KR20070073715A - A method for producing chinese cabbage transformant using tissues of flower stalk and a transformant with promoted soft rot resistance obtained from the method - Google Patents

A method for producing chinese cabbage transformant using tissues of flower stalk and a transformant with promoted soft rot resistance obtained from the method Download PDF

Info

Publication number
KR20070073715A
KR20070073715A KR1020070063268A KR20070063268A KR20070073715A KR 20070073715 A KR20070073715 A KR 20070073715A KR 1020070063268 A KR1020070063268 A KR 1020070063268A KR 20070063268 A KR20070063268 A KR 20070063268A KR 20070073715 A KR20070073715 A KR 20070073715A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transformant
chinese cabbage
agrobacterium
lane
cabbage
Prior art date
Application number
KR1020070063268A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100819878B1 (en
Inventor
김종기
황병호
이수성
Original Assignee
중앙대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 중앙대학교 산학협력단 filed Critical 중앙대학교 산학협력단
Priority to KR1020070063268A priority Critical patent/KR100819878B1/en
Publication of KR20070073715A publication Critical patent/KR20070073715A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100819878B1 publication Critical patent/KR100819878B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8201Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation
    • C12N15/8202Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation by biological means, e.g. cell mediated or natural vector
    • C12N15/8205Agrobacterium mediated transformation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8279Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance
    • C12N15/8281Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance for bacterial resistance

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

A method for preparing a Chinese cabbage transformant using a flower stalk tissue is provided to obtain the high efficient transformation rate and provide the Chinese cabbage transformant with increased soft rot resistance. The method for preparing a Chinese cabbage transformant comprises a step of transfecting Agrobacterium tumefaciens such as Agrobacterium tumefaciens LBA4404 strain into flower stalk tissues of the Chinese cabbage which is a J3-11M-44 family, and then tissue-culturing it. A foreign gene, BcPGIP(polygalacturonase- inhibiting protein), or npt II gene is introduced in the Agrobacterium tumefaciens.

Description

화경조직을 이용한 배추의 형질전환체 제조방법 및 이로부터 생산되는 무름병 저항성이 증진된 형질전환체{A method for producing Chinese cabbage transformant using tissues of flower stalk and a transformant with promoted soft rot resistance obtained from the method}Method for producing Chinese cabbage transformant using tissues of flower stalk and a transformant with promoted soft rot resistance obtained from the method

도 1은 이원벡터 pCAMBIA2300-BcPGIP2의 T-DNA 부위를 도시하고 있다. 1 shows the T-DNA site of the binary vector pCAMBIA2300- BcPGIP2 .

도 2는 배추의 배양된 화경조직 절편에서 형성된 부정 신초(adventitious shoot)와 형질전환된 식물의 재분화를 도시하고 있다. FIG. 2 shows regeneration of adventitious shoots and transformed plants formed from cultured hard tissue sections of Chinese cabbage.

도 3은 배추 형질전환체에서 nptII 유전자 확인을 위한 PCR 증폭 산물의 아가로우즈 젤 전기영동 결과를 나타내는 사진도이다. Figure 3 nptII in Chinese cabbage transformants It is a photograph showing the result of agarose gel electrophoresis of the PCR amplification product for gene identification.

도 4는 T0 형질전환체 식물에서 nptII 유전자 단편을 이용하여 게놈 DNA를 추적한 서던 블랏 분석 결과를 나타낸 것이다. 4 is T 0 NptII in transformant plants Southern blot analysis was performed using genomic DNA to trace genomic DNA.

도 5는 형질전환체 식물에서 RT-PCR을 이용하여 nptII 유전자 발현을 탐지한 결과를 나타낸 것이다. Figure 5 nptII using RT-PCR in transformant plants The results of detecting gene expression are shown.

도 6은 형질전환체 식물에서 BcPGIP2 유전자 발현을 탐지한 결과를 나타낸 것이다. 6 BcPGIP2 in transformant plants The results of detecting gene expression are shown.

도 7은 야생형과 형질전환체 배추에서 무름병 정도를 비교한 결과를 나타낸 것이다.Figure 7 shows the result of comparing the degree of bruising in wild-type and transformed cabbage.

본 발명은 화경조직을 이용한 배추의 형질전환체 제조방법 및 이로부터 생산되는 무름병 저항성이 증진된 형질전환체에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 배추의 화경조직에 외래 유전자를 도입하여 조직배양하여 형질전환체를 얻는 방법과 외래 유전자로서 무름병 저항성과 관련된 유전자를 도입함으로써 무름병 저항성이 증진된 형질전환체를 제공함에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a transformant of Chinese cabbage using hard tissue, and to a transformant having improved resistance to choking disease produced therefrom. More specifically, the present invention provides a method of obtaining a transformant by introducing a foreign gene into the hardened tissue of Chinese cabbage and tissue culture, and providing a transformant having enhanced resistance to the disease by introducing a gene related to the disease of the disease as a foreign gene. It is about.

배추는 서늘한 기후를 선호하는 호냉성 채소로 우리나라에서 김치의 주재료로써 가장 중요한 채소작물이고, 연평균 채소 소비량의 25%를 차지하며(Ministry of Agriculture and Forest, 2002) 재배역사가 길고 전국적으로 널리 재배되고 있다.Chinese cabbage is a cold-cooled vegetable that prefers a cool climate. It is the most important vegetable crop as the main ingredient of kimchi in Korea, and accounts for 25% of the average annual vegetable consumption (Ministry of Agriculture and Forest, 2002). .

배추의 구성성분은 대부분이 수분이고 칼슘, 비타민C가 풍부한 잎을 식용부위로 하는 엽채류이며, 생육 적온이 18~22℃인 비교적 서늘한 기후를 좋아하는 호냉성 채소이기 때문에 내서성이 약하고 약광 하에서도 생육이 잘되며 근군은 넓게 분포한다. 형태적으로 잎차례(葉序)는 2/5이고 나선형으로 착생되며, 줄기는 단축되어 로젯트 모양이며, 자가불화합성이 있어 타가수정을 하며 자식열세와 잡종강세로 나타난다.Most of the components of Chinese cabbage are leafy vegetables with water and calcium and vitamin C-rich leaves, and they are cold-tolerant vegetables that prefer relatively cool climates with a growth temperature of 18-22 ° C. Growth is good and muscle groups are widely distributed. Morphologically, the leaf inflorescence is 2/5, spirally engrafted, the stem is shortened to rosette shape, and it has self-incompatibility.

기존의 배추품종개량은 주로 F1 잡종강세를 이용한 전형적인 교잡육종에 의 하여 이루어지고 있으나 이용할 수 있는 유전자원이 한정적이기 때문에 품종개량의 폭을 넓히는데 있어서 한계에 부딪히고 있다. 최근 조직배양 및 유전공학 기술의 발전으로 이를 극복하기 위한 기술 개발이 시도되고 있다.Conventional cabbage breeding is mainly done by typical hybrid breeding using F1 hybrid accents, but there are limitations in broadening varieties because of limited genetic resources. Recent developments in tissue culture and genetic engineering techniques have been attempted to develop technology to overcome this.

조직배양 기술은 우량 개체를 선발하거나 특수한 형질을 가진 개체가 발견되었을 경우, 그 개체를 유지하고 증식시키는 데 그 목적이 있다. 최근에는 다양한 식물형질전환 기술들이 개발되어 식물체의 형질전환을 통한 신품종 개발이 활발히 이루어지고 있으나 낮은 재분화율이 개선되어야 할 과제로 남아있다. 따라서 식물형질전환 기술을 효과적으로 이용하기 위해 재분화율이 높은 조직배양 기술의 확립이 요구된다.Tissue culture technology aims to select good individuals or to maintain and propagate them when they have a particular trait. Recently, various plant transformation technologies have been developed, and new varieties are actively developed through plant transformation, but low regeneration rate remains a problem to be improved. Therefore, in order to effectively use plant transformation technology, the establishment of tissue culture technology with high regeneration rate is required.

