KR20110008530A - Pepper defense-related, mannose-binding lectin (cambl1) gene and disease resistant plants using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A pepper mannose-binding lectin1(CaMBL1) and a transgenic plant of disease-resistance obtained using the same are provided to develop species having resistance. CONSTITUTION: A pepper mannose-binding lectin1(CaMBL1) gene is a gene encoding a protein having an amino acid sequence of sequence number 2 and a gene having a base sequence of sequence number 1. A recombinant vector, pBIN35S::CaMBL1 is prepared by inserting CaMBL1 gene to Pbin35S. The plant is treated with salicylic acid or methyl jasmonate.

Description

고추의 방어 관련, 만노스바인딩렉틴1 유전자 (CaMBL1)및 이를 이용한 병저항성 식물체{Pepper defense-related, mannose-binding lectin (CaMBL1) gene and disease resistant plants using the same}Pepper defense-related, mannose-binding lectin (CaMBL1) gene and disease resistant plants using the same}

본 발명은 식물병 방어 관련된 신규 유전자인 고추 만노스바인딩렉틴1 유전자 (Pepper mannose-binding lectin1, CaMBL1), 이를 이용한 병저항성 형질전환 식물체 및 그 개발방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 고추 세균성 점무늬병(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)의 병원성 균주와 비병원성 균주에 감염될 때 저항성 반응에서 강하게 발현되는 식물병 방어 관련 신규 유전자인 CaMBL1 유전자의 염기서열 및 아미노산 서열을 제공하며, 이를 이용하여 생물적/화학적/물리적 저항성 유도 처리 시 저항성 관련 유전자 CaMBL1의 차별적인 발현여부 및 CaMBL1의 펩타이드를 사용하여 제작된 항체를 이용한 면역반응으로 CaMBL1의 단백질 수준의 발현 여부를 탐색하는 식물체의 저항성 탐색방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 고추 식물에서 바이러스 유도 유전자 침묵(VIGS, virus-induced gene silencing) 현상을 통해 상기 CaMBL1 유전의 발현을 불능화(knock down) 시켜 병저항성에 대한 만노스바인딩렉틴1 유전자의 기능을 확인하고, 그리고 상기 CaMBL1 유전자를 애기장대(Arabidopsis thaliana)에 형질전환을 통해 도입, 과발 현(overexpression)시켜 CaMBL1 유전자의 식물체 병저항성 증대효과를 확인하여, 이를 통한 식물병 저항성 형질전환 식물체를 제공하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a pepper mannose-binding lectin 1 gene, CaMBL1 , which is a novel gene related to plant disease defense, and a pathogenic transformed plant using the same, and a method of developing the same. More specifically, the present invention relates to the nucleotide sequence and amino acid sequence of CaMBL1 gene, a novel gene related to plant disease defense, which is strongly expressed in resistance when infected with pathogenic and non-pathogenic strains of red pepper bacterial spot disease ( Xanthomonas campestris pv.vesicatoria ). To detect whether the expression of CaMBL1 protein level in the bio / chemical / physical resistance induction treatment by the differential expression of the resistance-related gene CaMBL1 and the immune response using the antibody produced using the peptide of CaMBL1 It relates to a method of searching for resistance of plants. In addition, the present invention confirms the function of the mannose binding lectin 1 gene for disease resistance by knocking down the expression of the CaMBL1 gene through virus-induced gene silencing (VIGS) in pepper plants. , and relates to the by gwabal current (overexpression), introduced via transformation of the CaMBL1 gene in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) determine plant disease resistance increasing effect of CaMBL1 gene, provides a plant disease-resistant transgenic plant therethrough will be.

식물의 병의 발생은 작물의 생산 및 품질의 저하를 가져와 경제적으로 큰 피해를 일으키게 되는데, 이러한 병에 의한 작물생산 피해를 최소화하기 위하여 고추를 비롯한 다양한 경제작물의 병 저항성 품종의 육종에 대한 육성 프로그램들이 꾸준히 진행되어 왔으며, 병 저항성에 대한 이해 및 실제적 응용을 위해 식물에서의 저항성 기작에 대한 연구를 고추식물을 모델로서 수행하고 있다.The occurrence of plant diseases leads to a significant economic damage by degrading crop production and quality. The program for breeding disease-resistant varieties of peppers and various economic crops in order to minimize the crop production damage caused by these diseases. In order to understand the disease resistance and practical application, studies on resistance mechanisms in plants have been carried out as models of red pepper plants.

병에 감염된 기주 식물은 여러 가지 세포내 대사 경로에서 방어기작을 작동시키게 되며, 기주식물과 식물병원균간의 상호작용에서 병원균 감염초기에 친화적, 불친화적 반응으로 나뉘어 결정이 된다. 이러한 상호작용에 따라 병의 진전을 제한시킬 수 있는 저항성(방어)반응의 여부가 결정되게 된다.      Diseased host plants act on defense mechanisms in a variety of intracellular metabolic pathways, and are determined by the interaction between host plants and phytopathogens in a friendly and incompatible response early in the pathogen infection. This interaction determines whether there is a resistance (defense) reaction that can limit disease progression.

불친화적 상호작용에서, 감염된 식물은 병원균의 침입을 인식(recognition)하고, 인식에 대한 반응으로 감염된 부위의 국부적 세포죽음과 같은 과민성 반응(hypersensitive response), 캘러스(callose)의 축적, 리그닌 (lignin)화에 의한 세포벽의 비후화 등의 반응을 나타내며, 피토알렉신(phytoalexin)과 같은 여러 종류의 항균성 물질을 생성하고, 병생성 관련 단백질[pathogenesis related (PR) protein]이라 불리는 방어관련 단백질을 생성하여 저항성 반응을 일으키는 것으로 알려져 있다. In incompatible interactions, infected plants recognize the invasion of pathogens, and in response to recognition, hypersensitive responses, such as local cell death of the infected site, accumulation of callose, and lignin It shows reactions such as thickening of cell walls due to aging, and produces various kinds of antimicrobial substances such as phytoalexin, and produces defense-related proteins called pathogenesis related (PR) proteins. It is known to cause resistance reactions.

이러한 식물들의 방어기작들은 병원균의 침입에서 뿐만 아니라, 살리실산, 메틸자스모네이트 등의 식물호르몬 자극에 의해서도 나타날 수 있으며, 물리적인 상처, 염도, 온도 등의 환경적 스트레스에 의해서도 나타나는 것으로 보고되고 있다.The defense mechanisms of these plants are reported not only in the invasion of pathogens, but also by hormonal stimulation such as salicylic acid and methyl jasmonate, and are reported to be caused by environmental stresses such as physical wounds, salinity and temperature.

이러한 생물학적/물리적/환경적 스트레스에 대한 식물의 방어 반응 중에서 특히 식물이 병원체에 대하여 방어반응을 일으키는 데 중요한 역할을 하는 것은 식물과 병원균의 상호작용에 의한 식물의 병저항성의 발현과 이에 관련된 신호전달경로이다. 이러한 식물의 병 방어 기작 및 저항성 반응에 관련된 유전자가 어떻게 병원균을 인식하고, 어떠한 전달경로를 통하여 식물 전체에 반응하게 되는지 중요하게 연구되어져 왔으며, 이와 관련하여 생물학/생화학/세포생물학적인 방법을 이용한 병 방어(저항성) 유전자의 기능에 대한 연구가 이루어져 왔다. Among the defense responses of plants to biological, physical and environmental stresses, in particular, the important role that plants play in the defense against pathogens is the expression of plant disease resistance by the interaction of the plants and pathogens and the signaling associated with them. Path. It has been important to study how genes related to disease defense mechanisms and resistance responses of these plants recognize pathogens and how they respond to the whole plant through the transmission pathways. In this regard, diseases using biological, biochemical, and cell biological methods Research has been done on the function of protective (resistive) genes.

병 방어(저항성) 유전자의 기능에 대한 생물학/생화학/세포생물학적인 연구는 식물의 생리 및 저항성에 관련된 기작을 연구하는데, 높은 가치를 가지게 되는 것은 물론, 작물의 분자육종을 통한 저항성 품종의 개발에 기여할 수 있다. 작물의 분자육종기술에서 유전공학적 기술의 개입은 근래 활발하게 이루어지고 있으며, 병 방어(저항성) 유전자를 통한 작물의 분자육종은 타 식물종의 외래 유전자를 사용할 수 있으며, 기존의 게놈단위로 가능하던 육종기술을 유전자 수준에서 가능하도록 하여 보다 효과적인 육종 효과를 보이며 현재의 육종의 기술을 극대화 시킬 수 있다는 장점이 있다. Biological / biochemical / cell biological studies of the function of disease defense (resistance) genes are of high value in studying the physiology and resistance of plants, as well as in the development of resistant varieties through molecular breeding of crops. Can contribute. Involvement of genetic engineering techniques in the molecular breeding technology of crops has been actively conducted in recent years, and the molecular breeding of crops through disease defense (resistance) genes can use foreign genes of other plant species. By enabling breeding technology at the genetic level, it has the advantage of showing more effective breeding effect and maximizing the current breeding technology.

한편, 만노스바인딩렉틴은 많은 식물들이 함유하고 있으며 탄수화물 결합단백질로 알려져 있고 최근에 발견된 식물 렉틴의 한 종류이다. 최근 연구에서 만노 스바인딩렉틴이 저항성 발현에 관여되어져 있다고 알려져 있으며, 여러 가지 탄수화물을 병특이적으로 인식하여 세포와 세포간, 기주와 병원균간의 상호작용과 같은 다양한 생리적 작용에 관여한다고 알려져 있다. 이러한 발견은 만노스바인딩렉틴의 병에 대한 반응 및 이와 관련된 병생성 관련 단백질(PR protein)의 유전자 정보의 축적이 가능해져서 식물의 병에 대한 신호전달에 대한 흥미로운 모형을 제공해 줄 수 있으며, 저항성을 일으키는 생화학적 변화를 이해함으로써, 병 저항성이 증진되는 생명공학적 식물을 개발하거나 식물의 병저항성 유전자 재료로서 분자육종에 실용적으로 이용될 수 있을 것이다. Mannosbinding lectins, on the other hand, contain many plants and are known as carbohydrate-binding proteins and are one of the recently discovered plant lectins. In recent studies, mannose binding lectins are known to be involved in the expression of resistance, and various carbohydrates are known to be involved in various physiological actions such as the interaction between cells and cells, host and pathogens. These findings enable the accumulation of mannose-binding lectin's response to the disease and related genetic information of PR proteins, which can provide an interesting model for signaling the disease in plants. By understanding the biochemical changes, biotechnological plants with enhanced disease resistance can be developed or practically used for molecular breeding as disease-resistant genetic material of plants.

나아가 가지과에 속한 고추 식물은 원산지인 남미의 여러 나라를 비롯하여 전 세계적으로 재배되고 있는 작물로, 우리 식생활에서는 가장 많이 사용되는 조미 채소류로서 양념류, 김치류, 고추장 등의 가공식품에 널리 사용되고 있으며 국내 채소 종자 중 단일 품목으로는 가장 큰 규모를 자랑할 정도로 많은 재배량을 보이고 있는 대표적인 경제작물이다. 국내의 연간 소비량은 일인당 건고추 기준으로 3.5kg이며 소비량은 20만 톤 규모로 시장규모는 1조원에 이르는 것으로 추정되고 있다. 국내의 고추 재배면적은 점차 줄어들고 있는 추세이기는 하나 국내의 고추 재배면적은 2006년 53,097ha에서 116,915M/T의 건고추가 생산되어 10a당 평균수량은 220kg에 이를 만큼 많은 농가가 고추 생산에 의존하고 있어 쌀 다음으로 주요한 작물이라고 할 수 있다. 그러나 선진국에서는 고추의 중요도가 상대적으로 낮아 연구가 취약하고 본격적인 투자와 연구가 이루어지지 않은 상태이다. 또한 이러한 고추에는 세균병, 진균병, 바이러스병이 다양하게 보고되고 있으며 난균류에 의한 역 병과 진균에 의한 탄저병 및 세균에 의한 세균성점무늬병에 대한 피해가 가장 심각하게 보고되고 있다. 이러한 병원균들의 피해는 고추의 수확량 감소 및 질적 저하를 가져오고 있어 이러한 문제들을 해결하기 위하여 안정적인 생산, 농약과 노동력 절감에 따른 생산비의 절감 및 환경을 고려한 고추의 내병성 품종의 육종이 중요한 목표로 인식되어지고 있다. 또한 우리나라는 고추 종자생산에 일대 잡종기술을 사용하는 유일한 국가로 분자유전학적 육종기술을 작물의 육종에 도입하여 기존의 육종기술과 접목한다면 보다 좋은 고추 품종의 육종이 가능한 기반이 되어져 있다. 이러한 우량 품종의 육종은 국내 종자시장에서 국내 유전자원을 보호하는 것은 물론 부가가치가 높은 유전자원의 개발로 이어질 것이다. Furthermore, the pepper plants belonging to the eggplant family are crops grown all over the world, including many countries of South America, which are native to Korea, and are the most used seasonings in our diet. They are widely used in processed foods such as spices, kimchi, and kochujang. Among them, it is a representative economic crop with a large amount of cultivation. Domestic annual consumption is 3.5kg per capita dried pepper, consumption is 200,000 tons and the market size is estimated to reach 1 trillion won. Although the domestic red pepper cultivation area is gradually decreasing, the domestic red pepper cultivation area was produced at 53,097 ha in 2006, with 116,915 M / T dry peppers produced. The average yield per 10a is 220kg. This is the second major crop after rice. However, in the developed countries, the importance of red pepper is relatively low, so the research is vulnerable and full investment and research have not been made. In addition, these peppers have been reported a variety of bacterial diseases, fungal diseases, viral diseases, and most seriously reported damage to bacterial plague caused by fungal pestilence, anthrax caused by fungi and bacterial spots caused by bacteria. The damage of these pathogens has resulted in the reduction of the yield and quality of the pepper. To solve these problems, it is recognized that the stabilization of disease-resistant varieties of pepper, considering the stable production, the reduction of the production cost due to the reduction of pesticides and labor force, and the environment ought. In addition, Korea is the only country that uses hybrid technology for the production of red pepper seeds. If molecular genetic breeding technology is introduced to the crop breeding and combined with the existing breeding technology, it is the basis for better breeding of red pepper varieties. Breeding of these superior varieties will not only protect domestic genetic resources in the domestic seed market, but also lead to the development of high value-added genetic resources.

