KR20150139189A - Method for increasing plant disease resistance using OsWRKY67-inducible resistance gene1 from Oryza sativa and the plant thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 벼 유래 NB-LRR 면역 센서 저항성 유전자인 OsWIR1(OsWRKY67-inducible resistance gene1)을 이용한 식물의 병 저항성을 증가시키는 방법 및 그에 따른 식물체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsWIR1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 비형질전환체에 비해 식물체의 병 저항성을 증가시키는 방법, 벼 유래의 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환하는 단계를 포함하는 비형질전환체에 비해 병 저항성이 증가된 형질전환 식물체의 제조방법, 상기 제조방법에 의해 제조된 형질전환 식물체 및 이의 종자, 벼 유래의 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자를 유효성분으로 포함하는 식물체의 병 저항성 증가용 조성물 및 벼 유래의 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자의 발현이 증가되어 병 저항성이 증가된 돌연변이 식물체에 관한 것이다.The present invention is derived from rice plant NB-LRR resistance gene, immune sensor OsWIR1 (OsWRKY67-inducible resistance gene1) by using a method and a plant according thereto for increasing the disease resistance of the plant, and more particularly, rice (Oryza sativa A method of increasing plant disease resistance compared to a non-transformant comprising a step of overexpressing OsWIR1 gene by transforming a plant cell with a recombinant vector containing a gene encoding OsWIR1 protein, A method for producing a transgenic plant having enhanced disease resistance compared to a non-transformant comprising transforming a recombinant vector containing the gene into a plant cell, a method for producing a transgenic plant produced by the method, A composition for increasing disease resistance of a plant comprising a gene coding for OsWIR1 protein derived from rice and an expression of a gene encoding OsWIR1 protein derived from rice as an active ingredient, and a mutant plant having enhanced disease resistance.
식물은 수많은 병원균의 침입으로부터 자신을 보호하기 위해 병원균 인식 및 방어 반응으로 특징되는 면역 기작을 갖는다. 식물체는 패턴 인식 수용기(Pettern recognition receptors, PRRs)에 의해 병원균- 또는 미생물-관련 분자적 패턴(PAMP/MAMP), 즉 동일한 과에 속하는 미생물들간에 고도로 보존되어 있는 분자의 일부를 지각하여 활성산소종(reactive oxygen species, ROSs)의 축적과 페놀성 화합물의 퇴적을 수반하는 PAMP-유발 면역(PAMP-triggered immunity, PTI)을 활성화시킨다. ROSs는 직접적으로 항균성을 가질 뿐 아니라 방어 반응의 신호전달 분자로서 기능을 한다. PTI는 종종 병원균의 침입과 성장을 막는 기초 방어로 불려진다(Jones and Dangl, 2006, Nature, 444:323-329).Plants have immune mechanisms characterized by pathogen recognition and defense responses to protect themselves against the invasion of numerous pathogens. Plants recognize pathogen- or microbial-related molecular patterns (PAMP / MAMP), that is, parts of molecules that are highly conserved among microorganisms belonging to the same family, by means of pattern recognition receptors (PRRs) activates PAMP-triggered immunity (PTI), which involves the accumulation of reactive oxygen species (ROSs) and the deposition of phenolic compounds. ROSs not only have direct antimicrobial activity, they also function as signaling molecules in the defense response. PTI is often referred to as the underlying defense against pathogen infiltration and growth (Jones and Dangl, 2006, Nature, 444: 323-329).
다른 식물 면역 체계로서, 병 저항성(R) 유전자에 의해 암호화된 숙주 면역 센서를 통한 병원균 반응기(effector) 분자의 인식은 ETI(effector-triggered immunity)를 유도한다. 만일 진균 반응기가 유사한 벼 유래의 R 단백질에 의해 인식된다면, ETI가 유발되고, 과민성 반응으로 종료되는데, 이는 48시간 내에 진균 성장을 중단시킨다. ETI는 병원균의 특이적 균주 또는 레이스(race)로부터 식물을 효과적으로 보호하는 강력한 면역 반응이다. 국부적 과민성 반응은 전신적 획득 저항성(systemic acquired resistance, SAR)이라고 불리는 장시간 지속되는 전신적 반응을 유발하고, 이것은 식물이 넓은 범위의 병원균에 대해 저항성을 갖도록 준비할 수 있게 한다.As another plant immune system, recognition of pathogen effector molecules through host immunosensors encoded by disease resistance ( R ) genes leads to effector-triggered immunity (ETI). If the fungal reactors are recognized by similar rice-derived R proteins, ETI is induced and terminated with an irritable reaction, which stops fungal growth within 48 hours. ETI is a potent immune response that effectively protects plants from pathogens specific strains or races. Localized hypersensitivity reactions cause a long-lasting systemic response called systemic acquired resistance (SAR), which allows plants to be prepared to resist a wide range of pathogens.
만일 진균 반응기가 인식하지 못하면, 제한된 PTI 반응이 키틴과 같은 진균 PAMP의 인식 하에 발생한다(Kaku 등, 2006, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103:11086-11091). 그리고 진균 균사는 식물 조직을 통해서 확산되어, 병징을 야기시킨다(Chen and Ronald, 2011, Trends plant Sci, 16:451-459). 그러므로, 병원균의 침입 이후의 조기 방어 반응이 숙주 저항성의 최종 결과에 중요하다.If the fungal reactors are not recognized, a limited PTI reaction occurs under the recognition of fungal PAMP like chitin (Kaku et al., 2006, Proc Natl Acad Sci USA, 103: 11086-11091). And fungal hyphae spread through plant tissues, causing disease (Chen and Ronald, 2011, Trends plant Sci, 16: 451-459). Therefore, early defense response after invasion of pathogens is important for the end result of host resistance.
식물 방어 반응과 연관된 주요 전사 재프로그래밍(transcriptional reprograming)은 식물 호르몬 뿐만 아니라 다양한 전사인자의 활성을 필요로 한다. WRKY, ERF, TGA, bZIP 및 Myb과 같은 전사인자는 식물의 선천적 면역 기작의 다운스트림 신호전달(downstream signaling)과 연관되어 있다(Eulgem, 2005, Trends Plant Sci, 10:71-78). 특히, WRKY 전사인자는 식물의 면역 반응에 연결된 전사 재프로그래밍에서 매우 중요하다. WRKY 유전자 패밀리는 육상식물 사이에서 널리 발달되었다(Eulgem and Somssich, 2007, Curr. Opin. Plant. Biol., 10:366-371). 예를 들어, 애기장대에서 80개 이상의 WRKY 유전자와 벼에서 130개 이상의 WRKY 유전자가 있다(Zhan 등, 2011, Nucl Acids Res, 39:D1114-D1117). The transcriptional reprogramming associated with plant defense responses requires the activity of various transcription factors as well as plant hormones. Transcription factors such as WRKY, ERF, TGA, bZIP, and Myb are associated with downstream signaling of plant innate immune mechanisms (Eulgem, 2005, Trends Plant Sci, 10: 71-78). In particular, WRKY transcription factors are very important in transcription reprogramming linked to the plant's immune response. The WRKY gene family has been widely developed among terrestrial plants (Eulgem and Somssich, 2007, Curr. Opin. Plant. Biol., 10: 366-371). For example, there are more than 80 WRKY genes in Arabidopsis and over 130 WRKY genes in rice (Zhan et al., 2011, Nucl Acids Res, 39: D1114-D1117).
병원균에 대한 저항성을 특정하는 R 유전자는 그의 단백질에서 보존되는 도메인의 구성에 따라 다섯 가지 분류군으로 분류된다(Van Ooijen 등, 2007, Annu. Rev. Phytopathoㅣ. 45:43-72). 그 중, 뉴클레오티드-결합(nucleotide-binding, NB) 및 고류신반복(leucine-rich repeat, LRR) 도메인을 포함하는 NB-LRR 단백질은, 예를 들어 애기장대에서 약 150개, 벼에서 500개로 가장 큰 R 단백질 분류군을 나타낸다(Ellis 등, 2000, Current Opinion in Plant Biology 3: 278-284). 이는 병원균 신호의 인식 및 전달에 대한 일반적인 메카니즘이 다양한 식물종에 존재한다는 것을 시사한다.The R gene, which identifies resistance to pathogens, is classified into five taxa depending on the configuration of the domains conserved in its protein (Van Ooijen et al., 2007, Annu. Rev. Phytopatho 45: 43-72). Among them, the NB-LRR proteins including the nucleotide-binding (NB) and leucine-rich repeat (LRR) domains have been reported to be about 150 in the Arabidopsis, 500 in the rice (Ellis et al., 2000, Current Opinion in Plant Biology 3: 278-284). This suggests that a common mechanism for recognition and transmission of pathogen signals is present in various plant species.
대부분의 경우, NB-LRR 단백질은 유전자-대-유전자 저항성(gene-for gene resistance)에 관여한다. 예를 들어, 이삭도열병(Panicle blast ) 1( Pb1 ) 유전자는 CC-NB-LRR(coiled-coil-nucleotide-binding site-leucine-rich repeat) 단백질을 코딩하는 유전자로서, 세포 내 핵에서 OsWRKY45와의 상호 작용을 통해 벼 도열병에 대한 광범위한 스펙트럼 내성을 부여한다(Inoue 등, 2013, Proc. Natl. Acad. Sci.USA 113(23):9577-9582).In most cases, the NB-LRR protein is involved in gene-for gene resistance. For example, Isaac blast (Panicle blast ) 1 ( Pb1 ) gene is a gene encoding CC-NB-LRR (coiled-coil-nucleotide-binding site-leucine-rich repeat) protein that interacts with OsWRKY45 in intracellular nuclei (Inoue et al., 2013, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 113 (23): 9577-9582).
도열병균(Magnaporthe oryzae)에 의해 발생하는 벼 도열병은 매년 전 세계적으로 벼 생산량의 10-30% 손실을 야기시키는 가장 파괴적인 벼 질환이다(Skamnioti and Gurr, 2009, Trends Biotechnol, 27:141-150). 도열병균은 발아관의 정단에서 부착기(appressoria) 분화와 코니디아(conidia) 발아에 의해 벼 잎에 감염을 시작한 후, 좁은 침입관(penetrating peg)은 활물기생(biotrophic) 단계 동안에 세포질 막에 쌓인 침입 균사로 분화한다. 반활물기생 병원균인 도열병균은 식물 세포를 초기에 죽이지 않고, 감염 후기에 감염된 균사의 지속적인 성장으로 식물을 죽이며 병변(blast lesion)은 일반적으로 감염 7일 이내에 가시적으로 볼 수 있다. 벼 흰잎마름병균(Xanthomonas oryzae pv. oryzae; Xoo)에 의해 발생하는 세균성 흰잎마름병(leaf blight)은 전 세계적으로 대부분의 벼 재배 국가들에서 벼 수확량 손실을 심각하게 발생시키는 벼 질환 중의 하나이다(Lino-Liu 등, 2006, Mol. Plant Pathol, 7:303-324). 흰잎마름병균은 상처나 배수조직(hydathodes)을 통해서 식물체로 침입하여 피복조직에서 증식하고 물관에 침투한다. 따라서 벼가 차지하는 농작물로서의 중요성 때문에, 상기 병원균들에 의한 벼 질환을 예방할 수 있는 연구가 매우 중요하다.Rice blast caused by Magnaporthe oryzae is the most devastating rice disease causing annual losses of 10-30% of rice production worldwide (Skamnioti and Gurr, 2009, Trends Biotechnol, 27: 141-150) . After initiating infection of the rice leaves by appressoria differentiation and conidia germination at the top of the germination tube, the narrow penetrating peg is the result of intrusion of the intracellular buildup during the biotrophic phase Differentiate into mycelium. Blast lesions are generally visible within 7 days of the infection, but they do not kill the plant cells early, and they kill plants by continuous growth of the mycelia infected in the later stages of infection. Bacterial leaf blight caused by Xanthomonas oryzae pv. Oryzae (Xoo ) is one of the rice diseases that severely loses rice yields in most rice growing countries worldwide (Lino- Liu et al., 2006, Mol. Plant Pathol, 7: 303-324). Blisters of white blossom infiltrate into plants through wounds and hydathodes, propagate in coat tissues and penetrate into water tubes. Therefore, research for preventing rice disease caused by pathogenic bacteria is very important because of its importance as a crop to be occupied by rice.