식물의 형질전환은 담배에서 최초로 성공하였으며, 이후 특정유전자의 기능 구명을 위한 매우 강력한 방법으로 이용되어 왔을 뿐만 아니라 유용한 유전자를 식물체 내로 도입하여 새로운 형질의 작물을 개발하기 위한 방법으로 이용되고 있다. 식물체 내로 유용한 유전자를 도입하는 형질전환 기술에는 일렉트로포레이션(electroporation), 다이렉트 진 트랜스퍼(direct gene transfer), 마이크로-인젝션(micro-injection), 조직 인젝션(tissue injection), PEG, Ca+2, 아그로박테리움(Agrobacterium)을 이용한 방법 등이 개발되었으며, 유용 유전자가 도입된 세포의 선발과 식물체 재분화 과정을 거친 후 형질전환식물체를 획득할 수 있다.Plant transformation was the first success in tobacco, and has been used since then as a very powerful method for determining the function of specific genes, and has been used as a method for developing new crops by introducing useful genes into plants. Transformation techniques that introduce useful genes into plants include electroporation, direct gene transfer, micro-injection, tissue injection, PEG, Ca +2 , Agro A method using bacterium ( Agrobacterium ) has been developed, and transgenic plants can be obtained after selection of cells into which useful genes have been introduced and plant regeneration.

특히, 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) 를 이용한 식물형질전환 방법은 아그로박테리움(Agrobacterium) 이 자신의 DNA 일부를 식물에 전이시키는 기작을 이용한 것으로 유용 유전자를 가장 안정적으로 전이시키는 방법으로 알려져 있으며, 유전학적, 생화학적, 발생학적, 생리학적 기초연구 및 실제 농업에의 응용 등 식물분야 연구 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다. 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) 와 아그로박테리움 리조게네스(A. rhizogenes) 는 그람음성 토양미생물들로 식물조직의 상처부위에 감염하여 자신의 유전자를 식물로 형질전환시켜 근두암종병(crown gall)이나 모상근(hairy root) 등과 같은 암조직을 유발시키는 것으로 알려져 있다. 아그로박테리움 튜머파시엔스(A. tumefaciens) 와 아그로박테리움 리조게네스(A. rhizogenes) 에 의해 유도되는 형질전환시스템은 그 미생물들이 가지고 있는 플라스미드에 기인한 것으로 아그로박테리움 튜머파시엔스(A. tumefaciens) 의 경우는 Ti(tumor inducing) 플라스미드에 의하며, 아그로박테리움 리조게네스(A. rhizogenes) 의 경우에는 Ri(root inducing) 플라스미드에 의한 것이다. 이러한 Ti 또는 Ri 플라스미드에 의한 암조직 유발은 미생물이 지니고 있는 Ti 플라스미드에 존재하는 특정 DNA 단편(T-DNA)이 식물세포에 전이됨으로 인해 발생하며, T-DNA(transfer DNA)의 전이는 Ti 플라스미드에 위치한 병원성유전자(vir genes) 들의 발현에 의해 조절되는 것으로 알려져 있다.In particular, Agrobacterium tumerfaciens ( Agrobacterium) plant transformation method using a tumefaciens) is Agrobacterium (Agrobacterium) is known as a method for the stable transition of the useful gene by using the mechanism to transition their DNA part of the plant, genetic, biochemical, genetic It is widely used throughout the field of plant research, such as physiological basic research and application to practical agriculture. Agrobacterium tyumeo Pacifico Enschede (Agrobacterium tumefaciens ) And Agrobacterium tumefaciens, such as Rizzo's Nes (A. rhizogenes) is transformed by their genes to infected wounds the plant tissue with Gram-negative soil microorganisms to plants Agrobacterium tumefaciens (crown gall) or hairy roots (hairy root) It is known to cause cancer tissue. Agrobacterium tyumeo Pacific Enschede (A. tumefaciens) and Agrobacterium separation tank to Ness (A. rhizogenes) in transgenic systems to the Agrobacterium tyumeo Pacific Enschede due to the plasmid with the microorganism are induced by (A. for tumefaciens) is due to the case of uihamyeo, Agrobacterium separation tank to Ness (A. rhizogenes) to the Ti (tumor inducing) plasmid, the Ri (root inducing) plasmid. The induction of cancer tissue by the Ti or Ri plasmid is caused by the transfer of specific DNA fragments (T-DNA) present in the Ti plasmid of the microorganism to plant cells, and the transfer of T-DNA (transfer DNA) is caused by the Ti plasmid. It is known to be regulated by the expression of vir genes located at.

유용 유전자를 식물체 내로 안정적으로 전이시키기 위해서는 비교적 효율이 높은 형질전환 방법의 확립이 무엇보다 중요하다. 또한 아그로박테리움(Agrobacterium) 을 이용한 형질전환의 경우에는 식물의 조직절편으로부터 재분화 능력이 높은 조직배양체계의 확립이 형질전환 효율 향상에 가장 큰 영향을 미치 는 요인 중 하나로 알려져 있다.In order to stably transfer useful genes into plants, it is important to establish a relatively efficient transformation method. In the case of transformation using Agrobacterium (Agrobacterium) is known as one of the factors, exert the greatest influence on conversion efficiency, improve the establishment of a high regeneration capacity tissue culture systems transformed from tissue sections of the plant.

브라시카속(Brassica) 식물 중에서 아그로박테리움 벡터를 이용한 형질전환은 유채(B. napus)에서 가장 많이 연구되고 있는데, 형질전환에 이용되는 식물조직은 줄기, 절편조직, 표피조직, 배축, 화분 유래의 배, 자엽 등 여러 가지 조직부위가 사용되고 있다. 또한 양배추(B. oleracea), 겨자(B. juncea), 브라시카 카리나타(B. carinata), 브라시카 니그라(B. nigra) 등에서도 형질전환체를 얻었다고 보고된바 있으나, 배추(B. campestris) 의 형질전환은 다른 브라시카속 식물에 비하여 그 연구 성과가 상대적으로 매우 낮은 실정이다. 브라시카 캠페스트리스 버라이어티 파라(B. campestris var. para) 의 뿌리에 아그로박테리움 리조게네스(Agrobacterium rhizogenes) 를 감염시켜 모상근이 발생하는 것을 처음으로 관찰한 이후 다나카(Tanaka) 등(1985)과 파스쯔코우스키(Paszkowski) 등(1986)은 브라시카 캠페스트리스 버라이어티 라파(B. campestris var. rapa) 의 잎 원형질체에 콜리플라워 모자이크 바이러스(cauliflower mosaic virus) 유전자를 직접 형질전환하여 유전자가 삽입된 식물체를 얻는 데 성공하였다고 보고한 바 있고, 올손(Ohlsson)과 에릭손(Eriksson)(1988)은 브라시카 캠페스트리스 버라이어티 올레이페라(B. campestris var. oleifera) 의 배축 유래 원형질체에 아그로박테리움을 감염시켜 카나마이신 저항성 캘러스를 얻었다고 보고하였으나 형질전환된 식물체를 얻지는 못하였다. 배추(B. campestris) 에서 형질전환식물체를 얻은 예는 무코파디야이(Mukhopadhyay) 등(1992)은 브라시카 캠페스트리스 버라이어티 사손(B. campestris var. sarson) 의 배축에 네오마이신 포스포트랜스퍼라아제 II 유전 자(neomycin phosphotransferaseⅡ gene, NPTⅡ gene)와 베타 글루쿠로니다아제-인트론 유전자(β-glucuronidase-intron gene)를 가지고 있는 아그로박테리움을 감염시킨 결과 위의 유전자가 들어간 배추형질전환체를 얻는데 성공하였으며, 준(June) 등이 브라시카 캠페스트리스 서브스페시스 페키넨시스(B. campestris ssp. pekinensis) 의 자엽을 아그로박테리움에 감염시켜 담배 모자이크 바이러스(tobacco mosaic virus)의 외각 단백질 유전자(coat protein gene)와 NPTⅡ 유전자가 함유된 7개의 형질전환식물체를 획득한 것이 성공적인 형질전환의 예이다. 이와 같이 배추에 외래 유전자를 형질전환시켜 새로운 형질을 가진 재분화 식물체를 획득한 예는 다른 브라시카속 식물에 비해 그 연구성과가 매우 미흡한 실정이다.Among Brassica plants, transformation using Agrobacterium vector is the most studied in rape ( B. napus ). Plant tissues used for transformation are stem, section, epidermis, hypocotyl, pollen origin. Various tissues such as pear and cotyledon are used. In addition, cabbage (B. oleracea), mustard (B. juncea), Brassica Carry appear (B. carinata), Brassica you Gras (B. nigra), but also a report that was obtained transgenic bars, etc., cabbage (B . transformation of campestris) is the research situation and the relatively very low compared to other Brassica spp. Brassica cam Fest Variety lease Farah (B. campestris var. Para) Agrobacterium to the root of the Leeum's Wellness Resorts (Agrobacterium Tanaka et al. (1985) and Paszkowski et al. (1986) reported that B. campestris var. rapa was the first observer of hairy roots to infect rhizogenes . It has been reported that the cauliflower mosaic virus gene was directly transformed into the leaf protoplasts to obtain a plant in which the gene was inserted, and Olsson and Eriksson (1988) reported Brassica. Fast cam-less variety Olay Blow by infecting Agrobacterium derived from the hypocotyl protoplasts of (B. campestris var. oleifera) did not get the conversion plant traits, but reported that to obtain a kanamycin-resistant callus. Examples of obtaining transgenic plants from Chinese cabbage ( B. campestris ) include Mukhopadhyay et al. (1992), Neomycin phosphotransferase II in the axis of B. campestris var. Sarson Agrobacterium infected with the gene (neomycin phosphotransferase II gene, NPTII gene) and beta glucuronidase-intron gene succeeded in obtaining cabbage transformants containing the above genes was, gave (June), such as a Brassica cam paste-less sub-Made cis peki norbornene outer sheath protein genes by infecting the cotyledon (B. campestris ssp. pekinensis) into Agrobacterium tobacco mosaic viruses (tobacco mosaic virus) (coat Obtaining seven transgenic plants containing protein genes and NPTII genes is an example of successful transformation. As such, the case of obtaining a regeneration plant having a new trait by transforming a foreign gene into cabbage is very poor in research results compared to other Brassica plants.

