KR20150056923A - Method for producing transgenic with increased resistance to drought stress using AtMYB96 gene and the plant thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 애기장대 유래 MYB96 유전자를 이용한 가뭄 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조방법 및 그에 따른 식물체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 애기장대(Arabidopsis thaliana) 유래 MYB96(myb domain protein 96) 단백질 코딩 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 식물체의 생장 저해 없이 가뭄 저항성을 증가시키는 방법, 상기 MYB96 단백질 코딩 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 이용한 식물체의 생장 저해 없이 가뭄 저항성이 증가된 형질전환 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 생장 저해 없이 가뭄 저항성이 증가된 형질전환 식물체 및 이의 종자, 상기 MYB96 단백질을 코딩하는 유전자를 유효성분으로 포함하는 식물체의 생장 저해 없이 가뭄 저항성을 증가시키기 위한 조성물, 상기 형질전환 식물체로부터 큐티클 왁스(cuticular wax)를 분리 및 정제하는 단계를 포함하는 큐티클 왁스를 이용하여 바이오연료를 제조하는 방법 및 상기 MYB96 유전자를 포함하는 식물의 큐티클 왁스 생합성 증가용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a transgenic plant having enhanced resistance to drought using the Arabidopsis thaliana MYB96 gene and a plant, and more particularly, to a method for producing Arabidopsis a method for transforming a recombinant vector comprising a myc-domain-protein-encoding MYB96 protein-encoding gene into plant cells to increase drought resistance without inhibiting the growth of the plant, a method of using the recombinant vector comprising the MYB96 protein- A method for producing a transgenic plant having increased resistance to drought without inhibiting the growth of the plant, a transgenic plant having increased drought resistance without growth inhibition produced by the method, a seed thereof, and a gene encoding the MYB96 protein as an active ingredient A composition for increasing drought resistance without inhibiting plant growth, a method for producing a biofuel using a cuticle wax comprising separating and purifying a cuticular wax from the transgenic plant, and a method for producing a biofuel comprising the MYB96 gene To increase the biosynthesis of cuticle wax in plants Related to water.
카멜리나(Camelina sativa (L.) Crantz)는 십자화과(Brassicaceae)에 속하는 유지작물로, 카멜리나 종자는 건물중량의 약 30-40%의 오일을 함유하고 있고, 오일의 약 90%가 불포화지방산으로 이루어져 있다. 카멜리나 오일은 식품으로의 활용뿐 아니라 비누, 니스 그리고 화장품과 같은 상업적 응용에도 중요하게 사용된다. 최근에는 바이오연료를 생산할 수 있는 잠재력이 있는 유지작물로서 주목받고 있으며, 최소한의 양분만을 요구하고, 곤충과 병해에 대한 저항성이 있어 비경작지에서도 재배가능한 경제적인 작물로 평가받고 있다. 또한, 카멜리나는 비교적 빠른 생육기간(100-120일)을 가지며, 아그로박테리움을 이용한 꽃봉오리 침수 방법을 통해 외래 유전자를 도입함으로써 쉽게 유용한 형질을 유도할 수 있는 장점이 있다. 바이오 에너지 작물로서 카멜리나의 장점들은 카멜리나를 이용한 연구 발달을 촉진시켰지만 카멜리나의 유전학적 정보의 제한으로 현재까지 연구는 미미한 수준이다. 최근, 카멜리나 종자 전사체(transcriptiome) 연구와 게놈 시퀀싱(genome sequencing) 연구들을 통해 카멜리나 게놈에 대한 정보가 밝혀지고 있으며, 카멜리나 유전자를 이용한 유용 형질전환 식물체를 개발하기 위한 연구가 활성화되고 있다. Camelina Sativa (L.) Crantz) is a vegetable oil belonging to the family Brassicaceae. Camellia seeds contain about 30-40% of the weight of the building oil, and about 90% of the oil is composed of unsaturated fatty acids. Camellia oil is used not only for food, but also for commercial applications such as soaps, varnishes and cosmetics. Recently, it has attracted attention as a sustainable crop with the potential to produce biofuels. It is regarded as an economical crop that can be cultivated even in non-cultivated areas because it requires only minimal nutrients, is resistant to insects and diseases. Camellia also has a relatively rapid growth period (100-120 days) and has an advantage in that it can induce an easily useful trait by introducing a foreign gene through a bud flooding method using Agrobacterium. Camellia's benefits as bio-energy crops have spurred the development of research using camellia, but research to date has been limited to a limited extent due to limited genetic information. Recently, information on the camelinase genome has been revealed through studies of camelina seed transcriptiome studies and genome sequencing studies, and studies for developing useful transgenic plants using camelinase genes have been activated .
가뭄 조건에서 카멜리나는 26%의 바이오매스 감소, 8%의 장각마다 함유한 종자 개수 (seed per pod) 감소, 그리고 11-19%의 종자생산량 (seed yield) 감소를 보였다. 카멜리나 뿐만 아니라 다른 유지작물에서도 가뭄 스트레스에 의한 성장 결핍 및 생산량 감소가 보고되었다. 캐놀라(Brassica napus L.)와 갓(B. juncea (L.) Czernjacw)은 수분결핍 조건에서 종자생산량이 각각 77% 및 46% 감소하였고, 해바라기(Helianthus annuus L.)는 수분 스트레스를 유도하는 폴리에틸렌글리콜(PEG) 처리에 의해 PHSI(plant height stress index)와 DMSI(dry matter stress index)가각각 ~69%와 ~61%로 현저한 감소를 보였다. 그리고 가뭄 스트레스를 처리한 참깨(Sesamum indicum L.)에서 종자생산량이 대조구 대비 약 37% 감소하였으며, 대두(Glycine max (L.) Merr.)에서도 가뭄 스트레스 조건에서 약 40%의 생산량 감소가 관찰되었다. 결국, 심각해지는 지구온난화에 따른 가뭄 또는 수분결핍 현상으로 인한 식물의 성장과 발달 저해는 식물 생산성에 큰 감소를 야기하기 때문에, 이를 극복하기 위한 방법으로 작물의 가뭄 저항성을 증가시키는 연구는 질적, 양적 생산 측면에서 매우 중요한 일이다.Under drought conditions, camellia showed 26% biomass reduction, 8% seed per pod reduction, and 11-19% seed yield reduction. Growth deficiency and production decline due to drought stress have been reported in camelina as well as other oil crops. Canola (Brassica napus L.) and freshly (B. juncea (L.) Czernjacw) was the seed yield in water deficit conditions decreased by 77% and 46%, sunflower (Helianthus annuus L.) showed significant decrease in plant height stress index (PHSI) and dry matter stress index (DMSI) by ~ 69% and ~ 61% by polyethylene glycol (PEG) treatment inducing water stress. And sesame treated with drought stress ( Sesamum indicum L.) decreased by about 37% compared to the control. In the case of soybean ( Glycine max (L.) Merr.), the yield was decreased by 40% under drought stress conditions. As a result, inhibition of growth and development of plants due to severe drought or water deficiency caused by global warming causes a great decrease in plant productivity. Therefore, studies to increase the drought resistance of crops as a way to overcome this are qualitative and quantitative It is very important in terms of production.
식물이 가뭄 스트레스에 노출되면, 기공 폐쇄, 뿌리 길이 성장 촉진, 잎 면적과 개수 감소, 광합성 효율 감소, 삼투억제제(osmoprotectant)와 이차대사물질의 생성과 같은 생리학적·생태학적·생화학적 반응을 보인다. 그리고 가뭄 스트레스에 대한 식물의 반응 중 하나로 식물의 기공 외 수분 손실을 제어하는 큐티클 왁스(cuticular wax)의 축적이 밀접하게 관련되어 있다고 보고되었다. 식물 가장 바깥층에 존재하는 큐티클 왁스는 외부 큐티클 왁스(epicuticular wax)와 큐틴 매트릭스에 스며있는 내부 큐티클 왁스(intracuticular wax)로 이루어져 있다. 그리고 큐티클 왁스는 친지질성 곰팡이 포자나 먼지가 식물의 잎에 달라붙는 것을 방지하며, 식물 성장에 부적합한 다양한 환경 스트레스로부터 식물을 보호하고 모용 (trichomes)과 기공 세포의 발달에도 관여한다.Ecological and ecological biochemical responses such as pore closure, root length growth, reduced leaf area and number, reduced photosynthetic efficiency, and the production of osmoprotectants and secondary metabolites are seen when plants are exposed to drought stress . It has been reported that one of the responses of plants to drought stress is closely related to the accumulation of cuticular wax, which controls water loss outside the plant. The cuticle wax on the outermost layer of the plant consists of an epicuticular wax and an intracuticular wax that penetrates the cuticle matrix. Cuticle wax prevents lipophilic fungal spores and dust from sticking to plant leaves, protects plants against various environmental stresses that are unsuitable for plant growth, and is involved in the development of trichomes and pore cells.
