KR20150125399A - Peroxidase genes controlling plant growth, development and lignin content, Vector containing a peroxidase RNAi cassette, and Transformant containing the vector thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to peroxidase genes controlling growth, development, and lignin content by light and brassinosteroid, to a vector including a peroxidase RNAi cassette, and to a transformant containing the vector.

Description

식물생장발달과 리그닌 함량을 조절하는 퍼옥시다제 유전자, 퍼옥시다제 RNA 간섭 카세트를 포함하는 벡터, 및 상기 벡터가 도입된 형질전환체{Peroxidase genes controlling plant growth, development and lignin content, Vector containing a peroxidase RNAi cassette, and Transformant containing the vector thereof}A vector comprising a peroxidase gene, a peroxidase RNA interference cassette for regulating plant growth and lignin content, and a transformant into which said vector has been introduced (a plant containing peroxidase genes controlling development and lignin content, a vector containing a peroxidase RNAi cassette, and Transformant containing the vector thereof.

본 발명은 빛과 브라시노스테로이드에 의해 식물생장발달과 리그닌 함량을 조절하는 퍼옥시다제 유전자, 퍼옥시다제 RNAi 카세트를 포함하는 벡터, 및 상기 벡터가 도입된 형질전환체에 관한 것이다.
The present invention relates to a vector comprising a peroxidase gene, a peroxidase RNAi cassette, which regulates plant growth development and lignin content by light and brassinosteroids, and a transformant into which said vector is introduced.

식물들은 빛을 인지하는 광수용체를 사용하여 빛을 인지할 뿐만 아니라 생장조절호르몬을 포함하는 여러 환경 요인들과의 상호작용을 통해 조절된다. 특히 식물 호르몬과 빛에 대한 연구는 농작물의 생산성 증진을 위해서 많이 연구되고 있는데 식물 생장촉진 스테로이드 호르몬인 브라시노스테로이드는 식물 생장발달 등 많은 측면을 조절한다. 뿐만 아니라 세포 신장, 분열, 세포벽의 분화 등 다양한 생리조절 기능을 가지는데 최근의 연구들을 통하여 식물의 광반응성과 브라시노스테로이드와의 밀접한 관계가 있음이 검증되고 있는 실정이다. 그러나 아직 빛과 브라시노스테로이드의 상호작용에 대한 분자 메커니즘과 신호전달 매개체 및 다양한 빛 조건의 타겟 유전자들에 대한 기능 규명은 미비한 실정이다.Plants are not only aware of light using photoreceptors that recognize light, but are also controlled through interactions with a variety of environmental factors, including growth hormone. Studies on plant hormones and light have been extensively studied in order to improve crop productivity. Brassinosteroid, a plant growth-promoting steroid hormone, regulates many aspects such as plant growth and development. In addition, it has various physiological control functions such as cell growth, division, and cell wall differentiation. Recently, it has been proved that photoreactivity of plant is closely related to brassinosteroid. However, molecular mechanisms for the interaction of light and brassinosteroids, and the functioning of signal transduction mediators and target genes for various light conditions, are still lacking.

식물은 생장 발달을 조절함으로써 여러 환경 변화에 대처하고 적응하는 능력을 갖추고 있다. 종자의 발아부터 개화에 이르는 전체 식물 생활환에 걸쳐 식물의 발달 프로그램은 환경 자극과 끊임없는 상호작용을 통해 식물의 생존 적합성을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 그러한 환경 자극에 따른 식물의 발달 조절은 주로 외부 환경과 식물의 내재적 발달 프로그램과의 상호 작용을 통해 일어나는 것으로, 주로 식물 호르몬들이 그러한 상호작용에 필수적인 기능을 수행하는 것으로 알려지고 있다.Plants have the ability to cope with and adapt to various environmental changes by regulating growth and development. Through the entire plant life cycle from seed germination to flowering, the plant development program is known to increase the survival suitability of plants through constant interaction with environmental stimuli. The regulation of the development of plants by such environmental stimuli is mainly caused by the interaction with the external environment and the intrinsic developmental programs of plants, and it is known that plant hormones mainly perform functions essential for such interactions.

퍼옥시다제 (peroxidase)는 다양한 아이소자임과 이소형으로 구성된 다중패밀리로, 반응 특이성과 구조에 따라 Class I, II, III로 분류된다 (Welinder, 1992). Class I 퍼옥시다제는 세포내 효소, Class II 퍼옥시다제는 리그닌 및 망간 의존 퍼옥시다제를 포함하는 세포외 효소이다. Class III 퍼옥시다제 (EC 1.11.1.7; Prxs)는 식물 특이적이고 식물 외부로 분비 또는 액포로 수송되는 효소로 많은 이성질체들과 다양한 발현조절 기작으로 인해 식물 생활사 전체와 함께 여러 생리 과정에 영향을 준다. peroxidative와 hydroxylic 촉매반응성으로 활성산소 생성 및 세포벽 구성성분을 합성할 수 있다. 또한 식물의 발생, 분화, 생장, 목질화 (lignification), 코르크질화 (suberization), 옥신 분해와 인돌아세트산 산화, 세포벽 단백질 교차 결합, 병원균 침입에 대한 방어 작용, 염에 대한 내성 기작을 포함하여 노화와 관련된 다양한 기능을 담당한다 (Hiraga et al., 2001). Class III 퍼옥시다제는 식물에서 다수의 이소형이 존재하며 낮은 기질 특이성으로 인해 식물의 생활사 전반에 존재, 다양한 역할을 수행하지만 이들의 전체 신호전달 기작이 규명되지는 않고 있다. 이러한 특성으로 인해 73종의 애기장대 퍼옥시다제 기능이 완전히 밝혀지지 않고 있는 상태이다.
Peroxidases are multifamilies composed of various isozymes and isoforms and are classified into Class I, II, and III according to their reaction specificity and structure (Welinder, 1992). Class I peroxidase is an intracellular enzyme, Class II peroxidase is an extracellular enzyme including lignin and manganese-dependent peroxidase. Class III peroxidase (EC 1.11.1.7; Prxs) is a plant-specific and exogenous secreted or vacuolated enzyme that affects many physiological processes with the whole plant life cycle due to many isomers and various expression control mechanisms . Peroxidative and hydroxylic catalytic reactivity enables synthesis of reactive oxygen species and cell wall components. It is also associated with aging, including plant development, differentiation, growth, lignification, suberization, auxin degradation and oxidation of indoleacetic acid, cell wall protein cross-linking, defense against pathogen infiltration, It is responsible for various functions (Hiraga et al., 2001). Class III peroxidase plays a diverse role in the life cycle of plants due to the presence of multiple isoforms in plants and low substrate specificity, but their overall signaling mechanisms have not been elucidated. Because of these properties, the function of the 73 species of periosteal peroxidase is not fully understood.

본 발명의 발명자들은 빛과 브라시노스테로이드의 상호작용에 대한 분자 메커니즘에 관하여 연구하던 중, 애기장대 퍼옥시다제 유전자 중 Prx2, Prx8, Prx35, Prx73 유전자가 빛과 브라시노스테로이드에 의해 생장 발달 및 리그닌 함량을 조절한다는 사실을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.The inventors of the present invention have been studying the molecular mechanism of the interaction between light and brassinosteroids. Among the Arabidopsis peroxidase genes, Prx2, Prx8, Prx35, and Prx73 genes are involved in growth and lignin by light and brassinosteroids And the present invention was completed.

따라서, 본 발명의 일의적 목적은 빛과 브라시노스테로이드에 의해 식물생장발달과 리그닌 함량을 조절하는 퍼옥시다제 유전자의 염기서열과 그 기능을 규명하는 것이다.
Accordingly, it is an object of the present invention to identify the nucleotide sequence and function of a peroxidase gene that regulates plant growth and lignin content by light and brassinosteroids.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1, 서열번호 2, 서열번호 3 또는 서열번호 4의 염기서열을 가지는 퍼옥시다제 유전자를 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a peroxidase gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3 or SEQ ID NO: 4.

또한 본 발명은 상기 퍼옥시다제 유전자에 대한 RNA 간섭(RNAi) 카세트를 포함하는 벡터를 제공한다.The present invention also provides a vector comprising an RNA interference (RNAi) cassette for the peroxidase gene.

또한 본 발명은 상기 벡터가 도입된 형질전환체를 제공한다.
The present invention also provides a transformant into which the vector is introduced.

본 발명의 퍼옥시다제 유전자는 빛과 브라시노스테로이드에 의해 식물생장발달을 조절하는 기능을 가지므로 이들 유전자를 조작하여 그 발현을 조절함으로써 생산성과 기능성이 증가된 작물을 제공할 수 있다.Since the peroxidase gene of the present invention has a function of regulating plant growth by light and brassinosteroids, it is possible to provide a crop having increased productivity and functionality by controlling the expression of these genes by manipulating these genes.

구체적으로, 이 유전자들의 발현을 knock-down시킨 형질전환 식물은 발생 초기 하배축과 뿌리가 신장될 뿐만 아니라 잎의 크기가 커지고 엽병 길이가 길어지며 꽃대가 올라오는 시기 (bolting time) 등 전제적으로 빠른 성장을 나타낸다. 따라서 화훼작물 등 경제작물에 이 기술을 이용하면 생장 및 개화를 촉진하고 종자 생성 시기를 앞당길 수 있으므로 생산성과 상품성이 뛰어난 작물을 제공할 수 있다.다.Specifically, the transgenic plants knocked down the expression of these genes not only elongate their hypocotyls and roots but also grow rapidly in leaf size, length of petiole, and bolting time, . Therefore, the use of this technology in economic crops such as flower crops can promote the growth and flowering and speed up the seed production period, so that it is possible to provide the crops with excellent productivity and commerciality.

또한, 이 유전자들의 발현을 knock-down시킨 형질전환 식물의 경우 지탱하는 힘이 야생형에 비해 부족한데, 이는 세포벽의 구성성분 특히 리그닌 함량이 줄어들어 전체적으로 기계적 지탱 능력이 저하되었기 때문이다. 바이오에너지 작물 개발에 이 기술을 활용하면 리그닌 함량이 줄어들어 식물의 세포벽이 연화되므로 펄핑이나 바이오에너지 추출단계에서 목질부의 화학처리 비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다. In addition, the transgenic plants knocked down the expression of these genes are inadequate to support the wild type, because the components of the cell wall, especially the lignin content, are reduced and the overall mechanical supportability is lowered. The use of this technology in the development of bioenergy crops has the advantage of reducing the lignin content and softening the cell walls of the plant, thereby reducing the chemical treatment costs of the woody part in the pulping and bio-energy extraction stages.

또한, 이 유전자들의 발현을 knock-down시킨 형질전환 식물의 경우 병저항성이 줄어들었음을 확인할 수 있다. 따라서, 역으로 이 유전자를 잎 등 특정 조직에서 과발현시키면 세포의 물리적 지지력이 증가하여 병저항성을 높일 수 있다.
In addition, the transgenic plants knocked down the expression of these genes can be confirmed to have reduced disease resistance. Conversely, overexpression of this gene in a specific tissue such as a leaf can increase the physical resistance of the cell and increase the disease resistance.