배추의 조직배양은 배추의 자엽, 배축, 약, 엽절편 등을 이용한 조직배양을 통해 재분화 식물체를 획득하였다는 보고 등이 있으나 다른 브라시카속 식물에 비해 효율이 매우 낮은 것으로 알려져 왔으며 이에 대한 연구가 미미한 실정이다. 최근에는 배지 조성, 식물생장조절제의 조성, 배지 내 AgNO3 첨가 등과 같이 배양효율을 개선하기 위한 연구들이 이루어지고 있다. Tissue cultures of Chinese cabbage have been reported to have been obtained from replanted plants through tissue culture using cotyledons, embryos, medicines, and leaf slices of Chinese cabbage, but they have been known to be less efficient than other Brassica plants. It is insignificant. Recently, studies have been made to improve the culture efficiency, such as the composition of the medium, the composition of the plant growth regulator, the addition of AgNO 3 in the medium.

기존의 배추 형질전환은 자엽과 배축조직을 이용하는 방법이 주로 이용되어 왔으나, 그 효율이 낮아 본 발명자들은 이를 개선하기 위하여 조직 채취가 용이하고 치상 방법이 간단한 화경조직을 이용하여 배추의 형질전환을 하였다. Conventional cabbage transformation has been mainly used cotyledon and embryonic tissue method, but the low efficiency, the present inventors transformed cabbage using a simple tissue method and a simple tissue method to improve this .

따라서, 본 발명의 목적은 배추의 화경조직을 이용하여 형질전환율이 높은 보다 개선된 배추의 형질전환체 제조방법을 제공하고자 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing transformants of Chinese cabbage, which has a high transformation rate using the hardened tissue of Chinese cabbage.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 따라 제조되는 무름병 저항성이 증진된 배추 형질전환체를 제공하고자 한다. It is another object of the present invention to provide a cabbage transformant having an increased resistance to elder disease prepared according to the above method.

본 발명의 상기 목적은 무름병 저항성에 관련된 유전자를 형질전환용 벡터에 도입하여 아그로박테리움속 균주에 도입하고, 배추 무름병 저항성을 증진시키기 위해 배추의 화경조직에 상기 균주를 감염시키고, 상기 화경조직을 조직배양하여 재분화시켜 형질전환율을 조사하고, 상기 재분화된 형질전환체의 잎 조직에서 게놈 DNA를 추출하여 PCR, DNA 젤 블랏 및 RT-PCR을 통해 배추의 형질전환 여부를 확인하고, 형질전환된 배추에서 무름병 저항성을 조사함으로써 달성하였다.The object of the present invention is to introduce a gene related to the disease resistance to the transforming vector Agrobacterium strain, to infect the strain in the hardened tissue of the Chinese cabbage in order to enhance the resistance of Chinese cabbage, and the hard tissue Tissue culture to re-differentiate to investigate the transformation rate, genomic DNA extracted from the leaf tissue of the re-differentiated transformant to confirm the transformation of Chinese cabbage through PCR, DNA gel blot and RT-PCR, transformed cabbage Achievement was achieved by examining the resistance of the disease to

본 발명은 형질전환을 위한 벡터 구축 및 아그로박테리움속 균주로의 도입단계; 배추의 화경조직에 상기 균주를 감염시키는 단계; 상기 화경조직의 조직배양단계; 상기 재분화된 형질전환체의 잎 조직에서 게놈 DNA를 추출하여 PCR, DNA 젤 블랏 및 RT-PCR을 통해 배추의 형질전환 여부를 확인하는 단계; 및 형질전환된 배추의 무름병 저항성 조사단계로 구성된다.The present invention comprises the steps of constructing a vector for transformation and introducing into the genus Agrobacterium strains; Infecting the strain to the hardened tissue of Chinese cabbage; Tissue culture step of the landscape tissue; Extracting genomic DNA from the leaf tissue of the re-differentiated transformant to confirm whether the Chinese cabbage is transformed through PCR, DNA gel blot and RT-PCR; And a step of investigating the resistance of the cabbage to the transformed cabbage.

*본 발명은 외래 유전자가 도입된 식물형질전환용 벡터를 포함하는 미생물을 배추의 화경조직에 감염시켜 조직배양하는 단계를 포함하는 배추의 형질전환체 제조방법을 제공하는 특징이 있다. * The present invention has a feature of providing a transformant production method of Chinese cabbage, comprising the step of infecting the microorganisms including a plant transformation vector introduced with a foreign gene into the hardened tissue of the Chinese cabbage.

본 발명의 배추의 형질전환체 제조방법에서 사용한 상기 외래유전자는 무름 병 저항성 증진을 위한 BcPGIP2(Polygalacturonase-inhibiting protein 2) 유전자이나 필요와 목적에 따라 다른 유전자를 도입할 수 있다. The foreign gene used in the transformant production method of the Chinese cabbage of the present invention can be introduced into the BcPGIP2 (Polygalacturonase-inhibiting protein 2) gene or other genes according to the needs and purposes for enhancing the disease resistance.

외래유전자를 도입하기 위해 본 발명의 실시예에서 사용한 미생물은 아그로박테리움속(Agrobacterium) 균주이며, 효율에 따라 다른 균주를 사용할 수 있다.Microorganism used in the embodiment of the present invention for introducing a foreign gene and the Agrobacterium genus Solarium (Agrobacterium) strain, can be used for other strains depending on the efficiency.

본 발명은 외래 유전자로서 무름병 저항성에 관련된 유전자를 도입하여 상기 배추 형질전환체 제조방법에 따라 제조된 무름병 저항성이 증진된 배추 형질전환체를 제공하는 특징이 있다.The present invention has a feature of providing a cabbage transformant having enhanced resistance to choking disease prepared according to the cabbage transformant production method by introducing a gene related to chamomile resistance as a foreign gene.

이하, 본 발명의 구체적인 구성 및 작용은 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이들에만 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the specific configuration and operation of the present invention will be described in more detail by examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예]EXAMPLE

실시예Example 1:  One: 화경조직을Organization 이용한 배추 형질전환체 제조 Chinese Cabbage Transformant Preparation

배추의 화경조직을 이용한 배추의 형질전환체를 제조하기 위해, 우선 형질전환을 위한 벡터를 구축하고, 이를 아그로박테리움속 균주에 도입한 다음, 배추의 화경조직에 감염시켜 조직배양하여 형질전환율을 조사하였다.In order to prepare a transformant of the cabbage using the hardened tissue of the cabbage, a vector for transformation is first constructed, introduced into the Agrobacterium strain, and then infected with the hardened tissue of the cabbage to culture the tissues to improve the transformation rate. Investigate.

*형질전환을 위한 벡터 구축 * Vector construction for transformation

배추의 J3-11M-54 계통의 PGIP2 유전자를 식물형질전환용 벡터인 pCAMBIA2300에 BamHⅠ, KpnⅠ사이트를 이용하여 도입시킨 후, 이를 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) LBA4404에 도입하여 배추의 형질전환에 이용하였다.After introduction of the 54-J3-11M system PGIP2 gene of Chinese cabbage using a Bam HⅠ, Kpn Ⅰ site to the pCAMBIA2300 vector for transforming plants, this Agrobacterium tyumeo Pacific Enschede (Agrobacterium tumefaciens ) was introduced into LBA4404 and used for transformation of Chinese cabbage.