큐티클 왁스는 탄소수 20개부터 34개에 이르는 장쇄지방산 (Very-Long-Chain Fatty Acids, VLCFAs)과 그들의 유도체인 알데하이드 (aldehydes), 알칸 (alkanes), 이차알코올 (secondary alcohols), 케톤 (ketones), 일차알코올 (primary alcohols)과 왁스에스터 (wax esters)들로 이루어져 있으며 주로 표피세포에서 생성된다. 이러한 큐티클 왁스의 생합성은 엽록체 (plastid)에서 생성되어 세포질로 방출된 탄소수 16개에서 18개의 지방산 (acyl-CoA)이 소포체 막 (ER membrane)에 존재하는 지방산 신장 효소 복합체 (Fatty Acids Elongase complex, FAE)에 의해 장쇄지방산으로 신장되면서 시작된다.Cuticle waxes contain 20 to 34 C-terminal long-chain fatty acids (VLCFAs) and their derivatives, aldehydes, alkanes, secondary alcohols, ketones, It consists of primary alcohols and wax esters and is mainly produced in epidermal cells. The biosynthesis of these cuticle waxes was confirmed by the Fatty Acids Elongase complex (FAE) in which 16 to 18 carbon atoms (acyl-CoA) were produced in the plastids and released to the cytoplasm in the ER membrane Lt; RTI ID = 0.0 > fatty acids. ≪ / RTI >
애기장대에서 R2R3 계열의 MYB 전사조절인자인 MYB96은 생물·비생물 스트레스 반응을 조절하는 중요한 조절인자이다. MYB96이 과다 발현되고 있는 식물체인 myb96 -1D에서 안토시아닌 생합성에 관여하는 PAP1과 PAP2 유전자들과 PR 유전자들(PR1 , PR2 및 PR5)의 발현이 증가되어 있었으며, 살리실산(SA) 생합성에 관여하는 PAL1 , DFR 및 SID2 유전자들의 발현이 증가되어 있었다. 특히, SID2 유전자는 앱시스산(ABA)-살리실산 cross talk을 통해서 MYB96에 의해 발현이 조절된다. 이러한 유전자들의 발현 변화에 의해서 myb96 -1D는 증가된 병원균 저항성을 보이며 반대로 MYB96 유전자의 기능이 상실된 myb96 -1 돌연변이체의 경우 감소된 병원균 저항성을 보였다. 특히, MYB96 전사인자는 KCS1 , KCS2 , KCS6 및 KCR과 같은 장쇄지방산 생합성 관련 유전자들의 프로모터의 시스 엘리먼트에 직접 결합하여 큐티클 왁스 생합성을 조절하는 것으로 알려졌다.In Arabidopsis, the R2R3 family of MYB transcriptional regulators, MYB96, are important regulators of biological and abiotic stress response. PAP1 the PAP2 to MYB96 This overexpression is involved in anthocyanin biosynthesis in plants is that myb96 -1D Expression of genes and PR genes ( PR1 , PR2 and PR5 ) was increased, and expression of PAL1 , DFR and SID2 genes involved in salicylic acid (SA) biosynthesis was increased. In particular, the SID2 gene is regulated by MYB96 through abscisic acid (ABA) -salicylic acid cross talc . Myb96 - 1D showed increased resistance to pathogens by the expression of these genes, whereas MYB96 For myb96 -1 mutants lost the function of the gene it showed a reduced resistance to pathogens. In particular, the MYB96 transcription factor is known to regulate cuticle wax biosynthesis by binding directly to the cis element of the promoter of long chain fatty acid biosynthesis related genes such as KCS1 , KCS2 , KCS6 and KCR .
한국등록특허 제1300207호에는 '애기장대 유래의 MYB 유전자 및 이의 용도'가 개시되어 있고, 한국등록특허 제1077938호에는 '식물 세포벽의 큐티클 왁스의 적재량을 조절하는 방법 및 그에 따른 식물체'가 개시되어 있으나, 본 발명의 애기장대 유래 MYB96 유전자를 이용한 가뭄 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조방법 및 그에 따른 식물체에 대해서는 기재된 바가 없다.Korean Patent No. 1300207 discloses 'MYB gene derived from Arabidopsis thaliana and its use', and Korean Patent No. 1077938 discloses a method of controlling the amount of cuticle wax on a plant cell wall and a plant therefrom However, there is no description of a method for producing transgenic plants having improved drought resistance using the Arabidopsis thaliana MYB96 gene of the present invention, and plants therefrom.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명에서는 애기장대 유래 MYB96 유전자를 카멜리나 식물체에 과발현시킨 형질전환 식물체를 제조하여 상기 형질전환 카멜리나 식물체가 생장 저해 없이 가뭄 저항성이 증가됨을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned needs, MYB96 The present inventors completed the present invention by producing a transgenic plant in which the gene is overexpressed in a camellia or a plant, and confirming that the transgenic camellia plant has increased drought resistance without inhibiting its growth.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 애기장대(Arabidopsis thaliana) 유래 MYB96(myb domain protein 96) 단백질 코딩 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 MYB96 단백질 코딩 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 식물체의 생장 저해 없이 가뭄 저항성을 증가시키는 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention relates to a method for producing Arabidopsis the present invention provides a method for increasing drought resistance without inhibiting the growth of a plant, comprising the step of overexpressing a MYB96 protein coding gene by transforming a plant cell with a recombinant vector containing a thaliana- derived myb domain protein 96 protein coding gene .
또한, 본 발명은 애기장대 유래 MYB96 단백질 코딩 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물세포를 형질전환하는 단계; 및The present invention also relates to a method for producing a plant cell, which comprises transforming a plant cell with a recombinant vector comprising a Arabidopsis thaliana MYB96 protein coding gene; And
상기 형질전환된 식물세포로부터 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 식물체의 생장 저해 없이 가뭄 저항성이 증가된 형질전환 식물체의 제조 방법을 제공한다.And regenerating the plant from the transformed plant cell. The present invention also provides a method for producing a transgenic plant having increased drought resistance without inhibiting the growth of the plant.
또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 생장 저해 없이 가뭄 저항성이 증가된 형질전환 식물체 및 이의 종자를 제공한다.In addition, the present invention provides a transgenic plant and a seed thereof which have increased drought resistance without the inhibition of growth produced by the above method.
또한, 본 발명은 애기장대 유래 MYB96 단백질 코딩 유전자를 유효성분으로 포함하는, 식물체의 생장 저해 없이 가뭄 저항성을 증가시키기 위한 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for increasing drought resistance without inhibiting the growth of plants, comprising the Arabidopsis thaliana MYB96 protein coding gene as an active ingredient.
또한, 본 발명은 상기 생장 저해 없이 가뭄 저항성이 증가된 형질전환 식물체로부터 큐티클 왁스(cuticular wax)를 분리 및 정제하는 단계; 및 Also, the present invention provides a method for producing a plant, comprising: separating and purifying a cuticular wax from a transgenic plant having increased drought resistance without inhibiting the growth; And
상기 분리 및 정제된 큐티클 왁스로부터 바이오연료를 제조하는 단계를 포함하는 큐티클 왁스를 이용하여 바이오연료를 제조하는 방법을 제공한다.And a step of producing biofuel from the separated and purified cuticle wax. The present invention also provides a method for producing a biofuel using cuticle wax.
또한, 본 발명은 애기장대 유래 MYB96 단백질 코딩 유전자를 유효성분으로 포함하는, 식물의 큐티클 왁스(cuticular wax) 생합성 증가용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for increasing the biosynthesis of cuticular wax of a plant, comprising the Arabidopsis thaliana MYB96 protein coding gene as an active ingredient.
본 발명에서는 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체에서 생장 저해 없이 가뭄 저항성이 증가된 것을 확인하였다. 가뭄 스트레스는 작물 생산성에 큰 감소를 야기하기 때문에 본 발명의 가뭄 저항성을 갖는 작물의 개발은 산업적으로 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 판단된다.In the present invention, Arabidopsis MYB96 It was confirmed that drought resistance was increased without inhibiting growth in the gene overexpressing camellia plant. Since the drought stress causes a great decrease in crop productivity, it is considered that the development of the crop having the drought resistance of the present invention can be very useful industrially.
도 1은 본 발명에서 사용한 애기장대 MYB96 전사조절인자를 포함하는 35S:96-MYC 바이너리 벡터의 모식도(a)와 형질전환 식물체의 선별을 위한 제초제 저항성 실험결과(b) 및 선별된 형질전환 식물체에서 애기장대 MYB96 유전자의 발현 수준을 정량적 실시간 RT-PCR을 통해 확인한 결과이다(c). NT; 비형질전환 식물체, T1~10; 형질전환 식물체.
도 2는 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체의 게놈 DNA에서 MYB96 유전자의 여부를 PCR로 확인한 결과(a)와 총 RNA에서 MYB96 유전자의 발현 수준을 RT-PCR로 확인한 결과(b)이다. NT; 비형질전환 식물체, T1~10; 형질전환 식물체.
도 3은 5주 된 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 형질전환 식물체와 비형질전환 식물체의 표현형을 관찰한 사진이다. NT; 비형질전환 식물체, MYB96 OX-5,6,7; 애기장대 MYB96 유전자가 과발현되고 있는 형질전환 식물체.
도 4는 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 형질전환 식물체의 가뭄저항성 실험 결과로, 18일 된 형질전환 식물체에 2주간 물 공급을 멈추고, 2주 후 물을 재공급한 후 생존율을 확인한 결과 그래프(a)이며, 식물체의 사진(b)이다. NT; 비형질전환 식물체, MYB96 OX-5,6,7; 애기장대 MYB96 유전자가 과발현되고 있는 형질전환 식물체.
도 5는 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 형질전환 식물체의 큐티클을 통한 증산 수준(a) 및 클로로필 침출 수준(b)을 확인한 결과이다. NT; 비형질전환 식물체, MYB96 OX-5,6,7; 애기장대 MYB96 유전자가 과발현되고 있는 형질전환 식물체.
도 6은 6주 된 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 형질전환 식물체의 잎에서의 기공 밀도를 편광 현미경으로 확인한 결과이다. NT; 비형질전환 식물체, MYB96 OX-5,6,7; 애기장대 MYB96이 과발현되고 있는 형질전환 식물체, bar=100㎛.
도 7은 6주 된 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 형질전환 식물체의 잎에서 큐티클 왁스 크리스탈을 주사전자현미경(SEM)으로 확인으로 사진이다. NT; 비형질전환 식물체, MYB96 OX-5,6,7; 애기장대 MYB96 유전자가 과발현되고 있는 형질전환 식물체, bar=10㎛.
도 8은 6주 된 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 형질전환 식물체의 잎에서 큐티클 왁스성분 및 함량을 가스 크로마토그래피(GC, gas chromatography)를 이용하여 분석한 결과이다. NT; 비형질전환 식물체, MYB96 OX-5,6,7; 애기장대 MYB96 유전자가 과발현되고 있는 형질전환 식물체.
도 9는 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 형질전환 식물체의 잎에서 큐티클 왁스 생합성에 관련된 유전자의 발현 수준을 정량적 실시간 RT-PCR을 통해 분석한 결과이다. NT; 비형질전환 식물체, MYB96 OX-5,6,7; 애기장대 MYB96 유전자가 과발현되고 있는 형질전환 식물체.FIG. 1 is a schematic diagram (a) of a 35S: 96-MYC binary vector containing the Arabidopsis MYB96 transcription factor used in the present invention and a herbicidal resistance test result (b) for screening the transformed plants and Arabic Pole MYB96 The level of expression of the gene was confirmed by quantitative real-time RT-PCR (c). NT; Non-transgenic plants, T1-10; Transgenic plants.
2 is overexpressed in Arabidopsis MYB96 gene Carmel Lena plant genomic DNA from the results (a) and total RNA confirmed by PCR whether the MYB96 gene of MYB96 The expression level of the gene was confirmed by RT-PCR (b). NT; Non-transgenic plants, T1-10; Transgenic plants.
