KR20140041216A - Compositions for enhancing the plant innate immunity and use thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a novel composition to enhance the immunity of plants containing a gene carrier including nucleic acid molecules coding an amino acid sequence presented by sequence number 1, particularly, the composition enhances the resistibility to pathogens. If OsMEK2 gene is transformed into Oryza sativa and overexpresses, a lesion by rice blast is not formed and the expression of the genes related to a defense mechanism is induced. Thus, the composition containing the gene carrier inducing the overexpression of the OsMEK2 gene can effectively control the plant′s immune system without effecting the growth of the plant and yield if pathogens invade. In conclusion, the inventors suggest that the OsMEK2 is a protein specifically regulating the resistibility to pathogens, thereby having the potential to be a breeding material to a variety of resistance to plant diseases.

Description

식물체의 면역 증진용 조성물 및 그의 용도{Compositions for Enhancing the Plant Innate Immunity and Use thereof}Compositions for enhancing the immunity of plants and uses thereof

본 발명은 신규한 식물체의 면역 증진용 조성물 및 그의 용도에 관한 것이다.
The present invention relates to a novel composition for enhancing immunity of plants and a use thereof.

벼는 아시아 지역 사람들의 주식으로 이용되는 매우 중요한 농작물로서 생명공학 기술의 발달과 더불어 유전자의 기능 연구나 유전자의 단자엽 식물에서의 작용을 구명하는 모델식물로 이용되는 등 그 중요성이 점차 커지고 있다. 균류 마그나포르테 오리자(Magnaporthe oryzae) 또는 마그나포르테 그리시아(Magnaporthe grisea) 등에 의해 발생하는 벼 도열병은 전세계적으로 벼농사에 위협적이고, 이 질병은 감염 지역의 수확율을 10% 내지 30% 감소시킬 수 있어 문제가 되고 있다. 특히, 벼 잎 도열병(Pyricularia oryzae)은 생장 및 수량을 결정짓는 중요한 질병이고, 현재까지 보편적으로 화학적 살균제(농약) 및 방제방법이 개발되어 이용되어 왔으나, 화학제가 지닌 유독성, 안전성(잔류 문제) 및 방제효과 등의 극복해야 할 많은 결점을 지니고 있다. Rice is a very important crop used as a stock of Asian people. It is becoming increasingly important for the development of biotechnology, as well as being used as a model plant to study the functions of genes and the action of genes in monocotyledonous plants. Fungus Magnaporthe oryzae ) or Magnaporthe grisea ) is a threat to rice cultivation around the world and this disease is a problem because it can reduce the probability of infection in the affected area by 10% to 30%. In particular, Pyricularia oryzae ) is an important disease that determines growth and yield. Chemical fungicides (pesticides) and control methods have been developed and used so far. However, it is necessary to overcome the toxicity, safety (residual problem) It has many drawbacks.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 재조합 유전자를 도입하여 식물체가 병충해에 대한 저항성을 갖도록 한 분자생물학적인 노력이 일부 식물군에서 시도되어 왔으며, 최적의 방어 능력을 지닌 유전자들이 계속적으로 연구되고 있다. 현재까지 유전자 분석을 통하여 다양한 저항성 유전자가 존재할 수 있음이 염색체 지도를 바탕으로 밝혀졌으며(Proteins, Nucleic Acids, Enzymes, 37(7), 1353(1992)), 수많은 저항성(또는 내성) 유전자가 벼 식물에 존재하는 것으로 추정된다.In order to solve the above problems, there has been attempted in some plants a molecular biologic effort to introduce a recombinant gene so that the plant has resistance to pests and diseases, and genes with optimal defense ability have been continuously studied. To date, various resistance genes have been identified through gene analysis based on chromosome maps (Proteins, Nucleic Acids, Enzymes, 37 (7), 1353 (1992) Is estimated to be present.

벼에서 질병 저항성 유전자, 예컨대 키티나아제(Kim et al., Biosci. Biotechnol. Biochem., 58(6), 1164(1894)), 리폭시제나아제(일본공개특허 제06-225774호), 피토알렉신 합성효소[Minami et al., Eur. J. Biochem., 185, 19(1989)), 과산화효소[Ito et al., Plant Cell Report, 13, 361(1994))에 대한 유전자가 분리되었지만, 이들 유전자와 내병성 사이의 어떤 연관성을 입증하는 보고는 없었다. 이와 관련한 선행특허문헌 대한민국 공개특허(제2001-0041277호)에서는 벼 도열병 병원균인 마그나포르테 그리시아(Magnaporthe grisea)로부터의 신규한 무독성 유전자 AVRI - CO39를 규명하였고 이를 이용한 벼 도열병 저항성 증진 방법을 제공하며, 대한민국 등록특허(제10-0839027호)에서는 식물(벼)의 질병에 대하여 직접적으로 방어 작용을 하는 벼 잎 도열병 저항성 유전자, OsGlu2를 포함하는 형질전환 식물체를 제공하며, 대한민국 등록특허(제10-0682129호)에서는 벼의 벼흰잎마름병 및 벼도열병에 대한 저항성이 높아지는, 벼 유래 OsCK1을 코딩하는 염기서열로 이루어지는 유전자, 벼 형질전환체 및 이 형질전환체의 제조방법을 제공하고, 미국등록특허(제7,345,219호)에서는 MAPK5 유전자를 과발현시킨 형질전환체에서 벼 도열병균에 대한 저항성을 나타내었다. 상기 선행특허발명은 본 발명과 비교하여 벼 도열병 병원균에 대한 저항 유전자 및 이를 이용한 형질전환 식물을 제공하는 것은 공통되나, 벼 도열병 저항성과 관련된 유전자와 저항성 유도반응 기작이 본 발명과 상이한 바, 본 발명과는 과제를 해결하고자 하는 방법 및 그의 구성이 상이할 것이다. In rice, disease-resistant genes such as Kim et al., Biosci. Biotechnol. Biochem., 58 (6), 1164 (1894), Lipoxigenase (Japanese Patent Publication No. 06-225774) Alexine synthetase [Minami et al., Eur. J. Biochem., 185, 19 (1989)) and peroxidase enzymes (Ito et al., Plant Cell Report, 13, 361 (1994)), but demonstrate any association between these genes and disease resistance There was no report. In this connection, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-0041277 discloses a novel non-toxic gene AVRI - CO39 from Magnaporthe grisea , a rice blast pathogen, and provides a method for enhancing rice blast resistance using the same , A Korean patent (No. 10-0839027) provides a transgenic plant including OsGlu2, a rice blast resistance gene, which directly protects against diseases of plants (rice) 0682129), a gene consisting of a nucleotide sequence coding for rice-derived OsCK1 and a method for producing the transformant, and a method for producing the transformant, which is resistant to rice blight blight and rice blast disease, 7,345,219) showed resistance to rice blast fungus in transformants overexpressing the MAPK5 gene. In contrast to the present invention, the prior patented invention provides a resistance gene for rice blast pathogens and a transgenic plant using the same, but the genes and resistance-inducing reaction mechanisms involved in rice blast resistance are different from those of the present invention, The way to solve the problem and its composition will be different.

결론적으로, 벼 도열병을 포함한 식물 질병에 대한 내성은 식물에서의 병원성 감염 기작 및 내성 발현 기작이 매우 복잡하고 실험실 수준의 내성과 야외 수준의 내성 사이에 어떤 연관도 얻을 수 없었기 때문에 유전자 수준에서 어떤 진척도 없이 벼에서 어렵게 연구되고 있다.In conclusion, tolerance to plant diseases, including rice blast disease, is highly complicated by pathogenic mechanisms of infection and resistance mechanisms in plants, and no progress has been made between laboratory-level tolerance and field-level tolerance, It is being studied in rice without difficulty.

따라서 본 발명에서는 식물 면역반응과 관련된 유전자들을 스크리닝하여 벼 도열병 저항성 관련 유전자인 OsMEK2 (OsMAPKK2, Oryza sativa mitogen activated protein kinase kinase)를 선별하였다. 상기 유전자는 벼 도열병과의 상관성이 거의 알려지지 않은바, 본 발명자들은 벼에서 OsMEK2 (OsMAPKK2)를 과발현시킴으로써 벼 도열병균에 대한 다양한 방어 마커 유전자들의 발현을 유도하였고, 이로써 기존의 도열병 저항성 형질전환체 보다 우수한 저항성을 나타내는 벼의 신규한 면역 조절유전자 및 이를 이용한 형질전환체를 제공하고자 한다.
Therefore, in the present invention, OsMEK2 (OsMAPKK2, Oryza sativa mitogen activated protein kinase kinase), which is a gene related to rice blast resistance, was screened by screening genes associated with the plant immunity response. The present inventors found that OsMEK2 ( OsMAPKK2 ) was overexpressed in rice to induce the expression of various defensive marker genes in rice blast fungus. Thus , the present inventors have found that the expression of OsMEK2 And to provide a novel immunomodulatory gene of rice which exhibits excellent resistance and a transformant using the same.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허 문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
Numerous papers and patent documents are referenced and cited throughout this specification. The disclosures of the cited papers and patent documents are incorporated herein by reference in their entirety to better understand the state of the art to which the present invention pertains and the content of the present invention.

본 발명자들은 식물체의 면역 증진용 조성물을 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 담배, 애기장대 및 옥수수의 면역반응 조절단백질인 MAP 키나아제 키나아제(mitogen activated protein kinase kinase, MAPKK)의 아미노산 서열과 상동성 있는 OsMEK2를 새로운 식물 면역반응 조절자로 규명하였고, 이를 이용하여 벼 도열병균 저항성 증진 조성물을 개발하였다. 상기 OsMEK2 유전자를 벼에 형질도입하여 과발현시킨 경우 벼 도열병에 대한 병변이 나타나지 않으며, 방어 반응 관련 유전자들의 발현이 유도됨을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다. The present inventors have tried to develop a composition for enhancing the immunity of plants. As a result, the present inventors have identified OsMEK2 , which is homologous to the amino acid sequence of MAP kinase (MAPKK), which is an immune response modulating protein of tobacco, Arabidopsis thaliana and maize, as a novel plant immunoreactivity modulator Thereby developing a rice blast resistance resistance improving composition. When the OsMEK2 gene was transfected and overexpressed in rice, no lesion was observed for rice blast, and the expression of defense-related genes was induced, thereby completing the present invention.

따라서 본 발명의 목적은 식물체의 면역 증진용 조성물을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a composition for enhancing the immunity of a plant.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 면역 증진용 조성물로 형질전환된 식물세포를 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a plant cell transformed with the composition for improving immunity of the present invention.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 면역 증진용 조성물로 형질전환된 식물체를 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a plant transformed with the composition for improving immunity of the present invention.

본 발명의 또 다른 목적은 병원체(pathogen) 저항성이 증진된 형질전환 식물체를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a method for producing a transgenic plant having improved pathogen resistance.

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

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 서열목록 제 1 서열의 아미노산 서열을 코딩하는 핵산 분자를 포함하는 유전자 전달체를 포함하는 식물체의 면역 증진용 조성물을 제공한다.
According to one aspect of the present invention, there is provided a composition for immunostaining a plant comprising a gene carrier comprising a nucleic acid molecule encoding an amino acid sequence of the first sequence of the sequence listing.

본 발명자들은 식물체의 면역 증진용 조성물을 개발하고자 예의 연구 노력한 결과, 담배, 애기장대 및 옥수수의 면역반응 조절단백질인 MAP 키나아제 키나아제(mitogen activated protein kinase kinase, MAPKK)의 아미노산 서열과 상동성 있는 OsMEK2를 새로운 식물 면역반응 조절자로 규명하였고, 이를 이용하여 벼 도열병균 저항성 증진 조성물을 개발하였다. 상기 OsMEK2 유전자를 벼에 형질도입하여 과발현시킨 경우 벼 도열병에 대한 병변이 나타나지 않으며, 방어 반응 관련 유전자들의 저항성을 보일 때와 동일한 패턴으로 발현이 유도됨을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다. The inventors of the present invention have found that OsMEK2, which is homologous to the amino acid sequence of mitogen activated protein kinase kinase (MAPKK), which is an immune response modulating protein of tobacco, Arabidopsis thaliana and maize, As a new plant immunoreactivity modulator, we have developed a rice blast resistance resistance improving composition. When the OsMEK2 gene was transfected and transfected into rice, it was confirmed that the expression was induced in the same pattern as that in the case where the overexpression of OsMEK2 gene was shown to be resistant to rice blast disease and showed resistance to defense reaction-related genes.

종래에는 벼 도열병으로 인한 피해를 막기 위한 방법으로서 보편적으로 화학적 살균제(농약) 및 방제방법이 개발되어 이용되어 왔으나, 화학제가 지닌 유독성, 안전성(잔류 문제) 및 방제효과 등의 극복해야 할 많은 결점을 지니고 있었으며, 특히 벼 도열병의 발병 후에는 화학제 살포에 의한 영향으로 벼의 생장과 생산량에 큰 영향을 주었다. 본 발명자들은 이러한 점에 착안하여, 식물 생장과 생산에 전혀 영향을 주지 않으면서 효과적으로 식물 병원균에 대한 면역반응을 조절하는 유전자를 선별하여 이를 이용한 식물체의 면역 증진용 조성물을 개발하였다. Conventionally, a chemical disinfectant (pesticide) and a controlling method have been developed and used as a method for preventing the damage caused by rice blast disease, but there are many drawbacks to be overcome such as toxicity, safety (residual problem) Especially after the onset of rice blast disease, the growth and production of rice were greatly influenced by chemical spraying. The present inventors focused their attention on this point and developed a composition for enhancing the immunity of plants by selecting genes that effectively regulate the immune response to plant pathogens without affecting plant growth and production.