따라서, 본 발명에서는, OsWIR1 유전자의 식물 방어 반응에서 기능적 역할과 병 저항성 증진에서 잠재적 유용성에 대해서 보고한다. 본 발명에서, 벼 유래 OsWIR1 유전자가 과발현된 돌연변이체 라인이 도열병균에 대해 저항성을 보였다. 이러한 자료는 OsWIR1 유전자가 기초적 방어 및 병원균에 대한 저항성에 필수적이라는 것을 뒷받침한다.Thus, the present invention reports the potential role of the OsWIR1 gene in promoting its functional role in plant defense response and enhancing disease resistance. In the present invention, a mutant line overexpressing the rice-derived OsWIR1 gene was resistant to the blast fungus. These data support that the OsWIR1 gene is essential for basic defense and resistance to pathogens.
한국등록특허 제1352035호에는 '벼 도열병 저항성 OsABP67'이 개시되어 있고, 한국등록특허 제0990370호에는 '벼 도열병균에 대한 내성을 증진시키는 유전자 및 이의 용도'가 개시되어 있으나, 본 발명의 벼 유래 NB-LRR 면역 센서 저항성 유전자인 OsWIR1(OsWRKY67-inducible resistance gene1)을 이용한 식물의 병 저항성을 증가시키는 방법 및 그에 따른 식물체에 대해서는 개시된 바가 없다.Korean Patent No. 1352035 discloses 'rice blast resistance resistant OsABP67', Korean Patent Registration No. 0990370 discloses 'a gene promoting tolerance to rice blast fungus and its use', but the rice origin of the present invention There is no disclosure of a method for increasing the disease resistance of a plant using OsWIR1 (OsWRKY67-inducible resistance gene 1), which is an NB-LRR immunosensor resistance gene, and the resulting plant.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 OsWIR1 유전자가 OsWRKY67에 의해 조절되는 다운스트림 유전자임을 확인하고, 상기 OsWIR1 유전자가 과발현되는 돌연변이 식물체는 도열병균에 대해 강한 저항성을 나타냄을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Check the present invention is derived by the request as described above, the present invention OsWIR1 gene mutant plants confirmed that the downstream genes regulated by OsWRKY67, said OsWIR1 gene overexpression represents a strong resistance to oryzae Thereby completing the present invention.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 벼(Oryza sativa) 유래의 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsWIR1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 비형질전환체에 비해 식물체의 병 저항성을 증가시키는 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is rice (Oryza transforming a plant cell with a recombinant vector comprising a gene encoding OsWIR1 protein derived from S. sativa The present invention provides a method for increasing plant disease resistance compared to a non-transformant comprising the step of overexpressing the OsWIR1 gene.
또한, 본 발명은 벼 유래의 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환하는 단계를 포함하는 비형질전환체에 비해 병 저항성이 증가된 형질전환 식물체의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a transgenic plant having enhanced disease resistance as compared to a non-transformant comprising transforming plant cells with a recombinant vector comprising a gene encoding OsWIR1 protein derived from rice .
또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 비형질전환체에 비해 병 저항성이 증가된 형질전환 식물체 및 이의 종자를 제공한다.In addition, the present invention provides a transgenic plant having enhanced disease resistance and seeds thereof compared to the non-transformant produced by the above method.
또한, 본 발명은 벼 유래의 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자를 유효성분으로 포함하는 식물체의 병 저항성 증가용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for increasing disease resistance of a plant comprising a gene coding for OsWIR1 protein derived from rice as an active ingredient.
또한, 본 발명은 벼 유래의 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자의 발현이 증가된 돌연변이 식물체 및 이의 종자를 제공한다.In addition, the present invention provides a mutant plant and a seed thereof, wherein the expression of a gene encoding OsWIR1 protein derived from rice is increased.
본 발명은 벼 유래의 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자를 이용하여 식물체의 병 저항성을 증가시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 유전자를 식물 형질전환용 발현벡터에 삽입하여 과발현시킴으로써 효과적으로 식물체의 도열병에 대한 저항성을 증진시킬 수 있으며, 결과적으로 작물의 수확량 증대 등 경제성에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to a method for increasing disease resistance of a plant using a gene encoding OsWIR1 protein derived from rice. According to the present invention, by inserting the gene into an expression vector for plant transformation and overexpressing it, it is possible to effectively increase the resistance of the plant to blast disease, and consequently, it is expected that it will contribute to economic efficiency such as increase of crop yield.
도 1은 OsWRKY67 활성화 돌연변이체(OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 돌연변이)의 분리 및 특성을 나타낸다. (A) OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 돌연변이체 내에서 OsWRKY67 게놈구조 및 T-DNA 삽입부위의 모식도(schematic diagram). 박스 및 실선은 엑손 및 인트론을 각각 나타내며, T-DNA의 위치는 삼각형에 의해 나타내었다. 4X35S은 35S 인핸서를 의미한다. (B) OsWRKY67-D1, OsWRKY67-D2 돌연변이체 및 야생형 벼에서 OsWRKY67 유전자 발현의 RT-PCR 분석 결과를 나타낸다.
도 2는 트랜스펙션(transfection)된 옥수수 엽육 원형질체에서 OsWRKY67-GFP 융합 단백질의 세포 내 위치를 나타낸다. 엽록소 자가형광과 OsABF1-RFP는 엽록체 및 핵의 마커로서 각각 사용되었다. GFP(녹색) 및 RFP(적색) 형광으로부터 구별하기 위해, 위색(false color)(청색)이 엽록소 자가형광에 대해 사용되었다.
도 3은 OsWRKY67 활성화 돌연변이체 및 야생형 동진(Dongjin) 잎에 벼 도열병균(M. oryzae) PO6-6을 접종한 후의 저항성 반응 결과를 나타낸다. (A) 벼 도열병균 PO6-6로 접종된 야생형 동진, OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 활성화 돌연변이 식물체의 질환 반응. 병증은 접종 후 10일에 보여준다. 내성 대조군 RIL260을 이용하였다. (B) 벼 도열병균 PO6-6로 접종된 야생형 동진, OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 활성화 돌연변이 식물체의 잎 병변의 길이. OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2는 야생형 동진에 비해 증가된 저항성을 나타내게 된다.
도 4는 OsWRKY67 활성화 돌연변이체 및 야생형 동진(Dongjin) 잎에 벼 도열병균(M. oryzae) KI-215를 접종한 후의 저항성 반응 결과를 나타낸다. (A) 벼 도열병균 KI-215로 접종된 야생형 동진, OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 활성화 돌연변이 식물체의 질환 반응. 병증은 접종 후 10일에 보여준다. (B) 벼 도열병균 KI-215로 접종된 야생형 동진, OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 활성화 돌연변이 식물체의 잎 병변의 길이. OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2는 야생형 동진에 비해 증가된 저항성을 나타내게 된다.
도 5는 OsWRKY67 활성화 돌연변이체 및 야생형 동진(Dongjin) 잎에 벼 흰잎마름병균 PX099를 접종한 후의 저항성 반응 결과를 나타낸다. (A) 벼 흰잎마름병균 PXO99로 접종된 야생형 동진, OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 활성화 돌연변이 식물체의 질환 반응. 식물은 5주령에 접종했고 병증은 접종 후 10일에 보여준다. (B) 야생형 및 OsWRKY67 활성화 돌연변이체의 병변의 길이. 접종 후 0, 5, 10, 및 14일에 측정되었고, 세 잎의 평균값으로 나타내었다. 막대기는 SD값을 나타낸다. (C) 흰잎마름병균 성장곡선. 성장정도는 CFU/잎 콜로니 형성 단위를 log에 의한 정도로 나타내었고, 야생형 동진, OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2에서 유사한 성장 단계의 세 잎에 대해 측정하였다. 막대기는 SD값을 나타낸다.
도 6은 벼 도열병균 접종 후 OsWRKY67 활성화 돌연변이체 및 야생형 동진(Dongjin)에서 방어 관련 유전자들(OsWRKY67, PR1a, PR1b, PR4, PR10a 및 PR10b)의 발현 패턴을 RT-PCR 분석 결과를 통하여 나타낸다. 상기 유전자들의 발현은 야생형 동진, OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 활성화 돌연변이에 벼 도열병균 PO6-6 처리 0, 12 및 24시간 후 돌연변이체 및 야생형 식물에서 분석되었다. OsUbq5은 내부 대조군으로 사용되었다.
도 7은 벼 도열병균 접종 후 OsWRKY67 활성화 돌연변이체 및 야생형 동진(Dongjin)에서 방어 관련 유전자들(EDS1, PAD4, ICS1, CHS1, PAL2, PAL3, PAL5, PAL6, PAL8 및 PAL9)의 발현 패턴을 RT-PCR 분석 결과를 통하여 나타낸다.
도 8은 OsWRKY67 활성화 돌연변이체 및 야생형 동진(Dongjin)에서 키틴(A) 또는 flg22(B) 처리 후 유도되는 ROS 반응 결과를 나타낸다. 오차 막대는 표준오차를 나타낸다(n=3).
도 9는 OsWRKY67 활성화 돌연변이체에서의 유전자 온톨로지(GO) 분석 결과를 나타낸다.
도 10은 생물학적 스트레스에서의 맵맨(Mapman) 분석을 나타낸다. 적색은 OsWRKY67 활성화 돌연변이체에서의 상향조절을 가리킨다.
도 11은 벼 도열병균 접종 후 OsWRKY67 활성화 돌연변이체 및 야생형 동진(Dongjin)에서 R 유전자들의 발현 패턴을 RT-PCR 분석 결과를 통하여 나타낸다. 6가지 R 유전자들의 발현은 야생형 동진, OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 활성화 돌연변이에 벼 도열병균 PO6-6 처리 0, 12 및 24시간 후 돌연변이체 및 야생형 식물에서 분석되었다. OsUbq5은 내부 대조군으로 사용되었다.
도 12는 OsWIR1 활성화 돌연변이체의 분리 및 특성을 나타낸다. (A) 돌연변이 OsWIR1 -D에서 OsWIR1 게놈구조 및 T-DNA 삽입부위의 모식도(schematic diagram). 박스 및 실선은 엑손 및 인트론을 각각 나타내며, T-DNA의 위치는 삼각형에 의해 나타내었다. 4X35S은 35S 인핸서를 의미한다. (B) OsWIR1 -D 활성화 돌연변이체(T/T) 및 야생형(W/W) 벼 식물에서 OsWIR1 유전자 발현의 RT-PCR 분석 결과.
도 13은 OsWIR1 활성화 돌연변이체 및 야생형 동진(Dongjin) 잎에 벼 도열병균(M. oryzae ) PO6-6 또는 KI-215를 접종한 후의 저항성 반응을 나타낸다. (A) 벼 도열병균 PO6-6로 접종된 야생형 동진, OsWIR1 -D 활성화 돌연변이 식물체의 질환 반응. 병증은 접종 후 8일에 보여준다. (B) 벼 도열병균 PO6-6로 접종된 야생형 동진, OsWIR1 -D 활성화 돌연변이 식물체의 잎 병변의 길이. OsWIR1 -D 활성화 돌연변이는 야생형 동진에 비해 증가된 저항성을 나타내게 된다. (C) 벼 도열병균 KI-215로 접종된 야생형 동진, OsWIR1 -D 활성화 돌연변이 식물체의 질환 반응. 병증은 접종 후 6일에 보여준다. (D) 벼 도열병균 KI-215로 접종된 야생형 동진, OsWIR1 -D 활성화 돌연변이 식물체의 잎 병변의 길이. OsWIR1 -D 활성화 돌연변이 식물체는 야생형 동진에 비해 증가된 저항성을 나타내게 된다.Figure 1 shows the isolation and characterization of OsWRKY67 activated mutants ( OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 mutants). (A) Schematic diagram of OsWRKY67 genome structure and T-DNA insertion site in OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 mutants. The boxes and solid lines represent exons and introns, respectively, and the positions of T-DNA are represented by triangles. 4X35S means 35S enhancer. (B) RT-PCR analysis of OsWRKY67 gene expression in OsWRKY67-D1, OsWRKY67-D2 mutant and wild type rice.
Figure 2 shows the intracellular location of the OsWRKY67-GFP fusion protein in transfected corn leafy protoplasts. Chlorophyll autofluorescence and OsABF1-RFP were used as markers for chloroplasts and nuclei, respectively. To distinguish from GFP (green) and RFP (red) fluorescence, false color (blue) was used for chlorophyll fluorescence.