Figure 3 shows the 5-week-old Arabidopsis MYB 96 This is a photograph of the phenotype of camelina transgenic plants and nontransgenic plants overexpressing genes. NT; Non-transgenic plants, MYB96 OX-5,6,7; Arabic Pole MYB96 Transgenic plants overexpressing the gene.
FIG. 4 shows the Arabidopsis MYB 96 As a result of the drought tolerance test of transgenic plants with the gene overexpression, the transfection of the 18-day-old transgenic plants was stopped for 2 weeks and the survival rate after the re-supply of water was confirmed after 2 weeks. The graph (a) (b). NT; Non-transgenic plants, MYB96 OX-5,6,7; Arabic Pole MYB96 Transgenic plants overexpressing the gene.
Figure 5 shows the Arabidopsis MYB 96 (A) and the chlorophyll leaching level (b) of the transgenic plants of the gene-overexpressed camelina. NT; Non-transgenic plants, MYB96 OX-5,6,7; Arabic Pole MYB96 Transgenic plants overexpressing the gene.
Figure 6 shows the results of the 6 weeks old Arabidopsis MYB 96 The pore density of the gene-overexpressed camelina transgenic plant was determined by polarizing microscopy. NT; Non-transgenic plants, MYB96 OX-5,6,7; Transgenic plants overexpressing Arabidopsis MYB96 , bar = 100 쨉 m.
Figure 7 shows the results of the 6 week-old Arabidopsis MYB96 The photograph shows the cuticle wax crystals in the leaves of the transgenic plant-overexpressed camelina by scanning electron microscopy (SEM). NT; Non-transgenic plants, MYB96 OX-5,6,7; Arabic Pole MYB96 Transgenic plants overexpressing the gene, bar = 10 쨉 m.
FIG. 8 shows the 6-week-old Arabidopsis MYB96 The results of analysis of cuticle wax components and contents in leaves of gene-overexpressed camelina transgenic plants using gas chromatography (GC). NT; Non-transgenic plants, MYB96 OX-5,6,7; Transgenic plants overexpressing the Arabidopsis MYB96 gene.
FIG. 9 shows the Arabidopsis MYB 96 The results of quantitative real-time RT-PCR analysis of expression levels of genes related to the cuticle wax biosynthesis in leaves of transgenic plants of camelina transgenic overexpression. NT; Non-transgenic plants, MYB96 OX-5,6,7; Arabic Pole MYB96 Transgenic plants overexpressing the gene.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 애기장대(Arabidopsis thaliana) 유래 MYB96(myb domain protein 96) 단백질 코딩 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 MYB96 단백질 코딩 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 식물체의 생장 저해 없이 가뭄 저항성을 증가시키는 방법을 제공한다.In order to accomplish the object of the present invention, the present invention provides a method for producing a recombinant vector comprising the step of overexpressing a MYB96 protein coding gene by transforming a recombinant vector comprising a Arabidopsis thaliana- derived MYB96 (myb domain protein 96) Thereby providing a method of increasing drought resistance without inhibiting the growth of the containing plant.
본 발명에 따른 MYB96 단백질의 범위는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질 및 상기 단백질의 기능적 동등물을 포함한다. "기능적 동등물"이란 아미노산의 부가, 치환 또는 결실의 결과, 상기 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열과 적어도 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 더 더욱 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 갖는 것으로, 서열번호 2로 표시되는 단백질과 실질적으로 동질의 생리활성을 나타내는 단백질을 말한다. "실질적으로 동질의 생리활성"이란 식물체의 생장 저해 없이 가뭄 저항성을 조절하는 활성을 의미한다.The MYB96 according to the present invention The range of the protein includes a protein having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and a functional equivalent of the protein. Is at least 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 90% or more, more preferably 90% or more, Quot; refers to a protein having a homology of at least 95% with a physiological activity substantially equivalent to that of the protein represented by SEQ ID NO: 2. "Substantially homogenous physiological activity" means an activity of regulating drought resistance without inhibiting plant growth.
또한, 본 발명은 상기 MYB96 단백질을 암호화하는 유전자를 제공한다. 본 발명의 유전자는 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 포함할 수 있다. 또한, 상기 염기 서열의 상동체가 본 발명의 범위 내에 포함된다. 구체적으로, 상기 유전자는 서열번호 1의 염기 서열과 각각 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 더 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 염기 서열을 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드에 대한 "서열 상동성의 %"는 두 개의 최적으로 배열된 서열과 비교 영역을 비교함으로써 확인되며, 비교 영역에서의 폴리뉴클레오티드 서열의 일부는 두 서열의 최적 배열에 대한 참고 서열(추가 또는 삭제를 포함하지 않음)에 비해 추가 또는 삭제(즉, 갭)를 포함할 수 있다.The present invention also provides a gene encoding the MYB96 protein. The gene of the present invention may include the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1. In addition, homologues of the nucleotide sequences are included within the scope of the present invention. Specifically, the gene has a nucleotide sequence having a sequence homology of 70% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more, with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 . "% Of sequence homology to polynucleotides" is ascertained by comparing the comparison region with two optimally aligned sequences, and a portion of the polynucleotide sequence in the comparison region is the reference sequence for the optimal alignment of the two sequences (I. E., A gap) relative to the < / RTI >
본 발명의 일 구현 예에 있어서, 상기 식물은 카멜리나(Camelina sativa (L.) Crantz)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the invention, the plant is selected from the group consisting of Camelina sativa (L.) Crantz).
용어 "재조합"은 세포가 이종의 핵산을 복제하거나, 상기 핵산을 발현하거나 또는 펩티드, 이종의 펩티드 또는 이종의 핵산에 의해 암호된 단백질을 발현하는 세포를 지칭하는 것이다. 재조합 세포는 상기 세포의 천연 형태에서는 발견되지 않는 유전자 또는 유전자 절편을, 센스 또는 안티센스 형태 중 하나로 발현할 수 있다. 또한 재조합 세포는 천연 상태의 세포에서 발견되는 유전자를 발현할 수 있으며, 그러나 상기 유전자는 변형된 것으로서 인위적인 수단에 의해 세포 내 재도입된 것이다.The term "recombinant" refers to a cell in which a cell replicates a heterologous nucleic acid, expresses the nucleic acid, or expresses a protein encoded by a peptide, heterologous peptide or heterologous nucleic acid. The recombinant cell can express a gene or a gene fragment that is not found in the natural form of the cell in one of the sense or antisense form. In addition, the recombinant cell can express a gene found in a cell in its natural state, but the gene has been modified and reintroduced intracellularly by an artificial means.
본 발명에서, 상기 MYB96 유전자 서열은 재조합 발현 벡터 내로 삽입될 수 있다. 용어 "재조합 발현 벡터"는 세균 플라스미드, 파아지, 효모 플라스미드, 식물 세포 바이러스, 포유동물 세포 바이러스, 또는 다른 벡터를 의미한다. 대체로, 임의의 플라스미드 및 벡터는 숙주 내에서 복제 및 안정화할 수 있다면 사용될 수 있다. 상기 발현 벡터의 중요한 특성은 복제 원점, 프로모터, 마커 유전자 및 번역 조절 요소(translation control element)를 가지는 것이다.In the present invention, the MYB96 gene sequence can be inserted into a recombinant expression vector. The term "recombinant expression vector" means a bacterial plasmid, a phage, a yeast plasmid, a plant cell virus, a mammalian cell virus, or other vector. In principle, any plasmid and vector can be used if it can replicate and stabilize within the host. An important characteristic of the expression vector is that it has a replication origin, a promoter, a marker gene and a translation control element.
MYB96 유전자 서열 및 적당한 전사/번역 조절 신호를 포함하는 발현 벡터는 당업자에 주지된 방법에 의해 구축될 수 있다. 상기 방법은 시험관 내 재조합 DNA 기술, DNA 합성 기술 및 생체 내 재조합 기술 등을 포함한다. 상기 DNA 서열은 mRNA 합성을 이끌기 위해 발현 벡터 내의 적당한 프로모터에 효과적으로 연결될 수 있다. 또한 발현 벡터는 번역 개시 부위로서 리보좀 결합 부위 및 전사 터미네이터를 포함할 수 있다.Expression vectors comprising the MYB96 gene sequence and appropriate transcription / translation control signals can be constructed by methods known to those skilled in the art. Such methods include in vitro recombinant DNA technology, DNA synthesis techniques, and in vivo recombination techniques. The DNA sequence can be effectively linked to appropriate promoters in the expression vector to drive mRNA synthesis. The expression vector may also include a ribosome binding site and a transcription terminator as a translation initiation site.
본 발명의 재조합 벡터의 바람직한 예는 아그로박테리움 투머파시엔스와 같은 적당한 숙주에 존재할 때 그 자체의 일부, 소위 T-영역을 식물 세포로 전이시킬 수 있는 Ti-플라스미드 벡터이다. 다른 유형의 Ti-플라스미드 벡터 (EP 0 116 718 B1호 참조)는 현재 식물 세포, 또는 잡종 DNA를 식물의 게놈 내에 적당하게 삽입시키는 새로운 식물이 생산될 수 있는 원형질체로 잡종 DNA 서열을 전이시키는데 이용되고 있다. Ti-플라스미드 벡터의 특히 바람직한 형태는 EP 0 120 516 B1호 및 미국 특허 제4,940,838호에 청구된 바와 같은 소위 바이너리(binary) 벡터이다. 본 발명에 따른 DNA를 식물 숙주에 도입시키는데 이용될 수 있는 다른 적합한 벡터는 이중 가닥 식물 바이러스(예를 들면, CaMV) 및 단일 가닥 바이러스, 게미니 바이러스 등으로부터 유래될 수 있는 것과 같은 바이러스 벡터, 예를 들면 비완전성 식물 바이러스 벡터로부터 선택될 수 있다. 그러한 벡터의 사용은 특히 식물 숙주를 적당하게 형질전환하는 것이 어려울 때 유리할 수 있다.A preferred example of the recombinant vector of the present invention is a Ti-plasmid vector capable of transferring a so-called T-region to a plant cell when present in a suitable host, such as Agrobacterium tumefaciens. Other types of Ti-plasmid vectors (see
발현 벡터는 바람직하게는 하나 이상의 선택성 마커를 포함할 것이다. 상기 마커는 통상적으로 화학적인 방법으로 선택될 수 있는 특성을 갖는 핵산 서열로, 형질전환된 세포를 비형질전환 세포로부터 구별할 수 있는 모든 유전자가 이에 해당된다. 그 예로는 글리포세이트(glyphosate) 또는 포스피노트리신(phosphinothricin)과 같은 제초제 저항성 유전자, 카나마이신(kanamycin), G418, 블레오마이신(Bleomycin), 하이그로마이신(hygromycin), 클로람페니콜(chloramphenicol)과 같은 항생제 내성 유전자가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The expression vector will preferably comprise one or more selectable markers. The marker is typically a nucleic acid sequence having a property that can be selected by a chemical method, and includes all genes capable of distinguishing a transformed cell from a non-transformed cell. Examples include herbicide resistance genes such as glyphosate or phosphinothricin, antibiotics such as kanamycin, G418, Bleomycin, hygromycin, chloramphenicol, Resistant genes, but are not limited thereto.