본 발명자들은 본 발명의 식물체의 면역 증진용 조성물을 이용한 OsMEK2 과발현 돌연변이체의 경우 벼 도열병 및 벼 흰잎마름병에 저항성을 나타냄을 최초로 규명하였으며, 본 발명의 식물 면역 조절기술은 식물 면역 반응 조절 유전자로서 OsMEK2 유전자를 과발현 시켰을 때 벼 도열병균에 대한 방어 마커 유전자의 전사를 조기 유도함으로써 신속한 병원균의 인지 및 벼 도열병 방어 기작을 활성화시킨다는 특징이 있음을 밝혔다.The inventors of the present invention for the first time confirmed that OsMEK2 overexpressing mutants using plant immunoconjugates of the present invention are resistant to rice blast and rice blight blight, and the plant immunity control technology of the present invention is OsMEK2 Induced overexpression of the defensive marker gene to rice blast fungus by overexpression of the gene, thereby promptly recognizing the pathogen and activating the defensive mechanism of rice blast.

따라서 본 발명자들은 본 발명의 조성물을 이용하여 식물 생장과 수확량에 전혀 영향을 주지 않으면서, 병원균 침입 시 OsMEK2의 존재에 의해 효과적으로 식물 면역 시스템을 조절하는 조성물을 제공하고, 이로써 병원균에 의한 영향을 극소화하여 식물의 생장에 미치는 영향을 최소화 하는 방법을 제공하고자 하며, 특히 OsMEK2 유전자를 면역 조절, 특히 병원체 저항성 증진과 관련된 유전자로서 이를 이용한 식물체의 병원체 저항성 품종의 육종소재로서의 가능성을 제시하고자 한다. Accordingly, the present inventors have provided a composition that effectively regulates the plant immune system by the presence of OsMEK2 at the time of pathogen invasion, without affecting the plant growth and yield at all using the composition of the present invention, thereby minimizing the influence of pathogenic bacteria In particular, we propose the possibility of minimizing the effect of the OsMEK2 gene on the growth of plants by using the gene related to the immunity regulation, especially the resistance to the pathogen, as a breeding material of a pathogen resistant variety of the plant.

본 명세서에서 용어 “면역(immunity)"은 생물적 또는 비생물적 환경스트레스에 대한 내성 또는 저항성을 나타내는 것을 의미하며, 방어 반응(defense response)과 동일한 의미로 사용된다. 상기 생물적 스트레스란 해충, 박테리아 또는 병원체(pathogen) 등에 대한 스트레스이고, 상기 비생물적 스트레스란 염, 저온, 건조 또는 광(빛) 등에 대한 스트레스를 포함한다. 본 발명에서 상기 면역은 바람직하게는 생물적 스트레스에 대한 면역을 의미하고, 보다 바람직하게는 병원체에 대한 면역을 의미한다.As used herein, the term " immunity " means indicating resistance or resistance to biological or non-biological environmental stresses and is used interchangeably with defense response. Bacterial or pathogen, and the abiotic stress includes stress, such as salt, low temperature, drying or light (light). In the present invention, the immunity is preferably an immunity against biological stress , And more preferably means immunity to a pathogen.

본 발명의 방법은 공지된 다양한 식물체에 적용될 수 있으며, 예컨대 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 밀, 팥, 귀리 및 수수를 포함하는 식량 작물류; 아라비돕시스, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근을 포함하는 채소 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 및 유채를 포함하는 특용 작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 및 바나나를 포함하는 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 및 튤립을 포함하는 화훼류; 또는 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료 작물류에 적용될 수 있다. The methods of the present invention can be applied to a variety of known plants and include, for example, food crops including rice, wheat, barley, corn, soybeans, potatoes, wheat, red beans, oats and millet; Vegetable crops including Arabidopsis, cabbage, radish, pepper, strawberry, tomato, watermelon, cucumber, cabbage, melon, squash, onions, onions and carrots; Special crops including ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, beet, perilla, peanut and rapeseed; Apple trees, pears, jujubes, peaches, sheep, grapes, citrus, persimmon, plums, apricots and banana; Roses, gladiolus, gerberas, carnations, chrysanthemums, lilies and tulips; Or feed crops including ragras, red clover, orchardgrass, alpha-alpha, tall fescue and perennialla grass.

본 발명의 식물체의 면역 증진용 조성물은 서열목록 제 1 서열의 아미노산 서열을 코딩하는 핵산 분자를 포함한다. 상기 서열목록 제 1 서열은 벼(Oryza sativa)의 MEK2(Mitogen-activated protein kinase kinase 2, MAPKK2)의 아미노산 서열을 의미하며, 상기 핵산 분자가 코딩하는 아미노산 서열과 상기 담배 애기장대 및 옥수수의 MAP 키나아제 키나아제 아미노산 서열은 적어도 약 50%, 60% 또는 70%의 상동성이 있고, 보다 바람직하게는 적어도 75%, 80% 또는 82%의 상동성이 있으며, 보다 더 바람직하게는 적어도 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96% 또는 97%의 상동성이 있으며, 보다 더욱 더 바람직하게는 적어도 98%, 99% 또는 그 이상의 상동성이 있다. 본 발명의 구체적인 일 실시예에 따르면, 상기 아미노산 서열은 담배(tobacco), 애기장대(Arabidopsis) 및 옥수수의 MAP(Mitogen-activated protein) 키나아제 키나아제 단백질의 아미노산 서열과 각각 67%, 65% 및 82%의 상동성이 있다. The composition for improving immunity of a plant of the present invention comprises a nucleic acid molecule encoding an amino acid sequence of the first sequence of the sequence listing. The first sequence of the sequence listing means the amino acid sequence of MEK2 (Mitogen-activated protein kinase kinase 2, MAPKK2) of rice (Oryza sativa), and the amino acid sequence encoded by the nucleic acid molecule and the MAP kinase The kinase amino acid sequence has at least about 50%, 60% or 70% homology, more preferably at least 75%, 80% or 82% homology, even more preferably at least 90%, 91% , 92%, 93%, 94%, 95%, 96% or 97% homology, even more preferably at least 98%, 99% or more homology. According to a specific embodiment of the present invention, the amino acid sequence is a cigarette (tobacco), Arabidopsis thaliana (Arabidopsis), and the corn MAP (Mitogen-activated protein) 67 % amino acid sequence of the kinase kinase protein and, respectively, 65% and 82% Lt; / RTI >

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 서열목록 제 1 서열의 아미노산 서열을 코딩하는 핵산 분자는 서열목록 제 2 서열의 1115째 뉴클레오타이드로부터 4680째 뉴클레오타이드 까지의 뉴클레오타이드 서열을 포함하며, 보다 바람직하게는 서열목록 제 3 서열의 뉴클레오타이드 서열을 포함한다. 상기 서열 목록 제 2서열은 OsMEK2 유전자의 프로모터, 5’UTR (untranslated region) 및 3’UTR의 서열을 모두 포함하며, 상기 서열목록 제 3 서열은 상기 서열목록 제 2 서열 중 오픈 리딩 프레임(ORF)의 서열을 나타낸다.According to a preferred embodiment of the present invention, the nucleic acid molecule encoding the amino acid sequence of the first sequence of the sequence listing comprises a nucleotide sequence from the 1115th nucleotide to the 4680th nucleotide of the second sequence of the sequence listing, And the nucleotide sequence of the third sequence of the list. The second sequence of the sequence listing includes all the sequences of the OsMEK2 gene promoter, the 5'UTR (untranslated region) and the 3'UTR, and the third sequence of the sequence listing includes the open reading frame (ORF) Lt; / RTI >

본 명세서에서, 용어 ‘오픈 리딩 프레임(open reading frame, ORF)’은 유전자의 코딩(coding) 서열 중 번역 개시 코돈 및 번역 종료 코돈 사이에 있는 아미노산 서열 또는 뉴클레오타이드 서열을 의미한다. 상기 개시 코돈 및 종료 코돈은 단백질 합성의 개시 및 종료를 특정화하는 코딩 서열에서 3개의 근접한 뉴클레오타이드로 구성된 하나의 유닛을 의미한다. As used herein, the term " open reading frame (ORF) " refers to an amino acid sequence or nucleotide sequence between a translation initiation codon and a translation termination codon of a coding sequence of a gene. The initiation codon and termination codon refer to a unit consisting of three adjacent nucleotides in a coding sequence that characterizes initiation and termination of protein synthesis.

본 발명에서 상기 오픈 리딩 프레임 서열을 운반하는 상기 유전자 전달체(gene carrier)는 당업계에 공지된 다양한 유전자 전달체(벡터)를 이용할 수 있으며, 예컨대, 플라스미드, 파아지 등을 포함하며, 바람직하게는 상기 유전자 전달체는 플라스미드이다.In the present invention, the gene carrier carrying the open reading frame sequence may be a variety of gene carriers (vectors) known in the art, including, for example, plasmids and phages, The transporter is a plasmid.

본 발명의 벡터 시스템은 당업계에 공지된 다양한 방법을 통해 구축될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 방법은 Sambrook et al., Molecular Cloning , A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press(2001)에 개시되어 있으며, 이 문헌은 본 명세서에 참조로서 삽입된다.The vector system of the present invention can be constructed through various methods known in the art, and specific methods for this can be found in Sambrook et al., Molecular Cloning , A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001), which is incorporated herein by reference.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 상기 유전자 전달체는 (i) 상기 서열목록 제 1 서열의 아미노산 서열을 코딩하는 핵산 분자; (ii) 상기 핵산 분자에 작동적으로 결합(operatively linked)되어있고 식물세포에서 RNA 분자를 형성시키는 프로모터; 및 (iii) 식물세포에서 작용하여 RNA 분자의 3'-말단의 폴리아데닐화를 야기시키는 폴리 A 시그널 서열을 포함하는 식물발현용 재조합 벡터이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the gene carrier of the present invention comprises (i) a nucleic acid molecule encoding the amino acid sequence of the first sequence of the sequence listing; (ii) a promoter that is operatively linked to the nucleic acid molecule and that forms RNA molecules in plant cells; And (iii) a poly A signal sequence that acts in plant cells to cause polyadenylation of the 3'-end of the RNA molecule.

본 발명의 상기 재조합 벡터는 식물세포에서 작동가능한 프로모터를 포함한다. 본 발명에 적합한 프로모터는, 식물체의 형질전환을 위해 당업계에서 통상적으로 이용되는 어떠한 것도 이용될 수 있으며, 예컨대, 콜리플라우어 모자이크 바이러스 (CaMV) 35S 프로모터, 노팔린 씬타아제 (nos) 프로모터, 피그워트 모자이크 바이러스 35S 프로모터, 수가크레인 바실리폼 바이러스 프로모터, 콤멜리나 엘로우 모틀 바이러러스 프로모터, 리불로오스-1,5-비스-포스페이트 카르복실라아제 스몰 서브유티트 (ssRUBISCO)의 광유도성 프로모터, 벼 사이토졸 트리오스포스페이트 이소머라아제 (TPI) 프로모터, 아라비돕시스의 아데닌 포스포리보실트랜스퍼라아제 (APRT) 프로모터, 옥토파인 신타아제 프로모터 및 옥수수의 유비퀴틴 프로모터를 포함하며, 바람직하게는 콜리플라우어 모자이크 바이러스 (CaMV) 35S 프로모터이다. The recombinant vector of the present invention includes a promoter operable in plant cells. The promoter suitable for the present invention may be any of those conventionally used in the art for transformation of plants. Examples of the promoter include a promoter such as a Cauliflower Mosaic Virus (CaMV) 35S promoter, a nopaline synthase (nos) promoter, A light tolerance promoter of sire KRAWS mosaic virus 35S promoter, a water crane basiliform virus promoter, a combellinella yellow moth virus promoter, a ribulose-1,5-bis-phosphate carboxylase small subituit (ssRUBISCO) (TPI) promoter, adenine phosphoribosyl transferase (APRT) promoter of the Arabidopsis, the octopine synthase promoter and the ubiquitin promoter of corn, and preferably the promoter of the Coliphrauren mosaic virus CaMV) 35S promoter.

본 명세서에서 용어 “작동적으로 결합된”은 핵산 발현 조절 서열 (예: 프로모터, 시그널 서열, 또는 전사조절인자 결합 위치의 어레이)과 다른 핵산 서열사이의 기능적인 결합을 의미하며, 이에 의해 상기 조절 서열은 상기 다른 핵산 서열의 전사 및/또는 트랜스레이션을 조절하게 된다.As used herein, the term " operably linked " refers to a functional linkage between a nucleic acid expression control sequence (e.g., an array of promoter, signal sequence, or transcription factor binding site) and another nucleic acid sequence, The sequence will control the transcription and / or translation of the different nucleic acid sequences.

본 발명에서 상기 재조합 벡터는 적합한 폴리아데닐화를 야기시키는 폴리 A 시그널 서열(3’-비-해독화 부위)은 아그로박테리움 튜머페이션스의 노팔린 신타아제 유전자로부터 유래된 것 (nos 3' end) (Bevan et al., Nucleic Acids Research, 11(2):369-385(1983)), 아그로박테리움 튜머페이션스의 옥토파인 신타아제 유전자로부터 유래된 것, 토마토 또는 감자의 프로테아제 억제자 I 또는 Ⅱ 유전자의 3‘ 말단 부분 및 CaMV 35S 터미네이터를 포함하며, 바람직하게는 CaMV 35S 터미네이터이다.In the present invention, the recombinant vector has a poly A signal sequence (3'-non-detoxified region) that causes proper polyadenylation is derived from the nopaline synthase gene of Agrobacterium tumefaciens (nos 3 'end) (Bevan et al., Nucleic Acids Researcher , 11 (2): 369-385 (1983)), derived from the Octopine synthase gene of Agrobacterium tumefaciens, the 3 'end of the protease inhibitor I or II gene of tomato or potato, and CaMV 35S Terminator, preferably a CaMV 35S terminator.

