KR20090043754A - Ibtip1 gene derived from a root of ipomoea batatas and a promoter thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고구마 뿌리 유래의 IbTIP1 유전자 및 그의 프로모터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 고구마 뿌리에 강하게 발현하며 여러 가지 스트레스에 의해 발현이 유도되는 고구마(Ipomoea batatas L. Lam) 뿌리 유래의 IbTIP1 유전자 및 그의 프로모터에 관한 것이다. 본 발명의 IbTIP1 유전자 및 그의 프로모터는 조건이 불리한 지역에 적합한 환경스트레스 내성 식물체, 전분, 기능성 단백질 등의 유용소재를 생산하는 형질전환 고구마 또는 바이오에탄올 생산용 친환경 대체에너지 작물을 개발하는데 유용하게 이용될 수 있다. The present invention relates to a IbTIP1 gene and its promoter from potato roots and stems, more specifically from potato is strongly expressed, and the expression is induced by various stresses in the sweet potato root (Ipomoea batatas L. Lam) root and IbTIP1 gene and its promoter. The IbTIP1 gene and its promoter of the present invention can be usefully used to develop environmentally friendly alternative energy crops for the production of transformed sweet potatoes or bioethanol, which produce useful materials such as environmental stress resistant plants, starch, functional proteins, etc. Can be.

IbTIP1 유전자, 프로모터, 스트레스, RT-PCR IbTIP1 gene, promoter, stress, RT-PCR

Description

고구마 뿌리 유래의 IbTIP1 유전자 및 그의 프로모터{IbTIP1 gene derived from a root of Ipomoea batatas and a promoter thereof}{IbTIP1 gene derived from a root of Ipomoea batatas and a promoter}

본 발명은 고구마 뿌리 유래의 IbTIP1 유전자 및 그의 프로모터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 고구마 뿌리에 강하게 발현하며 여러 가지 스트레스에 의해 발현이 유도되는 고구마(Ipomoea batatas) 뿌리 유래의 IbTIP1 유전자 및 그의 프로모터에 관한 것이다. The present invention relates to a IbTIP1 gene and its promoter from potato roots and stems, more specifically from potato is strongly expressed, and the expression is induced by various stresses in the sweet potato root (Ipomoea batatas ) roots derived from the IbTIP1 gene and its promoter.

고구마(Ipomoea batatas L. Lam)는 비교적 척박한 땅에도 재배가 가능할 뿐만 아니라 헥타르당 생산량이 약 22톤으로 높아 식량과 가축사료로 이용되는 대표적인 뿌리작물이다. 특히 고구마는 건물중의 약 70%가 전분으로 이루어져 주정의 원료작물로 오래전부터 이용되었으며, 바이오에탄올 생산을 위한 친환경 대체에너지작물로 최근 재조명되고 있다.Sweet potato ( Ipomoea batatas L. Lam) can be grown on relatively poor lands and has a yield of about 22 tons per hectare, which is a representative root crop used for food and livestock feed. In particular, about 70% of the buildings are made of starch, which has been used as a raw material for alcoholic beverages for a long time, and has recently been re-examined as an environmentally friendly alternative energy crop for bioethanol production.

최근 급속한 산업화와 인구증가에 의해 지구규모의 환경문제와 식량문제가 제기되고 있어 사막화지역, 공해지역, 추운지역 등의 조건이 불리한 지역에서도 잘 자라는 환경재해 내성 농작물 개발이 활발히 이루어지고 있다. 특히 조건 불리지역에 적합한 산업용 고구마를 개발하기 위하여 분자육종에 의한 환경재해 내성 형질전환 고구마 연구가 시도되고 있다(Lim et al. Mol Breeding 19, 227-239, 2007).Recently, due to the rapid industrialization and population increase, environmental and food problems on the global scale have been raised, and the development of environmentally resistant crops that grow well even in areas where desertification, high seas and cold regions are disadvantageous has been actively conducted. In particular, in order to develop industrial sweet potatoes suitable for the disadvantaged area, research on environmentally resistant transformed sweet potatoes by molecular breeding has been attempted (Lim et al. Mol Breeding 19, 227-239, 2007).

건조, 추위 등의 열악한 토양에서 유식물체의 초기생장을 좋게 하는 환경재해 내성 고구마를 개발하기 위해서는 고구마 실뿌리(fibrous root)에 특이적으로 고발현하는 유전자의 개발이 절실히 요구된다. 수분 부족으로인한 건조 스트레스 조건에서 실뿌리의 발달이 덩이뿌리의 성장에 중요할 것으로 생각된다. 또한 실뿌리가 발달하여 덩이뿌리로 성장하기 때문에 덩이뿌리에서 유용소재를 생산하고자 할 때 실뿌리에서 고발현하는 유전자의 개발 연구는 중요하다고 생각된다. 그러나 고구마에서 어린뿌리에 특이적으로 고발현하는 유전자가 아직 보고되어 있지 않다. 다만, 고구마의 덩이뿌리(tuber)에 고발현하는 스포라민(sporamin) 단백질을 암호화하는 유전자가 오래전에 분리되어 연구된 적은 있다 (Hattori et al. Plant Mol Biol 14, 595-604, 1990). In order to develop environmentally resistant sweet potatoes to improve the early growth of seedlings in poor soil such as dry and cold, the development of genes that are highly expressed in the sweet potato roots (fibrous root) is urgently needed. Under dry stress conditions due to lack of moisture, the development of thread roots is thought to be important for tuber growth. In addition, since the roots develop and grow into tubers, it is thought that the development of genes that are highly expressed in the roots is important when producing useful materials from the tubers. However, the genes that are specifically expressed in young roots in sweet potatoes have not been reported. However, genes encoding the sporamin protein, which is highly expressed in tubers of sweet potatoes, have long been isolated and studied (Hattori et al. Plant Mol Biol 14, 595-604, 1990).

이러한 관점에서 고구마 실뿌리에 특이적으로 강하게 발현하는 유전자의 분리는 환경재해 내성 식물체 및 각종 유용소재를 생산하는 형질전환 고구마를 개발하는데 유용하게 이용될 수 있을 것이다. 즉 첨단 생명공학기술을 이용한 대사공학으로 특히 건조지역, 간척지역, 공해지역 등 한계농지(조건 불리지역)에서 잘 자라면서 전분, 기능성 단백질 등 산업적으로 유용한 소재를 생산하는 고구마 품종을 개발하면 식량수급에 영향을 주지 않고 친환경 바이오에너지 등을 생산할 수 있 을 것으로 기대된다. In this regard, the isolation of genes that are strongly expressed in sweet potato roots may be useful for developing transgenic sweet potatoes producing environmentally resistant plants and various useful materials. In other words, metabolic engineering using advanced biotechnologies, especially when growing sweet potato varieties such as dry land, reclaimed land, and high sea areas, producing industrially useful materials such as starch, functional protein, and so on. It is expected to be able to produce eco-friendly bioenergy without affecting.

본 발명의 TIP(tonoplast intrinsic protein)는 건조내성과 밀접한 관련이 있는 수분 전달 통로 단백질(water channel protein)인 아쿠아포린(aquaporin) 유전자군으로 분류되는 유전자이다(Chrispeels et al. Trends Biochem Sci 19, 421-425, 1994). 건조에 잘 견디는 Craterostigma plantagineum에서 분리한 TIP 유전자는 건조처리와 식물스트레스 호르몬인 앱시스산(abscisic acid, ABA)처리에 의해 발현이 증가되는 것이 보고되어 있다 (Mariaux et al. Plant Mol Biol 38, 1089-1099, 1998). 감람나무(Olea europaea)에서 분리한 TIP 유전자도 수분스트레스에 의해 발현이 유도되는 것이 보고되어 있다 (Secchi et al. Genbank accession number ABB76813, 2005). 그러나 고구마에서는 TIP 유전자가 보고된 적은 없다.TIP (tonoplast intrinsic protein) of the present invention is a gene that is classified as aquaporin gene group that is a water channel protein (water channel protein) closely related to dry resistance (Chrispeels et al. Trends Biochem Sci 19, 421 -425, 1994). TIP genes isolated from the dry-resistant Craterostigma plantagineum have been reported to increase expression by drying and treatment of the plant stress hormone abscisic acid (ABA) (Mariaux et al. Plant Mol Biol 38, 1089- 1099, 1998). TIP genes isolated from olive trees (Olea europaea) have also been reported to be induced by water stress (Secchi et al. Genbank accession number ABB76813, 2005). However, no TIP gene has been reported in sweet potatoes.

이에 본 발명자들은 건조 처리된 고구마 실뿌리로부터 분리한 IbTIP1 유전자가 고구마 뿌리에서 특히 실뿌리조직에서 강하게 발현하는 것을 확인하였을 뿐만 아니라 이 유전자의 프로모터를 분리하여 염기서열 결정하여 스트레스 관련 주요 시스-활성조절인자(cis-acting element)의 존재를 확인함으로써 본 발명을 완성하였다. The present inventors confirmed that the IbTIP1 gene isolated from the dried sweet potato roots was strongly expressed in the roots of sweet potatoes, especially in the root root tissues, as well as determining the sequencing of the promoter of the gene to determine stress-related major cis-activation factor ( The present invention was completed by confirming the presence of a cis-acting element.

본 발명의 목적은 고구마 뿌리 유래의 IbTIP1 유전자 및 그의 프로모터를 제 공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide an IbTIP1 gene derived from sweet potato root and its promoter.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고구마 뿌리에서 유래된 IbTIP1 단백질 및 그의 아미노산 서열을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides IbTIP1 protein and its amino acid sequence derived from sweet potato root.

또한, 본 발명은 상기 IbTIP1 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 제공한다. The present invention also provides a polynucleotide encoding the IbTIP1 protein.

또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 제공한다. The present invention also provides a vector comprising the polynucleotide.

또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터로 형질 전환된 형질전환체를 제공한다. In addition, the present invention provides a transformant transformed with the vector comprising the polynucleotide.

또한, 본 발명은 실뿌리 특이적 유전자 발현을 유도하는 프로모터 활성을 나타내는 폴리뉴클레오티드를 제공한다. The present invention also provides a polynucleotide exhibiting promoter activity that induces thread-root specific gene expression.

또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드 전부 또는 일부를 포함하는 벡터를 제공한다. The present invention also provides a vector comprising all or part of the polynucleotide.

또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드 전부 또는 일부를 포함하는 벡터로 형질 전환된 형질전환체를 제공한다. The present invention also provides a transformant transformed with a vector comprising all or part of the polynucleotide.

또한, 본 발명은 스트레스하에서 외래단백질의 생산을 유도할 수 있는 형질전환체의 제조방법을 제공한다. The present invention also provides a method for producing a transformant capable of inducing the production of a foreign protein under stress.

또한, 본 발명은 외래단백질을 뿌리에서 고발현시키는 방법을 제공한다. The present invention also provides a method for the high expression of foreign proteins in the roots.

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

본 발명은 고구마 뿌리에서 유래된 IbTIP1 단백질 및 그의 아미노산 서열을 제공한다. The present invention provides IbTIP1 protein and its amino acid sequence derived from sweet potato root.

본 발명의 IbTIP1 단백질은 서열번호 2로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 것을 특징으로 한다. The IbTIP1 protein of the present invention is characterized by having an amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 .

본 발명의 IbTIP1 단백질은 251개의 아미노산으로 구성되어 있으며, 아쿠아포린 단백질구조에서 루프(loop)B와 E상에 존재하는 NPA(Asn-Pro-Ala, 아스파라긴-프롤린-알라닌)모티프가 IbTIP1 단백질 아미노산 서열에서도 잘 보존되어 있었다(도 1 참조). 또한, 본 발명의 IbTIP1의 코딩부분을 블라스트(BlastX)로 조사하였을 때 미모사(Minosa pudica)의 TIP1;2, 애기장대(Arabidopsis thaliana)의 gamma-TIPs 그룹[At4g01470(AtTIP1;3), At3g26520(AtTIP1;2), At2g36830(AtTIP1;1)]과 높은 상동성(74%-78% 아미노산)을 보였다(도 2a 및 2b 참조). The IbTIP1 protein of the present invention is composed of 251 amino acids, and the NPA (Asn-Pro-Ala, Asparagine-Proline-Alanine) motifs present on loops B and E in the aquaporin protein structure have an IbTIP1 protein amino acid sequence. Was well preserved in (see FIG. 1). Further, when the coding portion of IbTIP1 of the present invention was examined by blast (BlastX), TIP1; 2 of Minosa pudica , gamma-TIPs group of Arabidopsis thaliana [At4g01470 (AtTIP1; 3), At3g26520 (AtTIP1) 2), At2g36830 (AtTIP1; 1)] and high homology (74% -78% amino acids) (see FIGS. 2A and 2B).