본 발명은 이와 같은 종래기술상의 과제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은, 고추 세균성 점무늬병(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)에 대한 방어반응에 관여하는 것으로서 식물병 방어 관련 유전자의 하나인 고추 만노스바인딘렉팅을 코딩하는 CaMBL1 유전자를 분리하여 해독함으로써 그 염기서열 정보 및 그에 따른 아미노산 서열 정보를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, the purpose of which is involved in the defense reaction against pepper bacterial spot disease ( Xanthomonas campestris pv.vesicatoria ), pepper mannose bindinlecting one of the genes related to plant disease defense By separating and decoding the CaMBL1 gene encoding the nucleotide sequence information and amino acid sequence information according to it is to be provided.

또한 본 발명의 목적은 상기 CaMBL1 유전자를 이용하여 식물병 또는 화학물질에 대한 저항성 존재 여부를 탐색하는 식물체의 저항성 탐색방법을 제공하고자 하는 것이다. It is also an object of the present invention to provide a method for detecting resistance of plants using the CaMBL1 gene to search for resistance to plant diseases or chemicals.

더 나아가, 본 발명은 상기 CaMBL1 유전자를 식물체에 도입하여 식물병에 저항성을 가지는 형질전환 식물체를 제작하는데 그 목적이 있다.Furthermore, an object of the present invention is to introduce a CaMBL1 gene into a plant to produce a transformed plant having resistance to plant diseases.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 더욱 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, claims and drawings.

본 발명의 상기 목적은, 고추 세균성 점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)의 비병원성균주 접종에 대해 과민성 저항성 반응을 나타내는 녹광 고추 품종으로부터 분리한 신규 방어 관련 유전자 CaMBL1을 확인하여 그 염기서열을 결정하고, 이를 이용하여 생물적/화학적 처리를 통하여 CaMBL1의 발현 여부를 조사하고, 고추식물과 이 유전자를 과발현하는 형질전환 애기장대(Arabidopsis thaliana)에서 CaMBL1 유전자의 식물병 저항성 유도 기능을 확인하여 달성하였다.The object of the present invention is to identify the nucleotide sequence by identifying a novel defense-related gene CaMBL1 isolated from the green pepper varieties exhibiting a hypersensitivity resistant response to non-pathogenic strains of pepper bacterial bacillus bacteria ( Xanthomonas campestris pv.vesicatoria ), This study was performed to investigate the expression of CaMBL1 through biological / chemical treatment and to confirm the plant disease resistance induction function of CaMBL1 gene in red pepper plants and transgenic Arabidopsis thaliana overexpressing this gene.

따라서 본 발명은 식물병 방어 관련 유전자로서 고추 유래 만노스바인딩렉틴을 코딩하는 (a) 서열번호 2의 아미노산 서열을 갖는 단백질을 코딩하는 유전자 또는 (b) 서열번호 1의 염기서열을 갖는 유전자(CaMBL1)를 제공한다.Accordingly, the present invention (CaMBL1) gene having the nucleotide sequence of a plant disease protective encoding a pepper-derived mannose binding lectin as genes (a) a gene encoding a protein having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or (b) SEQ ID NO: 1 To provide.

또한, 본 발명은 서열번호 2의 아미노산 서열을 갖는 분리된 만노스바인딩렉틴 단백질(CaMBL1)을 제공한다.The present invention also provides an isolated mannose binding lectin protein (CaMBL1) having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

또한 본 발명은 상기 유전자를 이용하여 제조한 재조합 벡터 및 형질전환 식물체를 제공한다.The present invention also provides a recombinant vector and a transformed plant prepared using the gene.

나아가 본 발명은 식물체로부터 RNA 분리하여 CaMBL1 유전자의 차별적 발현을 확인하는 단계 또는 상기 CaMBL1 단백질의 항체를 프로브로 이용하여 CaMBL1 단백질 발현여부를 확인하는 단계를 포함하는 식물체의 저항성을 탐색하는 방법을 제공한다.Furthermore, the present invention provides a method of searching for resistance of a plant, including separating RNA from a plant and confirming differential expression of a CaMBL1 gene or identifying whether CaMBL1 protein is expressed using an antibody of the CaMBL1 protein as a probe. .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the present invention.

먼저, 본 발명은 고추 세균성 점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)의 비병원성균주 접종에 대해 과민성 저항성 반응을 나타내는 녹광고추 품종으로부터 mRNA를 분리하여 cDNA 라이브러리를 제작하고, 비병원성 균주를 접종한 고추식물의 잎과 접종하지 않은 건전한 고추식물에서 얻은 총 mRNA를 디옥 시제닌(digoxygenin)으로 표지하여 프로브(Probe)를 만들고, 이 cDNA와 프로브를 이용 디퍼런셜 하이브리다이제이션(differential hybridization)을 수행하여 병 방어(저항성)에 관련될 것으로 추정되는 유전자를 선발하여 클론을 수득하고, 이 클론 중 만노스바인딩렉틴(CaMBL1) 유전자로 확인된 유전자의 염기서열을 해독(Sequencing)함으로써, CaMBL1로 명명된 고추 녹광 품종의 CaMBL1 단백질 코딩 유전자 염기서열(서열번호 1) 및 그로부터 코딩되는 아미노산 서열(서열번호 2)을 제공한다(도 1 참조).First, the present invention is to prepare a cDNA library by isolating the mRNA from the cultivars of nocturnal cultivars showing a hypersensitivity resistance to the non-pathogenic strain inoculation of pepper bacterium bacillus bacteria ( Xanthomonas campestris pv.vesicatoria ), leaves of pepper plants inoculated with non-pathogenic strains Probe is labeled with digoxygenin of total mRNA obtained from whole red pepper plants not overinoculated, and differential hybridization is performed using this cDNA and probe to protect against disease (resistance). CaMBL1 protein coding of the red pepper green mine variety named CaMBL1 by selecting a gene suspected to be related to, obtaining a clone, and sequencing the sequencing of the gene identified as the mannose binding lectin ( CaMBL1 ) gene in the clone . Gene base sequence (SEQ ID NO: 1) and amino acid sequence encoded therefrom (SEQ ID NO: Arc 2) (see FIG. 1).

본 발명에 의한 상기 수득된 클론들을 해독(Sequencing)한 후, 블라스트(Blast) 프로그램을 이용하여 그 5'-말단 서열을 GenBank에 등록된 유전자 데이터베이스와 비교함으로써 CaMBL1 단백질 코딩 유전자를 확인하고 만노스바인딩렉틴1(CaMBL1) 유전자로 명명하였다. CaMBL1 단백질은 아미노산 서열의 비교결과 사탕무우(Beta vulgaris)에서 만노스바인딩렉틴과 55%의 상동성을 나타내었고 애기장대의 단백질 아미노산 서열과 비교한 결과 48%의 상동성을 나타냄으로서 신규임을 알 수 있었다. 이 유전자는 고추 세균성점무늬병 이외에도 여러 가지 병원균에 대하여도 저항성 작용을 갖는 35kDa의 분자량을 지닌 단백질이다. 확인된 CaMBL1 유전자 염기서열과 상기 염기서열에 의해 코딩되는 아미노산 서열을 도 1에 나타내었다. After sequencing the obtained clones according to the present invention, the 5'-terminal sequence is compared with a gene database registered in GenBank using a Blast program to identify CaMBL1 protein coding genes and mannose binding lectins. 1 ( CaMBL1 ) gene. CaMBL1 protein was found to be 55% homologous to mannose binding lectin in beet ( Beta vulgaris ) as compared with amino acid sequence and 48% homologous to amino acid sequence of Arabidopsis. . This gene has a molecular weight of 35kDa that is resistant to various pathogens as well as pepper bacterial spots. The identified CaMBL1 gene nucleotide sequence and the amino acid sequence encoded by the nucleotide sequence are shown in FIG. 1.

또한 상기 CaMBL1 단백질의 항체를 프로브로 이용하여 CaMBL1 단백질 발현여부를 확인하는 단계를 포함하는 식물체의 저항성을 탐색하는 방법을 제공한다(도 2 내지 4 참조). 상기 CaMBL1 단백질의 항체를 제작하는 방법 및 CaMBL1 단백질 발현여부를 확인하는 방법은 본원발명이 속하는 당업계에서 공지된 다양한 기술을 이 용할 수 있다(참고문헌 : Andon, N. L., Eckert, D., Yates, J. R. and Haynes, P. A. 2003. High-throughput functional affinity purification of mannose binding proteins from Oryzasativa. Proteomics 3: 1270-1278).In addition, using the antibody of the CaMBL1 protein as a probe provides a method for detecting the resistance of the plant comprising the step of confirming the expression of CaMBL1 protein (see Figures 2 to 4). The method for preparing the antibody of the CaMBL1 protein and the method for confirming the expression of the CaMBL1 protein may use a variety of techniques known in the art to which the present invention belongs (Reference: Andon, NL, Eckert, D., Yates, JR and Haynes, PA 2003. High-throughput functional affinity purification of mannose binding proteins from Oryzasativa . Proteomics 3: 1270-1278).

또한, 본 발명은, 식물 호르몬성 화학물질인 살리실산, 또는 메틸자스모네이트 등 병원성 세균이 아닌 비생물적 유도방법을 식물체에 처리하고, 이에 대하여 상기 저항성 탐색방법을 이용하여 CaMBL1 단백질 발현 여부를 확인함으로써, 더 용이하고 시간을 절약할 수 있는 새로운 저항성 유도방법을 제공한다.In addition, the present invention, a non-pathogenic induction method, such as salicylic acid, or methyl jasmonate plant hormonal chemicals to the plant and treated with a non-biological induction method, and using the resistance detection method to determine whether the expression of CaMBL1 protein This provides a new resistance induction method that is easier and saves time.

다음에, 본 발명은 생물적/화학적 처리를 한 식물체로부터 RNA 분리하여 CaMBL1 유전자의 차별적 발현을 확인하는 단계를 포함하는 식물체의 저항성을 탐색하는 방법을 제공한다. 보다 구체적으로는 상기 생물적 처리는 고추 세균성 점무늬병의 병원성 또는 비병원성 세균 등 병원균을 예로 들 수 있다. 상기 화학적 유도체는 살리실산 (Salicylic acid) 및 메틸자스모네이트 (Methyl jasmonate) 등을 예로 들 수 있다. 상기 CaMBL1 유전자 발현 여부 확인은 노던 블럿, 실시간 RT-PCR, 마이크로어레이법 외에도 mRNA의 발현을 측정할 수 있는 다양한 방법들이 이용될 수 있다. 본 발명에 의한 CaMBL1 유전자가 식물병원균, 식물 호르몬 또는 화학적 유도체에 의해 차별적으로 유도 발현되는 것을 실험을 통해 확인하였다(도 3 및 도 4 참조). 따라서 본 발명에 의한 CaMBL1 유전자는 식물체의 저항성 탐색방법에 유용하게 이용될 수 있다.Next, the present invention provides a method for searching for resistance of a plant, comprising the step of identifying RNA differentially expressing the CaMBL1 gene by separating RNA from the plant subjected to biological / chemical treatment. More specifically, the biological treatment may be pathogens such as pathogenic or non-pathogenic bacteria of pepper bacterial spot pattern disease. Examples of the chemical derivatives include salicylic acid and methyl jasmonate. The CaMBL1 gene expression check may be used in addition to the Northern blot, real-time RT-PCR, microarray method, a variety of methods for measuring the expression of mRNA can be used. Experiments confirmed that CaMBL1 gene according to the present invention is differentially induced expression by phytopathogens , plant hormones or chemical derivatives (see FIGS. 3 and 4). Therefore, the CaMBL1 gene according to the present invention can be usefully used for a method of searching for resistance of plants.

