KR20140000790A - Method for cultivating tomato containing high content of lycopene - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 라이코펜 고함유 토마토의 재배방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항산화 및 항암 활성을 가지는 토마토의 유용 성분인 라이코펜 고함유 토마토의 재배방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for culturing lycopene-containing tomatoes, and more particularly, to a method for culturing lycopene-containing tomatoes, which are useful components of tomatoes having antioxidant and anticancer activity.
토마토는 비교적 높은 온도에서 잘 자라며 강한 광선을 좋아한다. 일반적으로 유한 생장형 토마토와 무한 생장형 토마토로 나뉘는데 유한 생장형 토마토는 주로 가공용으로 이용되고, 우리나라에서 주로 재배하고 주로 섭취하는 토마토는 무한 생장형 토마토이다.Tomatoes grow well at relatively high temperatures and love strong rays. Generally, it is divided into finite growth tomato and infinite growth tomato. Finite growth tomato is mainly used for processing, and the tomato grown and eaten mainly in Korea is infinite growth tomato.
토마토에 함유되어 있는 성분은 구연산, 사과산, 호박산, 아미노산, 루틴, 단백질 당질, 칼슘, 철, 인, 비타민 A, B1, B2, C, 식이섬유 등이다. 비타민 C의 경우 토마토 한 개에 하루 섭취 권장량의 절반가량 함유되어 있다. 그리고 토마토에는 라이코펜, 베타카로틴 등의 항산화 물질이 함유되어 있는데, 토마토의 색이 빨간색인건 이 카로티노이드 때문이다. Tomatoes contain citric acid, malic acid, succinic acid, amino acids, rutin, protein sugars, calcium, iron, phosphorus, vitamins A, B1, B2, C, and dietary fiber. For vitamin C, one tomato contains about half of the recommended daily intake. Tomatoes contain antioxidants such as lycopene and beta-carotene, and the color of the tomatoes is due to this carotenoid.
라이코펜은 보통 1kg의 신선하고 잘 익은 토마토에서 0.02g 정도를 얻을 수 있다. 라이코펜은 세포의 대사에서 노화를 유발하고 DNA를 손상시키는 활성산소와 결합해 이를 몸 밖으로 배출하는 역할을 한다. 또한 라이코펜은 전립선 암을 비롯한 각종 암 발생 위험을 현저히 줄이고, 동맥의 노화진행을 늦추는 것으로 보고되어 있다. 토마토의 항암효과는 항암 특효물질인 베타-카로틴보다 더욱 우수하며, 실제로 지난 1999년 미국 일리노이 대학에서 전립선 암 환자에게 하루 한 접시의 토마토 소스를 얹은 파스타를 먹게 했더니, 백혈구내의 산화 DNA의 손상이 감소되었다고 보고하였다. Lycopene is usually about 0.02g from a kilogram of fresh, ripe tomatoes. Lycopene binds to and releases free radicals from the body's metabolism that cause aging and damage DNA. Lycopene has also been reported to significantly reduce the risk of various cancers, including prostate cancer, and slow the aging of the arteries. Tomato's anti-cancer effect is better than its anti-cancer drug, beta-carotene, and in fact, at the University of Illinois, USA in 1999, when a patient with prostate cancer ate a plate of tomato sauce per day, the damage of oxidized DNA in white blood cells was reduced. Reported.
현재 국내외에 다양한 라이코펜 관련 건강 보조 식품이 판매되고 있다. 이런 보조 식품들의 경우 대개 1캡슐에 최대 15mg의 라이코펜이 함유되어있다.Currently, various lycopene-related health supplements are sold at home and abroad. These supplements usually contain up to 15 mg of lycopene in one capsule.
그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 1kg의 신선하고 잘 익은 토마토에서 약 0.02g의 라이코펜만을 회수 할 수 있으므로, 토마토에서 라이코펜의 함량을 증가시키기 위한 기술의 개발이 절실한 실정이다. However, as described above, since only about 0.02 g of lycopene can be recovered from 1 kg of fresh and ripe tomatoes, development of a technique for increasing the content of lycopene in the tomato is urgently needed.