도 1은 마이크로어레이를 통해 브라시노스테로이드와 빛에 공조절되는 퍼옥시다제 유전자 선별 (도 1A)과 73종의 애기장대 퍼옥시다제 아미노산 서열을 통한 계통수 (도 1B)이다.
도 2A는 식물체 내에서 퍼옥시다제 유전자의 발현을 억제하기 위해 사용된 형질전환벡터 (RNAi)에 관한 그림이다. 도 2B는 각각의 퍼옥시다제 재조합 벡터 35Spro:Prx2 RNAi, 35Spro:Prx8 RNAi, 35Spro:Prx35 RNAi, 35Spro:Prx73 RNAi 의 간단한 모식도이다.
도 3은 35Spro:Prx2 RNAi, 35Spro:Prx8 RNAi, 35Spro:Prx35 RNAi, 35Spro:Prx73 RNAi 형질전환체의 chi - square 의한 도입 유전자의 복제 수를 확인한 도면이다.
도 4는 6일된 35Spro:Prx2 RNAi, 35Spro:Prx8 RNAi, 35Spro:Prx35 RNAi, 35Spro:Prx73 RNAi 형질전환체의 동형접합체 라인을 대상으로 야생형 (Col-0)에 비해 하배축과 뿌리가 신장된 유식물체 표현형 (도 4A) 및 이들의 상대적 길이 분석 (도 4B), qRT-PCR을 통해 각 퍼옥시다제 유전자의 전사발현 억제 수준 (도 4C) 을 나타낸 도면이다. 이미지에서 눈금 막대 = 1 mm.
도 5는 6일된 35Spro:Prx2 RNAi, 35Spro:Prx8 RNAi, 35Spro:Prx35 RNAi, 35Spro:Prx73 RNAi 형질전환체 동형접합체 라인의 peroxidase 활성을 측정한 도면이다.
도 6은 H2O2 축척 정도를 확인하기 위해 2주된 야생형과 35Spro:Prx2 RNAi, 35Spro:Prx8 RNAi, 35Spro:Prx35 RNAi, 35Spro:Prx73 RNAi 형질전환 유식물체에 0.1% 3,3'-디아미노벤지딘 (DAP)으로 염색한 결과 (A)를 나타내는 도면이다. B는 상층부, C는 자엽, D는 뿌리 부분을 DAP으로 염색한 결과 과산화수소 축적을 보여주는 도면이다.
도 7은 장일 조건에서 성장시킨 야생형과 35Spro:Prx2 RNAi, 35Spro:Prx8 RNAi, 35Spro:Prx35 RNAi, 35Spro:Prx73 RNAi 형질전환체에서 꽃대 (bolting) 시간을 나타낸 도면이다.
도 8은 30일된 35Spro:Prx2 RNAi 형질전환체의 표현형을 분석한 그림이다. A와 B는 야생형과 35Spro:Prx2 RNAi 형질전환체의 표현형을 확인한 그림이며 C는 자엽을 제외한 5, 6, 7, 8번째 잎, D, E, F는 각각 5번째 잎의 엽병, 병장, 엽폭 길이를 나타낸다. 이미지에서 눈금 막대 = 2 cm.
도 9는 30일된 35Spro:Prx8 RNAi 형질전환체의 표현형을 분석한 그림이다. A와 B는 야생형과 35Spro:Prx8 RNAi 형질전환체의 표현형을 확인한 그림이며 C는 자엽을 제외한 5, 6, 7, 8번째 잎, D, E, F는 각각 5번째 잎의 엽병, 병장, 엽폭 길이를 나타낸 그래프이다. 이미지에서 눈금 막대 = 2 cm.
도 10은 30일된 35Spro:Prx35 RNAi 형질전환체의 표현형을 분석한 그림이다. A와 B는 야생형과 35Spro:Prx35 RNAi 형질전환체의 표현형을 확인한 그림이며 C는 자엽을 제외한 5, 6, 7, 8번째 잎, D, E, F는 각각 5번째 잎의 엽병, 병장, 엽폭 길이를 나타낸 그래프이다. 이미지에서 눈금 막대 = 2 cm.
도 11은 6주된 야생형과 35Spro:Prx35 RNAi 형질전환체의 장각과 크기 (도 7A) 및 꽃잎 비교를 보여주는 도면이다. 이미지에서 눈금 막대 = 1 cm.
도 12는 4주된 35Spro:Prx73 RNAi 형질전환체의 표현형을 분석한 그림이다. A와 B는 야생형과 35Spro:Prx73 RNAi 형질전환체의 표현형을 확인한 그림이며 C는 자엽을 제외한 5, 6, 7, 8번째 잎, D, E, F는 각각 5번째 잎의 엽병, 병장, 엽폭 길이를 나타낸 그래프이다. 이미지에서 눈금 막대 = 2 cm.
도 13은 6.5주된 야생형과 35Spro:Prx2 RNAi, 35Spro:Prx8 RNAi, 35Spro:Prx35 RNAi, 35Spro:Prx73 RNAi 형질전환체의 상대적인 엽록소 함량을 나타낸 그래프이다.
도 14는 야생형과 35Spro:Prxs RNAi 형질전환체의 줄기 종단면을 Toluidine blue 로 염색한 단면과 함께 phlorogucinol-HCl로 염색된 물관 세포에서 리그닌의 축적 정도를 비교한 도면이다. A. 애기장대 야생형 B. 35Spro:Prx2 RNAi C. 35Spro:Prx8 RNAi D. 35Spro:Prx35 RNAi E. 35Spro:Prx73 RNAi A, B, C, D, E left: toluidine blue 염색 A, B, C, D, E right: phloroglucinol-HCl 염색
Figure 1 shows the selection of peroxidase genes (Figure IA) co-regulated with brassinosteroids and light through microarrays and phylogenetic trees (Figure 1B) with 73 species of Arabidopsis thaliana peroxidase amino acid sequences.
2A is a diagram of a transformation vector (RNAi) used to inhibit the expression of a peroxidase gene in a plant. Figure 2B is a simplified schematic diagram of each peroxidase recombinant vector 35Spro: Prx2 RNAi, 35Spro: Prx8 RNAi, 35Spro: Prx35 RNAi, 35Spro: Prx73 RNAi.
FIG. 3 is a diagram showing the number of replications of chi - square transfected genes of 35Spro: Prx2 RNAi, 35Spro: Prx8 RNAi, 35Spro: Prx35 RNAi and 35Spro: Prx73 RNAi transformants.
Fig. 4 shows the homozygous line of 35Spro: Prx2 RNAi, 35Spro: Prx8 RNAi, 35Spro: Prx35 RNAi, and 35Spro: Prx73 RNAi transformants, which were 6 days old, (FIG. 4A) and their relative length analysis (FIG. 4B), and the level of transcriptional repression inhibition (FIG. 4C) of each peroxidase gene through qRT-PCR. The scale bar in the image = 1 mm.
FIG. 5 is a graph showing peroxidase activities of 35Spro: Prx2 RNAi, 35Spro: Prx8 RNAi, 35Spro: Prx35 RNAi and 35Spro: Prx73 RNAi transformant homozygous line for 6 days.
FIG. 6 is a graph showing the H 2 O 2 Prx2 RNAi, 35Spro: Prx8 RNAi, 35Spro: Prx35 RNAi, and 35Spro: Prx73 RNAi were inoculated in a medium containing 0.1% 3,3'-diaminobenzidine (DAP) (A). Fig. B is the upper layer, C is the cotyledon, and D is the diagram showing the accumulation of hydrogen peroxide as a result of staining the root portion with DAP.
FIG. 7 is a view showing the bolting time in the 35Spro: Prx2 RNAi, 35Spro: Prx8 RNAi, 35Spro: Prx35 RNAi, and 35Spro: Prx73 RNAi transformants grown in the long-day conditions.
Fig. 8 is a picture showing the phenotype of 35Spro: Prx2 RNAi transformant at 30 days. A and B are phenotypes of wild-type and 35Spro: Prx2 RNAi transformants. C is the 5th, 6th, 7th and 8th leaves except the cotyledons, D, E and F are the petiole, Lt; / RTI > In the image, the scale bar = 2 cm.
Fig. 9 is a picture showing the phenotype of 35Spro: Prx8 RNAi transformant 30 days old. A and B are phenotypes of the wild type and 35Spro: Prx8 RNAi transformants. C is the 5th, 6th, 7th and 8th leaves except the cotyledons, D, E and F are the petiole, FIG. In the image, the scale bar = 2 cm.
FIG. 10 is an analysis of the phenotype of 35Spro: Prx35 RNAi transformant 30 days old. A and B are phenotypes of the wild type and 35Spro: Prx35 RNAi transformants. C is the 5th, 6th, 7th and 8th leaves except the cotyledons, D, E and F are the petiole, FIG. In the image, the scale bar = 2 cm.
Figure 11 is a plot showing the erosion and size (Figure 7A) and petal comparisons of the 6-week wild-type and 35Spro: Prx35 RNAi transformants. The scale bar in the image = 1 cm.
Fig. 12 is an analysis of the phenotype of the 4-week-old 35Spro: Prx73 RNAi transformant. A and B are phenotypes of wild-type and 35Spro: Prx73 RNAi transformants. C is the 5th, 6th, 7th and 8th leaves except the cotyledons, D, E and F are the petiole, FIG. In the image, the scale bar = 2 cm.
Figure 13 is a graph showing the relative chlorophyll content of the 6.5 wild-type and 35Spro: Prx2 RNAi, 35Spro: Prx8 RNAi, 35Spro: Prx35 RNAi, and 35Spro: Prx73 RNAi transformants.
Fig. 14 is a graph comparing the degree of accumulation of lignin in a phytohormone-HCl stained oocyte with the cross section of the stem of the wild-type and 35Spro: Prxs RNAi transformants stained with Toluidine blue. A. Arabidopsis wild type B. 35Spro: Prx2 RNAi C. 35Spro: Prx8 RNAi D. 35Spro: Prx35 RNAi E. 35Spro: Prx73 RNAi A, B, C, D, E left: toluidine blue staining A, B, C, D , E right: phloroglucinol-HCl staining

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 .

<실시예><Examples>

A. 실험재료 및 실험 방법A. Materials and Experimental Methods

1. One. 마이크로어레이Microarray 데이터 획득 및 분석 방법 Data acquisition and analysis methods

마이크로어레이 실험은 Affymetrix ATH1 GeneChip system을 사용하여 마이크로어레이 실험을 수행하였다. 야생형 Ws-2, bri1-5, phyB-77 그리고 bri1-5 phyB-77의 유식물체를 적색광하에서 7일간 0.5MS 플레이트 (0.5 Murashige-Skoog salts, 1% sucrose; pH 5.75)에서 생장시킨 후 삼 반복 샘플링을 실시하였다. 마이크로어레이 실험 결과로 12개의 서로 다른 CEL 파일을 만들었으며 모든 결과는 accession number GSE46456 하에서 Gene Expression Omnibus (GEO) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/geo/) 에 제출하였고 결과의 통계분석은 이전에 기술한 방법에 따라 수행했다 (Chung et al., 2011).
Microarray experiments were performed using the Affymetrix ATH1 GeneChip system. The plants of the wild type Ws-2, bri1-5, phyB-77 and bri1-5 phyB-77 were grown in 0.5 MS plate (0.5 Murashige-Skoog salts, 1% sucrose; pH 5.75) for 7 days under the red light, Sampling was performed. As a result of the microarray experiment, 12 different CEL files were created and all results were submitted to the Gene Expression Omnibus (GEO) ( http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/geo/ ) under accession number GSE46456 Statistical analysis of the results was performed according to the method described previously (Chung et al., 2011).

