KR20200001845A - A novel gene related to plant drought stress tolerance and use thereof - Google Patents

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KR20200001845A
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Abstract

The present invention relates to a method for increasing drought resistance which comprises a step of suppressing the expression of an AtDRUCE1, AtDRUCE2, or AtDRUCE3 gene in plants.

Description

식물의 건조 스트레스 내성과 관련된 신규 유전자, 및 이의 용도{A NOVEL GENE RELATED TO PLANT DROUGHT STRESS TOLERANCE AND USE THEREOF}Novel genes associated with dry stress tolerance in plants, and their use {A NOVEL GENE RELATED TO PLANT DROUGHT STRESS TOLERANCE AND USE THEREOF}

본 발명은 식물의 건조 스트레스 내성과 관련된 신규 유전자 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to novel genes associated with dry stress tolerance of plants and their use.

고등식물은 그들의 고착형 생활 특성상 일생 동안 다양한 환경 요인들, 가뭄, 고염, 냉해, 중금속과 같은 다양한 환경적 스트레스에 직면한다.Higher plants face a variety of environmental stresses, such as drought, high salt, cold and heavy metals, during their lifetime due to their sedentary nature.

환경적 스트레스는 작물의 생장에 큰 영향을 끼치며, 특히 물의 부족으로 생기는 건조 스트레스는 작물생산 감소의 주요 요인으로 손꼽힌다(Boyer, 1982; Ahuja et al., 2010). Environmental stresses have a significant effect on crop growth, and dry stress, particularly from water shortages, is one of the major factors in reducing crop production (Boyer, 1982; Ahuja et al., 2010).

산업화로 인한 온실 가스 증가와 산림 파괴로 인해 지구의 평균기온이 상승하면서 이상 기후 현상이 심화되고 있다.Anomalous climatic phenomena are intensifying as the global average temperature rises due to increasing greenhouse gases and deforestation due to industrialization.

이상 기후로 인해 작물들의 생산량이 감소하고 있으며, 이는 곧 식량문제로 이어질 가능성이 있다. 지구 온난화로 인한 이상 기후 현상 중에서도 물 부족은 작물의 생산량과 직결될 수 있다.The extreme climate is reducing crop yields, which could soon lead to food problems. Even in extreme weather events caused by global warming, water shortages can be directly related to crop yields.

최근 분자생물학 및 유전체학 연구를 통해 환경 스트레스에 관련된 다양한 유전자 군들이 발견 및 분리되고 있다. 또한 스트레스로 인한 식물체의 유전 및 세포학적 반응들도 많이 알려지고 있다. Recent molecular biology and genomics studies have discovered and separated various gene groups related to environmental stress. In addition, the genetic and cellular responses of plants to stress are well known.

그러나 고등식물에 있어서 스트레스에 대한 내성이나 민감성에 관여하는 스트레스 관련 유전자들의 생물학적 기능에 대한 지식은 여전히 미흡하며, 작물의 생산성을 증가시키기 위해 스트레스 반응 유전자들에 대한 연구는 매우 중요하다.However, knowledge of the biological functions of stress-related genes involved in resistance and sensitivity to stress in higher plants is still insufficient, and studies of stress response genes are very important to increase crop productivity.

이와 관련하여 세계적인 기후 변화로 인한 물자원의 수급 불균형에 대비하기 위해 식물의 단기적 또는 장기적인 물 부족에 대한 반응 연구와 스트레스 저항성 식물체 연구가 활발히 진행되고 있으며 ubiquitination-26S proteasome 시스템을 통한 단백질 턴-오버 과정이 가뭄 스트레스에 중요하게 작용하는 것으로 알려지고 있다. In this regard, in order to prepare for supply and demand imbalances due to global climate change, research on the short-term and long-term water shortage of plants and research on stress-tolerant plants are being actively conducted, and protein turn-over process through the ubiquitination-26S proteasome system is being conducted. It is known to play an important role in drought stress.

유비퀴틴화(Ubiquitination) 과정은 각각 E1 ubiquitin-activating enzyme, E2 ubiquitin conjugase, E3 Ubiquitin ligase라 분류된 세 가지의 효소에 의한 연속적인 반응으로 이루어진다. Ubiquitination process consists of a series of reactions by three enzymes classified as E1 ubiquitin-activating enzyme, E2 ubiquitin conjugase, and E3 ubiquitin ligase.

현재 다양한 E3 ubiquitin ligase에 의한 환경스트레스 반응 기작이 밝혀졌으나 상위 단계인 E2 ubiquitin conjugase의 환경스트레스 반응에 대한 연구는 미흡한 실정이다.Currently, the mechanism of environmental stress reaction by various E3 ubiquitin ligase has been revealed, but the study on the environmental stress reaction of the higher level E2 ubiquitin conjugase is insufficient.

본 발명자들은 식물연구의 모델 기본 식물체인 애기장대(Arabidopsis thaliana)에서 새로운 스트레스 관련 유전자를 발굴하고, 형질전환 식물체 제작을 통해 유전자 기능을 최초로 규명함으로써 본 발명을 완성하였다.The present inventors completed the present invention by discovering a new stress-related gene in Arabidopsis thaliana , a model basic plant of plant research, and first identifying gene function through the production of transformed plants.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허 문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.Throughout this specification, many papers and patent documents are referenced and their citations are indicated. The disclosures of cited papers and patent documents are incorporated herein by reference in their entirety, so that the level of the technical field to which the present invention belongs and the contents of the present invention are more clearly explained.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 건조 스트레스와 관련된 유전자의 기능을 밝히고, 건조 스트레스에 대한 내성을 증진하는 방법 및 이로 인해 내성이 증진된 식물체를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a method for discovering the function of the genes associated with dry stress, and to improve the resistance to dry stress and thereby to improve plants have.

본 발명의 일 측면에 따르면, AtDRUCE1, AtDRUCE2, 및 AtDRUCE3으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 발현을 억제하는 식물체의 건조 저항성 증진용 조성물이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a composition for enhancing dry resistance of a plant that inhibits expression of one or more selected from the group consisting of AtDRUCE1, AtDRUCE2, and AtDRUCE3.

일 실시예에 있어서, 상기 AtDRUCE1은 서열번호 1의 아미노산 서열로 구성되고, 상기 AtDRUCE2는 서열번호 2의 아미노산 서열로 구성되고, 상기 AtDRUCE3은 서열번호 3의 아미노산 서열로 구성될 수 있다.In one embodiment, the AtDRUCE1 is composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, the AtDRUCE2 may be composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, the AtDRUCE3 may be composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.

일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 상기 AtDRUCE1, AtDRUCE2, 및 AtDRUCE3으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 발현을 억제하는 핵산 분자를 포함할 수 있다.In one embodiment, the composition may comprise a nucleic acid molecule that inhibits the expression of one or more selected from the group consisting of AtDRUCE1, AtDRUCE2, and AtDRUCE3.

일 실시예에 있어서, 상기 핵산 분자는 서열번호 4 내지 6으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 핵산 서열 또는 이와 상보적인 핵산 서열의 발현을 억제할 수 있다.In one embodiment, the nucleic acid molecule may inhibit the expression of one or more nucleic acid sequences selected from the group consisting of SEQ ID NO: 4 to 6 or a nucleic acid sequence complementary thereto.

일 실시예에 있어서, 상기 핵산 분자는 T-DNA, siRNA, shRNA, miRNA, 리보자임(ribozyme), PNA(peptide nucleic acids) 또는 안티센스 올리고핵산일 수 있다.In one embodiment, the nucleic acid molecule may be T-DNA, siRNA, shRNA, miRNA, ribozyme, peptide nucleic acids (PNA) or antisense oligonucleic acid.

일 실시예에 있어서, 상기 식물체는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 밀, 팥, 귀리 및 수수를 포함하는 식량 작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근을 포함하는 채소 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 및 유채를 포함하는 특용 작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 및 바나나를 포함하는 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 및 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료작물류;로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.In one embodiment, the plant is a food crop including rice, wheat, barley, corn, soybeans, potatoes, wheat, red beans, oats and millet; Vegetable crops including Arabidopsis, Chinese cabbage, radish, peppers, strawberries, tomatoes, watermelons, cucumbers, cabbages, melons, pumpkins, green onions, onions, and carrots; Special crops, including ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, sugar beet, perilla, peanuts and rapeseed; Fruit trees including apple trees, pear trees, jujube trees, peaches, leeks, grapes, citrus fruits, persimmons, plums, apricots and bananas; Flowers, including roses, gladiolus, gerberas, carnations, chrysanthemums, lilies, and tulips; And fodder crops including lygragrass, red clover, orchardgrass, alpha alpha, tolsque cue and perennial lygragrass.

일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 서열번호 1 내지 3으로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열을 암호화하는 하나 이상의 핵산 서열 또는 이와 상보적인 핵산 서열에 결합하여 발현을 억제하는 핵산 서열; 및 이와 작동 가능하게 연결된(operably linked) 프로모터;를 포함하는 재조합 벡터를 포함할 수 있다.In one embodiment, the composition comprises at least one nucleic acid sequence encoding an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1 to 3 or a nucleic acid sequence that binds to a nucleic acid sequence complementary thereto to inhibit expression; And a recombinant vector operably linked thereto.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 조성물로 형질전환된 건조 저항성이 증진된 식물체가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a plant having improved dry resistance transformed with the composition is provided.

본 발명의 다른 측면에 따르면, AtDRUCE1, AtDRUCE2, 및 AtDRUCE3으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 발현이 억제된 건조 저항성이 증진된 식물체가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a plant having enhanced dry resistance, in which at least one expression selected from the group consisting of AtDRUCE1, AtDRUCE2, and AtDRUCE3 is suppressed.

일 실시예에 있어서, 상기 식물체는 변이된 AtDRUCE1, AtDRUCE2, 또는 AtDRUCE3 유전자를 발현할 수 있다.In one embodiment, the plant may express a mutated AtDRUCE1 , AtDRUCE2 , or AtDRUCE3 gene.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 게놈 DNA에 존재하는 AtDRUCE1, AtDRUCE2, 또는 AtDRUCE3 유전자의 발현을 억제시키는 단계;를 포함하는 식물체의 건조 저항성 증진 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for enhancing dry resistance of a plant, comprising: inhibiting the expression of AtDRUCE1 , AtDRUCE2 , or AtDRUCE3 genes present in genomic DNA.

일 실시예에 있어서, 상기 유전자의 발현을 억제시키는 단계는 (a) 상기 유전자를 구성하는 하나 또는 그 이상의 핵산 서열을 다른 서열로 치환시키거나 결실시키는 단계; (b) 상기 유전자를 구성하는 핵산 서열에 다른 서열을 삽입시키는 단계; 또는 (c) 상기 유전자를 구성하는 하나 또는 그 이상의 핵산 서열을 이동(frame shift) 시키는 단계;를 포함할 수 있다.In one embodiment, inhibiting the expression of the gene comprises (a) replacing or deleting one or more nucleic acid sequences constituting the gene with another sequence; (b) inserting another sequence into the nucleic acid sequence constituting the gene; Or (c) frame shifting one or more nucleic acid sequences constituting the gene.

일 실시예에 있어서, 상기 유전자의 발현을 억제시키는 단계는 (d) 상기 유전자를 구성하는 억제하는 단계; 또는 (e) 상기 유전자로부터 전사된 mRNA를 불활성화시키는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, inhibiting the expression of the gene comprises (d) inhibiting constituting the gene; Or (e) inactivating mRNA transcribed from the gene.