본 발명의 재조합 벡터에서, 프로모터는 CaMV 35S, 액틴, 유비퀴틴, pEMU, MAS 또는 히스톤 프로모터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. "프로모터"란 용어는 구조 유전자로부터의 DNA 업스트림의 영역을 의미하며 전사를 개시하기 위하여 RNA 폴리머라아제가 결합하는 DNA 분자를 말한다. "식물 프로모터"는 식물 세포에서 전사를 개시할 수 있는 프로모터이다. "지속적(constitutive) 프로모터"는 대부분의 환경 조건 및 발달 상태 또는 세포 분화하에서 활성이 있는 프로모터이다. 형질전환체의 선택이 각종 단계에서 각종 조직에 의해서 이루어질 수 있기 때문에 지속적 프로모터가 본 발명에서 바람직할 수 있다. 따라서, 지속적 프로모터는 선택 가능성을 제한하지 않는다.In the recombinant vector of the present invention, the promoter may be
본 발명의 재조합 벡터에서, 통상의 터미네이터를 사용할 수 있으며, 그 예로는 노팔린 신타아제(NOS), 벼 α-아밀라아제 RAmy1 A 터미네이터, 파세올린(phaseoline) 터미네이터, 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)의 옥토파인(Octopine) 유전자의 터미네이터 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 터미네이터의 필요성에 관하여, 그러한 영역이 식물 세포에서의 전사의 확실성 및 효율을 증가시키는 것으로 일반적으로 알려져 있다. 그러므로, 터미네이터의 사용은 본 발명의 내용에서 매우 바람직하다.In the recombinant vector of the present invention, conventional terminators can be used. Examples thereof include nopaline synthase (NOS), rice α-amylase RAmy1 A terminator, phaseoline terminator, Agrobacterium tumefaciens (Agrobacterium tumefaciens ) Octopine gene terminator, but the present invention is not limited thereto. Regarding the need for terminators, it is generally known that such regions increase the certainty and efficiency of transcription in plant cells. Therefore, the use of a terminator is highly desirable in the context of the present invention.
식물의 형질전환은 DNA를 식물에 전이시키는 임의의 방법을 의미한다. 그러한 형질전환 방법은 반드시 재생 및(또는) 조직 배양기간을 가질 필요는 없다. 식물 종의 형질전환은 이제는 쌍자엽 식물뿐만 아니라 단자엽 식물 양자를 포함한 식물 종에 대해 일반적이다. 원칙적으로, 임의의 형질전환 방법은 본 발명에 따른 잡종 DNA를 적당한 선조 세포로 도입시키는데 이용될 수 있다. 방법은 원형질체에 대한 칼슘/폴리에틸렌 글리콜 방법(Krens, F.A. et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373), 원형질체의 전기천공법(Shillito R.D. et al., 1985 Bio/Technol. 3, 1099-1102), 식물 요소로의 현미주사법(Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 202, 179-185), 각종 식물 요소의 (DNA 또는 RNA-코팅된) 입자 충격법(Klein T.M. et al., 1987, Nature 327, 70), 식물의 침윤 또는 성숙 화분 또는 소포자의 형질전환에 의한 아그로박테리움 투머파시엔스 매개된 유전자 전이에서 (비완전성) 바이러스에 의한 감염(EP 0 301 316호) 등으로부터 적당하게 선택될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 방법은 아그로박테리움 매개된 DNA 전달을 포함한다. 특히 바람직한 것은 EP A 120 516호 및 미국 특허 제4,940,838호에 기재된 바와 같은 소위 이원 벡터 기술을 이용하는 것이다.Transformation of a plant means any method of transferring DNA to a plant. Such transformation methods do not necessarily have a regeneration and / or tissue culture period. Transformation of plant species is now common for plant species, including both terminal plants as well as dicotyledonous plants. In principle, any transformation method can be used to introduce the hybrid DNA according to the present invention into suitable progenitor cells. The method is based on the calcium / polyethylene glycol method for protoplasts (Krens, FA et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373) (Shillito RD et al., 1985 Bio / Technol. 3, 1099-1102), microinjection into plant elements (Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 202,179-185 (Klein et al., 1987, Nature 327, 70), the infiltration of plants or the transformation of mature pollen or vesicles into Agrobacterium tumefaciens Infection by viruses (non-integrative) in virus-mediated gene transfer (
또한, 본 발명은 애기장대(Arabidopsis thaliana) 유래 MYB96(myb domain protein 96) 단백질 코딩 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물세포를 형질전환하는 단계; 및The present invention also relates to a method for producing Arabidopsis thaliana) comprising: transforming a plant cell derived from a MYB96 (myb domain protein 96) A recombinant vector containing the gene encoding the protein; And
상기 형질전환된 식물세포로부터 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 식물체의 생장 저해 없이 가뭄 저항성이 증가된 형질전환 식물체의 제조 방법을 제공한다.And regenerating the plant from the transformed plant cell. The present invention also provides a method for producing a transgenic plant having increased drought resistance without inhibiting the growth of the plant.
본 발명에 따른 MYB96 단백질의 범위는 전술한 바와 같다.The MYB96 according to the present invention The range of the protein is as described above.
본 발명의 방법은 본 발명에 따른 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환하는 단계를 포함하는데, 상기 형질전환은 예를 들면, 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefiaciens)에 의해 매개될 수 있다. 또한, 본 발명의 방법은 상기 형질전환된 식물 세포로부터 형질전환 식물을 재분화하는 단계를 포함한다. 형질전환 식물 세포로부터 형질전환 식물을 재분화하는 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법을 이용할 수 있다.The method of the invention comprises the step of transforming a plant cell with a recombinant vector according to the present invention, the transformant is, for example, Agrobacterium tyumeo Pacific Enschede may be mediated by (Agrobacterium tumefiaciens). In addition, the method of the present invention comprises regenerating a transgenic plant from the transformed plant cell. Any of the methods known in the art can be used for regeneration of transgenic plants from transgenic plant cells.
형질전환된 식물세포는 전식물로 재분화되어야 한다. 캘러스 또는 원형질체 배양으로부터 성숙한 식물의 재분화를 위한 기술은 수많은 여러 가지 종에 대해서 당업계에 주지되어 있다(Handbook of Plant Cell Culture, 1-5권, 1983-1989 Momillan, N.Y.).Transformed plant cells must be regenerated into whole plants. Techniques for the regeneration of mature plants from callus or protoplast cultures are well known in the art for a number of different species (Handbook of Plant Cell Culture, Vol. 1-5, 1983-1989, Momillan, N. Y.).
또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 생장 저해 없이 가뭄 저항성이 증가된 형질전환 식물체 및 이의 종자를 제공한다.In addition, the present invention provides a transgenic plant and a seed thereof which have increased drought resistance without the inhibition of growth produced by the above method.
본 발명의 일 구현 예에 있어서, 상기 식물체는 카멜리나, 감자, 가지, 담배, 고추, 토마토, 우엉, 쑥갓, 상추, 도라지, 시금치, 근대, 고구마, 샐러리, 당근, 미나리, 파슬리, 배추, 양배추, 갓무, 수박, 참외, 오이, 호박, 박, 딸기, 대두, 녹두, 강낭콩, 완두 등의 쌍자엽 식물 또는 벼, 보리, 밀, 호밀, 옥수수, 사탕수수, 귀리, 양파 등의 단자엽 식물일 수 있으며, 바람직하게는 쌍자엽 식물이며, 더욱 바람직하게는 카멜리나이다.In one embodiment of the present invention, the plant is selected from the group consisting of camellia, potato, eggplant, cigarette, pepper, tomato, burdock, ciliaceae, lettuce, bellflower, spinach, modern sweet potato, celery, carrot, parsley, parsley, cabbage, Rice, barley, wheat, rye, corn, sorghum, oats, onion, etc., such as rice, barley, wheat, melon, cucumber, amber, pak, strawberry, soybean, mung bean, , Preferably a dicotyledonous plant, more preferably a camelina.
또한, 본 발명은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 MYB96 단백질을 코딩하는 유전자를 유효성분으로 포함하는, 식물체의 생장 저해 없이 가뭄 저항성을 증가시키기 위한 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 유효성분으로 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 MYB96 단백질을 코딩하는 유전자를 함유하며, 상기 유전자를 식물체에 형질전환시킴으로써 식물체의 생장 저해 없이 가뭄 저항성을 증가시킬 수 있는 것이다.Also, the present invention provides a composition for increasing drought resistance without inhibiting the growth of a plant, which comprises, as an active ingredient, a gene encoding the MYB96 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. The above composition contains a gene encoding the MYB96 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 as an active ingredient. By transforming the gene into a plant, the drought resistance can be increased without inhibiting the growth of the plant.
또한, 본 발명은 상기 생장 저해 없이 가뭄 저항성이 증가된 형질전환 식물체로부터 큐티클 왁스(cuticular wax)를 분리 및 정제하는 단계 및 상기 분리 및 정제된 큐티클 왁스로부터 바이오연료를 제조하는 단계를 포함하는 큐티클 왁스를 이용하여 바이오연료를 제조하는 방법을 제공한다. 왁스로부터 바이오연료를 제조하는 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법을 이용할 수 있다.The present invention also provides a process for the production of a cuticle wax comprising a step of separating and purifying a cuticular wax from a transgenic plant having increased drought resistance without inhibiting the growth and a step of producing a biofuel from the separated and purified cuticle wax The present invention provides a method for producing a biofuel using the same. Any method known in the art can be used as a method for producing the biofuel from the wax.
바람직하게는, 상기 바이오연료는 바이오알코올 또는 바이오디젤일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 바람직하게는, 상기 바이오알코올은 바이오에탄올 또는 바이오메탄올일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. Preferably, the biofuel may be bio-alcohol or biodiesel, but is not limited thereto. Preferably, the bioalcohol may be bioethanol or bio-methanol, but is not limited thereto.