2. 식물 재료와 생육 조건2. Plant material and growing condition

애기장대 종자는 표면살균 MS 플레이트에 뿌린 후 4C에서 3일간 처리한 후 유식물체를 장일조건 (16시간 명기/8시간 암기), 계속된 적색광 또는 백색광 조건하의 22C 환경에서 자라게 했다.Arabidopsis seeds were seeded on surface-sterilized MS plates and treated for 3 days at 4C before growing the seedlings in a 22C environment under long-day conditions (16 hours nominal / 8 hours memorization) and continuous red or white light conditions.

야생형에 35Spro:PRX RNAi 구성체를 도입하기 위해서 각 유전자의 코딩 서열을 pENTR/SD/D_TOPO (Life Technologies, http://www.lifetechnologies.com) 에 클로닝하여 염기서열을 분석하고 아미노산 리딩 프레임에 맞춰 목적 벡터인 pB7GWIWg2(II) vector를 이용하여 hairpin RNA 를 형성하게 함으로써 효율적인 gene silencing이 일어날 수 있도록 vector를 구축하였다. In order to introduce the 35Spro: PRX RNAi construct into the wild type, the coding sequence of each gene was cloned into pENTR / SD / D_TOPO (Life Technologies, http://www.lifetechnologies.com ) to analyze the base sequence, A vector was constructed to allow effective gene silencing by forming hairpin RNA using the vector pB7GWIWg2 (II) vector.

최근 RNA 간섭 (RNA interference:RNAi) 법에 의한 유전자 silencing을 유도할 수 있는 방법이 개발되어 dsRNA 발현 벡터의 구축, RNAi와 표적의 배열, RNAi의 효율 및 RNAi의 검출 등에 관한 연구가 왕성히 이루어지고 있다. RNAi는 생물체나 세포 내에 이중사슬 RNA (dsRNA)가 도입되어 상동성 있는 mRNA를 분해하는 현상이다. 최근에는 다양한 생물체에서 특정유전자의 발현을 넉아웃시키는 도구로서 RNAi 방법을 많이 이용하고 있다. Recently, a method to induce gene silencing by RNA interference (RNAi) has been developed and studies have been actively conducted on the construction of dsRNA expression vector, RNAi and target alignment, efficiency of RNAi and detection of RNAi . RNAi is a phenomenon in which double-stranded RNA (dsRNA) is introduced into an organism or cell and degrades homologous mRNA. Recently, RNAi has been widely used as a tool to knock out the expression of specific genes in various organisms.

상기 벡터가 도입된 애기장대 형질전환체 및 상기 RNAi 카세트를 이용하여 퍼옥시다제 인자를 넉아웃 시키는 형질전환체를 제작하였다. 최종적으로 생성된 플라스미드를 Agrobacterium tumefaciens (GV3101)에 주입시켜, 플로랄 딥 (floral dip) 방법으로 애기장대 형질전환을 유도하였다 (Clough and Bent, 1998). 형질전환된 종자는 바스타를 포함하는 0.5 X MS 배지에서 독립적인 형질전환 개체를 선별하였다.
Transgenic plants transformed with knockout of peroxidase factors were prepared using Arabidopsis transformants with the vectors introduced therein and the RNAi cassettes. Finally, the resulting plasmid was introduced into Agrobacterium tumefaciens (GV3101) to induce Arabidopsis transformation by the floral dip method (Clough and Bent, 1998). The transformed seeds were screened for independent transgenic plants in 0.5X MS medium containing Vasta.

3. 플라스미드 제조3. Plasmid preparation

3-1. 353-1. 35 SproSpro :: PRX2PRX2 RNAiRNAi 벡터 제조 Vector manufacture

약 150 ng의 애기장대 Col-0 cDNA를 주형으로 AtPrx2 정방향 프라이머 (5'-CACCATGGCGATCAAGAACATTCTCGC-3')와 역방향 프라이머 (5'-GTTAGGGAAGGC GCATCTCTTC-3')를 활용하여 PCR 산물로 확보하였다. Approximately 150 ng of Arabidopsis Col-0 cDNA was obtained as a PCR product using the AtPrx2 forward primer (5'-CACCATGGCGATCAAGAACATTCTCGC-3 ') and the reverse primer (5'-GTTAGGGAAGGC GCATCTCTTC-3') as template.

PCR은 1 unit의 nPfu-Taq (Enzynomics)을 이용하여 30 사이클 (94 30초; 59, 30초; 및 72, 1분)로 실시하였으며, 확보된 PCR 산물은 1% 아가로즈에서 슬라이스를 취하여 QIAEX II 젤 추출 키트(QIAGEN)로 회수하였다. PCR was performed for 30 cycles (94 30 sec; 59, 30 sec; 72, 1 min) using 1 unit of nPfu-Taq (Enzynomics). The obtained PCR products were obtained by removing slices from 1% agarose, II gel extraction kit (QIAGEN).

Gateway 시스템을 이용하기 위하여 수득한 PCR 단편을 먼저 entry vector인 pENTR/SD/D_TOPO (Life Technologies, http://www.lifetechnologies.com)에 재조합 반응을 거쳐, 플라스미드를 제조, E. Coli (Top 10')에 형질전환 전환시키고, 100㎍/㎕의 카나마이신을 포함하는 LB 플레이트에서 성장시켜 단일 콜로니를 획득하였다. The PCR fragments obtained for use in the Gateway system were first subjected to recombination reaction in an entry vector pENTR / SD / D_TOPO (Life Technologies, http://www.lifetechnologies.com ) to prepare plasmids and E. coli ') And grown on LB plates containing 100 μg / μl of kanamycin to obtain a single colony.

획득한 콜로니를 LB 액체 배체에서 배양하여 플라스미드를 대량으로 얻고 제한효소로 삽입 여부를 확인하였다. The obtained colonies were cultured in LB liquid medium to obtain a large amount of plasmid and confirmed the insertion as a restriction enzyme.

염기서열 분석을 통해, 확인된 플라스미드가 ORF (open reading frame)를 포함하는 982 bp의 AtPrx2 유전자를 포함함을 확인하였다. Through sequencing, it was confirmed that the identified plasmid contained the 982 bp AtPrx2 gene including the ORF (open reading frame).

분리된 플라스미드는 최종적으로 데스티네이션 (destination) 벡터에 해당하는 pB7GWIWG2(II) RNAi 벡터 (invitrogen) 에 삽입하여 플라스미드를 제조하였다. The isolated plasmid was finally inserted into a pB7GWIWG2 (II) RNAi vector (invitrogen) corresponding to the destination vector to prepare a plasmid.

상술한 바와 같이, 클로닝된 AtPrx2 를 이용하여 35Spro:Prx2 RNAi를 제조하였다.
As described above, 35Spro: Prx2 RNAi was prepared using the cloned AtPrx2.

3-2. 353-2. 35 SproSpro :: PRX8PRX8 RNAiRNAi 벡터 제조 Vector manufacture

약 150 ng의 애기장대 Col-0 cDNA 를 주형으로 AtPrx8 정방향 프라이머 (5'-CACCATG AGGGCAATCGCAGCTTGG-3')와 역방향 프라이머 (5'-GTTGTTGAAGGCTCTGCAGTTTGT -3')를 활용하여 PCR 산물로 확보하였다. Approximately 150 ng of Arabidopsis Col-0 cDNA was obtained as a PCR product using the AtPrx8 forward primer (5'-CACCATG AGGGCAATCGCAGCTTGG-3 ') and the reverse primer (5'-GTTGTTGAAGGCTCTGCAGTTTGT-3') as template.

PCR은 1 unit의 nPfu-Taq (Enzynomics)을 이용하여 30 사이클 (94 30초; 60, 30초; 및 72, 1분)로 실시하였으며, 확보된 PCR 산물은 1% 아가로즈에서 슬라이스를 취하여 QIAEX II 젤 추출 키트 (QIAGEN)로 회수하였다. PCR was carried out with 1 unit of nPfu-Taq (Enzynomics) for 30 cycles (94 30 sec; 60, 30 sec; 72, 1 min) II gel extraction kit (QIAGEN).

Gateway 시스템을 이용하기 위하여 수득한 PCR 단편을 먼저 entry vector인 pENTR/SD/D_TOPO (Life Technologies, http://www.lifetechnologies.com)에 재조합 반응을 거쳐, 플라스미드를 제조, E. coli (Top 10')에 형질전환 전환시키고, 100㎍/㎕의 카나마이신을 포함하는 LB 플레이트에서 성장시켜 단일 콜로니를 획득하였다. The PCR fragments obtained for the Gateway system were first subjected to recombination reaction in an entry vector pENTR / SD / D_TOPO (Life Technologies, http://www.lifetechnologies.com), plasmids were prepared, and E. coli (Top 10 ') And grown on LB plates containing 100 μg / μl of kanamycin to obtain a single colony.

획득한 콜로니를 LB 액체 배체에서 배양하여 플라스미드를 대량으로 얻어 제한효소로 삽입 여부를 확인하였다. The obtained colonies were cultured in LB liquid medium to obtain a large amount of plasmid, and it was confirmed whether the plasmid was inserted as a restriction enzyme.

염기서열 분석을 통해, 확인된 플라스미드가 ORF (open reading frame)를 포함하는 982 bp의 AtPRX8 유전자를 포함함을 확인하였다. Through sequencing, it was confirmed that the identified plasmid contained the 982 bp AtPRX8 gene including the ORF (open reading frame).

최종적으로 데스티네이션 (destination) 벡터에 해당하는 pB7GWIWG2(II) RNAi 벡터 (invitrogen) 에 삽입하여 플라스미드를 제조하였다. Finally, a plasmid was prepared by inserting it into a pB7GWIWG2 (II) RNAi vector (invitrogen) corresponding to a destination vector.

상술한 바와 같이, 클로닝된 AtPrx8 를 이용하여 35Spro:Prx8 RNAi를 제조하였다.
As described above, 35Spro: Prx8 RNAi was prepared using the cloned AtPrx8.

3-3. 353-3. 35 SproSpro :: PRX35PRX35 RNAiRNAi 벡터 제조 Vector manufacture

약 150 ng의 애기장대 Col-0 cDNA 를 주형으로 AtPrx35 정방향 프라이머 (5'-CACCATG GCTCGCTTCGATATTGTTC-3')와 역방향 프라이머 (5'-GTTAAACGCACCACAATCACGACG -3')를 활용하여 PCR 산물로 확보하였다. Approximately 150 ng of Arabidopsis Col-0 cDNA was obtained as a PCR product using the AtPrx35 forward primer (5'-CACCATG GCTCGCTTCGATATTGTTC-3 ') and the reverse primer (5'-GTTAAACGCACCACAATCACGACG-3') as template.