또한, 본 발명은 상기 IbTIP1 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 제공한다. The present invention also provides a polynucleotide encoding the IbTIP1 protein.

상기 폴리뉴클레오티드는 서열번호 2로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 단백질을 코딩하며, 서열번호 1로 기재되는 염기서열을 가지는 것이 바람직하다. The polynucleotide encodes a protein having an amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2, and preferably has a nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 .

본 발명의 IbTIP1 cDNA 유전자는 전체길이가 1065 bp로써 82 bp의 5'-비번역부위(UTR)와 197 bp의 3'-비번역부위 그리고 753 bp의 코딩부분 (251 아미노산으로 구성)으로 구성되어 있다(도 1 참조). The IbTIP1 cDNA gene of the present invention has a total length of 1065 bp and is composed of 82 bp 5'-untranslated region (UTR), 197 bp 3'-untranslated region, and 753 bp coding portion (consisting of 251 amino acids). (See FIG. 1).

본 발명의 고구마 유래 IbTIP1 단백질를 코딩하는 유전자는 고구마의 게놈상에 다수의 군(family)으로 존재하고(도 5 참조), 실뿌리(fibrous root)에서 강하게 발현되었으며 굵은 뿌리(thick pigmented root), 저장뿌리(tuberous root) 조직에서도 발현되었다. 하지만 잎(leaf)과 줄기(stem) 조직에서는 매우 약하게 발현되는 양상을 보였다(도 3 참조). 따라서 건조처리 고구마 뿌리 조직에서 분리한 본 발명의 IbTIP1 유전자는 실뿌리를 포함하여 뿌리에 고발현되는 유전자임을 알 수 있었다. The gene encoding the sweet potato-derived IbTIP1 protein of the present invention exists in a large number of families (see FIG. 5) on the sweet potato genome, strongly expressed in fibrous root, thick pigmented root, and storage root. It was also expressed in tuberous root tissues. However, leaf and stem tissues were very weakly expressed (see FIG. 3). Therefore, the IbTIP1 gene of the present invention isolated from the dried sweet potato root tissue was found to be a gene that is highly expressed in the root, including the roots.

또한, 본 발명의 IbTIP1 유전자는 잎조직에서 건조처리 후 1시간부터 점진적으로 증가하여 4-8시간에 발현 정점을 보였고 그 이후에는 감소하는 양상을 나타내었다(도 4a 참조). 반면에 실뿌리 조직에서는 건조 처리에 의한 IbTIP1의 발현량의 증감이 관찰되지 않았다(도 4a 참조). 이는 정상상태에서 IbTIP1 유전자의 발현량이 높기 때문인 것으로 추정된다. In addition, the IbTIP1 gene of the present invention gradually increased from 1 hour after drying treatment in the leaf tissues showed an expression peak at 4-8 hours and then decreased (see FIG. 4A). On the other hand, no increase or decrease in the expression level of IbTIP1 was observed in dry root tissues (see FIG. 4A). This is presumably due to the high expression level of IbTIP1 gene in the steady state.

또한, 건조 스트레스 관련 식물호르몬인 앱시스산(ABA) 처리에 의해서도 건조처리와 비슷한 발현패턴을 나타내었다(도 4b 참조). In addition, the dry stress-related plant hormone, Apis acid (ABA) treatment also showed an expression pattern similar to the drying treatment (see Fig. 4b).

또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 제공한다.The present invention also provides a vector comprising the polynucleotide.

본 발명의 벡터에 포함되는 유전자는 본 발명의 IbTIP1를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하며, 바람직하게는 서열번호 1로 기재되는 염기서열을 가지는 폴리뉴클레오티드를 포함하는 것이다. 상기 유전자를 삽입하기 위하여 사용되는 벡터로는 pKBS1-1 벡터, pBI101 벡터, pCAMBIA 벡터 중 어느 하나를 선택하여 이용 하는 것이 바람직하며, 일반적인 식물 형질전환용 발현벡터라면 어느 것을 이용하여도 무방하다.The gene included in the vector of the present invention includes a polynucleotide encoding IbTIP1 of the present invention, and preferably includes a polynucleotide having a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 . As the vector used to insert the gene, it is preferable to use any one of pKBS1-1 vector, pBI101 vector, and pCAMBIA vector, and any expression vector for general plant transformation may be used.

또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터로 형질 전환된 형질전환체를 제공한다.In addition, the present invention provides a transformant transformed with the vector comprising the polynucleotide.

상기 형질전환체는 형질전환된 미생물, 동물세포, 식물세포, 형질전환된 동물 또는 식물체 및 이들로부터 유래된 배양세포 등을 포함한다.The transformants include transformed microorganisms, animal cells, plant cells, transformed animals or plants, and cultured cells derived therefrom.

또한, 본 발명은 실뿌리 특이적 유전자 발현을 유도하는 프로모터 활성을 나타내는 폴리뉴클레오티드를 제공한다. The present invention also provides a polynucleotide exhibiting promoter activity that induces thread-root specific gene expression.

본 발명의 폴리뉴클레오티드는 IbTIP1 유전자의 프로모터이며, 서열번호 3으로 기재되는 염기 서열을 가지는 것을 특징으로 한다. 즉, IbTIP1 유전자의 프로모터는 IbTIP1p_1.6의 번역 개시점의 상단으로부터 -1,597 bp 까지의 영역에 해당하는 염기서열로 구성된다(도 7 참조). 본 발명의 IbTIP1p_1.6 프로모터에는 앱시스산 및 건조 스트레스에 반응하는 다양한 시스-활성조절인자(cis-acting element)들이 존재하였으며, 식물 병저항성에 관련된 인자들도 다수 존재하였다. 또한, 뿌리발현과 관련된 인자의 존재로 보아 뿌리 특이적 발현 프로모터 연구에 유용하게 사용될 수 있으리라 본다. 특히, 건조 스트레스 반응 인자들을 많이 포함하고 있어 건조 스트레스에 대한 내성을 가지는 식물체 개발에 매우 유용하게 사용할 수 있을 것으로 본다.The polynucleotide of the present invention is a promoter of the IbTIP1 gene, and is characterized by having a nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3 . That is, the promoter of the IbTIP1 gene is composed of the nucleotide sequence corresponding to the region up to -1,597 bp from the top of the translation start point of IbTIP1p_1.6 (see Fig. 7). In the IbTIP1p_1.6 promoter of the present invention, various cis-acting elements responsive to absic acid and dry stress were present, and a number of factors related to plant disease resistance were present. In addition, the presence of factors related to root expression may be useful for the study of root-specific expression promoters. In particular, since it contains a lot of dry stress response factors, it can be very useful for developing plants having resistance to dry stress.

구체적으로 기술하면, 프로모터의 염기서열 분석결과 IbTIP1p_1.6 프로모터는 하기와 같이 다양한 진핵생물 프로모터의 조절인자 부위를 가지고 있음을 확인하였다. 전사 개시를 위한 TATA-박스가 -115~-106 위치에 그리고 CAAT-박스는 -155~-152 위치에 존재하였다. 전사조절 단백질의 결합부위로서 앱시스산(ABA)에 반응하는 중요인자로 알려진 ABRE의 공통서열(consensus sequence)인 ACGTG 서열이 -208~-204 및 -196~-191 두 위치에 반복적으로 존재하며 역방향으로 -196~-191 위치에도 존재하였다. 앱시스산(ABA)의 신호전달과정 및 건조스트레스에 반응하는 MYB 단백질이 결합하는 MYB-인식자리 공통서열(CNGTTR 혹은 C/TAACG/TG)이 -1577~-1572, -1406~-1401(역방향), -1398~-1393, -470~-465, -468~-462(역방향) 위치에서 다수 존재하였다. 또한 건조에 반응하는 MYC 단백질이 결합하는 MYC-인식자리 공통서열(CANNTG)이 -926~-921 및 -149~-144 위치에서 발견되었다. 건조 스트레스 및 저온에 반응하는 DREB1/CBF 단백질이 결합하는 자리인 DRE/CRT(dehydration-responsive element/C-repeat) 인자의 공통염기서열(G/ACCGAC)이 -332~-327 위치에서 발견되었다. 병저항성에 중요한 역할을 하는 WRKY 단백질이 결합하는 W-박스(TTGAC)의 염기서열이 -1236~-1232, -738~-734(역방향), -672~-668, -648~-644 위치에 다수 존재하였다. 식물체 내의 신호전달물질인 지베렐린(gibberellin, GA)에 의해 발현이 조절되는 GARE-인자의 공통염기서열(TAACAGA)이 -431~-425 및 -371~-365 위치에서 발견되었다. 또한 뿌리발현과 관련된 ACGT-모티프(motif)인 GCCACGTGGC 서열도 -198~-189 위치에서 발견되었다. 이 밖에도 빛에 반응하는 인자로 알려진 GT1-박스(GGTTAA)도 다수가 발견되었다(도 7 참조).Specifically, as a result of nucleotide sequence analysis of the promoter, it was confirmed that the IbTIP1p_1.6 promoter has regulatory factor sites of various eukaryotic promoters as follows. The TATA-box for transcription initiation was in the -115--106 position and the CAAT-box was in the -155--152 position. ACGTG sequence, the consensus sequence of ABRE, known as an important factor responding to Absic acid (ABA) as a binding site of transcriptional regulator protein, is repeatedly present in two positions -208 ~ -204 and -196 ~ -191 By -196 ~ -191 It was also in place. MYB-recognition site common sequence (CNGTTR or C / TAACG / TG) to which MYB protein responds to signal transduction process and dry stress of absic acid (ABA) is -1577 ~ -1572, -1406 ~ -1401 (reverse direction) , -1398 ~ -1393, -470 ~ -465, -468 ~ -462 (reverse) position. In addition, the MYC-identical consensus sequence (CANNTG) to which the MYC protein reacted with drying was found at the positions -926 ~ -921 and -149 ~ -144. A common base sequence (G / ACCGAC) of the dehydration-responsive element / C-repeat (DRE / CRT) factor, which is a site to which the DREB1 / CBF protein responds to dry stress and low temperature, was found at -332 ~ -327 positions. The nucleotide sequence of the W-box (TTGAC) to which WRKY protein, which plays an important role in disease resistance, is located at -1236 ~ -1232, -738 ~ -734 (reverse), -672 ~ -668, -648 ~ -644 Many existed. GARE-factor common base sequence (TAACAGA), regulated by gibberellin (GA), a signaling agent in plants, was found at the positions -431--425 and -371--365. In addition, the GCCACGTGGC sequence, which is an ACGT-motif associated with root expression, was also found at the positions -198 and -189. In addition, a number of GT1-boxes (GGTTAA), which are known as factors that react to light, have also been found (see FIG. 7).

상술한 바와 같이 본 발명의 IbTIP1 유전자의 프로모터는 스트레스에 의해 유전자의 발현을 효과적으로 유도할 수 있다. 이를 위하여 본 발명의 프로모터는 앱시스산, 건조, 식물 병, 빛 또는 저온에 의한 스트레스를 인식하는 인자들을 포함하고 있다. IbTIP1 유전자의 프로모터는 이러한 특성을 이용하여 서열번호 3으로 기재되는 염기서열 중 전체 또는 그것의 일부로 이루어지며, 프로모터 활성을 나타내는 DNA 서열 및 상기 DNA서열과 작동 가능하도록 연결된 구조 유전자로 이루어지는 융합 유전자 구조물의 제조에 이용될 수 있다. 상기 융합 유전자 구조물은 IbTIP1 유전자의 프로모터에 유용물질의 생산과 관련된 구조 유전자를 연결하여 다양한 스트레스하에서 IbTIP1 유전자의 프로모터의 조절에 의해 유용물질을 발현하므로 유용물질 생산을 위한 형질전환체의 제조에 유용하게 이용될 수 있다. As described above, the promoter of the IbTIP1 gene of the present invention can effectively induce the expression of the gene by stress. To this end, the promoter of the present invention includes factors for recognizing stress caused by absic acid, drying, plant disease, light or low temperature. The promoter of the IbTIP1 gene consists of all or part of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3 utilizing these properties, and consists of a DNA sequence exhibiting promoter activity and a structural gene operably linked to the DNA sequence. It can be used for manufacture. The fusion gene construct useful for producing a transformant for useful substance production, because expression of a useful substance by the control of the promoter of IbTIP1 gene under various stress by connecting the structural gene associated with the production of a useful substance to the promoter of IbTIP1 gene Can be used.

또한, 상기 융합 유전자 구조물에 다양한 환경 스트레스에 대해 내성을 나타내는 유전자를 구조 유전자로 사용하게 되면 외부적인 스트레스가 가해질 경우 이에 대해 내성을 가지는 형질전환체의 제조에도 이용될 수 있다. In addition, when a gene representing resistance to various environmental stresses to the fusion gene construct is used as a structural gene, it may be used to prepare a transformant having resistance against external stress.

또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 제공한다.The present invention also provides a vector comprising the polynucleotide.

본 발명의 벡터에 포함되는 폴리뉴클레오티드는 본 발명의 IbTIP1 유전자의 프로모터 전부 또는 일부이며, 바람직하게는 서열번호 3으로 기재되는 염기서열의 전부 또는 일부를 포함하는 것이다. 상기 유전자를 삽입하기 위하여 사용되는 벡터로는 pKBS1-1 벡터, pBI101 벡터, pCAMBIA 벡터 중 어느 하나를 선택하여 이용하는 것이 바람직하며, 일반적인 식물 형질전환용 발현벡터라면 어느 것을 이용하 여도 무방하다.The polynucleotide included in the vector of the present invention is IbTIP1 of the present invention. It is all or part of the promoter of a gene, Preferably it contains all or part of the base sequence described by SEQ ID NO. As the vector used to insert the gene, it is preferable to use any one of pKBS1-1 vector, pBI101 vector, and pCAMBIA vector, and any expression vector for general plant transformation may be used.

또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터로 형질 전환된 형질전환체를 제공한다.In addition, the present invention provides a transformant transformed with the vector comprising the polynucleotide.

상기 형질전환체는 형질전환된 미생물, 동물세포, 식물세포, 형질전환된 동물 또는 식물체 및 이들로부터 유래된 배양세포 등을 포함한다.The transformants include transformed microorganisms, animal cells, plant cells, transformed animals or plants, and cultured cells derived therefrom.

아울러, 본 발명은 상기 IbTIP1 유전자의 포로모터를 이용하여 다양한 스트레스하에서 외래단백질의 생산을 유도할 수 있는 형질전환체의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing a transformant capable of inducing the production of a foreign protein under various stresses using the captive motor of the IbTIP1 gene.

상기 형질전환체의 제조방법은 The method for producing the transformant

1) 서열번호 3으로 기재되는 염기서열의 전부 또는 일부로 이루어지며, 프로모터 활성을 나타내는 폴리뉴클레오티드 및 상기 폴리뉴클레오티드와 작동가능하게 연결된 외래단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드로 이루어지는 유전자 컨스트럭트를 포함하는 발현벡터를 제조하는 단계;1) an expression vector comprising all or a portion of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3 and comprising a gene construct consisting of a polynucleotide showing a promoter activity and a polynucleotide encoding a foreign protein operably linked with the polynucleotide; Preparing a;

2) 숙주세포에 상기 발현벡터를 도입하는 단계; 및2) introducing the expression vector into a host cell; And

3) 상기 발현벡터가 도입된 형질전환체를 선별하는 단계를 포함한다. 3) selecting a transformant into which the expression vector is introduced.

상기 "형질전환체"는 IbTIP1 유전자의 포로모터와 이것과 작동가능하게 연결된 외래단백질을 코딩하는 DNA 서열로 이루어지는 유전자 컨스트럭트(gene construct)를 포함하는 발현벡터에 의해 형질전환된 세포 또는 식물체를 의미한다. 본 발명에서 형질전환체는 형질전환된 미생물, 동물세포, 식물세포, 형질전환된 동물 또는 식물체 및 이들로부터 유래된 배양세포 등을 포함한다.The "transformer" refers to a cell or plant transformed by an expression vector comprising a gene construct consisting of a poromotor of an IbTIP1 gene and a DNA sequence encoding a foreign protein operably linked thereto. it means. In the present invention, transformants include transformed microorganisms, animal cells, plant cells, transformed animals or plants, and cultured cells derived therefrom.

본 발명의 방법에서 외래단백질은 약리효과를 발휘하는 단백질 또는 형질전환체에 스트레스에 대한 내성을 부여하는 단백질 등을 포함한다. 따라서 본 발명의 방법에 의해 유용물질을 생산할 수 있는 형질전환체 및 다양한 환경 스트레스에 내성이 있는 형질전환체를 제조할 수 있다. The foreign protein in the method of the present invention includes a protein that confers stress to the protein or transformant exerting a pharmacological effect. Therefore, it is possible to prepare a transformant capable of producing a useful substance and a transformant resistant to various environmental stresses by the method of the present invention.

상기 다양한 환경 스트레스는 앱시스산, 건조, 식물 병, 빛 또는 저온 등에 의해 유발되며, 이를 인식하는 인자가 상기 프로모터에 포함되어 있다. The various environmental stresses are caused by abscisic acid, drying, plant diseases, light or low temperature, and factors that recognize them are included in the promoter.

아울러, 본 발명은 In addition, the present invention

1) 서열번호 3으로 기재되는 염기서열의 전부 또는 일부로 이루어지며, 프로모터 활성을 나타내는 폴리뉴클레오티드 및 상기 폴리뉴클레오티드와 작동가능하게 연결된 외래단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드로 이루어지는 유전자 컨스트럭트를 포함하는 발현벡터를 제조하는 단계;1) consists of all or part of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3 , Preparing an expression vector comprising a gene construct comprising a polynucleotide exhibiting promoter activity and a polynucleotide encoding a foreign protein operably linked with the polynucleotide;

2) 숙주 식물세포에 상기 발현벡터를 도입하는 단계; 2) introducing the expression vector into a host plant cell;

3) 상기 발현벡터가 도입된 형질전환 식물세포를 선별하는 단계;3) selecting a transgenic plant cell into which the expression vector is introduced;

4) 상기 형질전환 식물세포의 발아를 유도하여 캘러스를 제조하는 단계;4) preparing a callus by inducing germination of the transgenic plant cells;

5) 상기 캘러스의 분화를 유도하여 형질전환 식물체를 제조하는 단계; 및5) preparing a transgenic plant by inducing differentiation of the callus; And

6) 상기 형질전환 식물체를 재배하는 단계를 포함하는 외래단백질을 뿌리에서 고발현시키는 방법을 제공한다. 6) provides a method for high expression of the foreign protein in the root comprising the step of culturing the transgenic plant.

바람직하게는, 상기 식물세포는 단자엽 식물 또는 쌍자엽 식물인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. Preferably, the plant cell is preferably a monocotyledonous plant or a dicotyledonous plant, but is not limited thereto.

상기 단자엽 식물은 택사과(Alismataceae), 자라풀과(Hydrocharitaceae), 지채과(Juncaginaceae), 장지채과(Scheuchzeriaceae), 가래과(Potamogetonaceae), 나자스말과(Najadaceae), 거머리말과(Zosteraceae), 백합과(Liliaceae), 지모과(Haemodoraceae), 용설란과(Agavaceae), 수선화과(Amaryllidaceae), 마과(Dioscoreaceae), 물옥잠과 (Pontederiaceae), 붓꽃과(Iridaceae), 버먼초과(Burmanniaceae), 골풀과 (Juncaceae), 닭의장풀과(Commelinaceae), 곡정초과(Eriocaulaceae), 화본과(벼과, Gramineae, Poaceae), 천남성과(Araceae), 개구리밥과(Lemnaceae), 흑삼릉과 (Sparganiaceae), 부들과(Typhaceae), 사초과(방동사니과, Cyperaceae), 파초과 (Musaceae), 생강과(Zingiberaceae), 홍초과(Cannaceae), 난초과(Orchidaceae)인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. The monocotyledonous plants include Alismataceae, Hydrocharitaceae, Juncaginaceae, Schuchzeriaceae, Pomomotontonaceae, Najadaceae, Zosteraceae, Liliaceae, Haemodoraceae, Agavaceae, Amaryllidaceae, Dioscoreaceae, Pontederiaceae, Iridaceae, Burmanniaceae, Juncaceae, Commelinaceae , Eriocaulaceae, Panaxaceae (Gramine, Gramineae, Poaceae), Araceae, Lemnaceae, Spaganiaceae, Typhaceae, Forageaceae (Cyperaceae), Pachoaceae (Musaceae) ), Ginger (Zingiberaceae), Redaceae (Cannaceae), Orchidaceae (Orchidaceae) is preferably, but not limited to.

상기 쌍자엽 식물은 암매과(돌매화나무과, Diapensiaceae), 매화오리나무과(Clethraceae), 노루발과(Pyrolaceae), 진달래과(Ericaceae), 자금우과(Myrsinaceae), 앵초과(Primulaceae), 갯질경이과 (Plumbaginaceae), 감나무과(Ebenaceae), 때죽나무과(Styracaceae), 노린재나무과, 회목과(Symplocaceae), 물푸레나무과(목서과, Oleaceae), 마전과(Loganiaceae), 용담과(Gentianaceae), 조름나물과(Menyanthaceae), 협죽도과(마삭나무과, Apocynaceae), 박주가리과(Asclepiadaceae), 꼭두서니과(Rubiaceae), 꽃고비과 (Polemoniaceae), 메꽃 과(Convolvulaceae), 지치과(Boraginaceae), 마편초과 (Verbenaceae), 꿀풀과(Labiatae), 가지과(Solanaceae), 현삼과(Scrophulariaceae), 능소화과(Bignoniaceae), 쥐꼬리망초과(Acanthaceae), 참깨과(Pedaliaceae), 열당과 (Orobanchaceae). 제스네리아과(Gesneriaceae), 통발과(Lentibulariaceae), 파리풀과(Phrymaceae), 질경이과(Plantaginaceae), 인동과(Caprifoliaceae), (연복초과 Adoxaceae), 마타리과(Valerianaceae), 산토끼꽃과(Dipsacaceae), 초롱꽃과 (Campanulaceae), 국화과(Compositae), 소귀나무과 Myricaceae, 가래나무과 (Juglandaceae), 버드나무과(Salicaceae), 자작나무과(Betulaceae), 너도밤나무과(참나무과, Fagaceae), 느릅나무과(Ulmaceae), 뽕나무과(Moraceae), 쐐기풀과 (Urticaceae), 단향과(Santalaceae), 겨우살이과(Loranthaceae), 마디풀과(여뀌과, Polygonaceae), 자리공과(상륙과, Phytolaccaceae), 분꽃과(Nyctaginaceae), 석류풀과(Aizoaceae), 쇠비름과(Portulacaceae), 석죽과(Caryophyllaceae), 명아주과 (Chenopodiaceae), 비름과(Amaranthaceae), 선인장과(Cactaceae), 목련과 (Magnoliaceae), 붓순나무과(Illiciaceae), 녹나무과(Lauraceae), 계수나무과 (Cercidiphyllaceae), 미나리아재비과(Ranunculaceae), 매자나무과(Berberidaceae), 으름덩굴과(Lardizabalaceae), 새모래덩굴과(방기과, Menispermaceae), 수련과 (Nymphaeaceae), 붕어마름과(Ceratophyllaceae), 어항마름과(Cabombaceae), 삼백초과(Saururaceae), 후추과(Piperaceae), 홀아비꽃대과(Chloranthaceae), 쥐방울덩굴과(Aristolochiaceae), 다래나무과(Actinidiaceae), 차나무과(동백나무과, Theaceae), 물레나물과(Guttiferae), 끈 끈이주걱과(Droseraceae), 양귀비과 (Papaveraceae), 풍접초과(Capparidaceae), 십자화과(겨자과, Cruciferae), 플라타너스과(버즘나무과, Platanaceae), 조록나무과(금루매과, Hamamelidaceae), 꿩의비름과(돌나물과, Crassulaceae), 범의귀과(Saxifragaceae), 두충과(Eucommiaceae), 돈나무과(Pittosporaceae), 장미과(Rosaceae), 콩과(Leguminosae), 괭이밥과 (Oxalidaceae), 쥐손이풀과(Geraniaceae), 한련과(Tropaeolaceae), 남가새과 (Zygophyllaceae), 아마과(Linaceae), 대극과(Euphorbiaceae), 별이끼과 (Callitrichaceae), 운향과(Rutaceae), 소태나무과(Simaroubaceae), 멀구슬나무과 (Meliaceae), 원지과(Polygalaceae), 옻나무과(Anacardiaceae), 단풍나무과(단풍과, Aceraceae), 무환자나무과(Sapindaceae), 칠엽수과(Hippocastanaceae), 나도밤나무과(Sabiaceae), 봉선화과(물봉선과, Balsaminaceae), 감탕나무과(Aquifoliaceae), 노박덩굴과(화살나무과, Celastraceae), 고추나무과(Staphyleaceae), 회양목과 (Buxaceae), 시로미과(Empetraceae), 갈매나무과(Rhamnaceae), 포도과(Vitaceae), 담팔수과(Elaeocarpaceae), 피나무과(Tiliaceae), 아욱과(Malvaceae), 벽오동과 (Sterculiaceae), 팥꽃나무과(서향나무과, Thymelaeaceae), 보리수나무과 (Elaeagnaceae), 이나무과(Flacourtiaceae), 제비꽃과(Violaceae), 시계꽃과 (Passifloraceae), 위성류과(Tamaricaceae), 물별과(Elatinaceae), 베고니아과 (Begoniaceae), 박과(Cucurbitaceae), 부처꽃과(배롱나무과, Lythraceae), 석류나무과(Punicaceae), 바늘꽃과(Onagraceae), 개미탑과(Haloragaceae), 박쥐나무과 (Alangiaceae), 층층나무과(산수유나무과, Cornaceae), 두릅나무과(오갈피나무과, Araliaceae), 산형과(미나리과)(Umbelliferae(Apiaceae))인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. The dicotyledonous plants include Asteraceae (Asteraceae, Diapensiaceae), Asteraceae (Clethraceae), Pyrolaceae, Ericaceae, Myrsinaceae, Primaceae, Primaceae (Plumbaginaceae), Persimmonaceae (Ebenaceae) , Styracaceae, Stink bug, Symplocaceae, Ash (Oleaceae), Loganiaceae, Gentianaceae, Menyanthaceae, Oleaceae, Apocynaceae , Asclepiadaceae, Rubisaceae, Polemoniaceae, Convolvulaceae, Boraginaceae, Verbenaceae, Labiatae, Solanaceae, Scrophulariaceae , Bignoniaceae, Acanthaceae, Sesame (Pedaliaceae), Fructose (Orobanchaceae). Gesneriaceae, Lentibulariaceae, Phrymaceae, Plantaginaceae, Caprifoliaceae, (Perox Adoxaceae), Valerianaceae, Dipsacaceae, Campanaceae ( Campanulaceae, Compositae, Myraceae, Juglandaceae, Salicaceae, Birchaceae, Beechaceae, Fagaceae, Elmaceae, Moraceae, Nettle Urticaceae, Santalaceae, Mistletoe, Lothanthaceae, Polygonaceae, Apoaceae, Phytolaccaceae, Nyctaginaceae, Aizoaceae, Portulacaceae ), Caryophyllaceae, Chenopodiaceae, Amaranthaceae, Cactaceae, Magnoliaceae, Illiciaceae, Lauraceae, Cecidiphyllaceae, Minaria (Ranunculac eae), Berberidaceae, Lardizabalaceae, Bird sandaceae (Amanispermaceae), Nymphaeaceae, Ceratophyllaceae, Cabombaceae, Saururaceae , Piperaceae, Chloranthaceae, Aristolochiaceae, Actinidiaceae, Camellia, Theaceae, Guttaiferae, Droseraceae, Poppyaceae (Papaveraceae), Capparidaceae, Cruciferaceae (Cruciferae), Plantanaceae (Platanuaceae, Platanaceae), Periaceae (Gelaceae, Hamamelidaceae), Pheasant's Asteraceae, Crassulaceae, Saxifragaceae Eucommiaceae, Pittosporaceae, Rosaceae, Leguminosae, Oxalidaceae, Geraniaceae, Tropaeolaceae, Zygophyllaceae, Linaceae Euphorbiaceae, star Callitrichaceae, Rutaceae, Simaroubaceae, Meliaceae, Polygalaceae, Anacardiaceae, Mapleaceae, Aceraceae, Sapindaceae, Mapleaceae (Hippocastanaceae), Sabiaceae, Balsam (Bamsamaceae), Aquifoliaceae, Novaxaceae, Celastraceae, Staphyleaceae, Buxaceae, Empetraceae , Rhamnaceae, Vitaceae, Elaeocarpaceae, Tiliaceae, Malvaceae, Sterculiaceae, Adenaceae, Thymelaeaceae, Ellaeagnaceae Flacourtiaceae, Violaceae, Passifloraceae, Tamaricaceae, Elatinaceae, Begoniaceae, Cucurbitaceae, Lymphaceae, Lythraceae, Pomegranate ( Punicaceae, Onnagraceae, Haloragaceae, Bataceae (Alangiaceae), Dogwood (Hornaceae, Cornaceae), Arboraceae (Araliaceae), Umbelliferae (Apiaceae) Is preferably, but is not limited thereto.

가장 바람직하게는 식물세포는 십자화과, 가지과, 장미과 및 메꽃과에 속하는 식물로부터 선택된다. Most preferably the plant cells are selected from plants belonging to the Cruciferaceae, Rosaceae and Rosaceae.

상기 단계 2)의 발현벡터를 숙주 식물세포에 도입하는 단계는 공지된 식물 형질전환 방법에 의하여 식물체내로 도입될 수 있다. 즉, 아그로박테리움 매개방법, 유전자 총(gene gun), PEG를 이용한 방법 및 전기천공법(electroporation)등 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 알려진 주지의 방법을 이용할 수 있다. 바람직하게는 상기 쌍자엽식물은 아그로박테리움 매개방법을 이용하고, 단자엽식물은 유전자 총을 이용한 방법을 사용하나, 이에 한정되는 것은 아니다. The step of introducing the expression vector of step 2) into the host plant cell may be introduced into the plant by a known plant transformation method. That is, a well-known method known to those skilled in the art, such as Agrobacterium mediated method, gene gun, method using PEG, and electroporation, can be used. Preferably, the dicot plants use the Agrobacterium mediated method, and the monocots use the method using a gene gun, but are not limited thereto.

형질전환 결과 후, 식물세포는 전식물로 재생되어야 한다. 캘러스 또는 원형질체 배양으로부터 성숙한 식물의 재생을 위한 기술은 수많은 여러 가지 종에 대해 잘 알려져 있다(Handbook of Plant Cell Culture, 1-5권, 1983-1989 Momillan, N.Y.). 따라서 일단 형질전환이 실현되면, 형질전환된 식물세포로부터 성숙한 식물을 재생시키는 것은 당분야의 지식 범위 내에 있다.After transformation, plant cells should be regenerated into whole plants. Techniques for the regeneration of mature plants from callus or protoplast cultures are well known for many different species (Handbook of Plant Cell Culture, Vol. 1-5, 1983-1989 Momillan, N.Y.). Thus, once transformation is realized, it is within the knowledge of the art to regenerate mature plants from transformed plant cells.

본 발명의 방법에서 외래단백질은 약리효과를 발휘하는 단백질 또는 형질전환체에 스트레스에 대한 내성을 부여하는 단백질 등을 포함한다. The foreign protein in the method of the present invention includes a protein that confers stress to the protein or transformant exerting a pharmacological effect.

본 발명의 IbTIP1 유전자는 고구마 뿌리에 강하게 발현하며 여러 가지 스트 레스에 의해 발현이 유도되기 때문에 본 발명의 유전자 및 그의 프로모터는 조건이 불리한 지역에 적합한 환경스트레스 내성 식물체, 전분, 기능성 단백질 등의 유용소재를 생산하는 형질전환 고구마 또는 바이오에탄올 생산용 친환경 대체에너지 작물을 개발하는데 유용하게 이용될 수 있다. Since the IbTIP1 gene of the present invention is strongly expressed in sweet potato roots and its expression is induced by various stresses, the gene of the present invention and its promoters are useful materials such as environmental stress resistant plants, starches, functional proteins, etc., which are suitable for adverse conditions. It can be useful for developing environmentally friendly alternative energy crops for the production of transgenic sweet potatoes or bioethanol.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1> 고구마 Example 1 Sweet Potato IbTIP1IbTIP1 유전자의 클로닝 Cloning of genes

고구마 (Ipomoea batatas (L.) Lam. cv. White star)의 실뿌리(fibrous root) 조직을 6시간 동안 건조 처리한 후 CTAB 방법(Kim and Hamada, Biotechnol Lett 27, 1841-1845, 2005)을 통해 전체 RNA를 분리하였다. Poly(A) Tract mRNA 분리 시스템(Promega사)을 사용하여 mRNA를 분리하고, SMART cDNA 라이브러리 구축 키트(Clontech사)를 사용하여 고구마 건조처리 뿌리 cDNA 라이브러리를 제작하였다. 라이브러리의 제 1차 타이터(titer)는 약 1.5ㅧ106 pfu/ml 값을 나타내었다. 무작위 추출을 통한 염기서열 분석을 통해 983종의 EST 클론을 확보하였다. The fibrous root tissue of sweet potato ( Ipomoea batatas (L.) Lam. Cv.White star) was dried for 6 hours, followed by CTAB method (Kim and Hamada, Biotechnol Lett 27, 1841-1845, 2005). RNA was isolated. MRNA was isolated using the Poly (A) Tract mRNA separation system (Promega) and sweet potato dried root cDNA library was prepared using SMART cDNA Library Construction Kit (Clontech). The primary titer of the library showed a value of about 1.5 × 10 6 pfu / ml. 983 EST clones were obtained through sequencing through random extraction.

T3 프라이머를 사용하여 cDNA의 5'부분의 염기서열을 결정하고 NCBI(www.ncbi.nlm.nih.gov)의 Blast 데이터베이스 분석을 통해 연관되는 유전자 정보 및 자료를 확보하였다. 이들 중에서 자료 분석을 통해 건조 및 뿌리에 특이적 발현을 보일 것으로 생각되는 후보로 수분 전달 통로 단백질(water channel protein)인 아쿠아포린 계열에 속하는 TIP(tonoplast intrinsic protein) 유전자(Chrispeels et al. Trends Biochem Sci 19, 421-425, 1994)를 클로닝하고 cDNA의 전체 염기서열을 결정하였다. 이 cDNA 유전자의 이름을 'IbTIP1' cDNA라고 명명하였다. IbTIP1 cDNA 유전자의 전체길이는 1065 bp로써 82 bp의 5'-비번역부위(UTR)와 197 bp의 3'-비번역부위 그리고 753 bp의 코딩부분(251 아미노산으로 구성)으로 구성되어 있음을 확인하였다(도 1, 서열번호 1). 아쿠아포린 단백질구조에서 루프(loop)B와 E상에 존재하는 NPA(Asn-Pro-Ala, 아스파라긴-프롤린-알라닌) 모티프가 IbTIP1 단백질의 아미노산서열에서도 잘 보존되어 있었다(도 1, 서열번호 2).T3 primers were used to determine the base sequence of the 5 'portion of the cDNA, and relevant genetic information and data were obtained through analysis of the Blast database of NCBI (www.ncbi.nlm.nih.gov). Among them, TIP (tonoplast intrinsic protein) gene (Chrispeels et al. Trends Biochem Sci) belonging to the aquaporin family, which is a water channel protein, is a candidate that is expected to show specific expression in dry and root through data analysis. 19, 421-425, 1994) were cloned and the total sequence of cDNA was determined. This cDNA gene was named ' IbTIP1 ' cDNA. The total length of the IbTIP1 cDNA gene was 1065 bp, which was composed of 82 bp 5'-untranslated region (UTR), 197 bp 3'-untranslated region, and 753 bp coding region (consisting of 251 amino acids). 1 (SEQ ID NO: 1). NPA (Asn-Pro-Ala, Asparagine-Proline-Alanine) motifs present on loops B and E in the aquaporin protein structure were well conserved in the amino acid sequence of IbTIP1 protein (FIG. 1, SEQ ID NO: 2) .

고구마 IbTIP1의 코딩부분을 블라스트(BlastX)로 조사하였을 때 미모사(Minosa pudica)의 TIP1;2와 가장 높은 상동성(84% 아미노산)을 보였으며 애기장대(Arabidopsis thaliana)의 gamma-TIPs 그룹[At4g01470(AtTIP1;3), At3g26520(AtTIP1;2), At2g36830(AtTIP1;1)]과 높은 상동성(74%-78% 아미노산)을 보였다(도 2a 및 2b). 고구마 IbTIP1의 추정되는 단백질의 아미노산서열과 애기장대의 막 내재 단백질(MIP) 사이의 유연관계를 ClustalW프로그램()을 이용하여 조사한 결과 고구마 IbTIP1은 감마계열의 TIP 단백질을 암호화하는 것으로 추정된다(도 2a).The coding portion of sweet potato IbTIP1 showed the highest homology (84% amino acid) with TIP1; 2 of Minosa pudica and the gamma-TIPs group of Arabidopsis thaliana [At4g01470 (BlastX). AtTIP1; 3), At3g26520 (AtTIP1; 2), At2g36830 (AtTIP1; 1)] and showed high homology (74% -78% amino acids) (FIGS. 2A and 2B). The soft relationship between the amino acid sequence of the putative protein of sweet potato IbTIP1 and the membrane endogenous protein (MIP) of Arabidopsis is investigated by using the ClustalW program (). ).

<실시예 2> 고구마 조직별 <Example 2> by sweet potato tissue IbTIP1IbTIP1 유전자의 발현분석 Gene expression analysis

건조 처리한 고구마 뿌리로부터 분리한 본 발명의 고구마 수분 전달 통로 단백질 유전자 IbTIP1의 조직별 발현양상을 분석하기 위해 RT-PCR을 수행하였다. CTAB 방법(Kim and Hamada 2005)으로 고구마 조직(잎, 줄기, 실뿌리, 굵은 뿌리, 저장뿌리)으로부터 전체 RNA를 추출한 후 총 RNA 2.5 ㅅg을 사용하여 ImPro-H Reverse Transcription System cDNA 합성키트(Promega사)를 이용하여 cDNA를 합성하였다. IbTIP1 유전자 특이적 프라이머를 사용하여 Ex-Taq DNA 중합효소(TaKaRa사)를 사용하여 IbTIP1 유전자의 발현양상을 조사하였다. IbTIP1의 특이적인 프라이머로는 염기서열 (Forward: 5'-GTCACGTAAACCCTGCTGTCAC-3': 서열번호 4) 및 (Reverse: 5'-GCTAGAATGTTGGCACCCACTA-3': 서열번호 5)를 사용하였다. RT-PCR was performed to analyze the tissue-specific expression patterns of the sweet potato water transfer pathway protein gene IbTIP1 isolated from the dried sweet potato root. Extraction of total RNA from sweet potato tissues (leaf, stem, root, coarse root, storage root) by CTAB method (Kim and Hamada 2005), and ImPro-H Reverse Transcription System cDNA synthesis kit (Promega) CDNA was synthesized. The expression pattern of IbTIP1 gene was investigated using Ex-Taq DNA polymerase (TaKaRa) using IbTIP1 gene specific primer. Specific primers of IbTIP1 include the nucleotide sequence (Forward: 5'-GTCACGTAAACCCTGCTGTCAC-3 ': SEQ ID NO: 4). And (Reverse: 5'-GCTAGAATGTTGGCACCCACTA-3 ': SEQ ID NO: 5).

그 결과 IbTIP1 유전자는 실뿌리(fibrous root)에서 강하게 발현되었으며 굵은 뿌리(thick pigmented root), 저장뿌리(tuberous root) 조직에서도 발현되었다. 하지만 잎(leaf)과 줄기(stem) 조직에서는 매우 약하게 발현되는 양상을 보였다(도 3).As a result, IbTIP1 gene was strongly expressed in fibrous root and also in thick pigmented root and tuberous root tissue. However, leaf and stem tissues were very weakly expressed (FIG. 3).

따라서 건조처리 고구마 뿌리 조직에서 분리한 본 발명의 IbTIP1 유전자는 뿌리 특이적 특히, 실뿌리 특이적으로 발현되는 유전자임을 알 수 있었다. Therefore, the IbTIP1 gene of the present invention isolated from the dried sweet potato root tissues was found to be a gene that is specifically expressed in root-specific, in particular, root-root.

<실시예 3> 건조처리 및 호르몬 처리에 의한 Example 3 Drying and Hormone Treatment IbTIP1IbTIP1 유전자의 발현분석 Gene expression analysis

본 발명의 IbTIP1 유전자가 건조처리에 의해 반응하는 정도를 분석하기위해 고구마의 잎과 실뿌리 조직을 시간대별(0, 1, 2, 4, 8, 16, 24 시간)로 건조처리 한 후에 상기 실시예 2에서 수행한 방법으로 RNA를 분리한 후 cDNA를 각각 합성하였다. Accel Taq Premix 키트(Genedocs사)를 사용하여 상기 실시예 2에서 사용한 IbTIP1 유전자 특이적 프라이머로 RT-PCR를 수행하였다. In order to analyze the degree to which the IbTIP1 gene of the present invention reacts by drying treatment, the leaves and thread root tissues of sweet potato were dried by time zones (0, 1, 2, 4, 8, 16, 24 hours), and the above example. RNA was isolated by the method performed in step 2, and cDNA was synthesized, respectively. RT-PCR was performed with the IbTIP1 gene specific primer used in Example 2 using the Accel Taq Premix kit (Genedocs).

그 결과 IbTIP1 유전자는 잎조직에서 건조처리 후 1시간부터 점진적으로 증가하여 4-8시간에 발현 정점을 보였고 그 이후에는 감소하는 양상을 나타내었다(도 4a). 반면에 실뿌리 조직에서는 건조처리에 의한 IbTIP1의 발현량의 증감이 관찰되지 않았다. 이는 정상상태에서 IbTIP1 유전자의 발현량이 높기 때문인 것으로 추측된다.As a result, the IbTIP1 gene gradually increased from 1 hour after drying in the leaf tissues, and showed an expression peak at 4-8 hours, and thereafter decreased (Fig. 4a). On the other hand, no increase or decrease in the expression level of IbTIP1 was observed in dry root tissues. This is presumably due to the high expression level of IbTIP1 gene in the steady state.

일반적으로 건조 스트레스하에서는 식물호르몬인 앱시스산(ABA)의 양이 증가되며 앱시스산이 건조에 대응하여 식물의 기공 개폐를 조절하는 것으로 알려져 있다. 그래서 건조처리에 반응한 IbTIP1 유전자가 앱시스산 처리에 의해서도 발현량이 증가하는 지를 관찰하기 위해 고구마의 잎과 실뿌리 조직을 앱시스산(100 ㅅM)을 시간대별(0, 12, 24, 36, 48 시간)로 처리한 후 상기와 동일한 방법으로 RNA를 추출하고 cDNA를 합성하였으며 RT-PCR을 수행하였다. In general, under dry stress, the amount of plant hormone abscis acid (ABA) increases, and it is known that abscis acid controls the pore opening and closing of plants in response to drying. In order to observe whether the IbTIP1 gene in response to drying treatment increased the expression level even by abscitic acid treatment, the leaf and silt tissues of sweet potato were treated with abscisic acid (100 μM) for each hour (0, 12, 24, 36, 48 hours). RNA was extracted in the same manner as above, cDNA was synthesized, and RT-PCR was performed.

그 결과 잎조직에서 앱시스산 처리 후 12시간부터 증가하여 36시간에 발현 정점을 보이고 그 이 후에는 감소하는 양상을 나타내었다. 반면에 실뿌리 조직에서는 이러한 발현량의 변화가 보이지 않았다(도 4b). 이것 또한 정상상태에서 IbTIP1 유전자의 발현량이 높기 때문인 것으로 생각된다.As a result, after peak treatment in the leaf tissues increased from 12 hours to 36 hours, the expression peaked, and then decreased. On the other hand, there was no change in the expression level in the roots tissue (Fig. 4b). This is also considered to be due to the high expression level of IbTIP1 gene in steady state.

<실시예 4> <Example 4> IbTIP1IbTIP1 유전자의 서던 블롯 분석 Southern blot analysis of genes

본 발명의 IbTIP1 유전자의 고구마 게놈내의 존재 및 다른 상동성 유전자의 존재 여부를 관찰하기 위하여 서던 블롯 분석(Southern blot analysis)을 실시하였다. CTAB 방법으로 고구마 잎으로부터 게놈 DNA를 분리, 정제한 후 EcoRI, HindII, HindIII, XbaI으로 절단하였다. 절단된 게놈 DNA를 전기영동한 후 IbTIP1 cDNA의 C-말단의 HindII 절편 (463 bp)을 32P방사성 동위원소로 표지한 탐침자를 사용하여 서던 블롯을 수행하였다.Southern blot analysis was performed to observe the presence of the IbTIP1 gene in the sweet potato genome and other homologous genes of the present invention. Genomic DNA was isolated and purified from sweet potato leaves by CTAB method, and then digested with EcoRI, HindII, HindIII, and XbaI. After electrophoresis of the cleaved genomic DNA, Southern blots were performed using a probe labeled C-terminal HindII fragment (463 bp) of IbTIP1 cDNA with 32 P radioisotopes.

그 결과 각 절편들에서 IbTIP1의 탐침자와 결합하는 DNA 밴드가 2개 이상으로 나타나는 것으로 보아 본 발명의 IbTIP1 유전자는 고구마 게놈 상에서 다수의 군(family)으로 존재하고 있음을 알 수 있었다(도 5). As a result Since two or more DNA bands appear to bind to the probe of IbTIP1 in each fragment, it can be seen that the IbTIP1 gene of the present invention exists in a large number of families on the sweet potato genome (FIG. 5).

<실시예 5> <Example 5> IbTIP1IbTIP1 유전자의 상단 5' 조절 프로모터 영역 분리 및 염기서열 분석 Isolation and Sequencing of Top 5 'Regulatory Promoter Regions of Genes

게놈워커(GenomeWalker) 키트(Clontech사)를 이용하여 제조사의 지침에 따라 고구마 수분 전달 통로 단백질(water channel) 유전자인 아쿠아포린계에 속하는 IbTIP1 유전자의 프로모터영역을 분리하였다. 통상의 방법으로 분리한 고구마 게놈 DNA 2.5 ㅅg을 제한효소 EcoRV, DraI, PvuII, StuI으로 절단한 후 페놀/클로로포름과 에탄올을 이용하여 절단한 게놈 DNA를 정제하였다. 이렇게 정제된 게놈 DNA에 상기 키트에서 제공하는 어댑터를 DNA 연결효소(ligase)를 이용하여 결합시킴으로써 게놈워킹을 위한 게놈 라이브러리를 제작하였다.Using a GenomeWalker kit (Clontech), the promoter region of the IbTIP1 gene belonging to the aquaporin family, which is a sweet potato water channel gene (water channel) gene, was isolated according to the manufacturer's instructions. 2.5 μg of sweet potato genomic DNA isolated by a conventional method was digested with restriction enzymes EcoRV, DraI, PvuII, StuI, and purified by digestion with phenol / chloroform and ethanol. The genomic library for genome working was prepared by binding the adapter provided in the kit to the purified genomic DNA using a DNA ligase.

이들 라이브러리를 이용하여 게놈 PCR 방법으로 IbTIP1 게놈 DNA를 확보하였는데, 먼저 분리한 수분 전달 통로 단백질 유전자 IbTIP1 cDNA의 5'-말단의 염기서열 정보를 바탕으로 제작한 서열번호 6으로 기재되는 GSP1 프라이머 (gTIP1-r1: 5'-CGAGGTAGCCTCACCCACGCTTCCAAT-3') 및 키트에서 제공하는 서열번호 7의 어댑터 프라이머 AP1(5'-GTAATACGACTCACTATAGGGC-3')을 이용하고, 상기 게놈 라이브러리 DNA를 주형으로 사용하여 게놈 PCR을 수행하였다. PCR 반응은 94℃에서 25초 및 72℃에서 3분 동안 7회 반응하였고, 94℃에서 25초 및 67℃에서 3분 동안 32회 반복 수행하였다. 그리고 최종으로 67℃에서 7분 동안 증폭하였다. PCR 반응 후 반응물의 일부를 전기영동하여 확인하였으며 (도 6), 1차 PCR의 반응물을 50배 희석한 후, 고구마 수분 전달 통로 단백질 유전자 IbTIP1 cDNA의 5'-말단의 염기서열 정보를 바탕으로 제작한 서열번호 8의 GSP2 프라이머 (gTIP1-Bgl-r2: 5'-AGATCTGCGATTCTCGGAACTGCCATTTTACAA-3') 및 키트에서 제공하는 서열번호 9의 어댑터 프라이머 AP2(5'-ACTATAGGGCACGCGTGGT-3')을 이용하여 PCR을 반복 수행하였다. 이때의 PCR 조건은 다음과 같다. 94℃에서 25초 및 72℃에서 3분 동안 5회 반응하였고, 94℃에서 25초 및 67℃에서 3분 동안 20회 반복한 후 최종으로 67℃에서 7분 동안 증폭하였다. 반응물의 일부를 전기영동하여 반응산물을 확인하였다(도 6). DraI과 StuI 게놈 라이브러리로부터 크기가 다른 두 종류의 PCR 산물을 PCR2.1-TOPO 벡터(Invitrogen사) 및 pGEM-T Easy 벡터(Promega사)에 클로닝하고 염기서열을 분석하였다. Using these libraries, IbTIP1 genomic DNA was obtained by genomic PCR. The GSP1 primer (gTIP1) described in SEQ ID NO: 6 prepared based on the 5'-terminal sequence information of the isolated water transfer pathway protein gene IbTIP1 cDNA. -r1: 5'-CGAGGTAGCCTCACCCACGCTTCCAAT-3 ') and adapter primer AP1 (5'-GTAATACGACTCACTATAGGGC-3') provided in the kit were used, and genomic PCR was performed using the genomic library DNA as a template. . The PCR reaction was performed 7 times for 25 seconds at 94 ° C. and 3 minutes at 72 ° C., and was repeated 32 times for 25 seconds at 94 ° C. and 3 minutes at 67 ° C. And finally amplified for 7 minutes at 67 ℃. After the PCR reaction, a part of the reaction was confirmed by electrophoresis (FIG. 6). After diluting the reaction of the primary PCR by 50-fold, the 5'-terminal sequence information of the sweet potato water transfer pathway protein gene IbTIP1 cDNA was prepared. PCR was repeated using one GSP2 primer of SEQ ID NO. It was. PCR conditions at this time are as follows. The reaction was performed 5 times for 25 minutes at 94 ° C. and 3 minutes at 72 ° C., 20 times for 25 seconds at 94 ° C. and 3 minutes at 67 ° C., and finally amplified at 67 ° C. for 7 minutes. A portion of the reaction was electrophoresed to confirm the reaction product (FIG. 6). Two different PCR products from the DraI and StuI genome libraries were cloned into PCR2.1-TOPO vector (Invitrogen) and pGEM-T Easy vector (Promega) and sequenced.

이렇게 염기서열을 결정하여 IbTIP1 유전자의 5'-상위(upstream) 염기서열을 확보하고 게놈 유전자 서열을 'IbTIP1p_3.4' 프로모터 및 'IbTIP1p_1.0'프로모터로 각각 명명하였다. 고구마 게놈 라이브러리로부터 분리한 IbTIP1 프로모터는 전체길이가 번역개시 부위로부터 상단으로 각각 3,400 bp와 914 bp 이었다. 염기서열 분석을 통해 이들 두개의 프로모터 염기서열은 같은 종류의 것으로 판단된다. 이 프로모터 염기서열들은 IbTIP1 cDNA의 5'-비번역부위(UTR)의 염기서열과 완전히 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 이들 중에서 전체길이가 3,400 bp에 해당하는 IbTIP1p_3.4 클론을 SpeI-BglII 제한효소로 서브클로닝하여 이를 IbTIP1p_1.6 (1,597 bp 크기)으로 명명하였다(도 7).Thus, the nucleotide sequence was determined to obtain the 5'-upstream nucleotide sequence of the IbTIP1 gene, and the genomic gene sequence was named ' IbTIP1p_3.4 ' promoter and ' IbTIP1p_1.0 ' promoter, respectively. The IbTIP1 promoters isolated from the sweet potato genomic library were 3,400 bp and 914 bp in length, respectively, from the translation start site to the top. Through sequencing, these two promoter sequences are considered to be of the same kind. These promoter sequences were found to completely match the nucleotide sequence of the 5'-untranslated region (UTR) of IbTIP1 cDNA. Among them, IbTIP1p_3.4 clone corresponding to 3,400 bp in total length was subcloned with SpeI-BglII restriction enzyme and named as IbTIP1p_1.6 (1,597 bp size) (FIG. 7).

<실시예 6> <Example 6> IbTIP1IbTIP1 유전자의 프로모터 내 시스-활성조절인자(cis-acting element) 분석 Analysis of cis-acting elements in promoters of genes

본 발명의 IbTIP1 유전자 프로모터는 IbTIP1p_1.6의 번역개시점의 상단으로부터 -1,597 bp까지의 영역에 해당하는 염기서열로 구성된다(도 7). IbTIP1p_1.6 프로모터의 염기서열 상의 특성을 시스-활성조절인자 분석 프로그램인 PLACE 데이터베이스 (www.dna.affrc.go.jp/PLACE/signalup.html)을 이용하여 분석하였다.The IbTIP1 gene promoter of the present invention consists of a nucleotide sequence corresponding to a region from the top of the start of translation of IbTIP1p_1.6 up to -1,597 bp (FIG. 7). The nucleotide sequence of the IbTIP1p_1.6 promoter was analyzed using the PLACE database (www.dna.affrc.go.jp/PLACE/signalup.html), a cis-activator analysis program.

프로모터의 염기서열 분석결과, IbTIP1p_1.6 프로모터는 다양한 진핵생물 프로모터의 조절인자 부위를 가지고 있음을 확인하였다. 전사 개시를 위한 TATA-박스가 -115~-106 위치에 그리고 CAAT-박스는 -155~-152 위치에 존재하였다. 전사조절 단백질의 결합부위로서 앱시스산(ABA)에 반응하는 중요인자로 알려진 ABRE의 공통서열(consensus sequence)인 ACGTG 서열이 -208~-204 및 -196~-191 두 위치에 반 복적으로 존재하며 역방향으로 -196~-191 위치에도 존재하였다. 앱시스산(ABA)의 신호전달과정 및 건조스트레스에 반응하는 MYB 단백질이 결합하는 MYB-인식자리 공통서열(CNGTTR 혹은 C/TAACG/TG)이 -1577~-1572, -1406~-1401(역방향), -1398~-1393, -470~-465, -468~-462(역방향) 위치에서 다수존재 하였다. 또한 건조에 반응하는 MYC 단백질이 결합하는 MYC-인식자리 공통서열(CANNTG)이 -926~-921 및 -149~-144 위치에서 발견되었다. 건조 스트레스 및 저온에 반응하는 DREB1/CBF 단백질이 결합하는 자리인 DRE/CRT(dehydration-responsive element/C-repeat)-인자의 공통염기서열(G/ACCGAC)이 -332~-327 위치에서 발견되었다. 또한, 병저항성에 중요한 역할을 하는 WRKY 단백질이 결합하는 W-박스(TTGAC)의 염기서열이 -1236~-1232, -738~-734(역방향), -672~-668, -648~-644 위치에서 다수가 존재하였다. 식물체 내의 신호전달물질인 지베렐린(gibberellin, GA)에 의해 발현이 조절되는 GARE-인자의 공통염기서열(TAACAGA)이 -431~-425 및 -371~-365 위치에서 발견되었다. 또한, 뿌리발현과 관련된 ACGT-모티프(motif)인 GCCACGTGGC 서열도 -198~-189 위치에서 발견되었다. 이 밖에도 빛에 반응하는 인자로 알려진 GT1-박스(GGTTAA)도 다수가 발견되었다(도 7).As a result of sequencing of the promoter, it was confirmed that the IbTIP1p_1.6 promoter has regulatory region of various eukaryotic promoters. The TATA-box for transcription initiation was in the -115--106 position and the CAAT-box was in the -155--152 position. ACGTG sequence, which is a consensus sequence of ABRE, known as an important factor responding to Absic acid (ABA) as a binding site of transcriptional regulator protein, is repeatedly present in two positions -208 ~ -204 and -196 ~ -191. It was also in the -196--191 position in the reverse direction. MYB-recognition site common sequence (CNGTTR or C / TAACG / TG) to which MYB protein responds to signal transduction process and dry stress of absic acid (ABA) is -1577 ~ -1572, -1406 ~ -1401 (reverse direction) , -1398 ~ -1393, -470 ~ -465, -468 ~ -462 (reverse direction). In addition, the MYC-identical consensus sequence (CANNTG) to which the MYC protein reacted with drying was found at the positions -926 ~ -921 and -149 ~ -144. A common sequence of dehydration-responsive element / C-repeat (DRE / CRT) -factor (G / ACCGAC), the site of binding of DREB1 / CBF protein in response to dry stress and low temperature, was found at -332 ~ -327 position . In addition, the nucleotide sequence of the W-box (TTGAC) to which WRKY protein plays an important role in disease resistance is -1236 ~ -1232, -738 ~ -734 (reverse direction), -672 ~ -668, -648 ~ -644 There were many at the location. GARE-factor common base sequence (TAACAGA), regulated by gibberellin (GA), a signaling agent in plants, was found at the positions -431--425 and -371--365. In addition, the GCCACGTGGC sequence, which is an ACGT-motif associated with root expression, was also found at -198-189. In addition, many GT1-boxes (GGTTAA), known as factors that react to light, were found (FIG. 7).

상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 IbTIP1p_1.6 프로모터에는 앱시스산 및 건조 스트레스에 반응하는 다양한 시스-활성인자들이 많이 존재하였으며 또한 식물 병저항성에 관련된 인자들도 다수 존재하였다. 또한, 뿌리발현과 관련된 인자의 존재로 보아 뿌리 특이적 발현 프로모터 연구에 유용하게 사용될 수 있으리라 본다. 특히, 건조 스트레스 반응 인자들을 많이 포함하고 있어 건조 스트레스에 대한 내성을 가지는 식물체 개발에 매우 유용하게 사용할 수 있을 것으로 본다.As described above, in the IbTIP1p_1.6 promoter of the present invention, there are many various cis-activators in response to absic acid and dry stress, and also many factors related to plant disease resistance. In addition, the presence of factors related to root expression may be useful for the study of root-specific expression promoters. In particular, since it contains a lot of dry stress response factors, it can be very useful for developing plants having resistance to dry stress.

도 1은 본 발명의 고구마 뿌리 유래 IbTIP1 유전자의 염기서열과 이로부터 추론한 아미노산 서열을 나타낸 도면이다. NPA는 아쿠아포린 단백질에 존재하는 아스파라긴-프롤린-알라닌 모티프이다. 1 is a diagram showing the nucleotide sequence of the sweet potato root-derived IbTIP1 gene of the present invention and the amino acid sequence deduced therefrom. NPA is an asparagine-proline-alanine motif present in aquaporin protein.

도 2a는 본 발명의 IbTIP1 유전자의 추론 단백질의 아미노산 서열과 애기장대의 막내재 단백질(MIP) 사이의 유연관계를 나타낸 도면이다. 여기서 PIP는 형질막 내인성 단백질(plasma membrane intrinsic protein), SIP는 작고 기본적인 내인성 단백질(small and basic intrinsic protein), NIP는 노듈린-26 유사 내인성 단백질(nodulin-26 like intrinsic protein)을 각각 나타낸다. Figure 2a is a view showing a flexible relationship between the amino acid sequence of the inferred protein of the IbTIP1 gene of the present invention and the membrane-mediated protein (MIP) of Arabidopsis. PIP is a plasma membrane intrinsic protein, SIP is a small and basic intrinsic protein, and NIP is a nodulin-26 like intrinsic protein.

도 2b는 본 발명의 IbTIP1 유전자의 추론 단백질의 아미노산 서열과 애기장대 식물의 TIP 유전자 아미노산 서열을 비교한 도면이다.Figure 2b is a view comparing the amino acid sequence of the inferred protein of the IbTIP1 gene of the present invention and the TIP gene amino acid sequence of Arabidopsis plants.

도 3은 고구마의 뿌리 사진과 고구마의 여러 조직에서 본 발명의 IbTIP1 유전자가 발현하는 양상을 RT-PCR 전기영동한 사진이다. L, leaf (잎); S, stem (줄기); Fr, fibrous root (실뿌리); Tp, thick pigmented root (굵은 뿌리); Tb, tuberous root (저장뿌리). Figure 3 is a picture of the root of the sweet potato and RT-PCR electrophoresis of the expression of the IbTIP1 gene of the present invention in various tissues of sweet potato. L, leaf; S, stem; Fr, fibrous root (root); Tp, thick pigmented root; Tb, tuberous root (storage root).

도 4는 고구마 잎과 실뿌리에 건조와 식물호르몬 ABA를 처리한 후 본 발명의 IbTIP1 유전자가 발현하는 양상을 RT-PCR 전기영동한 사진이다. Figure 4 is a photograph of RT-PCR electrophoresis of the expression of the IbTIP1 gene of the present invention after treatment with sweet potato leaves and roots dried and plant hormone ABA.

도 5는 본 발명의 IbTIP1 유전자가 고구마의 게놈상에 존재하는 것을 확인한 셔던블롯 사진이다.5 is a Sheridan blot photograph confirming that the IbTIP1 gene of the present invention exists on the genome of sweet potatoes.

도 6은 본 발명의 고구마 뿌리 유래 IbTIP1 유전자 프로모터 분리를 위한 게 놈워킹을 수행한 전기영동 사진이다. 2차 PCR을 통해 DraI과 StuI 게놈 라이브러리로부터 1.0 kb와 3.4 kb의 크기가 다른 두 종류의 PCR 산물을 얻었다. Figure 6 is an electrophoresis picture of genomic walking for isolation of IbTIP1 gene promoter derived from sweet potato root of the present invention. Secondary PCR yielded two different PCR products, 1.0 kb and 3.4 kb, from the DraI and StuI genome libraries.

도 7은 본 발명의 고구마 뿌리 유래 IbTIP1 유전자 프로모터의 염기서열을 나타낸 도면이다.Figure 7 shows the nucleotide sequence of the sweet potato root-derived IbTIP1 gene promoter of the present invention.

<110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology <120> IbTIP1 gene derived from a root of Ipomoea batatas and a promoter thereof <130> 7P-10-28 <160> 9 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 1065 <212> DNA <213> IbTIP1 gene derived from a root of Ipomoea batatas <400> 1 gagggcagta gtgcaactga actacgacta aattagtgtt aattatctgt ttagagttta 60 agagattttg taaatttgta aaatggcagt tccgagaatc gctattggaa gcgtgggtga 120 ggctacctcg ccggatgctc tcaaagccgc cgtggcggag ttcatttcta tgcttatatt 180 cgtcttcgcc ggctccggct ccggcatggc tttcaataag ctgacggata atggagcggc 240 cacccccgcc ggactcattt ctgcggcaat agcccacgct tttgcactct tcgtcgcagt 300 ttccgtcggc gccgacattt ccggcggtca cgtaaaccct gctgtcacat ttggcgcctt 360 cgtcggaggt cacatcaccc tcctcagaag tgttgtttat tggattgccc aattgctcgg 420 ctctgtcgtt gcttgcttgc tcctcaagtt tgccaccggt ggattggaaa caccagcatt 480 tggtctgtcg ggagtggggc cgtggaacgc ggtggttttc gagatagtga tgacattcgg 540 gctggtttac acggtgtatg ccaccgcggt tgacccgaag aagggcaaca ttgggatcat 600 tgccccgatc gccattggtt tcatagtggg tgccaacatt ctagccggcg gggccttcga 660 cggtgcatcg atgaaccccg cagtgtcctt cgggcctgcc gtggtgagct ggagctggga 720 gtgccactgg gtttactggc tcggcccgtt cttgggtgcc gccatcgccg ccttggtcta 780 ccaagtcatc ttcatttgcc agaacactca cgaacagctc cccaccacag attactaagg 840 atttccatct ctgtctgtat cattgtgcgc cggatcctaa ggggttcgag gatgttcgtt 900 ggtctttcgt tgtcttttcg atcttttgat tccccaatgt ttgtttcaag cttcttgctg 960 gctttgcctc ctccactgta aaagcatgta aaattattgt gtcttcttcc tgtttggaat 1020 caattgttga ctttcaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaa 1065 <210> 2 <211> 251 <212> PRT <213> IbTIP1 protein derived from a root of Ipomoea batatas <400> 2 Met Ala Val Pro Arg Ile Ala Ile Gly Ser Val Gly Glu Ala Thr Ser 1 5 10 15 Pro Asp Ala Leu Lys Ala Ala Val Ala Glu Phe Ile Ser Met Leu Ile 20 25 30 Phe Val Phe Ala Gly Ser Gly Ser Gly Met Ala Phe Asn Lys Leu Thr 35 40 45 Asp Asn Gly Ala Ala Thr Pro Ala Gly Leu Ile Ser Ala Ala Ile Ala 50 55 60 His Ala Phe Ala Leu Phe Val Ala Val Ser Val Gly Ala Asp Ile Ser 65 70 75 80 Gly Gly His Val Asn Pro Ala Val Thr Phe Gly Ala Phe Val Gly Gly 85 90 95 His Ile Thr Leu Leu Arg Ser Val Val Tyr Trp Ile Ala Gln Leu Leu 100 105 110 Gly Ser Val Val Ala Cys Leu Leu Leu Lys Phe Ala Thr Gly Gly Leu 115 120 125 Glu Thr Pro Ala Phe Gly Leu Ser Gly Val Gly Pro Trp Asn Ala Val 130 135 140 Val Phe Glu Ile Val Met Thr Phe Gly Leu Val Tyr Thr Val Tyr Ala 145 150 155 160 Thr Ala Val Asp Pro Lys Lys Gly Asn Ile Gly Ile Ile Ala Pro Ile 165 170 175 Ala Ile Gly Phe Ile Val Gly Ala Asn Ile Leu Ala Gly Gly Ala Phe 180 185 190 Asp Gly Ala Ser Met Asn Pro Ala Val Ser Phe Gly Pro Ala Val Val 195 200 205 Ser Trp Ser Trp Glu Cys His Trp Val Tyr Trp Leu Gly Pro Phe Leu 210 215 220 Gly Ala Ala Ile Ala Ala Leu Val Tyr Gln Val Ile Phe Ile Cys Gln 225 230 235 240 Asn Thr His Glu Gln Leu Pro Thr Thr Asp Tyr 245 250 <210> 3 <211> 1600 <212> DNA <213> Promoter of IbTIP1 gene derived from a root of Ipomoea batatas <400> 3 actagtatat attactcaac ccgttaccat ccccacaccc aattatccat acatgaattc 60 acaattaagg ttttcacatt tcaattcttt ccaaaactgg aaattttggt tggttagttt 120 gtaaaatgga taagctgaaa cgtagggata ttctcatatt ctctgtagaa aaagtctaag 180 caaggagaac acaactgatc tgttatctgt acattgcaaa caaaaaggaa atttgtccct 240 ttagccgtcc aaagcaattt aattagtaaa catataacat aaacaaagca tgtccaacta 300 ctgagctgat taaaatttaa ttaatggtac tctaaaacaa tataaataat tcccttaaat 360 tttgacatat ttgcttcttg ggcaaaaagt gcattggatt attattgagg gattagtttg 420 ctaatcactt tttaaatttt taaataaatt tgtgtatatt tattagtggt gtagcaccaa 480 gtccactacc tgccacggtg cactctcaat attttatttg gcactaacaa ctcaattatc 540 gttgttaaat tgtgattaag taatgacaca tcaccaccta gattatttta aagttttgat 600 tagccaccat cttccctctc tcttttaaac aaacaaaaat tttgtggcta tggttttctt 660 gcctgcacct acatttgttc tttactttaa ataaacattt agagttacat aggaattgat 720 gtatagttaa attactgaat tgtcttgtag atctaacaac attcagaata atttctacca 780 tgggaattga tttggcaata ttgattttgt aaccatgcaa aacagcaaaa gattctaaat 840 ttgactcctc atgaaaactg tcaattggcc ttttagtttg aactggttaa ttagttatat 900 gggcactatg cacagaattc taagtttgac tcctcatgaa aactgccaat tgaccttttt 960 agtttgaacc ggttaactag ctatggacaa acttggctgg ttcgactcat cattagttac 1020 attgtagccc acccataatg atttttatgg gtggactacg atgattttta tgagggcatg 1080 caaaatttgc aattgggtgg aaaaaaaagt ttatattttt gtttaatcgg ttagtttcac 1140 tgaaaacatg tttctaatat catttttaac agacctgttt ttatggctct tcaattcttc 1200 atgtacgtaa gataaaacag taactgtaac agaagtctct attagacata cctcaccata 1260 aggtggtcgg tcgattaaat taaatttgtg agcaatgatt gagaggatgg gccccataat 1320 tttcctactt tatgttttac cggtttcact tttcatatat catcgcatcc atggtggatg 1380 cctatcatca cgttcattgc cacgtggccg tgtcgtagaa aattggaggc tagccaacca 1440 ggcaattaca agtggctcct tcatcatccg ctccttcggg tactataaat acgtgcccgt 1500 gaatacgagg aagaacaggg cagtagtgca actgaactac gactaaatta gtgttaatta 1560 tctgtttaga gtttaagaga ttttgtaaat ttgtaaaatg 1600 <210> 4 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer for IbTIP1 <400> 4 gtcacgtaaa ccctgctgtc ac 22 <210> 5 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer for IbTIP1 <400> 5 gctagaatgt tggcacccac ta 22 <210> 6 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GSP1 primer <400> 6 cgaggtagcc tcacccacgc ttccaat 27 <210> 7 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> AP1 primer <400> 7 gtaatacgac tcactatagg gc 22 <210> 8 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GSP2 primer <400> 8 agatctgcga ttctcggaac tgccatttta caa 33 <210> 9 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> AP2 primer <400> 9 actatagggc acgcgtggt 19 <110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology <120> IbTIP1 gene derived from a root of Ipomoea batatas and a promoter          about <130> 7P-10-28 <160> 9 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 1065 <212> DNA <213> IbTIP1 gene derived from a root of Ipomoea batatas <400> 1 gagggcagta gtgcaactga actacgacta aattagtgtt aattatctgt ttagagttta 60 agagattttg taaatttgta aaatggcagt tccgagaatc gctattggaa gcgtgggtga 120 ggctacctcg ccggatgctc tcaaagccgc cgtggcggag ttcatttcta tgcttatatt 180 cgtcttcgcc ggctccggct ccggcatggc tttcaataag ctgacggata atggagcggc 240 cacccccgcc ggactcattt ctgcggcaat agcccacgct tttgcactct tcgtcgcagt 300 ttccgtcggc gccgacattt ccggcggtca cgtaaaccct gctgtcacat ttggcgcctt 360 cgtcggaggt cacatcaccc tcctcagaag tgttgtttat tggattgccc aattgctcgg 420 ctctgtcgtt gcttgcttgc tcctcaagtt tgccaccggt ggattggaaa caccagcatt 480 tggtctgtcg ggagtggggc cgtggaacgc ggtggttttc gagatagtga tgacattcgg 540 gctggtttac acggtgtatg ccaccgcggt tgacccgaag aagggcaaca ttgggatcat 600 tgccccgatc gccattggtt tcatagtggg tgccaacatt ctagccggcg gggccttcga 660 cggtgcatcg atgaaccccg cagtgtcctt cgggcctgcc gtggtgagct ggagctggga 720 gtgccactgg gtttactggc tcggcccgtt cttgggtgcc gccatcgccg ccttggtcta 780 ccaagtcatc ttcatttgcc agaacactca cgaacagctc cccaccacag attactaagg 840 atttccatct ctgtctgtat cattgtgcgc cggatcctaa ggggttcgag gatgttcgtt 900 ggtctttcgt tgtcttttcg atcttttgat tccccaatgt ttgtttcaag cttcttgctg 960 gctttgcctc ctccactgta aaagcatgta aaattattgt gtcttcttcc tgtttggaat 1020 caattgttga ctttcaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaa 1065 <210> 2 <211> 251 <212> PRT <213> IbTIP1 protein derived from a root of Ipomoea batatas <400> 2 Met Ala Val Pro Arg Ile Ala Ile Gly Ser Val Gly Glu Ala Thr Ser   1 5 10 15 Pro Asp Ala Leu Lys Ala Ala Val Ala Glu Phe Ile Ser Met Leu Ile              20 25 30 Phe Val Phe Ala Gly Ser Gly Ser Gly Met Ala Phe Asn Lys Leu Thr          35 40 45 Asp Asn Gly Ala Ala Thr Pro Ala Gly Leu Ile Ser Ala Ala Ile Ala      50 55 60 His Ala Phe Ala Leu Phe Val Ala Val Ser Val Gly Ala Asp Ile Ser  65 70 75 80 Gly Gly His Val Asn Pro Ala Val Thr Phe Gly Ala Phe Val Gly Gly                  85 90 95 His Ile Thr Leu Leu Arg Ser Val Val Tyr Trp Ile Ala Gln Leu Leu             100 105 110 Gly Ser Val Val Ala Cys Leu Leu Leu Lys Phe Ala Thr Gly Gly Leu         115 120 125 Glu Thr Pro Ala Phe Gly Leu Ser Gly Val Gly Pro Trp Asn Ala Val     130 135 140 Val Phe Glu Ile Val Met Thr Phe Gly Leu Val Tyr Thr Val Tyr Ala 145 150 155 160 Thr Ala Val Asp Pro Lys Lys Gly Asn Ile Gly Ile Ile Ala Pro Ile                 165 170 175 Ala Ile Gly Phe Ile Val Gly Ala Asn Ile Leu Ala Gly Gly Ala Phe             180 185 190 Asp Gly Ala Ser Met Asn Pro Ala Val Ser Phe Gly Pro Ala Val Val         195 200 205 Ser Trp Ser Trp Glu Cys His Trp Val Tyr Trp Leu Gly Pro Phe Leu     210 215 220 Gly Ala Ala Ile Ala Ala Leu Val Tyr Gln Val Ile Phe Ile Cys Gln 225 230 235 240 Asn Thr His Glu Gln Leu Pro Thr Thr Asp Tyr                 245 250 <210> 3 <211> 1600 <212> DNA <213> Promoter of IbTIP1 gene derived from a root of Ipomoea batatas <400> 3 actagtatat attactcaac ccgttaccat ccccacaccc aattatccat acatgaattc 60 acaattaagg ttttcacatt tcaattcttt ccaaaactgg aaattttggt tggttagttt 120 gtaaaatgga taagctgaaa cgtagggata ttctcatatt ctctgtagaa aaagtctaag 180 caaggagaac acaactgatc tgttatctgt acattgcaaa caaaaaggaa atttgtccct 240 ttagccgtcc aaagcaattt aattagtaaa catataacat aaacaaagca tgtccaacta 300 ctgagctgat taaaatttaa ttaatggtac tctaaaacaa tataaataat tcccttaaat 360 tttgacatat ttgcttcttg ggcaaaaagt gcattggatt attattgagg gattagtttg 420 ctaatcactt tttaaatttt taaataaatt tgtgtatatt tattagtggt gtagcaccaa 480 gtccactacc tgccacggtg cactctcaat attttatttg gcactaacaa ctcaattatc 540 gttgttaaat tgtgattaag taatgacaca tcaccaccta gattatttta aagttttgat 600 tagccaccat cttccctctc tcttttaaac aaacaaaaat tttgtggcta tggttttctt 660 gcctgcacct acatttgttc tttactttaa ataaacattt agagttacat aggaattgat 720 gtatagttaa attactgaat tgtcttgtag atctaacaac attcagaata atttctacca 780 tgggaattga tttggcaata ttgattttgt aaccatgcaa aacagcaaaa gattctaaat 840 ttgactcctc atgaaaactg tcaattggcc ttttagtttg aactggttaa ttagttatat 900 gggcactatg cacagaattc taagtttgac tcctcatgaa aactgccaat tgaccttttt 960 agtttgaacc ggttaactag ctatggacaa acttggctgg ttcgactcat cattagttac 1020 attgtagccc acccataatg atttttatgg gtggactacg atgattttta tgagggcatg 1080 caaaatttgc aattgggtgg aaaaaaaagt ttatattttt gtttaatcgg ttagtttcac 1140 tgaaaacatg tttctaatat catttttaac agacctgttt ttatggctct tcaattcttc 1200 atgtacgtaa gataaaacag taactgtaac agaagtctct attagacata cctcaccata 1260 aggtggtcgg tcgattaaat taaatttgtg agcaatgatt gagaggatgg gccccataat 1320 tttcctactt tatgttttac cggtttcact tttcatatat catcgcatcc atggtggatg 1380 cctatcatca cgttcattgc cacgtggccg tgtcgtagaa aattggaggc tagccaacca 1440 ggcaattaca agtggctcct tcatcatccg ctccttcggg tactataaat acgtgcccgt 1500 gaatacgagg aagaacaggg cagtagtgca actgaactac gactaaatta gtgttaatta 1560 tctgtttaga gtttaagaga ttttgtaaat ttgtaaaatg 1600 <210> 4 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer for IbTIP1 <400> 4 gtcacgtaaa ccctgctgtc ac 22 <210> 5 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer for IbTIP1 <400> 5 gctagaatgt tggcacccac ta 22 <210> 6 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GSP1 primer <400> 6 cgaggtagcc tcacccacgc ttccaat 27 <210> 7 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> AP1 primer <400> 7 gtaatacgac tcactatagg gc 22 <210> 8 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GSP2 primer <400> 8 agatctgcga ttctcggaac tgccatttta caa 33 <210> 9 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> AP2 primer <400> 9 actatagggc acgcgtggt 19  

Claims (19)

서열번호 2로 기재되는 아미노산 서열을 가지는 것을 특징으로 하는 고구마 유래 IbTIP1 단백질. A sweet potato-derived IbTIP1 protein having an amino acid sequence as set forth in SEQ ID NO: 2 . 제 1항의 IbTIP1 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드. A polynucleotide encoding the IbTIP1 protein of claim 1. 청구항 2에 있어서, 서열번호 1로 기재되는 염기서열을 가지는 것을 특징으로 하는 폴리뉴클레오티드. The polynucleotide according to claim 2, which has a nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 . 청구항 2에 있어서, 뿌리에서 고발현되는 것을 특징으로 하는 폴리뉴클레오티드. The polynucleotide of claim 2, wherein the polynucleotide is highly expressed in roots. 제 2항의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터.A vector comprising the polynucleotide of claim 2. 제 5항의 벡터로 형질 전환된 형질전환체. A transformant transformed with the vector of claim 5. 서열번호 3으로 기재되는 염기서열의 전부 또는 일부를 포함하는 실뿌리 특이적 유전자 발현을 유도하는 프로모터 활성을 나타내는 폴리뉴클레오티드. A polynucleotide showing a promoter activity for inducing expression of a root-root specific gene comprising all or part of the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3 . 청구항 7에 있어서, 상기 프로모터 활성이 건조, 앱시스산, 저온, 빛 또는 식물 병에 의해 유도되는 폴리뉴클레오티드. The polynucleotide of claim 7, wherein said promoter activity is induced by drying, abscidic acid, low temperature, light or plant disease. 청구항 7에 있어서, TATA 박스, CAAT 박스, ABRE의 공통서열인 ACGTG, MYB 인식자리 공통서열인 CNGTTR 또는 C/TAACG/TG, MYC 인식자리 공통서열인 CANNTG, DRE/CRT 인자의 공통서열인 G/ACCGAC, W-박스, GARE 인자의 공통염기서열인 TAACAGA, ACGT-모티프인 GCCACGTGGC 및 GT1-박스인 GGTTAA 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리뉴클레오티드. The method according to claim 7, wherein the GATA which is the common sequence of the ACGTG which is a common sequence of the TATA box, the CAAT box, and the ABRE, the CNGTTR which is the common sequence of MYB recognition sites, or the CANNTG which is the common sequence of the C / TAACG / TG and MYC recognition sites, the DRE / CRT factor A polynucleotide comprising ACCGAC, W-box, TAACAGA which is a common base sequence of GARE factor, GCCACGTGGC which is an ACGT-motif, and GGTTAA sequence which is a GT1-box. 제 7항의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터.A vector comprising the polynucleotide of claim 7. 제 10항의 벡터로 형질 전환된 형질전환체. A transformant transformed with the vector of claim 10. 1) 제 7항의 폴리뉴클레오티드 및 상기 폴리뉴클레오티드와 작동가능하게 연결된 외래단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드로 이루어지는 유전자 컨스트럭트를 포함하는 발현벡터를 제조하는 단계;1) preparing an expression vector comprising a gene construct comprising the polynucleotide of claim 7 and a polynucleotide encoding a foreign protein operably linked with the polynucleotide; 2) 숙주세포에 상기 발현벡터를 도입하는 단계; 및2) introducing the expression vector into a host cell; And 3) 상기 발현벡터가 도입된 형질전환체를 선별하는 단계를 포함하는 스트레스하에서 외래단백질의 생산을 유도할 수 있는 형질전환체의 제조방법. 3) A method for producing a transformant capable of inducing the production of a foreign protein under stress comprising the step of selecting a transformant introduced with the expression vector. 청구항 12에 있어서, 상기 스트레스는 건조, 앱시스산, 저온, 빛 또는 식물 병에 의해 유도되는 것을 특징으로 하는 형질전환체의 제조방법. The method of claim 12, wherein the stress is induced by drying, abscidic acid, low temperature, light or plant disease. 청구항 12에 있어서, 상기 외래단백질은 약리효과를 발휘하는 단백질 또는 형질전환체에 스트레스에 대한 내성을 부여하는 단백질인 것을 특징으로 하는 형질전환체의 제조방법. The method according to claim 12, wherein the foreign protein is a method for producing a transformant, characterized in that the protein that confers stress resistance to a protein or transformant exhibiting a pharmacological effect. 청구항 12에 있어서, 상기 단계 2)의 숙주세포는 식물세포, 동물세포 및 미생물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 형질전환체의 제조방법. The method of claim 12, wherein the host cell of step 2) is selected from the group consisting of plant cells, animal cells and microorganisms. 청구항 12에 있어서, 상기 형질전환체는 미생물, 식물세포, 식물체 및 이로부터 유래된 캘러스로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 형질전환체의 제조방법. The method of claim 12, wherein the transformant is selected from the group consisting of microorganisms, plant cells, plants, and callus derived therefrom. 1) 제 7항의 폴리뉴클레오티드 및 상기 폴리뉴클레오티드와 작동가능하게 연결된 외래단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드로 이루어지는 유전자 컨스트럭트를 포함하는 발현벡터를 제조하는 단계;1) preparing an expression vector comprising a gene construct comprising the polynucleotide of claim 7 and a polynucleotide encoding a foreign protein operably linked with the polynucleotide; 2) 숙주 식물세포에 상기 발현벡터를 도입하는 단계; 2) introducing the expression vector into a host plant cell; 3) 상기 발현벡터가 도입된 형질전환 식물세포를 선별하는 단계;3) selecting a transgenic plant cell into which the expression vector is introduced; 4) 상기 형질전환 식물세포의 발아를 유도하여 캘러스를 제조하는 단계;4) preparing a callus by inducing germination of the transgenic plant cells; 5) 상기 캘러스의 분화를 유도하여 형질전환 식물체를 제조하는 단계; 및5) preparing a transgenic plant by inducing differentiation of the callus; And 6) 상기 형질전환 식물체를 재배하는 단계를 포함하는 외래단백질을 뿌리에서 고발현시키는 방법. 6) A method for high expression of the foreign protein in the root comprising the step of culturing the transgenic plant. 청구항 17에 있어서, 상기 식물세포는 십자화과, 가지과, 장미과 및 메꽃과에 속하는 식물로 구성된 군으로부터 선택되는 식물로부터 유래하는 것을 특징으로 하는 외래단백질을 뿌리에서 고발현시키는 방법. 18. The method of claim 17, wherein the plant cell is derived from a plant selected from the group consisting of plants belonging to Cruciferaceae, Rosaceae and Rosaceae. 청구항 17에 있어서, 상기 외래단백질은 약리효과를 발휘하는 단백질 또는 형질전환체에 스트레스에 대한 내성을 부여하는 단백질인 것을 특징으로 하는 뿌리에서 고발현시키는 방법. The method of claim 17, wherein the foreign protein is a protein expressing resistance to stress to a protein or transformant exerting a pharmacological effect.
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