또한, 본 발명은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 MYB96 단백질 코딩 유전자를 포함하는, 식물의 큐티클 왁스(cuticular wax) 생합성 증가용 조성물을 제공한다. 본 발명의 조성물은 유효성분으로 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 MYB96 단백질 코딩 유전자를 포함하며, 상기 MYB96 단백질 코딩 유전자를 식물체에 형질전환시켜 발현시킴으로써 식물의 큐티클 왁스(cuticular wax) 생합성을 증가시킬 수 있는 것이다.
In addition, the present invention provides a composition for increasing cuticular wax biosynthesis of a plant, comprising a MYB96 protein coding gene consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. The composition of the present invention includes an MYB96 protein coding gene consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 as an active ingredient. The MYB96 protein coding gene is transformed into a plant to express the cuticular wax biosynthesis of the plant. It is.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
재료 및 방법Materials and methods
식물 재료 및 생육 조건Plant material and growing conditions
카멜리나[Camelina sativa (L.) Crantz, USDA GRIN seed accession PI 650140, "CAME" source population] 종자는 혼합 토양(상토:질석:펄라이트, 4:2:1, v/v/v)에 파종하여 장일 조건(23±2℃, 16 시간 명/ 8 시간 암)에서 생육시켰다.
Camelina sativa (L.) Crantz, USDA GRIN seed accession PI 650140, "CAME" source population] Seeds are mixed soil (bed soil: vermiculite: perlite, 4: 2: 1, v / v / v) and seeded in long-day conditions (23 ± 2 ° C, 16 hrs / 8 hrs.).
카멜리나Camelina 형질전환 및 Transformation and 비형질전환Non-transfection 식물체의 선별 Selection of plants
카멜리나에 애기장대 MYB96 유전자를 도입시키기 위하여 35S:96- MYC 바이너리 벡터를 냉해동 방법을 이용하여 아그로박테리움 균주, GV3101로 형질전환시킨 후, 변형된 꽃봉오리 침수 방법을 이용하여 카멜리나 형질전환을 수행하였다. 35S:96- MYC을 포함하고 있는 아그로박테리움을 50㎍/㎖ 리팜피신(rifampicin)과 25㎍/㎖ 카나마이신 (kanamycin)이 포함된 YEP 액체 배지에 접종하고, 30℃, 180rpm의 조건에서 16-20시간 동안 배양하였다. 배양한 아그로박테리움은 형질전환 용액(5% 수크로스와 0.05% silwet L-77)에 현탁하여 O.D600 = 1.0으로 농도 조절 후 형질전환에 사용하였다. 5-6주 동안 생육한 카멜리나 식물체의 개화한 꽃과 장각을 제거한 후, 꽃봉오리를 35S:96- MYC을 가진 아그로박테리움이 포함된 형질전환 용액에 침수시켰다. 약 2분간 침수 후, 습도 유지를 위해 비닐 봉투로 하루 동안 꽃봉오리를 감싸주었다.To introduce the Arabidopsis MYB96 gene into Camellina , 35S: 96- MYC The binary vector was transformed with Agrobacterium strain GV3101 using the cold agar method, and transformed with camelina using a modified bud ingress method. Agrobacterium containing 35S: 96- MYC was inoculated into a YEP liquid medium containing 50 μg / ml rifampicin and 25 μg / ml kanamycin and cultured at 30 ° C. and 180 rpm at 16-20 Lt; / RTI > The cultured Agrobacterium was suspended in a transformation solution (5% sucrose and 0.05% silwet L-77) and used for transformation after the concentration was adjusted to OD 600 = 1.0. After removing flowering flowers and molds of Camellia plants grown for 5-6 weeks, the buds were submerged in a transformation solution containing Agrobacterium with 35S: 96- MYC . After immersion for about 2 minutes, the flower buds were wrapped in a plastic bag for a day to maintain the humidity.
형질전환을 통해 확보한 형질전환 식물체의 형질전환 제 1세대 종자를 혼합 토양에 파종하여 발아 후 10일째에 0.03% 제초제(바스타액제, Bayer Cropscience, 미국)를 2주에 걸쳐 두 차례 살포하였다. 제초제에 저항성을 보인 형질전환 식물체들을 선별하여 실험에 사용하였다.
Transgenic first-generation seeds obtained from the transgenic plants were sown on the mixed soil and sprayed twice with 0.03% herbicide (Bastar Solution, Bayer Cropscience, USA) on the 10th day after germination. Transgenic plants showing resistance to herbicides were selected and used in the experiments.
게놈 Genome DNADNA 와 총 And gun RNARNA 추출 및 중합효소 연쇄반응( Extraction and Polymerase Chain Reaction PCRPCR ) 분석) analysis
제초제 살포 후 생존한 10개의 카멜리나 형질전환 제 2세대 식물체들로부터 DNA 추출 용액(200mM Tris-HCl(pH 7.5), 250mM NaCl, 25mM EDTA 및 0.5% SDS)을 사용하여 게놈 DNA를 추출하였다. MYB96 유전자의 도입은 하기 표 1에 명시된 myc-pBA F1과 MYB96-NR1 프라이머를 이용하여 PCR을 수행하여 확인하였다.Genomic DNA was extracted from 10 Camelina transformed second generation plants surviving herbicide application using DNA extraction solution (200 mM Tris-HCl (pH 7.5), 250 mM NaCl, 25 mM EDTA and 0.5% SDS). Introduction of the MYB96 gene was confirmed by PCR using myc-pBA F1 and MYB96-NR1 primers shown in Table 1 below.
유전자의 발현을 확인하기 위하여, 3-6주된 카멜리나 식물체에서 RNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN, 미국)를 사용하여 총 RNA를 추출하였다. 추출한 총 RNA는 GostripTM Reverse Transcriptase(Promega, 미국)를 사용하여 역전사 시킨 다음, RT-PCR과 qRT-PCR 분석에 사용하였다. qRT-PCR은 20㎕ 용량으로 KAPA SYBRFAST qPCR Kit를 이용하여 수행하였다. 하기 표 1에 명시되어 있는 유전자 특이적인 프라이머를 가지고 Bio-Rad CFX96 Real-Time PCR system(Bio-Rad, 미국)을 이용하여 PCR 반응을 수행하였다.In order to confirm the expression of the gene, 3-6 weeks old RNeasy Total RNA was extracted using Plant Mini Kit (QIAGEN, USA). Total RNA extracted was reverse-transcribed using Gostrip TM Reverse Transcriptase (Promega, USA) and then used for RT-PCR and qRT-PCR analysis. qRT-PCR was performed in 20 μl volume with KAPA SYBR FAST qPCR Kit. PCR reactions were performed using the Bio-Rad CFX96 Real-Time PCR system (Bio-Rad, USA) with the gene-specific primers set forth in Table 1 below.
가뭄 스트레스 처리Drought stress treatment
가뭄 스트레스는 서(Plant Physiol. 2009, 151:275-289) 등의 연구에 명시되어 있는 방법으로 처리하였다. 혼합 토양(약 300g)에서 18일 동안 생육한 카멜리나 식물체에 2주에 걸쳐 물을 공급하지 않고, 2주 후 다시 물을 제공하였다. 그리고 3일 후, 식물체들의 생존율을 계산하였다.
Drought stress was treated by the method described in the study (Plant Physiol. 2009, 151: 275-289). Camelina plants grown in mixed soil (about 300 g) for 18 days were not fed with water for two weeks, and after two weeks they were again supplied with water. After 3 days, the survival rate of the plants was calculated.
기공 세포 개수 확인Identification of pore cell number
카멜리나 잎에 존재하는 기공 세포의 개수를 측정하기 위하여, 잎을 메탄올에 16-24시간 동안 처리 후 클로로필을 제거하고 젖산(lactic acid)으로 고정시켰다. 카멜리나 잎은 Leica DM2500 현미경(Leica, 독일)을 이용하여 관찰하였고, 잎의 앞면과 뒷면을 구분하여 기공 세포를 확인하였다.
To determine the number of pore cells present in camellia leaves, the leaves were treated with methanol for 16-24 hours, after which chlorophyll was removed and fixed with lactic acid. Camellina leaves were observed using a Leica DM2500 microscope (Leica, Germany) and pore cells were identified by dividing the front and back sides of the leaves.
큐티클을Cuticle 통한 증산과 클로로필 침출 실험 Experiments on the Evaporation and Chlorophyl Leaching Experiment
큐티클을 통한 증산율을 확인하기 위하여, 물을 충분히 공급한 5-6주 된 카멜리나 식물체를 5시간 동안 암처리 하였다. 4-5번째 잎을 1시간 동안 물에 띄운 상태로 다시 암처리를 수행하였다. 그리고 미세저울을 이용하여 시간당 잎의 무게를 측정하였다. 클로로필 침출 실험은 암처리한 잎을 80% 에탄올에 처리하여 시간당 추출된 클로로필 함량을 체크하였고, 24시간 후 추출된 클로로필 함량을 기준으로 침출된 비율을 표기하였다.
To confirm the rate of proliferation through the cuticle, 5 to 6 weeks old Camellia plants with sufficient water supply were treated with cancer for 5 hours. The 4-5 leaf was treated with water again for 1 hour in the dark. The weight of the leaves per hour was measured using a fine scale. In the chlorophyll leaching experiment, chlorinated leaves were treated with 80% ethanol to check the chlorophyll content extracted per hour, and the leached percentage was shown based on the chlorophyll content extracted after 24 hours.
주사전자현미경(Scanning Electron Microscope ( scanningscanning electronelectron microscopemicroscope ) 분석) analysis
큐티클 왁스 크리스탈을 관찰하기 위하여, 주사전자현미경을 이용하였다. 6주 동안 생육한 비형질전환 식물체와 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체의 잎을 자른 다음, 1% 4산화오스뮴(osmium tetroxide)를 이용하여 24시간 동안 고정 후 건조시켰다. 고정된 잎은 스탠다드 알루미늄 스터브(standard aluminum stubs)에 올려놓고 Hitachi E-1030 스퍼터 코터(sputter coater, Hitachi Science System, 일본)를 이용하여 백금으로 코팅시켰다. 코팅된 잎의 표면을 Hitachi S4700 필드 방사 주사전자현미경(Field-Emission scanning electron microscope)을 이용하여 관찰하였다.