PCR은 1 unit의 nPfu-Taq (Enzynomics)을 이용하여 30 사이클 (94 30초; 58, 30초; 및 72, 1분)로 실시하였으며, 확보된 PCR 산물은 1% 아가로즈에서 슬라이스를 취하여 QIAEX II 젤 추출 키트 (QIAGEN)로 회수하였다. PCR was carried out using 1 unit of nPfu-Taq (Enzynomics) for 30 cycles (94 30 sec; 58, 30 sec; 72, 1 min). The obtained PCR products were obtained by removing slices from 1% agarose, II gel extraction kit (QIAGEN).

Gateway 시스템을 이용하기 위하여 수득한 PCR 단편을 먼저 entry vector인 pENTR/SD/D_TOPO (Life Technologies, http://www.lifetechnologies.com) 에 재조합 반응을 거쳐, 플라스미드를 제조, E. Coli (Top 10')에 형질전환 전환시키고, 100㎍/㎕의 카나마이신을 포함하는 LB 플레이트에서 성장시켜 단일 콜로니를 획득하였다. The PCR fragments obtained for use in the Gateway system were first subjected to recombination reaction in an entry vector pENTR / SD / D_TOPO (Life Technologies, http://www.lifetechnologies.com ) to prepare plasmids and E. coli ') And grown on LB plates containing 100 μg / μl of kanamycin to obtain a single colony.

획득한 콜로니를 LB 액체 배체에서 배양하여 플라스미드를 대량으로 얻고 제한효소로 삽입 여부를 확인하였다. The obtained colonies were cultured in LB liquid medium to obtain a large amount of plasmid and confirmed the insertion as a restriction enzyme.

염기서열 분석을 통해, 확인된 플라스미드가 ORF (open reading frame)를 포함하는 991 bp의 AtPRX35 유전자를 포함함을 확인하였다. Through sequencing, it was confirmed that the identified plasmid contained the 991 bp AtPRX35 gene containing the ORF (open reading frame).

최종적으로 데스티네이션 (destination) 벡터에 해당하는 pB7GWIWG2(II) RNAi 벡터 (invitrogen) 에 삽입하여 플라스미드를 제조하였다. Finally, a plasmid was prepared by inserting it into a pB7GWIWG2 (II) RNAi vector (invitrogen) corresponding to a destination vector.

상술한 바와 같이, 클로닝된 AtPrx35 를 이용하여 35Spro:Prx35 RNAi를 제조하였다.
35Spro: Prx35 RNAi was prepared using the cloned AtPrx35 as described above.

3-4. 353-4. 35 SproSpro :: PRX73PRX73 RNAiRNAi 벡터 제조 Vector manufacture

약 150 ng의 애기장대 Col-0 cDNA 를 주형으로 AtPrx73 정방향 프라이머 (5'-CACCATG GCGCGGTTCAGTCTGGTT-3')와 역방향 프라이머 (5'-GTTAAAGGCACCACAGTCACGAC -3')를 활용하여 PCR 산물로 확보하였다. Approximately 150 ng of Arabidopsis Col-0 cDNA was obtained as a PCR product using the AtPrx73 forward primer (5'-CACCATG GCGCGGTTCAGTCTGGTT-3 ') and the reverse primer (5'-GTTAAAGGCACCACAGTCACGAC-3') as template.

PCR은 1 unit의 nPfu-Taq (Enzynomics)을 이용하여 30 사이클 (94 30초; 60, 30초; 및 72, 1분)로 실시하였으며, 확보된 PCR 산물은 1% 아가로즈에서 슬라이스를 취하여 QIAEX II 젤 추출 키트 (QIAGEN)로 회수하였다. PCR was carried out with 1 unit of nPfu-Taq (Enzynomics) for 30 cycles (94 30 sec; 60, 30 sec; 72, 1 min) II gel extraction kit (QIAGEN).

Gateway 시스템을 이용하기 위하여 수득한 PCR 단편을 먼저 entry vector인 pENTR/SD/D_TOPO (Life Technologies, http://www.lifetechnologies.com) 에 재조합 반응을 거쳐, 플라스미드를 제조, E. Coli (Top 10')에 형질전환 전환시키고, 100㎍/㎕의 카나마이신을 포함하는 LB 플레이트에서 성장시켜 단일 콜로니를 획득하였다. The PCR fragments obtained for use in the Gateway system were first subjected to recombination reaction in an entry vector pENTR / SD / D_TOPO (Life Technologies, http://www.lifetechnologies.com ) to prepare plasmids and E. coli ') And grown on LB plates containing 100 μg / μl of kanamycin to obtain a single colony.

획득한 콜로니를 LB 액체 배체에서 배양하여 플라스미드를 대량으로 얻고 제한효소로 삽입 여부를 확인하였다. The obtained colonies were cultured in LB liquid medium to obtain a large amount of plasmid and confirmed the insertion as a restriction enzyme.

염기서열 분석을 통해, 확인된 플라스미드가 ORF (open reading frame)를 포함하는 991 bp의 AtPrx73 유전자를 포함함을 확인하였다. Through sequencing, it was confirmed that the identified plasmid contained the 991 bp AtPrx73 gene including the ORF (open reading frame).

최종적으로 데스티네이션 (destination) 벡터에 해당하는 pB7GWIWG2(II) RNAi 벡터 (invitrogen) 에 삽입하여 플라스미드를 제조하였다. Finally, a plasmid was prepared by inserting it into a pB7GWIWG2 (II) RNAi vector (invitrogen) corresponding to a destination vector.

상술한 바와 같이, 클로닝된 AtPrx73 을 이용하여 35Spro:Prx73 RNAi를 제조하였다.
As described above, 35Spro: Prx73 RNAi was prepared using the cloned AtPrx73.

4. 각 형질전환체의 유전자 발현 분석4. Analysis of gene expression of each transformant

35Spro:Prx2 RNAi (pH7GWIWGII:Prx02), 35Spro:Prx8 RNAi (pB7GWIWGII:Prx08), 35Spro:Prx35 RNAi (pB7GWIWGII:Prx35), 35Spro:Prx73 RNAi (pB7GWIWGII:Prx73) 동형접합체의 6일된 유식물체를 대상으로 RNA를 추출하여 2g을 역전사 한 뒤 (Fermentas, now Thermo Scientific, http://www.thermoscientificbio.com/fermentas), 동량의 역전사된 물질을 실시간 정량적 PCR (real-time quantitive PCR) 반응을 실시하였다. A six-day old plant of a homozygote of 35Spro: Prx2 RNAi (pH7GWIWGII: Prx02), 35Spro: Prx8 RNAi (pB7GWIWGII: Prx08), 35Spro: Prx35 RNAi (pB7GWIWGII: Prx35), 35Spro: Prx73 RNAi (Fermentas, now Thermo Scientific, http://www.thermoscientificbio.com/fermentas ), and the same amount of reverse transcribed material was subjected to real-time quantitative PCR (PCR).

qRT-PCR은 각 형질전환체 cDNA를 주형으로, 각 유전자 특이적 프라이머 (Prx2 qPCR 정방향: 5'-CGAAATTGAACGATGCATTGCTAAA-3' 및 Prx2 qPCR 역방향: 5'-CCA TGTTCAGTGAGGTTCTGAAAT-3'; Prx8 qPCR 정방향: 5'-GGATCCTAA AATGGACAGCAAACTGA-3' 및 Prx8 qPCR 역방향: 5'-AAATCTGACACAATCGACCTGGTTGAT-3'; Prx35 qPCR 정방향: 5'-CGAAGGGAACTTACCAGGACCTT-3' 및 Prx35 qPCR 역방향: 5'-TTGTCAAACGTCTTGGGCGTGAC-3'; Prx73 qPCR 정방향: 5'-CCGGACCAAATAACAAAGTTACAGAA-3' 및 Prx73 qPCR 역방향: 5'-GCGGTTACGAAAGCCTTGTTGAAA-3')와 함께 qPCR 키트 (KapaBiosystems, http://www.kapabiosystems.com) 를 이용하여 최종적으로 20l의 부피로 세 반복 실시하였다. qRT-PCR was performed by using each transformant cDNA as a template and using each gene specific primer (Prx2 qPCR forward: 5'-CGAAATTGAACGATGCATTGCTAAA-3 'and Prx2 qPCR reverse direction: 5'-CCA TGTTCAGTGAGGTTCTGAAAT- -GGATCCTAA AATGGACAGCAAACTGA-3 'and Prx8 qPCR reverse direction: 5'-AAATCTGACACAATCGACCTGGTTGAT-3'; Prx35 qPCR forward: 5'-CGAAGGGAACTTACCAGGACCTT-3 'and Prx35 qPCR reverse direction: 5'-TTGTCAAACGTCTTGGGCGTGAC- (KapaBiosystems, http://www.kapabiosystems.com ) together with the CCGGACCAAATAACAAAGTTACAGAA-3 'and Prx73 qPCR reverse direction: 5'-GCGGTTACGAAAGCCTTGTTGAAA-3') in a final volume of 20 l.

샘플은 연속적으로 희석한 대조군 DNA로 얻은 결과를 표준곡선으로 만들어 정량화하였으며 각 cDNA는 UBQ10 (AT4G05320)을 사용해서 표준화하였다.
Samples were quantitated using standard curves of the results obtained with serially diluted control DNA, and each cDNA was normalized using UBQ10 (AT4G05320).

5. 5. 퍼옥시다제Peroxidase 활성 측정 Active measurement

퍼옥시다제 활성은 guaiacol (sigma)을 기질로 사용하여 Chance 와 Maehly (1955) 방법 (2001년) 에 따라 측정하였다. 50 mM sodium acetate buffer (pH 7), 25 mM guaiacol, 25 mM H2O2를 제조하여 470 nm에서 흡광도 변화를 측정하였다.
Peroxidase activity was measured according to Chance and Maehly (1955) method (2001) using guaiacol (sigma) as substrate. 50 mM sodium acetate buffer (pH 7), 25 mM guaiacol and 25 mM H 2 O 2 were prepared and absorbance changes were measured at 470 nm.

6. 6. DABDAB (3,3'- (3,3'- diaminobenzidinediaminobenzidine ) 염색) dyeing

과산화수소 (hydrogen peroxide, H2O2) 축적을 분석하기 위하여 thordal Christensen (1997) 방법을 이용, 0.1% 3,3'-디아미노벤지딘 (3,3'-diaminobenzidine, DAB; Sigma)으로 각각 염색하였다. DAB 염색 후 잎은 95% 에탄올에서 10분 동안 끓이고, 50% 에탄올로 두 번 세척, 엽록소를 완전히 제거하였다. 이 샘플은 50% 글리세롤에 고정시키고, 광학 현미경하에서 촬영하였다.
To analyze the accumulation of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), staining was performed with 0.1% 3,3'-diaminobenzidine (DAB; Sigma) using thordal Christensen (1997) . After DAB staining, the leaves were boiled in 95% ethanol for 10 minutes and washed twice with 50% ethanol to remove chlorophyll completely. The sample was fixed in 50% glycerol and photographed under an optical microscope.