또한, 본 발명은 상기의 CaMBL1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 이용하여 고추식물에서 특이적으로 CaMBL1 유전자가 억제된 식물체의 제작, CaMBL1 유전자가 과발현된 형질전환 애기장대 식물의 식물병 저항성 생성여부를 확인함으로써 새로운 병저항성 형질전환 식물체 및 저항성 분자 육종의 재료를 제공할 수 있다. In addition, the present invention determines whether to use a recombinant vector containing the above-CaMBL1 gene production of a typically CaMBL1 gene-specific in pepper plants inhibiting plant, CaMBL1 gene plant disease resistance generation of Arabidopsis thaliana plants with transgenic This can provide materials for new pathogenic transgenic plants and resistant molecular breeding.

보다 구체적으로 본 발명은 또한 새롭게 개발된 바이러스 유도 유전자침묵(불능화)기술(virus-induced gene silencing (VIGS))에 이용되어지는 TRV(Tobacco Rattle Virus)를 이용하여 CaMBL1 유전자를 TRV2 벡터(참고문헌: Baulcombe D. C. (1999) Fast forward genetics based on virus-induced gene silencing. Curr. Opin. Plant Biol. 2:109-113)에 도입시켜 재조합 벡터인 TRV2::CaMBL1을 제공한다. 상기 재조합 벡터를 식물체에 도입하여 CaMBL1의 발현이 억제된 VIGS 식물체를 제조하여 병감수성이 증대되는 것을 확인할 수 있었다 (도 13 및 도 17 참조). More specifically, the present invention also uses the Tobacco Rattle Virus (TRV), which is used in newly developed virus-induced gene silencing (VIGS) technology, to convert the CaMBL1 gene into a TRV2 vector (reference: Baulcombe DC (1999) Fast forward genetics based on virus-induced gene silencing.Curr. Opin. Plant Biol. 2: 109-113) to provide a recombinant vector TRV2 :: CaMBL1 . The recombinant vector was introduced into the plant to prepare a VIGS plant in which CaMBL1 expression was suppressed, thereby confirming that the disease susceptibility was increased (see FIGS. 13 and 17).

나아가 본 발명에 의한 CaMBL1 유전자를 포함하는 재조합 벡터(pBIN35S::CaMBL1)를 식물체에 도입하여 본 발명에 의한 CaMBL1이 과발현된 형질전환 애기장대 식물을 제조하여 식물병 저항성의 증대를 확인할 수 있었다 (도 18 내지 도 23 참조).Furthermore, by introducing a recombinant vector (pBIN35S :: CaMBL1 ) comprising the CaMBL1 gene according to the present invention into a plant, a transgenic Arabidopsis plant overexpressed CaMBL1 according to the present invention was confirmed to increase plant disease resistance (FIG. 18 to 23).

본 발명에 의한 고추 만노스바인딩렉틴의 기능을 불능화 시킨 고추 식물 및 만노스바인딩렉틴을 과발현 시킨 애기장대 식물을 통하여 식물병원균에 대한 저항성 검정평가를 수행하여 병 저항성 발생여부를 알아 볼 수 있게 되었다. 이러한 본 발명으로 만노스바인딩렉틴의 병에 대한 반응 및 이와 관련된 병생성 관련 단백질 (PR protein)의 유전자 정보를 축적할 수 있게 되어 식물의 병에 대한 신호전달에 대한 흥미로운 모형을 제공해 줄 수 있으며, 저항성을 일으키는 생화학적 변화를 이해함으로써, 병 저항성이 증진되는 생명공학적 식물을 개발하는 데에 실용적으로 이용될 수 있을 것이다. Through the pepper plant which disabled the function of the pepper mannose binding lectin and the Arabidopsis plant overexpressing the mannose binding lectin according to the present invention, it was possible to determine whether resistance to phytopathogens was performed. The present invention enables the accumulation of mannose binding lectin's response to disease and related genetic information of pathogenicity related protein (PR protein), thereby providing an interesting model for signaling of diseases in plants, and resistance. By understanding the biochemical changes that cause them, they can be used practically to develop biotech plants that increase disease resistance.

상술한 바와 같이, 본 발명이 완성됨으로써, 고추 식물 세균병인 고추 세균성 점무늬병에 대한 방어반응에 관여하는 것으로서 식물병 방어 관련 유전자인 신규한 만노스바인딩렉틴 단백질을 코딩하는 CaMBL1 유전자를 분리하여 해독함으로써 그 서열 정보 및 그에 따른 아미노산 서열 정보를 제공함과 동시에, 이 유전자 및 단백질의 항체를 이용하여 식물체의 저항성 탐색방법을 제공할 뿐 아니라 저항성 식물 육종 및 형질전환 식물체 제작에 기여하는 효과를 도모할 수 있게 되었다. As described above, by completing the present invention, by separating and deciphering the CaMBL1 gene encoding a novel mannose binding leptin protein, which is a plant disease defense-related gene, involved in the defense against the pepper plant bacterial disease, In addition to providing information and corresponding amino acid sequence information, it is possible to provide a method of searching for resistance of plants using antibodies of the genes and proteins, as well as to contribute to the development of resistant plant breeding and transgenic plants.

따라서 본 발명은 저항성 품종 개발을 촉진할 수 있는 효과가 있으므로 식물육종 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.Therefore, the present invention has an effect that can promote the development of resistant varieties is a very useful invention in the plant breeding industry.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for describing the present invention in more detail and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments in accordance with the gist of the present invention .

[실시예 1] Example 1 CaMBL1CaMBL1 유전자의 염기/아미노산 서열 결정 Base / Amino Acid Sequencing of Genes

고추세균성점무늬병에 대한 병생성 관련 단백질(PR protein) 중 하나인 만노 스바인딩렉틴(CaMBL1) 단백질 코딩 유전자 염기서열 및 그로부터 추론되는 아미노산 서열을 제공하기 위하여 하기와 같은 시험을 수행하였다.The following tests were performed to provide mannose binding lectin (CaMBL1) protein coding gene sequences and amino acid sequences deduced therefrom, one of the pathogenicity related proteins (PR protein) against red pepper bacilli.

고추 녹광 품종(Capsicum annuum cv. Nockwang)에 고추 세균성 점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)을 접종하고 18시간 동안 습실 처리한 후 저항성 병반인 과민성반응이 나타난 식물체를 습실에서 꺼내어 잎을 수거하였다. Capsicum annuum cv. Nockwang was inoculated with red pepper bacterial spot bacterium ( Xanthomonas campestris pv.vesicatoria ), and after 18 hours of wet treatment, the plants which showed hypersensitivity reactions, which were resistant lesions, were taken out of the room and leaves were collected.

다음에, 이 잎 표본으로부터 mRNA를 추출하여 역전사한 후 이를 PCR(Polymerase Chain Reaction) 증폭함으로써 cDNA 라이브러리를 제작하였다. 그리고 이렇게 제작된 cDNA 라이브러리로 부터 개개의 cDNA 클론을 제조하여 나이론막(Hybond N+)에 일정하게 흡착시킨 후, 각각 고추세균성점무늬병균의 비병원성 균주를 접종한 고추식물의 잎과 접종하지 않은 건전한 고추식물의 잎에서 추출한 총 mRNA를 디옥시제닌(digoxygenin)으로 표지하여 프로브를 만든 다음, 디퍼런셜 하이브리다이제이션(differential hybridization)을 수행하였다.Next, cDNA libraries were prepared by extracting mRNA from the leaf samples, reverse transcripting, and amplifying the polymerase chain reaction (PCR). Then, individual cDNA clones were prepared from the cDNA library thus prepared and adsorbed on a nylon membrane (Hybond N +), and then the leaves of the red pepper plants inoculated with the non-pathogenic strains of the red pepper bacilli, and the healthy red pepper plants not inoculated. Total mRNA extracted from the leaves of the probe was made by labeling with dioxygenin (digoxygenin), and then differential hybridization was performed.

하이브리다이제이션 결과 비병원성 균주 접종된 식물체의 mRNA 프로브에 대해서만 집중적으로 증폭되어 나타난 유전자를 병 방어(저항성)에 관련된 유전자로 추정하고 클론을 수득하였다.As a result of hybridization, a gene intensively amplified only for mRNA probes of a non-pathogenic strain inoculated plant was assumed to be a gene related to disease defense (resistance), and a clone was obtained.

수득된 클론들을 해독(Sequencing)한 후, 블라스트(Blast) 프로그램을 이용하여 그 5'-말단 서열을 GenBank에 등록된 유전자 데이터베이스와 비교함으로써 CaMBL1 단백질 코딩 유전자를 확인하고 만노스바인딩렉틴1(CaMBL1) 유전자로 명명하였다. CaMBL1 단백질은 아미노산 서열의 비교결과 사탕무우(Beta vulgaris)에서 만노스바인딩렉틴과 55%의 상동성을 나타내었고 애기장대의 단백질 아미노산 서열과 비교한 결과 48%의 상동성을 나타냄으로서 신규임을 알 수 있었다. 이 유전자는 고추 세균성점무늬병 이외에도 여러 가지 병원균에 대하여도 저항성 작용을 갖는 35kDa의 분자량을 지닌 단백질이다. 확인된 CaMBL1의 유전자 염기서열과 상기염기서열에 의해 코딩되는 아미노산 서열을 도 1에 나타내었다. After sequencing the obtained clones, using the Blast program, the 5'-terminal sequence was compared with the gene database registered in GenBank to identify the CaMBL1 protein coding gene and the mannose binding lectin 1 ( CaMBL1 ) gene. It was named. CaMBL1 protein was found to be 55% homologous to mannose binding lectin in beet ( Beta vulgaris ) as compared with amino acid sequence and 48% homologous to amino acid sequence of Arabidopsis. . This gene has a molecular weight of 35kDa that is resistant to various pathogens as well as pepper bacterial spots. The gene sequence of the identified CaMBL1 and the amino acid sequence encoded by the base sequence is shown in FIG.

[실시예 2] 병원균 접종에 의한 고추식물에서의 Example 2 In Red Pepper Plant by Pathogen Inoculation CaMBL1CaMBL1 유전자의 발현 탐색방법 Gene Expression Detection Method

상기 실시예 1에서 수득한 CaMBL1 유전자의 저항성 탐색에의 이용방법을 확인하기 위해 다음과 같이 시험하였다.In order to confirm the use of the CaMBL1 gene obtained in Example 1 in the resistance search was tested as follows.

[단계 1][Step 1]

먼저 저항성 탐색방법을 구체적으로 제시하기 위하여, 식물체와 친화적 반응을 나타내는 고추 세균성 점무늬병원균(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)중 병원성균주 Ds1과 불친화적 반응을 나타내는 비병원성 균주 Bv5-4a를 배양한 후, 108 cfu/㎖의 농도로 4엽기의 고추 녹광 품종(Capsicum annuum cv. Nockwang)의 1, 2엽의 뒷면에 주사기를 이용하여 인필트레이션(Infiltration)하여 접종하고, 접종 후에는 28℃, 100% 상대습도 조건에서 18시간 동안 습실처리 하였다. 접종 1, 5, 10, 15, 20, 25 시간 후에 각각 1, 2엽을 샘플링하여 RNA를 분리하고, 분리한 RNA를 포름알데히드를 함유하는 겔 상에서 전기영동한 후 나이론막 (Hybond N+)으 로 전이시켰다.First, in order to specifically presented in the resistive search method, and then culturing the non-pathogenic strain Bv5-4a pepper bacterial spot patterns indicating the pathogen (Xanthomonas campestris pv. Vesicatoria) of the pathogenic strain Ds1 and the incompatible reaction indicating the plants and friendly reaction, 10 8 Inoculate by infiltration using a syringe on the back of the 1st and 2nd leaves of Capsicum annuum cv.Nockwang at the concentration of cfu / ml, and inoculate 28 ℃, 100% relative after inoculation. It was wet-treated for 18 hours under humidity conditions. After 1, 5, 10, 15, 20 and 25 hours of inoculation, RNA was isolated by sampling 1 and 2 leaves, respectively, and the RNA was electrophoresed on a gel containing formaldehyde, followed by a nylon membrane (Hybond N +). Metastasis.

다음으로 실시예 1에서 수득된 CaMBL1 유전자를 14-dCTP-비오틴(14-dCTP-biotin)을 이용하여 표지한 후 PCR(Polymerase Chain Reaction)로 증폭 시킨 후 이를 반응액[0.25 M 인산완충액, 7% SDS, 1 mM EDTA, 5% 덱스트란 황산염(Dextran Sulfate)]에서 65℃로 16-24시간 동안 배양하여 하이브리다이제이션 (hybridization)을 실시하였다. 이렇게 비오틴(biotin)이 표지된 상기의 DNA 프로브는 나이론막에 붙어있는 mRNA에 붙게 되며 이 나이론막 위에 X-ray 필름을 얹게 되면 비오틴(biotin)이 표지된 DNA가 X-ray 필름을 감광시키므로, 이것으로 발현 여부를 알아볼 수 있게 하였다.Next, the CaMBL1 gene obtained in Example 1 was labeled using 14-dCTP-biotin and then amplified by PCR (Polymerase Chain Reaction), and then a reaction solution [0.25 M phosphate buffer, 7% SDS, 1 mM EDTA, 5% Dextran Sulfate] was incubated at 65 ° C. for 16-24 hours to perform hybridization. The biotin-labeled DNA probe is attached to the mRNA attached to the nylon membrane. When the X-ray film is placed on the nylon membrane, the biotin-labeled DNA photosensitizes the X-ray film. This made it possible to recognize the expression.