A scanning electron microscope was used to observe the cuticle wax crystals. Six-week-old transgenic plants and Arabidopsis thaliana Blots of MYB96 gene-overexpressed Camelliana plants were cut and fixed with 1% osmium tetroxide for 24 hours and then dried. The fixed leaves were placed on standard aluminum stubs and coated with platinum using a Hitachi E-1030 sputter coater (Hitachi Science System, Japan). The surface of the coated leaves was observed using a Hitachi S4700 Field-Emission Scanning Electron Microscope.
큐티클Cuticle 왁스 분석 Wax analysis
큐티클 왁스 분석은 이(Plant J. 2009, 60:462-475) 등의 연구에 명시된 방법을 사용하여 수행하였다. 큐티클 왁스는 6주 동안 생육한 식물체의 잎 2장에서 클로로포름을 이용하여 30초 동안 추출하였다. 이때 n-옥타코산(n-Octacosane), 도코사논산(docosanoic acid), 및 1-트리코사놀(1-tricosanol)을 내부 표준물질로서 첨가하였다. 추출한 용액은 질소 가스를 이용해 증발시키고, 남아있는 왁스 혼합물은 히드록실(hydroxyl) 그룹을 가지고있는 모든 화합물을 트리메틸실릴(trimethylsilyl) 유도체로 만들기 위해 피리딘(pyridine)과 비스-N,N-(트리메틸실릴)트리플루오로아세트아마이드(bis-N,N-(trimethylsilyl)trifluoroacetamide)를 각각 100㎕ 씩 첨가하여 90℃에서 30분간 반응시켰다. 마지막으로 질소 가스를 이용하여 증발시킨 후, 헵탄:톨루엔(heptane:toluene, 1:1) 용액으로 왁스성분을 용해시켰다. 추출된 왁스성분은 가스 크로마토그래피 질량분석계(GCMS-QP2010, Shimazu, 일본; column 60 m HP-5, 0.32-mm i.d.,df= 0.25 mm, Agilent, 미국) 및 가스 크로마토그래피를 이용하여 분석하였다. 분석 조건은 220℃에서 주입하고 4.5분 유지시킨다. 그리고 온도는 290℃까지 분당 3℃ 씩 증가시키고 10분 동안 유지시킨다. 분당 2℃ 씩 300℃까지 온도를 증가시킨 다음 300℃에서 15분 동안 유지시킨다. 분석된 왁스성분들은 내부 표준물질의 유지시간(retention time)과 피크면적(peak area)을 비교해서 분석하였다.
The cuticle wax analysis was performed using the method specified in the study such as this (Plant J. 2009, 60: 462-475). Cuticle wax was extracted with chloroform in two leaves of a plant grown for 6 weeks for 30 seconds. At this time, n-octacosane, docosanoic acid, and 1-tricosanol were added as internal standard substances. The extracted solution was evaporated using nitrogen gas and the remaining wax mixture was mixed with pyridine and bis-N, N- (trimethylsilyl) amide to make all compounds having hydroxyl groups as trimethylsilyl derivatives. ) (Bis-N, N- (trimethylsilyl) trifluoroacetamide) were added to each well and reacted at 90 ° C for 30 minutes. Finally, the mixture was evaporated using nitrogen gas, and then the wax component was dissolved in heptane: toluene (1: 1) solution. The extracted wax components were analyzed using a gas chromatography mass spectrometer (GCMS-QP2010, Shimazu, Japan; column 60 m HP-5, 0.32 mm id, df = 0.25 mm, Agilent, USA) and gas chromatography. The analysis conditions are injected at 220 캜 and maintained for 4.5 minutes. The temperature is increased by 3 ° C per minute to 290 ° C and maintained for 10 minutes. The temperature is increased up to 300 ° C at 2 ° C per minute and then maintained at 300 ° C for 15 minutes. The analyzed wax components were analyzed by comparing the retention time and peak area of the internal standard material.
실시예Example 1. 애기장대 1. Arabian Pole MYB96MYB96 유전자를 과발현시킨 Gene overexpressed 카멜리나Camelina 형질전환 식물체 제작 Production of Transgenic Plants
애기장대 MYB96 전사조절인자의 카멜리나로의 도입은 35S:96- MYC 바이너리 벡터를 사용하였고(도 1a), 아그로박테리움을 이용한 꽃봉오리 침수 방법으로 수행되었다. 확보한 형질전환 제 1세대 종자들을 파종하여, 발아 후 10일째에 0.03%(v/v) 제초제(바스타액제)를 살포한 다음, 제초제 저항성능을 가진 형질전환 카멜리나 식물체를 선별하였다(도 1b). 선별한 10개의 형질전환 제 2세대 카멜리나 식물체는 애기장대 MYB96 유전자가 안정적으로 도입되어 있음을 게놈 DNA를 주형으로하여 PCR 분석을 통해 확인하였다(도 2a). 그리고 총 RNA를 이용한 정량적 실시간 RT-PCR을 통해 애기장대 MYB96 유전자가 카멜리나 형질전환 식물체에서 비형질전환 식물체 대비 과발현되고 있음을 확인하였다(도 1c, 도 2b).The introduction of the Arabidopsis MYB96 transcription factor into camelinase was inhibited by 35S: 96- MYC A binary vector was used (Fig. 1A) and was carried out by a bud flooding method using Agrobacterium. Transgenic first-generation seeds were sown, and 0.03% (v / v) herbicide (Vasta liquid) was sprayed on the tenth day after germination, and transgenic camellia plants having herbicide resistance performance were selected ). Ten selected transgenic second-generation Camellia plants were confirmed by PCR analysis using the genomic DNA as a template for the stable introduction of the Arabidopsis MYB96 gene (Fig. 2a). Using quantitative real-time RT-PCR with total RNA, Arabidopsis MYB96 Gene was overexpressed in non-transgenic plants in Camellia and transgenic plants (Fig. 1C, Fig. 2B).
흥미롭게도, 애기장대 MYB96 유전자의 애기장대 과발현 식물체인 myb96 - ox와 35S: MYB96 식물체에서는 왜소체(dwarf) 표현형이 관찰되었지만(Seo et al., 2009, Plant Physiol. 151:275-289), 애기장대 MYB96이 과발현되고 있는 카멜리나 형질전환 식물체에서는 비형질전환 식물체와 비교하여 성장과 발달에 생태학적인 차이가 없었다(도 3).
Interestingly, the Arabidopsis MYB96 Myb96 - ox and 35S: MYB96 , the overexpressing plants of the Arabidopsis gene Although dwarf phenotypes have been observed in plants (Seo et al., 2009, Plant Physiol. 151: 275-289), camelina transgenic plants overexpressing Arabidopsis MYB96 And there was no ecological difference in development (Fig. 3).
실시예Example 2. 애기장대 2. The Arabian Pole MYB96MYB96 유전자를 과발현시킨 Gene overexpressed 카멜리나Camelina 형질전환 식물체의 가뭄 저항성 분석 Analysis of drought resistance of transgenic plants
본 발명에서 제작한 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체의 가뭄 스트레스에 대한 저항성능을 확인하기 위하여, 비형질전환 식물체와 형질전환 카멜리나 식물체(제 3세대 식물체)에 가뭄 스트레스를 처리하였다. 도 4를 보면, 가뭄 스트레스에 대해 비형질전환 카멜리나 식물체는 약 42.6%(±5%, 표준오차)의 생존율을 보이는 반면, 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체(MYB96 OX -5, MYB96 OX -6 및 MYB96 OX-7)는 각각 84.8, 85.4 및 83.2%(±5, 3 및 9%, 표준오차)의 생존율을 보였다. 이는 애기장대와 동일하게 애기장대 MYB96 유전자 과발현이 카멜리나 식물체에도 가뭄 저항성을 부여한다는 것을 의미한다. 이러한 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체에서 관찰된 향상된 가뭄 저항성능은 비형질전환 식물체 대비 식물체 잎을 통한 수분손실의 감소에 의한 결과임을 확인하였다(도 5a).Drought stress was treated on non-transgenic plants and transgenic camellia plants (third generation plants) in order to confirm the drought stress resistance performance of the Arabidopsis thaliana MYB96 gene overexpressing camelina plants produced in the present invention. FIG. 4 shows that the survival rate of untranslated camellia plants against drought stress was about 42.6% (± 5%, standard error), whereas the survival rate of Arabidopsis MYB96 gene overexpressed camellia plants ( MYB96 OX -5, MYB96 OX- 6 and MYB96 OX-7 ) showed 84.8, 85.4 and 83.2% (± 5, 3 and 9%, standard error) survival rates, respectively. This means that overexpression of the Arabidopsis MYB96 gene, like the Arabidopsis thaliana, imparts drought tolerance to Camellia or plant. The improved drought resistance performance observed in these Arabidopsis MYB96 gene overexpressing Camellia plants was the result of reduced water loss through plant leaves versus non-transgenic plants (Fig. 5A).
식물은 가뭄 스트레스에 반응하여 기공을 통한 수분손실을 조절하기 때문에 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체 잎에서 기공의 개수를 확인한 결과, 식물체 잎의 기공 개수는 비형질전환 식물체 대비 차이점을 보이지 않았다(도 6). 그리고 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체 잎에서 클로로필의 침출 속도가 비형질전환 식물체 대비 감소한 것을 확인하였다(도 5b). 큐티클을 통한 증산과 클로로필 침출 실험 결과는, 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체 잎에서 큐티클의 투과성에 변화가 일어났음을 시사한다.
As the plant regulates water loss through pores in response to drought stress, the number of pores in the leaves of camelina or plant overexpressing Arabidopsis MYB96 gene was checked and the number of pores in plant leaves was not different from that of non-transgenic plants 6). It was also confirmed that the leaching rate of chlorophyll was decreased in non-transgenic plants in the leaves of Camelliana plants overexpressing the Arabidopsis MYB96 gene (Fig. 5B). The results of the transillumination through the cuticle and the chlorophyll leaching suggest that the permeability of the cuticle in the leaves of Camellia or plant-overexpressing Arabidopsis MYB96 gene has changed.