7. 생장 및 발달 조사7. Growth and Development Survey

각 형질전환 유식물체의 하배축 및 뿌리 길이 비교를 위하여 35Spro:Prx2 RNAi (pH7GWIWGII:Prx02), 35Spro:Prx8 RNAi (pB7GWIWGII:Prx08), 35Spro:Prx35 RNAi (pB7GWIWGII:Prx35), 35Spro:Prx73 RNAi (pB7GWIWGII:Prx73) 동형접합체 라인과 애기장대 야생형 (Col-0) 종자를 0.5XMS 배지에 파종, 22C 장일조건 (16시간 명기/8시간 암기)에서 6일간 키운 뒤 일부 유식물체는 사진을 찍은 후 UTHSCSA 이미지툴 (Department of Dental Diagnostic Science, University of Texas Health Science Center, SanAntonio, Texas) 소프트웨어를 사용하여 하배축과 뿌리 길이를 측정하였다. 6일간 키운 일부 유식물체를 흙으로 옮겨 꽃대가 올라오는 시기를 측정하였으며, 4주된 야생형과 형질전환체를 대상으로 각각 자엽을 포함한 5번째 잎의 엽병, 엽폭, 엽장의 길이를 UTHSCSA 이미지툴 소프트웨어를 사용하여 측정하였다. 또한 6주된 야생형과 형질전환체를 대상으로 장각과의 길이를 이미지툴 소프트웨어를 사용하여 측정하였다.
PrS35: Prox8 RNAi (pB7GWIWGII: Prx08), 35Spro: Prx35 RNAi (pB7GWIWGII: Prx35), 35Spro: Prx73 RNAi (pB7GWIWGII: Prx02) Prx73) homozygous line and Arabidopsis wild-type (Col-0) seeds were seeded in 0.5XMS medium and cultivated for 6 days in a 22C long day condition (16 hour nominal / 8 hour memorization) Hypocotyls and root lengths were measured using software (Department of Dental Diagnostic Science, University of Texas Health Science Center, San Antonio, Texas). The length of petiole, leaf width and leaf length of the 5th leaf, including cotyledon, were measured by using the UTHSCSA image tool software for 4 weeks of wild type and transgenic plants, respectively. Lt; / RTI &gt; In addition, the length of the trunk was measured using image tool software for the 6 - week - old wild type and transgenic plants.

8. 엽록소 함량 측정8. Chlorophyll content measurement

6주된 야생형과 각 형질전환체의 잎을 대상으로 엽록소 함량은 Lichtenthaler (1987) 방법을 이용, 엽록소를 추출한 후 663 nm와 648 nm에서 파장을 측정하였다.
Chlorophyll contents were measured by using Lichtenthaler (1987) method. The chlorophyll contents were measured at 663 nm and 648 nm after 6 weeks of extraction.

9. 조직화학적 염색9. Histochemical staining

줄기 절편화를 위하여, 줄기를 FAA 용액 (10 % (v/v) formaldehyde, 5 % (v/v) 아세트산 및 50 % (v/v) 에탄올)에서 고정한 후, 에탄올 시리즈 (50, 70, 80, 100 %, 각 한시간) 에 의하여 탈수시켰다. 그 후 불럭들을 Peel-A-Way disposable embedding 몰드(Polysciences) 로 옮겼다. Technovit 7100과 파라핀으로 생성시켜 microtome (Microm)으로 절편들을 만든 후 리그닌 염색은 Chapple (1992) 방법에 의해 염색하고 toluidine blue 염색을 실시하여 현미경으로 비교 분석하였다.
Stems were fixed in FAA solution (10% v / v formaldehyde, 5% v / v acetic acid and 50% v / v ethanol) , 100%, each hour). The blocks were then transferred to a Peel-A-Way disposable embedding mold (Polysciences). Technovit 7100 and paraffin were cut into microtome (Microm). Lignin staining was stained by Chapple (1992) method and stained with toluidine blue.

B. 실험 결과B. Experimental Results

1. 애기장대 1. Arabian Pole 퍼옥시다제유전자Peroxidase gene 선별 Selection

브라시노스테로이드 생합성 억제제 처리하에서 하배축 신장을 보이는 광수용체 피토크롬 B에 결함이 있는 gul2 (phyB) 돌연변이와 브라시노스테로이드 수용체 결함 돌연변이체와의 마이크로어레이 유전자 발현 비교 분석 진단하였다. 그 결과 gul2 (phyB) 돌연변이에서 인상적으로 퍼옥시다제 (peroxidase; Prx) 유전자들의 발현이 상대적으로 감소되어 있었다(도 1의 A). NCBI GenBank 와 Phytozome (www.phytozome.net)에 제시된 애기장대 73종의 퍼옥시다제 유전자의 아미노산 서열을 이용하여 계통수를 작성한 결과 선별된 퍼옥시다제와 상동성을 가진 퍼옥시다제 유전자를 분석할 수 있었으며 Prx35와 PRX73의 상동성이 높음을 발견하였다 (도 1의 B).
Microarray gene expression analysis of gul2 (phyB) mutant and brassinosteroid receptor mutant mutants deficient in photoreceptor phytochrome B showing hypodense extension under treatment with brassinosteroid biosynthesis inhibitor was diagnosed. As a result, the expression of peroxidase (Prx) genes was relatively decreased in the gul2 (phyB) mutant (FIG. 1A). Using the amino acid sequences of the 73 Arabidopsis genes in the NCBI GenBank and Phytozome ( www.phytozome.net ), we constructed a phylogenetic tree to analyze the peroxidase gene homologous to the selected peroxidase And that homology between Prx35 and PRX73 was high (Fig. 1B).

2. 애기장대 2. The Arabian Pole 퍼옥시다제유전자의Of the peroxidase gene RNAiRNAi 발현억제 벡터의 제조 및 상기 벡터를  Preparation of expression-inhibiting vector and preparation of said vector 이용하여형질전환된식물체Using the transformed plant

광수용체 돌연변이 (phyB) 에서 하향 조절되지만 브라시노스테로이드 결함 돌연변이 (bri1-5) 에서 상향 조절되는 퍼옥시다제들을 대상으로 각각의 퍼옥시다제 재조합 벡터, 35Spro:Prx2 RNAi (pH7GWIWGII:Prx02), 35Spro:Prx8 RNAi (pB7GWIWGII:Prx08), 35Spro:Prx35 RNAi (pB7GWIWGII:Prx35), 35Spro:Prx73 RNAi (pB7GWIWGII:Prx73)를 제작하였다(도 2의 B). 상기 제작된 컨스트럭트를 Agrobacterium (GV3101)에 도입, 애기장대 야생형에 형질전환하였다. 형질전환 후 mRNA 전사시 목적유전자가 hairpin RNAi 구조를 형성하기 위하여 각 퍼옥시다제 유전자 단편을 센스(sense) 방향과 안티센스(antisense) 방향으로 삽입되게 하고 이들의 중간부분에 애기장대 인트론(intron)이 위치하도록 한 pB7GWIWGII 와 pH7GWIWGII 벡터의 이용은 RNAi를 이용한 고효율 유전자 사일런싱 (gene silencing)에 유용하게 적용될 수 있다 (도 2의 A). pB7GWIWGII와 pH7GWIWGII는 미생물내 선발 마커로 스펙티노마이신, 식물 형질전환 마커로 각각 바스타와 하이그로마이신 저항성 유전자를 가지고 있어 T1 세대에서 이를 이용하여 선별하였다. The peroxidase recombinant vector, 35Spro: Prx2 RNAi (pH7GWIWGII: Prx02), 35Spro: the peroxidase recombinant vector, was downregulated in the photoreceptor mutation (phyB) but upregulated in the brassinosteroid defective mutation (bri1-5) Prx8 RNAi (pB7GWIWGII: Prx08), 35Spro: Prx35 RNAi (pB7GWIWGII: Prx35), and 35Spro: Prx73 RNAi (pB7GWIWGII: Prx73) (FIG. The constructed construct was introduced into Agrobacterium (GV3101) and transformed into Arabidopsis wild type. In the mRNA transcription after transfection, the target gene inserts each peroxidase gene fragment in the direction of sense and antisense to form the hairpin RNAi structure, and the endogenous intron (intron) The use of pB7GWIWGII and pH7GWIWGII vectors to be located can be usefully applied to highly efficient gene silencing using RNAi (Fig. 2A). pB7GWIWGII and pH7GWIWGII are microorganism selection markers, spectinomycin, and plant transformation markers, respectively, with Basta and hygromycin resistance genes.

T2 세대에서 chi-square 테스ㅎ트에 의해 T-DNA가 1 copy 들어간 형질전환체를 획득하였다 (도 3). 이들을 대상으로 T3 세대에서 각 유전자 벡터의 식물 형질전환 마커에 모두 살아남은 라인을 우선 선별하였다. 각각의 유식물체로부터 총 RNA를 분리, RNAi를 이용한 gene silencing으로 형질전환 애기장대에 도입된 퍼옥시다제 (Prx02, Prx08, Prx035, Prx073) 유전자의 발현 억제 라인 선별을 위하여 각 유전자들에 해당되는 특이적 프라이머를 사용, Real-time PCR을 수행, 35Spro:Prxs RNAi 형질전체의 순종 라인을 선별하였다. In T2 generation, a transformant containing 1 copy of T-DNA was obtained by chi-square test (FIG. 3). These lines were first screened for surviving lines of all the transgenic markers of each gene vector in the T3 generation. Total RNA was isolated from each plant, and gene silencing using RNAi was used to screen for expression of the peroxidase (Prx02, Prx08, Prx035, Prx073) genes introduced into the transgenic Arabidopsis lines. Real-time PCR was performed using primers as primers, and pure lines of 35Spro: Prxs RNAi traits were selected.

선별된 T4 세대 35Spro:Prxs RNAi 형질전환체의 6일된 20개체의 유식물을 대상으로 유식물 단계에서 성장 및 발달에 있어서 증가된 비율을 나타냈다 (도 4의 A). 하배축과 뿌리 길이를 비교한 결과 야생형에 비해 35Spro:Prx2 RNAi 는 각각 78.7%과 33.2%, 35Spro:Prx8 RNAi 는 각각 31.8%과 22%, 35Spro:Prx35 RNAi 는 각각 61%과 70.1%, 35Spro:Prx73 RNAi 는 각각 70.8%과 26.9% 증가됨을 확인하였다 (도 4의 B). 뿌리 길이가 야생형보다 더 길어지고, 하배축 신장 발달이 빠르게 일어남을 보여주었다. 이들을 샘플링하여 qRT-PCR을 수행한 결과 야생형에 비해 각 유전자들의 전사발현이 억제된 것을 확인할 수 있었다 (도 4의 C).
An increased rate of growth and development in the oily plant stage was shown for 20 days of 6 days old plants of selected T4 generation 35Spro: Prxs RNAi transformants (Fig. 4A). The ratio of 35Spro: Prx2 RNAi to that of wild type was 78.7% and 33.2%, 35Spro: Prx8 RNAi was 31.8% and 22% respectively, 35Spro: Prx35 RNAi was 61% and 70.1% respectively, 35Spro: Prx73 RNAi was increased by 70.8% and 26.9%, respectively (Fig. 4B). Root length was longer than wild type, and hypocotyl growth developed rapidly. As a result of performing qRT-PCR by sampling them, it was confirmed that the transcriptional expression of each gene was inhibited as compared with the wild type (FIG. 4C).

