccc cccggtcctc accatggacg ccggctccag caacgtcacc 1620 gtcaccgtct cggacaagga cgtgctcctg gaggtgcagt gccggtggga ggagctcctg 1680 atgacgcgag tgttcgacgc catcaagagc ctccatttgg acgtcctctc ggttcaggct 1740 tcagcgccag atggcttcat ggggcttaag atacgagctc agtttgctgg ctccggtgcc 1800 gtcgtgccct ggatgatcag cgaggctctt cgcaaagcta tagggaagcg gtgaaggggc 1860 agc 1863 <210> 3 <211> 638 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 3 ggtgtagcaa cacgacttta ttattattat tattattatt attattattt tacaaaaata 60 taaaatagat cagtccctca ccacaagtag agcaagttgg tgagttattg taaagttcta 120 caaagctaat ttaaaagtta ttgcattaac ttatttcata ttacaaacaa gagtgtcaat 180 ggaacaatga aaaccatatg acatactata attttgtttt tattattgaa attatataat 240 tcaaagagaa taaatccaca tagccgtaaa gttctacatg tggtgcatta ccaaaatata 300 tatagcttac aaaacatgac aggcttagtt tgaaaaattg caatccttat cacattgaca 360 cataaagtga gtgatgagtc ataatattat tttctttgct acccatcatg tatatatgat 420 agccacaaag ttactttgat gatgatatca aagaacattt ttaggtgcac ctaacagaat 480 atccaaataa tatgactcac ttagatcata atagagcatc aagtaaaact aacactctaa 540 agcaaccgat gggaaagcat ctataaatag acaagcacaa tgaaaatcct catcatcctt 600 caccacaatt caaatattat agttgaagca tagtagta 638 <210> 4 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 4 attctagacg agcttgatcg acgagagagc gag 33 <210> 5 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 5 cgagctcgac gtgtacttgt tgtctacgca ag 32 <210> 6 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 6 gctctagacg ttcagcaggc gcgtgatg 28 <210> 7 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 7 cccccggggg ctgccccttc accgcttccc t 31 <210> 8 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 8 aagcttggtg tagcaacacg actt 24 <210> 9 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 9 cgggatcccg gatctagtaa catagatgac ac 32 <210> 10 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 10 ggatccggtg tagcaacacg agtt 24 <210> 11 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 11 ggaattccga tctagtaaca tagatgacac 30 <210> 12 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 12 tacatcgaga caagcacggt caactt 26 <210> 13 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 13 tgccagaaac ccacgtcatg ccagtt 26 <210> 14 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 14 aactgggatg atatggagaa 20 <210> 15 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 15 cctccaatcc agacactgta 20<110> KOREA KUMHO PETROCHEMICAL CO., LTD. <120> Transgenic Rice Line Producing High Level of Flavonoids in the Endosperm <160> 15 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 855 <212> DNA <213> Maize C1 cDNA <400> 1 gagcttgatc gacgagagag cgagcgcgat ggggaggagg gcgtgttgcg cgaaggaagg 60 cgttaagaga ggggcgtgga cgagcaagga ggacgatgcc ttggccgcct acgtcaaggc 120 ccatggcgaa ggcaaatgga gggaagtgcc ccagaaagcc ggtttgcgtc ggtgcggcaa 180 gagctgccgg ctgcggtggc tgaactacac atcaggcgcg gcaacatctc ctacgacgag 240 gaggatctca tcatccgcct ccacaggctc ctcggcaaca ggtggtcgct gattgcaggc 300 aggctgcctg gccgaacaga caatgaaatc aagaactact ggaacagcac gctgggccgg 360 agggcaggcg ccggcgccgg cgccggcggc agctgggtcg tcgtcgcgcc ggacaccggc 420 tcgcacgcca ccccggccgc gacgtcgggc gcctgcgaga ccggccagaa tagcgccgct 480 catcgcgcgg accccgactc agccgggacg acgacgacct cggcggcggc ggtgtgggcg 540 cccaaggccg tgcggtgcac gggcggactc ttcttcttcc accgggacac gacgccggcg 600 cacgcgggcg agacggcgac gccaatggcc ggtggaggtg