J3-11M-54 계통의 BcPGIP2를 식물형질전환용 벡터인 pCAMBIA2300에 BamHⅠ, KpnⅠ site를 이용하여 도입시킨 후, 이를 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) LBA4404에 도입하여 담배와 배추의 형질전환에 이용하였다(도 1).After the J3-11M-54 strains of BcPGIP2 was introduced using the Bam HⅠ, Kpn Ⅰ site of pCAMBIA2300 vector for transforming plants, this Agrobacterium tyumeo Pacific Enschede (Agrobacterium tumefaciens ) was introduced into LBA4404 and used to transform tobacco and cabbage (FIG. 1).

도 1은 이원벡터 pCAMBIA2300-BcPGIP2의 T-DNA 부위를 도시하고 있다. 이때, NPTII는 네오마이신 포스포트랜스퍼라아제 II(Neomycin phosphotransferase II), 35S Pro는 CaMV 35S 프로모터, NOS는 노팔린 신타아제 유전자 터미네이터(Nopaline synthase gene terminator)를 나타낸다.1 shows the T-DNA site of the binary vector pCAMBIA2300- BcPGIP2 . In this case, NPTII represents Neomycin phosphotransferase II, 35S Pro represents a CaMV 35S promoter, and NOS represents a nopaline synthase gene terminator.

배추의 형질전환 ( J3 -11M-44 계통 이외의 기존의 불리한 증거는 모두 삭제하 였사오니 확인하여 주시기 바랍니다.) Transformation of Cabbage (other than the existing evidence against J3 -11M-44 system is deleted, O and was an all please check).

중앙대학교 식물응용과학과 원예작물품질 실험실에서 육성하여 보유하고 있는 J3-11M-44 계통에서 BcPGIP2 유전자 발현을 통해 무름병 저항성을 증진시키기 위해 배추를 형질전환하였다. 형질전환을 위한 조직배양은 배추의 화경조직을 이용하였다. J3-11M-44 계통의 파종 후 4주된 유묘를 4℃에서 4~6주간 저온처리하여 온실에서 재배하며 추대시켰다. 추대한 화경의 유조직을 5mm의 원통형 절편으로 잘라내어 70% EtOH로 30초간 소독한 후, 멸균수 1회 세척, 1% 소듐 하이포클로라이드(sodium hypochloride) 용액에 10분간 침지 후 멸균수로 3회 세척하였다. 멸균된 화경조직 절편을 36시간 진탕배양한 아그로박테리움(Agrobacterium) 배양액에 10분 간 침지시킨 후, 멸균된 여과지(filter papers)에서 배양액을 제거하였다. 접종이 끝난 절편은 공동배양 배지인 BI배지(MS 배지 4.4g/L, NAA 1.0mg/L, BAP 4.0mg/L, AgNO3 4.0mg/L, 파이토-아가(Phyto-agar) 8g/L, pH 5.7)에 치상 한 후 28℃ 암 조건 하에서 72시간 동안 공동배양 하였다. 72시간 동안 공동배양 후 절편 조직을 세척(Washing)배지(MS 배지 4.4g/L, NAA 1.0mg/L, BAP 4.0mg/L, 세포탁심(Cefotaxime) 200mg/L, pH 5.7)로 5분간 3회 세척하고 멸균수로 3회 세척한 후, 여과지에서 멸균수를 제거하였다. 세척이 끝난 절편은 선택배지(MS 배지 4.4g/L, 슈크로우즈 30g/L, 파이토-아가 8g/L, AgNO3 4.0mg/L, NAA 1.0mg/L, BAP 4.0mg/L, KM 25mg/L, 세포탁심 200mg/L, pH 5.7)에서 신초가 형성될 때까지 23℃의 온도 조건, 16시간 광조건, 8시간의 암조건에서 배양하였다. 15일 간격으로 계대배양을 실시하였으며, J3-11M-44에서 형성된 캘러스 조직을 잘라 4~6회 계대배양을 실시한 후, 카나마이신 농도를 낮춘 선택배지(MS 배지 4.4g/L, 슈크로우즈 30g/L, 파이토-아가 8g/L, AgNO3 4.0mg/L, NAA 1.0mg/L, BAP 4.0mg/L, KM 10mg/L, 세포탁심 200mg/L, pH 5.7)에서 4~6회 계대배양을 실시하였다. 신초가 형성되었을 때, 발근(rooting) 배지(MS 배지 4.4g/L, 슈크로우즈 30g/L, 파이토-아가 8g/L, AgNO3 4.0mg/L, 세포탁심 200mg/L, pH 5.7)로 이식하여 발근을 유도하였으며, 완전한 유식물체로 분화시켰다. 2~3주 후 발근된 유식물체를 무균상에서 멸균된 상토가 담긴 직경 7cm의 비닐화분에 이식한 후, 습도유지를 위해 비닐랩으로 덮개를 씌워 23℃의 온도 조건, 16시간 광조건, 8시간의 암조건에서 5~7일간 두었다. 지상부의 생육 이 정상적으로 진행되는 것을 확인하여 뿌리 활착을 점검한 후 직경 25cm 화분에 정식하여 온실에서 재배하며 실험에 이용하였다.In the J3-11M-44 strains, which were cultivated at the Chung-Ang University Plant Applied Science and Horticultural Crop Quality Laboratories, Chinese cabbage was transformed to enhance the resistance of B.C. Tissue culture for transformation was used for the hardened tissue of the Chinese cabbage. After seeding of J3-11M-44 strains, 4 weeks seedlings were cold-treated at 4 ° C for 4-6 weeks and grown in greenhouses. The oily tissue of the large flower garden was cut into 5 mm cylindrical sections, sterilized with 70% EtOH for 30 seconds, washed once with sterile water, immersed in 1% sodium hypochloride solution for 10 minutes, and then washed three times with sterile water. . The sterilized hard tissue sections were immersed in Agrobacterium culture cultured for 36 hours for 10 minutes, and then the culture solution was removed from sterilized filter papers. The inoculated sections were BI culture medium (4.4g / L MS medium, 1.0mg / L NAA, 4.0mg / L BAP, 4.0mg / L AgNO 3 , 8g / L Phyto-agar), pH 5.7) and then co-cultured for 72 hours under dark conditions of 28 ℃. After co-culture for 72 hours, section tissue was washed for 5 minutes with washing medium (4.4 g / L MS medium, 1.0 mg / L NAA, 4.0 mg / L BAP, 200 mg / L Cefotaxime, pH 5.7) After washing three times and three times with sterile water, sterile water was removed from the filter paper. The washed sections were selected as medium (4.4g / L MS medium, 30g / L Sucrose, 8g / L Phyto-Agar, AgNO 3). 4.0mg / L, NAA 1.0mg / L, BAP 4.0mg / L, KM 25mg / L, Cytoxim 200mg / L, pH 5.7) until buds are formed, temperature condition of 23 ° C, 16 hours light condition, 8 hours It was cultured in the dark condition. Subcultures were carried out at 15-day intervals, and after cutting the callus tissue formed in J3-11M-44 and performing 4 to 6 passages, the selective medium having lowered the concentration of kanamycin (4.4 g / L MS medium, 30 g / L Sucrose) , Phyto-agar 8g / L, AgNO 3 4.0mg / L, NAA 1.0mg / L, BAP 4.0mg / L, KM 10mg / L, Celltaxim 200mg / L, pH 5.7) It was. When shoots were formed, rooting medium (MS medium 4.4 g / L, sucrose 30 g / L, phyto-agar 8 g / L, AgNO 3 Rooting was induced by transplantation at 4.0 mg / L, Cytoxim 200 mg / L, pH 5.7) and differentiated to complete seedlings. After 2 ~ 3 weeks, the rooted plant is transplanted into a 7cm diameter vinyl pot containing aseptically sterilized soil, and then covered with a plastic wrap to maintain humidity. Placed in dark conditions for 5-7 days. After confirming that the growth of the above-ground part proceeds normally, the root spoilage is checked and planted in a pot of 25cm in diameter and cultivated in a greenhouse and used for experiments.