한국 등록특허 제10-0506796호에서는 토마토의 라이코펜 함량을 증가시키기 위하여, 상품성이 떨어지는 저급 토마토와 설탕을 5:1 내지 1:1 의 비율로 혼합한 후 상온에서 3개월 이상 자연 숙성·발효시킨 발효비료를, 전체 비료의 5∼50 중량%의 비율로 혼합하여 시비하였으나, 많은 양의 토마토가 발효비료를 제조하는데 소요되므로, 생산성이 낮은 문제점이 있었다.
In Korean Patent No. 10-0506796, in order to increase the content of lycopene in tomatoes, fermentation of natural tomato fermentation and fermentation for 3 months or more at room temperature after mixing low-commercial low tomato and sugar in a ratio of 5: 1 to 1: 1 Fertilizer was mixed and fertilized at a ratio of 5 to 50% by weight of the entire fertilizer, but because a large amount of tomatoes are required to produce fermented fertilizer, there was a problem of low productivity.
이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 토마토 정식 단계에서, 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주를 토양에 처리할 경우, 상기 균주에 의하여 토마토의 라이코펜 합성 관련 유전자가 고발현되어 라이코펜의 함량이 증가된다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
Accordingly, the present inventors have made diligent efforts to solve the above problems, when the tomato formulation step , when treated with Flavobacterium sp. Or Chryseobacterium indologenes strain to the soil, It was confirmed that the lycopene synthesis related gene of tomato is highly expressed by the strain, thereby increasing the content of lycopene, thereby completing the present invention.
본 발명의 목적은 라이코펜 고함유 토마토의 재배방법을 제공하는데 있다.
An object of the present invention is to provide a method for culturing lycopene-containing tomatoes.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 토마토의 정식 단계에서, 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주를 토양에 처리하는 것을 특징으로 하는 라이코펜 고함유 토마토의 재배방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the formal stage of tomato, Flavobacterium sp. ( Cryseobacterium indologenes ) or Chryseobacterium indologenes Provided is a cultivation method of lycopene-containing tomatoes, characterized in that the strain is treated in the soil.
본 발명에 있어서, 상기 라이코펜 고함유 토마토의 재배방법은 0.5×108 ~ 1.5×108 bacterial cell/ml의 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주 300~500ml을 지름이 20~30cm인 화분마다 처리하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the lycopene-containing tomato cultivation method is 0.5 × 10 8 ~ 1.5 × 10 8 bacterial cell / ml Flavobacterium sp. Or Chryseobacterium indologenes ( Chryseobacterium indologenes ) 300 to 500 ml of strain is characterized in that the treatment for each pot of 20 ~ 30cm in diameter.
본 발명에 있어서, 상기 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 균주는 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) GSE09이고, 상기 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) ISE14인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the Flavobacterium sp. ( Flavobacterium sp. ) The strain is Flavobacterium sp. GSE09, and the Chryseobacterium indologenes strain is Chryseobacterium indologenes ISE14.
본 발명에 있어서, 상기 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주는 토마토의 파이톤 합성효소(phytone synthase)를 코딩하는 유전자(PSY1, PSY2)의 발현을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the Flavobacterium sp. Or Chryseobacterium indologenes The strain is characterized by increasing the expression of genes ( PSY1, PSY2 ) encoding tomato phytone synthase.
본 발명에 따르면, 토마토의 정식 단계에서, 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주를 토양에 처리함으로써, 토마토의 라이코펜 함량을 증가시킬 수 있다. 따라서 인체의 세포를 손상시키는 활성산소를 억제 또는 불활성화시키는 기능을 가진 천연 산화방지제인 라이코펜을 대량 생산할 수 있다.
According to the invention, in the formal stages of tomato, Flavobacterium sp. Or Chryseobacterium indologenes By treating the soil with soil, the lycopene content of tomatoes can be increased. Therefore, it is possible to mass-produce lycopene, a natural antioxidant having a function of inhibiting or inactivating free radicals that damage cells of the human body.
도 1은 고등 식물체에서의 라이코펜 합성경로이다.
도 2는 토마토 수확시 토마토의 숙기 정도에 따른 사진이다(1: 안익은 토마토, 2: 익기 시작하는 시기의 토마토, 3: 완숙 토마토).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토마토내에서의 라이코펜 합성 관련 유전자의 발현을 확인하기 위한 real-time PCR 결과이다 (C: 처리하지 않은 토마토, GSE09: 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) GSE09를 처리한 토마토, ISE14: 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) ISE14를 처리한 토마토, MgSO4: MgSO4를 처리한 토마토, 숫자는 토마토의 숙기 정도(1: 안 익은 토마토, 2: 반 정도 익은 토마토, 3: 완숙 토마토)).