3 shows a resistance reaction result after inoculating rice blast fungus (M. oryzae) PO6-6 the leaf OsWRKY67 active mutants and wild-type Dongjin (Dongjin). (A) Disease response of wild - type Dongjin, OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 activated mutant plants inoculated with rice blast fungus PO6-6. The disease is shown 10 days after inoculation. Immunity control RIL260 was used. (B) Length of leaf lesions of wild - type Dongjin, OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 activated mutant plants inoculated with rice blast fungus PO6-6. OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 show increased resistance compared to the wild - type strain .
4 is OsWRKY67 active mutants and wild-type Dongjin (Dongjin) rice blast fungus on the leaves (M. oryzae) The results of the resistance reaction after inoculation with KI-215 are shown. (A) Disease response of wild - type Dongjin, OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 activated mutant plants inoculated with rice blast fungus KI-215. The disease is shown 10 days after inoculation. (B) Length of leaf lesion of wild - type Dongjin, OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 activated mutant plants inoculated with rice blast fungus KI-215. OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 show increased resistance compared to the wild - type strain .
Figure 5 shows the results of a reaction resistance inoculated OsWRKY67 active mutants and wild-type Dongjin Rice blight fungus huinip PX099 on (Dongjin) leaves. (A) Disease response of wild - type Dongjin, OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 activated mutant plants inoculated with rice blast fungus PXO99. The plants are inoculated at 5 weeks of age and the disease is shown at 10 days after inoculation. (B) Length of lesions of wild-type and OsWRKY67 activating mutants. It was measured at 0, 5, 10, and 14 days after inoculation and expressed as the mean value of three leaves. The bar represents the SD value. (C) Growth curve of blight of blight of white blossom. The degree of growth was expressed as log CFU / leaf colony forming units, and was measured on three leaves of similar growth stages in wild type strain , OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 . The bar represents the SD value.
6 illustrates via a RT-PCR analysis The expression pattern of the rice blast fungus after inoculation of defense-related genes in OsWRKY67 active mutants and wild-type Dongjin (Dongjin) (OsWRKY67, PR1a, PR1b, PR4, PR10a and PR10b). Expression of the genes was analyzed in wild type Dongjin, OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 activating mutants in mutant and wild-type plants at 0, 12 and 24 hours after treatment with rice blast fungus PO6-6. OsUbq5 was used as an internal control.
7 is RT- the expression pattern of the rice blast fungus after inoculation of defense-related genes in OsWRKY67 active mutants and wild-type Dongjin (Dongjin) (EDS1, PAD4, ICS1, CHS1, PAL2, PAL3, PAL5, PAL6, PAL8 and PAL9) PCR analysis results.
8 is OsWRKY67 in active mutants and wild-type Dongjin (Dongjin) The results of the ROS reaction induced after treatment with chitin (A) or flg22 (B) are shown. The error bars represent the standard error (n = 3).
Figure 9 shows the result of gene ontology (GO) analysis in the OsWRKY67 activating mutant.
Figure 10 shows Mapman analysis in biological stress. Red indicates upregulation in the OsWRKY67 activating mutant.
Figure 11 shows via a RT-PCR analysis The expression pattern of the R gene from the rice blast fungus after inoculation OsWRKY67 active mutants and wild-type Dongjin (Dongjin). Expression of the six R genes was analyzed in wild - type Dongjin, OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 activating mutations in mutant and wild-type plants at 0, 12 and 24 hours after treatment with rice blast fungus PO6-6. OsUbq5 was used as an internal control.
Figure 12 shows the isolation and characterization of OsWIR1 activating mutants. (A) A schematic diagram of the OsWIR1 genome structure and the T-DNA insertion site in the mutant OsWIR1- D . The boxes and solid lines represent exons and introns, respectively, and the positions of T-DNA are represented by triangles. 4X35S means 35S enhancer. (B) of OsWIR1 -D active mutant (T / T) and wild-type (W / W) OsWIR1 Gene Expression in Rice Plants RT-PCR analysis results.
Figure 13 shows the OsWIR1 active mutants and wild-type Dongjin (Dongjin) rice blast fungus (M. oryzae) PO6-6 or resistant reaction after the KI-215 inoculated on the leaf. (A) Disease response of wild-type Dongjin, OsWIR1- D activated mutant plants inoculated with rice blast fungus PO6-6. The disease is shown on the eighth day after inoculation. (B) Length of leaf lesion of wild-type Dongjin, OsWIR1- D activated mutant plants inoculated with rice blast fungus PO6-6. OsWIR1- D activating mutations show increased resistance compared to wild-type dengue . (C) Disease response of wild-type Dongjin, OsWIR1- D activated mutant plants inoculated with rice blast fungus KI-215. The disease is shown 6 days after inoculation. (D) Length of leaf lesion of wild-type Dongjin, OsWIR1- D activated mutant plant inoculated with rice blast fungus KI-215. OsWIR1- D activated mutant plants show increased resistance compared to wild-type dengue .
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 벼(Oryza sativa) 유래의 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsWIR1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 비형질전환체에 비해 식물체의 병 저항성을 증가시키는 방법을 제공한다.According to an aspect of the invention, the invention is rice (Oryza transforming a plant cell with a recombinant vector comprising a gene encoding OsWIR1 protein derived from S. sativa The present invention provides a method for increasing plant disease resistance compared to a non-transformant comprising the step of overexpressing the OsWIR1 gene.
본 발명의 상기 OsWIR1(OsWRKY67-inducible resistance gene1) 단백질의 범위는 서열번호 2의 아미노산 서열번호를 갖는 단백질 및 상기 단백질의 기능적 동등물을 포함한다. "기능적 동등물"이란 아미노산의 부가, 치환 또는 결실의 결과, 상기 서열번호 2의 아미노산 서열과 적어도 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 더 더욱 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 갖는 것으로, 서열번호 2의 아미노산 서열번호를 갖는 단백질과 실질적으로 동질의 생리활성을 나타내는 단백질을 말한다. "실질적으로 동질의 생리활성"이란 식물체 내에서 병 저항성을 증가시키는 활성을 의미한다. The OsWRKY67-inducible resistance gene1 (OsWIR1) protein of the present invention includes a protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and a functional equivalent of the protein. As used herein means at least 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, more preferably 95% or more, Or more homologous to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and having substantially the same physiological activity as the protein having the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. "Substantially homogenous bioactivity" means an activity that increases disease resistance in a plant.
또한, 상기 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자는 게놈 DNA와 cDNA를 모두 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 OsWIR1 유전자 cDNA 서열은 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 포함할 수 있다. 또한, 상기 염기 서열의 상동체가 본 발명의 범위 내에 포함된다. 구체적으로, 상기 유전자는 서열번호 1의 염기서열과 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.In addition, the gene encoding OsWIR1 protein includes both genomic DNA and cDNA. Preferably, the OsWIRl gene cDNA sequence 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 includes a nucleotide sequence having at least 70% homology, more preferably at least 80% homology, even more preferably at least 90% homology, and most preferably at least 95% homology with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 can do. "% 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 >
용어 "재조합"은 세포가 이종의 핵산을 복제하거나, 상기 핵산을 발현하거나 또는 펩티드, 이종의 펩티드 또는 이종의 핵산에 의해 코딩된 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.
용어 "벡터"는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 지칭할 때 사용된다. 벡터는 DNA를 복제시키고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있다. 용어 "전달체"는 흔히 "벡터"와 호환하여 사용된다. 용어 "발현 벡터"는 목적한 코딩 서열과, 특정 숙주 생물에서 작동가능하게 연결된 코딩 서열을 발현하는데 필수적인 적정 핵산 서열을 포함하는 재조합 DNA 분자를 의미한다. 진핵세포에서 이용가능한 프로모터, 인핸서, 종결신호 및 폴리아데닐레이션 신호는 공지되어 있다.The term "vector" is used to refer to a DNA fragment (s), nucleic acid molecule, which is transferred into a cell. The vector replicates the DNA and can be independently regenerated in the host cell. The term "carrier" is often used interchangeably with "vector ". The term "expression vector" means a recombinant DNA molecule comprising a desired coding sequence and a suitable nucleic acid sequence necessary for expressing a coding sequence operably linked in a particular host organism. Promoters, enhancers, termination signals and polyadenylation signals available in eukaryotic cells are known.
상기 재조합 벡터는 바람직하게는 재조합 식물 발현 벡터이다.The recombinant vector is preferably a recombinant plant expression vector.
식물 발현 벡터의 바람직한 예는 아그로박테리움 투머파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)와 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 a plant expression vector is a Ti-plasmid vector which is capable of transferring a so-called T-region into 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 식물 발현 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. "구성적(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 구성적 프로모터가 본 발명에서 바람직할 수 있다. 따라서, 구성적 프로모터는 선택 가능성을 제한하지 않는다.In the plant expression 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, 대장균의 rrnB1/B2 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 ) Terminator of the Octopine gene, and the rrnB1 / B2 terminator of E. coli, 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.
본 발명의 벡터를 원핵세포에 안정되면서 연속적으로 클로닝 및 발현시킬 수 있는 숙주세포는 당업계에 공지된 어떠한 숙주세포도 이용할 수 있으며, 예컨대, E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1, E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 츄린겐시스와 같은 바실러스 속 균주, 그리고 살모넬라 티피무리움, 세라티아 마르세슨스 및 다양한 슈도모나스 종과 같은 장내균과 균주 등이 있다. Any host cell known in the art may be used as the host cell capable of continuously cloning and expressing the vector of the present invention in a stable and prokaryotic cell, for example, E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1 , E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, Bacillus subtilis, Bacillus tulifene, and Salmonella typhimurium, Serratia marcesensus and various Pseudomonas species And enterobacteria and strains such as the species.
또한, 본 발명의 벡터를 진핵 세포에 형질전환시키는 경우에는 숙주세포로서, 효모(Saccharomyce cerevisiae), 곤충세포, 사람세포 (예컨대, CHO(Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN 및 MDCK 세포주) 및 식물세포 등이 이용될 수 있다. 상기 숙주세포는 바람직하게는 식물세포이다.When the vector of the present invention is transformed into eukaryotic cells, yeast ( Saccharomyce cerevisiae), and the like insect cells, human cells (e.g., CHO (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN and MDCK cell lines) and plant cell may be used. The host cell is preferably a plant cell.
본 발명의 벡터를 숙주세포 내로 운반하는 방법은, 숙주 세포가 원핵 세포인 경우, CaCl2 방법, 하나한 방법 (Hanahan, D., 1983, J. Mol. Biol., 166:557-580) 및 전기천공 방법 등에 의해 실시될 수 있다. 또한, 숙주세포가 진핵세포인 경우에는, 미세주입법, 칼슘포스페이트 침전법, 전기천공법, 리포좀-매개 형질감염법, DEAE-덱스트란 처리법, 및 유전자 밤바드먼트 등에 의해 벡터를 숙주세포 내로 주입할 수 있다.The method of delivering the vector of the present invention into a host cell can be carried out by the CaCl 2 method, Hanahan, D., 1983, J. Mol. Biol., 166: 557-580, An electric drilling method or the like. When the host cell is a eukaryotic cell, the vector is injected into the host cell by microinjection, calcium phosphate precipitation, electroporation, liposome-mediated transfection, DEAE-dextran treatment, gene bombardment or the like .
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에서, 상기 병 저항성은 벼 도열병에 대한 저항성인 것일 수 있고, 바람직하게는 도열병균 PO6-6 또는 KI-215에 의한 벼 도열병에 대한 저항성일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the method according to an embodiment of the present invention, the disease resistance may be resistance to rice blast disease, preferably resistance to rice blast fungus by the blast fungus PO6-6 or KI-215, It does not.
또한, 본 발명은 벼 유래의 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환하는 단계; 및 상기 형질전환된 식물세포로부터 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 비형질전환체에 비해 병 저항성이 증가된 형질전환 식물체의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a recombinant vector comprising the steps of: transforming a plant cell with a recombinant vector comprising a gene encoding OsWIR1 protein derived from rice; And regenerating the plant from the transformed plant cell. The present invention also provides a method for producing a transgenic plant having enhanced disease resistance compared to a non-transformant comprising the step of regenerating a plant from the transformed plant cell.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에서, 상기 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자는 전술한 바와 같다.In the method according to one embodiment of the present invention, the gene encoding the OsWIR1 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. The method of the present invention comprises transforming a plant cell with a recombinant vector according to the invention, said transformation being mediated, for example, by Agrobacterium tumefaciens.