실시예Example 3. 애기장대 3. Arabic Pole MYB96MYB96 유전자를 과발현시킨 Gene overexpressed 카멜리나Camelina 형질전환 식물체 잎의 Transgenic plant leaves 큐티클Cuticle 왁스 분석 Wax analysis
애기장대 MYB96 단백질은 큐티클 왁스 생합성을 조절하는 활성 인자로서, 이전의 연구에서 애기장대 MYB96 유전자의 과발현 식물체는 큐티클 왁스 함량이 증가되는 것이 관찰되었다. 이러한 애기장대 MYB96 유전자가 같은 십자화과 식물체인 카멜리나에서도 큐티클 왁스 생합성의 활성인자로서 기능을 수행할 수 있는지를 확인하기 위하여, 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체 잎 표면에서 주사전자현미경(SEM, scanning electron microscope)을 이용한 큐티클 왁스 크리스탈 구조를 관찰하였다. 그 결과 비형질전환 식물체와는 다르게 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체 잎 표면에서 큐티클 왁스 크리스탈이 과다 축적되어 있음을 확인하였다(도 7).The Arabidopsis MYB96 protein is an active factor that regulates cuticle wax biosynthesis. In previous studies, Arabidopsis MYB96 Overexpression of the gene was observed to increase the cuticle wax content of the plant. These Arabic Pole MYB96 To determine whether camelinase , a cruciferous plant with the same gene, could function as an activator of cuticle wax biosynthesis, Arabidopsis MYB96 Genetic overexpression The cuticle wax crystal structure was observed by SEM (scanning electron microscope) at the surface of leaf of Camellia plant. As a result, it was confirmed that cuticle wax crystals were excessively accumulated on the leaf surface of the camelina plant leaf overexpressing the Arabidopsis MYB96 gene (Fig. 7), unlike the non-transgenic plants.
애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체 잎 표면의 과다 축적된 큐티클 왁스 크리스탈 결과를 바탕으로, 비형질전환 식물체와 형질전환 식물체 잎에서 큐티클 왁스성분 및 함량을 가스 크로마토그래피(GC, gas chromatography)를 이용하여 분석하였다. 카멜리나 잎의 왁스성분은 알칸(alkane)과 일차알코올(primary alchol)이 주요 구성성분으로서 각각 함량이 32.9%와 63.7%의 비율로 존재하였고, 지방산도 소량(3.5%) 존재하였다(도 8a). 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체 잎에서 비형질전환 식물체 대비 대부분의 큐티클 왁스성분들의 함량이 증가되어 있었다 (도 8b). 이와 일치하게 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체의 잎에서 큐티클 왁스의 총 함량이 비형질전환 식물체 대비 15.4~52% 증가하였다(도 8a). 이러한 결과는 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체가 큐티클 왁스 생합성을 조절하는 활성인자인 애기장대 MYB96 유전자에 의해 식물체 표면의 큐티클 왁스가 과다 축적됨으로써 가뭄 저항성능을 획득하였음을 의미한다.
Based on the results of excessive accumulation of cuticle wax crystals on the leaf surface of camelina leaf of Arabidopsis MYB96 gene, the components and contents of cuticle wax in non-transgenic and transgenic plant leaves were analyzed by gas chromatography Respectively. Alkane and primary alchol were present as main constituents in wax components of camellia leaves at a ratio of 32.9% and 63.7%, respectively, and a small amount (3.5%) of fatty acid was present (FIG. 8A) . Arabic Pole MYB96 The content of most of the cuticle wax components relative to the untransformed plant was increased in the gene-overexpressing camellia plant leaf (Fig. 8B). In concert with the Arabic pole MYB96 The total content of the cuticle wax in the leaves of the gene-overexpressing camellia plant was increased by 15.4 to 52% compared to the untransformed plant (Fig. 8A). These results indicate that Arabidopsis MYB96 Overexpression of Camelina plants is caused by Arabidopsis thaliana, which is an activator that regulates cuticle wax biosynthesis. MYB96 This means that the cuticle wax on the plant surface is over-accumulated by the gene, thereby obtaining the drought resistance performance.
실시예Example 4. 애기장대 4. Arab Pole MYB96MYB96 유전자를 과발현시킨 Gene overexpressed 카멜리나Camelina 형질전환 식물체의 큐티클 왁스 생합성 유전자들의 발현 분석 Expression analysis of cuticle wax biosynthesis genes of transgenic plants
애기장대 MYB96 유전자는 큐티클 왁스 생합성에 관여하는 유전자들, 특히 장쇄지방산 생합성에 관여하는 유전자들의 발현을 직접적으로 조절하면서 큐티클 왁스 축적을 유도한다. 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체에서 증가된 큐티클 왁스 함량이 카멜리나로 도입된 애기장대 MYB96 유전자의 전사조절인자로서의 기능에 의한 것인지를 확인하기 위하여 카멜리나에 존재하는 큐티클 왁스 생합성에 관여하는 유전자들의 발현 변화를 분석하였다. 이를 위하여 카멜리나에서 큐티클 왁스 생합성 관여 유전자로 추정되는 유전자들을 선별하였다. TAIR 웹사이트 (http://www.arabidopsis.org/)에 제공된 애기장대 큐티클 왁스 생합성 관련 유전자들의 게놈 DNA 또는 아미노산 서열을 바탕으로 카멜리나 게놈 웹사이트 (http://www.camelinagenomics.org/)에서 서열비교를 수행하였다. 그 결과, 애기장대 서열과 가장 유사한 유전자들을 선별하였고, 잎과 줄기에서 발현을 확인하여 카멜리나 큐티클 왁스 생합성 유전자로 명명하였고, 그 결과는 하기 표 2와 같다.Arabic pole MYB96 The gene directly induces the accumulation of cuticle wax while directly regulating the expression of genes involved in the cuticle wax biosynthesis, particularly genes involved in long chain fatty acid biosynthesis. Increased cuticle wax content in Camelliana plants overexpressing Arabidopsis MYB96 gene in Arabella In order to confirm the function of MYB96 gene as a transcriptional regulator, we analyzed the expression patterns of genes involved in the biosynthesis of cuticle wax in camelina . For this purpose, genes that are presumed to be involved in the cuticle wax biosynthesis in Camelina were selected. Based on the genomic DNA or amino acid sequence of the Arabidopsis curly wax biosynthesis related genes provided on the TAIR website (http://www.arabidopsis.org/), the Camelina genome website (http://www.camelinagenomics.org/) . ≪ / RTI > As a result, the genes most similar to Arabidopsis thaliana were selected, and the expression was confirmed in leaves and stems and named as camelina or cuticle wax biosynthesis genes. The results are shown in Table 2 below.
선별된 카멜리나 큐티클 왁스 생합성 관련 유전자들의 발현 양상을 확인하기 위하여 유전자 특이적 프라이머를 제작하였다. 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체와 비형질전환 식물체로부터 추출한 총 RNA와 유전자 특이적 프라이머를 이용하여 RT-PCR을 수행한 결과, 애기장대 MYB96 유전자 과발현 카멜리나 식물체에서 큐티클 왁스 생합성에 관여할 것으로 추정되는 카멜리나 유전자들의 발현이 증가된 것을 확인하였다(도 9). 이는 애기장대 MYB96 유전자가 카멜리나에 존재하는 큐티클 왁스 생합성에 관여하는 유전자들의 발현을 활성화시킴으로써 큐티클 왁스 함량을 증가시켰음을 의미한다.Gene - specific primers were constructed to confirm the expression patterns of selected camelinase and cuticle wax biosynthesis - related genes. RT-PCR using total RNA and gene-specific primers extracted from Arabidopsis MYB96 gene-overexpressed camelina plants and non-transgenic plants was found to be involved in the production of cuticle wax biosynthesis in Camellia plants overexpressing the Arabidopsis MYB96 gene (Fig. 9). As shown in Fig. This means that the Arabidopsis MYB96 gene increased the content of cuticle wax by activating the expression of genes involved in the cuticle wax biosynthesis in camelina .