선택적으로, 상기 재조합 벡터는 리포터 분자 (예: 루시퍼라아제 및 β-글루쿠로니다아제)를 코딩하는 유전자를 추가적으로 운반할 수 있다. 또한, 본 발명의 재조합 벡터는 선택 표지로서 항생제 (예: 네오마이신, 카베니실린, 카나마이신, 스펙티노마이신, 하이그로마이신 등) 내성 유전자 (예: 네오마이신 포스포트랜스퍼라아제 (npt ), 하이그로마이신 포스포트랜스퍼라아제 (hpt), 등)를 포함한다.Alternatively, the recombinant vector may further carry a gene encoding a reporter molecule (e.g., luciferase and beta -glucuronidase). In addition, the recombinant vector of the present invention can be used as a selection marker, for example, a gene resistant to antibiotics (e.g., neomycin, carbanicillin, kanamycin, spectinomycin, hygromycin) (e.g., neomycin phosphotransferase ( npt II ) Hygromycin phosphotransferase ( hpt ), etc.).

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 조성물은 병원체에 대한 면역을 증진시켜 상기 식물체에 병원체(pathogen) 저항성을 부여하며, 상기 병원체는 박테리아(bacteria), 균류(fungi), 효모(yeast), 오어마이시트(oomycete) 및 바이러스(virus)를 포함하며, 보다 바람직하게는 박테리아 또는 균류이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the composition of the present invention enhances immunity against a pathogen, thereby imparting pathogen resistance to the plant. The pathogen may be bacteria, fungi, yeast, , Oomycete and virus, more preferably bacteria or fungi.

상기 박테리아는 슈도모나스 아베나(Pseudomonas avenae subsp. avenae), 슈도모나스 안드로포고니스(Pseudomonas andropogonis), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 헤르니파라시틱 박테리아(Herniparasitic bacteria) 또는 코리네박테리움 미치가넨스(Corynebacterium michiganense pv. nebraskense)를 포함하며 이에 한정되는 것은 아니다. The bacteria may be selected from the group consisting of Pseudomonas avenae subsp. Avenae, Pseudomonas andropogonis, Bacillus subtilis, Herniparasitic bacteria or Corynebacterium michiganens Corynebacterium michiganense pv. Nebraskense).

상기 균류는 마그나포르테 오리자(Magnaporthe oryzae), 마그나포르테 그리시아(Magnaporthe grisea), 글로메렐라 그라미니콜라 폴리티스(Glomerella graminicola Politis), 글로멜라 루쿠마넨시스(Glomerella lucumanensis), 아스페르질러스 플라부스(Aspergillus flavus), 컬버라리아 클라바타(Curvularia clavata , C. maculans), 컬버라리아 이나카스(Curvularia inaequahs) 또는 컬버라리아 루나타(Curvularia lunata)를 포함하며 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 균류는 마그나포르테 오리자(Magnaporthe oryzae) 또는 마그나포르테 그리시아(Magnaporthe grisea)이다. The fungus is called Magnaporthe oryzae , Magnaporthe grisea , Glomerella < RTI ID = 0.0 > graminicola Politis), global Melaka Lou Kumar linen System (Glomerella lucumanensis), Aspergillus across spline booth (Aspergillus flavus , Curvularia clavata , C. maculans ), Curvularia ( Curvularia inaequahs , or Curvularia lunata . Preferably, the fungus is selected from the group consisting of Magnaporthe oryzae or Magnaporthe grisea .

상기 바이러스는 미국 밀조흔 모자이크 바이러스(AWSMV), 대맥줄무늬 모자이크 바이러스(BSMV), 맥류황화위축 바이러스(BYDV), 대맥황반 모자이크 바이러스(BYMV), 동부퇴록얼룩 바이러스(CCMV), 벼줄무늬 바이러스(RSV), 벼 검은줄오갈병 바이러스(RBSDV), 또는 옥수수모자이크 바이러스(MMV)을 포함하며 이에 한정되는 것은 아니다. The viruses may be selected from the group consisting of the American Wheat Strain Mosaic Virus (AWSMV), the Barley Striped Mosaic Virus (BSMV), the Barrier Sulfur Atrophy Virus (BYDV), the Vein Macaques Mosaic Virus (BYMV), the Eastern Hemorrhoid Stain Virus (CCMV) , Rice black stripe virus (RBSDV), or maize mosaic virus (MMV).

상기 본 발명의 식물체의 면역 증진용 조성물은 다양한 형태로 제형화 될 수 있으며, 예컨대 현탁제(suspension), 용제(solution), 유화액제(emulsion), 분제(dusting powder), 분산성입제(dispersible granule), 수화제(wettable powder), 유제(emulsifiable concentrate), 연무제(aerosol), 미립제(microgranule) 또는 도포제(paste)로 제형화 될 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. The composition for improving immunity of a plant according to the present invention may be formulated into various forms, and examples thereof include a suspension, a solution, an emulsion, a dusting powder, a dispersible granule But are not limited to, water, wettable powder, emulsifiable concentrate, aerosol, microgranule or paste.

한편, 본 발명의 식물체의 면역 증진용 조성물은 추가적으로 계면활성제, 불활성 담체(inert carrier), 방부제, 습윤제, 캡슐화제, 바인더(binder), 유화제, 염색제, UV 보호제, 유도제(flow agent) 또는 비료를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
The composition for improving immunity of a plant according to the present invention may further contain a surfactant, an inert carrier, a preservative, a humectant, an encapsulating agent, a binder, an emulsifier, a dye, a UV protecting agent, a flow agent, But is not limited thereto.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 본 발명의 면역 증진용 조성물로 형질전환된 식물세포 및 식물체를 제공한다. 본 발명자들은 신규한 형질전환 식물세포 및 식물체를 개발하기 위하여 예의 연구 노력하였고, 그 결과 벼 도열병 또는 벼 흰잎마름병에 저항성을 가지는 형질전환 식물세포 및 식물체를 구축하였다.According to another aspect of the present invention, there is provided a plant cell and a plant transformed with the composition for improving immunity of the present invention. The present inventors have made intensive efforts to develop new transgenic plant cells and plants and have constructed transgenic plant cells and plants resistant to rice blast or rice blight blight disease.

본 발명의 형질전환된 식물세포 및 식물체는 상술한 본 발명의 면역 증진용 조성물을 이용한 것으로서, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.The transformed plant cells and plants of the present invention utilize the above-described composition for improving immunity of the present invention, and the description common to both of them is omitted in order to avoid the excessive complexity of the present specification.

본 발명의 형질전환 식물세포 및 형질전환 식물체를 제조하기 위하여 당업계에 일반적으로 공지된 방법(Methods of Enzymology, Vol. 153, (1987))에 따라 실시될 수 있다. 외래성 폴리뉴클레오타이드를 플라스미드나 바이러스 등과 같은 벡터 등의 운반체에 삽입하여 식물을 형질전환시킬 수 있고, 아그로박테리움 박테리아를 매개체로 사용할 수 있으며(Chilton et ai. Cell 11:263:271(1977)), 직접 외래성 폴리뉴클레오타이드를 식물 세포내로 도입시켜 식물을 형질전환시킬 수 있다(Lorz et ai. Mol . Genet . 199:178-182;(1985)). 예를 들어, T-DNA 부위를 포함하지 않는 벡터를 이용하는 경우에는 전기천공법(electroporation), 입자충격법(microparticle bombardment), 폴리에틸렌 글리콜 침전법(polyethylene glycol-mediated uptake)을 이용할 수 있다. 일반적으로 식물을 형질전환시킴에 있어 많이 사용되는 것이 외래성 폴리뉴클레오타이드로 형질전환된 아그로박테리움 투메페이시언스(Agrobacterium tumefaciens)로 식물 세포나 종자 등을 감염시키는 방법이다(참조: 미합중국 특허 제 5,004,863, 5,349,124 및 5,416,011 호). To produce the transgenic plant cells and transgenic plants of the present invention, methods generally known in the art ( Methods of Enzymology , Vol. 153, (1987)). Plasmids can be transformed by inserting exogenous polynucleotides into vectors such as plasmids or viruses, and Agrobacterium bacteria can be used as a mediator (Chilton et al. Cell 11: 263: 271 (1977)), directly introducing exogenous polynucleotides into plant cells can be transformed with a plant (Lorz et ai Mol Genet 199: ... 178-182; (1985)). For example, when a vector not containing a T-DNA region is used, electroporation, microparticle bombardment, and polyethylene glycol-mediated uptake may be used. Commonly used in the transformation of plants are the Agrobacterium transformed with exogenous polynucleotides ( Agrobacterium < RTI ID = 0.0 > tumefaciens (see U.S. Patent Nos. 5,004,863, 5,349,124, and 5,416,011).

아그로박테이룸 튜머페이션스에 의한 식물세포 또는 식물체의 형질전환은 당업계에 공지된 방법을 포함한다. 바람직하게는, 상기 형질전환 과정은 아그로박테이룸 튜머페이션스의 배양물에 자엽을 함침시켜 공동배양하는 과정을 포함한다. 이에 의해 아그로박테이룸 튜머페이션스는 식물내로 감염된다. 아그로박테이룸 튜머페이션스에 의해 형질전환된 식물세포 또는 식물체는 재분화 배지에서 재분화되며, 이는 신초의 재분화를 성공적으로 야기한다. 당업자는 상기 공지된 적절한 조건하에서 형질전환된 식물 세포나 종자를 배양 또는 재배하여 식물로 발육시킬 수 있다. 최종적으로, 발근 배지에서 재분화된 신초의 발근에 의해 형질전환 식물이 생산된다.Transformation of plant cells or plants by Agrobacterium tumefaciens includes methods known in the art. Preferably, the transformation process comprises co-culturing the culture of Agrobacterium tumefaciens with cotton cotyledons. Whereby Agrobacterium tumefaciens is infected into plants. Plant cells or plants transformed by Agrobacterium tumefaciens are regenerated in the regeneration medium, which leads to successful regeneration of shoots. One of ordinary skill in the art can cultivate or plant transformed plant cells or seeds under planted conditions known in the art. Finally, transgenic plants are produced by roots of regenerated shoots in the rooting medium.

형질전환된 식물세포의 선별은 형질전환 배양물을 선택제 (예: 대사 억제제, 항생제 및 제초제)에 노출시켜 실시될 수 있다. 형질전환되고 선택제 내성을 부여하는 표지 유전자를 안정되게 포함하고 있는 식물 세포는 상기한 배양물에서 성장하고 분할한다. 예시적인 표지는 하이그로마이신 포스포트랜스퍼라아제 유전자, 글리코포스페이트 내성 유전자 및 네오마이신 포스포트랜스퍼라아제 (nptII) 시스템을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.Selection of transformed plant cells can be carried out by exposing the transformed culture to a selection agent such as a metabolic inhibitor, an antibiotic and a herbicide. Plant cells that stably contain a marker gene that is transformed and conferring selectative resistance are grown and divided in the above cultures. Exemplary labels include, but are not limited to, hygromycin phosphotransferase gene, glycophosphate tolerance gene and neomycin phosphotransferase (nptII) system.

본 발명의 조성물은 다양한 식물체에 적용되지만, 바람직하게는 벼에 적용된다. 본 발명에 있어서, 유전자 도입에 적합한 잎은 발아된 종자로부터 유래된 어떠한 조직도 포함한다.
The composition of the present invention is applied to various plants, but is preferably applied to rice. In the present invention, leaves suitable for gene introduction include any tissue derived from germinated seeds.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 병원체(pathogen) 저항성이 증진된 형질전환 식물체를 제조하는 방법을 제공한다:According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method for producing a transgenic plant with enhanced pathogen resistance comprising the steps of:

(a) 본 발명의 조성물을 식물 세포에 도입시키는 단계; 및 (a) introducing the composition of the present invention into a plant cell; And

(b) 상기 식물세포로부터 병원체 저항성이 증진된 형질전환 식물체를 수득하는 단계.(b) obtaining a transgenic plant having enhanced pathogen resistance from the plant cell.

상기 병원체(pathogen) 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조방법은 식물체에서의 병원체(pathogen) 저항성 증진방법으로도 이해될 수 있으며, 본 발명에서는 이를 동일한 의미로 사용한다. 본 발명의 병원체(pathogen) 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조방법은 상술한 본 발명의 면역 증진용 조성물을 이용한 것으로서, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.The method for producing transgenic plants with enhanced pathogen resistance can be understood as a method for enhancing pathogen resistance in plants, and the same is used in the present invention. The method for producing a transgenic plant having improved pathogen resistance according to the present invention uses the immunoconjugate composition of the present invention as described above. In order to avoid the excessive complexity of the present invention, It is omitted.

상기 병원체(pathogen) 저항성이 증진된 형질전환 식물체를 제조하는 방법에 대하여 각각의 단계 별로 상세하게 설명하면 다음과 같다:The method for producing the transgenic plant having enhanced pathogen resistance will be described in detail in each step as follows:

단계 (a): 식물세포의 형질전환 Step (a): transformation of plant cells

우선, 본 발명의 식물체 면역 증진용 조성물을 식물 세포에 도입시킨다. 형질전환은 상술한 식물의 형질전환 방법을 이용할 수 있다. First, the plant immunity enhancing composition of the present invention is introduced into plant cells. The transformation can be carried out by the above-mentioned transformation method of the plant.

형질전환된 식물세포의 선별은 형질전환 배양물을 선택제(예: 대사 억제제, 항생제 및 제초제)에 노출시켜 실시될 수 있다. 형질전환되고 선택제 내성을 부여하는 표지 유전자를 안정되게 포함하고 있는 식물세포는 상기한 배양물에서 성장하고 분할한다. 예시적인 표지는, 하이그로마이신 포스포트랜스퍼라아제 유전자, 글리코포스페이트 내성 유전자 및 네오마이신 포스포트랜스퍼라아제 (nptII) 시스템을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 식물 원형질 또는 다양한 익스플랜드로부터 식물체의 발달 또는 재분화시키는 방법은 당업계에 잘 알려져 있다. 아그로박테리움에 의해 도입된 외래 유전자를 포함하는 식물체의 발달 또는 재분화는 당업계에 공지된 방법에 따라 달성될 수 있다(참조: 미합중국 특허 제 5,004,863, 5,349,124 및 5,416,011 호).Selection of transformed plant cells can be carried out by exposing the transformed culture to a selection agent such as a metabolic inhibitor, an antibiotic and a herbicide. Plant cells that stably contain a marker gene that is transformed and conferring selectative resistance are grown and divided in the above cultures. Exemplary labels include, but are not limited to, hygromycin phosphotransferase gene, glycophosphate tolerance gene and neomycin phosphotransferase (nptII) system. Methods for the development or regeneration of plants from plant protoplasts or from various expansions are well known in the art. Development or regeneration of plants containing foreign genes introduced by Agrobacterium can be accomplished according to methods known in the art (see US Pat. Nos. 5,004,863, 5,349,124 and 5,416,011).