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.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 비형질전환체에 비해 병 저항성이 증가된 형질전환 식물체 및 이의 종자를 제공한다. 상기 식물체는 벼, 보리, 밀, 호밀, 옥수수, 사탕수수, 귀리, 양파 등의 단자엽 식물 또는 애기장대, 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 식물일 수 있으며, 바람직하게는 단자엽 식물이며, 더욱 바람직하게는 벼이다.In addition, the present invention provides a transgenic plant having enhanced disease resistance and seeds thereof compared to the non-transformant produced by the above method. The plant may be selected from the group consisting of monocot plants such as rice, barley, wheat, rye, corn, sorghum, oats and onions or potatoes, potatoes, eggplant, tobacco, pepper, tomato, burdock, cilia, lettuce, spinach, And may be a twin leaf plant such as celery, carrot, parsley, parsley, cabbage, cabbage, gab, watermelon, melon, cucumber, amber, pak, strawberry, soybean, mung bean, kidney bean and pea. It is preferably rice.
또한, 본 발명은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자를 유효성분으로 포함하는 식물체의 병 저항성 증가용 조성물을 제공한다. 본 발명의 식물체의 병 저항성 증가용 조성물은 유효성분으로 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자를 포함하며, 상기 유전자를 식물체에 형질전환시킴으로써 식물체의 병 저항성을 증가시킬 수 있는 것이다.In addition, the present invention provides a composition for increasing disease resistance of a plant comprising, as an active ingredient, a gene encoding the OsWIR1 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. The composition for increasing the disease resistance of a plant of the present invention comprises a gene encoding an OsWIR1 protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 as an active ingredient and can be used to increase the disease resistance of a plant by transforming the gene into a plant .
또한, 본 발명은 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자의 발현이 증가되어 병 저항성이 증가된 돌연변이 식물체를 제공한다.The present invention also provides a mutant plant having increased disease resistance due to an increased expression of a gene encoding the OsWIR1 protein comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
본 발명의 일 구현 예에 따른 식물체에서, 상기 OsWIR1 단백질을 코딩하는 유전자의 발현 증가는 T-DNA 활성화 태깅(tagging) 방법에 의해 이루어지는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
In a plant according to an embodiment of the present invention, the expression of the OsWIR1 protein-encoding gene may be increased by a T-DNA tagging method, but the present invention is not limited thereto.
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
식물체 재료 및 성장 조건Plant material and growth conditions
벼 T-DNA 돌연변이 집단에서 OsWRKY67의 발현이 증가된 두 개의 활성화 돌연변이(OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2)와 그들의 야생형 식물체인 동진(Dongjin)이 연구에 사용하였다. 자포니카(japocanica) 벼 재배종인 동진을 벼 도열병균 접종 실험과 흰잎마름병 접종 실험에서 감수성 대조군으로서 주로 이용했다. 벼는 일반적으로 14/10 시간의 명/암 사이클로, 낮 동안은 30℃ 온도로 하고, 밤 동안은 20℃로 하여 온실에서 재배했다.
Rice T-DNA mutant group two activating mutations (OsWRKY67-D1-D2 and OsWRKY67) and their wild-type plant of Dong Jin (Dongjin) an increase in the expression of OsWRKY67 this was used in the study. The seedlings of japocanica rice cultivar, Dongjin, were mainly used as a susceptible control in rice blotting and inoculation experiments. Rice was grown in a greenhouse at a temperature of 20 ° C overnight, typically at a 14/10 hour light / dark cycle, during the day at 30 ° C.
병원균 접종 및 병 평가Inoculation of pathogens and evaluation of diseases
벼 도열병균 분리주 PO6-6 및 KI-215는 모든 표현형 분석에 이용했다. 벼 도열병균 분리주들은 RIL260에는 병증을 나타내지 않는 안정한 필리핀 분리주이다. 모든 접종 및 질환 평가는 Chen 등(Chen 등, 1996, Plant Disease 80: 52-26)이 기재한 바와 같이 경희대학교의 온실에서 수행했다. 5주령의 잎을 접종 실험에 사용했다. 벼 도열병균 PO6-6 및 KI-215는 귀리 아가 배지에서 2주 동안 22℃ 암실에서 배양했고, 채집 3일 전에 코니디아(conidia)를 유도했다. 접종된 식물체는 24℃의 암실로 24시간 동안 배양 챔버에서 유지한 후, 95% 습도에서 빛을 제공하며 14시간 동안 유지했다. 질환 평가는 접종 9~10일 후 수행했다. 벼 흰잎마름병 분리주 PXO99는 모든 표현형 분석에 이용했다. 접종을 위해 5주령의 잎을 사용했다. 벼 흰잎마름병균 PXO99는 펩톤 자당 아가 배지에 3일간 28℃에서 증식시킨 후 증류수에 농도가 0.8(OD600)이 되도록 현탁하여 Park 등(Park 등, 2010, PLoS One 5:e9262)이 기재한 바와 같이 접종 실험을 수행했다. 질환 평가는 접종 14일 후 수행했다.
The rice blast isolates PO6-6 and KI-215 were used for all phenotypic analyzes. The isolates of rice blast fungus are stable Philippine isolates that do not show pathology in RIL260. All inoculations and disease assessments were performed at Kyunghee University's greenhouse as described by Chen et al. (Chen et al., 1996, Plant Disease 80: 52-26). Five-week-old leaves were used for inoculation experiments. The rice blast fungi PO6-6 and KI-215 were cultured in oval medium for two weeks in a dark room at 22 ° C and induced conidia three days before collection. The inoculated plants were kept in a culture chamber for 24 hours in a dark room at 24 占 폚, and then kept at a humidity of 95% for 14 hours. Disease assessment was performed 9-10 days after inoculation. Pine blight isolate PXO99 was used for all phenotypic analysis. Five-week-old leaves were used for inoculation. PXO99 was grown on peptone sucrose agar medium for 3 days at 28 ° C and then suspended in distilled water to a concentration of 0.8 (OD 600 ). As described in Park et al. (Park et al., 2010, PLoS One 5 : e9262) Inoculation experiments were carried out together. Disease assessment was performed 14 days after inoculation.
OsWRKY67-GFP 융합 단백질의 세포 내 위치Intracellular location of OsWRKY67-GFP fusion protein
OsWRKY67 유전자는 프라이머 쌍: 정방향 프라이머 (5'-CACCATGAGGTACGAGAGCGAGGAGAA-3'(서열번호 3)) 및, C-말단 GFP 융합에 대한 역방향프라이머 (5'-GAAGAGCAGCGAGCCGCCTGCCGAATA-3'(서열번호 4))를 이용하여 PCR에 의해 증폭되었다. 그 다음에 PCR 산물은 pENTRTM/D-TOPO 벡터 (Invitrogen, Gaithersburg, MD) 내로 서브클로닝 되었다. 그 후 검증된 삽입체는 제조자의 지시에 따라 LR clonase(Invitrogen)를 이용하여 목적 벡터인 C-말단 GFP 융합을 위한 p2GWF7 내로 서브클로닝 되었다. CaMV35S 프로모터에 의해 유도된 생성된 융합 구축물(OsWRKY67-GFP)은 폴리에틸렌 글리콜(PEG)-칼슘 매개 방법을 이용하여 옥수수 엽육 원형질체 내로 운반되었고, 이어서, 일시적인 발현을 가능케 하는 12 내지 24시간의 인큐베이션이 수행되었다. 엽록소 자가형광 및 OsABF1-RFP가 엽록체 및 핵 마커로서 각각 사용되었다. 상기 융합 구축물의 발현은 공초점 현미경(LSM510 META, Carl Zeiss, Jena, Germany)을 사용하여 모니터링 되었다.
The OsWRKY67 gene was amplified using primer pair: forward primer (5'-CACCATGAGGTACGAGAGCGAGGAGAA-3 '(SEQ ID NO: 3)) and reverse primer (5'-GAAGAGCAGCGAGCCGCCTGCCGAATA-3' (SEQ ID NO: 4)) for C- And amplified by PCR. The PCR products were then subcloned into pENTR TM / D-TOPO vector (Invitrogen, Gaithersburg, Md.). The validated inserts were then subcloned into p2GWF7 for C-terminal GFP fusion, the target vector, using LR clonase (Invitrogen) according to the manufacturer's instructions. The resulting fusion construct (OsWRKY67-GFP) induced by the CaMV35S promoter was carried into the corn lobe protoplast using the polyethylene glycol (PEG) -calcium-mediated method, followed by incubation for 12-24 hours allowing transient expression . Chlorophyll autofluorescence and OsABF1-RFP were used as chloroplasts and nuclear markers, respectively. The expression of the fusion constructs was monitored using a confocal microscope (LSM510 META, Carl Zeiss, Jena, Germany).
RNA 분리 및 RT-PCR 분석RNA isolation and RT-PCR analysis
총 RNA는 정상 생장 조건하에 벼 식물 및 도열병-처리 유묘 잎으로부터 Trizol 시약 (Invitrogen, Gaithersburg, MD)을 사용하여 분리되었다. 1㎍의 정제된 총 RNA, oligo(dT) 프라이머 및 First Strand cDNA Synthesis kit (Roche)을 이용하여 제 1가닥 cDNA가 합성되었다. 벼 유비퀴틴5(ubiquitin 5; OsUBQ5) 유전자는 cDNA의 상대적인 양을 정량하기 위해 내부 대조군으로서 증폭되었다. 표 1에서 사용된 프라이머 서열을 나타내었다. Total RNA was isolated from rice plants and blast-treated seedlings under normal growth conditions using Trizol reagent (Invitrogen, Gaithersburg, Md.). First strand cDNA was synthesized using 1 쨉 g of purified total RNA, oligo (dT) primer and First Strand cDNA synthesis kit (Roche). The rice ubiquitin 5 ( OsUBQ5 ) gene was amplified as an internal control to quantify the relative amount of cDNA. The primer sequences used in Table 1 are shown.
번호number
번호number
(OsWIR1) RT*LOC_Os11g38480
(OsWIR1) RT *
*는 RT-PCR 분석을 위해 사용된 프라이머 세트를 나타낸다.
* Represents the set of primers used for RT-PCR analysis.
ROS의 측정Measurement of ROS
4주령의 잎 디스크는 잘라서 멸균수에서 밤새 전배양하였다. 잎 디스크에서 유도인자(elicitor) 처리 후 ROS 생산은 루미놀 화학발광 분석(luminol chemiluminescence assay; Schwacke 및 Hager, 1992, Planta 187:136-141)을 사용하여 모니터링하었다. 샘플마다 3개의 잎 디스크를 100㎕의 루미놀(luminol, Bio-Rad Immun-Star horseradish peroxidase substrate 170-5040), 1.0㎕의 겨자무 과산화효소(horseradish peroxidase) 및 유도인자(100 nM flg22, 8nM 키틴(hexa-N-acetyl-chitohexaose) 또는 대조구인 물)가 포함되어 있는 마이크로원심분리 튜브에 넣었다. 처리 직후, 발광은 Glomax 20/20 luminometer(Promega)을 사용하여 20분 동안 10초 간격으로 계속 측정하였다. 각 독립 실험을 3회 반복 수행하였다. 각 처리에 대한 표준오차를 계산하였다.