<110> INDUSTRY FOUNDATION OF CHONNAM NATIONAL UNIVERSITY <120> Method for producing transgenic with increased resistance to drought stress using AtMYB96 gene and the plant thereof <130> PN13350 <160> 27 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 1059 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana <400> 1 atgggaagac caccttgctg tgaaaagatt ggagtgaaga aagggccatg gacaccagag 60 gaagacatca tcttggtttc ttacatccaa gaacatggtc ctggaaactg gagatctgtc 120 ccaacacaca caggtttgag aagatgtagc aagagctgca gattgagatg gactaattat 180 cttcgacccg gtattaagcg tggaaatttt actgagcatg aagagaagac aattgttcat 240 cttcaagccc ttttaggcaa cagatgggca gccatagcat cataccttcc agaaaggaca 300 gacaatgata taaagaacta ttggaacact cacttgaaga agaagctcaa aaagattaat 360 gaatctggtg aagaagataa tgatggtgtc tcttcatcaa acactagttc acaaaagaac 420 catcaaagca ctaacaaagg tcaatgggaa agaagacttc agacagacat taacatggca 480 aaacaagctc tttgtgaggc cttgtcttta gacaaaccat catccactct ttcatcatct 540 tcatcattac cgacaccagt aatcacacaa caaaacatcc gtaacttctc atcagctttg 600 cttgaccgtt 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Ala Ile Ala Ser Tyr Leu 85 90 95 Pro Glu Arg Thr Asp Asn Asp Ile Lys Asn Tyr Trp Asn Thr His Leu 100 105 110 Lys Lys Lys Leu Lys Lys Ile Asn Glu Ser Gly Glu Glu Asp Asn Asp 115 120 125 Gly Val Ser Ser Ser Asn Thr Ser Ser Gln Lys Asn His Gln Ser Thr 130 135 140 Asn Lys Gly Gln Trp Glu Arg Arg Leu Gln Thr Asp Ile Asn Met Ala 145 150 155 160 Lys Gln Ala Leu Cys Glu Ala Leu Ser Leu Asp Lys Pro Ser Ser Thr 165 170 175 Leu Ser Ser Ser Ser Ser Leu Pro Thr Pro Val Ile Thr Gln Gln Asn 180 185 190 Ile Arg Asn Phe Ser Ser Ala Leu Leu Asp Arg Cys Tyr Asp Pro Ser 195 200 205 Ser Ser Ser Ser Ser Thr Thr Thr Thr Thr Thr Ser Asn Thr Thr Asn 210 215 220 Pro Tyr Pro Ser Gly Val Tyr Ala Ser Ser Ala Glu Asn Ile Ala Arg 225 230 235 240 Leu Leu Gln Asp Phe Met Lys Asp Thr Pro Lys Ala Leu Thr Leu Ser 245 250 255 Ser Ser Ser Pro Val Ser Glu Thr Gly Pro Leu Thr Ala Ala Val Ser 260 265 270 Glu Glu Gly Gly Glu Gly Phe Glu Gln Ser Phe Phe Ser Phe Asn Ser 275 280 285 Met Asp Glu Thr Gln Asn Leu Thr Gln Glu Thr Ser Phe Phe His Asp 290 295 300 Gln Val Ile Lys Pro Glu Ile Thr Met Asp Gln Asp His Gly Leu Ile 305 310 315 320 Ser Gln Gly Ser Leu Ser Leu Phe Glu Lys Trp Leu Phe Asp Glu Gln 325 330 335 Ser His Glu Met Val Gly Met Ala Leu Ala Gly Gln Glu Gly Met Phe 340 345 350 <210> 3 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 ggcgcgcctg tacagacgtc t 21 <210> 4 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 ccccgggaat gggaagacca ccttgc 26 <210> 5 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 ggtcgacctt tttgagcttc ttcttc 26 <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 6 acaatttccc gctctgctgt tgtg 24 <210> 7 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 7 agggtttctc tcttccacat gcca 24 <210> 8 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 8 gattcacatc acatatcttc aatcc 25 <210> 9 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 9 gccagtttct tttaaacaca gcg 23 <210> 10 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 10 gaagttgtca aactctgaac gg 22 <210> 11 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 11 ccacaagtta ttaattacag cacg 24 <210> 12 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 12 gatccggaat aagtgaactc agg 23 <210> 13 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 13 ggatatacaa agattcagga gcat 24 <210> 14 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 14 gtgaaacgga ttaaagaggc g 21 <210> 15 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 15 acgcttcctc gctagcagac 20 <210> 16 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 16 cccttgtaca caccggtcg 19 <210> 17 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 17 ggtagcctcc agacccactg 20 <210> 18 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 18 tggaccggtg gagttcctc 19 <210> 19 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 19 tgcggcatag agatcaaggt 20 <210> 20 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 20 caagtgacca aatacaatgc cgca 24 <210> 21 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 21 caagttgcga gtccttcacc atc 23 <210> 22 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 22 gtcaacaagg ttggcgactt taag 24 <210> 23 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 23 cacttgtgga tgctctgctt cac 23 <210> 24 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 24 ctggttaagc atgtcttcta ataagttc 28 <210> 25 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 25 cattacagag atgcaaatta atgctg 26 <210> 26 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 26 gacgaccagg gatgcagagg 20 <210> 27 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 27 gtcatccgta tcacctccgc 20 <110> INDUSTRY FOUNDATION OF CHONNAM NATIONAL UNIVERSITY <120> Method for producing transgenic with increased resistance to drought stress using AtMYB96 gene and the plant thereof <130> PN13350 <160> 27 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 1059 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana <400> 1 atgggaagac caccttgctg tgaaaagatt ggagtgaaga aagggccatg gacaccagag 60 gaagacatca tcttggtttc ttacatccaa gaacatggtc ctggaaactg gagatctgtc 120 ccaacacaca caggtttgag aagatgtagc aagagctgca gattgagatg gactaattat 180 cttcgacccg gtattaagcg tggaaatttt actgagcatg aagagaagac aattgttcat 240 cttcaagccc ttttaggcaa cagatgggca gccatagcat cataccttcc agaaaggaca 300 gacaatgata taaagaacta ttggaacact cacttgaaga agaagctcaa aaagattaat 360 gaatctggtg aagaagataa tgatggtgtc tcttcatcaa acactagttc acaaaagaac 420 catcaaagca ctaacaaagg tcaatgggaa agaagacttc agacagacat taacatggca 480 aaacaagctc tttgtgaggc cttgtcttta gacaaaccat catccactct ttcatcatct 540 tcatcattac cgacaccagt aatcacacaa caaaacatcc gtaacttctc atcagctttg 600 cttgaccgtt gttatgatcc atcctcttct tcttcatcta ccacaaccac cactacaagc 660 aacactacta atccataccc atcaggggta tatgcgtcaa gtgctgagaa catcgcccgg 720 ttgcttcaag atttcatgaa agacacaccc aaggctttaa ctttatcatc ttcatctccg 780 gtttcagaga ctggaccact cactgctgca gtctcggaag aaggtggaga agggtttgaa 840 caatctttct tcagcttcaa ttcaatggac gaaactcaaa acttgactca ggagacaagc 900 ttcttccatg atcaagtgat caaaccggaa ataacaatgg accaagatca tggtctaata 960 tcacaagggt ctctgtcttt gtttgagaaa tggttatttg atgagcaaag ccacgagatg 1020 gttggtatgg cactagcagg acaagaaggg atgttctag 1059 <210> 2 <211> 352 <212> PRT <213> Arabidopsis thaliana <400> 2 Met Gly Arg Pro Pro Cys Cys Glu Lys Ile Gly Val Lys Lys Gly Pro 1 5 10 15 Trp Thr Pro Glu Glu Asp Ile Ile Leu Val Ser Tyr Ile Gln Glu His 20 25 30 Gly Pro Gly Asn Trp Arg Ser Val Pro Thr His Thr Gly Leu Arg Arg 35 40 45 Cys Ser Lys Ser Cys Arg Leu Arg Trp Thr Asn Tyr Leu Arg Pro Gly 50 55 60 Ile Lys Arg Gly Asn Phe Thr Glu His Glu Glu Lys Thr Ile Val His 65 70 75 80 Leu Gln Ala Leu Leu Gly Asn Arg Trp Ala Ala Ile Ala Ser Tyr Leu 85 90 95 Pro Glu Arg Thr Asp Asn Asp Ile Lys Asn Tyr Trp Asn Thr His Leu 100 105 110 Lys Lys Lys Leu Lys Lys Ile Asn Glu Ser Gly Glu Glu Asp Asn Asp 115 120 125 Gly Val Ser Ser Ser Asn Thr Ser Ser Gln Lys Asn His Gln Ser Thr 130 135 140 Asn Lys Gly Gln Trp Glu Arg Arg Leu Gln Thr Asp Ile Asn Met Ala 145 150 155 160 Lys Gln Ala Leu Cys Glu Ala Leu Ser Leu Asp Lys Pro Ser Ser Thr 165 170 175 Leu Ser Ser Ser Ser Leu Pro Thr Pro Val Ile Thr Gln Gln Asn 180 185 190 Ile Arg Asn Phe Ser Ser Ala Leu Leu Asp Arg Cys Tyr Asp Ser Ser 195 200 205 Ser Ser Ser Ser Thr Thr Thr Thr Thr Thr Ser Asn Thr Thr Asn 210 215 220 Pro Tyr Pro Ser Gly Val Tyr Ala Ser Ser Ala Glu Asn Ile Ala Arg 225 230 235 240 Leu Leu Gln Asp Phe Met Lys Asp Thr Pro Lys Ala Leu Thr Leu Ser 245 250 255 Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Thu 260 265 270 Glu Glu Gly Gly Glu Gly Phe Glu Gln Ser Phe Phe Ser Phe Asn Ser 275 280 285 Met Asp Glu Thr Gln Asn Leu Thr Gln Glu Thr Ser Phe Phe His Asp 290 295 300 Gln Val Ile Lys Pro Glu Ile Thr Met Asp Gln Asp His Gly Leu Ile 305 310 315 320 Ser Gln Gly Ser Leu Ser Leu Phe Glu Lys Trp Leu Phe Asp Glu Gln 325 330 335 Ser His Glu Met Val Gly Met Ala Leu Ala Gly Gln Glu Gly Met Phe 340 345 350 <210> 3 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 ggcgcgcctg tacagacgtc t 21 <210> 4 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 ccccgggaat gggaagacca ccttgc 26 <210> 5 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 ggtcgacctt tttgagcttc ttcttc 26 <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 6 acaatttccc gctctgctgt tgtg 24 <210> 7 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 7 agggtttctc tcttccacat gcca 24 <210> 8 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 8 gattcacatc acatatcttc aatcc 25 <210> 9 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 9 gccagtttct tttaaacaca gcg 23 <210> 10 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 10 gaagttgtca aactctgaac gg 22 <210> 11 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 11 ccacaagtta ttaattacag cacg 24 <210> 12 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 12 gatccggaat aagtgaactc agg 23 <210> 13 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 13 ggatatacaa agattcagga gcat 24 <210> 14 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 14 gtgaaacgga ttaaagaggc g 21 <210> 15 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 15 acgcttcctc gctagcagac 20 <210> 16 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 16 cccttgtaca caccggtcg 19 <210> 17 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 17 ggtagcctcc agacccactg 20 <210> 18 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 18 tggaccggtg gagttcctc 19 <210> 19 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 19 tgcggcatag agatcaaggt 20 <210> 20 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 20 caagtgacca aatacaatgc cgca 24 <210> 21 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 21 caagttgcga gtccttcacc atc 23 <210> 22 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 22 gtcaacaagg ttggcgactt taag 24 <210> 23 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 23 cacttgtgga tgctctgctt cac 23 <210> 24 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 24 ctggttaagc atgtcttcta ataagttc 28 <210> 25 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 25 cattacagag atgcaaatta atgctg 26 <210> 26 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 26 gacgaccagg gatgcagagg 20 <210> 27 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 27 gtcatccgta tcacctccgc 20
Claims (17)
상기 형질전환된 식물세포로부터 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 식물체의 생장 저해 없이 가뭄 저항성이 증가된 형질전환 식물체의 제조 방법. Arabidopsis thaliana) comprising: transforming a plant cell derived from a MYB96 (myb domain protein 96) A recombinant vector containing the gene encoding the protein; And
And regenerating the plant from the transformed plant cell, wherein the drought resistance is increased without inhibiting the growth of the plant.
상기 분리 및 정제된 큐티클 왁스로부터 바이오연료를 제조하는 단계를 포함하는 큐티클 왁스를 이용하여 바이오연료를 제조하는 방법. Separating and purifying a cuticular wax from the plant of claim 7; And
And a step of preparing biofuel from the separated and purified cuticle wax.
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KR1020130139562A KR101548938B1 (en) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Method for producing transgenic with increased resistance to drought stress using AtMYB96 gene and the plant thereof |
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ID=53391887
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KR1020130139562A KR101548938B1 (en) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Method for producing transgenic with increased resistance to drought stress using AtMYB96 gene and the plant thereof |
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Cited By (1)
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CN113234734A (en) * | 2021-03-22 | 2021-08-10 | 成都大学 | Sweet orange gene CsMYB30 capable of improving plant resistance and application thereof |
-
2013
- 2013-11-18 KR KR1020130139562A patent/KR101548938B1/en active IP Right Grant
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