본 발명의 방법이 적용될 수 있는 식물체는 특별하게 제한되지 않는다. 예컨대, 본 발명의 방법이 적용될 수 있는 식물로는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 밀, 팥, 귀리 및 수수를 포함하는 식량 작물류; 아라비돕시스, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근을 포함하는 채소 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 및 유채를 포함하는 특용작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 및 바나나를 포함하는 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 및 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료작물류가 있다. The plants to which the method of the present invention can be applied are not particularly limited. For example, the plants to which the method of the present invention may be applied include food crops including rice, wheat, barley, corn, soybeans, potatoes, wheat, red beans, oats and millet; Vegetable crops including Arabidopsis, cabbage, radish, pepper, strawberry, tomato, watermelon, cucumber, cabbage, melon, squash, onions, onions and carrots; Special crops including ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, beet, perilla, peanut and rapeseed; Apple trees, pears, jujubes, peaches, sheep, grapes, citrus, persimmon, plums, apricots and banana; Roses, gladiolus, gerberas, carnations, chrysanthemums, lilies and tulips; And feed crops including rice grass, red clover, orchardgrass, alpha-alpha, tall fescue and perennial rice.

본 발명의 방법에 있어서, 용어 “식물(체)”는 성숙한 식물뿐만 아니라 성숙한 식물로 발육할 있는 식물 세포, 식물 조직, 식물의 종자 등을 모두 포함하는 의미로서 이해된다.
In the method of the present invention, the term " plant (sieve) " is understood to include not only mature plants but also plant cells, plant tissues, plant seeds and the like which develop into mature plants.

단계 (b): 형질전환 식물체의 수득 Step (b): obtaining transgenic plants

이어, 상기 식물세포로부터 병원체 저항성이 증진된 형질전환 식물체를 수득한다.  Then, a transgenic plant in which pathogen resistance is enhanced from the plant cell is obtained.

본 발명에 따라 형질전환된 식물은 당업계에 공지된 방법에 의해 형질전환 여부가 확인될 수 있다. 예를 들어, 형질전환된 식물의 조직으로부터 얻은 DNA 시료를 이용하여, PCR을 실시하면 형질전환 식물의 지놈에 삽입된 외래 유전자가 규명될 수 있다. 택일적으로, 노던 또는 서던 블롯팅을 실시하여 형질전환 여부를 확인할 수 있다 (Maniatis et al., Molecular Cloning , A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y.(1989).)The transformed plants according to the present invention can be confirmed whether they are transformed by methods known in the art. For example, PCR using DNA samples from tissues of transformed plants can identify foreign genes inserted into the genome of the transgenic plant. Alternatively, Northern or Southern blotting can be performed to confirm the transformation (Maniatis et al., Molecular Cloning , A Laboratory Manual , Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989).)

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 식물체는 벼이고, 상기 병원체는 벼 도열병균 또는 벼 흰잎마름병균이다. 본 발명의 실시예에서는 상기 벼 도열병균 또는 벼 흰잎마름병균을 상기 본 발명의 형질전환 식물체에 접종하였을 때 병원균에 대해 저항성 또는 내성이 나타남을 알 수 있었다.According to a preferred embodiment of the present invention, the plant is rice, and the pathogen is rice blast fungus or rice blast fungus. In the examples of the present invention, when the above rice plants of the present invention were inoculated with the rice blast fungi or the rice blast fungus, resistance or tolerance to pathogenic bacteria appeared.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 벼 도열병균은 마그나포르테 속(Magnaporthe)이고, 보다 바람직하게는 마그나포르테 오리자(Magnaporthe oryzae), 마그나포르테 그리시아(Magnaporthe grisea), 마그나포르테 포아(Magnaporthe poae), 마그나포르테 리조필라(Magnaporthe rhizophila) 및 마그나포르테 살비니(Magnaporthe salvinii)를 포함하며, 보다 바람직하게는 상기 벼 도열병균은 마그나포르테 오리자(Magnaporthe oryzae) 또는 마그나포르테 그리시아(Magnaporthe grisea)이다. According to a preferred embodiment of the present invention, the rice blast fungus is Magnaporthe , more preferably Magnaporthe oryzae , Magnaporthe grisea , Magnaporthe poae , Magnaporthe rhizophila and Magnaporthe salvinii , more preferably the rice blast fungus is Magnaporthe oryzae or Magnaporthe grisea .

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 벼 흰잎마름병균은 산토모나스 속(Xanthomonas)이고 보다 바람직하게는 산토모나스 오리자(Xanthomonas oryzae)이며, 보다 더 바람직하게는 산토모나스 오리자 오리자(Xanthomonas oryzae pv . oryzae) 또는 산토모나스 오리자 오리지콜라(Xanthomonas oryzae pv . oryzicola)이고, 보다 더욱 더 바람직하게는 산토모나스 오리자 오리자(Xanthomonas oryzae pv . oryzae)다.According to a preferred embodiment, the rice huinip blight fungus Santo Pseudomonas genus (Xanthomonas) and more preferably Santo Pseudomonas duck chair (Xanthomonas oryzae), and Santo and more preferably Pseudomonas ducks Ducks chair chair (Xanthomonas oryzae pv . oryzae , or Xanthomonas oryzae pv . oryzicola , and even more preferably, Xanthomonas oryzae pv . oryzae .

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 병원체 저항성이 증진된 형질전환 식물체는 방어 마커 유전자의 발현을 유도하며, 바람직하게는 OsPR1b , OsPBZ , OsPAL1, OsAPX1 또는 OsAPX2의 발현을 상향 조절한다.
According to a preferred embodiment of the present invention, the transgenic plant having enhanced pathogen resistance induces expression of a defensive marker gene, and preferably OsPR1b , OsPBZ , OsPAL1, OsAPX1 or OsAPX2 expression is upregulated.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다: The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(a) 본 발명은 식물체 면역 증진 조성물에 관한 것으로, 특히 병원체(pathogen)에 대한 저항성을 증진시키는 신규한 조성물에 관한 것이다.(a) The present invention relates to a plant immunity enhancing composition, and more particularly to a novel composition for enhancing resistance to a pathogen.

(b) OsMEK2 유전자를 벼에 형질도입하여 과발현시킨 경우 벼 도열병에 대한 병변이 나타나지 않으며, 방어 반응 관련 유전자들의 발현이 유도된다. 따라서 본 발명의 조성물은 식물 생장과 수확량에 전혀 영향을 주지 않으면서 병원균 침입 시 OsMEK2의 존재에 의해 효과적으로 식물 면역 시스템을 조절할 수 있다. (b) When OsMEK2 gene is overexpressed by transfection into rice, the lesion does not appear for rice blast, and expression of defense-related genes is induced. Therefore, the composition of the present invention can effectively control the plant immune system by the presence of OsMEK2 upon pathogen invasion without affecting the plant growth and yield.

(d) 따라서 본 발명은 OsMEK2를 병원체 저항성 특이적 조절 단백질로서 제시하여, 식물 병 저항성 품종의 육종소재로서의 가능성을 제시한다.
(d) The present invention therefore presents OsMEK2 as a pathogen resistance-specific regulatory protein, thus suggesting the possibility of a plant-resistant strain as a breeding material.

도 1은 OsMEK2(벼의 MAP 키나아제 키나아제)와 이종간 유사단백질(orthologue) 간의 아미노산 서열 얼라인먼트(alignment) 결과를 나타낸 것이다.
아미노산 서열은 ClustalW2 프로그램을 이용하여 얼라인하였다. OsMEK2, (Accession No. NP_001056806.1); ZmMEK2, 옥수수(Accession No. ACN31610.1); NbMEK2, 니코티아나 토바쿰(Accession No. AAF67262.1) and AtMEK2, 아라비돕시스 탈리아니아(Accession No. NP_194710.1).
도 2는 OsMEK2 과발현 변이체(OsMEK2 OX)의 전사체를 모식적으로 나타낸 것이다. 도 2A의 왼쪽 패널은 OsMEK2 OX 형질전환 식물이 하이그로마이신 선택 마커를 포함하는 CaMV 35S 프로모터 하의 재조합 벡터로 구축되었음을 나타낸다. LB, T-DNA 왼쪽 경계; RB, T-DNA 오른쪽 경계; HPT, 하이그로마이신; NT, 터미네이터; MCS, 다중 클로닝부위. 도 2A의 오른쪽 패널은 야생형 벼(니폰바레 품종) 및 네 가지 OsMEK2 OX 라인의 전사체(transcript)로 실시간(Real-time) PCR 분석을 실시한 결과이다. 야생형 및 OsMEK2 OX로부터 전체 RNA를 추출하고, cDNA를 합성하여 실시간 PCR 분석을 수행하였다. 도 2B는 병원균 접종이후 각각 다른 시간대에서 OsMEK2 OX 라인의 전사체를 분석한 결과이다. OsMEK2 OX 전사체는 병원체 접종 1 시간이내에 유도되었다.
도 3은 병원균이 접종된 4 개의 독립적인 OsMEK2 OX 형질전환 라인에서의 병원성(Pathogenicity) 시험을 나타낸 결과이다. 마그나포르테 오리자(Magnaporthe oryzae) 감염이후 형질전환 라인에서의 질병의 심각도를 측정하였다. KJ201 종으로 감염된 이후 5 dpi (days post inoculation)에 사진을 촬영하였다. WT (NB)는 야생형 니폰바레 품종을 나타내고, OX1, OX2, OX3 및 OX4는 4개의 독립적인 형질전환 라인(OsMEK2 OX)을 나타낸다.
도 4는 2 개의 독립적인 OsMEK2 OX 라인(OsMEK2 OX1 및 OsMEK2 OX2) 및 야생형 벼(니폰바레 품종)에 병원체 접종한 후, 5개의 방어마커 유전자의 시간에 따른 발현정도를 정량적으로 나타낸 것이다. 도 4a 내지 도 4e의 위쪽 패널은 OsMEK2 OX1에 대한 결과이고, 아래쪽 패널은 OsMEK2 OX2에 대한 결과이다. 도 4a 내지 도 4e는 각각 (4a) OsPR1B, (4b) OsPBZ, (4c) OsPAL1, (4d) OsAPX1, 및 (4e) OsAPX2 유전자의 발현 정도를 나타낸 것이다. 측정값은 18s rRNA의 발현정도로 정규화하였으며, 상기 시험을 3번 반복하여 오차선(Error bar)을 나타내었다.
도 5는 병원균 접종 후 OsMEK2 OX 라인(OsMEK2 OX1 및 OsMEK2 OX2)에서의 OsMPK1 및 OsMPK6 발현이 증가되었음을 나타낸 것이다. 도 5a 내지 도 5b의 위쪽 패널은 OsMEK2 OX1에 대한 결과이고, 아래쪽 패널은 OsMEK2 OX2에 대한 결과이다. 도 5a에서 OsMEK2 OX 개체에 병원균 접종 후 1 시간이내에 OsMPK1 발현이 유도되었고, 도 5b에서 OsMEK2 OX 개체에 병원균 접종 후 1 시간이내에 OsMPK6 발현이 유도되었다. 전체 RNA 추출, cDNA 합성 및 실시간 PCR은 하기 실시예의 ‘실험재료 및 실험방법’에 따라 실시하였다.
도 6은 OsMEK2, OsMPK1 및 OsMPK6의 상호 관련성에 대한 개략적인 모식도를 나타낸 것이다.
도 7은 OsMEK2 KO 형질전환 개체의 잎에 벼 흰잎마름병균인 PXO099를 접종한 후 10일째의 표현형을 관찰한 결과이다. 도 7a는 OsMEK2 KO5, 도 7b는 OsMEK2 KO 1에 대한 결과를 나타낸다. 상기 두 개의 OsMEK2 KO 라인은 대조군과 비교하여 PXO099에 대한 내성 또는 저항성이 있는 것으로 나타났다.
도 8은 OsMEK2 OX 형질전환 개체의 잎에 벼 흰잎마름병균인 PXO099를 접종한 후 10일째의 표현형을 관찰한 결과이다. 도 7a 내지 도 7d는 각각 OsMEK2 OX1, OsMEK2 OX1, OsMEK2 OX2 및 OsMEK2 OX5에 대한 결과를 나타낸다.
도 9는 OsMEK2 OX 형질전환 개체의 잎에 벼 흰잎마름병균인 PXO099를 접종한 후 10일째에 벼 흰잎마름병의 병변 부위를 정량적으로 나타낸 결과이다. OsMEK2 OX (2-8-6-2) 5 라인만을 제외한 3개의 OsMEK2 OX 라인은 PXO099 균에 대해 내성 또는 저항성을 가짐을 알 수 있다.
Figure 1 shows the amino acid sequence alignment results between OsMEK2 (rice MAP kinase kinase) and an orthologue.
The amino acid sequence was aligned using the ClustalW2 program. OsMEK2, (Accession No. NP_001056806.1); ZmMEK2, corn (Accession No. ACN31610.1); NbMEK2, Nicotiana tabacum (Accession No. AAF67262.1) and AtMEK2, Arabidopsis thaliana (Accession No. NP - 194710.1).
Fig. 2 schematically shows transcripts of the OsMEK2 overexpressing mutant (OsMEK2 OX). The left panel of Figure 2A shows that the OsMEK2 OX transgenic plant was constructed as a recombinant vector under the CaMV 35S promoter containing a hygromycin selection marker. LB, T-DNA left boundary; RB, T-DNA right border; HPT, hygromycin; NT, Terminator; MCS, multiple cloning site. The right panel of FIG. 2A is a result of real-time PCR analysis of wild type rice (Nipponbare varieties) and transcripts of four OsMEK2 OX lines. Total RNA was extracted from wild-type and OsMEK2OX, cDNA was synthesized and real-time PCR analysis was performed. FIG. 2B shows the results of analyzing transcripts of the OsMEK2 OX line at different time points after inoculation of the pathogen. The OsMEK2 OX transcript was induced within one hour after inoculation of the pathogen.
Figure 3 shows the results of a pathogenicity test on four independent OsMEK2 OX transfection lines inoculated with pathogens. Magnaporthe oryzae ) infection, the severity of the disease in the transformation line was measured. Photographs were taken at 5 dpi (days post inoculation) after infection with KJ201. WT (NB) represents the wild-type Nipponbare varieties, and OX1, OX2, OX3 and OX4 represent four independent transgenic lines (OsMEK2 OX).
Figure 4 quantitatively expresses the expression level of five defense marker genes over time after inoculation with two independent OsMEK2 OX lines (OsMEK2 OX1 and OsMEK2 OX2) and wild type rice (Nipponbare varieties). The top panels of Figures 4A-4E are the results for OsMEK2 OX1 and the bottom panels are for OsMEK2 OX2. FIGS. 4A to 4E show the expression levels of OsPR1B, OsBPZ, OsPAL1, OsPX1 and OsPX2 genes, respectively, in (4a) and (4b), respectively. The measured value was normalized to the expression level of 18s rRNA, and the above test was repeated three times to show an error bar.
Figure 5 shows that OsMPK1 and OsMPK6 expression was increased in the OsMEK2 OX line (OsMEK2 OX1 and OsMEK2 OX2) after inoculation of the pathogen. The top panels of Figures 5A-5B are the results for OsMEK2 OX1 and the bottom panels are for OsMEK2 OX2. In Fig. 5A, OsMK2 OX was induced to express OsMPK1 within 1 hour after inoculation of the pathogen. In Fig. 5b, OsMEK2 OX was induced to express OsMPK6 within 1 hour after inoculation with the pathogen. Total RNA extraction, cDNA synthesis, and real-time PCR were performed according to the experimental materials and experimental methods of the following examples.
FIG. 6 shows a schematic diagram of the correlation between OsMEK2, OsMPK1 and OsMPK6.
Fig. 7 shows the phenotype observed on day 10 after inoculation with PXO099, a rice blast fungus strain, on leaves of OsMEK2 KO transgenic plants. Figure 7a shows the results for OsMEK2 KO5 and Figure 7b shows the results for OsMEK2 KO1. The two OsMEK2 KO lines were shown to be resistant or resistant to PXO099 as compared to the control.
Fig. 8 shows the result of observing the phenotype on day 10 after inoculation of OsMEK2 OX transformant with PXO099, a rice blast fungus. 7A to 7D show the results for OsMEK2 OX1, OsMEK2 OX1, OsMEK2 OX2 and OsMEK2 OX5, respectively.
Fig. 9 is a result of quantifying the lesion area of rice blast fungus on the 10th day after inoculation of OsMEK2 OX transformant with PXO099, a rice blast fungus. OsMEK2 OX (2-8-6-2) It can be seen that three OsMEK2 OX lines except 5 lines have resistance or resistance to PXO099.