4-week-old leaf discs were cut and pre-incubated overnight in sterile water. After elicitor treatment on leaf discs, ROS production was monitored using a luminol chemiluminescence assay (Schwacke and Hager, 1992, Planta 187: 136-141). Three leaf disks per sample were incubated with 100 μl of luminol (Bio-Rad Immun-Star horseradish peroxidase substrate 170-5040), 1.0 μl of horseradish peroxidase and inducer (100 nM flg22, 8 nM chitin hexa-N-acetyl-chitohexaose) or water (control). Immediately after treatment, luminescence was continuously measured at 10 second intervals for 20 minutes using a
마이크로어레이 분석Microarray analysis
마이크로어레이 분석을 위해 OsWRKY67-D1, OsWRKY67-D2 및 그들의 야생형 식물체인 동진을 온실에서 생육시켰다. 3주령의 잎을 실험에 사용하였으며 생물학적 재현성을 위해, OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 모종은 독립적으로 3회 샘플링하고 동진 모종은 2회 샘플링했다. 총 RNA는 제조자의 지시에 따라 Mini RNA kit(Qiagen)를 사용하여 추출하고 Rice Gene Expression Microarray and Gene Expression Hybridization kit(Agilent)를 사용하여 분석했다. 신호는 Agilent DNA 마이크로 어레이 스캐너로 검색되었고, 개별 프로브에 대한 신호 강도는 Agilent Feature Extraction Software 버전 7.5.1을 사용하여 분석되었다. 강도는 분위수(quantile)법에 의해 표준화되었고 log2 스케일로 변형되었다(Bolstad 등, 2003, Bioinformatics 19:185-193).
For microarray analysis, OsWRKY67-D1, OsWRKY67-D2 and their wild - type plant, Dongjin , were grown in a greenhouse. Three-week-old leaves were used for the experiment. For biological reproducibility, OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 seedlings were sampled 3 times independently and 2 times sampled. Total RNA was extracted using the Mini RNA kit (Qiagen) according to the manufacturer's instructions and analyzed using the Rice Gene Expression Microarray and Gene Expression Hybridization kit (Agilent). Signals were detected with an Agilent DNA microarray scanner, and signal intensities for individual probes were analyzed using Agilent Feature Extraction Software version 7.5.1. Strength was standardized by the quantile method and transformed to the log2 scale (Bolstad et al., 2003, Bioinformatics 19: 185-193).
유전자 온톨로지(Gene Ontology) 인리치먼트 분석Gene ontology Gene Ontology Analysis
생물학적 프로세스에서 야생형과 비교하여 OsWRKY67-D 식물체에서 상향조절된 354개 유전자에 대해서 GO 분석을 하였다. 쿼링(querying) 유전자 목록에서 각 GO 슬림 텀(Slim term)에 대하여 폴드-인리치먼트(fold-enrichment)를 측정했고, GO 텀(term) 및 2-폴드 이상의 GO 인리치먼트값을 가지면서 하이퍼 게노믹(hyper genomic) p-값이 0.05 미만인 연관 유전자 엔트리(entry)를 동정했다(도 9). 각 GO 텀에 대해, 폴드-인리치먼트는 유전자의 예상된 수에 의해 나눠진 유전자 목록에서 관찰된 유전자 수인데, 전체 게놈과 비교된 유전자 목록의 크기로 주어졌다.
GO analysis was performed on 354 genes up-regulated in OsWRKY67-D plants compared to the wild type in the biological process. We measured the fold-enrichment for each GO slim term in the querying gene list and found that there was a GO term and a GO mutation value of two- A linked gene entry with a hyper genomic p-value of less than 0.05 was identified (Figure 9). For each GO term, fold-translocation is the number of genes observed in the gene list divided by the expected number of genes, given as the size of the list of genes compared to the entire genome.
맵맨(MapMan) 분석MapMan Analysis
현재 36개의 맵맨 빈(MapMan BIN)이 벼 맵맨 분류에 사용되었고, 이들 빈(BIN)은 계층적 방식에서 하위 빈(BIN)으로 확대될 수 있었다. 다양한 맵맨 툴(Tool)의 트랜스크립톰(transcriptome) 분석으로부터 중요한 유전자 발현 데이타를 통합시키기 위해서, 야생형과 비교하여 OsWRKY67-D 식물체에서 상향조절된 354 유전자의 평균 폴드-변화 데이타와 MSU 유전자좌 ID를 포함하는 데이타 세트를 만들었다. 도 10을 위해 발명자는 맵맨에 설치된 툴키트(toolkit)의 생물적-스트레스-개요(overview)를 사용하였다. 구체적인 과정은 본 발명자 그룹에 의한 최근 연구에서 기술되었다(Jeong 및 An, 2012, J Plant Biol 55:436-449).
Currently, 36 MapMan BINs are used for the rice Mapman classification, and these BINs could be expanded from hierarchical to lower bin (BIN). To incorporate important gene expression data from transcriptome analysis of various Mapman tools, the average fold-change data of 354 genes up-regulated in OsWRKY67-D plants and the MSU locus ID were compared with wild type . 10, the inventor used a bio-stress-overview of a toolkit installed in Mapman. A specific procedure has been described in a recent study by the present inventors group (Jeong and An, 2012, J Plant Biol 55: 436-449).
실시예 1. OsWRKY67 활성화 돌연변이의 분리Example 1. Isolation of OsWRKY67 activating mutation
생물학적 스트레스 조건하에서 병 저항성을 조절하는 OsWRKY67의 생체내(in vivo) 기능을 조사하기 위한 첫 단계로, T-DNA 돌연변이 집단(Jeong 등, 2006, Plant J. 45:123-132)에서 2개의 활성화 돌연변이를 분리했다. 분리된 대립유전자들, OsWRKY67-D1와 OsWRKY67-D2는(D는 dominant를 의미) 각각 OsWRKY67 유전자의 번역 개시 코돈으로부터 약 6.4, 3.4 kb 업스트림에 T-DNA 삽입을 포함한 것이다(도 1A). OsWRKY67 특이적 프라이머(서열번호 5-6 또는 7-8; 표 1 참조) 및 T-DNA 특이적 프라이머(서열번호 57; 표 1 참조)를 사용하여 이들의 자손에서 동형 접합체성 돌연변이를 분리하였다. OsWRKY67 전사체의 획득은 서열번호 9 및 10의 프라이머(표 1 참조)를 사용한 RT-PCR 분석에 의해 확인되었다. 그 결과 활성화 돌연변이에서의 OsWRKY67 전사체가 야생형에서보다 높다는 것을 나타냈다(도 1B).
The first step to investigate the in vivo function of OsWRKY67, which regulates disease resistance under biological stress conditions, is to detect two activations in the T-DNA mutation population (Jeong et al., 2006, Plant J. 45: 123-132) Mutations were isolated. The isolated alleles, OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 (D means dominant ), contain T-DNA insertions upstream of the translation initiation codon of the OsWRKY67 gene at about 6.4 and 3.4 kb, respectively (FIG. 1A). Homozygous mutations were isolated from their progeny using OsWRKY67 specific primers (SEQ ID NOS: 5-6 or 7-8; see Table 1) and T-DNA specific primers (SEQ ID NO: 57; The acquisition of the OsWRKY67 transcript was confirmed by RT-PCR analysis using the primers of SEQ ID NOS: 9 and 10 (see Table 1). As a result, it was shown that the OsWRKY67 transcript in the activated mutation was higher than in the wild type (Fig. 1B).
실시예 2. OsWRKY67의 세포 내 위치Example 2. Intracellular location of OsWRKY67
OsWRKY67 단백질의 세포 내 위치를 결정하기 위해, CaMV 35S 프로모터의 조절하에 OsWRKY67-GFP 융합 구축물을 제조하였다. 그 후 구축물은 옥수수 엽육 원형질체에서 발현되었다. 상기 결과는 OsWRKY67-GFP 융합 단백질이 옥수수 원형질체의 핵에서 발현된다는 것을 보여주었다(도 2). 공위치(colocalization)는 핵 마커인 OsABF1-RFP를 이용하여 확인되었다. 상기 데이터는 OsWRKY67이 핵 단백질이며, 따라서 전사인자로서 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 보여준다.
To determine the intracellular location of the OsWRKY67 protein, an OsWRKY67-GFP fusion construct was prepared under the control of the
실시예 3. OsWRKY67 활성화 돌연변이 식물체의 분석Example 3. Analysis of OsWRKY67 activated mutant plants
OsWRKY67 유전자가 벼 도열병균 분리주에 대한 내성을 부여하는지 여부를 시험하기 위해, 벼 도열병균 PO6-6에 대해 매우 감수성인 동진과 동진을 모본으로 한 OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 접종실험은 OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 식물체가 모두, RIL260에 필적할만한 벼 도열병균 PO6-6에 대한 내성을 나타낸 반면, 야생형 대조군 식물체는 감수성 표현형을 나타낸다는 것을 밝혔다(도 3). 종 특이성은 저항성(R) 유전자 매개 병 저항성과 다른 유형의 병 저항성을 구별하기 위한 가장 중요한 요점들 중 하나이다. OsWRKY67 유전자에 의한 레이스 특이적인 도열병 저항성을 조사하기 위해 PO6-6과 다른 도열병 분리주인 KI-215로 접종실험을 수행하였다. 그 결과, OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 활성화 돌연변이는 벼 도열병균 분리주에 대해 저항성 표현형을 나타냈으며, 대조적으로 야생형 식물체는 감수성 표현형을 반복한다는 것을 밝혔다(도 4). 상기 결과들은 OsWRKY67 유전자가 광범위 벼 도열병균 분리주에 대한 내성에 필요하다는 것을 증명했다. OsWRKY67 유전자가 벼 흰잎마름병균 분리주에 대한 내성을 부여하는지 여부를 시험하기 위해, 벼 흰잎마름병균 PXO99에 대해 매우 감수성인 동진과 동진을 모본으로 한 OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 접종실험에서 분리된 OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 활성화 돌연변이들은 병 저항성이 현저히 증가하였음을 확인하였고(도 5A 및 5B), 이와 일관되게 세균 증식 또한 OsWRKY67-D 돌연변이 식물에서는 감소하였다(도 5C). 상기 결과는 벼 도열병원균 분리주 접종과 마찬가지로 분리한 OsWRKY67-D 활성화 돌연변이 라인이 적어도 다른 두 가지 병원균에 동시에 강한 저항성을 가짐을 의미하며, OsWRKY67이 다중 식물병 저항성을 조절함을 뒷받침한다는 것을 시사한다.
To test whether the OsWRKY67 gene confers resistance to rice blast isolates, the OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 inoculation experiments using the highly sensitive strains of Dongjin and Dongjin for rice blast fungus PO6-6 were performed by OsWRKY67-D1 And OsWRKY67-D2 plants were resistant to rice blast fungus PO6-6 comparable to RIL260, while wild-type control plants exhibited a susceptible phenotype (Fig. 3). Species specificity is one of the most important points to distinguish resistance ( R ) gene mediated resistance from other types of disease resistance. To investigate the resistance to race-specific blast resistance by the OsWRKY67 gene, inoculation experiments were performed with PO6-6 and other blast isolate KI-215. As a result, the OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 activating mutants exhibited a resistance phenotype for the rice blast isolate, whereas the wild type plants repeated the susceptibility phenotype (Fig. 4). These results demonstrate that the OsWRKY67 gene is required for resistance to broad- spectrum rice blast isolates. The OsWRKY67 gene is rice huinip blight fungus in order to test whether a given resistance to isolate, rice huinip blight fungus is very susceptible of Dongjin and Dongjin for PXO99 the separation in a OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 inoculation experiments mobon OsWRKY67 OsWRKY67 -D1 and D2-activating mutations have been affirmed that it has pathogen resistance is remarkably increased (Fig. 5A and 5B), this bacterial growth also consistently decreased in OsWRKY67-D mutant plants (Fig. 5C). These results suggest that the OsWRKY67-D activated mutant line isolated at the same time as the rice blast fungus isolate inoculation has strong resistance to at least two other pathogens at the same time, suggesting that OsWRKY67 supports the control of multiple plant disease resistance.