배추 J3-11M-44 계통의 화경조직 절편을 3회에 걸쳐 782개 조직을 형질전환 아그로박테리움을 이용하여 접종시킨 결과, J3-11M-44 계통에서 형성된 캘러스를 15일 간격으로 4~6회 선택배지에서 계대배양하는 동안 연녹색의 상태를 유지하며 부피생장을 지속적으로 하였으나, 신초가 유도되지는 않았다. 이후 선택배지의 카나마이신 농도를 10mg/L로 낮추어 15일 간격으로 4~5회 계대배양을 실시하는 동안 캘러스로부터 신초가 유도되었다. 신초를 발근배지로 이식하여 발근을 유도하였으며, 완전한 유식물체로 분화시켰다. 2~3주 후 발근된 유식물체를 각각 명명하여 T0-1, T0-2, T0-3, T0-4, T0-6, T0-8, T0-9, T0-10, T0-11, T0-12, T0-15, T0-16, T0-17, T0-19, T0-20, T0-21, T0-31, T0-34, T0-36, T0-37, T0-38, T0-39를 순화시켜 온실에서 재배하며 실험에 이용하였다. 그 결과를 표 1과 도 2에 나타내었다. 특히, 도 2는 배추의 배양된 화경조직 절편에서 형성된 부정 신초(adventitious shoot)와 형질전환된 식물의 재분화를 도시하고 있다. 이때, A는 배양 5 내지 6주 후 절편에서 형성된 신초를, B는 발근 동안 배지에 옮긴 신초를, C는 형질전환 유식물체를, D는 화아(flower bud)가 형성된 형질전환 식물체를 나타낸다. After inoculation of 782 tissues with three times of flower tissue sections of Chinese cabbage J3-11M-44 strain using transformed Agrobacterium, callus formed from J3-11M-44 strains was 4-6 times at 15-day intervals. Volumetric growth was continued while light green during subculture in selective medium, but shoots were not induced. The shoots were then induced from callus during the passage of the kanamycin concentration of the selected medium to 10 mg / L at 4 to 5 passages at 15-day intervals. Roots were transplanted into rooting media to induce rooting and to differentiate into complete seedlings. After 2 ~ 3 weeks, the seedlings rooted were named T 0 -1, T 0 -2, T 0 -3, T 0 -4, T 0 -6, T 0 -8, T 0 -9, T 0 -10, T 0 -11, T 0 -12, T 0 -15, T 0 -16, T 0 -17, T 0 -19, T 0 -20, T 0 -21, T 0 -31, T 0 -34, T 0 -36, T 0 -37, T 0 -38, T 0 -39 were purified and grown in a greenhouse and used for the experiment. The results are shown in Table 1 and FIG. In particular, FIG. 2 illustrates regeneration of adventitious shoots and transformed plants formed from cultured hard tissue sections of Chinese cabbage. At this time, A represents shoots formed in sections after 5 to 6 weeks of culture, B represents shoots transferred to medium during rooting, C represents transformed plants, and D represents transformed plants in which flower buds are formed.

표 1과 도 2에 나타난 바와 같이, 신초는 총 52개체가 유도되었고, 이중 39개체가 발근되었으며 22개체가 순화되었다. 즉, 형질전환율이 2.8%로, 기존의 자엽과 배축을 이용하는 방법의 0.4~0.8%에 비해 그 효율을 2배 이상 향상시킬 수 있었 다.As shown in Table 1 and FIG. 2, 52 shoots were induced, of which 39 were found and 22 were purified. In other words, the transformation rate was 2.8%, and the efficiency was more than doubled compared to 0.4-0.8% of the conventional cotyledons and embryos.

배추 계통에서 캘러스 유도 및 재분화율Callus Induction and Regeneration Rate in Chinese Cabbage Lines 계통system 감염 절편의 수(A)Number of Infection Sections (A) 캘러스형성절편의 수(B)Number of callus forming segments (B) 신초형성절편의 수(C)Number of neoplasia sections (C) 형질전환유식물체의 수(D)Number of transgenic plants (D) 빈도(%)frequency(%) B/AB / A C/AC / A D/AD / A J3-11M-44J3-11M-44 782782 375375 5252 2222 48.048.0 6.66.6 2.82.8

실시예Example 2: 배추의 형질전환체의 외래 유전자 도입 여부 확인 2: Confirm whether foreign genes are introduced into the transformants of Chinese cabbage

상기 실시예 1에서 제조된 배추 형질전환체의 nptⅡ 및 BcPGIP2 도입 여부를 확인하기 위하여 PCR 및 DNA 젤 블랏을 수행하였다.PCR and DNA gel blots were performed to confirm the introduction of npt II and BcPGIP2 into the cabbage transformants prepared in Example 1.

실험예Experimental Example 1:  One: PCRPCR 분석을 통한  Through analysis nptIInptII 유전자의 도입 여부 확인 Check whether a gene is introduced

J3-11M-44 계통의 화경조직 절편에 아그로박테리움을 접종하여 재분화된 개체를 발근시킨 후 비닐 화분으로 이식할 때 잘라낸 개체별 잎 조직 0.1g을 액체질소와 막자사발을 이용하여 마쇄한 후, DNeasy 플랜트 미니 키트(DNeasy Plant mini kit, 큐아젠사 제품)을 이용하여 게놈 DNA를 추출하였다. 추출한 게놈 DNA는 분광광도계(spectrophotometer)로 정량한 후 보관하며 PCR분석에 사용하였다.Agrobacterium was inoculated into the slices of J3-11M-44 line, and the differentiated individuals were rooted, and then 0.1g of the leaf tissues cut off when transplanted into a vinyl pollen were ground using liquid nitrogen and a mortar and pestle. Genomic DNA was extracted using a DNeasy Plant mini kit (Qiagen). The extracted genomic DNA was quantified by spectrophotometer and stored and used for PCR analysis.

형질전환된 배추에 BcPGIP2와 함께 도입된 카나마이신 저항성 유전자인 nptⅡ 유전자의 도입 여부를 검증하기 위하여 PCR을 수행하였다. 상기에서 추출한 게놈 DNA 100ng을 주형으로 하고 AccuPower PCR premix(바이오니아사 제품)를 이용하여 PCR을 수행하였다. nptⅡ (forward)5'-ATGGGGATTGAACAAGATGGATTGC-3'와 (reverse)5'-TCAGAAGAACTCGTCAAGAAGGCGATAG-3' 프라이머로 94℃에서 5분간 주형 DNA를 전변성 시킨 후, 94℃에서 1분, 60℃ 1분, 72℃ 1분 조건으로 30 사이클을 반복수행 하였으며, 최종적으로 72℃에서 10분 동안 반응시켰다. 반응이 완료된 용액을 1.2% 아가로우즈 젤에 전기영동을 실시하여 798bp 크기의 DNA 단편을 확인하고 그 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3에서 M은 1kb 플러스 DNA 래더, 레인 1은 대조 식물체에서 얻은 증폭 산물을, 레인 2 내지 15는 형질전환체에서 얻은 증폭 산물을 나타낸다. 특히, 레인 2;T0-1, 레인 3;T0-2, 레인 4;T0-3, 레인 5;T0-4, 레인 6;T0-6, 레인 7;T0-8, 레인 8;T0-9, 레인 9;T0-10, 레인 10;T0-11, 레인 11;T0-12, 레인 12;T0-15, 레인 13;T0-16, 레인 14;T0-17, 레인 15;T0-19를 나타내고, P는 양성대조군(벡터 pCAMBIA 2300-BcPGIP2)를 나타낸다.PCR was performed to verify the introduction of npt II gene, a kanamycin resistance gene introduced with BcPGIP2 into the transformed cabbage. 100 ng of the genomic DNA extracted above was used as a template, and PCR was performed using AccuPower PCR premix (manufactured by Bioneer). npt Ⅱ (forward) 5'-ATGGGGATTGAACAAGATGGATTGC-3 'and (reverse) 5'-TCAGAAGAACTCGTCAAGAAGGCGATAG-3' primers were denatured for 5 minutes at 94 ° C, followed by 1 minute at 94 ° C, 1 minute at 60 ° C, 72 30 cycles were repeated at 1 ° C. and finally reacted at 72 ° C. for 10 minutes. The completed solution was subjected to electrophoresis on 1.2% agarose gel to confirm the DNA fragment of 798bp size and the results are shown in FIG. 3. In FIG. 3, M represents 1 kb plus DNA ladder, lane 1 represents amplification products obtained from control plants, and lanes 2 to 15 represent amplification products obtained from transformants. In particular, lane 2; T 0 -1, lane 3; T 0 -2, lane 4; T 0 -3, lane 5; T 0 -4, lane 6; T 0 -6, lane 7; T 0 -8, lane 8; T 0 -9, lane 9; T 0 -10, lane 10; T 0 -11, lane 11; T 0 -12, lane 12; T0-15, lane 13; T 0 -16, lane 14; T 0 -17, lane 15; T 0 -19, and P represents the positive control group (vector pCAMBIA 2300- BcPGIP2 ).