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

실시예Example

실험재료 및 실험방법Materials and Experiments

벡터 구축Vector construction

OsMEK2 유전자의 과발현 벡터를 구축하기 위하여, pBluescript SK-벡터내에 존재하는 OsMEK2 cDNA 클론(1173bp)의 완전 오픈 리딩 프레임(ORF, 서열목록 제 3 서열) 및 콜리플라워 모자이크 바이러스(CaMV) 35S 프로모터의 다운스트림 부분(서열목록 제 4 서열)을 pCambia 1300 이원벡터의 다중클로닝부위(multicloning site)에 삽입하였다(pCambia 벡터http://www.cambia.org/daisy/cambia/585.html).
To construct an over-expression vector for the OsMEK2 gene, a complete open reading frame (ORF, sequence listing No. 3) of the OsMEK2 cDNA clone (1173 bp) present in the pBluescript SK-vector and the downstream of the cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter (SEQ ID No. 4) was inserted into the multicloning site of the pCambia 1300 binary vector (pCambia vector http://www.cambia.org/daisy/cambia/585.html).

트렌스제닉-OsMEK2 과발현 개체의 구축Construction of Transgenic-OsMEK2 overexpression

야생형 벼(cv. Nipponbare, 자포니카형)를 OsMEK2-과발현 이원벡터(35S:OsMEK2)를 포함하고 있는 아그로박테리움 투메파시언스 균주 LBA4404로 형질전환시킨 후, 약간의 변형된 표준 절차를 수행하였다(Hiei et al., 1994). 형질전환된 캘리(calli)는 히그로마이신 농도를 점차 증가시킨 배지(30 mg - 60 mg 히그로마이신/ℓ)에서 배양하면서 선별과정을 거쳤다. 형질전환 및 선별과정을 거친 캘러스에서 신초형성(shooting) 및 발근(rooting)이 일어난 후, 묘(seedling)를 물에 침지하여 3-4일 동안 순응시켰으며, 이후 온실의 토양에서 재배하였다. T1 라인 종자의 히그로마이신 저항성을 분석하였으며, 히그로마이신-저항성 묘를 기능성 분석 및 T2 동형접합체(homozygote) 선별에 사용하였다.
After transforming the wild type rice ( cv. Nipponbare , Japonica type) with Agrobacterium tomefaciens strain LBA4404 containing OsMEK2-overexpressing binary vector (35S: OsMEK2), some modified standard procedures were performed Hiei et al., 1994). Transformed calli were screened by incubating with increasing concentrations of hygromycin (30 mg - 60 mg hygromycin / l). After shooting and rooting in the calli after transformation and selection, the seedling was immersed in water and allowed to acclimate for 3-4 days and then grown in the soil of the greenhouse. The hygromycin resistance of T1 line seeds was analyzed and hygromycin-resistant seedlings were used for functional analysis and T2 homozygote screening.

병원성 시험(Pathogenicity Test)Pathogenicity Test

병원성 시험을 위해, 자포니카형 야생형 벼 및 OsMEK2 과발현 벼(OsMEK2 OX)의 종자를 증류수가 담긴 페트리디쉬 상에서 28℃, 3일 동안 발아시켰다. 이후, 토양으로 이식시켜, 조직배양기에서 2주 동안 배양하였다. 조직배양기 조건은 다음과 같다: 12시간의 광주기, 28℃, 70% 상대습도. 2주간 배양한 배양체에 벼도열병균 마그나포르테 오리자(Magnaporthe oryzae)(친화성 레이스 KJ201) 포자(5 x 105 분생포자/㎖)를 공기압축기를 사용하여 분사함으로써 접종시켰다. 분생포자(conidial spore) 현탁액은 지속적인 광 조건하의 25℃ 오트밀 아가 상에서 0.05%(w/v) 트윈-20을 처리하여 14일간 배양한 균주로 준비하였다. 접종된 식물체는 25℃에서 24시간 동안 암조건에서 배양한 후, 종전의 28℃ 정상 성장 조건에서 배양하였다. 벼도열병은 접종 후 4일-6일내에 발병하였다. 접종 후 일정한 시간 간격으로 잎을 채취하였으며, 접종 전에 채취한 잎을 대조군(0 시간)으로 하였다. 모든 샘플들은 액화질소 하에 즉시 냉동시켜 -80℃에 보관하였다. 벼도열병의 심각성은 6 단계의 질병 인덱스 스케일에 따라 접종 후 5일 째(dpi, days post inoculation)에 측정하였다.
For the pathogenicity test, seeds of japonica type wild type rice and OsMEK2 overexpressed rice (OsMEK2 OX) were germinated on a petri dish containing distilled water at 28 DEG C for 3 days. Then, the cells were transplanted into the soil and cultured in a tissue culture incubator for 2 weeks. Tissue culture conditions were as follows: 12 hours light period, 28 ° C, 70% relative humidity. The cultured medium for 2 weeks was inoculated by spraying a spore of Magnaporthe oryzae (Affinity Race KJ201), a rice blast fungus, with an air compressor to 5 x 105 conidia / ml. The conidial spore suspension was prepared as a strain cultured for 14 days with 0.05% (w / v) Tween-20 on 25 ° C oatmeal agar under continuous light conditions. The inoculated plants were cultured at 25 ℃ for 24 hours under dark conditions and then cultured under the normal growth condition at 28 ℃. Rice blast disease occurred within 4 to 6 days after inoculation. Leaves were collected at regular intervals after inoculation, and leaves collected before inoculation were used as control (0 hr). All samples were immediately frozen under liquefied nitrogen and stored at -80 ° C. The severity of rice blast disease was measured at day 5 post-inoculation (dpi, days post inoculation) according to disease index scale at stage 6.

정량적 실시간 중합효소연쇄반응을 통한 전사 분석Transcription analysis by quantitative real-time polymerase chain reaction

병원성 테스트로서, 저항성 마커 유전자의 발현 유도를 확인하기 위하여 실시간 중합효소연쇄반응(Stratagene, Mx3000P)을 수행하였다. 인비트로젠(Invitrogen) 프로토콜에 따라 트라이졸을 사용하여 벼 조직으로부터 전체 RNA를 분리한 후, 흡광분광분석 방법으로 정량하였다. 실시간 중합효소연쇄반응 전, 전체 RNA 샘플을 RNA 분해효소가 없는 DNA 가수분해효소(DNase)로 처리하였다. cDNA 첫 번째 가닥은 cDNA 합성 키트(Invitrogen)를 사용하여 제조사의 프로토콜에 따라 20 ㎕ 반응 혼합물에서 합성되었다. 상기 합성 반응에는 벼도열병균 마그나포르테 그리시아(Magnaporthe grisea) KJ201로 접종시킨 벼에서 일정 기간 후 채취한 벼 잎으로부터 분리한 RNA 2 ㎍을 사용하였다. cDNA 1 ㎕를 주형으로 하여 실시간 중합효소연쇄반응을 실시하였으며, 상기 반응에는 반응시약으로서 스트라타진 마스터 믹스를 사용하였다(Brilliant III Ultra-Fast SYBR Green QPCR Master Mix, Stratagene). 18S rRNA를 대조군으로 사용하였다.
As a pathogenic test, a real-time PCR (Stratagene, Mx3000P) was performed to confirm expression of the resistance marker gene. Total RNA was isolated from rice tissue using a triazole according to the Invitrogen protocol and quantitated by absorption spectroscopy. Before real-time polymerase chain reaction, total RNA samples were treated with DNAase (DNase) without RNAse. The first strand of the cDNA was synthesized in a 20 μl reaction mixture according to the manufacturer's protocol using a cDNA synthesis kit (Invitrogen). In the synthetic reaction, 2 μg of RNA isolated from rice leaves collected after a certain period of time in rice plants inoculated with rice blast fungus Magnaporthe grisea KJ201 was used. Real-time PCR was performed using 1 cDNA of cDNA as a template. Stratagin master mix (Brilliant III Ultra-Fast SYBR Green QPCR Master Mix, Stratagene) was used as a reaction reagent. 18S rRNA was used as a control.

실험결과Experiment result

계통 분석(Phylogenetic analysis)을 통한 OsMEK2의 방어 반응 양성 조절자로서의 발견Discovery of OsMEK2 as a positive regulator of positive response through phylogenetic analysis

본 발명자들은 OsMEK2에 대한 기능적 실마리를 제공하는 다른 식물 종으로부터 OsMEK2와 가장 가까운 이종간 유사단백질(orthologue)을 찾기 위하여 계통 분석을 실시하였다. 이를 위해, 본 발명자들은 토바코(tobacco), 애기장대(Arabidopsis) 및 옥수수의 MAP(Mitogen-activated protein) 키나아제 키나아제 단백질과 OsMEK2 단백질간의 아미노산 서열 분석을 실시하였다(도 1). 그 결과, OsMEK2가 토바코, 애기장대 및 옥수수 MAP 키나아제 키나아제 단백질과 각각 67%, 65% 및 82%의 상동성을 나타내었다. OsMEK2와 가장 근접한 상동유전자로서 토바코 MAP 키나아제 키나아제(NbMEK), 애기장대 MAP 키나아제 키나아제(AtMEK2)에 대한 선행연구에서는, 방어 반응에 있어서 이들 MAP 키나아제 키나아제가 적극적으로 관여하고 있음이 확인되었다(Jin et al., 2003, Brader et al., 2007). 이러한 연구들은 OsMEK2가 벼(rice)의 질병 저항성 경로에서 양성 조절자로서 기능할 수 있음을 증명한다.
We performed a phylogenetic analysis to find the closest orthologue to OsMEK2 from other plant species providing functional clues to OsMEK2. To this end, the present inventors have carried out an amino acid sequence analyzes among tobacco (tobacco), Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) and MAP (Mitogen-activated protein) kinase kinase protein and of corn protein OsMEK2 (Fig. 1). As a result, OsMEK2 showed 67%, 65% and 82% homology with Tobacco, Arabidopsis and corn MAP kinase kinase proteins, respectively. Previous studies on Tobacco MAP kinase kinase (NbMEK) and Arabidopsis MAP kinase kinase (AtMEK2) as the closest homologous gene to OsMEK2 have been shown to actively involve these MAP kinase kinases in the defense response (Jin et al , 2003, Brader et al., 2007). These studies demonstrate that OsMEK2 can function as a positive regulator in the disease resistance pathway of rice.

병원균 접종에 의해 유도되는 OsMEK2 발현OsMEK2 expression induced by pathogen inoculation

방어 기작에 있어서 OsMEK2의 기능을 증명하기 위하여, 본 발명자들은 벼에서 과발현 형질전환 시험을 실시하였다. 이를 위해 CaMV35S:OsMEK2 컨스트럭트를 포함하는 형질전환 식물을 구축하였으며, OsMEK2 OX로 명명하였다(도 2A). 일반적으로 OsMEK2 OX의 표현형은 야생형 개체와 매우 유사하였다. 본 발명자들은 기능적 분석을 위해 OsMEK2 전사 패턴을 기준으로 4개의 독립적인 OsMEK2 OX 라인(OX1, OX2, OX3 및 OX4)을 선별하였다(도 2A). 맹독성의 균주(KJ201)을 접종한 후, OsMEK2 OX 라인들은 야생형 및 MOCK-처리된 대조군과 비교하여 신속하고(1시간 이내) 강하게 OsMEK2 전사를 유도하였다(도 2B). 이러한 결과들은 OsMEK2가 방어기작에서 양성 조절에 관여하는 병원균-유도된 MAP 키나아제 키나아제임을 증명한다.
To demonstrate the function of OsMEK2 in defense mechanisms, the present inventors conducted transgenic transgenic tests in rice. To this end, a transgenic plant comprising the CaMV35S: OsMEK2 construct was constructed and named OsMEK2 OX (Fig. 2A). In general, the phenotype of OsMEK2 OX was very similar to wild-type individuals. We selected four independent OsMEK2 OX lines (OX1, OX2, OX3 and OX4) based on the OsMEK2 transcription pattern for functional analysis (Figure 2A). After inoculation of the virulent strain (KJ201), OsMEK2 OX lines induced OsMEK2 transcription rapidly (within 1 hour) compared to wild-type and MOCK-treated controls (FIG. 2B). These results demonstrate that OsMEK2 is a pathogen-induced MAP kinase kinase that is involved in positive regulation of the defense mechanism.

OsMEK2OsMEK2 의 과발현으로 인한 Overexpression of 마그나포르테Magnaporte 오리자(Magnaporthe oryzae, KJ201)에In Oriza (Magnaporthe oryzae, KJ201) 대한 저항성 증가  Increased resistance to

방어 기작에서의 OsMEK2 기능을 분석하기 위해, 4개의 독립적인 OsMEK2 OX 라인(OX1, OX2, OX3 및 OX4) 및 야생형(니폰바레 품종) 벼에 벼도열병균인 KJ201종을 접종하였다. 질병의 표현형은 5 dpi (days post inoculation)일 때, 관찰하였다(도 3). 야생형 개체는 3 dpi부터 병변을 보이며 심각한 질병 증후를 나타내었으나, OsMEK2 과발현 개체들은 5 dpi 이내에 어떠한 증후도 나타나지 않았으며(도 3), 5 dpi 이후에는 거의 질병 증후를 보이지 않았다. 따라서, 본 발명자들은 OsMEK2 OX 라인이 마그나포르테 오리자(Magnaporthe oryzae)에 대한 저항성을 조기 향상시킴을 증명하였다.
To analyze the OsMEK2 function in the defense mechanism, four independent OsMEK2 OX lines (OX1, OX2, OX3 and OX4) and wild type (Nipponbare varieties) rice were inoculated with rice blast fungus strain KJ201. The phenotype of the disease was observed at 5 dpi (days post inoculation) (Fig. 3). Wild-type individuals showed severe disease symptoms with lesions from 3 dpi, but OsMEK2-overexpressed individuals did not show any symptoms within 5 dpi (Fig. 3) and showed almost no disease symptoms after 5 dpi. Thus, the present inventors have demonstrated that the OsMEK2 OX line improves the resistance to Magnaporthe oryzae early.

병원균-접종된 Pathogen-inoculated OsMEK2OsMEK2 OXOX 개체에서 방어  Defense from objects 마커Marker 유전자들의 상향 조절 Up-regulation of genes

병원균-접종된 야생형 및 OsMEK2 OX 개체에서 5가지 다른 방어 마커 유전자(OsPR1b , OsPBZ , OsPAL1, OsAPX1 OsAPX2)의 시간-기반 정량적 발현 분석을 실시한 결과, 리드미컬한 패턴이 관찰되었다. OsPR1b 전사는 매우 이른 시간대인 접종 후 1-3 시간 내에 유도되었으며, 반면 OsPBZOsPAL1의 전사는 접종 후 1-24 시간 내에 유도되었다(도 4a, 4b 및 4c). 다른 방어 마커 유전자인 OsAPX1OsAPX2는 비교적 늦게 즉, 접종 후 48 시간 내에 유도되었다(도 4d 및 4e). 이러한 결과들은, OsMEK2가 실제로 다양한 방어 마커 유전자의 활성을 유도함으로써 방어기작에서의 양성 조절자로서 기능함을 보여주며, 이로써 OsMEK2의 존재가 신속한 병원균의 인지 및 식물질병 방어작용에 중요함을 알 수 있다.Five different defense marker genes ( OsPR1b , OsPBZ , OsPAL1, OsAPX1) in pathogenic-inoculated wild-type and OsMEK2 OX individuals And OsAPX2 ) were analyzed by time-based quantitative expression analysis. As a result, a rhythmic pattern was observed. OsPR1b transcription was induced within 1-3 hours after inoculation at very early time, whereas transcription of OsPBZ and OsPAL1 was induced within 1-24 hours after inoculation (Figures 4a, 4b and 4c). The other defense marker genes, OsAPX1 and OsAPX2, were introduced relatively late, i.e. within 48 hours after inoculation (Figures 4d and 4e). These results show that OsMEK2 actually functions as a positive regulator of defense mechanisms by inducing the activity of various defensive marker genes and thus the presence of OsMEK2 is important for rapid cognitive and defense against plant diseases have.

OsMEK2OsMEK2 OXOX 개체의 병원균 접종에 의한  By pathogen inoculation of the individual OsMPK1OsMPK1  And OsMPK6OsMPK6 유도 증가 Induction increase

본 발명자들은 선행연구에서 효모 이중 중합법(yeast two hybrid assay)에 의해 OsMPK1 및 OsMPK6가 OsMEK2의 상호작용자(interactor) 역할을 함을 규명하였다(Singh et al., 2012). 본 발명에서는 감염 1시간 내에 OsMPK1 및 OsMPK6가 유도됨을 확인함으로써 병원균에 높은 저항성을 보이는 OsMEK2 OX 라인을 구축하였다(도 5a 및 5b). 이러한 결과들은 OsMPK1 및 OsMPK6가 방어 시그널링에 관여함을 보여주며, 추후 연구에서 확인되어야 할 것이다.
The present inventors have previously confirmed that OsMPK1 and OsMPK6 act as OsMEK2 interactors by yeast two hybrid assay (Singh et al., 2012). In the present invention, by confirming that OsMPK1 and OsMPK6 were induced within 1 hour of infection, OsMEK2 OX line showing high resistance to pathogenic bacteria was constructed (FIGS. 5A and 5B). These results show that OsMPK1 and OsMPK6 are involved in defense signaling and should be confirmed in future studies.

rice plant 흰잎마름병균Blight of white blight 접종에 의한 표현형 변화 Phenotype change by inoculation

벼 흰잎마름병균(Xanthomonas oryzae pv . oryzae) 균주인 PXO099의 현탁액(OD600=0.4)을 이용하여, OsMEK2을 과발현 또는 넉-아웃(knock-out) 시킨 형질전환 개체의 발아(booting) 단계에서 Scissors-dip 방법(Song 외, 1995)으로 상기 PXO099를 접종시켰다. PXO099 균주는 야생형 벼(cv. Nipponbare, 자포니카형)에서 강한 병원성을 나타내는 균주이며, OsMEK2 KO는 유전자 결실 변이체, OsMEK2 OX는 유전자 넉-아웃(knock-out) 변이체이다. 대조군(OsMEK2 과발현 개체)은 물만 접종하였고, 병변 부위의 길이는 당업계에 공지된 방법(Chern 외. 2005)을 이용하여 측정하였다. Xanthomonas oryzae pv . oryzae) suspension of the strain PXO099 (OD 600 = 0.4) using, over-expression or knock the OsMEK2 - out (Scissors-dip method in the knock-out) Germination (booting) step in which transformed object (Song et al., 1995) Lt ; RTI ID = 0.0 > PXO099 . ≪ / RTI > PXO099 The strain is a strain showing strong virulence in wild type rice (cv. Nipponbare, japonica type), OsMEK2 KO is a gene deletion mutant, OsMEK2 OX is a gene knock-out mutant. The control (OsMEK2 overexpressing individual) was inoculated only with water, and the lesion length was measured using a method known in the art (Chern et al., 2005).

그 결과, 도 7 및 도 8에서와 같이 대조군에서는 벼 흰잎마름병균의 병변이 거의 나타나지 않았으나, OsMEK2 KO(도 7) 및 OsMEK2 OX(도 8) 변이체에서는 벼 잎의 백화 현상이 나타났음을 확인하였다.  As a result, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, there was almost no lesion of the rice blast fungus in the control group, but it was confirmed that the rice leaf blotting occurred in the OsMEK2 KO (FIG. 7) and OsMEK2 OX (FIG. 8) mutants.

도 9는 상기 OsMEK2 KO 및 OsMEK2 OX 변이체의 병변 부위 길이를 측정하여 그래프로 나타낸 것이다. KO 1 및 KO 2 라인은 대조군과 비교하여 병변 부위가 크게 나타났으며, OX 1, OX 2 및 OX 4 라인 또한 대조군과 비교하여 병변 부위가 크게 나타났음을 확인하였다. OX 3 라인은 대조군 보다 병변 부위가 적게 나타났는데, 이는 상기 OX 3 라인이 특이적으로 벼 흰잎마름병균인 PXO099에 대하여 저항성을 가지고 있기 때문이라 판단된다.
FIG. 9 is a graph showing the lesion site lengths of the OsMEK2 KO and OsMEK2 OX mutants measured. The KO 1 and KO 2 lines showed a larger lesion area than the control group, and the OX 1, OX 2 and OX 4 lines also showed a larger lesion area than the control group. The OX 3 line showed less lesion sites than the control, suggesting that the OX 3 line is specifically resistant to PXO099 , a blight of rice blight.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

<110> Sejong University Industry Academy Cooperation Foundation <120> Compositions for Enhancing the Plant Innate Immunity and Use thereof <130> PN120402 <160> 4 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 353 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Amino Acid Sequence of OsMEK2 <400> 1 Met Gly Lys Pro Gly Lys Leu Ala Leu Pro Ser His Glu Ser Thr Ile 1 5 10 15 Gly Lys Phe Leu Thr Gln Ser Gly Thr Phe Lys Asp Gly Asp Leu Leu 20 25 30 Val Asn Lys Asp Gly Leu Arg Ile Val Ser Gln Ser Glu Glu Gly Glu 35 40 45 Ala Pro Pro Ile Glu Pro Leu Asp His Asn Gln Leu Ser Leu Asp Asp 50 55 60 Leu Asp Ala Ile Lys Val Ile Gly Lys Gly Ser Ser Gly Ile Val Gln 65 70 75 80 Leu Val Arg His Lys Trp Thr Gly Gln Phe Phe Ala Leu Lys Val Ile 85 90 95 Gln Leu Asn Ile Gln Glu Asn Ile Arg Arg Gln Ile Ala Gln Glu Leu 100 105 110 Lys Ile Ser Leu Ser Thr Gln Cys Gln Tyr Val Val Ala Cys Cys Gln 115 120 125 Cys Phe Tyr Val Asn Gly Val Ile Ser Ile Val Leu Glu Tyr Met Asp 130 135 140 Ser Gly Ser Leu Ser Asp Phe Leu Lys Thr Val Lys Thr Ile Pro Glu 145 150 155 160 Pro Tyr Leu Ala Ala Ile Cys Lys Gln Val Leu Lys Gly Leu Met Tyr 165 170 175 Leu His His Glu Lys His Ile Ile His Arg Asp Leu Lys Pro Ser Asn 180 185 190 Ile Leu Ile Asn His Met Gly Glu Val Lys Ile Ser Asp Phe Gly Val 195 200 205 Ser Ala Ile Ile Ala Ser Ser Ser Ala Gln Arg Asp Thr Phe Thr Gly 210 215 220 Thr Tyr Asn Tyr Met Ala Pro Glu Arg Ile Ser Gly Gln Lys His Gly 225 230 235 240 Tyr Met Ser Asp Ile Trp Ser Leu Gly Leu Val Met Leu Glu Leu Ala 245 250 255 Thr Gly Glu Phe Pro Tyr Pro Pro Arg Glu Ser Phe Tyr Glu Leu Leu 260 265 270 Glu Ala Val Val Asp His Pro Pro Pro Ser Ala Pro Ser Asp Gln Phe 275 280 285 Ser Glu Glu Phe Cys Ser Phe Val Ser Ala Cys Ile Gln Lys Asn Ala 290 295 300 Ser Asp Arg Ser Ser Ala Gln Ile Leu Leu Asn His Pro Phe Leu Ser 305 310 315 320 Met Tyr Asp Asp Leu Asn Ile Asp Leu Ala Ser Tyr Phe Thr Thr Asp 325 330 335 Gly Ser Pro Leu Ala Thr Phe Asn Thr Ser Asn Arg Tyr Asp Asp Arg 340 345 350 *** <210> 2 <211> 5028 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsMEK2 total DNA sequence including promoters, intron and 3'UTR <400> 2 aatagtatgt agaatggtga ttcaaactaa caagtaaggt ggtatgactt tatggaagaa 60 gaaaaataga gagatagttt ggaccgttga ttaatcatct aaaggctaaa aacaattgat 120 gtgatataac ttaattagag gaaaaaaagg agaaatataa tttggatcat agattaatca 180 tttaagcact aactaagcga ggatgaacta tataagtata taggatatca taaaacataa 240 taaagatata cattgaaaca ttatgtgaat tatgttggat gataatttaa catgtttgta 300 tttgaaaagc tcttaaatta taaaaactat aaagatatag catgtttgca cgatgtttaa 360 atgtgatgat tgttagtgga taatgatgtg gcatcttgtt aattagtgga tgatgatgtg 420 gcatcttgtt agtagataat gatgttgcat ctttgtatat taagcttaaa gagttagtgg 480 aggataattt tatagtaaga taaaattcca tctgtaacaa ctaacggtct taacctgcct 540 atgtaaataa tacccgccat atttatccgt attttatttg acaaaatact tcagtacaat 600 tttagattat ttcaccccca atattgggtg tacaactgta catcgcaata gtgatggccc 660 tagatagtgt tgcactatat gtgtgtcttt caaggcattg accaaaacac acacgtgccc 720 aagctgcaat ttatctcacc atttcagatt atgagaatct tcaattctcc 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gattgttcat ggcctcttct gggcaagtcg gtgtcgactg aaagtctc 5028 <210> 3 <211> 1059 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Open Reading Frame DNA sequence of OsMEK2 <400> 3 atggggaagc cggggaagct agcgctgccc tcgcacgagt caaccatcgg caaattcctg 60 acgcagagcg ggacgttcaa ggacggcgat ctgctcgtca acaaggacgg cctccgcatc 120 gtctcgcaga gcgaggaagg ggaggcccct cctatagaac ctttagatca taatcagttg 180 agtctagatg atctagacgc aatcaaagtt atcggtaaag gtagtagtgg aatcgtgcag 240 ttggttcgcc acaaatggac tggccagttt tttgctctga aggtaataca actcaatatc 300 caggagaata tacgcagaca gattgcgcag gaattgaaaa tcagcttgtc aacacagtgc 360 caatatgttg ttgcatgctg tcagtgtttt tacgttaatg gtgtcatttc aattgttttg 420 gagtatatgg acagtggctc tctctcagat ttcctgaaga cagttaaaac cattccagag 480 ccctaccttg ctgcaatctg taagcaggtg ctaaaaggac tgatgtactt acatcatgag 540 aagcacatca tacaccgaga tctgaagccg tcaaatatat taataaatca tatgggtgaa 600 gtaaaaatat ccgactttgg tgttagtgcc atcattgcta gttcctcggc acaacgagat 660 acatttactg ggacatataa ctacatggcg ccagaaagaa tcagtgggca aaaacatggt 720 tatatgagtg atatctggag cttgggcctc gttatgctag aattggccac tggtgaattt 780 ccatatcctc ctcgtgaaag cttttatgaa ctccttgaag ctgttgtcga ccacccacca 840 ccttctgctc catcagacca gttttcagag gaattctgtt cattcgtctc tgcatgtatc 900 caaaagaatg cttcggatag gtcatctgca caaatcttat taaatcatcc attcctgagc 960 atgtatgacg acctgaatat agatcttgct tcgtacttca caaccgatgg atctccgctt 1020 gccaccttca atacaagcaa ccgatatgat gacagatag 1059 <210> 4 <211> 1528 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Downstream Sequence of CMV promotor <400> 4 tcggtctcca tttcgcgtct cctcctcctc ctcctccggc catctcaccc tcccggcgag 60 cagcgagcgg gaggcctccg ccaccgccgc cgccgccgcc gccgtcgccg cccgatgggg 120 aagccgggga agctagcgct gccctcgcac gagtcaacca tcggcaaatt cctgacgcag 180 agcgggacgt tcaaggacgg cgatctgctc gtcaacaagg acggcctccg catcgtctcg 240 cagagcgagg aaggggaggc ccctcctata gaacctttag atcataatca gttgagtcta 300 gatgatctag acgcaatcaa agttatcggt aaaggtagta gtggaatcgt gcagttggtt 360 cgccacaaat ggactggcca gttttttgct ctgaaggtaa tacaactcaa tatccaggag 420 aatatacgca gacagattgc gcaggaattg aaaatcagct tgtcaacaca gtgccaatat 480 gttgttgcat gctgtcagtg tttttacgtt aatggtgtca tttcaattgt tttggagtat 540 atggacagtg gctctctctc agatttcctg aagacagtta aaaccattcc agagccctac 600 cttgctgcaa tctgtaagca ggtgctaaaa ggactgatgt acttacatca tgagaagcac 660 atcatacacc gagatctgaa gccgtcaaat atattaataa atcatatggg tgaagtaaaa 720 atatccgact ttggtgttag tgccatcatt gctagttcct cggcacaacg agatacattt 780 actgggacat ataactacat ggcgccagaa agaatcagtg ggcaaaaaca tggttatatg 840 agtgatatct ggagcttggg cctcgttatg ctagaattgg ccactggtga atttccatat 900 cctcctcgtg aaagctttta tgaactcctt gaagctgttg tcgaccaccc accaccttct 960 gctccatcag accagttttc agaggaattc tgttcattcg tctctgcatg tatccaaaag 1020 aatgcttcgg ataggtcatc tgcacaaatc ttattaaatc atccattcct gagcatgtat 1080 gacgacctga atatagatct tgcttcgtac ttcacaaccg atggatctcc gcttgccacc 1140 ttcaatacaa gcaaccgata tgatgacaga tagtctgatg caacactgcg tcatcatcta 1200 gctcgaagga tgatcctttg gctgtccatc tgtagaatct accatctacc taactggccc 1260 caaatgtttc gtgtattttt tgggagaaaa ctttgccctg tgtactgagc tgggattgat 1320 gtctttgata tgtaaatttc gcgtaatttc atatgtagaa caattctagg atcattgggc 1380 attgaagttt tgtttggccg tgcaccagga tgatctgttc ttgatcgctt tacctttgtt 1440 tctcacttct gtaactaaaa cctatattta ccatttaccg gattgttcat ggcctcttct 1500 gggcaagtcg gtgtcgactg aaagtctc 1528 <110> Sejong University Industry Academy Cooperation Foundation <120> Compositions for Enhancing the Plant Innate Immunity and Use          the <130> PN120402 <160> 4 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 353 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Amino Acid Sequence of OsMEK2 <400> 1 Met Gly Lys Pro Gly Lys Leu Ala Leu Pro Ser His Glu Ser Thr Ile   1 5 10 15 Gly Lys Phe Leu Thr Gln Ser Gly Thr Phe Lys Asp Gly Asp Leu Leu              20 25 30 Val Asn Lys Asp Gly Leu Arg Ile Val Ser Gln Ser Glu Glu Gly Glu          35 40 45 Ala Pro Pro Ile Glu Pro Leu Asp His Asn Gln Leu Ser Leu Asp Asp      50 55 60 Leu Asp Ala Ile Lys Val Ile Gly Lys Gly Ser Ser Gly Ile Val Gln  65 70 75 80 Leu Val Arg His Lys Trp Thr Gly Gln Phe Phe Ala Leu Lys Val Ile                  85 90 95 Gln Leu Asn Ile Gln Glu Asn Ile Arg Arg Gln Ile Ala Gln Glu Leu             100 105 110 Lys Ile Ser Leu Ser Thr Gln Cys Gln Tyr Val Val Ala Cys Cys Gln         115 120 125 Cys Phe Tyr Val Asn Gly Val Ile Ser Ile Val Leu Glu Tyr Met Asp     130 135 140 Ser Gly Ser Leu Ser Asp Phe Leu Lys Thr Val Lys Thr Ile Pro Glu 145 150 155 160 Pro Tyr Leu Ala Ala Ile Cys Lys Gln Val Leu Lys Gly Leu Met Tyr                 165 170 175 Leu His His Glu Lys His Ile Ile His Arg Asp Leu Lys Pro Ser Asn             180 185 190 Ile Leu Ile Asn His Met Gly Glu Val Lys Ile Ser Asp Phe Gly Val         195 200 205 Ser Ala Ile Ile Ala Ser Ser Ser Ala Gln Arg Asp Thr Phe Thr Gly     210 215 220 Thr Tyr Asn Tyr Met Ala Pro Glu Arg Ile Ser Gly Gln Lys His Gly 225 230 235 240 Tyr Met Ser Asp Ile Trp Ser Leu Gly Leu Val Met Leu Glu Leu Ala                 245 250 255 Thr Gly Glu Phe Pro Tyr Pro Pro Arg Glu Ser Phe Tyr Glu Leu Leu             260 265 270 Glu Ala Val Val Asp His Pro Pro Pro Ser Ala Pro Ser Asp Gln Phe         275 280 285 Ser Glu Glu Phe Cys Ser Phe Val Ser Ala Cys Ile Gln Lys Asn Ala     290 295 300 Ser Asp Arg Ser Ser Ala Gln Ile Leu Leu Asn His Pro Phe Leu Ser 305 310 315 320 Met Tyr Asp Asp Leu Asn Ile Asp Leu Ala Ser Tyr Phe Thr Thr Asp                 325 330 335 Gly Ser Pro Leu Ala Thr Phe Asn Thr Ser Asn Arg Tyr Asp Asp Arg             340 345 350 ***     <210> 2 <211> 5028 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsMEK2 total DNA sequence including promoters, intron and 3'UTR <400> 2 aatagtatgt agaatggtga ttcaaactaa caagtaaggt ggtatgactt tatggaagaa 60 gaaaaataga gagatagttt ggaccgttga ttaatcatct aaaggctaaa aacaattgat 120 gtgatataac ttaattagag gaaaaaaagg agaaatataa tttggatcat agattaatca 180 tttaagcact aactaagcga ggatgaacta tataagtata taggatatca taaaacataa 240 taaagatata cattgaaaca ttatgtgaat tatgttggat gataatttaa catgtttgta 300 tttgaaaagc tcttaaatta taaaaactat aaagatatag catgtttgca cgatgtttaa 360 atgtgatgat tgttagtgga taatgatgtg gcatcttgtt aattagtgga tgatgatgtg 420 gcatcttgtt agtagataat gatgttgcat ctttgtatat taagcttaaa gagttagtgg 480 aggataattt tatagtaaga taaaattcca tctgtaacaa ctaacggtct taacctgcct 540 atgtaaataa tacccgccat atttatccgt attttatttg acaaaatact tcagtacaat 600 tttagattat ttcaccccca atattgggtg tacaactgta catcgcaata gtgatggccc 660 tagatagtgt tgcactatat gtgtgtcttt caaggcattg accaaaacac acacgtgccc 720 aagctgcaat ttatctcacc atttcagatt atgagaatct tcaattctcc tagacagcaa 780 agaaaaagca tatacaattt tacatcacca ttttcagatt aggagaatct tcaatagaca 840 tcaaagaaaa agcatatgca aattttacct cacaatttca gattaggaga atattcaaaa 900 gacagctaat tagaaaaaaa aagagagtta aaaaaaccca taataaaaaa agcaaaagga 960 gactagtact agcaaggcta gccagcccat ggtgttcgac ttcgtctcca tttcgcgtct 1020 cctcctcctc ctcctccggc catctcaccc tcccggcgag cagcgagcgg gaggcctccg 1080 ccaccgccgc cgccgccgcc gccgtcgccg cccgatgggg aagccgggga agctagcgct 1140 gccctcgcac gagtcaacca tcggcaaatt cctgtgatct cccgttcccc ccatctctct 1200 ctctcccgct tttccgtgtc ctctgctgct cgcatcacgc ttgctgttgt tgttggatgt 1260 gtgttgcttg tgctgattcc ggtggtgttt cgggggtttg ggttttcggg ctgcaggacg 1320 cagagcggga cgttcaagga cggcgatctg ctcgtcaaca aggacggcct ccgcatcgtc 1380 tcgcagagcg aggaagggga ggtaaagtca ccagcggaaa tgatatagtt tcacctgttt 1440 ggtattccgt ttggcaatcg taggagtgaa ctcgccatgg ttggatcttc tcttgggttt 1500 tgttgaggag atgaaggtgt gaattggatg atgggcgggt cgctagcggc gttcctggat 1560 tcactctgga gtgaattgtt gttgagctct gattatattc tggattggaa tgtcatgcgt 1620 ttggcaatca gggtgctgtt tgcctgtttg gtaatagggc agatgcatac gctaattttc 1680 tacattaaaa tgtgccaata atttgcaacc atttttatat ggtagtgaag aaatcctgaa 1740 atagtttaat tcacattttc taatccacag cgaactagga taggaaacag catgcctttt 1800 tatcttcatt gtttcgatga gcgtcatact tatatagtgg tttctcatgt ggagtgtcta 1860 gacactaact agtggtatct gcatatgcaa taaattactg aaagcatata tgctgcatct 1920 ggtagctctg ttcctggtgc tcacttatag tgtgagaatg ttctttaata ctatcattac 1980 tttttgtact ctccattcat ttaatatgtt cttttatttt gtgtactcac cttctctcta 2040 ttggcatgct aaaattgttg caggcccctc ctatagaacc tttagatcat aatcagttga 2100 gtctagatga tctagacgca atcaaagtta tcggtaaagg tagtagtgga atcgtgcagt 2160 tggttcgcca caaatggact ggccagtttt ttgctctgaa ggtattatat gaaagtacat 2220 tctttgcttt ttatgatttc ttccactctc cccttaccag ttttaactac aatcttttta 2280 gtgttcccaa tagttatagc ttcatgtgag tccagtgttt tttcatgtgg tcttttgcct 2340 aacacttgca aaggatcttt agttctttac ctccattgat atattattgc gtttacaggt 2400 aatacaactc aatatccagg agaatatacg cagacagatt gcgcaggaat tgaaaatcag 2460 cttgtcaaca cagtgccaat atgttgttgc atgctgtcag tgtttttacg ttaatggtgt 2520 catttcaatt gttttggagt atatggacag tggctctctc tcagatttcc tgaagacagt 2580 taaaaccatt ccagagccct accttgctgc aatctgtaag caggccagtg acatgtggta 2640 gaagctatca cacaatttct ttgctttgca aatgttactt aagcaccaca tggactttat 2700 aataaaaata aataaatctt tcctgcgcag gtgctaaaag gactgatgta cttacatcat 2760 gagaagcaca tcatacaccg agatctgaag ccgtcaaata tattaataaa tcatatgggt 2820 gaagtaaaaa tatccgactt tggtgttagt gccatcattg ctagttcctc ggcacaacga 2880 gatacattta ctgggacata taactacatg gcggtgcgta aaagtttctg tgtcatgaaa 2940 tgtatctctg attattgcat gaaatgctat ctattttgtt tgtcttgttg aaccaaaggg 3000 aaattctgtt cttgacagcc agaaagaatc agtgggcaaa aacatggtta tatgagtgat 3060 atctggagct tgggcctcgt tatgctagaa ttggccactg gtgaatttcc atatcctcct 3120 cgtgaaagct tttatgaact ccttgaagct gttgtcgacc acccaccacc ttctgctcca 3180 tcagaccagt tttcagagga attctgttca ttcgtctctg catggtaatt gtacttcttt 3240 gatgatttct cttatccact tacatttgca gtactagcaa tttgttttaa tttttagttt 3300 acaatcacgt gcttctaata tcccaagttg gtgcctgttt tatacatttt acatgcaaaa 3360 tttaagtgaa aaggtgacta ccttcagagt gtgtttggta ccctgtatgt cattcagcct 3420 ggcttgcatc agcagagctt gcccaaccag tcctgtgtag atgctgaaaa ttgacaagtt 3480 tagttacatg cttttgctta gctaggccat gtagggagtt tgtttggttt acagcatgta 3540 tacgtgcaaa gcccaaaata tatctttgga gccagtgcat gccagcaatt tcgtgctctc 3600 accagcaggc cagcaggaaa cggattctga atacggaaaa cgtttctatg gggccatgcc 3660 catacctcac tttggaatgc gcagggattg gcccatccaa tcacacagaa aaccaaacat 3720 tggaactgtt ccagggaaca aatgccccct tactgccttg gtatgcagat tgtagggacc 3780 caattgatgc atggcgggat tacacccaac taaatcattt attgtgtggc gtgttccata 3840 ctccctccat acttataaag gaagtcgttt aggacaatat ttaagtcaaa ccttgagaat 3900 ataaatcgtg aataactctc aagttgttga gtttgaaaat ataaaaatta tatgtataga 3960 tttgtcttga aaaatacttt cataaaagta tgcatatatc actttttaat aaatattttt 4020 atagaaataa gaagtcaaat ttgtgttttg gagaccgtgt tgctttccta aacgactttc 4080 tttacgagta tggagggagt acttcttttc ttgagatatt tttgttactc ttacatgtga 4140 accaaatagg tctaatgtct ttcaactctt catattcata tggactttca atgttaagaa 4200 ggctgctaag ttttataaag ggaaataaat aaataaacag ggctaataca gttcctctgt 4260 ctgttctgtg ggttgcagta tccaaaagaa tgcttcggat aggtcatctg cacaaatctt 4320 attagtaagt gaaaattctt atccacgctg ttctttttaa ggcatctttt gcacaagtct 4380 agctcactga tcttgttgcg tcctccctct gctctttgat acccagaatc atccattcct 4440 gagcatgtat gacgacctga atatagatct tgcttcgtac ttcacaaccg atggatctcc 4500 gcttgccacc ttcaatacaa gtaatgatga gcaacttgtc ttttttcttt gtttttgcca 4560 tccattttgt catagacaca tgttagtgcc attctttatg attccagtgg atgaaccatc 4620 aagggaacct tacattcttt tttttcgtag gcaaccgata tgatgacaga tagtctgatg 4680 caacactgcg tcatcatcta gctcgaagga tgatcctttg gctgtccatc tgtagaatct 4740 accatctacc taactggccc caaatgtttc gtgtattttt tgggagaaaa ctttgccctg 4800 tgtactgagc tgggattgat gtctttgata tgtaaatttc gcgtaatttc atatgtagaa 4860 caattctagg atcattgggc attgaagttt tgtttggccg tgcaccagga tgatctgttc 4920 ttgatcgctt tacctttgtt tctcacttct gtaactaaaa cctatattta ccatttaccg 4980 gattgttcat ggcctcttct gggcaagtcg gtgtcgactg aaagtctc 5028 <210> 3 <211> 1059 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Open Reading Frame DNA sequence of OsMEK2 <400> 3 atggggaagc cggggaagct agcgctgccc tcgcacgagt caaccatcgg caaattcctg 60 acgcagagcg ggacgttcaa ggacggcgat ctgctcgtca acaaggacgg cctccgcatc 120 gtctcgcaga gcgaggaagg ggaggcccct cctatagaac ctttagatca taatcagttg 180 agtctagatg atctagacgc aatcaaagtt atcggtaaag gtagtagtgg aatcgtgcag 240 ttggttcgcc acaaatggac tggccagttt tttgctctga aggtaataca actcaatatc 300 caggagaata tacgcagaca gattgcgcag gaattgaaaa tcagcttgtc aacacagtgc 360 caatatgttg ttgcatgctg tcagtgtttt tacgttaatg gtgtcatttc aattgttttg 420 gagtatatgg acagtggctc tctctcagat ttcctgaaga cagttaaaac cattccagag 480 ccctaccttg ctgcaatctg taagcaggtg ctaaaaggac tgatgtactt acatcatgag 540 aagcacatca tacaccgaga tctgaagccg tcaaatatat taataaatca tatgggtgaa 600 gtaaaaatat ccgactttgg tgttagtgcc atcattgcta gttcctcggc acaacgagat 660 acatttactg ggacatataa ctacatggcg ccagaaagaa tcagtgggca aaaacatggt 720 tatatgagtg atatctggag cttgggcctc gttatgctag aattggccac tggtgaattt 780 ccatatcctc ctcgtgaaag cttttatgaa ctccttgaag ctgttgtcga ccacccacca 840 ccttctgctc catcagacca gttttcagag gaattctgtt cattcgtctc tgcatgtatc 900 caaaagaatg cttcggatag gtcatctgca caaatcttat taaatcatcc attcctgagc 960 atgtatgacg acctgaatat agatcttgct tcgtacttca caaccgatgg atctccgctt 1020 gccaccttca atacaagcaa ccgatatgat gacagatag 1059 <210> 4 <211> 1528 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Downstream Sequence of CMV promotor <400> 4 tcggtctcca tttcgcgtct cctcctcctc ctcctccggc catctcaccc tcccggcgag 60 cagcgagcgg gaggcctccg ccaccgccgc cgccgccgcc gccgtcgccg cccgatgggg 120 aagccgggga agctagcgct gccctcgcac gagtcaacca tcggcaaatt cctgacgcag 180 agcgggacgt tcaaggacgg cgatctgctc gtcaacaagg acggcctccg catcgtctcg 240 cagagcgagg aaggggaggc ccctcctata gaacctttag atcataatca gttgagtcta 300 gatgatctag acgcaatcaa agttatcggt aaaggtagta gtggaatcgt gcagttggtt 360 cgccacaaat ggactggcca gttttttgct ctgaaggtaa tacaactcaa tatccaggag 420 aatatacgca gacagattgc gcaggaattg aaaatcagct tgtcaacaca gtgccaatat 480 gttgttgcat gctgtcagtg tttttacgtt aatggtgtca tttcaattgt tttggagtat 540 atggacagtg gctctctctc agatttcctg aagacagtta aaaccattcc agagccctac 600 cttgctgcaa tctgtaagca ggtgctaaaa ggactgatgt acttacatca tgagaagcac 660 atcatacacc gagatctgaa gccgtcaaat atattaataa atcatatggg tgaagtaaaa 720 atatccgact ttggtgttag tgccatcatt gctagttcct cggcacaacg agatacattt 780 actgggacat ataactacat ggcgccagaa agaatcagtg ggcaaaaaca tggttatatg 840 agtgatatct ggagcttggg cctcgttatg ctagaattgg ccactggtga atttccatat 900 cctcctcgtg aaagctttta tgaactcctt gaagctgttg tcgaccaccc accaccttct 960 gctccatcag accagttttc agaggaattc tgttcattcg tctctgcatg tatccaaaag 1020 aatgcttcgg ataggtcatc tgcacaaatc ttattaaatc atccattcct gagcatgtat 1080 gacgacctga atatagatct tgcttcgtac ttcacaaccg atggatctcc gcttgccacc 1140 ttcaatacaa gcaaccgata tgatgacaga tagtctgatg caacactgcg tcatcatcta 1200 gctcgaagga tgatcctttg gctgtccatc tgtagaatct accatctacc taactggccc 1260 caaatgtttc gtgtattttt tgggagaaaa ctttgccctg tgtactgagc tgggattgat 1320 gtctttgata tgtaaatttc gcgtaatttc atatgtagaa caattctagg atcattgggc 1380 attgaagttt tgtttggccg tgcaccagga tgatctgttc ttgatcgctt tacctttgtt 1440 tctcacttct gtaactaaaa cctatattta ccatttaccg gattgttcat ggcctcttct 1500 gggcaagtcg gtgtcgactg aaagtctc 1528

Claims (14)

서열목록 제 1 서열의 아미노산 서열을 코딩하는 핵산 분자를 포함하는 유전자 전달체를 포함하는 식물체의 면역 증진용 조성물.
Immunity enhancement composition of a plant comprising a gene carrier comprising a nucleic acid molecule encoding the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 sequence.
제 1 항에 있어서, 상기 조성물은 병원체에 대한 면역을 증진시켜 상기 식물체에 병원체(pathogen) 저항성을 부여하는 것을 특징으로 하는 조성물.
The composition of claim 1, wherein the composition enhances immunity to a pathogen to confer pathogen resistance to the plant.
제 2 항에 있어서, 상기 병원체는 박테리아(bacteria), 균류(fungi), 효모(yeast), 오어마이시트(oomycete) 및 바이러스로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
3. The composition of claim 2, wherein said pathogen is selected from the group consisting of bacteria, fungi, yeast, oromycetes and viruses.
제 1 항에 있어서, 상기 핵산 분자는 서열목록 제 2 서열의 1115째 뉴클레오타이드로부터 4680째 뉴클레오타이드 까지의 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
2. The composition of claim 1, wherein said nucleic acid molecule comprises a nucleotide sequence from nucleotide 1115 to nucleotide 4680 of SEQ ID NO: 2.
제 1 항에 있어서, 상기 핵산 분자는 서열목록 제 3 서열의 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
2. The composition of claim 1, wherein the nucleic acid molecule comprises the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3.
제 1 항에 있어서, 상기 유전자 전달체는 (i) 상기 서열목록 제 1 서열의 아미노산 서열을 코딩하는 핵산 분자; (ii) 상기 핵산 분자에 작동적으로 결합(operatively linked)되어있고 식물세포에서 RNA 분자를 형성시키는 프로모터; 및 (iii) 식물세포에서 작용하여 RNA 분자의 3'-말단의 폴리아데닐화를 야기시키는 폴리 A 시그널 서열을 포함하는 식물발현용 재조합 벡터인 것을 특징으로 하는 조성물.
2. The method of claim 1, wherein the gene delivery vehicle comprises: (i) a nucleic acid molecule encoding an amino acid sequence of the first sequence of the sequence listing; (ii) a promoter that is operatively linked to the nucleic acid molecule and that forms RNA molecules in plant cells; And (iii) a poly A signal sequence that acts in plant cells to cause polyadenylation of the 3'-end of the RNA molecule.
상기 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 조성물로 형질전환된 식물세포.
Plant cells transformed with the composition of any one of claims 1 to 6.
상기 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 조성물로 형질전환된 식물체.
Plant transformed with the composition of any one of the preceding claims.
다음의 단계를 포함하는 병원체(pathogen) 저항성이 증진된 형질전환 식물체를 제조하는 방법:
(a) 상기 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 조성물을 식물 세포에 도입시키는 단계; 및
(b) 상기 식물세포로부터 병원체 저항성이 증진된 형질전환 식물체를 수득하는 단계.
A method for producing a transgenic plant with enhanced pathogen resistance, comprising the following steps:
(a) introducing the composition of any one of claims 1 to 6 into a plant cell; And
(b) obtaining a transgenic plant having enhanced pathogen resistance from the plant cell.
제 9 항에 있어서, 상기 식물체는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 밀, 팥, 귀리 및 수수를 포함하는 식량 작물류; 아라비돕시스, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근을 포함하는 채소 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 및 유채를 포함하는 특용작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 및 바나나를 포함하는 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 및 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료작물류로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. The method according to claim 9, wherein the plant is selected from the group consisting of food crops including rice, wheat, barley, corn, soybean, potato, wheat, red bean, oats and millet; Vegetable crops including Arabidopsis, cabbage, radish, pepper, strawberry, tomato, watermelon, cucumber, cabbage, melon, squash, onions, onions and carrots; Special crops including ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, beet, perilla, peanut and rapeseed; Apple trees, pears, jujubes, peaches, sheep, grapes, citrus, persimmon, plums, apricots and banana; Roses, gladiolus, gerberas, carnations, chrysanthemums, lilies and tulips; And feed crops comprising raglass, red clover, orchardgrass, alpha alpha, tall fescue and ferrier alla grass.
제 9 항에 있어서, 상기 식물체는 벼이고, 상기 병원체는 벼 도열병균 또는 벼 흰잎마름병균인 것을 특징으로 하는 방법.

10. The method of claim 9, wherein the plant is rice, and the pathogen is rice blast or rice leaf blight.

제 11 항에 있어서, 상기 벼 도열병균은 마그나포르테(Magnaporthe) 속인 것을 특징으로 하는 방법.
12. The method of claim 11, wherein the rice blast is genus Magnaporthe .
제 11 항에 있어서, 상기 병원체 저항성이 증진된 형질전환 식물체는 방어 마커 유전자인 OsPR1b , OsPBZ , OsPAL1 , OsAPX1 또는 OsAPX2의 발현을 상향 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 11, wherein the transgenic plant with enhanced pathogen resistance is a defense marker gene OsPR1b , OsPBZ , OsPAL1 , OsAPX1 or Up-regulating expression of OsAPX2 .
제 11 항에 있어서, 상기 벼 흰잎마름병균은 산토모나스(Xanthomonas) 속인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 11, wherein the rice leaf blight is a genus of Xanthomonas ( Xanthomonas ).
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