도 4는 표준 라이코펜의 HPLC 분석그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 재배된 완숙 토마토에서의 라이코펜 함량을 측정한 결과이다.1 is a pathway for lycopene synthesis in higher plants.
Figure 2 is a photograph according to the degree of ripening of tomatoes at the time of tomato harvest (1: unripe tomatoes, 2: tomatoes at the start of ripening, 3: ripe tomatoes).
Figure 3 is a real-time PCR results to confirm the expression of lycopene synthesis related gene in tomato according to an embodiment of the present invention (C: untreated tomato, GSE09: Flavobacterium sp. ) GSE09-treated tomatoes, ISE14: Chryseobacterium indologenes Tomatoes treated with ISE14, MgSO 4 : Tomatoes treated with MgSO 4 , number of ripening tomatoes (1: unripe tomatoes, 2: Half ripe tomatoes, 3: ripe tomatoes)).
4 is an HPLC analysis graph of standard lycopene.
5 is a result of measuring the lycopene content in mature tomatoes grown according to an embodiment of the present invention.
본 발명에서는 토마토 정식 단계에서 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주를 토양에 처리할 경우, 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주에 의하여 토마토의 라이코펜 합성 관련 유전자가 고발현되어 라이코펜의 함량이 증가된다는 것을 확인하고자 하였다.In the present invention, when treated with Flavobacterium sp. Or Chryseobacterium indologenes strains in the soil during the tomato formulation step , Flavobacterium sp. Or Chryseobacterium indologenes The strain was intended to confirm that the lycopene synthesis gene of tomato is highly expressed and the lycopene content is increased.
본 발명에서는 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) GSE09 및 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) ISE14 균주를 각각 토마토의 정식 단계에서 처리하고, 처리 4주 후부터 숙기 정도에 따라 3단계로 나누어서 수확한 다음, 토마토의 라이코펜 함량을 측정하였다. 그 결과 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) GSE09 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) ISE14를 처리한 토마토의 경우, 라이코펜의 함량이 증가된 것을 확인할 수 있었다.In the present invention, Flavobacterium sp. ( Flavobacterium sp. ) GSE09 and Chryseobacterium indologenes Each strain of ISE14 was treated at the formal stage of tomato, and harvested after dividing into three stages according to the degree of ripening from 4 weeks after the treatment, and then the lycopene content of the tomato was measured. As a result, Flavobacterium sp. GSE09 or Chryseobacterium indologenes In the case of the tomato treated with ISE14, it was confirmed that the content of lycopene increased.
따라서, 본 발명은 일 관점에서, 토마토의 정식 단계에서, 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주를 토양에 처리하는 것을 특징으로 하는 라이코펜 고함유 토마토의 재배방법에 관한 것이다.Accordingly, the present invention, in one aspect, in the formal stages of tomato, Flavobacterium sp. Or Chryseobacterium indologenes It relates to a method for growing a lycopene-containing tomato, characterized in that the strain is treated in the soil.
본 발명에 있어서, 상기 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주는 지름이 20~ 30cm인 화분마다 0.5×108 ~ 1.5×108 bacterial cell/ml의 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주 300~500ml을 처리하는 것이 바람직하다. 상기 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주의 처리량이 상기 범위를 벗어날 경우, 토마토의 라이코펜 함량을 증가시키지 못하거나 토마토의 성장을 저해시킬 가능성이 있다.In the present invention, the Flavobacterium sp. Or Chryseobacterium indologenes Strains contain 0.5 × 10 8 to 1.5 × 10 8 bacterial cells / ml for each
상기 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주의 처리의 횟수는 크게 제한되지 않으나, 1회 처리만으로도 균주가 토양내에서 살아있기 때문에 1회 처리면 충분하다.
The number of treatments of the Flavobacterium sp. Or Chryseobacterium indologenes strains is not particularly limited, but only one treatment is necessary because the strain is alive in the soil. Suffice.
본 발명에 있어서, 상기 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주는 토마토의 파이톤 합성효소(phytone synthase)를 코딩하는 유전자(PSY1, PSY2)의 발현을 증가시키는 것이라면 제한없이 이용할 수 있다. 상기 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 균주는 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) GSE09(KACC 91368P)를, 상기 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) ISE14(KACC 91370P) 등을 예시할 수 있다. In the present invention, the Flavobacterium sp. Or Chryseobacterium indologenes The strain can be used without limitation as long as it increases the expression of genes ( PSY1, PSY2 ) encoding tomato phytone synthase. Flavobacterium sp. The strain is Flavobacterium sp. GSE09 (KACC 91368P), and the Chryseobacterium indologenes strain is Chryseobacterium indologenes ISE14 (KACC 91370P), etc. can be illustrated.
본 발명에 있어서, 상기 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주는 토마토의 파이톤 합성효소(phytone synthase)를 코딩하는 유전자(PSY1, PSY2)의 발현을 증가시키는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the Flavobacterium sp. Or Chryseobacterium indologenes The strain is characterized by increasing the expression of genes ( PSY1, PSY2 ) encoding tomato phytone synthase.
토마토내의 유전자는 외부 자극물질의 유입에 대한 방어기작 등으로 특정 유전자를 과발현 또는 감소시키는 것으로 알려져 있는데, 상기 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) 균주는 라이코펜 합성에 관여하는 유전자인 phytone synthase를 과발현시킴으로써, 토마토의 라이코펜 함량을 증가시키는 것으로 추측된다. The gene in tomato is known to overexpress or reduce a specific gene by a defense mechanism against the influx of external stimulants, Flavobacterium sp. Or Chryseobacterium indologenes strain Is thought to increase tomato lycopene content by overexpressing phytone synthase, a gene involved in lycopene synthesis.
도 1은 고등 식물체에서의 라이코펜 합성경로이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 고등 식물체에서 라이코펜의 생합성 과정은 2 × Geranylgeranyl diphosphate가 Phytone synthase에 의해 Phytone으로 합성되고, Phytone desaturase에 의해 ζ-catotene으로 변경되며, ζ-catotene desaturase에 의하여 최종적으로 라이코펜으로 합성되는 것으로 알려져 있다. 합성된 라이코펜은 Lycopene cyclase에 의해 α-carotene과 β-carotene으로 합성된다.
1 is a pathway for lycopene synthesis in higher plants. As shown in Figure 1, the biosynthesis process of lycopene in higher plants is 2 × Geranylgeranyl diphosphate is synthesized as Phytone by Phytone synthase, changed to ζ-catotene by Phytone desaturase, finally lycopene by ζ-catotene desaturase It is known to be synthesized. Synthesized lycopene is synthesized into α-carotene and β-carotene by Lycopene cyclase.
[실시예][Example]
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for illustrating the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.
실시예 1: 라이코펜 고함유 토마토의 재배Example 1 Cultivation of Lycopene-Containing Tomato
실시예 1-1: 토마토의 파종 및 재배Example 1-1 Sowing and Cultivation of Tomatoes
토마토 종자는 시중에 유통되는 도태랑다이아 품종(다끼이육성, 일본)을 구입하고, 페트리디쉬에서 16시간 광조건, 8시간 암조건으로 24℃ 발아 시켰다. 1~2주 후 발아된 종자를 바이오플러그 2호(흥농종묘)와 질석을 2:1로 섞은 흙에 이식하였다. 3~4주 후 지름 20~30cm의 화분에 정식하여 온실에서 재배하였다.
Tomato seeds were purchased from commercially available Do Tarang Dia varieties (Takiage, Japan), and germinated at 24 ° C. in Petri dishes under 16 hours light condition and 8 hours dark condition. After 1-2 weeks, the germinated seeds were transplanted into soil mixed with Bioplug No. 2 (heungjong seed) and vermiculite 2: 1. After 3-4 weeks, they were planted in pots of 20-30cm in diameter and grown in greenhouses.
실시예 1-2: 균주 배양 및 처리Example 1-2 Strain Culture and Treatment
플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) GSE09(KACC 91368P) 및 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) ISE14(KACC 91370P) 균주를 28℃의 고체배지 NA(nutrient agar, Difco, Detroit, USA)에서 48시간 배양한 후, 싱글 콜로니(single colony)를 NB(nutrient broth, Difco, Detroit, USA) 5ml에 접종하고, 28℃에서 160rpm의 속도로 24시간동안 shaking incubator에서 배양하였다. pre-culture한 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) GSE09(KACC 91368P) 및 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) ISE14(KACC 91370P) 균주를 동일한 액체배지인 NB 500ml에 넣고, 28℃에서 160rpm의 속도로 48시간동안 shaking incubator에서 배양하였다. 배양된 균주를 250ml 튜브에 각각 나누어 20℃ 5000g에서 15분간 원심분리 하였다. 원심분리시킨 균주를 10mM MgSO4에 1×108 bacteria cell/ml(OD600 = 0.5)이 되도록 혼합한 후, 토마토 정식 단계에서, 화분마다 400ml씩 처리하였다. 이때, 대조군으로써, 10mM MgSO4도 함께 처리하였다.
Flavobacterium sp. GSE09 (KACC 91368P) and Chryseobacterium indologenes After culturing ISE14 (KACC 91370P) strain in a solid medium NA (nutrient agar, Difco, Detroit, USA) for 48 hours at 28 ℃, single colony (Single colony) in 5 ml of NB (nutrient broth, Difco, Detroit, USA) Inoculated and incubated in a shaking incubator for 24 hours at a speed of 160rpm at 28 ℃. Pre-cultured Flavobacterium sp. GSE09 (KACC 91368P) and Chryseobacterium indologenes ISE14 (KACC 91370P) strain was placed in the same liquid medium NB 500ml and incubated in a shaking incubator for 48 hours at a speed of 160rpm at 28 ℃. The cultured strains were divided into 250ml tubes and centrifuged at 5000g for 20 minutes at 20 ° C. Centrifuged strains were mixed in 10mM MgSO 4 to 1 × 10 8 bacteria cell / ml (OD 600 = 0.5), and in the tomato planting step, 400 ml of each pollen was treated. At this time, as a control, 10mM MgSO 4 was also treated together.
실시예 1-3: 토마토의 수확Example 1-3 Harvesting Tomatoes
실시예 1-2의 정식 단계에서 균주를 처리하고, 4주 후부터 토마토 종자를 숙기 정도에 따라 3단계로 나누어 수확하였다(도 2). 토마토는 후숙 작물이긴 하지만 본 발명에서는 완숙이 될 때까지 기다려서 수확을 하였다.
The strain was treated in the formal stage of Example 1-2, and after 4 weeks, the tomato seeds were harvested by dividing it into three stages according to maturity (Fig. 2). Tomato is a ripening crop, but in the present invention, the harvest is waited until ripening.
실시예 2: 토마토의 라이코펜 합성 관련 유전자의 발현 확인Example 2: Confirmation of the gene related to lycopene synthesis of tomato
실시예 1에서 수확된 토마토에서 라이코펜 합성과정에 관여하는 유전자(도 1 참조)인 Phytone synthase(PSY1, PSY2), Phytone desaturase(PDS), ζ-carotene desaturase(ZDS), Lycopene β-cyclase(Lcy-b), Lycopene ε-cyclase(Lcy-e) 및 House keeping 유전자인 elongation factor 1 alpha(EF-1a)를 real-time PCR을 이용한 유전자의 발현 정도를 확인하기 위하여 각 유전의 primer을 제작하였다(표 1). Phytone synthase ( PSY1, PSY2 ), Phytone desaturase ( PDS ), ζ-carotene desaturase ( ZDS ), Lycopene β-cyclase ( Lcy- ), genes involved in lycopene synthesis in tomatoes harvested in Example 1 (see FIG. 1) b ), Lycopene ε-cyclase ( Lcy-e ) and
수확한 토마토를 숙기별로 Plant RNA Purification Reagent(Ivitrongen, Carlsbad, CA)를 이용하여 total RNA를 분리하였고, 분리한 RNA를 SuperScript II Reverse Transcriptase(Invitrogen, Carlsbad, CA)를 이용하여 cDNA를 합성하였다.The harvested tomatoes were separated by total RNA using a Plant RNA Purification Reagent (Ivitrongen, Carlsbad, CA) by maturity, and cDNA was synthesized using SuperScript II Reverse Transcriptase (Invitrogen, Carlsbad, CA).
합성한 cDNA를 주형으로 각각의 유전자의 발현을 SYBR Premix EX Taq (TaKaRa, Japan)을 이용하여 확인하고, 그 결과를 도 4에 나타내었다. Expression of each gene using the synthesized cDNA as a template was confirmed using SYBR Premix EX Taq (TaKaRa, Japan), and the results are shown in FIG. 4.
도 4에 나타난 바와 같이, 균주를 처리하지 않은 토마토에서는 숙기의 정도가 두 번째인 토마토(C-2)에서 이 유전자들의 발현양이 증가하는 것을 확인하였다. As shown in Figure 4, it was confirmed that the expression level of these genes increased in the tomato (C-2), the second degree of ripening in the tomato untreated strain.
MgSO4를 처리한 토마토 역시 처리하지 않은 토마토와 비슷한 결과를 나타 내었다(MgSO4-1~3). Tomatoes treated with MgSO 4 also showed similar results as untreated tomatoes (MgSO 4 -1 ~ 3).
이에 반해 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) GSE09(KACC 91368P) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) ISE14(KACC 91370P)를 처리한 토마토에서는 다른 유전자의 경우에는 큰 차이를 보이지 않았지만 Phytone synthase(PSY1, PSY2)의 발현양이 확연이 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. In contrast, Flavobacterium sp. GSE09 (KACC 91368P) or Chryseobacterium indologenes Tomatoes treated with ISE14 (KACC 91370P) did not show significant differences in other genes, but the expression of phytone synthase ( PSY1, PSY2 ) increased.
그리고, 처리한 균주의 종류에 따라서 발현 양상이 상이하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) ISE14(KACC 91370P)를 처리한 토마토에서는 토마토 숙기가 두 번째인 토마토(ISE14-2)에서 그 발현양이 더 증가하였지만, 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) GSE09(KACC 91368P)를 처리한 토마토에서는 세 번째인 완숙 토마토(GSE09-3)에서 그 발현양이 증가된 것을 확인하였다.And it was confirmed that the expression pattern is different depending on the type of strain treated. Chryseobacterium indologenes In tomato treated with ISE14 (KACC 91370P), the expression level was increased in tomato (ISE14-2), the second tomato ripening, but Flavobacterium sp. In the tomato treated with GSE09 (KACC 91368P), it was confirmed that the expression level was increased in the third ripened tomato (GSE09-3).
상기 결과로부터, 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) GSE09(KACC 91368P) 또는 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) ISE14(KACC 91370P) 균주는 토마토의 라이코펜 합성에 관여하는 유전자 중 파이톤 합성효소(phytone synthase)를 코딩하는 유전자(PSY1, PSY2)의 발현 증가에 영향을 준다는 것을 확인할 수 있었다.
From these results, Flavobacterium sp. GSE09 (KACC 91368P) or Chryseobacterium indologenes The strain ISE14 (KACC 91370P) was found to affect the increased expression of genes ( PSY1, PSY2 ) encoding phytone synthase among genes involved in lycopene synthesis of tomatoes.
실시예 3: 토마토의 라이코펜 함량 측정Example 3: Determination of Lycopene Content in Tomato
토마토의 라이코펜 함량은 Lidia 등[Spectrophotometric Analysis of Lycopene in Tomatoes and Watermelons: A Practical Class, Chem. Educator, 13, 11~13, (2008)]과 Mario 등[Analysis of lycopene geometrical isomers in biological microsamples by liquid chromatography with coulometric array detection, Journal of Chromatography B, 760, 289~299, (2001)]의 방법을 변형시켜 측정하였다. Lycopene content of tomatoes is described in Lidia et al., Spectrophotometric Analysis of Lycopene in Tomatoes and Watermelons: A Practical Class, Chem. Educator , 13, 11-13, (2008)] and Mario et al. [Analysis of lycopene geometrical isomers in biological microsamples by liquid chromatography with coulometric array detection, Journal of Chromatography B , 760, 289-299, (2001)]. It was measured by deformation.
알루미늄 호일로 차광시켜 동결 건조시킨 실시예 1에서 수확된 토마토 건조물 0.1g을 1.5ml 코니컬 튜브에 넣고 추출용매(헥산:아세톤=1:1, v/v) 1ml을 가하여 실온에서 20분간 추출하였다. 추출물을 원심분리(13,000rpm, 1min)하여 얻어진 상층액을 0.45mm 멤브레인 필터로 여과한 뒤, 여액을 HPLC로 측정하였다. 이때, 모든 실험은 빛에 의한 라이코펜의 분해를 최소화하기 위하여 차광시키면서 행하였다. 분석에 사용된 HPLC의 분석조건은 아래 표 2와 같다. 0.1 g of the tomato dried material harvested in Example 1, which was shaded with aluminum foil and freeze-dried, was placed in a 1.5 ml conical tube, and 1 ml of an extraction solvent (hexane: acetone = 1: 1, v / v) was added thereto and extracted at room temperature for 20 minutes. . The supernatant obtained by centrifuging the extract (13,000 rpm, 1 min) was filtered through a 0.45 mm membrane filter, and the filtrate was measured by HPLC. At this time, all experiments were performed while shading in order to minimize the decomposition of lycopene by light. HPLC analysis conditions used in the analysis are shown in Table 2 below.
이동상 B ; MeOH:MTBE:H2O=8:90:2Mobile phase A; MeOH: MTBE: H 2 O = 85: 12: 3
Mobile phase B; MeOH: MTBE: H 2 O = 8: 90: 2
검량선은 라이코펜 표준품(Sigma사)을 사용하여 각각 0.05, 0.1 0.2 0.4 mg/ml의 농도로 조제한 뒤, 각각 20 ml씩 취하고 HPLC로 분석하여 얻어진 라이코펜의 피크 면적비로부터 작성하였다(도 4). The calibration curve was prepared from the peak area ratio of lycopene obtained by lycopene standards (Sigma Co., Ltd.) at 0.05, 0.1 0.2 0.4 mg / ml, 20 ml each and analyzed by HPLC (FIG. 4).
일반적으로 토마토는 완숙 토마토를 섭취하기 때문에 라이코펜 함량 측정은 완숙 토마토에서 실시하였다. 그 결과 도 5에 나타난 바와 같이, 토마토 정식 단계에서 균주 처리를 하지 않은 토마토(control)와 MgSO4를 처리한 토마토에서는 1.2mg/g의 라이코펜이 함유하고 있지만, 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) ISE14(KACC 91370P)와 플라보박테리움 종(Flavobacterium sp.) GSE09(KACC 91368P)를 처리한 완숙 토마토에서는 라이코펜의 함량이 각각 7.4mg/g, 4.2mg/g으로 약 3~5배 이상 증가된 것을 확인할 수 있었다.
In general, since tomatoes consume ripe tomatoes, lycopene content was measured in ripe tomatoes. As a result, as shown in Figure 5, the tomato was not treated in the tomato formulation stage (control) and tomato treated with MgSO 4 contains 1.2mg / g of lycopene, Chryseobacterium indologenes ( Chryseobacterium indologenes ) ISE14 (KACC 91370P) and Flavobacterium sp. In ripened tomatoes treated with GSE09 (KACC 91368P), the content of lycopene increased by about 3 to 5 times to 7.4 mg / g and 4.2 mg / g, respectively.
결론적으로, 실시예 2의 real-time PCR 결과와 실시예 3의 라이코펜 함량 측정 결과를 종합해보면, 라이코펜 합성에 관여하는 파이톤 합성효소(phytone synthase)를 코딩하는 유전자의 발현양은 완숙 토마토에서보다는 반쯤 익은 토마토에서 그 발현양이 증가한 크라이세오박테리움 인돌로제네스(Chryseobacterium indologenes) ISE14(KACC 91370P)를 처리한 토마토에서 라이코펜의 함량이 더 많이 증가한 것으로 보아, 완숙 토마토에서의 유전자 발현보다 조금 덜 익은 토마토에서의 유전자 발현이 증가하는 것이 라이코펜 함량 증가에 더 많이 관여 하는 것으로 예측된다.In conclusion, the real-time PCR results of Example 2 and the results of measuring the lycopene content of Example 3, the expression level of the gene encoding the phytone synthase involved in the lycopene synthesis is about half ripe than in ripe tomatoes Chryseobacterium indologenes with increased expression in tomato Increased lycopene content in tomatoes treated with ISE14 (KACC 91370P) suggests that increased gene expression in less ripe tomatoes is more involved in lycopene content than in mature tomatoes. .
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that such specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the present invention is not limited thereto will be. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
<110> Dong-A University Research Foundation for Industry-Academy Cooperation <120> Method for Cultivating Tomato Containing High Content of Lycopene <160> 14 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EF-1a-F primer <400> 1 tcctgaagtg gaagacgcaa gggtt 25 <210> 2 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EF-1a-R primer <400> 2 ccctgacaag atcccatttg tgccg 25 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PSY1-F primer <400> 3 tgctggtacg gttgggttga tgagt 25 <210> 4 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PSY1-R primer <400> 4 tgcgatcccc agagccaaag ca 22 <210> 5 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PSY2-F primer <400> 5 agcacaggca gggctctccg at 22 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PSY2-R primer <400> 6 acgatgccaa caccggccat ct 22 <210> 7 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PDS-F <400> 7 cgtactcccc atgccacgac ca 22 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PDS-R <400> 8 gggcgcggag aagcacggaa 20 <210> 9 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ZDS-F <400> 9 gctgggcttg caggcatgtc g 21 <210> 10 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ZDS-R <400> 10 gcgcccacct ttttcaacag acgga 25 <210> 11 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LCYB-F <400> 11 cgtagctcgt cctggcttgc gt 22 <210> 12 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LCYB-R <400> 12 accatgccag ctgtaccacc ga 22 <210> 13 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LCYE-F <400> 13 tgaacgtggg gctcgttggg c 21 <210> 14 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LCYE-R <400> 14 cccgccaaac atgttcaatg caggc 25 <110> Dong-A University Research Foundation for Industry-Academy Cooperation <120> Method for Cultivating Tomato Containing High Content of Lycopene <160> 14 <170> Kopatentin 1.71 <210> 1 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EF-1a-F primer <400> 1 tcctgaagtg gaagacgcaa gggtt 25 <210> 2 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EF-1a-R primer <400> 2 ccctgacaag atcccatttg tgccg 25 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PSY1-F primer <400> 3 tgctggtacg gttgggttga tgagt 25 <210> 4 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PSY1-R primer <400> 4 tgcgatcccc agagccaaag ca 22 <210> 5 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> P2232-F primer <400> 5 agcacaggca gggctctccg at 22 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PSY2-R primer <400> 6 acgatgccaa caccggccat ct 22 <210> 7 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PDS-F <400> 7 cgtactcccc atgccacgac ca 22 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PDS-R <400> 8 gggcgcggag aagcacggaa 20 <210> 9 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ZDS-F <400> 9 gctgggcttg caggcatgtc g 21 <210> 10 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ZDS-R <400> 10 gcgcccacct ttttcaacag acgga 25 <210> 11 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LCYB-F <400> 11 cgtagctcgt cctggcttgc gt 22 <210> 12 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LCYB-R <400> 12 accatgccag ctgtaccacc ga 22 <210> 13 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LCYE-F <400> 13 tgaacgtggg gctcgttggg c 21 <210> 14 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LCYE-R <400> 14 cccgccaaac atgttcaatg caggc 25
Claims (4)
In the formal stages of tomato, Flavobacterium sp. Or Chryseobacterium indologenes Cultivation method of lycopene-containing tomatoes, characterized in that the strain is treated in the soil.
According to claim 1 , The lycopene-containing tomato cultivation method is Flavobacterium sp. Or Chryseobacterium indologenes of 0.5 × 10 8 ~ 1.5 × 10 8 bacterial cell / ml ) Cultivation method of lycopene-containing tomatoes, characterized in that the strain is treated 300-500ml per pollen having a diameter of 20 ~ 30cm.
According to claim 1, The Flavobacterium sp. ( Flavobacterium sp. ) The strain is Flavobacterium sp. GSE09, and the Chryseobacterium indologenes strain is Chryseobacterium indologenes Cultivation method of lycopene-containing tomatoes, characterized in that ISE14.
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CN117016316A (en) * | 2023-10-10 | 2023-11-10 | 山东永盛农业发展有限公司 | Cultivation method for improving quality of cherry tomatoes |
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