실시예 4. Example 4. OsWRKY67 OsWRKY67 활성화 돌연변이에서의 방어-관련 유전자의 발현 확인Identification of defense-related gene expression in activated mutants
증가된 병 저항성은 다면발현 발생학적 및/또는 형태학적 이상(perturbation)을 가지는 돌연변이체에서 빈번하게 관찰되고, 이러한 경우에서는 방어 마커 유전자 또는 스트레스-방어 유전자의 필수 구성요소와 관련이 있다. OsWRKY67-D 돌연변이체는 정상 성장조건 하에서의 발생학적 및 형태학적 변화는 관찰되지 않았다. 병원균에 대한 벼 방어에서 OsWRKY67의 효과를 알아보기 위해서, OsWRKY67-D 및 야생형 동진에서의 방어-관련 유전자의 발현을 비교하는 RT-PCR 분석을 수행하였다. 야생형, OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2에 도열병균 PO6-6을 스프레이 방법으로 접종 처리한 후 0, 12 및 24시간에 식물체 잎으로부터 총 RNA를 추출하여 5개의 PR 유전자의 발현 패턴을 조사하였다. PR1 전사체 축적은 병원균 접종 전 야생형에서 전혀 보이지 않는데 비해, OsWRKY67-D 식물체에서는 접종 전에도 상당량 검출되었다(도 6). OsWRKY67-D 식물체는 야생형에 비해 PR1b 전사체를 더 많이 축적했다(도 6). PR4, PR10 및 PR10b전사체의 발현 수준에 아주 적은 변화를 나타내거나 전혀 나타내지 않았다(도 6).Increased disease resistance is frequently observed in mutants with multiple expression developmental and / or morphological abnormalities (perturbations), which in this case are associated with defective marker genes or essential components of stress-defensive genes. The OsWRKY67-D mutant under development under normal growth conditions has morphological and morphological changes Not observed. To determine the effect of OsWRKY67 on rice defense against pathogens, RT-PCR analysis was performed comparing the expression of defense-related genes in OsWRKY67-D and wild - type dengue . The expression patterns of five PR genes were investigated by extracting total RNA from plant leaves at 0, 12 and 24 hours after inoculation with wild type, OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 by spraying method. PR1 transcript accumulation was not observed in the wild type before the inoculation of the pathogen, but a significant amount was also detected in the OsWRKY67-D plant before inoculation (Fig. 6). OsWRKY67-D plants accumulated more PR1b transcripts than wild - type plants (Fig. 6). Showed little or no change in the expression levels of the PR4 , PR10 and PR10b transcripts (Figure 6).
SA와 JA는 식물 방어 반응에서 핵심 신호전달 분자이다. OsPR1의 발현은 SA 신호전달 경로 또는 SA 및 JA 신호전달 경로에 의존적인 것으로 여겨진다. PR1b는 벼에서 SA- 및 JA-의존적 신호전달 경로를 통해 병원균에 대한 방어반응에서 기능을 나타낸다(Xie 등, 2011, Mol Plant 4:688-696). 그러므로, 본 발명자는 방어 신호전달 네트워크(network)에서 OsWRKY67의 활성 부위가 SA 및 JA의 다운스트림(downstream)일 것이라는 가설하에 OsWRKY67-D 돌연변이체에서 SA- 또는 JA-의존적 방어 신호전달 경로에 기능을 하는 것으로 알려진 10개 유전자의 발현을 조사하였다. 8개 유전자, EDS1, PAD4, ISC1, CHS, PAL2, PAL5, PAL8 및 PAL9의 발현은 병원균 접종에 의해 변화되지 않았다(도 7). 반면, PAL3의 발현 수준은 병원균 감염 전 야생형에서보다 OsWRKY67-D에서 현저하게 높았다(도 7).
SA and JA are key signaling molecules in plant defense responses. Expression of OsPRl is believed to be dependent on the SA signaling pathway or the SA and JA signaling pathways. PR1b functions in defense responses to pathogens through SA- and JA-dependent signaling pathways in rice (Xie et al., 2011, Mol Plant 4: 688-696). Therefore, we hypothesized that the active site of OsWRKY67 in the defense signaling network would be downstream of SA and JA and would function in the SA- or JA-dependent defense signaling pathway in OsWRKY67-D mutants The expression of 10 genes known to be known to be involved in the development of the disease is examined. Expression of the eight genes, EDS1 , PAD4 , ISC1 , CHS , PAL2 , PAL5 , PAL8 and PAL9 was not altered by inoculation of the pathogen (FIG. 7). On the other hand, the expression level of PAL3 was higher than remarkable in OsWRKY67-D from all pathogens infect wild type (Fig. 7).
실시예 5. ROS 측정Example 5. ROS measurement
벼에서 OsWRKY67의 발현이 PAMP 유도인자 처리 후 ROS 생산에 영향을 미치는지 시험하기 위해서, OsWRKY67 활성화 돌연변이 및 야생형 식물체로부터 잎을 수거하여 키틴과 flg22 처리 후의 ROS 억제 실험을 통하여 일시적인 ROS 수준을 정량하였다. ROS 생산의 가능성을 측정하기 위해서, 4주령의 OsWRKY67-D 돌연변이 및 야생형 식물체 조직에 세균성 유도인자 fla22 또는 진균 PAMP 키틴 처리 후, ROS 생산을 분석하였다. 도 8에서 보여주는 것처럼, OsWRKY67-D 돌연변이 식물체는 야생형 식물체에 비교하여 flg22 또는 키틴 유도인자 처리 후 10분 내에 ROS 생산의 50%까지 유도하였고, 상기 결과는 OsWRKY67 활성화 돌연변이에서의 기초적인 저항성의 증가가 flg22 및 키틴-유도에 따른 빠르고 일시적인 ROS의 버스트(burst)에 의존하는 것이라는 것을 제안한다.
To test whether OsWRKY67 expression in rice affects ROS production after treatment with PAMP inducer, temporal ROS levels were quantified by OsWRKY67 activated mutants and ROS inhibition experiments following chitin and flg22 treatment by harvesting leaves from wild-type plants. To determine the likelihood of ROS production, 4-week - old OsWRKY67-D mutants and wild - type plant tissues were analyzed for ROS production following treatment with the bacterial inducer factor fla22 or fungal PAMP chitin. As shown in Figure 8, OsWRKY67-D mutant plants induced up to 50% of ROS production within 10 minutes after treatment with flg22 or chitin inducer compared to wild - type plants, and the results show that the basal resistance increase in OsWRKY67 activating mutants lt; RTI ID = 0.0 > ROS < / RTI > resulting from flg22 and chitin-induction.
실시예 6. OsWRKY67가 특이적으로 조절하는 다운스트림 유전자를 조사하기 위한 마이크로어레이 분석 Example 6. Microarray analysis to examine downstream genes specifically regulated by OsWRKY67
OsWRKY67-D1 및 OsWRKY67-D2 활성화 돌연변이 라인과 야생형 동진에서의 RNA 발현 변화를 Agilent 60K 마이크로어레이를 통해 비교했다. 그 결과 야생형과 비교하여 OsWRKY67 활성화 돌연변이에서 0.05 미만의 p-값의 적어도 2배 이상의 상향조절을 보이는 347개 유전자를 확인하였다.
Changes in RNA expression in the OsWRKY67-D1 and OsWRKY67-D2 activated mutant lines and wild-type syngene were compared via an Agilent 60K microarray. As a result, 347 genes with at least 2-fold upregulation of the p-value less than 0.05 in the OsWRKY67 activation mutation were identified compared to the wild type.
실시예 7. OsWRKY67 과발현과 관련된 유전자 온톨로지(GO) 분석Example 7. Gene ontology (GO) analysis related to OsWRKY67 overexpression
OsWRKY67 활성화 돌연변이에서 병원균 감염에 대하여 발현의 차이를 나타내는 유전자의 반응을 조절할 가능성이 있는 생물학적 경로를 확인하기 위하여, GO 범주 인리치먼트 분석이 0.05 이하의 p-값으로 조정된 FDR을 한계(cutoff)로 사용하여 수행되었다. 생물학적 프로세스에서의 365개 GO 텀(term) 주석이 347개 상향조절된 유전자 중 196개 탐침 세트를 부여했다. 인리치먼트된 GO 텀(term)의 분포는 OsWRKY67 과발현과 강하게 관련된 GO 텀(term)을 나타냈다. 또한, 철 이온 수송, 내생세균 생합성 과정, 세포적 기작 과정, 아폽토시스(apoptosis) 및 방어 반응 유전자들의 적어도 2배 이상의 인리치먼트(enrichment)를 확인하였다(도 9).
To identify biological pathways that may regulate the response of genes expressing differences in expression in pathogenic infection in the OsWRKY67 activating mutation, the GO category mutation analysis was used to determine the cutoff of the FDR adjusted to p- ≪ / RTI > 365 GO terns in the biological process were assigned 196 probe sets of 347 up-regulated genes. The distribution of the initiated GO term represented a GO term strongly associated with OsWRKY67 overexpression. In addition, at least twice the enrichment of the iron ion transport, endogenous bacterial biosynthesis process, cellular mechanism, apoptosis and defense reaction genes was confirmed (FIG. 9).
실시예 8. OsWRKY67 과발현과 관련된 맵맨(Mapman) 분석Example 8. Mapman analysis related to OsWRKY67 overexpression
유전자 온톨로지 분석에서 "방어 반응" 유전자가 OsWRKY67 활성화 돌연변이에서 발현량 증가를 보임을 확인했으므로, 맵맨(MapMan) 소프트웨어(http://mapman.gabipd.org)를 이용하여 발현의 차이를 나타내는 유전자 목록을 분석했다. 맵맨 그래프(도 10)에서는 야생형과 비교하여 OsWRKY67-D 돌연변이체에서 상향조절된 유전자로 구성된 생물적 스트레스 개요(Biotic stress overview)가 나타났는데, 이는 주요 병 저항성 경로에 관련된 효소를 코딩하는 유전자의 일반적인 조절 패턴의 개요(overview)를 나타낸다. 병원균에 대한 식물 반응의 개요를 위한 유전자의 선별은 다음의 맵맨의 기능적 범주에서의 수 많은 조절되는 유전자들을 밝혔다: "R 유전자에 의한 인식", "호흡의 폭발적인 많은 양(respiratory burst)", "열충격단백질", "여러가지 다양한 기능", "신호전달", "맵 캐스캐이드(MAPK cascades)", "전사인자", "병원균-연관(PR) 단백질에 의한 방어 반응", "단백질 분해" 및 "이차대사산물". 하기에서, 각 범주의 구성성분을 기술했다.Gene ontology analysis showed that the "defense response" gene showed an increased expression level in the OsWRKY67 activation mutation, so use the MapMan software (http://mapman.gabipd.org) I analyzed it. In the mapper graph (Fig. 10), a biotic stress overview consisting of genes up-regulated in the OsWRKY67-D mutants was shown compared to the wild type, indicating that the gene encoding the enzymes involved in the major disease- Represents an overview of the control pattern. Selection of genes for a summary of plant responses to pathogens revealed a number of regulated genes in the functional categories of Mapman: "recognition by the R gene,""respiratoryburst,"" (Protein kinase), "heat shock protein", "various functions", "signaling", "MAPK cascades", "transcription factor", ""Secondarymetabolites". In the following, the components of each category are described.
R 유전자에 의한 병원균 인식: 마이크로어레이 실험에서, 방어 반응에 포함되는 22개의 유전자는 OsWRKY67에 의해 상향조절되고, 19개의 유전자는 하향조절되었다. 하기 표 2는 OsWRKY67-D 돌연변이체에서 상향조절된 방어 관련 R 유전자를 나타낸다. 이 6개의 방어 관련 R 유전자, LOC_Os11g39310, LOC_Os11g39320, LOC_Os11g3800, LOC_Os11g39190, LOC_Os11g38480 및 LOC_Osllg42040은 염색체 11에 클러스터되어있다. 상기 유전자 중, LOC-Osllg38480 유전자는 NB-LRR 도메인을 가지는, 이삭도열병(Panicle blast) 1(Pb1)-유사 유전자이다(Hayashi 등, 2010, Plant J 64:498-510). 이러한 연구는 OsWRKY67이 R 유전자 그룹을 높은 진폭에서 상향조절하고 더욱 강한 방어 반응을 유도한다는 것을 나타낸다.Pathogen recognition by the R gene: In microarray experiments, 22 genes involved in the defense response were up-regulated by OsWRKY67 and 19 genes were down-regulated. Table 2 is up-regulated in the defense-related OsWRKY67-D mutant R Lt; / RTI > These six defense related R genes, LOC_Os11g39310, LOC_Os11g39320, LOC_Os11g3800, LOC_Os11g39190, LOC_Os11g38480 and LOC_Osllg42040 are clustered on
(OsWRKY67-D1/Dongjin)Fold Change
(OsWRKY67-D1 / Dongjin)
신호전달 구성요소: 신호전달 내에 소분류의 수용기 키나아제(receptor kinase)가 더욱 현저하게 상향조절됨을 보였다(표 3). 하기의 표 3에서 보이는 바와 같이 수용기 키나이제의 과발현은 벼 도열병균 감염에 대해 신호 지각이 광범위하게 활성화된다는 것을 제안한다. 칼슘/칼모듈린 의존 단백질 키나아제 유전자(Calcium/calmodulin dependent protein kinase gene. CDPKs)가 또한 상향 조절되었는데, 칼슘 신호전달이 잘 관련되어 있다는 것을 제안한다(표 3).Signal transduction components: Within the signal transduction, subclinical receptor kinase was shown to be significantly upregulated (Table 3). As shown in the following Table 3, overexpression of receptor kinase suggests that signal perception is widely activated for rice blast infection. The calcium / calmodulin dependent protein kinase gene (Calcium / calmodulin dependent protein kinase gene. CDPKs) was also upregulated, suggesting that calcium signaling is well associated (Table 3).
aGene model; 미시간 주립대학에서 벼 게놈 주석 프로젝트에 의해 주석이 달린 유전자 모델. bFold change; 야생형 잎 샘플에 대한 OsWRKY67-D 돌연변이체 잎 샘플의 log2 비율.
a Gene model; A gene model annotated by the rice genome annotation project at Michigan State University. b Fold change; Log2 ratio of OsWRKY67-D mutant leaf sample to wild-type leaf sample.