PCR 결과, nptⅡ의 도입을 확인할 수 있었다(도 3). As a result of PCR, introduction of npt II was confirmed (FIG. 3).

실험예Experimental Example 2:  2: DNADNA  Gel 블랏을Blot 이용한  Used nptIInptII 의 도입 확인Check the introduction of

J3-11M-44 계통으로부터 재분화된 형질전환 개체들의 DNA 젤 블랏 분석을 위해 온실에서 재배되고 있는 개체들의 잎을 채취한 후, 각각 200mg의 시료를 액체질소와 막자 사발을 이용하여 마쇄한 후, 65℃로 예열한 추출용 완충액(1.25% SDS, 0.1M Tris-HCl, 0.5M NaCl, 0.05M EDTA, 0.38% 소듐바이설파이트(sodiumbisufite), pH 8.0)을 700㎕ 가하여 65℃에서 20분간 혼합하여 반응시켰다. 반응 후 700㎕의 페놀:클로로포름(1:1=v:v) 용액을 첨가하여 10분간 천천히 섞어준 후, 15℃, 13,000rpm에서 10분간 원심분리하였다. 상층액을 분리하여 2㎕의 RNase(10mg/mL)를 가하여 상온에서 10분간 반응시켰다. 반응액과 동량의 -20℃ EtOH를 첨가해 천천히 혼합한 후 -20℃에서 침전시켰다. 침전된 DNA를 파스퇴르 파이펫을 이용하여 새로운 1.5mL 튜브로 옮긴 후 70% EtOH로 2회 세척하였다. 세척 후 건조하여 TE(10mM Tris-Cl pH 8.0, 1mM EDTA) 완충액에 현탁하여 대조군 DNA와 전기영동하여 정량한 후 보관하며 DNA 젤 블랏에 이용하였다.After extracting the leaves of the individuals grown in the greenhouse for DNA gel blot analysis of the re-divided transgenic individuals from the J3-11M-44 strain, each 200 mg of the sample was ground using a liquid nitrogen and mortar and pestle. 700 μl of extraction buffer (1.25% SDS, 0.1M Tris-HCl, 0.5M NaCl, 0.05M EDTA, 0.38% sodium bisufite, pH 8.0) preheated to ℃ was mixed for 20 minutes at 65 ℃. Reacted. After the reaction, 700 μl of phenol: chloroform (1: 1 = v: v) solution was added thereto, mixed slowly for 10 minutes, and then centrifuged at 15 ° C. and 13,000 rpm for 10 minutes. The supernatant was separated and 2 μl of RNase (10 mg / mL) was added, followed by reaction at room temperature for 10 minutes. The reaction solution and the same amount of -20 ℃ EtOH was added and slowly mixed, and then precipitated at -20 ℃. The precipitated DNA was transferred to a new 1.5 mL tube using Pasteur pipette and washed twice with 70% EtOH. After washing, dried and suspended in TE (10mM Tris-Cl pH 8.0, 1mM EDTA) buffer, electrophoresis with control DNA was quantitated and stored and used for DNA gel blot.

게놈 DNA 10㎍을 BamHⅠ과 Xho 로 절단한 후, 1.0% 아가로우즈 젤에서 30V 전압으로 16시간 전기영동하였다. 전개된 DNA를 확인한 후 0.25N HCl 용액으로 10분간 탈퓨린화(depurination)하고 알칼라인 트랜스퍼(alkaline transfer) 방법으로 나일론 멤브레인(nylon membrane)에 하룻밤 전이시켰다. DNA 전이 여부는 블랏팅시킨 젤을 EtBr로 염색하여 확인하였다. nptⅡ 프로브는 벡터 플라스미드 DNA를 주형으로하고, 상기 실험예 1의 방법에 따라 PCR을 수행하여 생성된 DNA 단편을 BcaBest 라벨링 키트(BcaBest labelling kit, 다카라사 제품)을 이용하여 준비하였고, 65℃에서 24시간 동안 혼성화 시켰다. 0.1×SSC, 1%SDS 용액으로 65℃에서 30분간 최종 세척 후 X-선 필름에 감광시키고, 그 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4에서 M은 람다 DNA/HindⅢ, C는 야생형 대조군 J3-11M-44을, 레인 1 내지 19는 형질전환체 식물을 나타낸다. 특히, 레인 1;T0-1, 레인 2;T0-2, 레인 3;T0-3, 레인 4;T0-6, 레인 5;T0-8, 레인 6;T0-9, 레인 7;T0-10, 레인 8;T0-11, 레인 9;T0-12, 레인 10;T0-15, 레인 11;T0-16, 레인 12;T0-17,레인 13;T0-19,레인 14;T0-20, 레인 15;T0-21, 레인 16;T0-34, 레인 17;T0-36, 레인 18;T0-38, 레인 19;T0-39를 나타낸다. 또한, B는 BamHⅠ로 절단한 샘플을, X는 XbaⅠ로 절단한 샘플을 나타낸다. 10 μg of genomic DNA was digested with Bam HI and Xho I , followed by electrophoresis for 16 hours at 30V voltage on 1.0% agarose gel. After confirming the developed DNA, depurination for 10 minutes with 0.25N HCl solution (depurination) and transferred to the nylon membrane (nylon membrane) overnight by alkaline transfer (alkaline transfer) method. DNA transfer was confirmed by staining the blotting gel with EtBr. npt Ⅱ probe the vector plasmid DNA as a template, was prepared a DNA fragment generated by doing a PCR according to the method of Experimental Example 1 by using Bca Best Labeling Kit (Bca Best labelling kit, manufactured by Takara Co.), 65 Hybridization was carried out for 24 hours at ℃. After the final wash at 65 ° C. with 0.1 × SSC, 1% SDS solution for 30 minutes, the X-ray film was sensitized, and the results are shown in FIG. 4. In Figure 4, M is lambda DNA / Hind III, C is a wild type control J3-11M-44, lanes 1 to 19 represent the transformant plants. In particular, lane 1; T 0 -1, lane 2; T 0 -2, lane 3; T 0 -3, lane 4; T 0 -6, lane 5; T 0 -8, lane 6; T 0 -9, lane 7; T 0 -10, lane 8; T 0 -11, lane 9; T 0 -12, lane 10; T 0 -15, lane 11; T 0 -16, lane 12; T 0 -17, lane 13 ; T 0 -19, lane 14; T 0 -20, lane 15; T 0 -21, lane 16; T 0 -34, lane 17; T 0 -36, lane 18; T 0 -38, lane 19; T 0 -39 is represented. In addition, B is a sample digested with BamH Ⅰ, X represents a sample cut with Xba Ⅰ.

도 4에 나타난 바와 같이, nptⅡ 유전자 도입이 확인되었고, T0-1, T0-2, T0-3, T0-20이 같은 밴드 패턴을 보였고, T0-6, T0-8, T0-9, T0-10, T0-11, T0-12, T0-15, T0-16, T0-17, T0-21, T0-34, T0-36, T0-38, T0-39가 같은 밴드 패턴을 보였다. 이러한 결과는 유전자 삽입시 두 형태의 유전자 재조합이 일어났으며, 이후 형성된 신초들은 이 두 종류의 캘러스로부터 증식된 것으로 사료된다.As shown in Figure 4, npt II gene introduction was confirmed, T 0 -1, T 0 -2, T 0 -3, T 0 -20 showed the same band pattern, T 0 -6, T 0 -8 , T 0 -9, T 0 -10, T 0 -11, T 0 -12, T 0 -15, T 0 -16, T 0 -17, T 0 -21, T 0 -34, T 0 -36 , T 0 -38 and T 0 -39 showed the same band pattern. These results suggest that two types of gene recombination occurred at the time of gene insertion, and the shoots formed afterwards were proliferated from these two types of callus.