본 발명의 일 측면에 따르면, 건조 스트레스에 대한 내성을 증가시키는 유전자 발현을 저하시킴으로써 이상 기후에 따른 작물의 생존율을 증진시키고, 작물 생산량 증가에 기여할 수 있다.According to one aspect of the present invention, by reducing the gene expression to increase the resistance to dry stress can improve the survival rate of the crop according to the abnormal climate, it can contribute to the increase in crop yield.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정한 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects, and include all effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 AtDRUCE 단백질의 구조 및 서열을 분석한 것이다.
도 2는 AtDRUCE1, AtDRUCE2, AtDRUCE3 유전자가 암호화하는 단백질의 E2 ubiquitin conjugase 활성을 분석한 것이다. 별표는 항-Myc, 항-유비퀴틴 항체를 이용한 DRUCE-유비퀴틴 어덕트를 의미한다.
도 3은 AtDRUCE1, AtDRUCE2, AtDRUCE3의 세포 내 위치를 분석한 것이다.
도 4는 DRUCE1, DRUCE2, DRUCE3 T-DNA 기능 상실(loss-of-function) 돌연변이 대립 유전자를 도식화한 것이다. 도 4(A)는 DRUCE1 , DRUCE2 , DRUCE3의 유전자 구조 모식도 및 T-DNA 삽입 위치를 나타낸 것으로, Inverted triangles는 T-DNA insertion sites를 의미한다. 도 4(B)는 단일 및 3중 기능 상실 돌연변이 식물체의 Genotyping PCR 결과이다. 도 4(C)는 야생종(Wild-type), 및 돌연변이 식물체에서 DRUCE1, DRUCE2, DRUCE3 전사 수준을 분석하기 위한 RT-PCR 결과이다. DRUCE10은 로딩 대조군으로 사용되었다.
도 5는 건조 스트레스에 따른 야생형 및 형질전환 식물체의 기공개폐를 관찰한 것이다.
도 6은 건조 스트레스에 따른 야생형 및 형질전환 식물체의 표현형을 분석한 것이다.
1 is a structure and sequence analysis of the AtDRUCE protein according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 analyzes the E2 ubiquitin conjugase activity of proteins encoded by AtDRUCE1 , AtDRUCE2 , AtDRUCE3 genes. Asterisk means DRUCE-ubiquitin adducts with anti-Myc, anti-ubiquitin antibodies.
Figure 3 analyzes the intracellular location of AtDRUCE1, AtDRUCE2, AtDRUCE 3 .
4 shows DRUCE1 , Of DRUCE2 , DRUCE3 T-DNA loss-of-function mutant alleles are depicted. FIG. 4 (A) shows an exemplary diagram and a T-DNA insertion position in the gene structure DRUCE1, DRUCE2, DRUCE3, Inverted triangles means the T-DNA insertion sites. 4 (B) shows Genotyping PCR results of single and triple loss of function mutant plants. 4 (C) shows DRUCE1 , DRUCE2 , DRUCE3 in wild-type, and mutant plants. RT-PCR results to analyze transcription levels. DRUCE10 was used as loading control.
Figure 5 shows the pore opening and closing of wild-type and transformed plants according to the dry stress.
Figure 6 analyzes the phenotype of wild-type and transformed plants according to the dry stress.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.When a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components, without excluding the other components, unless specifically stated otherwise.

달리 정의되지 않는 한, 분자 생물학, 미생물학, 단백질 정제, 단백질 공학, 및 DNA 서열 분석 및 당업자의 능력 범위 안에서 재조합 DNA 분야에서 흔히 사용되는 통상적인 기술에 의해 수행될 수 있다. 상기 기술들은 당업자에게 알려져 있고, 많은 표준화된 교재 및 참고서에 기술되어 있다.Unless defined otherwise, molecular biology, microbiology, protein purification, protein engineering, and DNA sequencing can be performed by conventional techniques commonly used in the field of recombinant DNA within the capabilities of those skilled in the art. These techniques are known to those skilled in the art and are described in many standardized textbooks and references.

본 명세서에 달리 정의되어 있지 않으면, 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 당업계에 통상의 기술자가 통상적으로 이해하는 바와 같은 의미를 가진다.Unless defined otherwise herein, all technical and scientific terms used have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art.

본 명세서에 포함되는 용어를 포함하는 다양한 과학적 사전이 잘 알려져 있고, 당업계에서 이용가능하다. 본 명세서에 설명된 것과 유사 또는 등가인 임의의 방법 및 물질이 본원의 실행 또는 시험에 사용되는 것으로 발견되나, 몇몇 방법 및 물질이 설명되어 있다. 당업자가 사용하는 맥락에 따라, 다양하게 사용될 수 있기 때문에, 특정 방법학, 프로토콜 및 시약으로 본 발명이 제한되는 것은 아니다.Various scientific dictionaries that include the terms included herein are well known and available in the art. While any methods and materials similar or equivalent to those described herein are found to be used in the practice or testing herein, some methods and materials have been described. Depending on the context used by those skilled in the art, the present invention is not limited to specific methodologies, protocols, and reagents, because it can be used in various ways.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail.

본 발명자들은 건조 스트레스와 관련된 유전자를 규명하고자 예의 노력한 결과 종래 밝혀지지 아니한 신규 유전자가 건조 스트레스에 대해 음성 조절인자로서 작용함을 확인하였다.The present inventors have made intensive efforts to identify genes related to dry stress, and as a result, new genes, which have not been previously identified, act as negative regulators of dry stress.

상기 “건조 스트레스”는 생물학적 스트레스 중 물 부족으로 인한 스트레스를 의미하며 작물 수확량을 감소시키는 대표적인 스트레스에 해당한다.The “dry stress” refers to stress due to water shortage among biological stresses and corresponds to representative stresses that reduce crop yields.

상기 유전자는 건조 스트레스 상황에서 발현이 증가하고, 상기 유전자의 번역 단백질은 E2 ubiquitiin conjugase 효소활성을 가지는 단백질로서, 본 발명자들은 상기 유전자를 “AtDRUCE(Drought-Related Ubiquitin-Conjugating Enzyme)”로 명명하였다.The gene has increased expression in dry stress conditions, and the translation protein of the gene is a protein having E2 ubiquitiin conjugase enzyme activity. The present inventors named the gene “ Atought -Related Ubiquitin-Conjugating Enzyme”.

상기 AtDRUCE1은 서열번호 1의 아미노산 서열로 구성되고, 상기 AtDRUCE2는 서열번호 2의 아미노산 서열로 구성되고, 상기 AtDRUCE3은 서열번호 3의 아미노산 서열로 구성될 수 있다.The AtDRUCE1 may be composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, the AtDRUCE2 may be composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, and the AtDRUCE3 may be composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.

또한, 상기 AtDRUCE1 유전자는 서열번호 4의 핵산 서열로 암호화되고, 상기 AtDRUCE2 유전자는 서열번호 5의 핵산 서열로 암호화되고, 상기 AtDRUCE3 유전자는 서열번호 6의 핵산 서열로 암호화될 수 있다.In addition, the AtDRUCE1 gene may be encoded by the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 4, the AtDRUCE2 gene may be encoded by the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 5, and the AtDRUCE3 gene may be encoded by the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 6.

상기 유전자를 과다 발현시킨 식물체는 건조 스트레스에 대한 저항성이 감소된 반면, 상기 유전자의 발현이 저하된 식물체는 건조 스트레스에 대해 강한 저항성을 나타내었다.Plants overexpressing the gene showed reduced resistance to dry stress, whereas plants with reduced expression of the gene showed strong resistance to dry stress.

상기 유전자의 발현 억제는 게놈 DNA에 내재적으로 존재하는 유전자를 DNA 수준, mRNA 수준 및 단백질 수준에서 불활성화시켜서 수행할 수 있고, 식물체의 특성을 고려할 때 DNA 수준 및 mRNA 수준에서 불활성화할 수 있다.Inhibition of the expression of the gene can be carried out by inactivating the genes inherent in genomic DNA at the DNA level, mRNA level and protein level, in consideration of the characteristics of the plant can be inactivated at the DNA level and mRNA level.

DNA 수준에서 유전자를 불활성화시키는 방법으로서 (a) 상기 유전자를 구성하는 하나 또는 그 이상의 핵산 서열을 다른 서열로 치환시키거나 결실시키는 단계; (b) 상기 유전자를 구성하는 핵산 서열에 다른 서열을 삽입시키는 단계; 또는 (c) 상기 유전자를 구성하는 하나 또는 그 이상의 핵산 서열을 이동(frame shift) 시키는 단계;를 포함하는 통상적인 돌연변이 유발 방법을 이용할 수 있다.A method of inactivating a gene at the DNA level, comprising: (a) replacing or deleting one or more nucleic acid sequences constituting the gene with another sequence; (b) inserting another sequence into the nucleic acid sequence constituting the gene; Or (c) frame shifting one or more nucleic acid sequences constituting the gene.

RNA 수준에서 유전자를 불활성화시키는 방법으로서 (d) 상기 유전자를 구성하는 억제하는 단계; 또는 (e) 상기 유전자로부터 전사된 mRNA를 불활성화시키는 단계;를 포함하는 방법을 이용할 수 있다.A method of inactivating a gene at the RNA level, comprising: (d) inhibiting constructing the gene; Or (e) inactivating mRNA transcribed from the gene.

상기 유전자를 불활성화시키는 구체적인 방법은 당업계에서 통상적으로 사용되는 돌연변이 방법을 제한 없이 사용할 수 있고, 예컨대, 재조합 벡터를 이용한 상동재조합 방법, 단일교차 재조합 방법, T-DNA 삽입방법 등을 사용할 수도 있다.Specific methods for inactivating the gene may be used without limitation mutation methods commonly used in the art, for example, homologous recombination method using a recombinant vector, single-cross recombination method, T-DNA insertion method and the like.

본 발명의 일 측면은 AtDRUCE1, AtDRUCE2, 및 AtDRUCE3으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 발현을 억제하는 식물체의 건조 저항성 증진용 조성물을 제공하며, 상기 조성물은 상기 단백질의 발현을 억제하는 핵산 분자를 포함할 수 있다.One aspect of the present invention provides a composition for enhancing dry resistance of a plant that inhibits expression of one or more selected from the group consisting of AtDRUCE1, AtDRUCE2, and AtDRUCE3, the composition may comprise a nucleic acid molecule that inhibits the expression of the protein have.

상기 조성물은 상기 AtDRUCE1, AtDRUCE2, 및 AtDRUCE3으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 발현을 억제시킴으로써 식물체의 건조 저항성을 효과적으로 증진시킬 수 있다.The composition can effectively enhance the drying resistance of the plant by inhibiting the expression of one or more selected from the group consisting of AtDRUCE1, AtDRUCE2, and AtDRUCE3.

상기 “핵산 분자(nucleic acids)”는 DNA(gDNA, cDNA 및 CDS) 및 RNA 분자를 포괄적으로 포함하는 의미를 가지며, 핵산 분자에서 기본 구성 단위인 뉴클레오타이드는 자연의 뉴클레오타이드 뿐만 아니라, 당 또는 염기 부위가 변형된 유사체(analogue)도 포함할 수 있다(Scheit, Nucleotide Analogs, John Wiley, New York(1980); Uhlman 및 Peyman, Chemical Reviews, 90:543-584(1990)).The term “nucleic acids” is meant to encompass DNA (gDNA, cDNA and CDS) and RNA molecules inclusively, and the nucleotides that are the basic structural units in nucleic acid molecules are not only natural nucleotides, but also sugar or base sites. Modified analogues may also be included (Scheit, Nucleotide Analogs, John Wiley, New York (1980); Uhlman and Peyman, Chemical Reviews, 90: 543-584 (1990)).