gaggaggagg aggagaagca 660 gggtcgtcgg acgactgcag ctcggcggcg tcggtatcgc ttcgcgtcgg aagccacgac 720 gagccgtgct tctccggcga cggtgacggc gactggatgg acgacgtgag ggccctggcg 780 tcgtttctcg agtccgacga ggactggctc cgctgtcaga cggccgggca gcttgcgtag 840 acaacaagta cacgt 855 <210> 2 <211> 1863 <212> DNA <213> Maize R-S cDNA <400> 2 ttcagcaggc gcgtgatggc cgtttcagct tcccgagttc agcaggcgga agaactgctg 60 caacgacctg ctgagaggca gctgatgagg agccagcttg ctgcagccgc caggagcatc 120 aactggagct acgccctctt ctggtccatt tcagacactc aaccaggggt gctgacgtgg 180 acggacgggt tctacaacgg cgaggtgaag acgcggaaga tctccaactc cgtggagctg 240 acatccgacc agctcgtcat gcagaggagc gaccagctcc gggagctcta cgaggccctc 300 ctgtcgggcg agggcgaccg ccgcgctgcg cctgcgcggc cggccggctc tctgtcgccg 360 gaggacctcg gcgacaccga gtggtactac gtggtctcca tgacctacgc cttccggcca 420 ggccaagggt tgcccggcag gagtttcgcg agcgacgagc atgtctggct gtgcaacgcg 480 cacctcgccg gcagcaaagc cttcccccgc gcgctcctgg ccaagagcgc gtccattcag 540 tcaatcctct gcatcccggt tatgggcggc gtgcttgagc ttggtacaac tgacacggtg 600 ccggaggccc cggacttggt cagccgagca accgcagctt tctgggagcc gcagtgcccg 660 acgtactcgg aagagccgag ctccagcccg tcaggacgag caaacgagac cggcgaggcc 720 gcagcagacg acggcacgtt tgcgttcgag gaactcgacc acaataatgg catggacata 780 gaggcgatga ccgccgccgg gggacacggg caggaggagg agctaagact aagagaagcc 840 gaggccctgt cagacgacgc aagcctggag cacatcacca aggagatcga ggagttctac 900 agcctctgcg acgaaatgga cctgcaggcg ctaccactac cgctagagga cggctggacc 960 gtggacgcgt ccaatttcga ggtcccctgc tcttccccgc agccagcgcc gcctccggtg 1020 gacagggcta ccgctaacgt cgccgccgac gcctcaaggg cgcccgtcta cggctctcgc 1080 gcgaccagtt tcatggcttg gacgaggtcc tcgcagcagt cgtcgtgctc cgacgacgcg 1140 gcgccggcag tagtgccggc catcgaggag ccgcagagat tgctgaagaa agtggtggcc 1200 ggcggcggtg cttgggagag ctgtggcggc gcgacgggag cagcacagga aatgagtgcc 1260 accaagaacc acgtcatgtc ggagcgaaag cgacgagaga agctcaacga gatgttcctc 1320 gtcctcaagt cactgcttcc gtccattcac agggtgaaca aagcgtcgat cctcgccgaa 1380 acgatagcct acctcaagga gcttcagcga agggtgcaag agctggagtc cagtagggaa 1440 cctgcgtcgc gcccatccga aacgacgaca aggctaataa caaggccctc ccgtggcaat 1500 aatgagagtg tgaggaagga agtctgcgcg ggctccaaga ggaagagccc agagctcggc 1560 agagacgacg tggagcgccc cccggtcctc accatggacg ccggctccag caacgtcacc 1620 gtcaccgtct cggacaagga cgtgctcctg gaggtgcagt gccggtggga ggagctcctg 1680 atgacgcgag tgttcgacgc catcaagagc ctccatttgg acgtcctctc ggttcaggct 1740 tcagcgccag atggcttcat ggggcttaag atacgagctc agtttgctgg ctccggtgcc 1800 gtcgtgccct ggatgatcag cgaggctctt cgcaaagcta tagggaagcg gtgaaggggc 1860 agc 1863 <210> 3 <211> 638 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 3 ggtgtagcaa cacgacttta ttattattat tattattatt attattattt tacaaaaata 60 taaaatagat cagtccctca ccacaagtag agcaagttgg tgagttattg taaagttcta 120 caaagctaat ttaaaagtta ttgcattaac ttatttcata ttacaaacaa gagtgtcaat 180 ggaacaatga aaaccatatg acatactata attttgtttt tattattgaa attatataat 240 tcaaagagaa taaatccaca tagccgtaaa gttctacatg tggtgcatta ccaaaatata 300 tatagcttac aaaacatgac aggcttagtt tgaaaaattg caatccttat cacattgaca 360 cataaagtga gtgatgagtc ataatattat tttctttgct acccatcatg tatatatgat 420 agccacaaag ttactttgat gatgatatca aagaacattt ttaggtgcac ctaacagaat 480 atccaaataa tatgactcac ttagatcata atagagcatc aagtaaaact aacactctaa 540 agcaaccgat gggaaagcat ctataaatag acaagcacaa tgaaaatcct catcatcctt 600 caccacaatt caaatattat