3. 애기장대 3. Arabic Pole 퍼옥시다제형질전환체의퍼옥시다제Peroxidase of peroxidase transformants 활성 측정 Active measurement

6일된 각각의 35Spro:Prxs RNAi 유식물체를 대상으로 퍼옥시다제 활성을 3회 이상 측정한 결과 야생형에 비해 모든 라인이 감소되어 있음을 확인하였다 (도 5). The peroxidase activity of each 35Spro: Prxs RNAi strain on 6 days was measured more than 3 times, and it was confirmed that all lines were reduced compared to the wild type (FIG. 5).

각 퍼옥시다제 유전자의 전사발현이 억제된 형질전환체에서 과산화수소 축적 정도를 시각화하기 위하여 2주된 야생형과 형질전환체를 대상으로 DAB (3,3'-diaminobenzidine) 염색을 수행하였다. DAB은 H2O2 와 퍼옥시다제가 있을 때 식물체에 의해 빨리 흡수, 중합되어 갈색으로 염색이 되는데 정상적인 상태에서도 야생형에 비해 35Spro:Prx2 RNAi, 35Spro:Prx8 RNAi, 35Spro:Prx35 RNAi, 35Spro:Prx73 RNAi 형질전환체에서 축적이 증가되었다(도 6의 A). 특히 형질전환체 자엽에서는 DAB 및 H2O2 의 반응 특성인 갈색 점이 분석되었으며 잎과 뿌리의 vein과 vascular bundles 에서 높게 축적되었다. 야생형에 비해 형질전환체의 떡잎 정맥 (cotyledon vein) 의 패턴이 다르며 35Spro:Prx2 RNAi, 35Spro:Prx8 RNAi, 35Spro:Prx35 RNAi 형질전환체 떡잎에서 vein의 발달이 감소됨을 보인다(도 6의 B, C, D). 퍼옥시다제는 과산화수소를 이용해 각종 기질을 산화시키는 반응을 촉매하는 효소이므로 형질전환체의 경우에 야생형에 비해 생장 발달이 촉진될 뿐 아니라 RNAi 형질전환체에서 퍼옥시다제의 발현이 억제되어 있어 H2O2 가 야생형에 비해 과산화수소가 상대적으로 더 많이 축적되었을 것으로 사료된다.
DAB (3,3'-diaminobenzidine) staining was performed on two-week-old wild-type and transformants in order to visualize the degree of hydrogen peroxide accumulation in transformants inhibited by transcription expression of each peroxidase gene. DAB is rapidly absorbed and polymerized by plants when it is H 2 O 2 and peroxidase, and it is stained in brown. Even in the normal state, 35Spro: Prx2 RNAi, 35Spro: Prx8 RNAi, 35Spro: Prx35 RNAi and 35Spro: Prx73 Accumulation was increased in RNAi transformants (Fig. 6A). Especially, cotyledons of transgenic plants were analyzed for brown spots, which are the reaction characteristics of DAB and H 2 O 2 , and accumulated high in leaf vein veins and vascular bundles. The pattern of cotyledon vein of the transformant is different from that of the wild type and the development of vein is decreased in 35Spro: Prx2 RNAi, 35Spro: Prx8 RNAi, 35Spro: Prx35 RNAi transformant cotyledon (Fig. 6B, C , D). Since the peroxidase catalyzes the reaction of oxidizing various substrates using hydrogen peroxide, the transformant promotes growth rather than the wild type, and the expression of peroxidase is inhibited in the RNAi transformant. Therefore, H 2 O 2 seems to accumulate more hydrogen peroxide than wild type.

4. 354.35 SproSpro :: Prx2RNAiPrx2RNAi 식물체Plant

35Spro:Prxs RNAi 형질전환체는 야생형에 비해 꽃대 올라오는 시기가 빠르며 이로 인해 빠른 줄기 성장을 보인다(도 7).The 35Spro: Prxs RNAi transformants are faster than the wild type and have fast stem growth (Fig. 7).

초기 성장률도 증가되었으나 30일된 35Spro:Prx2 RNAi 형질전환체를 분석한 결과, 야생형에 비해 35Spro:Prx2 RNAi 형질전환식물체 사이즈도 증가되었으며 키도 2배 이상 커질 뿐만 아니라 전체적인 로젯잎의 엽병, 엽장, 엽폭 길이가 증가됨이 확인된다(도 8의 A, B, C). 야생형과 35Spro:Prx2 RNAi 형질전환식물체의 차이를 더욱 자세하게 관찰하기 위하여 52개 이상의 식물체에서 자엽을 제외한 5번째 잎의 엽병, 엽장, 엽폭 길이 결과를 그래프로 도식화하였으며 야생형에 비해 각각 2배, 1.4배, 1.2배 모두 증가됨을 관찰할 수 있었다(도 8의 D, E, F). 35Spro:Prx2 RNAi 형질전환체는 전체적으로 빠른 성장을 보였다.
The initial growth rate was also increased, but the 35Spro: Prx2 RNAi transformant at 30 days was analyzed. As a result, the size of the 35Spro: Prx2 RNAi transgenic plant was increased compared to the wild type, and not only the leaf size, It is confirmed that the length is increased (A, B, C in Fig. 8). In order to observe the differences between the wild type and 35Spro: Prx2 RNAi transgenic plants, the plots, leaf length and leaf width length results of the fifth leaf, excluding the cotyledons, were plotted in more than 52 plants, , And 1.2 times, respectively (D, E, F in Fig. 8). The 35Spro: Prx2 RNAi transformants showed overall rapid growth.

5. 355.35 SproSpro :: Prx8RNAiPrx8RNAi 식물체Plant

30일된 35Spro:Prx8 RNAi 형질전환체를 분석한 결과, 야생형에 비해 35Spro:Prx8 RNAi 형질전환식물체 사이즈도 증가되었으며 키도 2배 정도 커질 뿐만 아니라 전체적인 로젯잎의 엽병, 엽장, 엽폭이 증가됨을 보여주었다(도 9의 A, B, C). 야생형과 35Spro:Prx8 RNAi 형질전환식물체의 차이를 더욱 자세하게 관찰하기 위하여 52개 이상의 식물체에서 자엽을 제외한 5번째 잎의 엽병, 엽장, 엽폭 길이를 그래프로 도식화 한 결과 야생형에 비해 각각 1.6배, 1.2배, 1.3배 모두 증가됨을 관찰할 수 있었다(도 9의 D, E, F). 35Spro:Prx8 RNAi 형질전환체는 전체적으로 빠른 성장을 보임이 확인되었다.
Analysis of 35Spro: Prx8 RNAi transformants at 30 days showed that the size of 35Spro: Prx8 RNAi transgenic plants was increased compared with the wild type, and that not only the size was about twice as high but also the petiole, leaf area and leaf width of rosewater were increased (A, B and C in Fig. 9). In order to observe the difference between the wild type and 35Spro: Prx8 RNAi transgenic plants, the graphs of the petiole, leaf length and leaf width of the fifth leaf, except the cotyledon, were plotted in more than 52 plants, 1.6 times and 1.2 times , And 1.3 times, respectively (D, E, F in Fig. 9). 35Spro: Prx8 RNAi transformants were found to exhibit rapid growth overall.

6. 356.35 SproSpro :: Prx35RNAiPrx35RNAi 식물체Plant

30일된 35Spro:Prx35 RNAi 형질전환체를 분석한 결과, 야생형에 비해 35Spro:Prx35 RNAi 형질전환식물체 사이즈도 증가되었으며 키도 3배 이상 커질 뿐만 아니라 전체적인 로젯잎의 엽병 길이는 비슷하나 엽장 길이가 증가됨을 보여주었다(도 10의 A, B, C). 그러나 흥미롭게도 35Spro:Prx35 RNAi 형질전환식물체가 모두 누워서 자라는 경향을 보여 줄기 종단면을 절단해본 결과 야생형보다 줄기 종단면 직경이 작음을 확인하였다 (도 14의 A와 D 왼쪽). 야생형과 35Spro:Prx35 RNAi 형질전환식물체의 차이를 더욱 자세하게 관찰하기 위하여 52개 이상의 식물체에서 자엽을 제외한 5번째 잎의 엽병, 엽장, 엽폭 길이를 측정한 결과 야생형에 비해 엽병의 길이는 비슷하였으나 엽장, 엽폭 길이는 각각 1.3배씩 증가 또는 감소됨을 관찰할 수 있었다 (도 10의 D, E, F). Analysis of the 35Spro: Prx35 RNAi transformant at 30 days showed that the 35Spro: Prx35 RNAi transgenic plant size was increased compared to the wild-type strain, and that the overall leaf length was similar but the leaf length was increased (A, B and C in Fig. 10). Interestingly, however, 35Spro: Prx35 RNAi transgenic plants all showed a tendency to lie down. As a result of cutting the stem longitudinal section, it was confirmed that stem stem diameter was smaller than that of wild type (left side A and D in Fig. In order to observe the differences of wild type and 35Spro: Prx35 RNAi transgenic plants in more detail, the length of petiole, leaf length and leaf width of the fifth leaf, except cotyledon, were measured in more than 52 plants. And the length of the leaf width was increased or decreased by 1.3 times, respectively (D, E, F in Fig. 10).

35Spro:Prx35 RNAi 형질전환체는 전체적으로 빠른 성장을 보이는데 6주된 야생형과 35Spro:Prx35 RNAi 형질전환식물체의 장각과(silique) 사이즈를 분석한 결과 형질전환체가 1.4배 작은 것이 확인되었으며 이는 꽃잎 모양 및 크기와도 일치됨을 보여주고 있다 (도 11).
The 35Spro: Prx35 RNAi transformants exhibited rapid growth overall. Analysis of the silage size of the 6-week wild-type and 35Spro: Prx35 RNAi transgenic plants revealed that the transformants were 1.4 times smaller, (Fig. 11).

7. 357.35 SproSpro :: Prx73RNAiPrx73RNAi 식물체Plant

초기 성장률도 증가되었으나 30일된 35Spro:Prx73 RNAi 형질전환체를 분석한 결과, 야생형에 비해 35Spro:Prx73 RNAi 형질전환식물체 사이즈도 증가되었으며 키도 2배 정도 커질 뿐만 아니라 전체적인 로젯잎의 엽병, 엽장, 엽폭이 증가됨을 보여주었다 (도 12의 A, B, C). 야생형과 35Spro:Prx73RNAi 형질전환식물체의 차이를 더욱 자세하게 관찰하기 위하여 52개 이상의 식물체에서 자엽을 제외한 5번째 잎의 엽병, 엽장, 엽폭 길이를 측정하여 그래프로 도식화한 결과 야생형에 비해 1.6배, 1.3배, 1.3배 모두 증가됨을 관찰할 수 있었다(도 12의 D, E, F). 35Spro:Prx73 RNAi 형질전환체는 전체적으로 빠른 성장을 보이며, 꽃대가 올라오는 시기 또한 야생형보다 빨리 올라왔다. The initial growth rate was also increased, but the 35Spro: Prx73 RNAi transformants were analyzed at 30 days. As a result, the size of 35Spro: Prx73 RNAi transgenic plants was increased compared with the wild type, and not only the leaf size, (Fig. 12A, B, C). In order to observe the difference between the wild type and 35Spro: Prx73RNAi transgenic plants in more detail, the petiole, leaf length and leaf width length of the fifth leaf, excluding cotyledon, were measured and plotted in a graph. As a result, 1.6 times and 1.3 times , And 1.3 times, respectively (D, E, F in Fig. 12). The 35Spro: Prx73 RNAi transformants exhibited rapid growth overall, and the timing of the emergence of the phloem was also faster than that of the wild type.

이러한 결과를 종합해 볼 때, peroxidase 2, 8, 35, 73이 애기장대의 생장 발달에 관여하고 있음을 알 수 있었다.
These results suggest that peroxidase 2, 8, 35, and 73 are involved in the development of Arabidopsis thaliana.

8. 358.35 SproSpro :: PrxsRNAiPrxsRNAi 식물체의 엽록소 함량Chlorophyll content of plants

6주된 35Spro:Prxs RNAi 형질전환체에서 야생형에 비해 노화가 촉진되었으며 잎에서 전반적으로 잎의 황화 현상이 나타났으나 35Spro:Prx35 RNAi #12-6은 이러한 현상이 약화되어 있었다. 3반복으로 엽록소 함량 측정 결과 35Spro:Prx35 RNAi #12-6 라인을 제외하고는 야생형에 비해 30-50 % 감소되어 있었으며 peroxidase 2, 8, 73이 노화 조절에도 관여하고 있음을 알 수 있었다(도 13).
Aging was accelerated in the 6S35Spro: Prxs RNAi transformants compared to the wild type, and leaf sulphation was generally observed in the leaves, but 35Spro: Prx35 RNAi # 12-6 was weakened. The chlorophyll content of 3 repetitions was 30-50% lower than that of the wild type except for 35Spro: Prx35 RNAi # 12-6 line, and peroxidase 2, 8, and 73 were found to be involved in the regulation of senescence ).

9. 359. 35 SproSpro :: PrxsRNAiPrxsRNAi 식물체의 리그닌 분석Lignin analysis of plant

퍼옥시다제는 리그닌화 및 활성 산소종 대사에 관여하며 6주된 퍼옥시다제 식물체에서 이들 유전자의 대부분이 발현되는 것으로 알려져 있다. 또한 발달 단계나 스트레스 상태에서 발현되는 것으로 보고되어 있다. 식물 세포벽의 리그닌화는 환경 스트레스에 대한 반응으로 증가되어 식물 생장 감소 및 조직의 구조적 견고함과 연관된다. 리그닌은 병원균 감염에 대한 물리적 방어 작용을 포함하여, 건조 스트레스시 세포 내의 증산 작용을 감소시키는 등 건조 내성과 관련이 있어 리그닌화를 조절함으로써 건조내성 식물 개발에 좋은 표본이 된다. 또한 저온, 광반응 등의 다양한 비생물학적 스트레스 방어 기작과도 관련이 있다(Denness et al., 2011). Peroxidase is involved in ligninization and reactive oxygen species metabolism, and it is known that most of these genes are expressed in 6-week-old peroxidase plants. It is also reported to be expressed in developmental stages and stress conditions. Lignification of plant cell walls is increased in response to environmental stresses, which is associated with reduced plant growth and structural integrity of the tissue. Lignin is a good specimen for the development of dry tolerant plants by controlling the ligninization by relating to the dry tolerance, including reducing the intracellular transpiration during dry stress, including physical defense against pathogen infection. It is also associated with various abiotic stress defense mechanisms such as low temperature and photoreaction (Denness et al., 2011).

형질 전환 식물체를 대상으로 줄기의 횡단면을 관찰하기 위하여 톨루이딘 블루(toluidine blue) 와 리그닌 염색 시약인 phloroglucinol-HCl 로 염색하여 패턴을 분석한 결과 관다발 조직이 전체적으로 관다발 패턴이 야생형과 다름을 보여주고 있다. 야생형의 경우 줄기 관다발의 수가 일반적으로 6-8개로 알려져 있으나 35Spro:Prx35 RNAi 라인은 다섯 개로 관찰되었으며 pith 비중이 줄어있고 배열 상태가 불규칙적이다. 뿐만 아니라 물관 조직이 둔화 되어 있고 interfascicular fiber의 생성이 억제, 식물의 지지 기능이 약화되어 식물이 누워서 자라는 표현형을 보였다. 35Spro:Prx8 RNAi 라인도 관다발 (vascular bundle) 이 다섯 개로 관찰 되었으며 35Spro:Prx73 RNAi 라인의 경우 물관 조직의 발달이 둔화 되어 있다 (도 14). 리그닌 함량 또한 전체적으로 야생형보다 감소되어 있다. 애기장대의 BR 관련 돌연변이 줄기의 횡단면을 해부학적으로 관찰하면 돌연변이체는 물관 조직의 발달이 둔화된 반면 체관 조직의 발달은 상대적으로 큰 영향을 받지 않는다. 이러한 표현형을 기초로 판단해 보았을 때 이들 퍼옥시다제 유전자들이 리그닌 합성에 관여하는 신규 유전자로 리그닌 및 브라시노스테로이드와의 관계를 통하여 물관 세포 분화 및 형성에 대한 지속적인 연구와도 관련이 있을 것으로 사료된다.
Transgenic plants were stained with toluidine blue and phloroglucinol-HCl, a lignin-staining reagent, to observe the cross-section of the stem. The patterns of the vascular tissues were different from those of the wild type. In the case of the wild type, the number of stem vascular bundles is generally known to be 6-8, but the 35Spro: Prx35 RNAi line is observed in five, the pith specific gravity is decreased and the arrangement is irregular. In addition, they showed phenotypes in which the plant tissues were slowed down, inhibited the production of interfascicular fibers, weakened the supportive function of the plants, and layed up the plants. The 35Spro: Prx8 RNAi line also has five vascular bundles and the 35Spro: Prx73 RNAi line has slowed the development of bulb tissue (Fig. 14). The lignin content is also reduced overall compared to the wild type. The anatomical observation of the cross-section of BR-associated mutant stalk of Arabidopsis shows that mutant has slowed the development of vaginal tissue while the development of vaginal tissue is relatively unaffected. Based on these phenotypes, it is likely that these peroxidase genes are involved in the ongoing research on the differentiation and formation of bulbocytes through the relationship with lignin and brassinosteroids as new genes involved in lignin synthesis .

10. 통계적 유의성10. Statistical significance

모든 도표에서 별표는 대조군과 비교하여 다음과 같은 확률로 t-테스트에 의해 통계적으로 유의한 차이를 나타낸다: *p<0.005
In all charts, asterisks show statistically significant differences by t-test with the following probabilities compared to the control: * p <0.005