실험예Experimental Example 3:  3: RTRT -- PCRPCR 을 통한 through nptnpt  And BcPGIP2BcPGIP2 의 발현 확인Expression

배추 형질전환체 T0-6, T0-10, T0-12, T0-15, T0-16, T0-17, T0-20, T0-21에 도입된 npt BcPGIP2의 발현을 확인하기 위해 얻어진 개체들의 잎을 채취하여 RNeasy 플랜트 미니 키트(RNeasy Plant mini kit, 큐아젠사 제품)로 총 RNA를 분리한 후, 분광광도계로 정량하였다. 5㎍의 총 RNA에서 슈퍼스크립트 펄스트 스트랜드 합성 키트(Superscript 1st-Strand Synthesis Kit, 미국 인비트로젠사 제품)를 이용하여 합성한 제1차 cDNA 가닥(1st strand cDNA)을 주형으로 하여 RT-PCR을 수행하였다. nptⅡ의 발현 확인을 위한 RT-PCR은 실험예 1의 방법에 따라 수행하였으며 BcPGIP2의 발현 확인을 위해 사용한 RT-PCR의 프라이머는 다음과 같다:Cabbage transgenic T 0 -6, T 0 -10, T 0 -12, T 0 -15, T 0 -16, T 0 -17, T 0 -20, the npt BcPGIP2 and introduced into the T 0 -21 The leaves of the obtained subjects were collected to confirm the expression of and the total RNA was isolated with an RNeasy Plant mini kit (Quagen Co., Ltd.), and then quantified by spectrophotometer. RT-PCR using a primary cDNA strand (1st strand cDNA) synthesized using a Superscript 1st-Strand Synthesis Kit (Invitrogen, USA) as a template in 5 µg total RNA Was performed. RT-PCR to confirm the expression of npt II was performed according to the method of Experimental Example 1 and the primers of RT-PCR used to confirm the expression of BcPGIP2 are as follows:

(forward): 5'-AGTCGGATCCATGGGTAAGACAACGACACTGCTTTTG-3'(forward): 5'-AGTCGGATCCATGGGTAAGACAACGACACTGCTTTTG-3 '

(reverse): 5'-GGCTGCGGTACCCTTTTACTTGCAACTATCAAGAG-3'(reverse): 5'-GGCTGCGGTACCCTTTTACTTGCAACTATCAAGAG-3 '

상기 프라이머 쌍을 이용하여 94℃에서 5분간 주형 DNA를 전변성시킨 후, 94℃에서 1분, 58℃ 1분, 72℃ 1분 조건으로 30 사이클을 반복수행하였으며, 최종적으로 72℃에서 10분 동안 반응시켰다. 대조군으로서 배추의 액틴 유전자를 증폭하기위해 사용한 프라이머 BcActin는 다음과 같다:After denature the template DNA for 5 minutes at 94 ℃ using the primer pair, 30 cycles were repeated for 1 minute, 58 1 minute, 72 1 minute conditions at 94 ℃, finally 10 minutes at 72 ℃ Reacted for a while. The primer BcActin used to amplify cabbage actin gene as a control is as follows:

(forward): 5'-ATGACATGGAGAAGATCTGG-3'(forward): 5'-ATGACATGGAGAAGATCTGG-3 '

(reverse): 5'-TGAGCTTGTTTTGGAAGTCT-3'(reverse): 5'-TGAGCTTGTTTTGGAAGTCT-3 '

상기 프라이머 쌍을 이용하여 합성한 제1차 cDNA 가닥(1st strand cDNA)을 주형으로 하여 RT-PCR을 수행하였다. PCR은 94℃에서 5분간 주형 DNA를 전변성시킨 후, 94℃에서 1분, 56℃ 1분, 72℃ 1분 조건으로 30 사이클을 반복수행하였으며, 최종적으로 72℃에서 10분 동안 반응시켰다. 반응이 완료된 용액을 1.2% 아가로우즈 젤에 전기영동을 실시하여 DNA 단편을 확인하였다. RT-PCR was performed using a primary cDNA strand (1st strand cDNA) synthesized using the primer pair as a template. PCR denatured the template DNA at 94 ° C for 5 minutes, and then repeated 30 cycles at 94 ° C for 1 minute, 56 ° C for 1 minute, and 72 ° C for 1 minute, and finally reacted at 72 ° C for 10 minutes. DNA fragments were identified by electrophoresis on a 1.2% agarose gel.

도 5는 형질전환체 식물에서 RT-PCR을 이용하여 nptII 유전자 발현을 탐지한 결과를 나타낸 것이다. 이때 M은 1kb 플러스 DNA 래더를, 레인 1은 야생형 J3-11M-44를, 레인 2 내지 9는 형질전환체 식물을 나타낸다. 특히, 레인 2;T0-6, 레인 3;T0-10, 레인 4;T0-12, 레인 5;T0-15, 레인 6;T0-16, 레인 7;T0-17,레인 8;T0-20, 레인 9;T0-21를 나타낸다.Figure 5 nptII using RT-PCR in transformant plants The results of detecting gene expression are shown. M represents 1 kb plus DNA ladder, lane 1 represents wild type J3-11M-44, and lanes 2 to 9 represent transformant plants. In particular, lane 2; T 0 -6, lane 3; T 0 -10, lane 4; T 0 -12, lane 5; T 0 -15, lane 6; T 0 -16, lane 7; T 0 -17, lane 8; T 0 -20, lane 9; represents a T 0 -21.

또한, 도 6은 형질전환체 식물에서 BcPGIP2 유전자 발현을 탐지한 결과를 나타낸 것이다. 이때, M은 1kb 플러스 DNA 래더를 레인 1 내지 3은 야생형 식물, 레인 4 내지 11은 형질전환체 식물을 나타낸다. 특히, 레인 4;T0-6, 레인 5;T0-10, 레인 6;T0-12,레인 7;T0-15, 레인 8;T0-16, 레인 9;T0-17, 레인 10;T0-20, 레인 11;T0-21를 나타낸다.6 also shows BcPGIP2 in transformant plants. The results of detecting gene expression are shown. At this time, M represents 1kb plus DNA ladder, lanes 1 to 3 represent wild type plants, and lanes 4 to 11 represent transformant plants. In particular, lane 4; T 0 -6, lane 5; T 0 -10, lane 6; T 0 -12, lane 7; T 0 -15, lane 8; T 0 -16, lane 9; T 0 -17, lane 10; T 0 -20, lane 11; represents a T 0 -21.

도 5 및 6에 나타난 바와 같이, npt BcPGIP2이 정상적으로 발현되고 있음을 확인할 수 있었다. 5 and 6, it was confirmed that npt II and BcPGIP2 are normally expressed.

실시예Example 3: 배추 형질전환체의 무름병 저항성 확인 3: Confirming the Resistance to Soft Disease of Cabbage Transformants

상기 실시예 1에서 형질전환된 배추의 무름병에 대한 저항성을 측정하기 위하여 PCR 및 DNA 젤 블랏과 RT-PCR을 실시하여 BcPGIP2 유전자의 도입과 발현이 확인된 정식후 60일된 J3-11M-44 계통의 형질전환 배추와 야생형의 잎을 채취하여 무름병에 대한 이병성을 엽 기부 접종방법(point inoculation method, Park et al., 2004)으로 무름병원균을 1.2x105 cfu/㎕ 접종한 후, 6시간 간격으로 0, 6, 12, 18, 24, 30, 36시간에 병반의 진전 정도를 조사하고 그 결과를 도 7에 나타내었다. 도 7(A)의 결과는 4개의 반복구(replicates)들의 평균±표준편차로 나타내었다. 도 7(B)는 접종 후 12시간째에 배추 잎의 모습을 나타낸 사진도이다.In order to measure the resistance of the Chinese cabbage transformed in Example 1 to PCR, PCR and DNA gel blots and RT-PCR were carried out to confirm the introduction and expression of the BcPGIP2 gene of the 60 days old J3-11M-44 strain. Transgenic cabbage and wild-type leaves were harvested, and the pathogenicity against the disease was inoculated with 1.2x10 5 cfu / μl of the fungal pathogen by the point inoculation method (Park et al., 2004). , 6, 12, 18, 24, 30, 36 hours to check the progress of the lesion was shown in Figure 7 the results. The results in FIG. 7 (A) are shown as mean ± standard deviation of four replicates. Figure 7 (B) is a photograph showing the appearance of the cabbage leaf 12 hours after inoculation.