구체적으로, 상기 핵산 분자는 T-DNA, siRNA, shRNA, miRNA, 리보자임(ribozyme), PNA(peptide nucleic acids) 또는 안티센스 올리고핵산일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, the nucleic acid molecule may be, but is not limited to, T-DNA, siRNA, shRNA, miRNA, ribozyme, peptide nucleic acids (PNA) or antisense oligonucleic acid.

상기 “T-DNA(Tranffered DNA)”는 Ti플라스미드를 갖춘 토양세균인 Agrobacterium tumefaciens가 식물에 감염할 때 식물세포에 이행하는 Ti플라스미드의 영역으로서 양 끝이 25 염기쌍의 불완전한 직열반복배열(경계배열, border sequence)로 둘러싸여 있으며, T-DNA상에는 Agrobacterium에 의한 식물세포의 종양화에 관계하는 시토카인 합성유전자, 옥신합성 유전자 또는 오핀합성 유전자 등이 존재한다.The “T-DNA (Tranffered DNA)” is a region of Ti plasmid that is transferred to plant cells when Agrobacterium tumefaciens , a soil bacterium with Ti plasmid, infects a plant. surrounded by a border sequence), cytokine synthetic genes, auxin synthesis genes, or opin synthesis genes, etc., which are involved in tumorigenization of plant cells by Agrobacterium .

상기 “siRNA(small interfering RNA)”는 RNA 간섭 또는 유전자 사일런싱(silencing)을 매개할 수 있는 약 20 뉴클레오티드 크기의 작은 핵산 분자를 의미한다.The term "small interfering RNA" (siRNA) refers to a small nucleic acid molecule of about 20 nucleotides in size that can mediate RNA interference or gene silencing.

상기 siRNA가 세포 내에 도입되면 다이서(dicer) 단백질에 의해 인지되어 상기 바이오마커 유전자를 분해하여 결국 유전자의 발현을 저해할 수 있다. 상기 siRNA는 공지된 siRNA를 직접 화학적으로 합성하는 방법(Sui G 등, (2002) Proc Natl Acad Sci USA 99:5515-5520), 실험적 환경에서 전사를 이용한 siRNA의 합성법(Brummelkamp TR 등, (2002) Science 296:550-553)에 의해 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.When the siRNA is introduced into the cell, it is recognized by a dicer protein to degrade the biomarker gene and eventually inhibit the expression of the gene. The siRNA is a method for directly chemically synthesizing a known siRNA (Sui G et al., (2002) Proc Natl Acad Sci USA 99: 5515-5520), synthesis of siRNA using transcription in an experimental environment (Brummelkamp TR et al., (2002) Science 296: 550-553), but is not limited thereto.

상기 “shRNA(short hairpin RNA)”는 siRNA 타겟 서열의 센스 및 안티센스 서열이 5-9개의 염기로 구성된 루프(loop)를 사이에 두고 위치한 짧은 헤어핀 RNA(short hairpin RNA)를 의미한다.The “shRNA (short hairpin RNA)” refers to short hairpin RNAs in which the sense and antisense sequences of siRNA target sequences are positioned between loops of 5-9 bases.

상기 shRNA는 siRNA의 고가의 생합성 비용, 낮은 세포 형질감염 효율로 인한 RNA 간섭 효과의 단시간 유지 등의 단점을 극복하기 위한 것으로 RNA 중합효소의 프로모터로부터 아데노 바이러스, 렌티 바이러스 및 플라스미드 발현 벡터 시스템을 이용하여 이를 세포 내로 도입하여 발현시킬 수 있으며, 상기 shRNA는 세포 내에 존재하는 siRNA 프로세싱 효소(Dicer or Rnase)에 의해 정확한 구조를 갖는 siRNA로 전환되어 목적 유전자의 사일런싱을 유도할 수 있다.The shRNA is to overcome shortcomings such as the high cost of biosynthesis of siRNA, short-term maintenance of RNA interference effect due to low cell transfection efficiency, and the adenovirus, lentivirus and plasmid expression vector systems from the promoter of RNA polymerase. This may be introduced into a cell and expressed, and the shRNA may be converted into an siRNA having an accurate structure by an siRNA processing enzyme (Dicer or Rnase) present in the cell to induce silencing of a target gene.

상기 “miRNA(micro RNA)”는 생물의 유전자 발현을 제어하는 역할을 하는 하는 RNA 로서 통상의 mRNA가 수천개의 뉴클레오타이드(nucleotide)로 이루어진 데 반해 상기 miRNA는 20 내지 25개의 뉴클레오타이드로 구성될 수 있다.The “miRNA (microRNA)” is an RNA that plays a role in controlling gene expression in organisms, whereas the miRNA may be composed of 20 to 25 nucleotides, whereas a conventional mRNA is composed of thousands of nucleotides.

상기 “리보자임(ribozyme)”은 RNA 스플라이싱(splicing), tRNA합성, 단백질 합성 등의 생화학 반응을 촉매하는 효소의 기능을 가진 RNA를 의미한다.The “ribozyme” refers to RNA having an enzyme function that catalyzes a biochemical reaction such as RNA splicing, tRNA synthesis, protein synthesis, and the like.

상기 “PNA(peptide nucleic acids)”는 DNA의 생화학적 불안정성을 보완하기 위해 유기합성으로 개발된 인공 DNA를 의미한다.The "peptide nucleic acids" (PNAs) refer to artificial DNA developed by organic synthesis to compensate for the biochemical instability of DNA.

상기 “안티센스”는 안티센스 올리고머라고도 하며, 왓슨-크릭 염기쌍 형성에 의해 RNA 내의 표적 서열과 혼성화되어 표적 서열 내에서 mRNA와 RNA:올리고머 헤테로이중체를 형성할 수 있는 뉴클레오티드 염기의 서열 및 서브유닛간 백본을 갖는 올리고머를 의미한다.The term “antisense”, also known as an antisense oligomer, is a backbone between subunits and sequences of nucleotide bases that can hybridize with target sequences in RNA by Watson-Crick base pairing to form mRNA and RNA: oligomeric heterodimers within the target sequence. It means an oligomer having.

상기 안티센스는 표적 서열에 대한 정확한 서열 상보성 또는 근사 상보성을 가질 수 있고, mRNA의 번역을 차단 또는 저해하며, mRNA의 스플라이스 변이체를 생산하는 mRNA의 프로세싱 과정을 변화시킬 수 있다. The antisense can have exact sequence complementarity or approximate complementarity to the target sequence, block or inhibit translation of the mRNA, and alter the processing of the mRNA to produce splice variants of the mRNA.

생물학적 균등 활성을 갖는 변이를 고려한다면, 상기 핵산 분자는 서열목록에 기재된 서열과 실질적인 동일성(substantial identity)을 나타내는 서열도 포함하는 것으로 해석될 수 있다.In view of variations with biologically equivalent activity, the nucleic acid molecule may be interpreted to include sequences that exhibit substantial identity with the sequences listed in the Sequence Listing.

상기 실질적인 동일성은 본 발명의 서열과 임의의 다른 서열을 최대한 대응되도록 얼라인(align)하고, 당업계에서 통상적으로 이용되는 알고리즘을 이용하여 얼라인된 서열을 분석한 경우 최소 60%의 상동성, 일 구현예에 따르면 70%의 상동성, 어떠한 구현예에 따르면 80%의 상동성, 특정 구현예에 따르면 90%의 상동성을 나타내는 서열을 의미할 수 있다.The substantial identity is at least 60% homology when aligning the sequence of the invention with any other sequence as closely as possible and analyzing the aligned sequence using algorithms commonly used in the art, According to one embodiment it can mean a sequence that shows 70% homology, in some embodiments 80% homology, in certain embodiments 90% homology.

서열비교를 위한 얼라인먼트(alignment) 방법은 당업계에 공지되어 있다. 상기 얼라인먼트에 대한 다양한 방법 및 알고리즘은 Smith and Waterman, Adv. Appl. Math. 2:482(1981); Needleman and Wunsch, J. Mol. Bio. 48:443(1970); Pearson and Lipman, Methods in Mol. Biol. 24: 307-31(1988); Higgins and Sharp, Gene 73:237-44(1988); Higgins and Sharp, CABIOS 5:151-3(1989); Corpet et al., Nuc. Acids Res. 16:10881-90(1988); Huang et al., Comp. Appl. BioSci. 8:155-65(1992) and Pearson et al., Meth. Mol. Biol. 24:307-31(1994)에 개시되어 있다.Alignment methods for sequence comparison are known in the art. Various methods and algorithms for the alignment are described in Smith and Waterman, Adv. Appl. Math. 2: 482 (1981); Needleman and Wunsch, J. Mol. Bio. 48: 443 (1970); Pearson and Lipman, Methods in Mol. Biol. 24: 307-31 (1988); Higgins and Sharp, Gene 73: 237-44 (1988); Higgins and Sharp, CABIOS 5: 151-3 (1989); Corpet et al., Nuc. Acids Res. 16: 10881-90 (1988); Huang et al., Comp. Appl. BioSci. 8: 155-65 (1992) and Pearson et al., Meth. Mol. Biol. 24: 307-31 (1994).

NCBI Basic Local Alignment Search Tool(BLAST)(Altschul et al., J. Mol. Biol. 215:403-10(1990))은 NBCI(National Center for Biological Information) 등에서 접근 가능하며, 인터넷 상에서 blastp, blasm, blastx, tblastn and tblastx와 같은 서열 분석 프로그램과 연동되어 이용할 수 있다. NCBI Basic Local Alignment Search Tool (BLAST) (Altschul et al., J. Mol. Biol. 215: 403-10 (1990)) is accessible from the National Center for Biological Information (NBCI), and is available on the Internet in blastp, blasm, It can be used in conjunction with sequencing programs such as blastx, tblastn and tblastx.

상기 조성물은 서열번호 1 내지 3으로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열을 암호화하는 하나 이상의 핵산 서열 또는 이와 상보적인 핵산 서열에 결합하여 발현을 억제하는 핵산 서열; 및 이와 작동 가능하게 연결된(operably linked) 프로모터;를 포함하는 재조합 벡터를 포함할 수 있다.The composition may include one or more nucleic acid sequences encoding amino acid sequences selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1 or 3, or nucleic acid sequences that bind to and inhibit expression; And a recombinant vector operably linked thereto.

상기 "프로모터"란 용어는 구조 유전자로부터의 DNA 업스트림의 영역을 의미하며 전사를 개시하기 위하여 RNA 폴리머라아제가 결합하는 DNA 분자를 의미한다.The term "promoter" refers to a region of DNA upstream from a structural gene and refers to a DNA molecule to which an RNA polymerase binds to initiate transcription.