상기 노던블러팅 수행시 리보솜 RNA의 양을 모니터링 함으로써 동일량의 RNA 시료가 로딩 (loading) 되었음을 확인하였다. 이상의 실험결과를 도 2에 나타내었으며 실험의 결과 CaMBL1 유전자는 고추 세균성점무늬병에 대한 고추식물의 저항성 반응은 병원성 균주와 비병원성 균주에 대하여 모두 발현이 나타났다. 보다 구체적으로 병원성 균주 즉, 친화적 반응에서는 CaMBL1 유전자의 발현이 5시간 이후에 발현이 증가하여 20시간에 최고의 발현양을 나타낸 후 25시간까지 발현이 관찰되었다. 불친화적 반응을 나타내는 비병원성 균주에서는 5시간에서 가장 강하게 발현되고 그 이후에도 증가된 발현양이 25시간째까지 유지되었으며 친화적 반응보다 CaMBL1 유전자 발현이 매우 더 강하였다.By monitoring the amount of ribosomal RNA during the Northern blotting it was confirmed that the same amount of RNA sample was loaded (loading). The results of the above experiment are shown in FIG. 2. As a result of the experiment, CaMBL1 gene was expressed in both peppery and non-pathogenic strains. More specifically, in the pathogenic strain, that is, the friendly response, the expression of the CaMBL1 gene increased after 5 hours, and the expression was observed up to 25 hours after showing the highest expression amount at 20 hours. In the non-pathogenic strains exhibiting an incompatible response, the strongest expression was observed at 5 hours and the increased expression level was maintained until 25 hours, and CaMBL1 gene expression was much stronger than the friendly response.

[실시예 3] 화학적 유도체에 의한 Example 3 by chemical derivative CaMBL1CaMBL1 유전자의 유도 발현 Induced Expression of Genes

본 발명의 CaMBL1 유전자가 통상 저항성 유도에 사용되는 화학적 유도체에 의해 유도될 수 있는지를 알아보고 그 구체적 유도방법을 제공하기 위하여 하기와 같은 시험을 수행하였다.In order to find out whether the CaMBL1 gene of the present invention can be induced by chemical derivatives commonly used for resistance induction and to provide a specific method of conducting the following test, the following test was performed.

[단계 1][Step 1]

먼저, CaMBL1 유전자의 발현 유도에 유용한 유도체를 탐색하기 위하여, 식물병 저항성 발현의 유도에 관여한다고 알려진 화학물질들 중 살리실산 및 메틸자스모네이트를 사용하여 저항성 유도 시험을 실시하였다. 모든 실험에 6엽기의 고추잎이 이용되었다. 5 mM의 살리실산, 100 μM의 메틸자스모네이트는 분무기를 이용하여 고추잎의 앞뒷면에 뿌려 처리하였다.First, in order to search for derivatives useful for inducing expression of the CaMBL1 gene, resistance induction tests were conducted using salicylic acid and methyljasmonate among chemicals known to be involved in the induction of plant disease resistance expression. Six-leaf peppers were used for all experiments. 5 mM salicylic acid, 100 μM of methyl jasmonate was sprayed on the front and back of pepper leaves using a sprayer.

각각의 식물들은 1,5,10,15,20,25시간 후에 잎을 수거하였고 각각의 샘플에서 RNA를 추출하였고 추출된 RNA를 이용하여 다음과 같이 노던블러팅을 수행하였다. Each plant was harvested after 1,5,10,15,20,25 hours, RNA was extracted from each sample, and Northern blotting was performed using the extracted RNA as follows.

다음으로 실시예 1에서 수득된 CaMBL1 유전자를 14-dCTP-비오틴 (14-dCTP-biotin)을 이용하여 표지한 후 PCR(Polymerase Chain Reaction)을 이용하여 증폭 시킨 후 이를 반응액[0.25 M 인산완충액, 7% SDS, 1 mM EDTA, 5% 덱스트란 황산염(Dextran Sulfate)]에서 65℃로 16-24시간 동안 배양하여 하이브리다이제이션 (hybridization)을 실시하였다. 이렇게 비오틴(biotin)이 표지된 상기의 DNA 프로브는 나이론막에 붙어있는 mRNA에 붙게 되며 이 나이론막 위에 X-ray 필름을 얹게 되면 비오틴(biotin)이 표지된 DNA가 X-ray 필름을 감광시키므로, 이것으로 발현 여부를 알아볼 수 있게 하였다.Next, the CaMBL1 gene obtained in Example 1 was labeled with 14-dCTP-biotin and then amplified using PCR (Polymerase Chain Reaction), followed by reaction solution [0.25 M phosphate buffer, 7% SDS, 1 mM EDTA, 5% Dextran Sulfate] was incubated at 65 ° C. for 16-24 hours to perform hybridization. The biotin-labeled DNA probe is attached to the mRNA attached to the nylon membrane. When the X-ray film is placed on the nylon membrane, the biotin-labeled DNA photosensitizes the X-ray film. This made it possible to recognize the expression.

상기 노던블러팅 수행 시 리보솜 RNA의 양을 모니터링 함으로써 동일량의 RNA 시료가 로딩되었음을 확인하였다. 이상의 실험결과를 도 3 및 4에 나타내었으며 실험의 결과 CaMBL1 유전자는 살리실산의 처리 후에는 5시간 이후에 축적이 됨이 관찰되었다(도 3). 또한, 도 4에서 관찰되는 것과 같이 메틸자스모네이트의 처리 후에는 5시간에서만 축적이 되었고 20시간까지 축적이 관찰되었다. By monitoring the amount of ribosomal RNA during the Northern blotting it was confirmed that the same amount of RNA sample was loaded. The results of the experiment are shown in FIGS. 3 and 4, and as a result of the experiment, CaMBL1 gene was observed to accumulate after 5 hours after salicylic acid treatment (FIG. 3). In addition, as observed in FIG. 4, after the treatment of methyl jasmonate, accumulation occurred only in 5 hours and accumulation up to 20 hours was observed.

[실시예 4] 병원균 접종 및 화학적 유도체에 의한 고추식물에서의 CaMBL1 단백질의 발현 탐색방법Example 4 Detection of CaMBL1 Protein Expression in Red Pepper Plants by Pathogen Inoculation and Chemical Derivatives

상기 실시예 2 및 3과 같은 방법으로 처리되어진 식물을 샘플링하여 단백질을 분리하여 실험을 수행하였다. 다음으로 실시예 1에서 수득된 CaMBL1 유전자를 펩티드 합성을 이용하여 토끼에서 항체를 제작하여 CaMBL1의 단백질 발현을 확인하였다. 상기 항체는 항체 전문 제작업체(AbFRONTIER, Korea)에 의뢰하여 제작하였고, 이를 이용하여 실험을 수행하였다. Experiments were performed by sampling proteins that were treated in the same manner as in Examples 2 and 3 to separate proteins. Next, the CaMBL1 gene obtained in Example 1 was produced in rabbits using peptide synthesis to confirm the expression of CaMBL1 protein. The antibody was prepared by requesting an antibody manufacturer (AbFRONTIER, Korea), and the experiment was performed using the antibody.

먼저 저항성 탐색방법을 구체적으로 제시하기 위하여, 식물체와 친화적 반응을 나타내는 고추 세균성 점무늬병원균(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria) 중 병원성균주 Ds1과 불친화적 반응을 나타내는 비병원성 균주 Bv5-4a를 배양한 후, 108 cfu/㎖의 농도로 4엽기의 고추 녹광 품종(Capsicum annuum cv. Nockwang)의 1, 2엽의 뒷면에 주사기를 이용하여 인필트레이션(Infiltration)하여 접종하고, 접종 후에는 28℃, 100% 상대습도 조건에서 18시간 동안 습실처리 하였다. 접종 5, 15, 25, 35 시간 후에 각각 1, 2엽을 샘플링하여 단백질을 추출하였고, 추출한 단백질을 15% SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis)를 이용 전기영동 한 후 나이론막 (Hybond P+)으로 전이 시켰다. 전이 시킨 후 1:5,000의 희석비율의 항체 (α-CaMBL1)를 이용하여 발현을 확인 하였다. 단백질 발현의 실험의 수행 시 단백질양을 정량함으로서 동일량의 단백질이 로딩되었음을 확인하였다. 이상의 실험결과를 도 2, 3 및 4에 나타내었다.First, in order to specifically presented in the resistive search method, and then culturing the non-pathogenic strain Bv5-4a pepper bacterial spot patterns indicating the pathogen (Xanthomonas campestris pv. Vesicatoria) of the pathogenic strain Ds1 and the incompatible reaction indicating the plants and friendly reaction, 10 8 Inoculate by infiltration using a syringe on the back of the 1st and 2nd leaves of Capsicum annuum cv.Nockwang at the concentration of cfu / ml, and inoculate 28 ℃, 100% relative after inoculation. It was wet-treated for 18 hours under humidity conditions. Proteins were extracted by sampling 1 and 2 leaves after 5, 15, 25, and 35 hours of inoculation, respectively. The extracted proteins were electrophoresed using 15% sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (HDS). P +). After transfer, expression was confirmed using an antibody (α-CaMBL1) at a dilution ratio of 1: 5,000. When performing the experiment of protein expression it was confirmed that the same amount of protein was loaded by quantifying the amount of protein. The experimental results are shown in FIGS. 2, 3, and 4.

도 2의 하단에 나타난 바와 같이 실험의 결과 CaMBL1 유전자는 세균성 점무늬병에 대한 고추식물의 저항성 반응은 병원성 균주와 비병원성 균주에 대하여 모두 발현이 나타났으나 병원성 균주 즉, 친화적 반응에서는 CaMBL1 유전자의 발현이 35시간 이후에 발현이 확인되었고, 불친화적 반응을 나타내는 비병원성 균주에서는 15시간에서 가장 강하게 발현되었다. 도 3 및 도 4의 하단에 나타난 바와 같이, 살리실산은 12시간에 발현이 증가되어 24시간에 가장 강하게 발현되었으며 메틸 자스모네이트의 단백질 수준의 발현은 관찰되어지지 않았다. As shown in the lower part of FIG. 2, the CaMBL1 gene was expressed in both the pathogenic and non-pathogenic strains, but the CaMBL1 gene was expressed in the pathogenic and non-pathogenic strains. Expression was confirmed after time and was most strongly expressed at 15 hours in nonpathogenic strains that exhibited incompatible responses. As shown at the bottom of FIGS. 3 and 4, salicylic acid was most strongly expressed at 24 hours with increased expression at 12 hours and no expression of protein levels of methyl jasmonate was observed.

[실시예 5] CaMBL1 단백질 생산과 만노스바인딩 활성의 탐색방법Example 5 Screening Method for CaMBL1 Protein Production and Mannosbinding Activity

대장균에서의 CaMBL1 유전자를 과다발현 시킨 후 발현 산물인 CaMBL1의 단백질 기능을 알아보기 위하여, 실시예 1에서 수득한 CaMBL1 유전자와 CaMBL1의 신호펩티드(signal peptide)를 제거한 His-CaMBL1-1, CaMBL1의 도메인만을 포함하는 His-CaMBL1-2, CaMBL1의 c-터미널(c-terminal) 부분만을 포함하고 있는 His-CaMBL1-3을 pET28a 벡터(참고문헌 : Andon, N. L., Eckert, D., Yates, J. R. and Haynes, P. A. 2003. High-throughput functional affinity purification of mannose binding proteins from Oryzasativa. Proteomics 3: 1270-1278)에 도입시켜 재조합벡터를 제조하고 도 5에 나타내었다. In order to investigate the protein function of CaMBL1, an expression product after overexpressing CaMBL1 gene in Escherichia coli, the domains of His-CaMBL1-1 and CaMBL1 from which the CaMBL1 gene obtained in Example 1 and the signal peptide of CaMBL1 were removed His-CaMBL1-2 containing only, His-CaMBL1-3 containing only the c-terminal (c-terminal) portion of CaMBL1 to the pET28a vector (Reference: Andon, NL, Eckert, D., Yates, JR and Haynes) , PA 2003. High-throughput functional affinity purification of mannose binding proteins from Oryzasativa.Proteomics 3: 1270-1278) to prepare a recombinant vector and is shown in FIG.

이렇게 재조합벡터를 대장균(Escherichia coli strain BL21)에 형질전환시키고 이 재조합벡터가 들어가 있는 대장균을 배양하여 얻어진 단백질을 다음 실험에 이용하였다.The recombinant vector was transformed into Escherichia coli strain BL21 and the protein obtained by culturing Escherichia coli containing the recombinant vector was used for the next experiment.

[단계 1][Step 1]

만노스바인딩어세이를 위한 버퍼 (50 mM Tris, pH 7.5), 100 mM NaCl, 5 mM CaCl2)를 이용하여 CaMBL1 단백질을 초음파처리(sonication) 해준 후 D-만노스-아가로즈 컬럼(D-mannose-agarose column)를 이용하여 만노스바인딩어세이를 수행하였다. 이 후 단백질은 SDS-폴리아크릴아미드 겔(SDS-polyacrylamide gel) 전기영동 법을 이용하여 확인하였다. 이 재조합 단백질을 1xSDS 샘플버퍼(sample buffer)에 녹이고 12% SDS-폴리아크릴아미드 겔(SDS-polyacrylamide gel)에 전기영동하였다. 단백질의 정확한 크기를 알기 위하여 단백질 마커를 이용하여 검정하였고 그 결과를 도 5에 나타내었다. D-mannose-agarose column (D-mannose-) after sonication of CaMBL1 protein using a buffer for mannose binding assay (50 mM Tris, pH 7.5), 100 mM NaCl, 5 mM CaCl 2 ) Mannos binding assays were performed using an agarose column. Thereafter, the protein was identified using SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. This recombinant protein was dissolved in 1 × SDS sample buffer and electrophoresed on 12% SDS-polyacrylamide gel. In order to know the exact size of the protein was assayed using protein markers and the results are shown in FIG.

[단계 2][Step 2]

이렇게 바인딩된 CaMBL1, His-CaMBL1-1, His-CaMBL1-2, His-CaMBL1-3 단백질은 전기영동 후 나이론막 (Hybond-P)으로 전이시킨 후 anti-His antibody를 이용하여 발현여부를 관찰하였다. 도 5의 하단의 결과와 같이 CaMBL1의 도메인을 포함하 고 있는 His-CaMBL1-1, His-CaMBL1-2만이 발현되는 것이 관찰되었다. The CaMBL1, His-CaMBL1-1, His-CaMBL1-2, and His-CaMBL1-3 proteins thus bound were transferred to a nylon membrane (Hybond-P) after electrophoresis, and then expressed using anti-His antibodies. . As shown in the lower result of FIG. 5, only His-CaMBL1-1 and His-CaMBL1-2 including CaMBL1 domains were expressed.

[실시예 6] 녹색형광 단백질을 이용한 CaMBL1의 위치 탐색방법Example 6 Location Searching Method for CaMBL1 Using Green Fluorescent Protein

CaMBL1 유전자를 녹색형광 단백질(green fluorescent protein, GFP)이 표지되어 있는 재조합 벡터를 이용하여 식물 내에서 CaMBL1의 발현위치를 탐색하기 위하여 CaMBL1 유전자를 326GFP 벡터에 도입시켜 재조합 벡터인 smGFP::CaMBL1을 제조하였다. 또한 CaMBL1 유전자 중 만노스바인딩렉틴의 도메인만을 도입한 smGFP::MBL 도메인(domain)을 이용하여 입자탄이용 DNA 전이술(particle bombardment)에 의해 양파식물로 도입시켜 CaMBL1의 위치를 공초점현미경(confocal laser scanning microscope (CLSM))을 이용하여 탐색하였다. CaMBL1 gene was introduced into a 326GFP vector using a recombinant vector labeled with a green fluorescent protein (GFP) to introduce a CaMBL1 gene into a 326GFP vector to produce a recombinant vector, smGFP :: CaMBL1 . It was. Also CaMBL1 genes of the mannose binding domain, only the introduction of smGFP :: MBL lectin domains (domain) particles shots using DNA transfer using alcohol was introduced into onion plants by (particle bombardment) confocal microscope the position of CaMBL1 (confocal laser search using a scanning microscope (CLSM).

[단계 1][Step 1]

CaMBL1이 식물에서 발현되는 위치를 알아보기 위하여 입자탄이용 DNA 전이술을 이용하여 양파식물에 녹색형광 단백질이 표지되어 있는 CaMBL1을 도입시켜서 공초점현미경을 이용하여 관찰하였다. 도 6은 그 결과를 나타내고 있다. 그 결과 CaMBL1과 만노스바인딩렉틴의 도메인만을 도입한 양파식물에서는 벡터만을 도입한 대조구와는 달리 원형질막(plasma membrane)으로 형광녹색단백질이 발현이 되는 결과를 나타내고 있다. In order to determine the position where CaMBL1 is expressed in the plant, CaMBL1 labeled with green fluorescence protein was introduced into onion plants using granular DNA transfer and observed using a confocal microscope. 6 shows the result. As a result, in onion plants incorporating only the domains of CaMBL1 and mannose binding lectin, fluorescence green protein is expressed as a plasma membrane, unlike the control in which only the vector is introduced.

[실시예 7] 아그로박테리움 매개 일시 발현(Agrobacterium-mediated transient expression) 방법을 통한 [Example 7] Agrobacterium-mediated transient expression method CaMBL1CaMBL1 유전자 발현이 식물에 미치는 영향 Effect of Gene Expression on Plants

고추식물에서 CaMBL1 유전자를 아그로박테리움 매개 일시적 발현(Agrobacterium-mediated transient expression) 방법을 통하여 과발현을 시켰을 때 고추식물의 변화를 알아보기 위하여, 실시예 1에서 수득한 CaMBL1 유전자를 Stratagene에서 제공하는 pBIN3S 벡터에 도입시켜 pBIN35S::CaMBL1을 제조한 후 이렇게 제조된 재조합 벡터인 pBIN35S::CaMBL1을 아그로박테리움 튜메파시엔스 (Agrobacterium tumefaciense strain GV 3101)에 전기천공법(electroporation)을 통하여 도입하고 다시 재조합벡터가 들어가 있는 GV3101 균주를 식물에 농도별로 주사기를 사용하여 인필트레이션(infiltration) 방법을 이용하여 고추식물에 도입함으로써 CaMBL1 유전자의 과발현을 유도시켰다.In order to determine the change of pepper plants when overexpression of CaMBL1 gene in pepper plants by Agrobacterium-mediated transient expression method, pBIN3S vector provided by Stratagene with CaMBL1 gene obtained in Example 1 The recombinant vector pBIN35S :: CaMBL1 was introduced into Agrobacterium tumefaciense strain GV 3101 by electroporation, and the recombinant vector was added to the pBIN35S :: CaMBL1 . Overexpression of the CaMBL1 gene was induced by introducing the GV3101 strain into the pepper plants using an infiltration method using a syringe for each concentration.

[단계 1][Step 1]

도 7, 9 및 10에서와 같이 CaMBL1이 과다로 발현된 식물에서는 CaMBL1이 도입되지 않은 대조구와 비교하여 식물의 세포사멸이 관찰되었으며 특히 높은 농도에서 빠르게 관찰되었다. 또한 이들 식물에서 저항성 반응의 결과를 알아보기 위하여 트리판블루 염색(trypan blue staining)과 이온전도도를 수행하였다. 도 9에서와 같이 CaMBL1이 과발현된 식물이 대조구에 비하여 트리판블루의 염색결과 세포사멸이 증가되는 것을 관찰할 수 있었고, 도 10에 나타난 바와 같이 이온전도도 또한 CaMBL1이 과발현된 식물에서 더 증가됨을 알 수 있었다. In Fig. 7, 9, and the plant to over-express the CaMBL1 as in 10 of the plants was observed cell death compared to control CaMBL1 is not introduced was observed quickly, especially in high concentrations. In addition, trypan blue staining and ion conductivity were performed to investigate the results of the resistance reaction in these plants. As shown in FIG. 9, the CaMBL1 overexpressed plant was observed to increase cell death as a result of trypan blue staining as compared to the control, and as shown in FIG. 10, the ion conductivity was also increased in the CaMBL1 overexpressed plant. Could.

[단계 2][Step 2]

CaMBL1의 과발현이 식물에서 미치는 영향을 알기 위하여 다른 병방어 관련 유전자의 발현을 양적 리얼타임피씨알(quantitative RT-PCR)을 이용하여 관찰하였 다. 고추 식물의 병방어 관련 유전자로 알려져 있는 CaBPR1CaDEF1CaMBL1이 과발현된 식물에서 더 증가되는 것을 관찰할 수 있었다 (도 11 참조). To investigate the effect of CaMBL1 overexpression in plants, the expression of other disease-related genes was observed using quantitative RT-PCR. CaBPR1 and CaDEF1, which are known as disease-related genes of pepper plants, could be observed to increase in CaMBL1 overexpressed plants (see FIG. 11).

[단계 3][Step 3]

CaMBL1의 과발현이 식물에서 살리실산의 생성에 미치는 영향을 알기 위하여 고성능 액체 크로마토그래피(high performance liquid chromatography; HPLC)를 이용하여 살리실산을 정량하였다. 도 12와 같이 접종 24, 48시간 후의 식물을 수거하여 정량한 결과 유리 살리실산과 총 살리실산 모두 CaMBL1의 과발현 식물에서 증가하는 것이 관찰되었다. To determine the effect of overexpression of CaMBL1 on the production of salicylic acid in plants, salicylic acid was quantified using high performance liquid chromatography (HPLC). As shown in Fig. 12, the plants were harvested and quantified 24 and 48 hours after inoculation, and both free salicylic acid and total salicylic acid were observed to increase in overexpressed plants of CaMBL1 .

[실시예 8] Example 8 CaMBL1CaMBL1 유전자 발현의 억제에 의한 병 감수성 증가 Increased disease susceptibility by inhibition of gene expression

고추식물에서 CaMBL1 유전자의 발현이 억제되었을 때 병 발생과 관련 다른 유전자들의 유도 여부 및 병에 대한 감수성의 증가 여부를 알아보기 위하여, 실시예 1에서 수득한 CaMBL1 유전자를 새롭게 개발된 바이러스 유도 유전자 침묵(VIGS, virus-induced gene silencing)에서 이용되어지는 TRV (Tobacco Rattle Virus)를 이용하여 CaMBL1 유전자를 TRV2 벡터(참고문헌 : Baulcombe D. C. (1999) Fast forward genetics based on virus-induced gene silencing. Curr. Opin. Plant Biol. 2: 109 - 113)에 도입시켜 재조합 벡터인 TRV2::CaMBL1을 제조하였다. 이렇게 제조한 재조합벡터 TRV2::CaMBL1을 아그로박테리움 튜메파시엔스 (Agrobacterium tumefaciense strain GV 3101)에 전기천공법(electroporation)을 통하여 도입하고 다시 재조합벡터가 들어가 있는 GV3101 균주를 고추의 떡잎 생육 기에 떡잎에 주사기를 사용하여 인필트레이션(infiltration) 방법을 이용하여 고추식물에 도입함으로써 CaMBL1 유전자의 발현의 억제를 유도시켰다.In order to determine whether induction of other genes related to disease development and increased susceptibility to disease when CaMBL1 gene expression was inhibited in pepper plants, the newly developed virus-induced gene silencing ( CaMBL1 gene) was obtained. Using the TRV (Tobacco Rattle Virus), which is used in VIGS, virus-induced gene silencing ( CVMB ), CaMBL1 gene was used as a TRV2 vector (Bulcombe DC (1999) Fast forward genetics based on virus-induced gene silencing.Curr. Opin. Plant Biol. 2: 109-113) to prepare a recombinant vector TRV2 :: CaMBL1 . The recombinant vector TRV2 :: CaMBL1 thus prepared was introduced into Agrobacterium tumefaciense strain GV 3101 by electroporation, and the GV3101 strain containing the recombinant vector was then added to the cotyledons during pepper growth. Inhibition of the expression of the CaMBL1 gene was induced by introducing into pepper plants using an infiltration method using a syringe.

[단계 1][Step 1]

CaMBL1의 발현이 억제된 식물체에서 세균성 병에 대해 감수성이 증가되는지를 알아보기 위하여, 상기의 CaMBL1 유전자의 발현이 억제된 고추 식물과 건전한 고추 녹광품종에 고추 세균성 점무늬병(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)의 병원성균주 Ds1과 비병원성 균주 Bv5-4a를 배양하고 접종한 후 각각의 식물에서 15시간에 식물을 수거하여 RNA를 추출하여 양적 리얼타임피씨알(quantitative RT-PCR)을 통하여 관찰하였다. To determine the increased sensitivity to bacterial diseases in plants that inhibited CaMBL1 expression, the pathogenicity of pepper bacterial spot pattern ( Xanthomonas campestris pv.vesicatoria ) in pepper plants and healthy red pepper green varieties in which CaMBL1 gene expression was suppressed. After incubating and inoculating strain Ds1 and non-pathogenic strain Bv5-4a, the plants were harvested at 15 hours from each plant, and RNA was extracted and observed through quantitative RT-PCR.

도 13-17은 VIGS로 CaMBL1의 발현이 불활성화된 고추식물에 병원성균주 Ds1과 비병원성 균주 Bv5-4a의 접종 후 결과를 나타냈다. 13-17 show the results after inoculation of the pathogenic strain Ds1 and the non-pathogenic strain Bv5-4a to pepper plants in which CaMBL1 expression was inactivated by VIGS.

[단계 2][Step 2]

CaMBL1의 발현이 억제된 식물체에서 감수성 반응의 결과를 알아보기 위하여, 트리판블루 염색(trypan blue staining), 댑 염색(DAB staining)을 수행하였다. 도 13에서와 같이 CaMBL1의 발현이 억제된 식물에서는 고추 세균성점무늬병의 병원성균주 Ds1을 접종한 후 병의 발생이 더 심해져서 병감수성이 증대됨을 알 수 있으며, 비병원성 균주인 Bv5-4a를 접종한 후에는 건전식물에 비하여 트리판블루 염색 결과 과민성 세포사멸이 감소되었고 댑 염색결과 활성산소가 감소되는 것이 관찰되었다. In order to examine the results of susceptibility reactions in plants in which CaMBL1 expression was suppressed, trypan blue staining and DAB staining were performed. As shown in FIG. 13, inoculated with CaMBL1 expression, the pathogenic strain Ds1 of red pepper bacterial spot pattern disease was inoculated, and thus the incidence of disease was increased, and the susceptibility was increased. After inoculation of non-pathogenic strain Bv5-4a Compared to whole plants, trypan blue staining decreased hypersensitivity apoptosis and DIP staining reduced free radicals.

[단계 3][Step 3]

CaMBL1의 발현이 억제된 식물체에서 병저항성 검정을 위하여 건전식물과 CaMBL1의 발현이 억제된 식물체에 고추 세균성 점무늬병의 병원성균주 Ds1과 비병원성 균주인 Bv5-4a를 접종한 후, 0일, 3일에 잎을 수거하여 식물잎의 1 cm2 세균수를 측정한 후 그 결과를 도 14에 나타내었다. On the day 0 and 3 days after inoculation of healthy plants and plants inhibited with CaMBL1 expression to pathogenic strain Ds1 and bacterial non-pathogenic strain Bv5-4a inoculated with CaMBL1 suppressed plants After collecting the 1 cm 2 bacteria number of the plant leaves was measured and the results are shown in FIG.

실험결과 CaMBL1의 발현이 억제된 식물체에서 건전식물에 비하여 병원성균주 Ds1과 비병원성 균주인 Bv5-4a 모두에서 감수성이 증대되고 있고, 특히 병저항성 관련 유전자의 발현이 줄어들어 CaMBL1 유전자가 병저항성에 관여함을 알 수 있었다(도 15 참조).The experimental results compared with the healthy flora in the expression is inhibited, and the plant of CaMBL1 sensitivity is increased in both the pathogenic strain and the non-pathogenic strain Bv5-4a Ds1, particularly by reducing the expression of pathogen resistance genes to CaMBL1 also genes involved in disease resistance It could be seen (see Fig. 15).

[단계 4][Step 4]

CaMBL1의 발현 억제가 식물체에서 살리실산의 생성에 미치는 영향을 알아 보기 위하여 고성능 액체 크로마토그래피(high performance liquid chromatography; HPLC)를 이용하여 살리실산을 정량하였다. 도 17과 같이 건전식물과 CaMBL1의 발현이 억제된 식물체에 고추 세균성 점무늬병의 병원성균주 Ds1과 비병원성 균주인 Bv5-4a를 접종한 후, 접종 24, 48시간 후의 식물을 수거하여 정량하였다. 정량 결과 유리 살리실산과 총 살리실산 모두 CaMBL1의 발현이 억제된 식물체에서 건전식물에 비하여 유리살리실산과 총살리실산 모두 감소하는 것을 관찰하였고 이를 통하여 CaMBL1 유전자가 병저항성에 관여함을 알 수 있었다.Salicylic acid was quantified using high performance liquid chromatography (HPLC) to investigate the effect of inhibition of CaMBL1 expression on salicylic acid production in plants. As shown in Fig. 17, after inoculating healthy plants and plants with suppressed expression of CaMBL1, inoculated with pathogenic strain Ds1 of red pepper bacterial spot pattern disease and Bv5-4a, which is a non-pathogenic strain, plants were harvested and quantified 24 and 48 hours after inoculation. As a result, both free salicylic acid and total salicylic acid showed decreased free salicylic acid and total salicylic acid compared to whole plants in plants which inhibited the expression of CaMBL1 , indicating that CaMBL1 gene is involved in disease resistance.

[실시예 9] Example 9 CaMBL1CaMBL1 유전자를 이용한 형질전환 식물체의 제조 및  Preparation of Transgenic Plants Using Genes CaMBL1CaMBL1 유전 자의 과다발현에 의한 병 저항성의 증가 Increased disease resistance due to overexpression of the gene

식물체에서 CaMBL1 유전자의 과다발현 시 다른 병 발생과 관련된 유전자들의 유도여부 및 병에 대한 저항성의 증가 여부에 대하여 알아보기 위하여, 실시예 1에서 수득한 CaMBL1 유전자를 Stratagene에서 제공하는 pBIN3S 벡터에 도입시켜 pBIN35S::CaMBL1을 제조한 후 이렇게 재조된 재조합 벡터인 pBIN35S::CaMBL1를 아그로박테리움 튜메파시엔스 (Agrobacterium tumefaciense strain GV 3101)에 전기천공법(electroporation)을 통하여 도입하고 다시 재조합벡터가 들어가 있는 GV3101 균주를 꽃침지(floral dipping) 방법을 통하여 애기장대 식물에 도입함으로써 형질전환 시켜서 CaMBL1 유전자의 과다발현을 유도시킨 후 하기와 같은 시험을 수행하였다. By introducing the CaMBL1 gene obtained in Example 1 in pBIN3S vector available from Stratagene to investigate as to whether the increase in resistance to induction, and whether the bottle of genes associated with different disease occurs when over expression of CaMBL1 gene in a plant pBIN35S PBIN35S , a recombinant vector thus prepared after the preparation of CaMBL1, was introduced into Agrobacterium tumefaciense strain GV 3101 by electroporation and again contains the recombinant vector GV3101. Was transformed by introducing into Arabidopsis plants through floral dipping method to induce overexpression of CaMBL1 gene, and the following tests were performed.

[단계 1][Step 1]

CaMBL1 유전자가 과다발현된 식물체에서 세균성 병에 대한 저항성이 증가하였는지의 여부를 알아보기 위하여, 먼저 상기 CaMBL1 유전자가 과다발현된 애기장대와 대조구로서의 야생형 애기장대 식물체에서 CaMBL1의 발현을 관찰하였으며 그 결과를 도 18에 나타내었다. In the CaMBL1 gene it is overexpressed plants to investigate whether or not the resistance to bacterial disease increase, was first observed CaMBL1 expression in wild-type Arabidopsis thaliana plant as the CaMBL1 Arabidopsis and control the gene is over-expressed result 18 is shown.

도 18에서 #2, #4, #5는 사용된 형질전환 식물의 계통번호를 나타내고 실험결과 애기장대 식물에서 CaMBL1이 과발현됨을 관찰할 수 있었다. In FIG. 18, # 2, # 4, and # 5 represent the line numbers of the transgenic plants used, and as a result, CaMBL1 was overexpressed in Arabidopsis plants.

[단계 2] [Step 2]

상기와 같이 CaMBL1이 과다발현된 식물에 슈도모나스 시링게 패소바 토마토 DC3000과 비병원성 균주인 슈도모나스 시링게 패소바 토마토 DC3000 (에이브이알알 피엠원)균주를 105 cfu/ml 농도로 접종하고 식물체의 변화를 관찰하였다(도 19). 또한 CaMBL1 유전자가 과다발현된 식물체에서 저항성 반응이 나타나는 이유를 알아보기 위해 트리판블루 염색(trypan blue staining), 댑 염색(DAB staining)을 수행하였다. 그 결과 도 20 및 도 21에 나타난 바와 같이 CaMBL1이 과다발현된 식물체에서 야생형에 비하여 세균성 병에 대하여 저항성 증가를 나타내고 있음이 관찰되었고, 특히 도 21에서는 트리판 블루 염색결과와 댑염색 결과를 통하여 CaMBL1 유전자가 과다발현된 식물에서 저항성 식물에서 관찰되는 세포사멸반응과 퍼옥시데이즈 활성에 의한 활성 산소가 증가되는 것을 관찰할 수 있었다. As shown above, inoculated with Pseudomonas syringe Pasova tomato DC3000 and non-pathogenic strain Pseudomonas syringe Pasova tomato DC3000 (ABR-PM1) at a concentration of 10 5 cfu / ml and observed changes of the plant (FIG. 19). In addition, trypan blue staining and DAB staining were performed to investigate the reason why the resistance of the CaMBL1 gene was overexpressed in plants. As a result, as shown in FIGS. 20 and 21, it was observed that CaMBL1 exhibited an increased resistance to bacterial diseases in the overexpressed plants compared to the wild type, and in particular, in FIG. 21, CaMBL1 was detected through trypan blue staining and dip staining. In the plants overexpressed genes, free radicals and peroxidase activity increased in free radicals observed in resistant plants.

[단계 3][Step 3]

CaMBL1이 과다발현된 식물에 슈도모나스 시링게 페소바 토마토 DC3000과 비병원성 균주인 슈도모나스 시링게 패소바 토마토 DC3000 (에이브이알알피엠원) 균주를 접종하고 식물체의 저항성의 검정을 수행하였다. 접종 후 0일과 3일에 잎을 수거하여 식물잎의 1 cm2 세균수를 측정한 후 그 결과를 도 20에 나타내었다. Plants overexpressed CaMBL1 were inoculated with Pseudomonas syringe pesova tomato DC3000 and non-pathogenic strain Pseudomonas syringe pessova tomato DC3000 (ABR-Al-PM). Assays of plants were performed. The leaves were harvested on days 0 and 3 after inoculation to measure the number of 1 cm 2 bacteria of the plant leaves and the results are shown in FIG. 20.

도 20에서와 같이 병원성 균주와 비병원성 균주 모두에서 CaMBL1 유전자가 과다발현된 식물에서 야생형 식물과 비교해서 병원세균의 생장이 유의성 있게 감소하여 병 저항성을 가지고 있는 것으로 관찰되었다. As shown in FIG. 20, it was observed that the growth of pathogens in the pathogenic and non-pathogenic strains overexpressed CaMBL1 gene was significantly reduced compared to wild-type plants, thereby having disease resistance.

[실시예 10] 알타나리아 브라시시콜라 (Example 10 Altanaria Brassica ( Alternaria brassicicolaAlternaria brassicicola )를 접종한 후 에 ) After inoculation CaMBL1CaMBL1 유전자의 과다발현된 식물 및 gp1-1과 gp1-2 식물에서 병 저항성의 변화 Changes in Disease Resistance in Overexpressed Genes and gp1-1 and gp1-2 Plants

CaMBL1이 과발현된 애기장대 식물체와 CaMBL1 오솔로그(orthologs)인 애기장대 At1g 78830 유전자의 발현이 불능화(knock out)되어 있는 식물(gp1-1과 gp1-2 계통)인 애기장대에 알타나리아 브라시시콜라 (Alternaria brassicicola)를 접종한 후 시험을 수행하였다. 보다 상세하게는 CaMBL1이 과발현된 식물과 gp1-1과 gp1-2 식물에 알타나리아 브라시시콜라 (Alternaria brassicicola)를 5×104 mL-1의 농도로 애기장대의 잎에 10μl씩 적하(dropping)해 주었다. 접종한 식물은 24℃에서 습실처리하였다. The CaMBL1 overexpression Arabidopsis plants and CaMBL1 ohsol log (orthologs) of Arabidopsis thaliana expressing At1g the disablement of the 78,830 genes (knock out) the plants (gp1-1 and gp1-2 system) in the Arabidopsis Alta and Leah beurasi City Tests were performed after inoculation with cola ( Alternaria brassicicola ). More specifically, alternaria brassicicola was dropped on the leaves of Arabidopsis larvae at a concentration of 5 × 10 4 mL −1 to CaMBL1 overexpressed plants and gp1-1 and gp1-2 plants. ) Inoculated plants were wet treated at 24 ° C.

[단계 1][Step 1]

각각의 식물체에서 알타나리아 브라시시콜라 (Alternaria brassicicola)에 대한 저항성의 여부를 관찰하기 위하여 접종 후 병반관찰 및 트리판 블루 염색 및 댑 염색을 수행하였다. 도 22와 같이 접종 후 5일 째 잎을 관찰하였을 때 CaMBL1이 과다발현된 식물에서 야생형에 비하여 병반의 크기는 큰 차이는 없었으나 gp1-1과 gp1-2 식물에서는 감수성이 나타남을 알 수 있었다. 또한 이를 트리판 블루 염색을 수행해 본 결과, 도 22와 같이 gp1-1 식물에서 활발한 균사 생장이 관찰되었다. In order to observe the resistance to Alternaria brassicicola in each plant, lesion induction and trypan blue staining and Dap staining were performed after inoculation. When the leaves were observed at 5 days after inoculation as shown in FIG. 22, the size of the lesions was not significantly different in the plants overexpressed CaMBL1 compared to the wild type, but gp1-1 and gp1-2 plants showed susceptibility. In addition, as a result of the trypan blue staining, active mycelial growth was observed in gp1-1 plants as shown in FIG.

[단계 2][Step 2]

각각의 식물체에서 알타나리아 브라시시콜라 (Alternaria brassicicola) 접종 후 병 저항성을 검정하기 위하여 접종 후 병반의 크기를 측정하였다. In order to test for disease resistance after inoculation of Alternaria brassicicola in each plant, the size of lesions after inoculation was measured.

도 23에서의 결과와 같이 CaMBL1이 과다발현된 식물에서는 병반의 크기에서 뚜렷한 저항성반응을 보이고 있으나 gp1-1 식물에서는 병반의 크기가 증가되는 것이 관찰되었다. As shown in FIG. 23, the CaMBL1 overexpressed plants showed distinct resistance in lesion size, but the gp1-1 plants showed increased lesion size.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였으나, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 균등물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Although specific portions of the present invention have been described in detail above, it will be apparent to those skilled in the art that these specific techniques are merely preferred embodiments, and thus the scope of the present invention is not limited thereto. Therefore, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and equivalents thereof.

도 1은 본 발명에 의하여 고추 녹광 품종(Capsicum annuum L. cv. Nockwang)으로부터 클로닝한 고추 만노스바인딩렉틴1(CaMBL1) 유전자의 염기서열 및 아미노산 서열을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the nucleotide sequence and amino acid sequence of the red pepper mannose binding lectin 1 (CaMBL1) gene cloned from the red pepper greenery varieties ( Capsicum annuum L. cv. Nockwang) according to the present invention.

도 2는 고추 녹광 품종에 고추 세균성 점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)의 병원성 균주 Ds1과 비병원성 균주 Bv5-4a을 접종하였을 때 접종되지 않은 고추잎과 접종된 고추잎에서의 CaMBL1 유전자 및 단백질의 발현 유도 결과를 나타낸 도면이다. Figure 2 is a chili pepper varieties nokgwang jeommunuibyeong bacterial strains pathogenic strains Ds1 and CaMBL1 expression of genes and proteins in pepper leaves pepper leaves inoculated with the non-vaccinated when inoculated with nonpathogenic strains of Bv5-4a (Xanthomonas campestris pv. Vesicatoria) on It is a figure which shows the result of derivation.

도 3은 고추 녹광 품종에 살리실산(Salicylic acid)을 처리한 후 시간의 경과에 따른 CaMBL1 유전자 및 단백질의 발현 유도 결과를 나타낸 도면이다. Figure 3 is a diagram showing the results of induction of CaMBL1 gene and protein over time after the treatment of salicylic acid (Salicylic acid) to the red pepper varieties.

도 4는 고추 녹광 품종에 메틸자스모네이트 (methyl jasmonate)를 처리한 후 시간의 경과에 따른 CaMBL1 유전자 및 단백질의 발현 유도 결과를 나타낸 도면이다.4 is a diagram showing the expression of CaMBL1 gene and protein over time after treatment with methyl jasmonate (red pepper) green varieties varieties (methyl jasmonate).

도 5는 CaMBL1 단백질 순화 후의 만노스바인딩어세이의 결과를 나타낸 도면이다.5 shows the results of a mannose binding assay after CaMBL1 protein purification.

도 6은 CaMBL1의 녹색형광단백질(Green fluorescent protein)을 이용한 양파식물에서의 세포내 위치확인(subcellular localization) 결과를 나타낸 사진이다. 6 is a photograph showing the results of subcellular localization in onion plants using the green fluorescent protein (Green fluorescent protein) of CaMBL1.

도 7은 고추 녹광 품종에 CaMBL1의 일시적 발현(transient assay)을 수행한 후의 세포사멸 결과를 나타낸 사진이다. Figure 7 is a photograph showing apoptosis results after performing a transient assay (transient assay) of CaMBL1 in red pepper cultivation varieties.

도 8은 고추 녹광 품종에 CaMBL1의 일시적 발현(transient assay)을 수행한 후 CaMBL1의 단백질 발현을 확인한 결과를 나타낸 도면이다. 8 is a diagram showing the results of confirming the protein expression of CaMBL1 after performing a transient assay (transient assay) of CaMBL1 in red pepper cultivation varieties.

도 9는 고추 녹광 품종에 CaMBL1의 일시적 발현(transient assay)을 수행한 후 과민성세포사멸(트리판블루염색)에 대한 결과를 나타낸 사진이다. Figure 9 is a photograph showing the results of hypersensitivity cell death (trypan blue staining) after performing a transient assay (transient assay) of CaMBL1 in red pepper cultivation varieties.

도 10은 고추 녹광 품종에 CaMBL1의 일시적 발현(transient assay)을 수행한 후 CaMBL1의 전해질 전도도(이온유출)를 측정한 결과를 나타낸 도면이다. 10 is a view showing the results of measuring the electrolyte conductivity (ion outflow) of CaMBL1 after performing a transient assay (transient assay) of CaMBL1 in red pepper cultivation varieties.

도 11은 고추 녹광 품종에 CaMBL1의 일시적 발현(transient assay)을 수행한 후 병 방어(저항성) 관련 단백질의 발현을 확인한 결과를 나타낸 도면이다.FIG. 11 is a diagram showing the results of confirming the expression of a disease defense (resistance) related protein after performing transient expression assay of CaMBL1 in red pepper cultivation varieties.

도 12는 고추 녹광 품종에 CaMBL1의 일시적 발현(transient assay)을 수행한 후 살리실산의 변화 결과를 나타낸 도면이다.12 is a view showing the results of the changes in salicylic acid after performing a transient assay (transient assay) of CaMBL1 in red pepper varieties.

도 13은 바이러스-유도 유전자침묵(virus-induced gene silencing, VIGS)의 방법을 이용하여 CaMBL1 유전자 발현이 억제된 고추 녹광 품종의 식물에 병원성 균주 Ds1과 비병원성 균주 Bv5-4a의 고추 세균성 점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)을 접종하였을 때, 병 감수성이 증대되어 감수성 병징 확대, 활성산소감소(DAB 염색), 과민성세포사멸(트리판블루 염색) 감소에 대한 결과를 나타낸 사진이다.FIG. 13 is a pepper bacterial spot pattern bacterium of pathogenic strain Ds1 and non-pathogenic strain Bv5-4a ( Xanthomonas) in a plant of cayenne pepper green cultivars whose CaMBL1 gene expression was suppressed using the method of virus-induced gene silencing (VIGS) campestris pv. vesicatoria) is shown the results for the reduction when the inoculation, disease susceptibility is increased susceptibility symptom-up, active oxygen reducing (DAB staining), overactive cell death (trypan blue stained) picture.

도 14는 바이러스-유도 유전자침묵(virus-induced gene silencing, VIGS)의 방법을 이용하여 CaMBL1 유전자 발현이 억제된 고추 녹광 품종의 식물에 병원성 균주 Ds1과 비병원성 균주 Bv5-4a의 고추 세균성 점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)을 접종하였을 때 세균생장증대에 대한 검정결과를 나타낸 도면이다. FIG. 14 shows pepper bactericidal bacteria of pathogenic strain Ds1 and non-pathogenic strain Bv5-4a ( Xanthomonas) in plants of cayenne pepper cultivars in which CaMBL1 gene expression was suppressed using the method of virus-induced gene silencing (VIGS) campestris pv.vesicatoria ) shows the results of assay for bacterial growth when inoculated.

도 15는 바이러스-유도 유전자침묵(virus-induced gene silencing, VIGS)을 이용하여 CaMBL1 유전자 발현이 억제된 고추 녹광 품종의 식물에 병원성 균주 Ds1과 비병원성 균주 Bv5-4a의 고추 세균성 점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)을 접종하였을 때 고추병 방어(저항성) 관련 유전자 발현의 변화 패턴에 대한 결과를 나타낸 도면이다.FIG. 15 shows pepper bacterium bacillus bacteria of pathogenic strain Ds1 and non-pathogenic strain Bv5-4a ( Xanthomonas campestris pv) in plants of cayenne pepper cultivars whose CaMBL1 gene expression was suppressed using virus-induced gene silencing (VIGS) vesicatoria ) is a diagram showing the results of the pattern of changes in gene expression associated with pepper disease (resistance) when inoculated.

도 16은 고추 바이러스-유도 유전자침묵(virus-induced gene silencing, VIGS)의 방법을 이용하여 CaMBL1 유전자 발현이 억제된 고추 녹광 품종의 식물에 병원성 균주 Ds1과 비병원성 균주 Bv5-4a의 고추 세균성 점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)을 접종하였을 때 CaMBL1의 발현 감소를 단백질 수준에서 관찰한 결과를 나타낸 도면이다.16 is a pepper bacterial spot pattern bacterium of pathogenic strain Ds1 and non-pathogenic strain Bv5-4a in a plant of cayenne pepper cultivation in which CaMBL1 gene expression was suppressed using the method of virus-induced gene silencing (VIGS). Xanthomonas campestris pv.vesicatoria ) is a diagram showing the result of observing the reduced expression of CaMBL1 at the protein level when inoculated.

도 17은 고추 바이러스-유도 유전자침묵(virus-induced gene silencing, VIGS)의 방법을 이용하여 CaMBL1 유전자 발현이 억제된 고추 녹광 품종의 식물에 병원성 균주 Ds1과 비병원성 균주 Bv5-4a의 고추 세균성 점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)을 접종하였을 때 살리실산의 감소 결과를 나타낸 도면이다.17 is a pepper bacterial spot pattern bacterium of the pathogenic strain Ds1 and the non-pathogenic strain Bv5-4a in a plant of the cayenne pepper green cultivars whose CaMBL1 gene expression was suppressed using the method of virus-induced gene silencing (VIGS). Xanthomonas campestris pv.vesicatoria ) shows the results of the reduction of salicylic acid when inoculated.

도 18은 고추 CaMBL1 유전자를 과다발현시킨 형질전환 애기장대 식물에서 CaMBL1 유전자의 과다발현에 대한 결과 및 애기장대의 저항성 관련 유전자의 발현에 대한 결과를 나타낸 도면이다.FIG. 18 is a diagram showing the results of overexpression of CaMBL1 gene and expression of resistance-related genes of Arabidopsis in the transgenic Arabidopsis plants which overexpressed Cayenne CaMBL1 gene.

도 19는 고추 CaMBL1 유전자를 과다발현시킨 형질전환 애기장대 식물에 세균성 병원균주인 슈도모나스 시링게 패소바 토마토 DC3000(Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000)과 비병원성 균주인 슈도모나스 시링게 패소바 토마토 DC3000 (에이브이알알피엠원)을 접종하였을 때 이 병에 대해 저항성을 보이고 있는 애기장대 잎의 사진이다.19 shows a bacterial pathogen Pseudomonas syringae pv. Tomato DC3000 and a non-pathogenic strain Pseudomonas syringe Pasova tomato DC3000 (ABR-A-RPM) in a transgenic Arabidopsis plant overexpressing pepper CaMBL1 gene. ) Is a picture of Arabidopsis leaf which is resistant to the disease when inoculated.

도 20은 고추 CaMBL1 유전자를 과다발현시킨 형질전환 애기장대 식물에 세균성 병원균주인 슈도모나스 시링게 패소바 토마토 DC3000(Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000)과 비병원성 균주인 슈도모나스 시링게 패소바 토마토 DC3000 (에이브이알알피엠원)을 접종하였을 때 세균생장 감소로 병저항성 발현결과를 나타낸 도면이다. 20 is a bacterial pathogen Pseudomonas syringae pv. Tomato DC3000 and a non-pathogenic strain Pseudomonas syringe Pasova tomato DC3000 (ABR-ARPM) in a transgenic Arabidopsis plant overexpressing pepper CaMBL1 gene. ) Shows the results of pathogenic expression due to the reduction of bacterial growth when inoculated.

도 21은 고추 CaMBL1 유전자를 과다발현시킨 형질전환 애기장대 식물에 세균성 병원균주인 슈도모나스 시링게 패소바 토마토 DC3000(Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000)과 비병원성 균주인 슈도모나스 시링게 패소바 토마토 DC3000 (에이브이알알피엠원)을 접종하였을 때 병저항성을 보이는 식물세포에서 활성 산소(DAB 염색) 및 과민성 세포사멸(트리판 블루 염색)의 증가에 대한 결과를 나타낸 사진이다.FIG. 21 is a bacterial pathogen Pseudomonas syringae pv. Tomato DC3000 and a non-pathogenic strain Pseudomonas syringe Pasova tomato DC3000 (ABR-ARPM) in a transgenic Arabidopsis plant overexpressing the CaMBL1 gene. ) Is a photograph showing the results of the increase in free radicals (DAB staining) and hypersensitivity apoptosis (trypan blue staining) in plant cells exhibiting pathogenic resistance.

도 22는 CaMBL1이 과발현된 애기장대 식물체와 CaMBL1 오솔로그(orthologs)인 애기장대 At1g 78830 유전자의 발현이 불능화(knock out)되어 있는 식물(gp1-1과 gp1-2 계통)인 애기장대 돌연변이 식물체에 병원진균인 알타나리아 브라시시콜라 (Alternaria brassicicola)를 접종한 후 병든 식물잎의 병반사진과 트리판블루염색에 대한 결과를 나타낸 사진이다.Figure 22 is a CaMBL1 overexpressed Arabidopsis thaliana plants and CaMBL1 ohsol log (orthologs) of Arabidopsis thaliana expressing the disablement of At1g 78830 gene (knock out) the plants (gp1-1 and gp1-2 system) in a mutant Arabidopsis thaliana plant After inoculation with the pathogenic fungus Alternaria brassicicola , it is a photograph showing the results of lesion and trypan blue staining of diseased plant leaves.

도 23은 CaMBL1이 과발현된 애기장대 식물체와 CaMBL1 오솔로그(orthologs) 인 애기장대 At1g 78830 유전자의 발현이 불능화(knock out)되어 있는 식물(gp1-1과 gp1-2 계통)인 애기장대 돌연변이 식물체에 병원진균인 알타나리아 브라시시콜라 (Alternaria brassicicola)를 접종한 후 병반크기의 변화 결과를 나타낸 도면이다. Figure 23 is a CaMBL1 overexpressed Arabidopsis thaliana plants and CaMBL1 ohsol log (orthologs) of Arabidopsis thaliana plants At1g the expression of gene 78 830 is disabled (knock out) (gp1-1 and gp1-2 system) in a mutant Arabidopsis thaliana plant A diagram showing the change in lesion size after inoculation of the pathogen fungus Alternaria brassicicola .

<110> Korea University Industrial and Academic Collaboration Foundation <120> Pepper defense-related, mannose-binding lectin (CaMBL1) gene and disease resistant plants using the same <130> P11-090630-01 <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 1160 <212> DNA <213> Capsicum annuum L. cv. Nockwang <400> 1 gaaacatgtc tccttcatgg actactacac tttttgtctc tctatttctt ttctcccaaa 60 tattttcttg cattgcccaa gttccagctg aaaacacctt caaattcgtc aacgaaggcg 120 aattaggacc ttatattgtc gaatacagcg ctgattatcg cgttcttcgt atcgccacta 180 ctccgtttca gctctgtttc tacaacacaa cacctaacgc atggacacta gcgttgcgaa 240 tgggcaccgt ccgttctgaa tcactcatgc gttgggtgtg ggaagctaac aggggaaacc 300 ccgttaaaga aaacgccact ttcactttcg ggacagatgg aaatctcgta ttggctgatg 360 ccgacggtcg aattgcatgg caaacaaaca cggccaataa gggcgtgaca gggttcaagt 420 tgttgcctaa tggtaacatg gtgctacatg actccaaggg aaaattcctc tggcagagtt 480 tcaactatcc cacggatact ttactagtgg gccaaacact acgtttgtcc agcccgaata 540 agctcgtgag ccgggcttcg gtgaaaaaca atgcgaacgg gccttatagc ttggtggtgc 600 agccaagatt gtttggtgtc tacaagggga ctaagctaga cgtcgaatta gcttggttca 660 attatggtaa tagcactttg gaatcagtaa aattgaatgc tgggaatcaa aggctgaaat 720 tggattatag attggcaaaa tcaacaacga gaagttcaca tgttatggct tttgtcaatt 780 acaacacaac attgacatat cttagactag aaattgatgg aaatctcaag gcctacactt 840 ttgttcgaga tgaagaagca gatgaattcc gttggaaggt aacttacagc aggatttaaa 900 aaatgttttt cgttaaaagt ttgtgtacac actattatct cagactccga cgttacacga 960 acatgttatt gttgtaagga ttagtgtcca gtataataag tggataaagc gagtgggtcc 1020 acagctagtc caataaatta gttgtaattc ctattttatc ttctgttttc taaagttgta 1080 ttttggttga attaagaatg tattttattt tgatattacc agcattattt ttggattgaa 1140 aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa 1160 <210> 2 <211> 297 <212> PRT <213> Capsicum annuum L. cv. Nockwang <400> 2 Met Ser Pro Ser Trp Thr Thr Thr Leu Phe Val Ser Leu Phe Leu Phe 1 5 10 15 Ser Gln Ile Phe Ser Cys Ile Ala Gln Val Pro Ala Glu Asn Thr Phe 20 25 30 Lys Phe Val Asn Glu Gly Glu Leu Gly Pro Tyr Ile Val Glu Tyr Ser 35 40 45 Ala Asp Tyr Arg Val Leu Arg Ile Ala Thr Thr Pro Phe Gln Leu Cys 50 55 60 Phe Tyr Asn Thr Thr Pro Asn Ala Trp Thr Leu Ala Leu Arg Met Gly 65 70 75 80 Thr Val Arg Ser Glu Ser Leu Met Arg Trp Val Trp Glu Ala Asn Arg 85 90 95 Gly Asn Pro Val Lys Glu Asn Ala Thr Phe Thr Phe Gly Thr Asp Gly 100 105 110 Asn Leu Val Leu Ala Asp Ala Asp Gly Arg Ile Ala Trp Gln Thr Asn 115 120 125 Thr Ala Asn Lys Gly Val Thr Gly Phe Lys Leu Leu Pro Asn Gly Asn 130 135 140 Met Val Leu His Asp Ser Lys Gly Lys Phe Leu Trp Gln Ser Phe Asn 145 150 155 160 Tyr Pro Thr Asp Thr Leu Leu Val Gly Gln Thr Leu Arg Leu Ser Ser 165 170 175 Pro Asn Lys Leu Val Ser Arg Ala Ser Val Lys Asn Asn Ala Asn Gly 180 185 190 Pro Tyr Ser Leu Val Val Gln Pro Arg Leu Phe Gly Val Tyr Lys Gly 195 200 205 Thr Lys Leu Asp Val Glu Leu Ala Trp Phe Asn Tyr Gly Asn Ser Thr 210 215 220 Leu Glu Ser Val Lys Leu Asn Ala Gly Asn Gln Arg Leu Lys Leu Asp 225 230 235 240 Tyr Arg Leu Ala Lys Ser Thr Thr Arg Ser Ser His Val Met Ala Phe 245 250 255 Val Asn Tyr Asn Thr Thr Leu Thr Tyr Leu Arg Leu Glu Ile Asp Gly 260 265 270 Asn Leu Lys Ala Tyr Thr Phe Val Arg Asp Glu Glu Ala Asp Glu Phe 275 280 285 Arg Trp Lys Val Thr Tyr Ser Arg Ile 290 295 <110> Korea University Industrial and Academic Collaboration Foundation <120> Pepper defense-related, mannose-binding lectin (CaMBL1) gene and          disease resistant plants using the same <130> P11-090630-01 <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 1160 <212> DNA 213 Capsicum annuum L. cv. Nockwang <400> 1 gaaacatgtc tccttcatgg actactacac tttttgtctc tctatttctt ttctcccaaa 60 tattttcttg cattgcccaa gttccagctg aaaacacctt caaattcgtc aacgaaggcg 120 aattaggacc ttatattgtc gaatacagcg ctgattatcg cgttcttcgt atcgccacta 180 ctccgtttca gctctgtttc tacaacacaa cacctaacgc atggacacta gcgttgcgaa 240 tgggcaccgt ccgttctgaa tcactcatgc gttgggtgtg ggaagctaac aggggaaacc 300 ccgttaaaga aaacgccact ttcactttcg ggacagatgg aaatctcgta ttggctgatg 360 ccgacggtcg aattgcatgg caaacaaaca cggccaataa gggcgtgaca gggttcaagt 420 tgttgcctaa tggtaacatg gtgctacatg actccaaggg aaaattcctc tggcagagtt 480 tcaactatcc cacggatact ttactagtgg gccaaacact acgtttgtcc agcccgaata 540 agctcgtgag ccgggcttcg gtgaaaaaca atgcgaacgg gccttatagc ttggtggtgc 600 agccaagatt gtttggtgtc tacaagggga ctaagctaga cgtcgaatta gcttggttca 660 attatggtaa tagcactttg gaatcagtaa aattgaatgc tgggaatcaa aggctgaaat 720 tggattatag attggcaaaa tcaacaacga gaagttcaca tgttatggct tttgtcaatt 780 acaacacaac attgacatat cttagactag aaattgatgg aaatctcaag gcctacactt 840 ttgttcgaga tgaagaagca gatgaattcc gttggaaggt aacttacagc aggatttaaa 900 aaatgttttt cgttaaaagt ttgtgtacac actattatct cagactccga cgttacacga 960 acatgttatt gttgtaagga ttagtgtcca gtataataag tggataaagc gagtgggtcc 1020 acagctagtc caataaatta gttgtaattc ctattttatc ttctgttttc taaagttgta 1080 ttttggttga attaagaatg tattttattt tgatattacc agcattattt ttggattgaa 1140 aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa 1160 <210> 2 <211> 297 <212> PRT 213 Capsicum annuum L. cv. Nockwang <400> 2 Met Ser Pro Ser Trp Thr Thr Thr Leu Phe Val Ser Leu Phe Leu Phe   1 5 10 15 Ser Gln Ile Phe Ser Cys Ile Ala Gln Val Pro Ala Glu Asn Thr Phe              20 25 30 Lys Phe Val Asn Glu Gly Glu Leu Gly Pro Tyr Ile Val Glu Tyr Ser          35 40 45 Ala Asp Tyr Arg Val Leu Arg Ile Ala Thr Thr Pro Phe Gln Leu Cys      50 55 60 Phe Tyr Asn Thr Thr Pro Asn Ala Trp Thr Leu Ala Leu Arg Met Gly  65 70 75 80 Thr Val Arg Ser Glu Ser Leu Met Arg Trp Val Trp Glu Ala Asn Arg                  85 90 95 Gly Asn Pro Val Lys Glu Asn Ala Thr Phe Thr Phe Gly Thr Asp Gly             100 105 110 Asn Leu Val Leu Ala Asp Ala Asp Gly Arg Ile Ala Trp Gln Thr Asn         115 120 125 Thr Ala Asn Lys Gly Val Thr Gly Phe Lys Leu Leu Pro Asn Gly Asn     130 135 140 Met Val Leu His Asp Ser Lys Gly Lys Phe Leu Trp Gln Ser Phe Asn 145 150 155 160 Tyr Pro Thr Asp Thr Leu Leu Val Gly Gln Thr Leu Arg Leu Ser Ser                 165 170 175 Pro Asn Lys Leu Val Ser Arg Ala Ser Val Lys Asn Asn Ala Asn Gly             180 185 190 Pro Tyr Ser Leu Val Val Gln Pro Arg Leu Phe Gly Val Tyr Lys Gly         195 200 205 Thr Lys Leu Asp Val Glu Leu Ala Trp Phe Asn Tyr Gly Asn Ser Thr     210 215 220 Leu Glu Ser Val Lys Leu Asn Ala Gly Asn Gln Arg Leu Lys Leu Asp 225 230 235 240 Tyr Arg Leu Ala Lys Ser Thr Thr Arg Ser Ser His Val Met Ala Phe                 245 250 255 Val Asn Tyr Asn Thr Thr Leu Thr Tyr Leu Arg Leu Glu Ile Asp Gly             260 265 270 Asn Leu Lys Ala Tyr Thr Phe Val Arg Asp Glu Glu Ala Asp Glu Phe         275 280 285 Arg Trp Lys Val Thr Tyr Ser Arg Ile     290 295  

Claims (10)

식물병 방어 관련 유전자로서 고추 유래 만노스바인딩렉틴을 코딩하는 하기 (a) 또는 (b)의 분리된 유전자(CaMBL1):An isolated gene ( CaMBL1) of (a) or (b) which encodes pepper-derived mannose binding lectin as a plant disease defense related gene: (a) 서열번호 2의 아미노산 서열을 갖는 단백질을 코딩하는 유전자;(a) a gene encoding a protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2; (b) 서열번호 1의 염기서열을 갖는 유전자.(b) a gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. 서열번호 2의 아미노산 서열을 갖는 분리된 단백질(CaMBL1).An isolated protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 (CaMBL1). 제1항 기재의 유전자를 포함하는 재조합 벡터.A recombinant vector comprising the gene of claim 1. 제1항 기재의 유전자를 pBIN35S에 삽입시켜 제조한 재조합벡터 pBIN35S::CaMBL1.Recombinant vector pBIN35S :: CaMBL1 prepared by inserting the gene of claim 1 into pBIN35S . 제1항 기재의 유전자 또는 제3항 기재의 재조합 벡터에 의해 형질전환된 식물체.A plant transformed by the gene of claim 1 or the recombinant vector of claim 3. 식물체로부터 mRNA 분리하여 제1항 기재의 CaMBL1 유전자의 차별적 발현을 확인하는 단계를 포함하는 식물체의 저항성 탐색방법.Separation of mRNA from the plant to determine the differential expression of the CaMBL1 gene described in claim 1 resistance detection method of the plant. 제6항에 있어서, 상기 식물체는 고추 세균성 점무늬병의 병원성 또는 비병원성 세균을 접종한 식물체인 것을 특징으로 하는 식물체의 저항성 탐색방법.7. The method of claim 6, wherein the plant is a plant inoculated with pathogenic or non-pathogenic bacteria of red pepper bacterial spot pattern disease. 제6항에 있어서, 상기 식물체는 살리실산 (Salicylic acid) 또는 메틸자스모네이트 (Methyl jasmonate)를 처리한 식물체인 것을 특징으로 하는 식물체의 저항성 탐색방법.The method of claim 6, wherein the plant is a plant treated with salicylic acid (Salicylic acid) or methyl jasmonate (Methyl jasmonate). 제2항 기재의 CaMBL1 단백질의 항체를 프로브로 이용하여 CaMBL1 단백질 발현여부를 확인하는 단계를 포함하는 식물체의 저항성 탐색방법.A method for detecting resistance of a plant, comprising the step of checking the expression of CaMBL1 protein using the antibody of claim 2 CaMBL1 protein as a probe. 제1항 기재의 CaMBL1 유전자를 바이러스-유도 유전자 침묵(virus-induced gene silencing, VIGS)을 위한 벡터인 TRV2(Tobacco Rattle Virus 2) 벡터에 삽입시켜 제조한 재조합벡터 TRV2:: CaMBL1.The recombinant vector TRV2 :: CaMBL1 prepared by inserting the CaMBL1 gene according to claim 1 into a Tobacco Rattle Virus 2 (TRV2) vector, which is a vector for virus-induced gene silencing (VIGS).
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