호르몬 신호전달: 식물 호르몬은 다양한 성장 및 발달 과정 뿐만 아니라 생물적 및 비생물적 스트레스에 대한 다양한 식물 반응에서도 중요한 기능을 한다. 특히, WRKY 단백질들은 식물 호르몬 신호전달을 조절한다. 본 발명자는 자스모네이트(LOC_Os02g10120) 및 에틸렌(LOC_Os08g30080 및 LOC_Os11g33394) 신호전달과 연관된 3개 요소를 확인하였다(표 4). 에틸렌만큼 자스모네이트가 식물 병원균 저항성에서 중요한 기능을 한다는 것이 보고되어 있다. Hormonal Signaling: Plant hormones play an important role in a variety of plant responses to biological and abiotic stress as well as to various growth and developmental processes. In particular, WRKY proteins regulate plant hormone signaling. We have identified three factors associated with jasmonite ( LOC_Os02g10120 ) and ethylene ( LOC_Os08g30080 and LOC_Os11g33394 ) signaling (Table 4). It has been reported that as much as ethylene, jasmonate plays an important role in plant pathogen resistance.
aGene model; 미시간 주립대학에서 벼 게놈 주석 프로젝트에 의해 주석이 달린 유전자 모델. bFold change; 야생형 잎 샘플에 대한 OsWRKY67-D 돌연변이체 잎 샘플의 log2 비율.
a Gene model; A gene model annotated by the rice genome annotation project at Michigan State University. b Fold change; Log2 ratio of OsWRKY67-D mutant leaf sample to wild-type leaf sample.
이차 대사 및 단백질/세포벽 분해: 본 발명자는 11개의 이차 대사-관련 요소, 8개의 단백질 분해-관련 요소, 1개의 세포벽 분해-관련 요소를 확인하였다(표 5). 식물체에서 이차 대사산물이 생물적 및 비생물적 스트레스에 대한 방어에서의 생태학적인 역할과 연관된 기능을 수행한다고 주지되어 있다. 5가지 유형의 이차 대사산물이 확인되었다: 플라보노이드(flavonoid, 4개 요소), 페닐프로페노이드(phenylpropanoid, 2개 요소), 테르페노이드(terpenoid, 2개 요소), 카로테노이드(carotenoid, 1개 요소), 및 그 외 것(2개 요소). 또한, 본 발명자는 단백질 분해와 관련된 8개의 요소를 확인하였다(표 5). 병 저항성에서 단백질 분해의 기능은 아마 R 단백질의 수준을 조절할 것으로 추측된다. 이 가능성을 지지하여, RPM1은 RPM1-매개 신호전달의 활성 이후 빠르게 분해됐다(Boyes 등, 1998, Proc. Natl. Acad. Sci.USA 95:15849-5854). 병 저항성에서 유비퀴틴화(ubiquitination)의 기능은 신호단백질의 변형 및 전사, 단백질 수송, 막 수송 또는 단백질 카나아제의 활성과 같은 세포적 과정을 조절할 수 있었다(Pickart, 2001, Mol. Cell 8:499-504). 세포벽 분해는 활물기생균으로부터 식물을 보호하는 기작으로서 간주되었다(Sun 등, 2011, Plant Physiol 155:1976-1987). 본 발명의 분석에서 1개의 요소는 세포벽 분해와 관련이 있는 것으로 나타났다(표 5).Secondary Metabolism and Protein / Cell Wall Degradation: We identified 11 secondary metabolic-related elements, 8 protein degradation-related elements, and 1 cell wall degradation-related element (Table 5). It is well known that secondary metabolites in plants perform functions associated with their ecological role in defending against biological and abiotic stresses. Five types of secondary metabolites have been identified: flavonoid (4 elements), phenylpropanoid (2 elements), terpenoid (2 elements), carotenoid (1 element) ), And others (two elements). In addition, the inventors identified eight factors associated with protein degradation (Table 5). It is presumed that the function of proteolysis in disease resistance probably regulates the level of R protein. In support of this possibility, RPM1 was rapidly degraded after activation of RPM1-mediated signaling (Boyes et al., 1998, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 15849-5854). The function of ubiquitination in disease resistance has been able to control cellular processes such as modification of signal proteins and transcription, protein transport, membrane transport or protein kinase activity (Pickart, 2001, Mol. Cell 8 : 499- 504). Cell wall degradation has been regarded as a mechanism to protect plants from active parasites (Sun et al., 2011, Plant Physiol 155: 1976-1987). One element in the analysis of the present invention was associated with cell wall degradation (Table 5).
aFunctional category; 맵맨 분석에서 최상의 수준의 텀. bGene model; 미시간 주립대학에서 벼 게놈 주석 프로젝트에 의해 주석이 달린 유전자 모델. cFold change; 야생형 잎 샘플에 대한 OsWRKY67-D 돌연변이체 잎 샘플의 log2 비율.
a Functional category; The best level of ranking in Mapman analysis. b Gene model; A gene model annotated by the rice genome annotation project at Michigan State University. c Fold change; Log2 ratio of OsWRKY67-D mutant leaf sample to wild-type leaf sample.
실시예 8. Example 8. OsWRKY67 OsWRKY67 돌연변이에서의 다른 WRKY 전사인자들의 발현 양상 확인Identification of other WRKY transcription factors in mutation
본 발명자는 5개 WRKY 유전자(OsWRKY28, OsWRKY45, OsWKRY62, OsWRKY76 및 OsWRKY125)의 발현이 OsWRKY67-D 돌연변이체에서 감소됨을 확인했다(표 6). OsWRKY28은 벼 도열병 저항성에 네가티프 조절에서의 역할을 하였다(Delteil 등, 2012, Mol Plant Pathol 13:72-82). OsWRKY62의 과발현은 Xa21-매개 저항성을 감소시킨다(Peng 등, 2006, Mol. Plant 1:446-458). 벼에서 OsWRKY76의 과발현은 벼 흰잎마름병에 대한 저항성을 감소시켰다(Seo 등, 2011, PLoS Genet 7(4):e1002020. doi:10.1371/journal.pgen.1002020). 병원균에 대한 방어반응에서의 OsWRKY45의 역할은 이미 논의되었다. OsWRKY125는 NB-ARC 도메인을 함유하는데, 이것은 병원균 침입의 인식에 중요하고, 징크 핑거 모티프를 지니는데, 이것은 방어 유전자의 전사적 조절에서 기능을 한다. 이러한 결과들은 WRKY들이 도열병균에 대한 벼 방어반응에서 핵심적 기능을 할 것이라는 것을 제안한다.The inventors have confirmed that the expression of the five WRKY genes ( OsWRKY28 , OsWRKY45 , OsWKRY62 , OsWRKY76 and OsWRKY125 ) is reduced in OsWRKY67-D mutants (Table 6). OsWRKY28 has been shown to play a role in nigryptic regulation in rice blast resistance (Delteil et al., 2012, Mol Plant Pathol 13: 72-82). Overexpression of OsWRKY62 reduces Xa21 -mediated resistance (Peng et al., 2006, Mol. Plant 1: 446-458). Overexpression of OsWRKY76 in rice decreased resistance to rice blight blight (Seo et al., 2011, PLoS Genet 7 (4): e1002020. Doi: 10.1371 / journal.pgen.1002020). The role of OsWRKY45 in defense responses to pathogens has already been discussed. OsWRKY125 contains the NB-ARC domain, which is important for recognition of pathogen infiltration and has a zinc finger motif, which functions in the transcriptional regulation of the defense gene. These results suggest that WRKYs Suggesting that it will play a key role in the rice defense response against the blast fungus.
실시예 9. RT-PCR에 의한 Example 9. RT-PCR WRKY67 WRKY67 돌연변이에서의In the mutation OsWIR1 OsWIR1 유전자의 과발현 확인 Overexpression of genes
상기 마이크로어레이 실험으로부터, NB-LRR 형태의 6개 R 유전자들의 발현이 야생형 동진에서보다 OsWRKY67 활성화 돌연변이에서 현저히 증가됨을 보여주었고(표 2), RT-PCR 분석을 통해 해당 R 유전자의 특이적 발현 패턴을 조사하였다(도 11). 도 11에서 보이는 바와 같이, LOC_Os11g39310, LOC_Os11g39190, LOC_Os11g38480, LOC_Os11g42040의 기본적 발현이 현저하게 상승하였고, LOC_Os11g39320의 수준은 병원균 접종 전에 OsWRKY67-D 돌연변이체에서만 조금 상승했던 반면에, 야생형에서는 유도될 수 없었다. LOC_Os11g38000 유전자의 발현 차이는 야생형과 OsWRKY67-D 돌연변이체 사이에 관찰되지 않았다. 상기 결과는 OsWRKY-67 활성화 돌연변이체가 NB-ARC 및 NB-LRR 유전자의 발현 수준에 지속적으로 영향이 있음을 나타내었다. From these microarray experiments, it was shown that the expression of the six R genes in the NB-LRR form was significantly increased in the OsWRKY67 activating mutant than in the wild-type dengue (Table 2), and the specific expression pattern of the corresponding R gene (Fig. 11). As seen in FIG. 11, LOC_Os11g39310, LOC_Os11g39190, LOC_Os11g38480, was significantly increased the basic expression of LOC_Os11g42040, LOC_Os11g39320 level could not be induced, while that slightly increases only OsWRKY67 D-mutant before pathogen inoculation, the wild-type. No difference in expression of LOC_Os11g38000 gene was observed between the wild type and the OsWRKY67-D mutant. These results indicate that the OsWRKY-67 activating mutant continuously has an effect on the expression levels of the NB-ARC and NB-LRR genes.
상기 R 유전자들 중 OsWIR1 유전자(LOC_Os11g38480)를 선별하여 기능적으로 분석하였다. TIGR 벼 게놈 Annotation 데이타베이스(http://rice.plantbiology.msu.edu/cgi-bin/sequence_display.cgi?orf=LOC_Os11g38480.1)에 의해 추정된 948 bp cDNA 클론이 정방향 프라이머(5'-GGATCCATGTTACTGCTCAAGTAT-3'(서열번호 58)) 및 역방향 프라이머(5'-TCTAGAATGGTTCATTACATTTAA-3'(서열번호 59))를 이용한 PCR에 의해 OsWIR1 유전자 cDNA로부터 분리하였다. 이어진 서열 분석으로부터, OsWIR1 유전자가 NB-LRR 영역을 코딩한다는 것을 밝혀냈다. Pb1은 CC-NB-LRR 단백질을 코드하는 유전자로서 세포 내 핵에서 OsWRKY45와의 상호 작용을 통해 넓은 범위의 벼 도열병균에 대한 내성을 부여하였다(Inoue 등, 2013, Proc. Natl. Acad. Sci.USA 113(23):9577-9582). 이러한 연구 결과는 마이크로어레이를 통해 선별된 표적 NB-LRR 유전자들의 발현 증가가 병 저항성과 밀접한 관련이 있음을 시사한다.
Of the R genes, OsWIR1 gene (LOC_Os11g38480) was selected and functionally analyzed. A 948 bp cDNA clone deduced by the TIGR rice genome Annotation database (http://rice.plantbiology.msu.edu/cgi-bin/sequence_display.cgi?orf=LOC_Os11g38480.1) was cloned into a forward primer (5'-GGATCCATGTTACTGCTCAAGTAT- 3 '(SEQ ID NO: 58)) and a reverse primer (5'-TCTAGAATGGTTCATTACATTTAA-3' (SEQ ID NO: 59)). From sequenced analysis, OsWIR1 Lt; RTI ID = 0.0 > NB-LRR < / RTI > Pb1 is a gene coding for the CC-NB-LRR protein, which is resistant to a broad spectrum of rice blast fungus through interaction with OsWRKY45 in intracellular nuclei (Inoue et al., 2013, Proc. Natl. Acad. 113 (23): 9577-9582). These results suggest that increased expression of target NB-LRR genes selected through microarray is closely related to disease resistance.
실시예 10. Example 10. OsWIR1OsWIR1 활성화 돌연변이의 분리 Isolation of activated mutants
벼 T-DNA 돌연변이 집단에서 OsWRKY67에 의해 매개되는 표적 NB-LRR 유전자인 OsWIR1 유전자의 발현이 증가된 활성화 돌연변이를 분리했다. 분리된 대립유전자인 OsWIR1-D(D는 dominant를 의미)는 OsWIR1 유전자의 번역 종결 코돈으로부터 약 0.9 kb 다운스트림에 T-DNA 삽입을 포함한 것이다(도 12A). OsWIR1 유전자 특이적 프라이머(서열번호 41 및 42; 표 1 참조) 및 T-DNA 특이적 프라이머(서열번호 57; 표 1 참조)를 사용하여 이들의 자손에서 동형 접합체성 돌연변이를 분리하였고 OsWIR1 전사체의 획득은 서열번호 51 및 52을 사용한 RT-PCR 분석에 의해 확인되었다(도 12B).
In the rice T-DNA mutant population, an increased mutation of OsWRKY67 -mediated expression of the OsBIR1 gene, the target NB-LRR gene, was isolated. The isolated allele, OsWIR1 - D (D means dominant ) is OsWIR1 The insertion of the T-DNA into the downstream of about 0.9 kb from the translation termination codon of the gene is included (Fig. 12A). OsWIR1 Gene-specific primer (SEQ ID NO: 41 and 42; see Table 1) and T-DNA-specific primers (SEQ ID NO: 57; see Table 1) was isolated the homozygous St. mutations in their offspring using the acquisition of OsWIR1 transcripts Was confirmed by RT-PCR analysis using SEQ ID NOS: 51 and 52 (FIG. 12B).
실시예 11.Example 11. OsWIR1OsWIR1 활성화 돌연변이 식물체의 분석 Analysis of activated mutant plants
분리한 OsWRKY67-매개 NB-LRR 유전자의 활성화 돌연변이에 야생형 동진벼에 대한 이병성 도열병균 분리주인 각기 다른 대표적인 두 개의 균주(PO6-6 및 KI-215)로 접종실험을 수행하였다. 그 결과 OsWIR1 -D 활성화 돌연변이 라인에서 두 가지 균주에 대하여 현저히 증가된 병 저항성을 나타낸 반면, 야생형 식물체는 감수성 표현형을 나타낸다는 것을 밝혔다(도 13). 상기 결과들은 OsWRKY67 매개 NB-LRR 면역 센서인 OsWIR1 유전자가 광범위 벼 도열병균 분리주에 증가된 저항성을 보이는 것을 의미한다.Inoculation experiments were carried out with two representative strains (PO6-6 and KI-215) for the isolating strain OsWRKY67-mediated NB-LRR gene mutant isolates of wild-type Dongjin pine. As a result, it was found that the OsWIR1- D activation mutant line exhibited markedly increased disease resistance against the two strains, while the wild-type plants exhibited the susceptible phenotype (Fig. 13). These results indicate that the OsWRKY67 mediated NB-LRR immunosensor OsWIR1 gene shows increased resistance to broad- spectrum rice blast isolates.
<110> University-Industry Cooperation Group of Kyung Hee University <120> Method for increasing plant disease resistance using OsWRKY67-inducible resistance gene1 from Oryza sativa and the plant thereof <130> PN14056 <160> 59 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 948 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 1 atgttactgc tcaagtatct gagcctaaag aaaacagaaa ttacccaact gcccagtgaa 60 atcaactgcc tccgtgagct agaggtattg gatatccgag aaactaaggt gcctgcaaat 120 gcaacggtta atgttctgct cttgaagcta aagcgtctac ttgctggtca cattgattca 180 agtccaagaa attctggcac tagcgttcag attcctcaca ggatagacaa gatggtaaac 240 atagaggtac tatctaatgt caaggcccaa cgccgtgatg atttggaaga tactggaaag 300 ctatggcagc taaggaagct aggtgtggtt gttgatgata agagaggtca ccttgggaat 360 ttgcttaaag caatcagcaa cctacatgag tgcatccgtt ctctgacaat cactatttcc 420 acaaccacac acaaggatac tccttcaaac ccagagttac cagatcatat tggctctgac 480 cttccccatc ccaagaaact tgagagtcta agcatcagtg gagccaggca tctttttcca 540 ttgttgatca aaagtgataa taacaagctt gccaaggtaa ctctaagtag cacaccactg 600 aaccaagatg atctggaggt cctcgccaag ctacccaagt tacagtgtgt taggctccaa 660 cacatttcat gcatagtgag tgagctcatc ttcaaggaag aaaatttcaa atgtctcaag 720 tacctactta ttgagggctt taacttgact aatatcactt ttgaggatgg atcagcctgt 780 gagctcgaga aaatggtttt atcttccacc agcatagagt ctgtctctgg agttgatgtg 840 cttccgaaat tcaaagagct tgagttgaac aacagccatg tcccgaatga gttgaaagaa 900 gccgttgaaa acaataaaag gataattctt aaatgtaatg aaccatga 948 <210> 2 <211> 315 <212> PRT <213> Oryza sativa <400> 2 Met Leu Leu Leu Lys Tyr Leu Ser Leu Lys Lys Thr Glu Ile Thr Gln 1 5 10 15 Leu Pro Ser Glu Ile Asn Cys Leu Arg Glu Leu Glu Val Leu Asp Ile 20 25 30 Arg Glu Thr Lys Val Pro Ala Asn Ala Thr Val Asn Val Leu Leu Leu 35 40 45 Lys Leu Lys Arg Leu Leu Ala Gly His Ile Asp Ser Ser Pro Arg Asn 50 55 60 Ser Gly Thr Ser Val Gln Ile Pro His Arg Ile Asp Lys Met Val Asn 65 70 75 80 Ile Glu Val Leu Ser Asn Val Lys Ala Gln Arg Arg Asp Asp Leu Glu 85 90 95 Asp Thr Gly Lys Leu Trp Gln Leu Arg Lys Leu Gly Val Val Val Asp 100 105 110 Asp Lys Arg Gly His Leu Gly Asn Leu Leu Lys Ala Ile Ser Asn Leu 115 120 125 His Glu Cys Ile Arg Ser Leu Thr Ile Thr Ile Ser Thr Thr Thr His 130 135 140 Lys Asp Thr Pro Ser Asn Pro Glu Leu Pro Asp His Ile Gly Ser Asp 145 150 155 160 Leu Pro His Pro Lys Lys Leu Glu Ser Leu Ser Ile Ser Gly Ala Arg 165 170 175 His Leu Phe Pro Leu Leu Ile Lys Ser Asp Asn Asn Lys Leu Ala Lys 180 185 190 Val Thr Leu Ser Ser Thr Pro Leu Asn Gln Asp Asp Leu Glu Val Leu 195 200 205 Ala Lys Leu Pro Lys Leu Gln Cys Val Arg Leu Gln His Ile Ser Cys 210 215 220 Ile Val Ser Glu Leu Ile Phe Lys Glu Glu Asn Phe Lys Cys Leu Lys 225 230 235 240 Tyr Leu Leu Ile Glu Gly Phe Asn Leu Thr Asn Ile Thr Phe Glu Asp 245 250 255 Gly Ser Ala Cys Glu Leu Glu Lys Met Val Leu Ser Ser Thr Ser Ile 260 265 270 Glu Ser Val Ser Gly Val Asp Val Leu Pro Lys Phe Lys Glu Leu Glu 275 280 285 Leu Asn Asn Ser His Val Pro Asn Glu Leu Lys Glu Ala Val Glu Asn 290 295 300 Asn Lys Arg Ile Ile Leu Lys Cys Asn Glu Pro 305 310 315 <210> 3 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 caccatgagg tacgagagcg aggagaa 27 <210> 4 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 gaagagcagc gagccgcctg ccgaata 27 <210> 5 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 ctcatagcat ttgaccttca cttcctcta 29 <210> 6 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 6 tctttttgtg tttcttgctc tagtccttg 29 <210> 7 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 7 aaatttccct acatcggcta agagtacaa 29 <210> 8 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 8 tgctatcaaa ttatccctca agaactgaa 29 <210> 9 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 9 cttcagcaac tcctactcct act 23 <210> 10 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 10 tctcgtacct catcatagtg ttt 23 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 11 ttatcctgct gcttgctggt 20 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 12 ggtcgtacca ctgcttctcc 20 <210> 13 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 13 gattaactat ggaggtatcc aagc 24 <210> 14 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 14 acgtacgccc gtgtgtataa ataa 24 <210> 15 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 15 caaactacct cattctccat cag 23 <210> 16 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 16 tccagtatat gatcatgcaa agag 24 <210> 17 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 17 accatctaca ccatgaagct taac 24 <210> 18 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 18 gtattcctct tcatcttagg cgta 24 <210> 19 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 19 ggcaccatcc acatcatgaa gctt 24 <210> 20 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 20 cacgccacag taacatgacc acaa 24 <210> 21 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 21 tcagttggat ccccagcaa 19 <210> 22 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 22 tcccaagtaa tccacgcaaa c 21 <210> 23 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 23 gccagctccc ctacgacttc 20 <210> 24 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 24 cgtgtgcggt gtaggttgtt 20 <210> 25 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 25 tatggtgcta tccgcttcga t 21 <210> 26 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 26 cgagaaccga gctctcttca a 21 <210> 27 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 27 ccggcgaact gcgtgtac 18 <210> 28 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 28 ttcctgatct gcgacttgtc a 21 <210> 29 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 29 gtcatgaaca gcatgatgaa 20 <210> 30 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 30 cattgagcag cttggtgatg 20 <210> 31 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 31 cagctgtgga gaacggca 18 <210> 32 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 32 gtgtacattg aagaatcctt 20 <210> 33 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 33 tccaagttga gctgctcag 19 <210> 34 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 34 gtccaccttc ttgccatcga 20 <210> 35 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 35 gtcatgaaca gcatgatga 19 <210> 36 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 36 ctggagcaga gtgttgatg 19 <210> 37 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 37 tgaatggcac cgacacgtac 20 <210> 38 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 38 gttgagcagc ttggcgatg 19 <210> 39 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 39 gtcttcgaca 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<400> 37 tgaatggcac cgacacgtac 20 <210> 38 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 38 gttgagcagc ttggcgatg 19 <210> 39 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 39 gtcttcgaca gcaccatga 19 <210> 40 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 40 tggcctcgaa gagcacgatc 20 <210> 41 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 41 tgattgttca agccggagca agtccttag 29 <210> 42 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 42 acagccattg atgcaaggta attgccact 29 <210> 43 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 43 ggcacatgga taagacatct tccag 25 <210> 44 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 44 agctccagca gcaccaacaa taag 24 <210> 45 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 15 <400> 45 agaggatgaa gttgtcgcat gtcc 24 <210> 46 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 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Claims (13)
상기 형질전환된 식물세포로부터 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 비형질전환체에 비해 병 저항성이 증가된 형질전환 식물체의 제조방법.Transforming a plant cell with a recombinant vector comprising a gene encoding a rice-derived OsWIR1 protein; And
And regenerating the plant from the transgenic plant cell. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
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---|---|---|---|---|
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KR20100009107A (en) * | 2008-07-18 | 2010-01-27 | 경희대학교 산학협력단 | Genes enhancing resistance to magnaporthe oryzae and uses thereof |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
NCBI Reference Sequence: NM_001189706.1, 2010.06.08. * |
The Plant Journal. 2010, vol. 64, pp. 498-510. (그림 S5, S6: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-313X.2010.04348.x/epdf)* * |
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