상기 "작동 가능하게 연결된(operably linked)"은 하나의 핵산 단편이 다른 핵산 단편과 결합되어 그의 기능 또는 발현이 다른 핵산 단편에 의해 영향을 받는 것을 의미한다. 또한, 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열 및 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열을 추가로 포함할 수 있다.By “operably linked” is meant that one nucleic acid fragment is combined with another nucleic acid fragment so that its function or expression is affected by another nucleic acid fragment. It may further comprise any operator sequence for regulating transcription, a sequence encoding a suitable mRNA ribosomal binding site, and a sequence regulating termination of transcription and translation.

상기 "재조합"은 세포가 이종의 핵산을 복제하거나, 상기 핵산을 발현하거나 또는 펩티드, 이종의 펩티드 또는 이종의 핵산에 의해 암호화된 단백질을 발현하는 세포를 의미한다.By "recombinant" is meant a cell in which a cell replicates a heterologous nucleic acid, expresses the nucleic acid or expresses a protein encoded by a peptide, a heterologous peptide or a heterologous nucleic acid.

상기 재조합 세포는 상기 세포의 천연 형태에서는 발견되지 않는 유전자 또는 유전자 절편을, 센스 또는 안티센스 형태 중 하나로 발현할 수 있다. 또한 상기 재조합 세포는 천연 상태의 세포에서 발견되는 유전자를 발현할 수 있으며, 상기 유전자는 변형된 것으로서 인위적인 수단에 의해 세포 내 재도입될 수 있다.The recombinant cell may express a gene or gene fragment which is not found in the natural form of the cell in one of the sense and antisense forms. In addition, the recombinant cell may express a gene found in a cell in a natural state, and the gene may be reintroduced into a cell by artificial means as a modified one.

상기 "재조합 벡터"는 세균 플라스미드, 파아지, 효모 플라스미드, 식물 세포 바이러스, 포유동물 세포 바이러스, 또는 다른 벡터를 의미한다. 대체로, 임의의 플라스미드 및 벡터는 숙주 내에서 복제 및 안정화할 수 있다면 사용될 수 있다. 상기 발현 벡터의 중요한 특성은 복제 원점, 프로모터, 마커 유전자 및 번역 조절 요소(translation control element)를 포함할 수 있다.By "recombinant vector" is meant bacterial plasmid, phage, yeast plasmid, plant cell virus, mammalian cell virus, or other vector. In principle, any plasmid and vector can be used as long as it can replicate and stabilize in the host. Important properties of the expression vector may include origins of replication, promoters, marker genes and translation control elements.

상기 AtDRUCE1 , AtDRUCE2, 또는 AtDRUCE3 유전자는 식물(예컨대, 애기장대)에서 분리되었고, 특정 스트레스에 대한 식물체의 내성을 증진하는 작용을 할 수 있으므로, 식물에 대하여 가장 바람직한 유용성을 가질 수 있다. The AtDRUCE1 , AtDRUCE2 , or The AtDRUCE3 gene has been isolated from plants (eg, Arabidopsis) and may serve to enhance the plant's resistance to certain stresses, thus having the most desirable utility for plants.

상기 벡터가 식물 세포에 적용되는 경우, 식물체의 유전자 도입을 위해 당업계에서 통상적으로 이용되는 어떠한 것도 이용될 수 있으며, 예컨대, SP6 프로모터, T7 프로모터, T3 프로모터, PM 프로모터, 옥수수의 유비퀴틴 프로모터, 컬리플라워 모자이크 바이러스(CaMV) 35S 프로모터, 노팔린 씬타아제(nos) 프로모터, 피그워트 모자이크 바이러스 35S 프로모터, 수가크레인 바실리폼 바이러스 프로모터, 콤멜리나 엘로우 모틀 바이러스 프로모터, 리불로오스-1,5-비스-포스페이트 카르복실라아제 스몰 서브유티트(ssRUBISCO)의 광유도성 프로모터, 벼 사이토졸 트리오스포스페이트 이소머라아제(TPI) 프로모터, 아라비돕시스의 아데닌 포스포리보실트랜스퍼라아제(APRT) 프로모터 및 옥토파인 신타아제 프로모터를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.When the vector is applied to plant cells, any one commonly used in the art for gene introduction of plants can be used, for example, the SP6 promoter, the T7 promoter, the T3 promoter, the PM promoter, the ubiquitin promoter of corn, the curlies Flower Mosaic Virus (CaMV) 35S promoter, nopalin synthase (nos) promoter, Pigwater Mosaic Virus 35S promoter, sugacrein basilisform virus promoter, commelina yellow mottle virus promoter, ribulose-1,5-bis-phosphate Photoinducible promoter of carboxylase small subunit (ssRUBISCO), rice cytosol triosphosphate isomerase (TPI) promoter, adenine phosphoribosyltransferase (APRT) promoter of Arabidopsis and octopine synthase promoter It may include, but is not limited thereto.

상기 재조합 벡터는 마커 유전자를 추가로 포함할 수 있다. 상기 마커 유전자는 항생제 저항성 유전자, 제초제 저항성 유전자, 대사관련 유전자, 발광 유전자, GFP(green fluorescence protein) 유전자, GUS(βglucuronidase) 유전자 및 GAL(β유전자로부터 선택될 수 있다. The recombinant vector may further comprise a marker gene. The marker gene may be selected from antibiotic resistance gene, herbicide resistance gene, metabolism related gene, light emitting gene, GFP (green fluorescence protein) gene, GUS (βglucuronidase) gene and GAL (β gene).

예컨대, 상기 마커 유전자는 제초제 저항성 Bar 유전자, 네오마이신 포스포트랜스퍼라제(NPT Ⅱ) 유전자, 하이그로마이신 포스포트랜스퍼라제 유전자, 포스피노트리신 아세틸트랜스퍼라제 유전자, 또는 다이하이드로폴레이트 환원효소 유전자를 포함할 수 있다. For example, the marker gene may include a herbicide resistant Bar gene, a neomycin phosphotransferase (NPT II) gene, a hygromycin phosphotransferase gene, a phosphinothricin acetyltransferase gene, or a dihydrofolate reductase gene. It may include.

상기 벡터 시스템은 당업계에 공지된 다양한 방법을 통해 구축될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 방법은 Sambrook et al. Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press(2001)에 개시되어 있다.The vector system may be constructed through various methods known in the art, and specific methods thereof are described in Sambrook et al. Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press (2001).

상기 벡터는 당업계에서 종종 사용되는 플라스미드(ex. pGA2897, pSK349, pSC101, ColE1, pBR322, pUC8/9, pHC79, pGEX 시리즈, pET 시리즈 및 pUC19 등), 파지(ex. λλ4B, λλ△z1 및 M13 등) 또는 바이러스(ex. SV40 등)를 조작하여 제작될 수 있다.Such vectors are often used in the art, such as plasmids (eg pGA2897, pSK349, pSC101, ColE1, pBR322, pUC8 / 9, pHC79, pGEX series, pET series and pUC19, etc.), phage (ex. Λλ4B, λλΔz1 and M13). Or the like (eg SV40).

일 실시예에 있어서, 상기 재조합 벡터는 아그로박테리움(Agrobacterium) 바이너리 벡터일 수 있다.In one embodiment, the recombinant vector may be an Agrobacterium binary vector.

상기 “바이너리 벡터”는 Ti(tumor inducible) 플라스미드에서 이동에 필요한 부분인 LB(left border)와 RB(right border)를 가지는 플라스미드 및 타겟 핵산을 옮기는데 필요한 유전자를 가진 플라스미드를 두 개로 분할한 벡터를 의미한다. 상기 아그로박테리움은 상기 핵산 서열의 발현에 적합한 것이면 특별히 제한되지 않는다. The “binary vector” refers to a vector obtained by dividing the plasmid having a gene necessary for transferring a target nucleic acid and a plasmid having a left border (LB) and a right border (RB), which are necessary for migration, from a quantum inducible (Ti) plasmid. do. The Agrobacterium is not particularly limited as long as it is suitable for expression of the nucleic acid sequence.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 조성물로 형질전환된 건조 저항성이 증진된 식물체가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a plant having improved dry resistance transformed with the composition is provided.

상기 “형질전환”은 DNA를 식물에 전이시키는 임의의 방법을 의미한다. 형질전환 방법은 반드시 재생 또는 조직 배양 기간을 가질 필요는 없다.By “transformation” is meant any method of transferring DNA to a plant. The transformation method does not necessarily have a period of regeneration or tissue culture.

상기 형질전환은 쌍자엽 식물뿐만 아니라 단자엽 식물 양자를 포함한 식물 종에 대해 일반적이며, 원칙적으로, 임의의 형질전환 방법은 본 발명에 따른 잡종 DNA를 적당한 선조 세포로 도입시키는데 이용될 수 있다.Such transformations are common for plant species, including both dicotyledonous plants as well as monocotyledonous plants, and in principle any transformation method can be used to introduce hybrid DNA according to the invention into suitable progenitor cells.

상기 형질전환 방법은 원형질체에 대한 칼슘/폴리에틸렌 글리콜 방법(Krens, F.A. et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373), 원형질체의 전기천공법(Shillito R.D. et al., 1985 Bio/Technol. 3, 1099-1102), 식물 요소로의 현미주사법(Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 202, 179-185), 각종 식물 요소의(DNA 또는 RNA-코팅된) 입자 충격법(Klein T.M. et al., 1987, Nature 327, 70), 식물의 침윤 또는 성숙 화분 또는 소포자의 형질전환에 의한 아그로박테리움 투머파시엔스 매개된 유전자 전이에서 (비완전성) 바이러스에 의한 감염(EP 0 301 316호) 등으로부터 선택할 수 있다.The transformation method is a calcium / polyethylene glycol method for protoplasts (Krens, FA et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373 ), Electroporation of protoplasts (Shillito RD et al., 1985 Bio / Technol. 3, 1099-1102), microscopic injection into plant elements (Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 202, 179-185), particle bombardment of various plant elements (DNA or RNA-coated) (Klein TM et al., 1987, Nature 327, 70), Agrobacte by plant infiltration or transformation of mature pollen or vesicles Infection with virus (incomplete) virus in infection with Leeum Tumorfaciens mediated gene (EP 0 301 316) and the like.

상기 벡터가 도입되는 식물 세포는 식물로 재생될 수 있는 한 특정한 형태로 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 세포는 배양된 세포 부유물, 원형질체(protoplast), 잎 절편(leaf section) 및 캘러스(callus)를 포함할 수 있다.Plant cells into which the vector is introduced are not limited to any particular form as long as they can be regenerated into plants. For example, the cells may comprise cultured cell suspensions, protoplasts, leaf sections and callus.

상기 식물세포는 통상적인 방법에 따라 배양되어 액체 배양물, 캘러스, 원형질 배양물이 될 수 있으며, 분화되어 식물의 조직 또는 식물이 될 수 있다. The plant cells may be cultured according to a conventional method to be liquid cultures, callus, plasma cultures, and may be differentiated to be plant tissues or plants.

상기 재조합 벡터가 도입된 형질전환 세포들은 당업계에 공지된 표준 기술을 사용하여 캘러스 유도, 발근 및 토양 순화와 같은 과정을 거쳐 식물체로 재분화시킬 수 있으며, 꺾꽂이, 접붙이기 등과 같은 무성번식방법 및 종자를 이용하여 유성번식방법에 의해 생산할 수 있다.The transformed cells into which the recombinant vector is introduced may be re-differentiated into plants through processes such as callus induction, rooting and soil purification using standard techniques known in the art, and asexual propagation methods such as folding, grafting and seed It can be produced by the planetary breeding method using.

상기 식물세포의 배양은 식물의 일부를 모체로부터 분리하여 적당한 조건 아래에서 무균적으로 배양하여 생육시키는 것으로 조직 절편의 액체 배양, 조직 절편의 캘러스 배양, 원형질체 배양 등 당업자에게 공지된 어떠한 방식의 것에 의할 수 있으며, 그 배양 조건 및 방법은 당업자에게 공지된 조건 및 방법에 의해 수행될 수 있다.Cultivation of plant cells may be carried out by any method known to those skilled in the art, such as cultivation of tissue sections, callus culture of tissue sections, protoplast culture, etc., by culturing parts of plants from the mother and aseptically culturing them under appropriate conditions. The culture conditions and methods may be carried out by conditions and methods known to those skilled in the art.

상기 배양된 식물세포를 식물로 분화시키는 것은 캘러스, 원형질체 형태의 배양된 식물세포를 적당한 조건아래에서 분화를 유도하여 식물의 조직 또는 식물로 분화시키는 것으로 분화 조건 및 방법은 당업자에게 공지된 조건 및 방법에 의해 수행될 수 있다.Differentiating the cultured plant cells into plants is to induce differentiation of cultured plant cells in callus, protoplast form under appropriate conditions to differentiate into plant tissues or plants. Conditions and methods for differentiation are known to those skilled in the art. It can be performed by.

구체적으로 상기 형질전환 식물체는 AtDRUCE1 , AtDRUCE2, 또는 AtDRUCE3 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 형질전환시킨 후 통상적인 방법에 따라 캘러스의 유도, 발근 및 토양 순화의 과정을 통해 수득할 수 있다. Specifically, the transgenic plant is AtDRUCE1 , AtDRUCE2 , or AtDRUCE3 After transformation with a recombinant vector comprising a gene can be obtained through the process of induction, rooting and soil purification of the callus according to a conventional method.

즉, 상기 AtDRUCE1 , AtDRUCE2, 또는 AtDRUCE3 유전자가 포함된 재조합 벡터를 아그로박테리움에 도입시키고 상기 아그로박테리움을 이용하여 캘러스에 형질전환 시킬 수 있으며, 제초제에 생존하는 개체를 선발하여 형질전환 식물체를 수득할 수 있다.That is, the AtDRUCE1 , AtDRUCE2 , or Recombinant vectors containing the AtDRUCE3 gene can be introduced into Agrobacterium and transformed into callus using the Agrobacterium, and transgenic plants can be obtained by selecting individuals surviving herbicides.

본 발명의 다른 측면에 따르면, AtDRUCE1, AtDRUCE2, 및 AtDRUCE3으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 발현이 억제된 건조 저항성이 증진된 식물체가 제공되고, 상기 식물체는 변이된 AtDRUCE1, AtDRUCE2, 또는 AtDRUCE3 유전자를 발현할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a plant having enhanced dry resistance in which at least one expression selected from the group consisting of AtDRUCE1, AtDRUCE2, and AtDRUCE3 is suppressed, and the plant is capable of expressing a mutated AtDRUCE1, AtDRUCE2, or AtDRUCE3 gene. Can be.

상기 식물체는 변이된 AtDRUCE1, AtDRUCE2, 또는 AtDRUCE3 유전자를 발현하므로 야생형과 비교하여 건조 스트레스가 현저히 증진될 수 있다.The plant is mutated AtDRUCE1 , AtDRUCE2 , or By expressing the AtDRUCE3 gene, dry stress can be significantly enhanced compared to wild type.

상기 “식물체”는 성숙한 식물뿐만 아니라 성숙한 식물로 발육할 있는 식물 세포, 식물 조직, 식물 세포 또는 조직으로부터 유래된 캘러스 및 식물의 종자 등을 모두 포함할 수 있다.The "plant" may include not only mature plants but also plant cells, plant tissues, callus derived from plant cells or tissues, and seeds of plants that may develop into mature plants.

상기 식물체는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 밀, 팥, 귀리 및 수수를 포함하는 식량 작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근을 포함하는 채소 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 및 유채를 포함하는 특용 작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 및 바나나를 포함하는 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 및 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료작물류를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.The plant may include food crops including rice, wheat, barley, corn, soybeans, potatoes, wheat, red beans, oats, and sorghum; Vegetable crops including Arabidopsis, Chinese cabbage, radish, peppers, strawberries, tomatoes, watermelons, cucumbers, cabbages, melons, pumpkins, green onions, onions, and carrots; Special crops, including ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, sugar beet, perilla, peanuts and rapeseed; Fruit trees including apple trees, pear trees, jujube trees, peaches, leeks, grapes, citrus fruits, persimmons, plums, apricots and bananas; Flowers, including roses, gladiolus, gerberas, carnations, chrysanthemums, lilies, and tulips; And fodder crops, including, but not limited to, lygras, red clover, orchardgrass, alphaalpha, tolsfeque and perennial lygragrass.

특정 뉴클레오타이드 또는 이를 포함하는 식물발현용 재조합 벡터를 식물세포에 도입하는 방법은 당업계에 공지된 다양한 방법으로 실시될 수 있다.The method of introducing a specific nucleotide or a plant expression recombinant vector comprising the same into plant cells may be performed by various methods known in the art.

당업자는 공지된 적절한 조건하에서 형질전환된 식물 세포나 종자를 배양 또는 재배하여 식물로 발육시킬 수 있다.A person skilled in the art can develop a plant by culturing or culturing the transformed plant cell or seed under known and appropriate conditions.

식물 원형질 또는 다양한 익스플랜드로부터 식물체의 발달 또는 재분화시키는 방법은 당업계에 잘 알려져 있다. 상기 아그로박테리움에 의해 도입된 외래 유전자를 포함하는 식물체의 발달 또는 재분화는 당업계에 공지된 방법에 따라 달성될 수 있다(참조: 미국특허 제5,004,863, 5,349,124 및 5,416,011 호).Methods for the development or regeneration of plants from plant protoplasts or various exploits are well known in the art. Development or regeneration of plants comprising foreign genes introduced by the Agrobacterium can be accomplished according to methods known in the art (see US Pat. Nos. 5,004,863, 5,349,124 and 5,416,011).

상기 식물체는 당업계에 공지된 방법에 의해 형질전환 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 상기 식물체의 조직으로부터 얻은 DNA 시료를 이용하여, PCR을 실시하면 형질전환 식물체의 게놈에 삽입된 외래 유전자가 규명될 수 있다. The plant can be confirmed whether or not transformed by a method known in the art. For example, by performing a PCR using a DNA sample obtained from the tissue of the plant, foreign genes inserted into the genome of the transformed plant can be identified.

택일적으로, 노던 또는 서던 블롯팅을 실시하여 형질전환 여부를 확인할 수 있다(Maniatis, et al., Molecular Cloning, A Laboratory).Alternatively, Northern or Southern blotting can be performed to confirm transformation (Maniatis, et al., Molecular Cloning, A Laboratory).

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 기술한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

실험예 1 : 유전자의 분리 획득Experimental Example 1 Acquisition of Gene Isolation

본 발명자들은 ABA 호르몬 및 비생물학적 스트레스에 의해서 유도되는 AtDRUCE1, AtDRUCE2, 및 AtDRUCE3 유전자를 애기장대의 cDNA로부터 분리 획득하였다. We found AtDRUCE1, AtDRUCE2 , and AB hormones induced by abiotic stress, and AtDRUCE3 gene was isolated from cDNA of Arabidopsis.

10일된 야생형 애기장대의 유묘를 액체 질소를 사용하여 막자 사발에서 파우더로 분쇄하였다.Seedlings of 10-day wild-type Arabidopsis pulverized were ground to powder in a mortar and pestle using liquid nitrogen.

1g 당 2ml의 추출 완충액(4M 구아니딘-HCl 20mM, 10mM EDTA, 10mM EGTA(USB), 0.5% 사르코실(SIGMA, pH 9)과 β머캅토에탄올(SIGMA-ALDRICH)을 이용하여 추출한 후 코니칼 튜브로 옮기고 동량의 PCI(페놀 : 클로로포름 : 이소아밀알콜 = 25 : 24 : 1)와 혼합하여 5분간 흔들어 준 후 3,500 rpm에서 25분간 원심분리(한일 원심분리기, HA-1000-3)하였다. Conic tube after extraction with 2ml of extraction buffer (4M guanidine-HCl 20mM, 10mM EDTA, 10mM EGTA (USB), 0.5% sarcosyl (SIGMA, pH 9) and β-mercaptoethanol (SIGMA-ALDRICH) The mixture was mixed with the same amount of PCI (phenol: chloroform: isoamyl alcohol = 25: 24: 1), shaken for 5 minutes, and centrifuged at 3,500 rpm for 25 minutes (Hanil Centrifuge, HA-1000-3).

원심분리 후 상층의 유기 용매층을 제거하고, 동량의 PCI를 혼합한 후 원심 분리하는 과정을 2회 반복하고, 형성된 하부 수용액 층을 2회 에탄올 침전 및 1회 LiCl 침전 방법을 사용하여 RNA를 분리하였다.After centrifugation, the upper organic solvent layer was removed, the same amount of PCI was mixed, and centrifugation was repeated twice. The lower aqueous solution layer was separated using two ethanol precipitation and one LiCl precipitation methods. It was.

정량을 통해 2μg의 RNA를 올리고 dT 프라이머 및 MMLV 역전사효소(Fermentas)를 이용하여 단일가닥 cDNA를 합성하였다.By quantification, 2 μg of RNA was raised and single-stranded cDNA was synthesized using dT primer and MMLV reverse transcriptase (Fermentas).

PCR 수행을 위해 주형으로 20ng의 cDNA를 사용하였으며 두 종류의 프라이머를 각각 10 pmole 씩, 10 x Taq 폴리머라제 완충용액(Takara) 5㎕, dNTP 혼합액(각 1.25 mM) 8㎕ 및 1 유닛의 Taq DNA 폴리머라제(Takara)를 넣어 총 부피를 50㎕로 만들었다.20 ng of cDNA was used as a template for PCR. Two primers were used at 10 pmole, 5 μl of 10 × Taq polymerase buffer (Takara), 8 μl of dNTP mixture (1.25 mM each), and 1 unit of Taq DNA. Polymerase (Takara) was added to make a total volume of 50 μl.

Perkin Elmer DNA 써멀 사이클러로 PCR을 수행하였다. 94℃에서 2분간 변성시킨 후, 94℃에서 30초, 52℃에서 30초, 72℃에서 1분을 반복하고, 본 과정을 30회 수행하였다.PCR was performed with a Perkin Elmer DNA thermal cycler. After denaturing at 94 ° C. for 2 minutes, 30 seconds at 94 ° C., 30 seconds at 52 ° C., and 1 minute at 72 ° C. were repeated, and this procedure was performed 30 times.

30회 반복이 끝난 후 72℃에서 5분간 추가로 중합반응을 수행하고 전기영동 방법을 이용하여 AtDRUCE1 , AtDRUCE2, 및 AtDRUCE3 유전자의 증폭을 확인하였고, 상기 DNA를 시퀀싱하여 재차 확인하였다.After 30 repetitions, the polymerization was further performed at 72 ° C. for 5 minutes, using AtDRUCE1 , AtDRUCE2 , and electrophoresis. Amplification of the AtDRUCE3 gene was confirmed, and the DNA was sequenced again.

실험예 2 AtDRUCE 단백질의 구조 및 서열 비교 분석Experimental Example 2 Comparative Analysis of Structure and Sequence of AtDRUCE Protein

AtDRUCE 단백질의 구조를 도식화하고, 유사체에 대한 다중 얼라인(Multiple alignment)을 수행하였다.The structure of the AtDRUCE protein was plotted and multiple alignments of the analogs were performed.

애기장대(Arabidopsis thaliana) DRUCE1, DRUCE2, DRUCE3, 효모(Saccharomyces cerevisiae) DRUCE6, 및 인간(homo sapiens) DRUCE6e를 ClustalW 를 이용해 얼라인하였다. Arabidopsis thaliana ) DRUCE1, DRUCE2, DRUCE3, yeast ( Saccharomyces cerevisiae ) DRUCE6, and human (homo sapiens) DRUCE6e were aligned using ClustalW.

SMART(http://smart.embl-heidelberg.de/) 및 SMS (http://www.bioinformatics.org/sms2/ident_sim.html)를 이용해 도메인 및 유사성을 분석하였다.Domain and similarity were analyzed using SMART (http://smart.embl-heidelberg.de/) and SMS (http://www.bioinformatics.org/sms2/ident_sim.html).

도 1을 참조하면, 상기 3종의 단백질은 DRUCE XIV group에 속하는 E2로서(Kraft et al. (2005)), 보존된 DRUCE 도메인 및 막관통 도메인(transmembrane domain)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the three proteins are E2 belonging to the DRUCE XIV group (Kraft et al. (2005)) and include a conserved DRUCE domain and a transmembrane domain.

상호 단백질 서열의 유사성 분석 결과, 효소활성을 가지는 DRUCE 도메인의 경우 DRUCE1 및 DRUCE2는 49.7%, DRUCE1 및 DRUCE3는 50.9%, DRUCE2 및 DRUCE3은 96.2%의 유사성이 확인되었다Similarity analysis of the cross-protein sequences revealed 49.7% similarity between DRUCE1 and DRUCE2, 50.9% for DRUCE1 and DRUCE3, and 96.2% for DRUCE2 and DRUCE3 in the DRUCE domain with enzymatic activity.

상기 단백질 서열의 상동성은 3종의 유전자 간 상호 보완적인 기능을 시사한다.The homology of the protein sequences suggests complementary functions between the three genes.

실험예 3 : 단백질의 활성 분석Experimental Example 3 Analysis of Protein Activity

In vitro E2 activity assay를 통해 AtDRUCE1, AtDRUCE2, AtDRUCE3 유전자가 암호화하는 단백질이 E2 ubiquitin conjugase로서 기능하는지 확인하였다. AtDRUCE1 , AtDRUCE2 , AtDRUCE3 through in vitro E2 activity assay It was confirmed whether the protein encoding the gene functions as an E2 ubiquitin conjugase.

C-말단 막관통 도메인을 잘라낸 Myc-DRUCE1ΔC1 -273, His-Myc-DRUCE2ΔC1 -218, His-Myc-DRUCE3ΔC1-212을 대장균에서 발현시켜 정제한 후, wheat UBA1(E1) 및 유비퀴틴(ubiquitin)을 투입하고 반응시켰다.C- terminal membrane domain through the cut-out Myc-DRUCE1ΔC 1 -273, His- Myc-DRUCE2ΔC 1 -218, His-Myc-DRUCE3ΔC 1-212 after the tablet was expressed in E. coli, wheat UBA1 (E1) and ubiquitin (ubiquitin ) Was added and reacted.

도 2를 참조하면, 반응 결과 각 단백질에서 유비퀴틴-DRUCE 어덕트(adducts)가 생성된 반면, 환원제(reducing reagent)인 DTT를 넣고 가열하였을 때 상기 어덕트가 제거되었다. Referring to FIG. 2, the ubiquitin-DRUCE adducts were generated in each protein as a result of the reaction, while the adducts were removed when heated with a reducing reagent DTT.

상기 결과는 상기 3종의 단백질이 모두 실제 E2 ubiquitin conjugase 로서 활성을 가짐을 시사한다.The results suggest that all three proteins have activity as actual E2 ubiquitin conjugase.

실험예 4 : 단백질의 세포 내 위치 분석Experimental Example 4 Analysis of Intracellular Location of Proteins

도 3은 N. bethanmiana 세포에서 일과성 발현(transient expression) 동안 DRUCE1, DRUCE2, DRUCE3의 세포 내 국지화(localization)를 나타낸 것이다.FIG. 3 shows intracellular localization of DRUCE1, DRUCE2, DRUCE3 during transient expression in N. bethanmiana cells.

35S:DRUCE1 - GFP , 35S:DRUCE2 - GFP, 35S:DRUCE3 - GFP construct를 35:SP - mRFP -HDEL와 함께 담배 잎에 공동-형질 주입(co-transfected)한 후 프로토플라스트(protoplast)를 추출하여 관찰하였다. 35S: DRUCE1 - GFP , 35S: DRUCE2 - GFP , 35S: DRUCE3 - GFP construct was co-transfected with tobacco leaves with 35: SP - mRFP -HDEL and protoplast extracted Was observed.

SP-mRFP-HDEL은 소포체 마커 단백질로 사용되었으며 단일 펩타이드의 BIP1(SP), monomeric RFP(mRFP), ER retention signal motif, HDEL로 이루어져 있다(Bars = 20 mm). SP-mRFP-HDEL was used as a endoplasmic reticulum marker protein and consists of a single peptide, BIP1 (SP), monomeric RFP (mRFP), ER retention signal motif, and HDEL (Bars = 20 mm).

AtDRUCE 단백질의 유사체인 ScDRUCE6(효모), HsDRUCE6e(인간)는 이미 소포체에서 작용하는 ERAD(Endoplasmic Reticulum-Associated Degradation)의 구성 단백질로 알려져 있으며(Sommer and Jentsch, 1993; Oh et al., 2006), 애기장대 DRUCE1 역시 소포체에서의 위치가 확인된 바 있다(cui et al., 2012). Analogs of the AtDRUCE protein, ScDRUCE6 (yeast) and HsDRUCE6e (human), are already known as constituent proteins of Endoplasmic Reticulum-Associated Degradation (ERAD) acting on endoplasmic reticulum (Sommer and Jentsch, 1993; Oh et al., 2006). Pole DRUCE1 has also been identified in endoplasmic reticulum (cui et al., 2012).

담배(Nicotiana benthamiana) 및 agrobacteria system을 이용해 형광단백질이 결합된 DRUCE를 발현시킴으로써 상기 단백질의 동일 세포 내 위치를 분석하였다.Tobacco ( Nicotiana) benthamiana ) and the agrobacteria system to analyze the same intracellular location of the protein by expressing the fluorescent protein-bound DRUCE.

도 3을 참조하면, AtDRUCE1, AtDRUCE2, 및 AtDRUCE3 모두 소포체에 존재하였으며, 동일한 세포소기관에서 상호 보완적인 기능을 할 것으로 추정되었다.Referring to FIG. 3, AtDRUCE1, AtDRUCE2, and AtDRUCE3 were all present in the endoplasmic reticulum and were supposed to function complementarily in the same organelles.

실험예 5 : 유전자의 구조 분석 및 돌연변이 식물체 확보Experimental Example 5 Analysis of Gene Structure and Securing Mutant Plants

건조 스트레스에 따른 상기 유전자들의 표현형을 분석하기 앞서 AtDRUCE1, AtDRUCE2, AtDRUCE3 유전자의 구조를 분석하고 T-DNA 도입 돌연변이 식물체를 확보하였다.Prior to analyzing the phenotype of the genes according to the dry stress, the structure of the AtDRUCE1, AtDRUCE2, AtDRUCE3 genes were analyzed and T-DNA introduced mutant plants were obtained.

상기 3종의 유전자에 T-DNA가 삽입된 대립 형질(allele)의 종자를 각 한 종류씩 ABRC를 통해서 수득하였다(도 4).Seeds of alleles with T-DNA inserted into the three genes were obtained through ABRC, one for each type (FIG. 4).

genotyping PCR(도 4B) 및 RT-PCR 실험(도 4C)을 통해 DRUCE1, DRUCE2, DRUCE3 돌연변이체의 기능 상실(loss-of-function) 여부를 확인하였다. DRUCE1 , via genotyping PCR (FIG. 4B) and RT-PCR experiments (FIG. 4C). The loss-of-function of the DRUCE2 and DRUCE3 mutants was confirmed.

또한, 상기 3종의 단백질이 상호 보완적인 기능을 가진다면, AtDRUCE1, AtDRUCE2, AtDRUCE3 유전자의 기능이 모두 상실된 3중 기능 상실(triple loss-of-function) 돌연변이 식물체에서 더 강한 기능 억제가 일어날 확률이 높으므로 돌연변이들을 상호 교배하여 순종의 3중 기능 상실 돌연변이 식물체를 확보하였다. In addition, if the three proteins have a complementary function, AtDRUCE1 , AtDRUCE2 , AtDRUCE3 In the triple loss-of-function mutant plants where all of the gene's function is lost, there is a high probability of stronger suppression of the function.

실험예 6 : 건조 스트레스에 따른 기공개폐(stomatalaperture) 측정Experimental Example 6: Measurement of stomatalaperture due to dry stress

상기 유전자들의 기능 분석을 위해 표현형을 관찰하였다. Phenotype was observed for functional analysis of the genes.

식물의 스트레스 호르몬으로 잘 알려진 ABA(abscisic acid)를 처리한 후 기공개폐의 관찰을 통해 야생종 및 돌연변이체들의 ABA에 대한 민감성을 분석하였다.After treatment with ABA (abscisic acid), a well-known plant stress hormone, the susceptibility of wild species and mutants to ABA was analyzed by observing pore opening.

도 5를 참조하면, Opening solution을 이용해 기공을 완전히 개방시킨 후 ABA를 처리하였을 때, DRUCE1, DRUCE2, DRUCE3 기능 상실 돌연변이체의 기공이 야생종에 비해 더 많이 폐쇄되었다.Referring to FIG. 5, when the ABA was treated after the pores were completely opened using the opening solution, the pores of the DRUCE1, DRUCE2, and DRUCE3 loss-of-function mutants were closed more than the wild species.

DRUCE1DRUCE23DRUCE3 3중 기능 상실 돌연변이체의 경우 기공 폐쇄 효과가 더욱 증가하였다.The DRUCE1DRUCE23DRUCE3 triple loss of function mutant further increased the pore closure effect.

상기 결과는 단일 혹은 3중 기능 상실 돌연변이체의 ABA에 대한 민감도가 증가하였음을 시사하며, ABA는 여러 비생물학적 스트레스에 의해서 생성되므로 돌연변이체는 건조 스트레스에 대한 저항성이 증가할 것으로 예측되었다.The results suggest that single or triple loss of function mutants have increased sensitivity to ABA, and because ABA is produced by several abiotic stresses, the mutants are expected to increase resistance to dry stress.

실험예 7 : 건조 스트레스에 따른 표현형 분석Experimental Example 7: Phenotypic analysis according to dry stress

야생종과 돌연변이체에 건조 스트레스를 표현형의 차이를 관찰하였다.Differences in dry stress phenotype in wild species and mutants were observed.

야생종, 및 DRUCE1, DRUCE2, DRUCE3, DRUCE1DRUCE23DRUCE3 돌연변이체를 약 3주 간 생장시킨 후 12일 동안 수분의 공급을 중단하였다.Wild species, and DRUCE1, DRUCE2, DRUCE3, DRUCE1 DRUCE23 DRUCE3 mutants were grown for about 3 weeks before stopping the water supply for 12 days.

다시 물을 공급하고 2일 후 표현형을 관찰한 결과, DRUCE1, DRUCE2, DRUCE3 돌연변이체에서 가뭄 저항성이 증가하였다(도 6A).Two days after the water was supplied, the phenotype was observed, and the drought resistance was increased in the DRUCE1, DRUCE2, and DRUCE3 mutants (FIG. 6A).

특히 DRUCE1DRUCE23DRUCE3 3중 기능 상실 돌연변이체는 야생종에 비해 약 5배 이상 가뭄 저항성이 큰 폭으로 증가하였다.In particular, the DRUCE1DRUCE23DRUCE3 triple loss-of-function mutant significantly increased drought resistance by more than five times compared to wild species.

도 6B를 참조하면, 단일, 3중 기능 상실 돌연변이체의 경우 야생종에 비해 상대적으로 수분 손실에 따른 질량의 감소량이 적은 수준으로 분석되었다.Referring to FIG. 6B, the loss of mass due to water loss was analyzed in the case of single and triple loss-of-function mutants relative to wild species.

상기 결과는 애기장대의 group XIV E2 conjugase인 AtDRUCE1(At3g17000), AtDRUCE2(At5g50430), 또는 AtDRUCE3(At1g17280) 유전자 발현이 사라진 단일 기능 상실 돌연변이 식물체의 경우 야생종에 비해서 가뭄 저항성이 증가하고, 특히, 3중 기능 상실 돌연변이체는 더욱 강한 가뭄 저항성을 가지므로, 상기 유전자의 돌연변이 식물체가 가지는 강한 가뭄 저항성을 각종 식용 작물에 도입함으로써 용수량이 부족한 지역에 적합한 작물 개발이 가능함을 시사한다.The results indicate that single-functioning mutant plants lacking the expression of AtDRUCE1 (At3g17000), AtDRUCE2 (At5g50430), or AtDRUCE3 (At1g17280) genes of Arabidopsis group XIV E2 conjugase have increased drought resistance compared to wild species. Since the loss-of-function mutants have a stronger drought resistance, it suggests that crops suitable for regions with insufficient water can be developed by introducing the strong drought resistance of the mutant plants of the gene into various food crops.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예컨대, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the invention is indicated by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the invention.