agttgaagca tagtagta 638 <210> 4 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 4 attctagacg agcttgatcg acgagagagc gag 33 <210> 5 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 5 cgagctcgac gtgtacttgt tgtctacgca ag 32 <210> 6 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 6 gctctagacg ttcagcaggc gcgtgatg 28 <210> 7 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 7 cccccggggg ctgccccttc accgcttccc t 31 <210> 8 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 8 aagcttggtg tagcaacacg actt 24 <210> 9 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 9 cgggatcccg gatctagtaa catagatgac ac 32 <210> 10 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 10 ggatccggtg tagcaacacg agtt 24 <210> 11 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 11 ggaattccga tctagtaaca tagatgacac 30 <210> 12 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 12 tacatcgaga caagcacggt caactt 26 <210> 13 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 13 tgccagaaac ccacgtcatg ccagtt 26 <210> 14 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 14 aactgggatg atatggagaa 20 <210> 15 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 15 cctccaatcc agacactgta 20

Claims (8)

(a) 서열번호: 1에 나타난 옥수수 C1 유전자의 폴리뉴클레오타이드;(a) the polynucleotide of the maize C1 gene shown in SEQ ID NO: 1; (b) 서열번호: 2에 나타난 옥수수 R-S 유전자의 폴리뉴클레오타이드; 및(b) the polynucleotide of the maize RS gene shown in SEQ ID NO: 2; And (c) 낟알 내에서 높은 수준의 플라보노이드를 포함하기 위해 상기 폴리뉴클레오타이드가 식물 세포 내에서 발현되도록 폴리뉴클레오타이드에 실시가능하게 결합된 조절 서열을 포함한 (c) comprising regulatory sequences operably linked to the polynucleotides such that said polynucleotides are expressed in plant cells to contain high levels of flavonoids in the kernel; 쌀의 형질전환을 위한 발현 벡터Expression Vectors for Transformation of Rice 제 1항에 있어서, 상기 조절 서열은 서열번호: 3에 나타난 쌀 13-kD 프롤라민 유전자 프로모터를 포함함을 특징으로 하는 발현 벡터The expression vector of claim 1, wherein the regulatory sequence comprises a rice 13-kD prolamin gene promoter as shown in SEQ ID NO: 3 제 1항의 발현 벡터로 형질전환된 형질전환 쌀 세포Transformed rice cells transformed with the expression vector of claim 1 제 3항의 형질전환 쌀 세포로부터 생장된 형질전환 쌀Transgenic Rice Grown from Transgenic Rice Cells of Claim 3 제 4항에 있어서, 상기 쌀은 Oryza sativa japonica cv. Hwa-Young임을 특징으로 하는 형질전환 쌀The method of claim 4, wherein the rice is Oryza sativa japonica cv. Transformed rice characterized by Hwa-Young 제 4항에 있어서, 상기 플라보노이드는 디하이드로케르세틴(탁시폴린), 디하이드로이소르함네틴(3'-Ο-메틸 탁시폴린) 및 3'-Ο-메틸 케르세틴을 포함함을 특징으로 하는 형질전환 쌀The method of claim 4 wherein the flavonoid is quercetin-dihydro (taksi morpholine), sorbitan di-Hydro also netin (3'- Ο - taksi methyl morpholine) and 3'- Ο - transgenic rice, characterized in that it comprises a methyl quercetin 제 6항에 있어서, 디하이드로케르세틴(탁시폴린), 디하이드로이소르함네틴(3'-Ο-메틸 탁시폴린) 및 3'-Ο-메틸 케르세틴의 수준은 각각 건조된 낟알 그람 당 120∼180 ㎍, 270∼390 ㎍ 및 40∼70 ㎍임을 특징으로 하는 형질전환 쌀7. The method of claim 6, dihydro-quercetin (taksi morpholine), sorbitan di-Hydro also netin (3'- Ο - taksi methyl morpholine) and 3'- Ο - level of quercetin methyl 120~180 ㎍ per gram of grains each drying 270-390 μg and 40-70 μg transgenic rice 제 6항에 있어서, 상기 총 플라보노이드는 건조된 낟알 그람 당 12 mg 이사임을 특징으로 하는 형질전환 쌀7. The transgenic rice according to claim 6, wherein the total flavonoids are 12 mg moving per gram of dried grain.
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