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<110> SNU R&DB FOUNDATION <120> Peroxidase genes controlling plant growth, development and lignin content, Vector containing a peroxidase RNAi cassette, and Transformant containing the vector thereof <130> snu-20140430-prx <160> 4 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 978 <212> DNA <213> Arabidopsis <400> 1 atggcgatca agaacattct cgcccttgtg gttcttctta gcgtggttgg agtttctgtc 60 gccattccac agttgcttga cctcgactac taccggtcta agtgtcccaa ggcagaggaa 120 attgttcgtg gtgtcacagt acaatatgtt tctcgccaga aaacccttgc cgctaaactt 180 ctaaggatgc atttccatga ttgtttcgtc agaggatgtg atggttccgt tcttctgaaa 240 tctgcaaaga atgatgcgga aagagacgct gtccccaacc tgaccctgaa aggttatgaa 300 gtggtggatg cggccaagac agcgctggag aggaagtgtc ctaatctcat ttcttgcgct 360 gatgttcttg ccttggtcgc cagagatgcc gtggcagtga tcgggggacc atggtggccg 420 gttccattgg gccgcaggga tggacgcatc tcgaaattga acgatgcatt gctaaattta 480 ccatctcctt tcgccgacat aaagacgctg aagaagaact ttgccaacaa gggtcttaac 540 gctaaagacc ttgtggttct ctcagggggt cacaccattg gaatctctag ttgcgctctc 600 gtcaacagtc gtctctacaa cttcacagga aagggcgatt ctgacccatc catgaaccct 660 agctacgtga gggaattgaa gagaaagtgc ccgcctacag atttcagaac ctcactgaac 720 atggacccag gcagtgcgtt gacattcgac actcactact tcaaggtcgt ggctcagaag 780 aaagggctct tcacatctga ctctacgctt ctcgatgaca ttgagaccaa aaactacgtt 840 cagactcagg ccattctccc tcctgtgttt tcttctttca ataaagattt ctccgattcc 900 atggtcaaac ttggtttcgt ccaaattctt accggcaaaa atggtgagat caggaagaga 960 tgcgccttcc ctaactaa 978 <210> 2 <211> 933 <212> DNA <213> Arabidopsis <400> 2 atgagggcaa tcgcagcttg gtttttcatt ttctgttacc ttgttccctc tgtttttgcg 60 cagctccggc atgggtttta cgagggtaca tgccctcccg ctgaatctat cgtgggtaga 120 gttgttttca accattggga ccgtaaccga acggttactg cagcattgct tcgtatgcag 180 tttcatgatt gtgttgtcaa aggttgtgat gcttccctct tgatcgaccc aacaaccgaa 240 agaccatcag agaaaagcgt cgggcgaaat gcaggggtga gaggtttcga gatcatagat 300 gaagctaaga aagaactcga gcttgtttgc ccgaaaacag tctcttgcgc agacattgta 360 actatagcca ccagagactc gattgcatta gcgggtggtc caaagttcaa agtacgaaca 420 ggaagacgcg atggattaag atcaaaccct agtgatgtta aattgctagg accaacagtt 480 tccgtggcta catcaatcaa agcatttaaa tctataggtt ttaatgtaag caccatggtt 540 gcacttattg gtggtggcca cactgtcggt gttgcacatt gtagtctttt tcaggatagg 600 attaaggatc ctaaaatgga cagcaaactg agagctaagt taaagaagtc atgtcgtggc 660 ccgaacgacc catcagtgtt catggaccaa aatacgccat ttagagtaga caatgaaatc 720 tatagacaga tgatacagca acgagcaatc cttagaattg atgacaactt gattcgcgat 780 ggatcaacca ggtcgattgt gtcagatttt gcatacaaca ataaattatt caaagagagt 840 tttgccgaag cgatgcagaa aatgggtgaa ataggagttc ttacgggaga ttctggagag 900 atcaggacaa actgcagagc cttcaacaac tga 933 <210> 3 <211> 990 <212> DNA <213> Arabidopsis <400> 3 atggctcgct tcgatattgt tctactcata ggtctttgcc tcataatctc tgtctttccc 60 gatacaacca ccgcacaact aagccgcggt ttctactcca aaacttgccc caatgtcgaa 120 caaatcgtga gaaatgctgt ccaaaagaaa ataaagaaga cattcgtcgc cgtccctgcc 180 actctccgtc tcttcttcca cgactgcttt gtcaatggtt gtgatgcatc tgtcatgatc 240 caatcaacgc ctaagaacaa ggcagagaag gatcatccag ataacatttc gctagctgga 300 gatggatttg atgtggtgat ccaagctaag aaagcccttg actctaaccc tagttgccgg 360 aacaaggtct catgtgccga tattcttact ttggccaccc gagatgttgt tgttgcggct 420 ggaggaccgt cctatgaagt tgaacttggt aggttcgatg gtttggtatc aaccgcgtca 480 agtgtcgaag ggaacttacc aggaccttcg gacaatgtag acaaacttaa tgctcttttc 540 acgaaaaaca aacttaccca agaagatatg attgctcttt cagcggctca cacccttgga 600 ttcgcacatt gtggcaaggt ctttaaaaga atccacaaat tcaacggcat caactccgtg 660 gacccaactt taaacaaggc ttacgctatt gagcttcaaa aggcttgtcc taagaatgtg 720 gacccaagaa ttgcaatcaa catggaccca gtcacgccca agacgtttga caacacttac 780 ttcaagaatc ttcaacaagg caaaggtctc ttcacctccg atcaagttct cttcacggat 840 ggtcgctcta ggcccaccgt taatgcttgg gcctcaaact ctacggcctt taaccgcgct 900 tttgtgatag ccatgaccaa acttggccgt gttggagtta agaatagcag caatggaaac 960 atccgtcgtg attgtggtgc gtttaactag 990 <210> 4 <211> 990 <212> DNA <213> Arabidopsis <400> 4 atggcgcggt tcagtctggt tgtagtcgtg actcttagtc ttgccatctc tatgttccct 60 gacacaacca ctgctcaact caaaaccaat ttctacggaa actcatgtcc gaatgttgaa 120 caaatcgtga aaaaagtcgt ccaagaaaaa atcaaacaga ccttcgtcac catcccagct 180 actctccgcc tcttcttcca cgattgcttc gtcaatggat gtgatgcgtc ggtcatgatt 240 caatcaacgc ctaccaacaa agccgagaag gatcatccag acaatatttc tttggccgga 300 gatggatttg acgttgtgat caaagccaag aaagctcttg acgctatccc aagttgcaaa 360 aacaaagtct cttgtgctga tattcttgct ttagccaccc gtgatgttgt tgtcgccgcc 420 aaaggtccgt cgtacgcagt ggaactcgga aggtttgatg gtttggtgtc gactgcggct 480 agcgttaacg gaaacttgcc cggaccaaat aacaaagtta cagaacttaa caagcttttt 540 gccaaaaaca aacttaccca agaggacatg atcgctcttt cagcggctca cacacttgga 600 ttcgcccatt gtggcaaagt gttcaacaga atctacaact tcaacctcac acacgccgtt 660 gacccaactc taaacaaagc ctacgctaaa gaacttcagt tggcttgtcc caagacagtt 720 gacccaagaa tcgccatcaa catggaccca accactccaa gacaattcga caacatttac 780 ttcaagaatc tgcaacaagg caaaggactc ttcacttccg accaagttct cttcaccgat 840 ggtcgctcaa agcccaccgt taacgattgg gccaagaatt ctgttgcttt caacaaggct 900 ttcgtaaccg ctatgaccaa actcggccgc gttggcgtta agactagacg caacggtaac 960 attcgtcgtg actgtggtgc ctttaactga 990 <110> SNU R & DB FOUNDATION <120> Peroxidase genes controlling plant growth, development and lignin          , a vector containing a peroxidase RNAi cassette, and          Transformant containing the vector thereof <130> snu-20140430-prx <160> 4 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 978 <212> DNA <213> Arabidopsis <400> 1 atggcgatca agaacattct cgcccttgtg gttcttctta gcgtggttgg agtttctgtc 60 gccattccac agttgcttga cctcgactac taccggtcta agtgtcccaa ggcagaggaa 120 attgttcgtg gtgtcacagt acaatatgtt tctcgccaga aaacccttgc cgctaaactt 180 ctaaggatgc atttccatga ttgtttcgtc agaggatgtg atggttccgt tcttctgaaa 240 tctgcaaaga atgatgcgga aagagacgct gtccccaacc tgaccctgaa aggttatgaa 300 gtggtggatg cggccaagac agcgctggag aggaagtgtc ctaatctcat ttcttgcgct 360 gatgttcttg ccttggtcgc cagagatgcc gtggcagtga tcgggggacc atggtggccg 420 gttccattgg gccgcaggga tggacgcatc tcgaaattga acgatgcatt gctaaattta 480 ccatctcctt tcgccgacat aaagacgctg aagaagaact ttgccaacaa gggtcttaac 540 gctaaagacc ttgtggttct ctcagggggt cacaccattg gaatctctag ttgcgctctc 600 gtcaacagtc gtctctacaa cttcacagga aagggcgatt ctgacccatc catgaaccct 660 agctacgtga gggaattgaa gagaaagtgc ccgcctacag atttcagaac ctcactgaac 720 atggacccag gcagtgcgtt gacattcgac actcactact tcaaggtcgt ggctcagaag 780 aaagggctct tcacatctga ctctacgctt ctcgatgaca ttgagaccaa aaactacgtt 840 cagactcagg ccattctccc tcctgtgttt tcttctttca ataaagattt ctccgattcc 900 atggtcaaac ttggtttcgt ccaaattctt accggcaaaa atggtgagat caggaagaga 960 tgcgccttcc ctaactaa 978 <210> 2 <211> 933 <212> DNA <213> Arabidopsis <400> 2 atgagggcaa tcgcagcttg gtttttcatt ttctgttacc ttgttccctc tgtttttgcg 60 cagctccggc atgggtttta cgagggtaca tgccctcccg ctgaatctat cgtgggtaga 120 gttgttttca accattggga ccgtaaccga acggttactg cagcattgct tcgtatgcag 180 tttcatgatt gtgttgtcaa aggttgtgat gcttccctct tgatcgaccc aacaaccgaa 240 agaccatcag agaaaagcgt cgggcgaaat gcaggggtga gaggtttcga gatcatagat 300 gaagctaaga aagaactcga gcttgtttgc ccgaaaacag tctcttgcgc agacattgta 360 actatagcca ccagagactc gattgcatta gcgggtggtc caaagttcaa agtacgaaca 420 ggaagacgcg atggattaag atcaaaccct agtgatgtta aattgctagg accaacagtt 480 tccgtggcta catcaatcaa agcatttaaa tctataggtt ttaatgtaag caccatggtt 540 gcacttattg gtggtggcca cactgtcggt gttgcacatt gtagtctttt tcaggatagg 600 attaaggatc ctaaaatgga cagcaaactg agagctaagt taaagaagtc atgtcgtggc 660 ccgaacgacc catcagtgtt catggaccaa aatacgccat ttagagtaga caatgaaatc 720 tatagacaga tgatacagca acgagcaatc cttagaattg atgacaactt gattcgcgat 780 ggatcaacca ggtcgattgt gtcagatttt gcatacaaca ataaattatt caaagagagt 840 tttgccgaag cgatgcagaa aatgggtgaa ataggagttc ttacgggaga ttctggagag 900 atcaggacaa actgcagagc cttcaacaac tga 933 <210> 3 <211> 990 <212> DNA <213> Arabidopsis <400> 3 atggctcgct tcgatattgt tctactcata ggtctttgcc tcataatctc tgtctttccc 60 gatacaacca ccgcacaact aagccgcggt ttctactcca aaacttgccc caatgtcgaa 120 caaatcgtga gaaatgctgt ccaaaagaaa ataaagaaga cattcgtcgc cgtccctgcc 180 actctccgtc tcttcttcca cgactgcttt gtcaatggtt gtgatgcatc tgtcatgatc 240 caatcaacgc ctaagaacaa ggcagagaag gatcatccag ataacatttc gctagctgga 300 gatggatttg atgtggtgat ccaagctaag aaagcccttg actctaaccc tagttgccgg 360 aacaaggtct catgtgccga tattcttact ttggccaccc gagatgttgt tgttgcggct 420 ggaggaccgt cctatgaagt tgaacttggt aggttcgatg gtttggtatc aaccgcgtca 480 agtgtcgaag ggaacttacc aggaccttcg gacaatgtag acaaacttaa tgctcttttc 540 acgaaaaaca aacttaccca agaagatatg attgctcttt cagcggctca cacccttgga 600 ttcgcacatt gtggcaaggt ctttaaaaga atccacaaat tcaacggcat caactccgtg 660 gacccaactt taaacaaggc ttacgctatt gagcttcaaa aggcttgtcc taagaatgtg 720 gacccaagaa ttgcaatcaa catggaccca gtcacgccca agacgtttga caacacttac 780 ttcaagaatc ttcaacaagg caaaggtctc ttcacctccg atcaagttct cttcacggat 840 ggtcgctcta ggcccaccgt taatgcttgg gcctcaaact ctacggcctt taaccgcgct 900 tttgtgatag ccatgaccaa acttggccgt gttggagtta agaatagcag caatggaaac 960 atccgtcgtg attgtggtgc gtttaactag 990 <210> 4 <211> 990 <212> DNA <213> Arabidopsis <400> 4 atggcgcggt tcagtctggt tgtagtcgtg actcttagtc ttgccatctc tatgttccct 60 gacacaacca ctgctcaact caaaaccaat ttctacggaa actcatgtcc gaatgttgaa 120 caaatcgtga aaaaagtcgt ccaagaaaaa atcaaacaga ccttcgtcac catcccagct 180 actctccgcc tcttcttcca cgattgcttc gtcaatggat gtgatgcgtc ggtcatgatt 240 caatcaacgc ctaccaacaa agccgagaag gatcatccag acaatatttc tttggccgga 300 gatggatttg acgttgtgat caaagccaag aaagctcttg acgctatccc aagttgcaaa 360 aacaaagtct cttgtgctga tattcttgct ttagccaccc gtgatgttgt tgtcgccgcc 420 aaaggtccgt cgtacgcagt ggaactcgga aggtttgatg gtttggtgtc gactgcggct 480 agcgttaacg gaaacttgcc cggaccaaat aacaaagtta cagaacttaa caagcttttt 540 gccaaaaaca aacttaccca agaggacatg atcgctcttt cagcggctca cacacttgga 600 ttcgcccatt gtggcaaagt gttcaacaga atctacaact tcaacctcac acacgccgtt 660 gacccaactc taaacaaagc ctacgctaaa gaacttcagt tggcttgtcc caagacagtt 720 gacccaagaa tcgccatcaa catggaccca accactccaa gacaattcga caacatttac 780 ttcaagaatc tgcaacaagg caaaggactc ttcacttccg accaagttct cttcaccgat 840 ggtcgctcaa agcccaccgt taacgattgg gccaagaatt ctgttgcttt caacaaggct 900 gt; attcgtcgtg actgtggtgc ctttaactga 990

Claims (6)

서열번호 1의 염기서열을 가지는 퍼옥시다제 유전자.
A peroxidase gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
서열번호 2의 염기서열을 가지는 퍼옥시다제 유전자.
A peroxidase gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2.
서열번호 3의 염기서열을 가지는 퍼옥시다제 유전자.
A peroxidase gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3.
서열번호 4의 염기서열을 가지는 퍼옥시다제 유전자.
A peroxidase gene having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4.
제1항 내지 제4항 중에서 선택된 어느 하나의 퍼옥시다제 유전자에 대한 RNA 간섭(RNAi) 카세트를 포함하는 벡터.
6. A vector comprising an RNA interference (RNAi) cassette for any one of the peroxidase genes selected from claims 1 to 4.
제5항의 벡터가 도입된 형질전환체.A transformant into which the vector of claim 5 has been introduced.
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