도 7에 나타난 바와 같이, 대조군인 야생형에 비하여 형질전환체인 T0-21은 접종 후 12시간부터 병반이 관찰되었으며 대조군에 비해 12시간에는 54.6%, 18시간에는 52.5%, 24시간에는 29.1%, 30시간에는 19.7%, 36시간에는 20.3% 병저항성이 증가하였다.As shown in Figure 7, the transformant T 0 -21 compared to the control wild type was observed from 12 hours after inoculation, compared with the control group at 12 hours 54.6%, 18 hours 52.5%, 24 hours 29.1%, Disease resistance increased by 19.7% at 30 hours and 20.3% at 36 hours.

상기 실시예 및 실험예를 통해 살펴본 바와 같이, 본 발명은 화경조직을 이용한 배추의 형질전환체 제조방법 및 이로부터 생산되는 무름병 저항성이 증진된 형질전환체에 관한 것으로, 화경조직을 이용하여 배추의 형질전환을 수행한 결과, 형질전환율이 2.8%로, 기존의 자엽과 배축을 이용하는 방법의 0.4~0.8%에 비해 그 효율을 2배 이상 향상시키는 효과가 있다. 본 발명의 화경조직을 이용한 형질전환 방법을 배추 이외의 식물의 형질전환에 적용한다면, 기존의 방법보다 고효율의 식물형질전환시스템을 구축할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 본 발명은 상기의 형질전환방법에 따라 배추를 형질전환시킴으로써 무름병 저항성이 증진된 배추 형질전환체를 제공하는 뛰어난 효과가 있다. 따라서, 본 발명은 작물산업상 매우 유용한 발명인 것이다.As described in the above Examples and Experimental Examples, the present invention relates to a method for producing a transformant of Chinese cabbage using hard tissues and a transformant having improved resistance to softening produced from the cabbage. As a result of the transformation, the transformation rate is 2.8%, which is an effect of improving the efficiency more than two times compared to 0.4 ~ 0.8% of the conventional method using cotyledons and hypocotyls. If the transformation method using the landscape tissue of the present invention is applied to the transformation of plants other than Chinese cabbage, it is expected to be able to construct a plant transformation system with higher efficiency than the conventional method. In addition, the present invention has an excellent effect of providing a Chinese cabbage transformant having improved resistance to chokeberry disease by transforming the Chinese cabbage according to the above transformation method. Therefore, the present invention is a very useful invention in the crop industry.

Claims (6)

아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)를 이용하여 배추의 형질전환체를 제조하는 방법에 있어서,Agrobacterium tyumeo Pacifico Enschede (Agrobacterium In the method for producing a transformant of Chinese cabbage using tumefaciens ), 상기 균주를 배추의 화경조직에 감염시켜 조직배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배추의 형질전환체 제조방법.Transfecting method of the Chinese cabbage comprising the step of infecting the strain with the hardened tissue of the Chinese cabbage tissue culture. 제1항에 있어서, 상기 아그로박테리움 튜머파시엔스는 아그로박테리움 튜머파시엔스속(Agrobacterium tumefaciens) LBA4404 균주인 것을 특징으로 하는 상기 배추의 형질전환체 제조방법.The method of claim 1, wherein the Agrobacterium tumerfaciens Agrobacterium tumerfaciens ( Agrobacterium) tumefaciens ) The method for producing a transformant of the cabbage, characterized in that the strain LBA4404. 제1항에 있어서, 상기 배추는 J3-11M-44 계통인 것을 특징으로 하는 상기 배추의 형질전환체 제조방법.The method of claim 1, wherein the Chinese cabbage is J3-11M-44 strain. 제1항에 있어서, 상기 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)는 외래 유전자가 도입된 것을 특징으로 하는 상기 배추의 형질전환체 제조방법.The method of claim 1, wherein the Agrobacterium tumefaciens ( Agrobacterium tumefaciens ) is a transformant manufacturing method of the Chinese cabbage, characterized in that a foreign gene introduced. 제4항에 있어서, 상기 외래 유전자는 BcPGIP2(Polygalacturonase-inhibiting protein) 또는 npt 유전자인 것을 특징으로 하는 상기 배추의 형질전환체 제조방 법.The method of claim 4, wherein the foreign gene is BcPGIP2 (Polygalacturonase-inhibiting protein) or npt II gene. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 한의 방법으로 제조된 배추의 형질전환체.A transformant of Chinese cabbage prepared by the method of any one of claims 1 to 5.
KR1020070063268A 2007-06-26 2007-06-26 A method for producing Chinese cabbage transformant using tissues of flower stalk and a transformant with promoted soft rot resistance obtained from the method KR100819878B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070063268A KR100819878B1 (en) 2007-06-26 2007-06-26 A method for producing Chinese cabbage transformant using tissues of flower stalk and a transformant with promoted soft rot resistance obtained from the method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070063268A KR100819878B1 (en) 2007-06-26 2007-06-26 A method for producing Chinese cabbage transformant using tissues of flower stalk and a transformant with promoted soft rot resistance obtained from the method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050111827 Division 2005-11-22 2005-11-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070073715A true KR20070073715A (en) 2007-07-10
KR100819878B1 KR100819878B1 (en) 2008-04-08

Family

ID=38508230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070063268A KR100819878B1 (en) 2007-06-26 2007-06-26 A method for producing Chinese cabbage transformant using tissues of flower stalk and a transformant with promoted soft rot resistance obtained from the method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100819878B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011002126A1 (en) * 2009-06-30 2011-01-06 The Industry & Academic Cooperation In Chungnam National University Transgenic chinese cabbage with enhanced tolerance to soft rot disease and production method thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001078602A (en) 1999-09-10 2001-03-27 Central Res Inst Of Electric Power Ind Method for increasing amount of growth of plant
KR100491102B1 (en) 2003-01-15 2005-05-24 박은필 Tissue culture method of Iris sp.
KR100523758B1 (en) * 2004-02-10 2005-10-25 박영두 Efficient method of Agrobacterium-mediated transformation in Chinese cabbage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011002126A1 (en) * 2009-06-30 2011-01-06 The Industry & Academic Cooperation In Chungnam National University Transgenic chinese cabbage with enhanced tolerance to soft rot disease and production method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR100819878B1 (en) 2008-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5051415B2 (en) Method and kit for shortening plant breeding time
CN103975067B (en) The young and the conversion of mature orange plant
AU2016335853A1 (en) Potato cultivar Y9
CN104152475A (en) Tobacco epsilon-lycopene cyclase gene and its application
CN111424022B (en) Verticillium dahliae VdEG target gene fragment for pathogen-resistant bacteria, interference vector and application thereof
CN104086637B (en) Tobacco strigolactones transport protein NtPDR6 and interference expression vector and application thereof
JPWO2008120820A1 (en) Method for producing surface chimera transformed plant
CN116355951B (en) Construction method of melon VIGS silencing system based on bud vacuum infection
JP5020253B2 (en) Method for producing Chinese cabbage transformant using flower stem tissue and transformant with improved soft rot resistance produced therefrom
KR100819878B1 (en) A method for producing Chinese cabbage transformant using tissues of flower stalk and a transformant with promoted soft rot resistance obtained from the method
KR100402513B1 (en) Efficient method for the development of transgenic plants by gene manipulation
CN102732553B (en) Improve the gene engineering method and material of plant products
Kuehnle et al. Transgenic anthurium
CN108866080A (en) Tomato stress response gene, its recombinant expression carrier and its application in cultivation salt tolerant tomato
JP5403206B2 (en) Method for modifying plant morphology
CN114828621A (en) Solanaceae plant with tomato spotted wilt virus resistance, solanaceae plant cell and solanaceae plant production method
Flaishman et al. Molecular breeding in fig (Ficus carica) by the use of genetic transformation
CN116768992B (en) Gene for regulating and controlling poplar leaf surface coat development and application thereof
RU2445768C1 (en) Method for obtaining genetically modified plants of kalanchoe, expressing gene of cecropin p1
Molla et al. Agrobacterium-mediated transformation in potato.
RU2351121C1 (en) Method of obtaining transgenic monocotyledon plants
KR100496028B1 (en) A Method for Producing Herbicide-Resistant Chili Pepper Plant
CN118703559A (en) FaTRAB1 gene for regulating growth and development and resistance of strawberry plants and application thereof
CN117051012A (en) PAP5 gene for cultivating color-leaf poplar and application thereof
KR101263838B1 (en) A preparation method of freezing―tolerant plant by a recombinant DNA technology

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130103

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131231

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee