KR20120048050A - Recombinant vector for increasing tolerance to paraquat, salt, and drought stresses, uses thereof and transformed plants thereby - Google Patents

Recombinant vector for increasing tolerance to paraquat, salt, and drought stresses, uses thereof and transformed plants thereby Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A transgenic plant prepared by a recombinant vector for enhancing resistance to paraquat, salt, and drought is provided to cultivate and harvest crops regardless of climate change/disaster. CONSTITUTION: A recombinant vector for enhancing resistance to stress in a plant contains a gene encoding Oriza sativa-derived OsPUB15 having an amino acid sequence of sequence number 2. The stress includes paraquat, salt, or drought. Cells are transformed by the recombinant vector. The cells are Agrobacterium tumefaciens LB4404. A transgenic plant is transformed by the recombinant vector. The plant is monocot plant, Oryza sativa L. A method for enhancing stress resistance in a plant comprises a step of overexpressing the gene in the plant.

Description

파라쿼트, 염, 및 가뭄에 대한 내성 증가를 위한 재조합 벡터, 이의 용도 및 이에 의한 형질전환 식물체{Recombinant vector for increasing tolerance to paraquat, salt, and drought stresses, uses thereof and transformed plants thereby}Recombinant vector for increasing tolerance to paraquat, salt, and drought stresses, uses about and transformed plants thus}

본 발명은 스트레스에 대한 내성 증가용 재조합 벡터, 상기 재조합 벡터의 용도 및 상기 재조합벡터에 의한 형질전환 식물체에 관한 것이다. The present invention relates to a recombinant vector for increasing resistance to stress, the use of the recombinant vector and a transformed plant by the recombinant vector.

식물의 생물학적 또는 비생물학적 스트레스에 대한 저항성을 증가시킴으로써 보다 수월하게 곡물을 수확하고, 곡물 수확량을 늘리기 위한 연구가 활발히 진행중이다. 한국공개특허공보 제2006-80235호에는 식물에서 스트레스 내성을 향상시키는 방법 및 이들의 방법이 기재되어 있다. 또한, 벼(Oryza sativa L.)는 아시아를 포함한 많은 나라에서 주식으로 사용하고 있으며, 식물 연구를 위한 중요한 모델로써 현재까지 많은 연구가 활발히 진행 중이며, 한국공개특허공보 제2008-107497호에는 식물 스트레스 저항성을 증가시키는 OsRDCP1 유전자 및 이에 의해 형질전환된 벼가 기재되어 있다. Research is being actively conducted to increase crop yields and increase grain yields by increasing the plant's resistance to biological or abiotic stresses. Korean Laid-Open Patent Publication No. 2006-80235 discloses a method for improving stress resistance in plants and methods thereof. In addition, rice (Oryza sativa L.) is used as a staple in many countries including Asia, and as an important model for plant research, many studies have been actively conducted so far, and Korean Patent Publication No. 2008-107497 describes plant stress. OsRDCP1 gene and rice transformed thereby are described which increase resistance.

한편, 기후 변화가 갈수록 정도가 심해져서 농업적 환경이 크게 위협받고 있다. 이러한 환경적 변화에 능동적 대처하기 위해서 환경 변화에 덜 민감하게 반응하는 식물의 개발이 필수적이다. Meanwhile, the degree of climate change is getting worse and the agricultural environment is greatly threatened. In order to actively cope with these environmental changes, it is necessary to develop plants that are less sensitive to environmental changes.

이에 본 발명자들은 지구 온난화와 불규칙적인 강우로 인한 한반도의 아열대성 기후 변화에 따른 작물의 기후 적응성을 높이고, 점점 증가하는 기후 재해로 인한 피해를 최소화하여 작물의 재배 면적을 확대하여 식량의 원활한 공급을 기대할 수 있는 식물의 개발을 위하여, 식물의 환경 스트레스 저항성을 연구하던 중, 벼 유래의 OsPUB15 유전자에 의해 형질전환된 식물체가 생물학적 또는 비생물학적 스트레스에 대한 증가된 내성을 가지는 것을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.Therefore, the present inventors have improved the climate adaptability of crops due to subtropical climate change of the Korean Peninsula due to global warming and irregular rainfall, and minimized the damage caused by increasing climate disasters, thereby increasing the crop cultivation area and providing a smooth supply of food. For the expected development of plants, while studying the environmental stress resistance of plants, it was confirmed that plants transformed with the OsPUB15 gene derived from rice have increased resistance to biological or abiotic stresses. Completed.

본 발명의 목적은 파라쿼트, 염, 및 가뭄과 같은 스트레스에 대한 식물체의 저항성을 증가시키기 위한, OsPUB15 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a recombinant vector comprising the OsPUB15 gene for increasing the plant's resistance to stress such as paraquat, salt, and drought.

본 발명의 다른 목적은 상기 재조합 벡터로 형질 전환된 스트레스에 대한 저항성이 증가된 식물체를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a plant with increased resistance to stress transformed with the recombinant vector.

본 발명의 다른 목적은 상기 유전자를 식물체에서 과다 발현시킴으로써 스트레스에 대한 저항성을 증가시키는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of increasing the resistance to stress by overexpressing the gene in plants.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해 스트레스 저항성이 증가된 형질전환 식물체 및 이의 종자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a transgenic plant and its seed having increased stress resistance by the above method.

본 발명은 OsPUB15 유전자를 포함하는 파라쿼트, 염, 및 가뭄에 대한 내성 증가용 재조합 벡터, 상기 재조합 벡터의 용도 및 상기 재조합 벡터에 의한 형질전환 식물체에 관한 것이다. The present invention relates to a recombinant vector for increasing resistance to paraquats, salts, and droughts containing OsPUB15 gene, the use of the recombinant vector, and a transformed plant by the recombinant vector.

본 발명자들은 OsPUB15 단백질(서열번호 2)이 식물체 내의 활성 산소 종(Reactive Oxygen Species: ROS)의 양을 감소시켜 고염도, 가뭄 스트레스에 대한 저항성을 나타낸다는 점을 처음으로 확인하여 하기와 같은 본 발명을 제공한다. The present inventors first confirmed that the OsPUB15 protein (SEQ ID NO: 2) exhibits high salinity and resistance to drought stress by reducing the amount of Reactive Oxygen Species (ROS) in plants. To provide.

본 발명은 OsPUB15 유전자를 포함하는, 식물체의 파라쿼트, 염, 및 가뭄 등 스트레스에 대한 저항성을 증가시키기 위한 재조합 벡터를 제공한다. The present invention provides a recombinant vector for increasing resistance to stress, such as paraquat, salt, and drought, of plants, including the OsPUB15 gene.

본 발명의 재조합 벡터는 형질전환되는 식물체 내에서 OsPUB15 단백질을 과다 발현하는 벡터로써, 바람직하게는 재조합 식물 발현 벡터이다.The recombinant vector of the present invention is a vector that overexpresses OsPUB15 protein in a plant to be transformed, and is preferably a recombinant plant expression vector.

본 발명의 파라쿼트, 염, 및 가뭄에 대한 내성 증가용 재조합 벡터 내에 포함되는 OsPUB15 유전자는 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 핵산, 그와 기능적으로 동등한 절편 또는 변이체를 포함한다. The OsPUB15 gene included in the paraquat, salt, and recombinant vector for increasing tolerance to drought of the present invention includes a nucleic acid consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, and a fragment or variant thereof functionally equivalent.

본원에서 사용된 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 OsPUB15 유전자는 [Zeng 등, (2008) Mol Plant 1:800-815]의 명명법에 따라 명명하였다. OsPUB15 cDNA(서열번호 1)는 2475bp 길이로, 이는 824개의 아미노산 폴리펩티드(서열번호 2)를 코딩하며, 또한 도 1에서 나타나듯이 다섯 개의 엑손과 네 개의 인트론으로 구성되어 있고, OsPUB15 단백질은 E3 라이게이즈 효소 활성을 나타내는 유-박스 도메인과, 단백질 단백질 상호 결합을 할 수 있는 아마딜로 반복 도메인을 C 말단에 가지고 있다.OsPUB15 gene consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 as used herein was named according to the nomenclature of [Zeng et al., (2008) Mol Plant 1: 800-815]. OsPUB15 cDNA (SEQ ID NO: 1) is 2475 bp long, which encodes 824 amino acid polypeptides (SEQ ID NO: 2), and also consists of five exons and four introns, as shown in FIG. It has a U-box domain that exhibits Izu enzyme activity and an amidillo repeat domain capable of protein-protein interaction at the C terminus.

본원에서 사용되는 OsPUB15 유전자와 "기능적으로 동등한 절편"은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 야생형 OsPUB15 단백질의 아미노산 서열에서 하나 이상의 아미노산이 결실 또는 절단된 폴리펩티드를 코딩하며, 그 폴리펩티드가 야생형 OsPUB15 단백질과 실질적으로 동등한 효과를 나타내는, 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 핵산의 조각 또는 일부분을 의미한다. 이러한 핵산 절편은 서열번호 1에 기재된 염기서열과 비교하여 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 그 이상의 서열 상동성을 가지며, 이러한 핵산 절편은 당업계에 널리 알려진 분자생물학적 방법에 의하여 용이하게 제작될 수 있다.As used herein, a "functionally equivalent fragment" with the OsPUB15 gene encodes a polypeptide from which one or more amino acids are deleted or truncated in the amino acid sequence of a wild type OsPUB15 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, wherein the polypeptide is substantially identical to the wild type OsPUB15 protein. It means a fragment or a portion of the nucleic acid consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, showing an equivalent effect. Such nucleic acid fragments are 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, compared to the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 1 With 96%, 97%, 98%, 99% or more sequence homology, such nucleic acid fragments can be readily produced by molecular biological methods well known in the art.

본원에서 사용되는 OsPUB15 유전자와 "기능적으로 동등한 변이체"는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 야생형 OsPUB15 단백질의 아미노산 서열에서 하나 이상의 아미노산이 변형(예, 치환, 부가 또는 결실)된 폴리펩티드를 코딩하며, 그 폴리펩티드가 야생형 OsPUB15 단백질과 실질적으로 동등한 효과를 나타내는, 서열번호 1로 표시되는 염기서열로 이루어진 핵산의 변이체를 의미한다. 이러한 핵산의 변이체는 서열번호 1에 기재된 염기 서열과 비교하여 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 그 이상의 서열 상동성을 가지며, 이러한 변이체는 당업계에 널리 알려진 분자생물학적 방법에 의하여 용이하게 제작될 수 있다.As used herein, a "functionally equivalent variant" of an OsPUB15 gene encodes a polypeptide having one or more amino acids modified (eg, substituted, added or deleted) in the amino acid sequence of a wild type OsPUB15 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, It refers to a variant of the nucleic acid consisting of the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1, the polypeptide shows an effect substantially equivalent to the wild type OsPUB15 protein. Variants of such nucleic acids are 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95% compared to the nucleotide sequences set forth in SEQ ID NO: 1 , 96%, 97%, 98%, 99% or more sequence homology, and such variants can be readily produced by molecular biological methods well known in the art.

용어 "벡터"는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 의미하며, DNA를 복제하고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있다. "발현 벡터"는 목적한 코딩 서열과, 특정 숙주 생물에서 작동가능하게 연결된 코딩 서열을 발현하는데 필수적인 적정 핵산 서열을 포함하는 재조합 DNA 분자를 의미한다. 발현벡터는 진핵세포에서 이용가능한 하나 이상의 복제기점, 프로모터, 선택마커, 인핸서, 종결신호 및 폴리아데닐레이션 서열을 포함할 수 있다. 발현 벡터는 일반적으로 플라스미드 또는 바이러스 DNA로부터 유래하거나, 둘다의 요소를 포함할 수 있다. 따라서, 발현 벡터는 재조합 DNA 또는 RNA 구축물, 예컨대, 플라스미드, 파지, 재조합 바이러스 또는 적절한 숙주 세포 내 도입시, 클로닝된 DNA의 발현을 초래하는 다른 벡터를 의미한다. 적절한 발현 벡터는 당업자에게 잘 알려져 있으며, 진핵세포 및/또는 원핵세포 내에서 복제가능한 것들 및 에피솜으로 남는 것들 또는 숙주 세포 게놈 내에 통합되는 것들을 포함한다. The term "vector" refers to DNA fragment (s), nucleic acid molecules that are delivered into a cell, which can replicate DNA and be independently reproduced in a host cell. An "expression vector" refers to a recombinant DNA molecule comprising a coding sequence of interest and an appropriate nucleic acid sequence necessary to express a coding sequence operably linked in a particular host organism. Expression vectors can include one or more origins of replication, promoters, selection markers, enhancers, termination signals, and polyadenylation sequences available in eukaryotic cells. Expression vectors are generally derived from plasmid or viral DNA, or may include elements of both. Thus, expression vectors refer to recombinant DNA or RNA constructs such as plasmids, phages, recombinant viruses or other vectors that result in the expression of cloned DNA upon introduction into an appropriate host cell. Suitable expression vectors are well known to those of skill in the art and include those that are replicable in eukaryotic and / or prokaryotic cells and those that remain episomal or that integrate into the host cell genome.

본원에서는, 형질전환되는 식물체에 도입되어 OsPUB15 단백질을 발현할 수 있는 임의의 식물 발현 벡터가 이용가능하며, 이러한 재조합 식물 발현 벡터는 당업계에 알려진 통상적 기술을 이용하여 제작될 수 있다. As used herein, any plant expression vector capable of being introduced into a transformed plant to express OsPUB15 protein is available, and such recombinant plant expression vectors can be constructed using conventional techniques known in the art.

본 발명에서 이용되는 식물 발현 벡터의 바람직한 예는 아그로박테리움 투머파시엔스와 같은 적당한 숙주에 존재할 때 그 자체의 일부, 소위 T-영역을 식물 세포로 전이시킬 수 있는 Ti-플라스미드 벡터이다. 다른 유형의 Ti-플라스미드 벡터(EP 0 116 718 B1호 참조)가 현재 식물세포, 또는 잡종 DNA를 식물의 게놈 내에 적당하게 삽입시키는 새로운 식물이 생산될 수 있는 원형질체로 잡종DNA 서열을 전이시키는데 이용되고 있다. Ti-플라스미드 벡터의 특히 바람직한 형태는 EP 0 120 516 B1호 및 미국 특허 제4,940,838호에 청구된 바와 같은 소위 이원(binary) 벡터이다. 본 발명에 따른 OsPUB15 유전자를 식물 숙주에 도입시키는데 이용될 수 있는 다른 적합한 벡터는 이중 가닥 식물 바이러스(예를 들면, CaMV) 및 단일 가닥 바이러스, 게미니 바이러스 등으로부터 유래될 수 있는 것과 같은 바이러스 벡터, 예를 들면 비완전성 식물 바이러스 벡터로부터 선택될 수 있다. 그러한 벡터의 사용은 특히 식물 숙주를 적당하게 형질전환하는 것이 어려울 때 유리할 수 있다.Preferred examples of plant expression vectors used in the present invention are Ti-plasmid vectors capable of transferring part of itself, the so-called T-region, to plant cells when present in a suitable host, such as Agrobacterium tumerfaciens. Another type of Ti-plasmid vector (see EP 0 116 718 B1) is used to transfer hybrid DNA sequences to protoplasts, which can produce current plant cells, or new plants that properly insert hybrid DNA into the plant genome. have. A particularly preferred form of the Ti-plasmid vector is the so-called binary vector as claimed in EP 0 120 516 B1 and US Pat. No. 4,940,838. Other suitable vectors that can be used to introduce OsPUB15 genes according to the invention into plant hosts are viral vectors such as those derived from double stranded plant viruses (eg CaMV) and single stranded viruses, gemini viruses, etc., For example, it may be selected from an incomplete plant viral vector. The use of such vectors may be particularly advantageous when it is difficult to transform the plant host properly.

본 발명의 식물 발현 벡터는 또한 선택마커, 프로모터 및 터미네이터를 포함한다. Plant expression vectors of the invention also include selection markers, promoters and terminators.

본 발명에서 사용가능한 마커는 통상적으로 화학적인 방법으로 선택될 수 있는 특성을 갖는 핵산 서열로, 형질전환된 세포를 비형질전환 세포로부터 구별할 수 있는 모든 유전자가 이에 해당된다. 그 예로는 글리포세이트(glyphosate), 포스피노트리신과 같은 제초제 저항성 유전자, 카나마이신, G418, 블레오마이신(Bleomycin), 하이그로마이신(hygromycin), 클로람페니콜(chloramphenicol)과 같은 항생제 내성 유전자가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 바스타 저항성(BAR) 유전자가 사용된다. Markers usable in the present invention are typically nucleic acid sequences having properties that can be selected by chemical methods, and all genes that can distinguish transformed cells from non-transformed cells. Examples include, but are not limited to, antibiotic resistance genes such as glyphosate, herbicide resistance genes such as phosphinothricin, kanamycin, G418, bleomycin, hygromycin, chloramphenicol It doesn't happen. Preferably, the Basta resistance (BAR) gene is used.

본 발명에서 사용가능한 프로모터는 식물 세포에서 전사를 개시할 수 있는 프로모터로서, CaMV35S, 액틴, 유비퀴틴, pEMU, 히스톤 프로모터 등이 있으며, 바람직하게는 CaMV35S 프로모터가 사용된다. Promoters usable in the present invention include promoters capable of initiating transcription in plant cells, including CaMV35S, actin, ubiquitin, pEMU, histone promoters, and the like, and preferably CaMV35S promoters.

본 발명에서 사용가능한 터미네이터는 당업계에서 통상적으로 사용되는 터미네이터일 수 있으며, 그 예로는 노팔린 신타아제(NOS) 터미네이터, 벼 α-아밀라아제 RAmy1 A 터미네이터, 파세올린(phaseoline) 터미네이터, 아그로박테리움 투메파시엔스(agrobacterium tumefaciens)의 옥토파인(Octopine) 유전자의 터미네이터, 대장균의 rrnB1/B2 터미네이터 등이 있으며, 바람직하게는 NOS 터미네이터가 사용된다. Terminators usable in the present invention may be terminators commonly used in the art, such as nopalin synthase (NOS) terminator, rice α-amylase RAmy1 A terminator, phaseoline terminator, agrobacterium tome Terminator of the octopine gene of agrobacterium tumefaciens, rrnB1 / B2 terminator of Escherichia coli, and the like, and preferably, a NOS terminator is used.

특히, 본 발명에서 바람직한 재조합벡터는 2개의 T-DNA 보더 사이에 제초제 저항성을 가지는 BAR 유전자, CaMV35S 프로모터 및 노스(NOS) 터미네이터를 포함하고, OsPUB15 유전자가 프로모터와 작동가능하게 연결된 식물 발현 재조합벡터이다. 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 벡터는 도 2에 기재된 pCB302벡터이다 (Plant Mol. Biol. 40: 711-717 참조).In particular, a preferred recombinant vector in the present invention is a plant expression recombinant vector comprising a BAR gene, a CaMV35S promoter and a North (NOS) terminator, having a herbicide resistance between two T-DNA borders, and in which the OsPUB15 gene is operably linked to the promoter. . The vector according to an embodiment of the present invention is the pCB302 vector described in FIG. 2 (see Plant Mol. Biol. 40: 711-717).

본 명세서에서 유전자와 프로모터가 작동가능하게 연결되었다고 함은 핵산 서열들이 이들의 의도된 기능을 수행하도록 연결된 상태를 지칭한다. 예를 들어, 프로모터 서열을 목적하는 뉴클레오티드 서열에 작동가능하게 연결시킨다는 것은 프로모터 서열이 목적하는 뉴클레오티드 서열의 전사를 지시할 수 있게 하는 방식으로 프로모터 서열과 목적하는 뉴클레오티드 서열을 연결하는 것을 의미한다.As used herein, operably linked genes and promoters refer to conditions in which nucleic acid sequences are linked to perform their intended function. For example, operably linking a promoter sequence to a desired nucleotide sequence refers to linking the promoter sequence to the desired nucleotide sequence in a manner that enables the promoter sequence to direct transcription of the desired nucleotide sequence.

상기 재조합벡터는 당업계에 알려진 재조합 DNA 기술을 이용한 재조합 수단에 의하여 제조될 수 있다. The recombinant vector may be prepared by recombinant means using recombinant DNA techniques known in the art.

본 발명은 또한 상기 파라쿼트, 염, 및 가뭄에 대한 내성 증가용 재조합 벡터로 형질전환된 세포를 제공한다. The present invention also provides cells transformed with said paraquats, salts, and recombinant vectors for increased tolerance to drought.

상기한 재조합 벡터는 감염, 형질도입, 트랜스펙션, 전기천공 및 형질전환과 같은 주지된 기술을 이용하여 배양된 숙주 세포 내로 도입될 수 있다. 숙주의 대표적인 예는 박테리아 세포, 예를 들면, 대장균, 스트렙토마이세스 및 살모넬라 티피무리움 세포; 및 식물 세포를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. Such recombinant vectors can be introduced into cultured host cells using well known techniques such as infection, transduction, transfection, electroporation and transformation. Representative examples of hosts include bacterial cells such as Escherichia coli, Streptomyces and Salmonella typhimurium cells; And plant cells.

식물의 형질전환에 이용되는 "식물 세포"는 임의의 식물 세포가 이용가능하다. 식물 세포는 배양 세포, 배양 조직, 배양기관 또는 전체 식물, 바람직하게는 배양 세포, 배양 조직 또는 배양 기관 및 더욱 바람직하게는 배양 세포의 어떤 형태도 가능하다. "식물 조직"은 분화된 또는 미분화된 식물의 조직, 예를 들면 이에 한정되진 않으나, 뿌리, 줄기, 잎, 꽃가루, 종자, 암 조직 및 배양에 이용되는 다양한 형태의 세포들, 즉 단일 세포, 원형질체(protoplast), 싹 및 캘러스 조직을 포함한다."Plant cells" used for plant transformation are any plant cells available. Plant cells may be cultured cells, cultured tissues, cultured organs or whole plants, preferably cultured cells, cultured tissues or cultured organs and more preferably any form of cultured cells. "Plant tissue" refers to a tissue of differentiated or undifferentiated plant, including but not limited to roots, stems, leaves, pollen, seeds, cancer tissues, and various types of cells used for culture, protoplasts, shoots and callus tissue.

숙주 세포에 대한 적당한 배양 배지 및 조건은 당업자에게 널리 알려져 있다. 본 발명에서는 식물체 형질전환에 사용하기 위하여 아그로박테리움 속 미생물을 사용하는 것이 바람직하다. Suitable culture media and conditions for host cells are well known to those skilled in the art. In the present invention, it is preferable to use microorganisms of the genus Agrobacterium for use in plant transformation.

본 발명은 또한 상기한 재조합 벡터로 형질전환된, 파라쿼트, 염, 및 가뭄에 대한 내성이 증가된 형질전환 식물체를 제공한다. The present invention also provides a transgenic plant with increased resistance to paraquats, salts, and drought, transformed with the recombinant vector described above.

본 발명의 재조합 벡터에 의한 식물체의 형질전환은 DNA를 식물에 전이시키기 위한 당업계에 알려진 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다. 그러한 형질전환 방법은 반드시 재생 및 (또는) 조직 배양 기간을 가질 필요는 없다. 식물 종의 형질전환은 이제는 쌍자엽 식물뿐만 아니라 단자엽 식물 양자를 포함한 식물 종에 대해 일반적이다. 예를 들어, 원형질체에 대한 칼슘/폴리에틸렌 글리콜 방법(Krens, F.A. et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373), 원형질체의 전기천공법(Shillito R.D. et al., 1985 Bio/Technol. 3, 1099-1102), 식물 요소로의 현미주사법(Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 202, 179-185), 각종 식물 요소의(DNA 또는 RNA-코팅된) 입자 충격법(Klein T.M. et al., 1987, Nature 327, 70), 식물의 침윤 또는 성숙 화분 또는 소포자의 형질전환에 의한 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) 매개된 유전자 전이에서(비완전성) 바이러스에 의한 감염(EP 0 301 316 호) 등으로부터 적당하게 선택될 수 있다. 바람직하게는 아그로박테리움 매개 DNA 전달을 포함한다. 특히 바람직한 것은 EP A 120 516호 및 미국 특허 제4,940,838호에 기재된 바와 같은 소위 이원 벡터 기술을 이용하는 것이다.Transformation of a plant by the recombinant vector of the present invention may be performed by any method known in the art for transferring DNA to plants. Such transformation methods do not necessarily have a period of regeneration and / or tissue culture. Transformation of plant species is now common for plant species, including both dicotyledonous plants as well as monocotyledonous plants. For example, calcium / polyethylene glycol method for protoplasts (Krens, FA et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373) , Electroporation of protoplasts (Shillito RD et al., 1985 Bio / Technol. 3, 1099-1102), microscopic injection into plant elements (Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 202, 179 -185), Agrobacterium by particle bombardment of various plant elements (DNA or RNA-coated) (Klein TM et al., 1987, Nature 327, 70), invasion of plants or transformation of mature pollen or vesicles Agrobacterium tumefaciens mediated gene transfer ( incomplete ) can be appropriately selected from infection by virus (EP 0 301 316) and the like. Preferably Agrobacterium mediated DNA delivery. Especially preferred is the use of the so-called binary vector technology as described in EP A 120 516 and US Pat. No. 4,940,838.

아그로박테리움 벡터에 의한 식물체의 형질전환을 위한 최적 절차는 형질전환될 식물체의 종류에 따라 다양하다. 아그로박테리움 매개 형질전환을 위한 대표적인 방법은 멸균된 묘목 및/또는 작은 식물체로부터 유래된, 배축, 정단(shoot tip), 줄기 또는 잎 조직의 외식편의 형질전환을 포함한다. 그와 같은 형질전환된 식물체는 유성생식으로 또는 세포 또는 조직 배양에 의해 번식될 수 있다. 아그로박테리움 매개 형질전환은 이전에 다수의 상이한 종류의 식물체를 위해 기재되었으며 그와 같은 형질전환을 위한 방법은 당업계에 공지된 문헌에서 찾을 수 있다.Optimal procedures for the transformation of plants with Agrobacterium vectors vary depending on the type of plant to be transformed. Exemplary methods for Agrobacterium mediated transformation include transformation of explants of embryonic axis, shoot tip, stem or leaf tissue, derived from sterile seedlings and / or small plants. Such transformed plants can be reproduced by sexual reproduction or by cell or tissue culture. Agrobacterium mediated transformation has previously been described for many different kinds of plants and methods for such transformation can be found in literature known in the art.

본 발명에서 사용가능한 식물 형질전환용 아그로박테리움 균주로는 통상 이용되는 어떠한 균주라도 사용이 가능하다. 구체적으로 본 발명에서는, 식물시료에 침투하여 외래 유전자를 전달하는데 필요한 병원성이 큰 것으로 알려진 아그로박테리움 투메파시엔스, 더욱 바람직하게는, 아그로박테리움 투메파시엔스 LB4404(Agrobacterium tumefaciens LB4404)를 사용할 수 있다.Agrobacterium strains for plant transformation that can be used in the present invention can be used any strains commonly used. Specifically, in the present invention, Agrobacterium tumefaciens LB4404 ( Agrobacterium tumefaciens LB4404), which is known to have high pathogenicity necessary to penetrate plant samples and transfer foreign genes, may be used. .

본 발명에서 형질전환되는 식물체는 본 실시예에서 사용된 벼(Oryza sativa L.)를 포함한 단자엽식물 뿐만 아니라 쌍자엽 식물도 제한 없이 사용할 수 있다. 바람직하게는, 단자엽 식물, 더욱 바람직하게는 벼(Oryza sativa L.)가 사용된다. Plant transformed in the present invention is used in the present Example ( Oryza Dicotyledonous plants as well as monocotyledonous plants including sativa L. ) can be used without limitation. Preferably, monocotyledonous plants, more preferably rice ( Oryza) sativa L. ) is used.

본 발명에 따른 OsPUB15 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물체를 형질 전환한 다음 통상적인 방법에 따라 캘러스의 유도, 발근 및 토양 순화의 과정인 무성번식 방법을 통해 수득할 수 있다. 즉, OsPUB15 유전자가 포함된 재조합 벡터로 형질 전환된 아그로박테리움을 켈러스 유도 절편체에 공급한다. Plants may be transformed with a recombinant vector comprising the OsPUB15 gene according to the present invention, and then obtained through an asexual propagation method, which is a process of induction of callus, rooting and soil purification according to a conventional method. That is, Agrobacterium transformed with the recombinant vector containing the OsPUB15 gene is supplied to the Kelus-derived fragment.

본 발명은 또한 OsPUB15 유전자를 식물체에서 과다-발현시킴으로써 스트레스에 대한 저항성을 증가시키는 방법을 제공한다. 상기 스트레스는 파라콰트, 염, 가뭄이 해당된다. 식물체에서 OsPUB15 유전자를 과다 발현시키는 방법으로는 OsPUB15 유전자를 포함하는 식물체 또는 OsPUB15 유전자를 포함하고 있지 않은 식물체 내로 OsPUB15 유전자를 도입함으로써 수행될 수 있다. 상기 "유전자의 과다 발현"이란 야생형 식물에서 발현되는 수준 이상으로 OsPUB15 유전자가 발현되도록 하는 것을 의미한다. 식물체 내로 OsPUB15 유전자를 도입하는 방법으로는 프로모터의 조절을 받는 OsPUB15 유전자가 포함된 발현 벡터를 이용하여 식물체를 형질전환하는 방법이 있다. 상기에서 프로모터로는 식물체 내에 삽입 유전자를 과다 발현시킬 수 있는 것이라면 엑틴, 유비퀴틴, 35S 프로모터 등 특별히 제한되지 않는다. The invention also provides a method of increasing resistance to stress by over-expressing the OsPUB15 gene in plants. The stress corresponds to paraquat, salt, drought. The method of overexpressing the OsPUB15 gene in a plant may be performed by introducing the OsPUB15 gene into a plant including the OsPUB15 gene or into a plant not containing the OsPUB15 gene. The "overexpression of the gene" means that the OsPUB15 gene is expressed above the level expressed in wild-type plants. As a method of introducing an OsPUB15 gene into a plant, there is a method of transforming a plant using an expression vector containing an OsPUB15 gene which is controlled by a promoter. The promoter is not particularly limited as long as it can overexpress the insertion gene in the plant, such as actin, ubiquitin, and 35S promoter.

또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 식물체를 형질전환하는 것을 포함하는, 파라쿼트, 염, 및 가뭄에 대한 내성이 증가된 식물체를 제조하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a plant having increased resistance to paraquats, salts, and droughts, comprising transforming a plant with the recombinant vector.

상기 재조합 벡터로 식물체를 형질전환하는 방법은 본원에서 상기 언급된 방법들 뿐만 아니라 당업계에 공지된 임의의 방법을 이용하여 수행될 수 있다. The method of transforming a plant with the recombinant vector can be carried out using any of the methods known in the art, as well as the methods mentioned herein above.

본 발명의 OsPUB15 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 형질전환된 식물체는 파라콰트, 염, 가뭄 스트레스에 대한 증가된 저항성을 나타내며, 따라서, 기후 변화/재해에도 불구하고 재배 및 곡물 수확 등이 유리하다. Plants transformed with the recombinant vector comprising the OsPUB15 gene of the present invention exhibit increased resistance to paraquats, salts, drought stress, and thus, cultivation and grain harvesting, etc. are advantageous despite climate change / disaster.

도 1은 OsPUB15 유전자의 염기서열에서 엑손과 인트론을 나타낸 것이다. OsPUB15 유전자는 5 개의 엑손과 4개의 인트론을 가지며 유박스와 아마딜로 반복 도메인을 가지고 있다. 회색 박스는 엑손을 나타내며 짙은 회색선은 인트론과 UTR (untranslation region)을 나타낸다.
도 2는 OsPUB15 유전자의 과다발현 식물체 제조를 위하여 사용한 벡터의 다이어그램과 사용한 벡터 내의 유전자의 크기와 설명을 나타낸 것이다.
도 3은 비생물학적 스트레스 조건에서 OsPUB15 유전자의 발현 분석 결과를 로 나타낸 것이다.
도 4는 OsPUB15 단백질의 E3 라이게이즈 효소활성을 MBP에 특이적인 항체를 이용하여 확인한 것이다.
도 5는 OsPUB15 단백질의 E3 라이게이즈 효소활성을 Ub에 특이적인 항체를 이용하여 확인한 것이다.
도 6은 OsPUB15 유전자가 과다 발현된 형질전환 벼의 발현의 증가를 real-time PCR로 분석하여 나타낸 것이다.
도 7은 야생형 벼와 OsPUB15 과다발현체에 대하여 250 nM 파라콰트(도7A), 250 mM NaCl(도7B), 가뭄(도7C) 처리시 식물체의 표현형을 나타낸 것이다.
도 8은 야생형 벼와 OsPUB15 과다발현체를 1/2 MS 배지에서 5일 동안 키운 식물체(Mock), 250 nM의 파라콰트를 5일 동안 처리한 야생형 벼와 과다발현체, 7일된 야생형 벼와 과다발현체를 2시간 동안 250 mM NaCl을 처리한 실험구 사이의 과산화수소(H2O2)의 양을 비교하여 나타내었다.
도 9는 7일된 야생형 벼와 OsPUB15 과다발현체에 대하여 20 μM 파라쿼트 처리 후 0, 0.5, 1, 2, 6, 그리고 12 시간 후 DNPH 어세이를 통한 산화된 단백질의 양을 나타낸 것이다.
도 10은 pMAL 벡터의 개열지도를 나타낸 모식도이다.
Figure 1 shows exons and introns in the nucleotide sequence of the OsPUB15 gene. The OsPUB15 gene has five exons and four introns, and has a ubox and amadillo repeat domain. Gray boxes represent exons and dark gray lines represent introns and untranslation regions (UTRs).
Figure 2 shows a diagram of the vector used for the production of overexpressed plants of OsPUB15 gene and the size and description of the gene in the vector used.
Figure 3 shows the expression analysis results of OsPUB15 gene in abiotic stress conditions.
Figure 4 confirms the E3 ligase enzyme activity of OsPUB15 protein using an antibody specific for MBP.
5 confirms the E3 ligase enzyme activity of OsPUB15 protein using an antibody specific for Ub.
Figure 6 shows the analysis of the expression of the transgenic rice over-expressed OsPUB15 gene by real-time PCR.
Figure 7 shows the phenotype of plants upon treatment with 250 nM paraquat (FIG. 7A), 250 mM NaCl (FIG. 7B), drought (FIG. 7C) for wild type rice and OsPUB15 overexpression.
FIG. 8 shows wild-type rice and over-expression of wild-type rice and OsPUB15 overexpression in 1/2 MS medium for 5 days of treatment (Mock), 250 nM paraquat for 5 days, and over-expression of wild-type rice and over-expression of wild-type rice. The sieve is shown by comparing the amount of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) between the experimental groups treated with 250 mM NaCl for 2 hours.
FIG. 9 shows the amount of oxidized protein via DNPH assay at 0, 0.5, 1, 2, 6, and 12 hours after 20 μM paraquat treatment for 7 day old wild type rice and OsPUB15 overexpression.
10 is a schematic diagram showing a cleavage map of a pMAL vector.

이하에서는, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 아래의 실시예는 발명의 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are only examples to help understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

[[ 제조예Manufacturing example ]]

과산화수소, 염, 가뭄 스트레스에 대한 For hydrogen peroxide, salt, drought stress OsPUB15OsPUB15 의 발현 양상 관찰Observation of Expression

야생벼의 종자를 30℃, 40% 상대 습도를 가지는 생장실에서 1/2 MS 배지가 포함되어 있는 밀폐된 투명한 플라스틱 통에서 1주일을 키웠다. Seeds of wild rice were grown for one week in a sealed transparent plastic container containing 1/2 MS medium in a growth chamber with 30 ° C. and 40% relative humidity.

그후, 동일한 온도, 습도를 가지는 생장실에서 1mM H2O2 용액, 250 mM NaCl 용액, 및 종이 타올 위에 15 개체씩 7일 동안 키운 식물체를 옮긴 다음 처음 0분부터 30분, 60분, 및 120분 지점에서 3개체씩 4번에 걸쳐 잎을 절취를 하여서 RNA를 추출하였다. Thereafter, 1 mM H 2 O 2 in a growth chamber with the same temperature and humidity Transfer the plant grown for 15 days on the solution, 250 mM NaCl solution, and paper towels for 7 days, and then cut the leaves four times, three times at the first 0, 30, 60, and 120 minutes. Was extracted.

RNA를 추출시 절취한 잎을 2mL 튜브에 담고 액체 질소에 넣어 동결시킨 후, 믹서(Retsch MM300)로 곱게 분쇄하고 RNAiso Plus (TaKaRa) 1mL을 첨가 후 혼합하였다. 그후, 상온에서 5분 동안 방치 후 BCP(Sigma) 0.1 mL을 첨가하고 다시 흔들어 혼합한 후 상온에서 5분 동안 방치하였다. 이어서, 원심 분리기에서 4℃, 13000 rpm에 15분 동안 원심 분리한 후 상등액을 새로운 1.5 mL 튜브에 옮겼다. 옮긴 샘플에 0.5 ml IPA(JUNSEI)를 넣고 혼합한 후, 다시 원심 분리기에서 4℃, 13000 rpm에서 10분 동안 원심 분리한 후, 남은 펠렛을 70% 알코올로 가볍게 세척하였다. After extracting RNA, the leaves were cut into 2 mL tubes, frozen in liquid nitrogen, crushed finely with a mixer (Retsch MM300), and mixed with 1 mL of RNAiso Plus (TaKaRa). Thereafter, the mixture was left at room temperature for 5 minutes, and then 0.1 mL of BCP (Sigma) was added thereto, and the mixture was shaken again and left for 5 minutes at room temperature. The centrifuge was then centrifuged at 13000 rpm for 15 minutes at 4 ° C. and then the supernatant was transferred to a new 1.5 mL tube. 0.5 ml IPA (JUNSEI) was added to the transferred sample, mixed, and then centrifuged in a centrifuge at 13000 rpm for 10 minutes, and the remaining pellet was lightly washed with 70% alcohol.

펠렛을 50㎕의 증류수에 녹인 후 RNA 정량하여 4㎍의 RNA를 주형 가닥으로 하여 cDNA를 합성하였다. 상기 cDNA를 주형 가닥으로 유비퀴틴 프라이머[F2 5′-ACCATACCAGAAGGGAGGA-3′(정방향) 및 R1 5′-CGGGAATTCAGCAAGGAGA-3′(역방향)] 와 OsPUB15 프라이머[F3 5′- GGAATTCAGCAAGGAGAT-3′(정방향) 및 R3 5′-TGCCCTGCATGTTGTACC-3′(역방향)]을 이용하여 Real-Time PCR(Corbett) 을 수행하였다. 유비퀴틴의 발현을 기준으로 상대적인 OsPUB15의 발현 수준을 결정하였다 (도 3).The pellet was dissolved in 50 µl of distilled water and RNA was quantified to synthesize cDNA using 4 µg of RNA as a template strand. Ubiquitin primers [F2 5′-ACCATACCAGAAGGGAGGA-3 ′ (forward) and R1 5′-CGGGAATTCAGCAAGGAGA-3 ′ (forward)] and OsPUB15 primers [F3 5 ′-GGAATTCAGCAAGGAGAT-3 ′ (forward) and R3 5′-TGCCCTGCATGTTGTACC-3 ′ (reverse)] was used to perform Real-Time PCR (Corbett). Relative expression levels of OsPUB15 were determined based on the expression of ubiquitin (FIG. 3).

도 3에 나타난 바와 같이, 과산화수소, 염, 가뭄 등의 스트레스 조건에서 OsPUB15 유전자의 발현 증가가 관찰되었다. 저온 및 건조처리의 경우 발현이 현저하게 증가되는 것이 확인되었다. 특히, 스트레스 처리후 1시간에서 2시간 사이에서 발현이 가장 높게 나타났다. OsPUB15 유전자가 외부 스트레스와 관련한 기능을 하는 유전자인 것으로 결정하고, OsPUB15 단백질의 외부 스트레스와 관련한 기능을 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다. As shown in Figure 3, the increase in the expression of OsPUB15 gene was observed under stress conditions such as hydrogen peroxide, salt, drought. It was confirmed that the expression was significantly increased in the case of low temperature and drying. In particular, expression was highest between 1 and 2 hours after stress treatment. OsPUB15 gene was determined to be a gene that functions in relation to external stress, and the following experiment was performed to confirm the function related to external stress of OsPUB15 protein.

[[ 실시예Example ]]

실시예Example 1.  One. OsPUB15OsPUB15 유전자  gene 클로닝Cloning 및 식물 발현용 재조합 벡터의 제작 And production of recombinant vectors for plant expression

OsPUB15 유전자는 벼의 KOME(Knowledge-based Oryza Molecular Biological Encyclopedia) cDNA를 분양 받아 cDNA 플라스미드를 주형가닥으로 PCR을 수행하여 획득하였다. OsPUB15 gene was obtained from a rice-based Knowledge-based Oryza Molecular Biological Encyclopedia (KOME) cDNA and PCR was performed using the cDNA plasmid as a template strand.

OsPUB15 유전자를 클로닝하기 위해 정방향 프라이머(5'-ATGGAAAATTTCTCCCCGAG-3'(서열번호 3))와 역방향 프라이머(5'-TCATCTCCTTGCTGAATTC-3'(서열번호 4))를 제작하였다. 상기 프라이머는 pCB302 벡터(35S 프로모터 아래 OsPUB15를 식물체 내에서 과다 발현시키기 위한 바이너리 벡터)와 pMal-c2(MBP 내재 OsPUB15 단백질 정제용 벡터)에 삽입을 위한 BamHI linker 및 StuI linker를 포함하도록 디자인하였다. To clone the OsPUB15 gene, a forward primer (5'-ATGGAAAATTTCTCCCCGAG-3 ') (SEQ ID NO: 3) and a reverse primer (5'-TCATCTCCTTGCTGAATTC-3' (SEQ ID NO: 4)) were prepared. The primers were designed to include a pCB302 vector (binary vector for overexpressing OsPUB15 under the 35S promoter in plants) and a BamHI linker and StuI linker for insertion into pMal-c2 (MBP intrinsic OsPUB15 protein purification vector).

상기 프라이머를 사용하여 PCR(polymerase Chain Reaction)을 수행하였다. PCR was performed using the primers.

GeneAmp® PCR System 9700(Applied Biosystems) PCR 기기에서 Pfu taq을 사용해서 벼의 cDNA를 주형가닥으로 하여 상기 프라이머로 디네이쳐 95℃, 어닐링 57℃, 익스텐션 72℃ 조건에서 36 사이클 동안 증폭하였다. 이로써 얻은 PCR 산물을 다시 Taq pol을 사용하여 증폭된 가닥의 3' 가닥에 아데닌을 붙이고서 T-easy 벡터 (Promega)에 라이게이션을 12시간 동안 14도에서 진행하였다. 라이게이션 산물을 Top10 E.coli 컴피턴트 셀 50㎕과 혼합한 후 1.5 ml 튜브에 옮긴 다음 얼음에 30분 방치하였다. 이어서, 37℃ 오븐에서 1분 동안 방치한 후 추가로 1 mL의 LB 액체 배지를 튜브에 첨가하고, 1시간 동안 37℃ 셰이킹 인큐베이터에서 방치하였다. 이어서, 엠피실린 저항성 LB 고체 배지에 도말하고 12시간을 기다려 생성되는 콜로니를 1mL의 LB액체 배지에서 12시간 세포 배양하였다. In the GeneAmp ® PCR System 9700 (Applied Biosystems ) to the template strand of the cDNA of rice using Pfu taq D. Nature 95 ℃ as the primer in the PCR device, 57 ℃ annealing, extension 72 ℃ condition was amplified for 36 cycles. The PCR product thus obtained was attached to a 3 'strand of the amplified strand using Taq pol again and ligated to T-easy vector (Promega) at 14 degrees for 12 hours. The ligation product was mixed with 50 μl of Top10 E. coli competent cells, transferred to a 1.5 ml tube and left on ice for 30 minutes. It was then left in the 37 ° C. oven for 1 minute and then an additional 1 mL of LB liquid medium was added to the tube and left in a 37 ° C. shaking incubator for 1 hour. Subsequently, the resulting colonies were plated in an empicillin resistant LB solid medium and waited for 12 hours to incubate for 12 hours in 1 mL of LB liquid medium.

배양한 세포를 5분간 상온에서 12,000 rpm으로 원심분리를 하였다. 그후, 상층의 배양액을 제거한 후 solI(50 mM glucose, 25 mM Tris-Cl PH8.0, 10 mM EDTA), sol II(0.2% NaOH, 1% SDS), 그리고 sol III( 5 M potassium acetate, glacial acetic acid, PH 4.8)를 사용하여 세포벽을 파쇄하였다. 다시 10분간 상온에서 12,000 rpm으로 원심분리를 한 후, 상등액을 1.5 mL 새로운 튜브에 넣은 후 95 % EtOH를 넣고 섞은 후 10분간 상온에서 12,000 rpm으로 원심분리해서 얻은 펠렛을 70 % EtOH로 씻은 후 100㎕ 물에 녹였다. (이하, 본 과정을 "미니 프렙(mini-prep)"이라 함)The cultured cells were centrifuged at 12,000 rpm for 5 minutes at room temperature. The supernatant was then removed, followed by solI (50 mM glucose, 25 mM Tris-Cl PH8.0, 10 mM EDTA), sol II (0.2% NaOH, 1% SDS), and sol III (5 M potassium acetate, glacial The cell wall was disrupted using acetic acid (PH 4.8). After centrifugation at 12,000 rpm for 10 minutes at room temperature, put the supernatant into 1.5 mL new tube, add 95% EtOH and mix, wash the pellet obtained by centrifugation at 12,000 rpm at room temperature for 10 minutes, and then wash it with 70% EtOH. Dissolve in water. (Hereinafter, this process is called "mini-prep")

상기 회수한 DNA를 제한 효소 BamHI과 StuI을 사용하여 효소 절단 후 전기영동에서 아가로즈 젤 분리 하고서 OsPUB15 크기의 밴드를 오려낸 후 동일 효소로 절단된 pCB302 벡터(pCB302 벡터에 관하여는 PMB(Plant Mol. Biol. 40: 711-717) 참조, 또한, 모식도는 도2 참조)와 라이게이션을 14℃에서 12시간 진행하였다. 라이게이션 산물을 Top10 E.coli 컴피턴트 셀 50㎕과 혼합하여 1.5 ml 튜브에 옮긴 다음 얼음에 30분 방치하였다. 이어서, 37도 오븐에 1분을 다시 방치한 후 1 ml의 LB 액체 배지를 추가로 튜브에 넣은 다음 1시간 동안 37도 셰이킹 인큐베이터에서 방치하였다. 이어서, 카나마이신 저항성 LB 고체 배지에 도말하고 12시간을 기다려 생성되는 콜로니를 1mL의 LB 액체 배지에서 세포 배양 후 미니 프렙하였다. The recovered DNA was digested with restriction enzymes BamHI and StuI, and then subjected to agarose gel separation by electrophoresis, and cut out a band of OsPUB15 size. The pCB302 vector (pCB302 vector is a PMB (Plant Mol. (See Biol. 40: 711-717), and FIG. 2 for schematic diagram) and ligation were performed at 14 ° C for 12 hours. The ligation product was mixed with 50 μl of Top 10 E. coli competent cells, transferred to a 1.5 ml tube and left on ice for 30 minutes. Subsequently, 1 minute of standing again in a 37 degree oven, 1 ml of LB liquid medium was further added to the tube, and then left in a 37 degree shaking incubator for 1 hour. Subsequently, the resulting colonies were plated in kanamycin resistant LB solid medium and waited 12 hours for miniprep after cell culture in 1 mL of LB liquid medium.

미니 프렙으로 얻은 DNA를 제한 효소 BamHI과 StuI을 사용하여 효소 절단 후 전기영동에서 아가로즈 젤 분리 하고서 OsPUB15 크기의 밴드와 pCB302 벡터의 크기 밴드를 확인하였다. 이렇게 해서 얻어진 클로닝 DNA를 다시 염기 서열 분석을 하여 에러가 발생하지 않은 DNA를 선택하였다. 이렇게 얻어진 재조합 벡터를 pCB302-OsPUB15 벡터라 명명하였다. The DNA obtained by miniprep was digested with agarose gel after enzymatic digestion using restriction enzymes BamHI and StuI and the size bands of OsPUB15 and pCB302 vectors were identified. The cloned DNA thus obtained was subjected to sequencing again to select a DNA in which no error occurred. The recombinant vector thus obtained was named pCB302-OsPUB15 vector.

실시예Example 2: 단백질 정제용 재조합 벡터 제작 및  2: preparation of recombinant vector for protein purification and OsPUB15OsPUB15 단백질 분리 Protein isolation

실시예 1에 기재된 OsPUB15 유전자용 프라이머를 사용하여 PCR(polymerase Chain Reaction)을 수행하였다. Polymerase Chain Reaction (PCR) was performed using the primers for the OsPUB15 gene described in Example 1.

GeneAmp® PCR System 9700(Applied Biosystems) PCR 기기에서 Pfu taq을 사용해서 벼의 cDNA를 주형가닥으로 하여 상기 프라이머로 디네이쳐 95℃, 어닐링 57℃, 익스텐션 72℃ 조건에서 36 사이클 동안 증폭하여 얻은 PCR 산물을 다시 Taq pol을 사용하여 증폭된 가닥의 3' 가닥에 아데닌을 붙이고 T-easy 벡터(Promega)에 라이게이션을 12시간 동안 14℃에서 진행하였다. 진행된 라이게이션 산물을 Top10 E.coli 컴피턴트 셀 50㎕과 섞어서 1.5 ml 튜브에 옮긴 다음 얼음에 30분 방치하였다. 이어서, 37℃ 오븐에 1분 동안 방치 후 1 mL의 LB 액체 배지를 추가로 튜브에 넣고 1시간 동안 37℃ 셰이킹 인큐베이터에서 방치하였다. 이어서, 엠피실린 저항성 LB 고체 배지에 도말하고 12시간을 기다려 생성되는 콜로니를 1mL의 LB액체 배지에서 12시간 세포 배양 후 미니 프렙하였다. PCR product obtained by amplifying for 36 cycles at 95 ° C., annealing 57 ° C., and extension 72 ° C. using DNA primer as a template strand using Pfu taq in GeneAmp ® PCR System 9700 (Applied Biosystems) PCR instrument. The aqine was attached to the 3 'strand of the amplified strand using Taq pol again and the ligation to the T-easy vector (Promega) proceeded at 14 ℃ for 12 hours. The advanced ligation product was mixed with 50 µl of Top10 E. coli competent cells, transferred to a 1.5 ml tube, and left on ice for 30 minutes. Subsequently, after 1 minute of standing in a 37 ° C. oven, 1 mL of LB liquid medium was further added to a tube and left in a 37 ° C. shaking incubator for 1 hour. Subsequently, the resulting colonies were plated in an empicillin resistant LB solid medium and waited 12 hours for miniprep after 12 hours of cell culture in 1 mL of LB liquid medium.

미니 프렙으로 얻은 DNA를 제한 효소 BamHI과 StuI을 사용하여 효소 절단 후 전기영동에서 아가로즈 젤 분리 하고서 OsPUB15 크기의 밴드를 오려낸 후, 동일 효소로 절단된 pMAL 벡터(도 10 참조)와 라이게이션을 14℃에서 12시간 진행하였다. 라이게이션 산물을 Top10 E.coli 컴피턴트 셀 50㎕과 섞어서 1.5 ml 튜브에 옮긴 다음 얼음에 30분 방치 후 37℃ 오븐에 1분을 다시 방치 후 1 ml의 LB 액체 배지를 추가로 튜브에 넣은 다음 1시간 동안 37℃ 셰이킹 인큐베이터에서 방치 후 엠피실린 저항성 LB 고체 배지에 도말 하고 12시간을 기다려 생성되는 콜로니를 1mL의 엠피실린 LB 액체 배지에서 세포 배양 후 미니 프렙하였다. DNA obtained from the miniprep was digested with restriction enzymes BamHI and StuI, agarose gel was separated by electrophoresis, and cut out an OsPUB15 size band, and then the ligation with the same enzyme-cut pMAL vector (see FIG. 10) was performed. It proceeded at 14 degreeC for 12 hours. Ligation products are mixed with 50 μl of Top10 E. coli competent cells, transferred to a 1.5 ml tube, left on ice for 30 minutes, then placed in an oven at 37 ° C. for 1 minute, and then additional 1 ml of LB liquid medium is added to the tube. After standing in a 37 ° C. shaking incubator for 1 hour, the cells were plated in an empicillin resistant LB solid medium and waited for 12 hours. The resulting colonies were miniprepped after cell culture in 1 mL of an ampicillin LB liquid medium.

미니 프렙으로 얻은 DNA를 제한 효소 BamHI과 StuI을 사용하여 효소 절단 후 전기영동에서 아가로즈 젤 분리한 후 OsPUB15 크기의 밴드와 pMAL 벡터의 크기 밴드를 확인하였다. 이렇게 해서 얻어진 클로닝 DNA를 다시 염기 서열 분석을 하여서 에러가 발생하지 않은 DNA를 선택하였다. 이렇게 얻어진 재조합 벡터를 pMAL-OsPUB15 벡터라 명명하였다. DNAs obtained from the minipreps were digested with agarose gels by electrophoresis after restriction enzymes BamHI and StuI, and then OsPUB15 size bands and pMAL vector size bands were identified. The cloned DNA thus obtained was subjected to sequencing again to select a DNA in which no error occurred. The recombinant vector thus obtained was named pMAL-OsPUB15 vector.

선택된 pMALC2-OsPUB15 벡터 DNA를 BL21 strain E.coli 에 다시 형질 전환 후에 엠피실린 LB 고체 배지에 도말 후에 생성된 콜로니를 선발하여 1 mL LB 액체 배지를 시험관에 넣어 37℃ 셰이킹 인큐베이터에서 12시간 키우고 이를 50 mL LB 액체 배지에 다시 계대 배양 후에 37℃ 셰이킹 인큐베이터에서 약 3시간(흡광도 값이 0.5∼0.6)까지 세포를 키운 후 IPTG 3 mM(Duchefa)를 첨가하여 인덕션시켰다.After transforming the selected pMALC2-OsPUB15 vector DNA back into BL21 strain E. coli, the resulting colonies were selected after smearing into an empicillin LB solid medium, and 1 mL LB liquid medium was added to the test tube and grown in a 37 ° C shaking incubator for 12 hours. After subcultured again in 50 mL LB liquid medium, the cells were grown for about 3 hours (absorbance value of 0.5 to 0.6) in a 37 ° C shaking incubator, followed by induction by addition of IPTG 3 mM (Duchefa).

그후 8 시간 동안 28℃ 셰이킹 인큐베이터에서 키우고, 3500 rpm 5분 동안 원심 분리한 후 1 mL lysis buffer(Qiagen) 첨가하여 소니케이션을 2분간 2회 실시하여 세포벽을 분쇄하였다. 다시 3500 rpm 10분 간 원심분리 후 상등액을 500㎕ MBP Exellose®(Bioprogen) 와 혼합하고 4℃ 저온실에서 1시간 회전하여 혼합하였다. 1시간 후 스핀 다운 후에 상등액을 버리고 1 mL의 washing buffer(Qiagen)을 넣어서 스핀 다운과 상등액 제거, washing buffer 교환을 각 10분 마다 5회 실시하였다. 마지막 회에서 상등액 제거 후 200㎕ elution buffer(Qiagen)를 첨가한 후 30 분간 회전하여 혼합하고 스핀 다운 후 상등액을 취하여 브레드포드 어세이를 통한 단백질 정량 후에 PAGE gel에서 MBP-OsPUB15의 밴드를 확인하였다. Thereafter, the mixture was raised in a 28 ° C. shaking incubator for 8 hours, centrifuged at 3500 rpm for 5 minutes, and then subjected to sonication twice for 2 minutes by adding 1 mL lysis buffer (Qiagen) to grind the cell walls. After centrifugation at 3500 rpm for 10 minutes, the supernatant was mixed with 500 µl MBP Exellose ® (Bioprogen) and mixed for 1 hour in a low temperature room at 4 ° C. After 1 hour after spin down, the supernatant was discarded, and 1 mL of washing buffer (Qiagen) was added to spin down, the supernatant was removed, and the washing buffer was exchanged 5 times every 10 minutes. After removing the supernatant at the last time, 200 μl elution buffer (Qiagen) was added, followed by rotation for 30 minutes, mixing, spin down, and the supernatant taken to determine the band of MBP-OsPUB15 on the PAGE gel after protein quantification through a Bradford assay.

실시예Example 3: 형질전환 세포의 제작 3: Construction of Transgenic Cells

상기 실시예 1에서 제작한 식물 발현용 벡터(pCB302-OsPUB15 벡터)를 추출하였다. The plant expression vector (pCB302-OsPUB15 vector) prepared in Example 1 was extracted.

아그로박테리움 컴피턴트 셀(Agrobacterium tumefaciens LB4404) 50㎕와 2㎍의 pCB302-OsPUB15 벡터를 혼합하여 전기천공을 위한 4mm 큐벳에 넣었다. 상기 큐벳을 전기천공기(Bio-rad, USA)에 넣고 300 V, 450B㎌의 전기 충격을 주어서 형질전환하였다. 형질전환된 혼합물을 1 mL의 YEP 액체 배지에서 넣고 셰이킹 인큐베이터에서 2시간 방치 후 고형 YEP 배지(카나마이신 50 mg/mL)에 도말한 후 28℃에서 배양하였다. 그후 생성된 콜로니를 다시 1 mL 카나마이신 저항성 YEP 배지에서 12 시간 키운 다음 미니 프렙 후 얻은 DNA를 가지고 BamHI과 StuI 제한 효소 절단을 하여 OsPUB15의 사이즈를 확인하였다. 50 μl of Agrobacterium competent cell (Agrobacterium tumefaciens LB4404) and 2 μg of pCB302-OsPUB15 vector were mixed and placed in a 4 mm cuvette for electroporation. The cuvette was transformed into an electroporator (Bio-rad, USA) and subjected to an electric shock of 300 V and 450 kV. The transformed mixture was placed in 1 mL of YEP liquid medium and left in a shaking incubator for 2 hours, then plated on solid YEP medium (Kanamycin 50 mg / mL) and incubated at 28 ° C. Subsequently, the resulting colonies were grown in 1 mL kanamycin resistant YEP medium for 12 hours, followed by BamHI and StuI restriction enzyme digestion with DNA obtained after miniprep to confirm the size of OsPUB15.

상기 생성된 형질전환된 아그로박테리움을 이용하여 벼의 형질 전환 실험에서 사용하였다. The resulting transformed Agrobacterium was used in the transformation experiment of rice.

실시예Example 4: 형질전환 식물체의 제작 4: Construction of Transgenic Plants

MS 고체 배지에서 동진벼 종자를 30일 정도 28℃ 암 조건인 생장실에서 키워서 벼의 캘러스를 생성하였다. 생성된 캘러스를 상기 실시예 3에서 얻은 pCB302-OsPUB15 벡터로 형질 전환된 아그로박테리움을 72시간 키운 세포와 혼합하여 MS-Acetosyringone 고체 배지에서 22℃ 암처리 생장실에 방치하였다. Seeds of Dongjin rice in MS solid medium were grown in a growth room at 28 ° C. in a dark condition for about 30 days to generate calli of rice. The resulting callus was mixed with cells grown for 72 hours with Agrobacterium transformed with the pCB302-OsPUB15 vector obtained in Example 3, and left in a 22 ° C. dark growth chamber in MS-Acetosyringone solid medium.

아그로박테리움에 오염된 캘러스를 3차 증류수로 깨끗이 5번 정도 헹구어 낸 다음 MSD 고체 배지의 basta 선발을 1차(phosphinothricin(PPT) 5 mg/L), 2차 (PPT 10 mg/L)에 걸쳐서 계대 배양을 통해 진행하였다. 선발은 28℃ 암 조건 생장실에서 각각 2주 씩 합해서 4 주 동안 이루어졌다. MS-7(PPT 10 mg/L)고체 배지에 캘러스를 옮기고 다시 10일 동안 28℃ 암 조건 생장실에서 키우고 분열된 캘러스를 재분화 배지인 MS-RI(PPT 10 mg/L) 고체 배지에서 2주 28℃ 광조건 생장실에서 캘러스를 계속 키웠다. MS-RII(PPT 10 mg/L) 고체 배지에서 추가로 2주 28℃ 광조건 생장실로 캘러스를 계대 배양 후 생성된 재분화 식물체를 MS 고체 배지로 옮기고 7일 28℃ 광조건 생장실에서 키우고 온실로 옮겨서 재분화 식물체를 키웠다. Rinse Agrobacterium-contaminated callus cleanly with tertiary distilled water about five times, and then basta selection of MSD solid medium over primary (phosphinethricin (PPT) 5 mg / L) and secondary (PPT 10 mg / L). Proceed through subculture. Selection took place for four weeks, two weeks each in a 28 ° C. dark growing condition. Transfer the callus to MS-7 (PPT 10 mg / L) solid medium and raise for 10 days in 28 ° C dark condition growth room and divide the divided callus in MS-RI (PPT 10 mg / L) solid medium, regeneration medium for 2 weeks Callus was continued to grow in a 28 ° C. light growing room. Subsequent regeneration of callus to MS solid medium in MS-RII (PPT 10 mg / L) solid medium for 2 weeks at 28 ° C. light growing cell, transfer to MS solid medium and grow in greenhouse at 7 ° C. I grew a plant.

얻어진 재분화 식물체의 OsPUB15 유전자 과다 발현을 확인하기 위해서 재분화 식물체의 잎에서 RNA를 추출하였다. RNA 추출시 절취한 잎을 2mL 튜브에 담고 액체 질소에 넣어서 동결시키고 믹서(Retsch MM300)로 곱게 분쇄한 후 RNAiso Plus(TaKaRa) 1mL을 첨가하고 혼합하였다. 그리고 상온에서 5분을 방치 후 BCP(Sigma) 0.1 mL을 넣고 다시 흔들어 혼합한 후 상온에서 5분 동안 방치하였다. In order to confirm the overexpression of OsPUB15 gene in the obtained regeneration plants, RNA was extracted from the leaves of the regeneration plants. After RNA extraction, the leaves were cut into 2mL tubes, frozen in liquid nitrogen, crushed finely with a mixer (Retsch MM300), and then 1mL of RNAiso Plus (TaKaRa) was added and mixed. After 5 minutes at room temperature, BCP (Sigma) 0.1 mL was added and shaken again, and then left to stand at room temperature for 5 minutes.

그후 원심 분리기에서 4℃, 13000 rpm에 15분을 원심 분리한 후 상등액을 새로운 1.5 mL 튜브에 옮겼다. 옮겨진 샘플에 0.5 ml IPA(JUNSEI) 첨가 후 혼합하고 다시 원심 분리기에서 4℃, 13000 rpm에서 10분 동안 원심 분리하여 남은 펠렛을 70% 알코올로 가볍게 세척하였다. The centrifuge was then centrifuged at 4 ° C., 13000 rpm for 15 minutes and the supernatant was transferred to a new 1.5 mL tube. 0.5 ml IPA (JUNSEI) was added to the transferred samples, mixed, and centrifuged again at a centrifuge for 10 minutes at 4 ° C and 13000 rpm. The remaining pellets were lightly washed with 70% alcohol.

펠렛을 50㎕의 증류수에 녹인 다음 RNA 정량을 하여 4㎍의 RNA를 주형 가닥으로 하여 cDNA를 합성하고 cDNA를 주형 가닥으로 유비퀴틴 프라이머[F2 (정방향) 5′-ACCATACCAGAAGGGAGGA-3′ 및 R1(역방향) 5′-CGGGAATTCAGCAAGGAGA-3′] 과 OsPUB15 프라이머[F3(정방향) 5′- GGAATTCAGCAAGGAGAT-3′ 및 R3(역방향) 5′-TGCCCTGCATGTTGTACC-3′]를 가지고 Real-Time PCR(Corbett) 을 수행하였다. 유비퀴틴의 발현을 기준으로 상대적인 OsPUB15의 발현 수준을 결정하였다. 대조군으로 야생형 식물체 내의 OsPUB15과 유비퀴틴의 mRNA 발현 수준을 위와 동일한 방법으로 확인하였다. 실험결과, 36개의 식물체 중에서 22개에서 특히 발현이 증가한 것을 관찰할 수 있었다 (도 6).The pellet was dissolved in 50 μl of distilled water, followed by RNA quantification to synthesize cDNA using 4 μg of RNA as the template strand, and cDNA as the template strand with ubiquitin primers [F2 (forward) 5′-ACCATACCAGAAGGGAGGA-3 ′ and R1 (reverse) Real-Time PCR (Corbett) was performed with 5′-CGGGAATTCAGCAAGGAGA-3 ′] and OsPUB15 primers [F3 (forward) 5′- GGAATTCAGCAAGGAGAT-3 ′ and R3 (reverse) 5′-TGCCCTGCATGTTGTACC-3 ′]. Relative expression levels of OsPUB15 were determined based on the expression of ubiquitin. As a control, mRNA expression levels of OsPUB15 and ubiquitin in wild-type plants were confirmed by the same method as above. As a result, it was observed that the expression increased especially in 22 of 36 plants (Fig. 6).

[[ 실험예Experimental Example ]]

실험예Experimental Example 1:  One: OsPUB15OsPUB15 단백질의 효소활성 분석 Enzyme Activity Analysis of Proteins

상기 실시예 2에서 분리한 OsPUB15 단백질의 유비퀴티네이션 어세이를 실시하였다.The ubiquitination assay of OsPUB15 protein isolated in Example 2 was performed.

구체적으로, OsPUB15 단백질의 효소활성을 분석하기 위해 E1, E2의 제공원으로써 각각 인간의 UBC5c(Sigma), 애기장대의 UBA1(At2g30110)을 사용하였다.Specifically, in order to analyze the enzymatic activity of OsPUB15 protein, human UBC5c (Sigma) and Arabidopsis UBA1 (At2g30110) were used as sources of E1 and E2, respectively.

OsPUB15 단백질은 MBP(maltose binding protein)에 융합하여 구축하였으므로 MBP-OsPUB15 단백질을 사용하여 시험관 내에서 200 ng hUBC5c (Sigma), AtUBA1 100 ng, 40 mM Tris-Cl(Sigma) pH 7.5, 5 mM MgCl2(Sigma), 2 mM ATP(Sigma), 2 mM dithiothreitol(DTT)(Sigma), 300 ng/ml ubiquitin(Sigma), 그리고 E3 라이게이즈로써 MBP-OsPUB15 단백질 1㎍을 1시간 동안 상온에서 반응시켰다. 반응 후 MBP-OsPUB15 혼합물을 100℃ 물에 5분간 끓인 후 얼음에 두었다. 혼합물을 식힌 후 PAGE 상에 걸어준 후 MBP 항체와 Ub 항체를 이용하여 각각 웨스턴 블럿을 수행하여 신호를 감지하였다. OsPUB15 protein was constructed by fusion to maltose binding protein (MBP), so 200 ng hUBC5c (Sigma), AtUBA1 100 ng, 40 mM Tris-Cl (Sigma) pH 7.5, 5 mM MgCl 2 in vitro using MBP-OsPUB15 protein (Sigma), 2 mM ATP (Sigma), 2 mM dithiothreitol (DTT) (Sigma), 300 ng / ml ubiquitin (Sigma), and 1 µg of MBP-OsPUB15 protein were reacted at room temperature for 1 hour using E3 ligase. . After the reaction, the MBP-OsPUB15 mixture was boiled in 100 ° C. water for 5 minutes and then placed on ice. After cooling, the mixture was hung on PAGE, and then Western blot was performed using MBP antibody and Ub antibody to detect signals.

OsPUB15 단백질의 효소활성 관찰한 결과, 도 4에 나타난 것와 같이, pMAL-C2 벡터에 클로닝된 OsPUB15는 MBP(maltose binding protein)에 융합되어 MBP 항체로 웨스턴 블롯을 실시하였을 때 E1, E2, 및 Ubiquitin이 존재하였을 때만 사다리 모양의 밴드가 나타났다. As shown in FIG. 4, OsPUB15 cloned into pMAL-C2 vector was fused to MBP (maltose binding protein), and E1, E2, and Ubiquitin were detected when Western blot was performed with MBP antibody. Ladder-shaped bands appeared only when they existed.

Ubiquitin 항체로 웨스턴 블롯을 실시하였을 때도 동일한 결과(도 5)를 얻었다. MBP-OsPUB15 단백질이 오토유비퀴티네이션된 것임을 알 수 있었다. 따라서, OsPUB15 단백질이 E3 라이게이즈 효소 활성을 가지고 있는 것을 관찰할 수 있었다.The same result was obtained when Western blot was performed with Ubiquitin antibody (FIG. 5). It was found that the MBP-OsPUB15 protein was autoubiquitated. Therefore, it was observed that OsPUB15 protein has E3 ligase enzyme activity.

실험예Experimental Example 2: 스트레스( 2: stress ( 파라콰트Paraquat , 염, 가뭄)에 대한 내성 확인Resistance to salts, salts and droughts)

(1) 시료 성장(1) sample growth

스트레스 처리를 위하여, 상기 실시예 4에서 제작한 형질전환 식물체를 3세대 키워 종자를 획득하여 다음의 실험에 사용하였다. 벼 식물체를 키우는 조건은 하기한 스트레스 처리 전까지는 동일하게 수행하였다. For stress treatment, the transgenic plants prepared in Example 4 were grown to third generation and used for the following experiments. The conditions for growing rice plants were the same until the stress treatment described below.

1/2 MS salt 배지(MS salt including vitamin 2.2g, sucrose 30g per L)에 agar를 넣어 고형 배지를 만들고, 아래 실험예에서의 필요에 따라 250 nM의 파라콰트, 100mM의 NaCl을 추가로 넣어서 종자 껍질을 깐 현미 종자를 상대 습도40%, 30도, 광조건 18시간, 암 조건 6시간으로 자동 조절되는 식물 생장실에서 키웠다. Add agar to 1/2 MS salt medium (MS salt including vitamin 2.2g, sucrose 30g per L) to make a solid medium, add 250 nM paraquat and 100mM NaCl as needed in the experiments below. Brown rice seeds were grown in a plant growth room which was automatically adjusted to 40% relative humidity, 30 degrees, 18 hours light condition and 6 hours dark condition.

7일간 생장실에서 현미 종자를 키운 후 각각의 생장 크기를 측정하거나 다음 스트레스 처리를 위하여 사용하였다.After growing the brown rice seeds in the growth room for 7 days, each growth size was measured or used for the next stress treatment.

(2) 스트레스((2) stress ( 파라콰트Paraquat , 염, 가뭄) 처리Treatment, salt, drought)

파라콰트에On paraquat 대한 내성 확인 Tolerability

위에서 7일간 성장시킨 야생형 현미 종자를 250 nM 파라콰트가 포함된 1/2 MS salt 고체 배지에서 1주일간 키운 후 각각의 벼 지상부의 길이를 측정하였다 (도 7A). The wild type brown rice seeds grown for 7 days above were grown in 1/2 MS salt solid medium containing 250 nM paraquat for 1 week, and the length of each rice paddy was measured (FIG. 7A).

도 7A에 나타난 바와 같이, OsPUB15 과다발현 식물체(Ox14, Ox17, Ox22) 4개체에서 파라콰트 처리 조건 아래서도 4개체의 야생형 벼보다 더 크게 자랐다.As shown in FIG. 7A, four OsPUB15 overexpressing plants (Ox14, Ox17, Ox22) were grown larger than four wild-type rice under paraquat treatment conditions.

② 염에 대한 내성 확인② Check for resistance to salt

염의 처리는 상기 고체배지에서 7일간 성장시킨 어린 벼를 각각 250 mM NaCl 용액에 담군 후 시간대 별로 관찰하였고 다시 NaCl이 제거된 물에 옮겨서 벼의 회복을 관찰하였다 (도 7B). The salt treatment was observed for each time period after submerging the young rice grown in the solid medium for 7 days in 250 mM NaCl solution, respectively, and the recovery of the rice was observed by transferring to NaCl-free water (Fig. 7B).

7일 동안 키운 야생형 벼와 OsPUB15 과다 발현 식물체를 24시간 동안 250 mM NaCl에 넣어 두었다가 다시 물에 옮겨서 72시간 동안 관찰하였다. 도 7B에 나타난 바와 같이, 야생형 벼(WT) 4개체는 새로운 잎이 나오지 않은 반면 과다발현체 (Ox17) 4개체에서는 새로운 네 번째 잎이 나타난 것이 확인되었다. Wild type rice and OsPUB15 overexpressing plants grown for 7 days were placed in 250 mM NaCl for 24 hours and then transferred to water for 72 hours. As shown in FIG. 7B, it was confirmed that four wild-type rice (WT) cells did not have new leaves, whereas the four overexpression (Ox17) four new leaves appeared.

③ 가뭄에 대한 내성 확인③ Confirmation of drought tolerance

가뭄 처리는 45일 동안 25도, 상대 습도 55%, 광조건 14시간, 암조건 10시간 온실의 화분에서 키운 벼를 3일 동안 물을 빼고서 건조시킨 후 흙이 마른 시점에서 추가로 3일을 더 가뭄 처리를 하였고, 다시 물을 주어 벼가 회복되는 것을 관찰하였다 (도 7C).Drought treatment was performed after 45 days of 25 ° C, 55% relative humidity, 14 hours of light condition and 10 hours of dark condition. Drought treatment was performed, and water was again observed to recover rice (FIG. 7C).

도 7C에 나타난 바와 같이, 야생형(WT) 벼는 황백화 현상이 나타나며 급격하게 시든 반면 OsPUB15 과다 발현 식물체(Ox17)는 잎 끝만 시들고서 녹색의 잎을 나타내었다. 3일 가뭄 처리 후 물을 다시 공급한 조건 아래에서 역시 야생형 벼는 회복하지 못하고 잎이 황백화되면서 마르는 반면 OsPUB15 과다발현체에서는 잎 끝이 마르긴 했지만 여전히 잎 전체에서 녹색을 띠며 성장을 지속하였다.As shown in FIG. 7C, wild type (WT) rice showed a bleaching phenomenon and rapidly withered, whereas OsPUB15 overexpressing plant (Ox17) withered the leaf tip and showed green leaves. Under the conditions of re-supply of water after 3 days of drought treatment, wild-type rice also failed to recover and bleached with leaves, while OsPUB15 overexpressed leaves were dried but still greened throughout the leaves.

(3) 스트레스 처리시 식물체 내 발생한 과산화수소의 정량(3) Determination of hydrogen peroxide in plants during stress treatment

위에서 각각의 스트레스를 처리한 야생형 벼 및 과다 발현체 샘플들을 액체 질소를 사용하여 분쇄기에서 갈아 가루로 파쇄한 다음 샘플 0.1 g 당 0.5 ml의 과산화수소 추출완충 용액(0.05 mM sodium phosphate buffer, pH 7.4)를 넣고 잘 섞어 주었다. 13000 rpm에서 10 분 동안 원심 분리를 한 후 상등액의 50 μl를 50 μl 의 Amplex®Red reagent/HRP working solution (Invitrogen)에 섞어서 상온 암 조건에서 1시간을 방치하였다. 그리고 난 다음, 흡수 스펙트럼 530 nm의 파장에서 전자를 여기시킨 후 방출 스펙트럼 560 nm에서 파장을 측정하였다.The wild-type rice and overexpression samples treated with each stress above were ground in a grinder using liquid nitrogen and pulverized, and then 0.5 ml of hydrogen peroxide extract buffer solution (0.05 mM sodium phosphate buffer, pH 7.4) per 0.1 g of sample was added. Put it in and mix well. At 13000 rpm for 10 minutes and then centrifuged for 50 μl of the supernatant was allowed to stand at room temperature for 1 hour dark conditions in the mixing Amplex ® Red reagent / HRP working solution (Invitrogen) in 50 μl. Then, the electrons were excited at a wavelength of 530 nm in the absorption spectrum, and the wavelength was measured at 560 nm in the emission spectrum.

야생형(WT) 벼와 OsPUB15 과다발현 식물체(Ox14, Ox17, Ox22)를 1/2 MS 배지에서 5일 동안 키운 식물체(Mock), 250 nM의 파라콰트를 5일 동안 처리한 야생형 벼와 과다발현체, 7일된 야생형 벼와 과다발현체를 2시간 동안 250 mM NaCl을 처리한 실험군 사이의 과산화수소(H2O2)의 양을 비교하여 나타내었다(도 8). OsPUB15 과다 발현 식물체내 과산화수소 양이 야생형에 비해 적음을 확인할 수 있었다. 따라서, OsPUB15 과다 발현 식물체가 스트레스에 더 큰 내성을 가지는 것을 알 수 있었다. Wild-type rice and overexpression treated with wild type (WT) rice and OsPUB15 overexpressing plants (Ox14, Ox17, Ox22) for 5 days in 1/2 MS medium, 250 nM paraquat for 5 days The 7-day-old wild-type rice and overexpression were shown by comparing the amount of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) between the experimental group treated with 250 mM NaCl for 2 hours (FIG. 8). OsPUB15 overexpression The amount of hydrogen peroxide in the plant was confirmed to be less than the wild type. Thus, it was found that OsPUB15 overexpressing plants were more resistant to stress.

(4) 스트레스 처리시 식물체 내 산화된 단백질 측정(4) Determination of oxidized protein in plants during stress treatment

7일간 성장시킨 야생형 벼 및 과다 발현체 샘플들을 20㎛파라콰트를 처리 후 0, 0.5, 1, 2, 6, 그리고 12 시간 후에 각각 샘플링하여 액체 질소를 사용하여 분쇄기에서 갈아 가루로 파쇄한 다음 샘플 0.3g 당 1 ml의 추출 용액(10 mM NaCl, 10 mM MgCl2, 5 mM EDTA, 10 mM β-mercaptoethanol, 1 mM PMSF, and 25 mM Tric-HCl, pH 7.5) 을 넣고 잘 혼합하였다. Samples of wild-type rice and overexpressing samples grown for 7 days were sampled at 0, 0.5, 1, 2, 6, and 12 hours after 20 μm paraquat treatment, ground in a grinder using liquid nitrogen, and then ground into powder 0.3. 1 ml of extract solution (10 mM NaCl, 10 mM MgCl 2 , 5 mM EDTA, 10 mM β-mercaptoethanol, 1 mM PMSF, and 25 mM Tric-HCl, pH 7.5) was added and mixed well.

13000 rpm에서 10분 동안 원심 분리한 후 상등액의 5 μl를 사용하여 브레드포드 어세이를 통하여 단백질을 정량하였다. 그후, 1 mg의 단백질을 두 개의 튜브에 각각 옮겨 담고 한 개에는 1 mL의 2 N HCl을 첨가하고 다른 한 개에는 10 mM 2,4-dinitirophenylhydrazine (DNPH)이 있는 1 mL의 2 N HCl을 첨가하였다. After centrifugation at 13000 rpm for 10 minutes, 5 μl of the supernatant was used to quantify the protein through the Bradford assay. Subsequently, transfer 1 mg of protein into each of the two tubes and add 1 mL of 2 N HCl in one and 1 mL of 2 N HCl with 10 mM 2,4-dinitirophenylhydrazine (DNPH) in another. It was.

한 시간 정도 상온에서 방치 후, 10% trichloroacetic acid를 첨가하고 얼음에서 추가로 한 시간 정도 방치하였다. 튜브를 13000 rpm에 15분 동안 원심 분리한 후 튜브에 남은 침전물을 1:1 에탄올 : 에틸 아세테이트로 세척하였다. After standing at room temperature for about an hour, 10% trichloroacetic acid was added and left for an additional hour on ice. The tube was centrifuged at 13000 rpm for 15 minutes and the precipitate remaining in the tube was washed with 1: 1 ethanol: ethyl acetate.

침전물은 6 M guanidine-HCl이 포함되어 있는 20 mM 소디움 포스페이트 용액에 용해시켰다. 침전물이 녹아 있는 용액을 370 nm의 스펙트럼에 흡광도를 측정하였다. 2 N의 HCl-DNPH에 얻은 흡광도에서 2 N HCl에서 얻은 흡광도를 빼고서 남은 수에 흡광 계수 22,000을 곱하여 산화된 단백질의 양을 계산하여 도 9에 나타내었다. 시간이 경과함에 따라 OsPUB15 과다 발현체에 비하여 야생형 식물체에서 산화된 단백질의 양이 더욱 증가함을 확인할 수 있었다. OsPUB15 과다 발현체가 스트레스에 대한 내성 증가를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. The precipitate was dissolved in 20 mM sodium phosphate solution containing 6 M guanidine-HCl. The absorbance of the solution in which the precipitate was dissolved was measured in a spectrum of 370 nm. The amount of oxidized protein was calculated by subtracting the absorbance obtained by 2 N HCl from the absorbance obtained by 2 N HCl-DNPH, and multiplying by the extinction coefficient 22,000. As time passed, it was confirmed that the amount of oxidized protein in wild-type plants was further increased compared to OsPUB15 overexpression. OsPUB15 overexpression was found to show increased resistance to stress.

<110> University-Industry Cooperation Group of Kyung Hee University <120> Recombinant vector for increasing tolerance to paraquat, salt, and drought stresses, uses thereof and transformed plants thereby <130> P10-041-KHU <160> 4 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 2475 <212> DNA <213> Oryza sativa <220> <221> gene <222> (1)..(2475) <223> OsPUB15 cDNA <400> 1 atggaaaatt tctccccgag aaccctgctc aatagtatct tgcgtatcac tgtcttaacc 60 tccgatggct ctactgcaag gcccaagccc attcagaagt actgccaaaa tgtgtgtgat 120 atctcaagca ttgtgagccc tctcatagag gatctatgtg agtctcctga agagcaactc 180 aatgaggtgt taagggagct tggcactgct attaacagag cttcagggct tattgggaac 240 tggcaacaga caaccagcaa aatatatttt atatggcaga ttgaatcagt aatctcagat 300 atccagggat gttctctaca gctgtgccag cttgttaact ctctattacc ttctttgact 360 ggccgtgcat gcacatgtat tgagaaactc caagacataa attatgaaaa catgtttgat 420 ctggtaaagg agtcttcatt ggagctagtt gagacggaca caacaagtcc tgagaatctg 480 tcgagactat ctagttcatt gagtttgtca actaacctgg aattttacat ggaagctgtt 540 tcccttgaga atctcagagc aagggcaatg cggagtgaga accgtgaaga aatggatctg 600 gctgacaaga tgatccccct ggtcaactat atgcatgacc accttctgag ggaaacacaa 660 ctgcttagca tcaatggggt gcccattcct gcagattttt gctgcccgct gtccctagag 720 ctgatgtcag atcctgttat tgtagcatct ggtcagacat atgagcgggt ttatatcaag 780 ttatggcttg atgagggttt tactatctgc ccgaagacac gccaaagact tggtcactcc 840 aatttaattc caaattacac cgtgaaagct ttgatagcta attggtgcga atcacacaac 900 attaggcttc ctgatcctat gaaatccttg aaattgaact tccctttggc tgcgtctgct 960 ctccaggatt cgagcaccac aggaagcagc cctctacatc ctactgtcgc tgctaagggt 1020 aatattcctg ggtccccgga agctgacctt tatatgagaa gcttgaatag agcatctcct 1080 ccacacagtg tagtccatca gaattctcat gcgcatgtga accgtgctgg tcatgaagcc 1140 tccattaagc aatcttcaga aaatgctaat ggttctgcat cagatgtttc aaggttatct 1200 cttgcaggtt ctgaaacaag agagtctagt ctggaagaaa gaaatgctgg ttctatcggt 1260 caaacttcag aacagtcaat tgaggaagca tttcaagcat ctaatttgga cagggattca 1320 catgaccatg tgggtagttc ttcggtgaat ggtagccttc caaatagcgg tcaacttgat 1380 gcagaatgtg acaatgggcc aagcgaaagg acaaattaca gtagtgatgc atctggagaa 1440 gttacagatg ggccttcagc atcttctgct cctcagaggg agcatctaat cccttctaga 1500 ttggctgatg ttcgtagtag aggccaattt gttcggcgac catctgaaag gggtttcccc 1560 agaataatat cttcctcatc catggataca cggagtgatc tttccgccat cgagaatcag 1620 gtccgcaagt tagttgatga tttaagaagt gattctgtag atgttcaaag atcagcgaca 1680 tcagatatcc gccttttagc taagcacaac atggagaaca ggatcatcat tgcaaactgt 1740 ggagctataa acttgctggt tggtcttctt cattcgccag attccaaaac ccaagagcat 1800 gccgtgacag cccttctgaa tttgtcaatc aatgataata ataagattgc cattgcaaat 1860 gctgatgctg ttgaccccct catccatgtc cttgagactg ggaaccctga agccaaggag 1920 aattcagcgg ctacattatt cagtctctcg gttattgaag aaaacaaagt gaggattgga 1980 agatccggtg ccatcaaacc tctcgtcgac ctactaggaa atgggacccc tcgaggaaag 2040 aaagatgcag ctactgcatt gtttaattta tccatattac atgagaacaa ggcgcgtatt 2100 gtgcaggctg acgctgtgaa gtacctagtt gaacttatgg accctgctgc tggaatggtt 2160 gacaaagctg tggctgtttt ggcaaacctt gctaccatac cagaagggag gacagcaatt 2220 ggtcaagcgc gtggtattcc 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Gln Asp Ile Asn Tyr Glu Asn Met Phe Asp Leu Val Lys Glu 130 135 140 Ser Ser Leu Glu Leu Val Glu Thr Asp Thr Thr Ser Pro Glu Asn Leu 145 150 155 160 Ser Arg Leu Ser Ser Ser Leu Ser Leu Ser Thr Asn Leu Glu Phe Tyr 165 170 175 Met Glu Ala Val Ser Leu Glu Asn Leu Arg Ala Arg Ala Met Arg Ser 180 185 190 Glu Asn Arg Glu Glu Met Asp Leu Ala Asp Lys Met Ile Pro Leu Val 195 200 205 Asn Tyr Met His Asp His Leu Leu Arg Glu Thr Gln Leu Leu Ser Ile 210 215 220 Asn Gly Val Pro Ile Pro Ala Asp Phe Cys Cys Pro Leu Ser Leu Glu 225 230 235 240 Leu Met Ser Asp Pro Val Ile Val Ala Ser Gly Gln Thr Tyr Glu Arg 245 250 255 Val Tyr Ile Lys Leu Trp Leu Asp Glu Gly Phe Thr Ile Cys Pro Lys 260 265 270 Thr Arg Gln Arg Leu Gly His Ser Asn Leu Ile Pro Asn Tyr Thr Val 275 280 285 Lys Ala Leu Ile Ala Asn Trp Cys Glu Ser His Asn Ile Arg Leu Pro 290 295 300 Asp Pro Met Lys Ser Leu Lys Leu Asn Phe Pro Leu Ala Ala Ser Ala 305 310 315 320 Leu Gln Asp Ser Ser Thr Thr Gly Ser Ser Pro Leu His Pro Thr Val 325 330 335 Ala Ala Lys Gly Asn Ile Pro Gly Ser Pro Glu Ala Asp Leu Tyr Met 340 345 350 Arg Ser Leu Asn Arg Ala Ser Pro Pro His Ser Val Val His Gln Asn 355 360 365 Ser His Ala His Val Asn Arg Ala Gly His Glu Ala Ser Ile Lys Gln 370 375 380 Ser Ser Glu Asn Ala Asn Gly Ser Ala Ser Asp Val Ser Arg Leu Ser 385 390 395 400 Leu Ala Gly Ser Glu Thr Arg Glu Ser Ser Leu Glu Glu Arg Asn Ala 405 410 415 Gly Ser Ile Gly Gln Thr Ser Glu Gln Ser Ile Glu Glu Ala Phe Gln 420 425 430 Ala Ser Asn Leu Asp Arg Asp Ser His Asp His Val Gly Ser Ser Ser 435 440 445 Val Asn Gly Ser Leu Pro Asn Ser Gly Gln Leu Asp Ala Glu Cys Asp 450 455 460 Asn Gly Pro Ser Glu Arg Thr Asn Tyr Ser Ser Asp Ala Ser Gly Glu 465 470 475 480 Val Thr Asp Gly Pro Ser Ala Ser Ser Ala Pro Gln Arg Glu His Leu 485 490 495 Ile Pro Ser Arg Leu Ala Asp Val Arg Ser Arg Gly Gln Phe Val Arg 500 505 510 Arg Pro Ser Glu Arg Gly Phe Pro Arg Ile Ile Ser Ser Ser Ser Met 515 520 525 Asp Thr Arg Ser Asp Leu Ser Ala Ile Glu Asn Gln Val Arg Lys Leu 530 535 540 Val Asp Asp Leu Arg Ser Asp Ser Val Asp Val Gln Arg Ser Ala Thr 545 550 555 560 Ser Asp Ile Arg Leu Leu Ala Lys His Asn Met Glu Asn Arg Ile Ile 565 570 575 Ile Ala Asn Cys Gly Ala Ile Asn Leu Leu Val Gly Leu Leu His Ser 580 585 590 Pro Asp Ser Lys Thr Gln Glu His Ala Val Thr Ala Leu Leu Asn Leu 595 600 605 Ser Ile Asn Asp Asn Asn Lys Ile Ala Ile Ala Asn Ala Asp Ala Val 610 615 620 Asp Pro Leu Ile His Val Leu Glu Thr Gly Asn Pro Glu Ala Lys Glu 625 630 635 640 Asn Ser Ala Ala Thr Leu Phe Ser Leu Ser Val Ile Glu Glu Asn Lys 645 650 655 Val Arg Ile Gly Arg Ser Gly Ala Ile Lys Pro Leu Val Asp Leu Leu 660 665 670 Gly Asn Gly Thr Pro Arg Gly Lys Lys Asp Ala Ala Thr Ala Leu Phe 675 680 685 Asn Leu Ser Ile Leu His Glu Asn Lys Ala Arg Ile Val Gln Ala Asp 690 695 700 Ala Val Lys Tyr Leu Val Glu Leu Met Asp Pro Ala Ala Gly Met Val 705 710 715 720 Asp Lys Ala Val Ala Val Leu Ala Asn Leu Ala Thr Ile Pro Glu Gly 725 730 735 Arg Thr Ala Ile Gly Gln Ala Arg Gly Ile Pro Ala Leu Val Glu Val 740 745 750 Val Glu Leu Gly Ser Ala Arg Gly Lys Glu Asn Ala Ala Ala Ala Leu 755 760 765 Leu Gln Leu Cys Thr Asn Ser Ser Arg Phe Cys Ser Ile Val Leu Gln 770 775 780 Glu Gly Ala Val Pro Pro Leu Val Ala Leu Ser Gln Ser Gly Thr Pro 785 790 795 800 Arg Ala Arg Glu Lys Ala Gln Ala Leu Leu Ser Tyr Phe Arg Ser Gln 805 810 815 Arg His Gly Asn Ser Ala Arg Arg 820 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for cloning OsPUB15 gene (forward) <400> 3 atggaaaatt tctccccgag 20 <210> 4 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for cloning OsPUB15 gene (reverse) <400> 4 tcatctcctt gctgaattc 19 <110> University-Industry Cooperation Group of Kyung Hee University <120> Recombinant vector for increasing tolerance to paraquat, salt,          and drought stresses, uses approximately and transformed plants <130> P10-041-KHU <160> 4 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 2475 <212> DNA <213> Oryza sativa <220> <221> gene (222) (1) .. (2475) <223> OsPUB15 cDNA <400> 1 atggaaaatt tctccccgag aaccctgctc aatagtatct tgcgtatcac tgtcttaacc 60 tccgatggct ctactgcaag gcccaagccc attcagaagt actgccaaaa tgtgtgtgat 120 atctcaagca ttgtgagccc tctcatagag gatctatgtg agtctcctga agagcaactc 180 aatgaggtgt taagggagct tggcactgct attaacagag cttcagggct tattgggaac 240 tggcaacaga caaccagcaa aatatatttt atatggcaga ttgaatcagt aatctcagat 300 atccagggat gttctctaca gctgtgccag cttgttaact ctctattacc ttctttgact 360 ggccgtgcat gcacatgtat tgagaaactc caagacataa attatgaaaa catgtttgat 420 ctggtaaagg agtcttcatt ggagctagtt gagacggaca caacaagtcc tgagaatctg 480 tcgagactat ctagttcatt gagtttgtca actaacctgg aattttacat ggaagctgtt 540 tcccttgaga atctcagagc aagggcaatg cggagtgaga accgtgaaga aatggatctg 600 gctgacaaga tgatccccct ggtcaactat atgcatgacc accttctgag ggaaacacaa 660 ctgcttagca tcaatggggt gcccattcct gcagattttt gctgcccgct gtccctagag 720 ctgatgtcag atcctgttat tgtagcatct ggtcagacat atgagcgggt ttatatcaag 780 ttatggcttg atgagggttt tactatctgc ccgaagacac gccaaagact tggtcactcc 840 aatttaattc caaattacac cgtgaaagct ttgatagcta attggtgcga atcacacaac 900 attaggcttc ctgatcctat gaaatccttg aaattgaact tccctttggc tgcgtctgct 960 ctccaggatt cgagcaccac aggaagcagc cctctacatc ctactgtcgc tgctaagggt 1020 aatattcctg ggtccccgga agctgacctt tatatgagaa gcttgaatag agcatctcct 1080 ccacacagtg tagtccatca gaattctcat gcgcatgtga accgtgctgg tcatgaagcc 1140 tccattaagc aatcttcaga aaatgctaat ggttctgcat cagatgtttc aaggttatct 1200 cttgcaggtt ctgaaacaag agagtctagt ctggaagaaa gaaatgctgg ttctatcggt 1260 caaacttcag aacagtcaat tgaggaagca tttcaagcat ctaatttgga cagggattca 1320 catgaccatg tgggtagttc ttcggtgaat ggtagccttc caaatagcgg tcaacttgat 1380 gcagaatgtg acaatgggcc aagcgaaagg acaaattaca gtagtgatgc atctggagaa 1440 gttacagatg ggccttcagc atcttctgct cctcagaggg agcatctaat cccttctaga 1500 ttggctgatg ttcgtagtag aggccaattt gttcggcgac catctgaaag gggtttcccc 1560 agaataatat cttcctcatc catggataca cggagtgatc tttccgccat cgagaatcag 1620 gtccgcaagt tagttgatga tttaagaagt gattctgtag atgttcaaag atcagcgaca 1680 tcagatatcc gccttttagc taagcacaac atggagaaca ggatcatcat tgcaaactgt 1740 ggagctataa acttgctggt tggtcttctt cattcgccag attccaaaac ccaagagcat 1800 gccgtgacag cccttctgaa tttgtcaatc aatgataata ataagattgc cattgcaaat 1860 gctgatgctg ttgaccccct catccatgtc cttgagactg ggaaccctga agccaaggag 1920 aattcagcgg ctacattatt cagtctctcg gttattgaag aaaacaaagt gaggattgga 1980 agatccggtg ccatcaaacc tctcgtcgac ctactaggaa atgggacccc tcgaggaaag 2040 aaagatgcag ctactgcatt gtttaattta tccatattac atgagaacaa ggcgcgtatt 2100 gtgcaggctg acgctgtgaa gtacctagtt gaacttatgg accctgctgc tggaatggtt 2160 gacaaagctg tggctgtttt ggcaaacctt gctaccatac cagaagggag gacagcaatt 2220 ggtcaagcgc gtggtattcc agcccttgtt gaagttgttg aactcggttc agcaaggggg 2280 aaggaaaatg cggctgcagc attgcttcag ctatgtacaa acagcagcag attttgcagt 2340 atagttcttc aagagggtgc tgtgcctcct ctagttgcat tgtcacagtc aggcacgcca 2400 cgggcaagag agaaggcaca ggctcttctc agctactttc gcagccaaag gcacgggaat 2460 tcagcaagga gatga 2475 <210> 2 <211> 824 <212> PRT <213> Oryza sativa <220> <221> PEPTIDE (222) (1) .. (824) <223> OsPUB15 protein <400> 2 Met Glu Asn Phe Ser Pro Arg Thr Leu Leu Asn Ser Ile Leu Arg Ile   1 5 10 15 Thr Val Leu Thr Ser Asp Gly Ser Thr Ala Arg Pro Lys Pro Ile Gln              20 25 30 Lys Tyr Cys Gln Asn Val Cys Asp Ile Ser Ser Ile Val Ser Pro Leu          35 40 45 Ile Glu Asp Leu Cys Glu Ser Pro Glu Glu Gln Leu Asn Glu Val Leu      50 55 60 Arg Glu Leu Gly Thr Ala Ile Asn Arg Ala Ser Gly Leu Ile Gly Asn  65 70 75 80 Trp Gln Gln Thr Thr Ser Lys Ile Tyr Phe Ile Trp Gln Ile Glu Ser                  85 90 95 Val Ile Ser Asp Ile Gln Gly Cys Ser Leu Gln Leu Cys Gln Leu Val             100 105 110 Asn Ser Leu Leu Pro Ser Leu Thr Gly Arg Ala Cys Thr Cys Ile Glu         115 120 125 Lys Leu Gln Asp Ile Asn Tyr Glu Asn Met Phe Asp Leu Val Lys Glu     130 135 140 Ser Ser Leu Glu Leu Val Glu Thr Asp Thr Thr Ser Pro Glu Asn Leu 145 150 155 160 Ser Arg Leu Ser Ser Ser Leu Ser Leu Ser Thr Asn Leu Glu Phe Tyr                 165 170 175 Met Glu Ala Val Ser Leu Glu Asn Leu Arg Ala Arg Ala Met Arg Ser             180 185 190 Glu Asn Arg Glu Glu Met Asp Leu Ala Asp Lys Met Ile Pro Leu Val         195 200 205 Asn Tyr Met His Asp His Leu Leu Arg Glu Thr Gln Leu Leu Ser Ile     210 215 220 Asn Gly Val Pro Ile Pro Ala Asp Phe Cys Cys Pro Leu Ser Leu Glu 225 230 235 240 Leu Met Ser Asp Pro Val Ile Val Ala Ser Gly Gln Thr Tyr Glu Arg                 245 250 255 Val Tyr Ile Lys Leu Trp Leu Asp Glu Gly Phe Thr Ile Cys Pro Lys             260 265 270 Thr Arg Gln Arg Leu Gly His Ser Asn Leu Ile Pro Asn Tyr Thr Val         275 280 285 Lys Ala Leu Ile Ala Asn Trp Cys Glu Ser His Asn Ile Arg Leu Pro     290 295 300 Asp Pro Met Lys Ser Leu Lys Leu Asn Phe Pro Leu Ala Ala Ser Ala 305 310 315 320 Leu Gln Asp Ser Ser Thr Thr Gly Ser Ser Pro Leu His Pro Thr Val                 325 330 335 Ala Ala Lys Gly Asn Ile Pro Gly Ser Pro Glu Ala Asp Leu Tyr Met             340 345 350 Arg Ser Leu Asn Arg Ala Ser Pro Pro His Ser Val Val His Gln Asn         355 360 365 Ser His Ala His Val Asn Arg Ala Gly His Glu Ala Ser Ile Lys Gln     370 375 380 Ser Ser Glu Asn Ala Asn Gly Ser Ala Ser Asp Val Ser Arg Leu Ser 385 390 395 400 Leu Ala Gly Ser Glu Thr Arg Glu Ser Ser Leu Glu Glu Arg Asn Ala                 405 410 415 Gly Ser Ile Gly Gln Thr Ser Glu Gln Ser Ile Glu Glu Ala Phe Gln             420 425 430 Ala Ser Asn Leu Asp Arg Asp Ser His Asp His Val Gly Ser Ser Ser         435 440 445 Val Asn Gly Ser Leu Pro Asn Ser Gly Gln Leu Asp Ala Glu Cys Asp     450 455 460 Asn Gly Pro Ser Glu Arg Thr Asn Tyr Ser Ser Asp Ala Ser Gly Glu 465 470 475 480 Val Thr Asp Gly Pro Ser Ala Ser Ser Ala Pro Gln Arg Glu His Leu                 485 490 495 Ile Pro Ser Arg Leu Ala Asp Val Arg Ser Arg Gly Gln Phe Val Arg             500 505 510 Arg Pro Ser Glu Arg Gly Phe Pro Arg Ile Ile Ser Ser Ser Ser Met         515 520 525 Asp Thr Arg Ser Asp Leu Ser Ala Ile Glu Asn Gln Val Arg Lys Leu     530 535 540 Val Asp Asp Leu Arg Ser Asp Ser Val Asp Val Gln Arg Ser Ala Thr 545 550 555 560 Ser Asp Ile Arg Leu Leu Ala Lys His Asn Met Glu Asn Arg Ile Ile                 565 570 575 Ile Ala Asn Cys Gly Ala Ile Asn Leu Leu Val Gly Leu Leu His Ser             580 585 590 Pro Asp Ser Lys Thr Gln Glu His Ala Val Thr Ala Leu Leu Asn Leu         595 600 605 Ser Ile Asn Asp Asn Asn Lys Ile Ala Ile Ala Asn Ala Asp Ala Val     610 615 620 Asp Pro Leu Ile His Val Leu Glu Thr Gly Asn Pro Glu Ala Lys Glu 625 630 635 640 Asn Ser Ala Ala Thr Leu Phe Ser Leu Ser Val Ile Glu Glu Asn Lys                 645 650 655 Val Arg Ile Gly Arg Ser Gly Ala Ile Lys Pro Leu Val Asp Leu Leu             660 665 670 Gly Asn Gly Thr Pro Arg Gly Lys Lys Asp Ala Ala Thr Ala Leu Phe         675 680 685 Asn Leu Ser Ile Leu His Glu Asn Lys Ala Arg Ile Val Gln Ala Asp     690 695 700 Ala Val Lys Tyr Leu Val Glu Leu Met Asp Pro Ala Ala Gly Met Val 705 710 715 720 Asp Lys Ala Val Ala Val Leu Ala Asn Leu Ala Thr Ile Pro Glu Gly                 725 730 735 Arg Thr Ala Ile Gly Gln Ala Arg Gly Ile Pro Ala Leu Val Glu Val             740 745 750 Val Glu Leu Gly Ser Ala Arg Gly Lys Glu Asn Ala Ala Ala Ala Leu         755 760 765 Leu Gln Leu Cys Thr Asn Ser Ser Arg Phe Cys Ser Ile Val Leu Gln     770 775 780 Glu Gly Ala Val Pro Pro Leu Val Ala Leu Ser Gln Ser Gly Thr Pro 785 790 795 800 Arg Ala Arg Glu Lys Ala Gln Ala Leu Leu Ser Tyr Phe Arg Ser Gln                 805 810 815 Arg His Gly Asn Ser Ala Arg Arg             820 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for cloning OsPUB15 gene (forward) <400> 3 atggaaaatt tctccccgag 20 <210> 4 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer for cloning OsPUB15 gene (reverse) <400> 4 tcatctcctt gctgaattc 19

Claims (11)

서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진 벼 유래의 OsPUB15 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는, 식물체의 스트레스에 대한 내성 증가용 재조합 벡터.A recombinant vector for increasing resistance to stress of a plant, comprising a gene encoding an OsPUB15 protein derived from rice consisting of an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. 제1항에 있어서, 스트레스는 파라쿼트, 염, 및 가뭄 중에서 선택되는 하나 이상인 재조합 벡터.The recombinant vector of claim 1, wherein the stress is at least one selected from paraquat, salt, and drought. 제1항에 있어서, 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진 벼 유래의 OsPUB15 단백질을 코딩하는 유전자가 도 2에 기재된 pCB302벡터 내에 삽입된 재조합 벡터.The recombinant vector according to claim 1, wherein a gene encoding OsPUB15 protein derived from rice consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 is inserted into the pCB302 vector described in FIG. 2. 제1항에 기재된 재조합 벡터에 의하여 형질전환된 형질전환 세포.A transformed cell transformed with the recombinant vector according to claim 1. 제4항에 있어서, 세포는 아그로박테리움 속 미생물인 형질전환 세포.The transformed cell of claim 4, wherein the cell is a microorganism of the genus Agrobacterium. 제5항에 있어서, 아그로박테리움 속 미생물은 아그로박테리움 투메파시엔스 LB4404(Agrobacterium tumefaciens LB4404)인 형질전환 세포.The transformed cell of claim 5, wherein the microorganism of the genus Agrobacterium is Agrobacterium tumefaciens LB4404. 제1항의 재조합 벡터에 의하여 형질 전환된 형질전환 식물체.A transformed plant transformed by the recombinant vector of claim 1. 제7항에 있어서, 식물체는 단자엽식물인 형질전환 식물체.The transgenic plant of claim 7, wherein the plant is a monocotyledonous plant. 제8항에 있어서, 단자엽식물은 벼(Oryza sativa L.)인 형질전환 식물체.The method of claim 8, wherein the monocotyledonous plant Oryza sativa L. ). 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진 벼 유래의 OsPUB15 단백질을 코딩하는 유전자를 식물체에서 과다 발현시킴으로써 파라쿼트, 염 및 가뭄 중에서 선택되는 하나 이상의 스트레스에 대한 식물체의 저항성을 증가시키는 방법.A method of increasing plant resistance to at least one stress selected from paraquats, salts and droughts by overexpressing in a plant a gene encoding an OsPUB15 protein derived from rice consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2. 제10항에 있어서, 식물체 내 벼 유래의 OsPUB15 단백질을 코딩하는 유전자의 과다 발현은 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진 벼 유래의 OsPUB15 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물체를 형질전환하고, 식물체 내에서 상기 도입된 유전자를 발현시킴으로써 수행되는 방법.


The method of claim 10, wherein the overexpression of the gene encoding the OsPUB15 protein derived from rice in the plant is transformed into a plant with a recombinant vector comprising a gene encoding the OsPUB15 protein derived from rice consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 And expressing said introduced gene in a plant.


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