<110> YONSEI UNIVERSITY <120> A NOVEL GENE RELATED TO PLANT DROUGHT STRESS TOLERANCE AND USE THEREOF <130> 18PP10489 <160> 6 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 309 <212> PRT <213> Arabidopsis thaliana <400> 1 Met Ala Asp Glu Arg Tyr Asn Arg Lys Asn Pro Ala Val Lys Arg Ile 1 5 10 15 Leu Gln Glu Val Lys Glu Met Gln Ala Asn Pro Ser Asp Asp Phe Met 20 25 30 Ser Leu Pro Leu Glu Glu Asn Ile Phe Glu Trp Gln Phe Ala Ile Arg 35 40 45 Gly Pro Gly Asp Thr Glu Phe Glu Gly Gly Ile Tyr His Gly Arg Ile 50 55 60 Gln Leu Pro Ala Asp Tyr Pro Phe Lys Pro Pro Ser Phe Met Leu Leu 65 70 75 80 Thr Pro Asn Gly Arg Phe Glu Thr Asn Thr Lys Ile Cys Leu Ser Ile 85 90 95 Ser Asn Tyr His Pro Glu His Trp Gln Pro Ser Trp Ser Val Arg Thr 100 105 110 Ala Leu Val Ala Leu Ile Ala Phe Met Pro Thr Ser Pro Asn Gly Ala 115 120 125 Leu Gly Ser Val Asp Tyr Pro Lys Asp Glu Arg Arg Thr Leu Ala Ile 130 135 140 Lys Ser Arg Glu Thr Pro Pro Lys Tyr Gly Ser Pro Glu Arg Gln Lys 145 150 155 160 Ile Ile Asp Glu Ile His Gln Tyr Ile Leu Ser Lys Ala Thr Val Val 165 170 175 Pro Lys Pro Leu Pro Leu Glu Cys Ser Gln Ala Pro Ser Ile Val Ser 180 185 190 Glu Ala His Ser Gln Val Glu Pro Gln Glu Ala Ile Thr Val Val Glu 195 200 205 Glu Arg Ser Ile Ala Thr Thr Asp Thr Ile Val Asp Asp Gln Ile Ile 210 215 220 Glu Glu Thr Ala Glu Ala Val Asn Thr Ala Ala Ser Val Val Pro Ala 225 230 235 240 Ala Ala Pro Leu Pro Ala Val Glu Val Val Val Lys Ala Ser Val Ser 245 250 255 Gly Glu Gln Arg Met Ala Arg Arg Ala Ala Gln Lys Pro Val Asp Asp 260 265 270 Arg Leu Phe Thr Trp Ala Ala Val Gly Leu Thr Ile Ala Ile Met Val 275 280 285 Leu Leu Leu Lys Lys Phe Ile Lys Ser Asn Gly Tyr Ser Thr Gly Phe 290 295 300 Met Asp Asp Gln Ser 305 <210> 2 <211> 243 <212> PRT <213> Arabidopsis thaliana <400> 2 Met Ala Glu Lys Ala Cys Ile Lys Arg Leu Gln Lys Glu Tyr Arg Ala 1 5 10 15 Leu Cys Lys Glu Pro Val Ser His Val Val Ala Arg Pro Ser Pro Asn 20 25 30 Asp Ile Leu Glu Trp His Tyr Val Leu Glu Gly Ser Glu Gly Thr Pro 35 40 45 Phe Ala Gly Gly Phe Tyr Tyr Gly Lys Ile Lys Phe Pro Pro Glu Tyr 50 55 60 Pro Tyr Lys Pro Pro Gly Ile Thr Met Thr Thr Pro Asn Gly Arg Phe 65 70 75 80 Val Thr Gln Lys Lys Ile Cys Leu Ser Met Ser Asp Phe His Pro Glu 85 90 95 Ser Trp Asn Pro Met Trp Ser Val Ser Ser Ile Leu Thr Gly Leu Leu 100 105 110 Ser Phe Met Met Asp Asn Ser Pro Thr Thr Gly Ser Val Asn Thr Ser 115 120 125 Val Ala Glu Lys Gln Arg Leu Ala Lys Ser Ser Leu Ala Phe Asn Cys 130 135 140 Lys Ser Val Thr Phe Arg Lys Leu Phe Pro Glu Tyr Val Glu Lys Tyr 145 150 155 160 Ser Gln Gln Gln Val Ala Glu Glu Glu Ala Ala Thr Gln Gln Thr Thr 165 170 175 Thr Ser Glu Asn Gln Asp Phe Pro Gln Lys Asp Asn Ala Lys Val Glu 180 185 190 Ser Glu Lys Ser Val Gly Leu Lys Lys Glu Ser Ile Gln Glu Val Gly 195 200 205 Leu Lys Glu Arg Arg Arg Asn Lys Lys Glu Ala Leu Pro Gly Trp Ile 210 215 220 Val Leu Leu Leu Val Ser Ile Val Gly Val Val Met Ala Leu Pro Leu 225 230 235 240 Leu Gln Leu <210> 3 <211> 237 <212> PRT <213> Arabidopsis thaliana <400> 3 Met Ala Glu Lys Ala Cys Ile Lys Arg Leu Gln Lys Glu Tyr Arg Ala 1 5 10 15 Leu Cys Lys Glu Pro Val Ser His Val Val Ala Arg Pro Ser Pro Asn 20 25 30 Asp Ile Leu Glu Trp His Tyr Val Leu Glu Gly Ser Glu Gly Thr Pro 35 40 45 Phe Ala Gly Gly Phe Tyr Tyr Gly Lys Ile Lys Phe Pro Pro Glu Tyr 50 55 60 Pro Tyr Lys Pro Pro Gly Ile Thr Met Thr Thr Pro Asn Gly Arg Phe 65 70 75 80 Met Thr Gln Lys Lys Ile Cys Leu Ser Met Ser Asp Phe His Pro Glu 85 90 95 Ser Trp Asn Pro Met Trp Ser Val Ser Ser Ile Leu Thr Gly Leu Leu 100 105 110 Ser Phe Met Met Asp Thr Ser Pro Thr Thr Gly Ser Val Asn Thr Thr 115 120 125 Val Ile Glu Lys Gln Arg Leu Ala Lys Ser Ser Leu Ala Phe Asn Cys 130 135 140 Lys Thr Pro Ala Phe Arg Lys Leu Phe Pro Glu Tyr Val Glu Lys Tyr 145 150 155 160 Asn Gln Gln Gln Leu Ala Glu Gln Ala Thr Thr Gln Leu Thr Thr Pro 165 170 175 Glu Ser Pro Gln Lys Ser Asp Thr Lys Val Glu Ser Glu Lys Thr Ile 180 185 190 Asp Pro Thr Lys Gly Asp Ser Glu Gly Gly Leu Lys Glu Arg Lys Lys 195 200 205 Asn Asn Lys Gln Gly Leu Pro Ala Trp Ile Ile Leu Leu Leu Val Ser 210 215 220 Val Phe Gly Val Val Met Ala Leu Pro Leu Leu Gln Leu 225 230 235 <210> 4 <211> 930 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana <400> 4 atggcggatg agaggtataa tcggaagaat ccggcggtga agaggatttt gcaggaggtt 60 aaggagatgc aagctaatcc gtctgatgat tttatgtctc ttcctcttga ggagaatatc 120 tttgagtggc aattcgccat ccgaggtcct ggtgatactg aattcgaggg cgggatttat 180 catgggagaa ttcagttgcc tgcagattat ccattcaaac ctccttcatt catgttattg 240 acccctaacg ggcgctttga aactaacacc aagatttgct tgagcatttc aaactaccac 300 cctgagcatt ggcaaccttc atggagtgtt cggactgctt tggtggctct cattgcattt 360 atgcccacaa gtcccaatgg agcactgggc tcagtagatt atccaaagga tgagagacgt 420 acactagcca ttaaatcacg tgagacacca cctaagtatg gctctcctga acggcaaaaa 480 attattgatg agattcatca gtacatcctt agcaaagcaa ccgtggttcc aaaacctctt 540 cctctggaat gtagccaagc accttccatc gtatcagaag ctcactccca agttgagcca 600 caggaagcga taactgtagt agaagagcgg tccatcgcta caacagacac catagttgat 660 gatcaaatca tagaagagac agctgaagca gtcaatacag cagctagtgt ggttcccgct 720 gcagcacctt taccagcggt tgaagttgtg gtcaaagctt ctgtaagtgg tgagcaaagg 780 atggccagaa gagcggctca gaagccagtc gatgacagac tcttcacgtg ggcggcggtt 840 gggctcacaa tcgctatcat ggttcttctt ctgaagaagt tcataaaatc aaatggttac 900 agtactgggt ttatggatga tcagtcttga 930 <210> 5 <211> 732 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana <400> 5 atggcagaaa aagcttgtat aaagcgtctt caaaaagaat acagagcgct ttgcaaggaa 60 ccagtctcgc atgttgttgc tcgtccttcc ccaaatgaca ttcttgaatg gcattatgtg 120 ttggaaggca gtgagggaac gccttttgca ggtggatttt actatggaaa gatcaagttc 180 cctccagaat atccttacaa gccacctgga atcacaatga ccacaccaaa tggtcgattt 240 gtgacgcaaa agaaaatctg cttgtctatg agtgactttc atccagaaag ctggaatcca 300 atgtggtcag tgtcaagcat acttacagga cttctctcat ttatgatgga taacagcccc 360 acaacgggaa gtgtaaacac tagtgtagcc gagaaacaac ggttggcgaa gtcatctctt 420 gctttcaatt gtaaaagtgt aacattccgg aaactatttc ccgagtatgt cgagaagtac 480 agccagcaac aagtagctga agaagaagca gccactcaac agacaacaac atctgagaat 540 caggattttc ctcagaagga caatgcgaaa gtcgaatcag agaaaagcgt tggtcttaaa 600 aaggaaagta ttcaagaagt gggattgaaa gagaggagaa ggaacaagaa agaagcatta 660 ccgggttgga tagtattgtt gctagtatcg attgtcggtg ttgtaatggc gttgcctttg 720 cttcagctgt ga 732 <210> 6 <211> 714 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana <400> 6 atggcagaaa aggcctgtat aaaacgtctt caaaaggaat atagagcact ttgcaaggaa 60 ccagtctccc atgttgttgc tcgtccttcc ccaaatgaca ttctcgagtg gcattatgtg 120 ctggaaggca gtgagggaac accttttgca ggtggatttt actatggaaa gatcaagttt 180 cctcccgagt atccttacaa gccaccaggg attacaatga ctacaccaaa tggtcgattc 240 atgacacaga agaaaatttg tttatctatg agtgattttc atccagaaag ctggaatccg 300 atgtggtctg tatcaagcat acttacagga cttctctcat ttatgatgga taccagtccg 360 acaactggaa gtgttaacac tactgtaatt gagaaacaac ggttggctaa gtcatctctc 420 gctttcaatt gtaaaacccc agcatttcga aagctatttc cagagtatgt agagaagtac 480 aaccagcagc aactagctga gcaagctacc acacaactga caacaccaga gtctcctcaa 540 aagagcgata ccaaagtcga gtcagagaaa accatcgatc caacaaaggg agattcagaa 600 ggtggcttga aggagaggaa aaagaacaat aaacagggat tgccagcgtg gataatactg 660 ttgctagtgt cggttttcgg tgtggtaatg gcgttgcctc tgcttcaact gtga 714 <110> YONSEI UNIVERSITY <120> A NOVEL GENE RELATED TO PLANT DROUGHT STRESS TOLERANCE AND USE          THEREOF <130> 18PP10489 <160> 6 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 309 <212> PRT <213> Arabidopsis thaliana <400> 1 Met Ala Asp Glu Arg Tyr Asn Arg Lys Asn Pro Ala Val Lys Arg Ile   1 5 10 15 Leu Gln Glu Val Lys Glu Met Gln Ala Asn Pro Ser Asp Asp Phe Met              20 25 30 Ser Leu Pro Leu Glu Glu Asn Ile Phe Glu Trp Gln Phe Ala Ile Arg          35 40 45 Gly Pro Gly Asp Thr Glu Phe Glu Gly Gly Ile Tyr His Gly Arg Ile      50 55 60 Gln Leu Pro Ala Asp Tyr Pro Phe Lys Pro Pro Ser Phe Met Leu Leu  65 70 75 80 Thr Pro Asn Gly Arg Phe Glu Thr Asn Thr Lys Ile Cys Leu Ser Ile                  85 90 95 Ser Asn Tyr His Pro Glu His Trp Gln Pro Ser Trp Ser Val Arg Thr             100 105 110 Ala Leu Val Ala Leu Ile Ala Phe Met Pro Thr Ser Pro Asn Gly Ala         115 120 125 Leu Gly Ser Val Asp Tyr Pro Lys Asp Glu Arg Arg Thr Leu Ala Ile     130 135 140 Lys Ser Arg Glu Thr Pro Pro Lys Tyr Gly Ser Pro Glu Arg Gln Lys 145 150 155 160 Ile Ile Asp Glu Ile His Gln Tyr Ile Leu Ser Lys Ala Thr Val Val                 165 170 175 Pro Lys Pro Leu Pro Leu Glu Cys Ser Gln Ala Pro Ser Ile Val Ser             180 185 190 Glu Ala His Ser Gln Val Glu Pro Gln Glu Ala Ile Thr Val Val Glu         195 200 205 Glu Arg Ser Ile Ala Thr Thr Asp Thr Ile Val Asp Asp Gln Ile Ile     210 215 220 Glu Glu Thr Ala Glu Ala Val Asn Thr Ala Ala Ser Val Val Pro Ala 225 230 235 240 Ala Ala Pro Leu Pro Ala Val Glu Val Val Val Lys Ala Ser Val Ser                 245 250 255 Gly Glu Gln Arg Met Ala Arg Arg Ala Ala Gln Lys Pro Val Asp Asp             260 265 270 Arg Leu Phe Thr Trp Ala Ala Val Gly Leu Thr Ile Ala Ile Met Val         275 280 285 Leu Leu Leu Lys Lys Phe Ile Lys Ser Asn Gly Tyr Ser Thr Gly Phe     290 295 300 Met Asp Asp Gln Ser 305 <210> 2 <211> 243 <212> PRT <213> Arabidopsis thaliana <400> 2 Met Ala Glu Lys Ala Cys Ile Lys Arg Leu Gln Lys Glu Tyr Arg Ala   1 5 10 15 Leu Cys Lys Glu Pro Val Ser His Val Val Ala Arg Pro Ser Pro Asn              20 25 30 Asp Ile Leu Glu Trp His Tyr Val Leu Glu Gly Ser Glu Gly Thr Pro          35 40 45 Phe Ala Gly Gly Phe Tyr Tyr Gly Lys Ile Lys Phe Pro Pro Glu Tyr      50 55 60 Pro Tyr Lys Pro Pro Gly Ile Thr Met Thr Thr Pro Asn Gly Arg Phe  65 70 75 80 Val Thr Gln Lys Lys Ile Cys Leu Ser Met Ser Asp Phe His Pro Glu                  85 90 95 Ser Trp Asn Pro Met Trp Ser Val Ser Ser Ile Leu Thr Gly Leu Leu             100 105 110 Ser Phe Met Met Asp Asn Ser Pro Thr Thr Gly Ser Val Asn Thr Ser         115 120 125 Val Ala Glu Lys Gln Arg Leu Ala Lys Ser Ser Leu Ala Phe Asn Cys     130 135 140 Lys Ser Val Thr Phe Arg Lys Leu Phe Pro Glu Tyr Val Glu Lys Tyr 145 150 155 160 Ser Gln Gln Gln Val Ala Glu Glu Glu Ala Ala Thr Gln Gln Thr Thr                 165 170 175 Thr Ser Glu Asn Gln Asp Phe Pro Gln Lys Asp Asn Ala Lys Val Glu             180 185 190 Ser Glu Lys Ser Val Gly Leu Lys Lys Glu Ser Ile Gln Glu Val Gly         195 200 205 Leu Lys Glu Arg Arg Arg Asn Lys Lys Glu Ala Leu Pro Gly Trp Ile     210 215 220 Val Leu Leu Leu Val Ser Ile Val Gly Val Val Met Ala Leu Pro Leu 225 230 235 240 Leu Gln Leu             <210> 3 <211> 237 <212> PRT <213> Arabidopsis thaliana <400> 3 Met Ala Glu Lys Ala Cys Ile Lys Arg Leu Gln Lys Glu Tyr Arg Ala   1 5 10 15 Leu Cys Lys Glu Pro Val Ser His Val Val Ala Arg Pro Ser Pro Asn              20 25 30 Asp Ile Leu Glu Trp His Tyr Val Leu Glu Gly Ser Glu Gly Thr Pro          35 40 45 Phe Ala Gly Gly Phe Tyr Tyr Gly Lys Ile Lys Phe Pro Pro Glu Tyr      50 55 60 Pro Tyr Lys Pro Pro Gly Ile Thr Met Thr Thr Pro Asn Gly Arg Phe  65 70 75 80 Met Thr Gln Lys Lys Ile Cys Leu Ser Met Ser Asp Phe His Pro Glu                  85 90 95 Ser Trp Asn Pro Met Trp Ser Val Ser Ser Ile Leu Thr Gly Leu Leu             100 105 110 Ser Phe Met Met Asp Thr Ser Pro Thr Thr Gly Ser Val Asn Thr Thr         115 120 125 Val Ile Glu Lys Gln Arg Leu Ala Lys Ser Ser Leu Ala Phe Asn Cys     130 135 140 Lys Thr Pro Ala Phe Arg Lys Leu Phe Pro Glu Tyr Val Glu Lys Tyr 145 150 155 160 Asn Gln Gln Gln Leu Ala Glu Gln Ala Thr Thr Gln Leu Thr Thr Pro                 165 170 175 Glu Ser Pro Gln Lys Ser Asp Thr Lys Val Glu Ser Glu Lys Thr Ile             180 185 190 Asp Pro Thr Lys Gly Asp Ser Glu Gly Gly Leu Lys Glu Arg Lys Lys         195 200 205 Asn Asn Lys Gln Gly Leu Pro Ala Trp Ile Ile Leu Leu Leu Val Ser     210 215 220 Val Phe Gly Val Val Met Ala Leu Pro Leu Leu Gln Leu 225 230 235 <210> 4 <211> 930 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana <400> 4 atggcggatg agaggtataa tcggaagaat ccggcggtga agaggatttt gcaggaggtt 60 aaggagatgc aagctaatcc gtctgatgat tttatgtctc ttcctcttga ggagaatatc 120 tttgagtggc aattcgccat ccgaggtcct ggtgatactg aattcgaggg cgggatttat 180 catgggagaa ttcagttgcc tgcagattat ccattcaaac ctccttcatt catgttattg 240 acccctaacg ggcgctttga aactaacacc aagatttgct tgagcatttc aaactaccac 300 cctgagcatt ggcaaccttc atggagtgtt cggactgctt tggtggctct cattgcattt 360 atgcccacaa gtcccaatgg agcactgggc tcagtagatt atccaaagga tgagagacgt 420 acactagcca ttaaatcacg tgagacacca cctaagtatg gctctcctga acggcaaaaa 480 attattgatg agattcatca gtacatcctt agcaaagcaa ccgtggttcc aaaacctctt 540 cctctggaat gtagccaagc accttccatc gtatcagaag ctcactccca agttgagcca 600 caggaagcga taactgtagt agaagagcgg tccatcgcta caacagacac catagttgat 660 gatcaaatca tagaagagac agctgaagca gtcaatacag cagctagtgt ggttcccgct 720 gcagcacctt taccagcggt tgaagttgtg gtcaaagctt ctgtaagtgg tgagcaaagg 780 atggccagaa gagcggctca gaagccagtc gatgacagac tcttcacgtg ggcggcggtt 840 gggctcacaa tcgctatcat ggttcttctt ctgaagaagt tcataaaatc aaatggttac 900 agtactgggt ttatggatga tcagtcttga 930 <210> 5 <211> 732 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana <400> 5 atggcagaaa aagcttgtat aaagcgtctt caaaaagaat acagagcgct ttgcaaggaa 60 ccagtctcgc atgttgttgc tcgtccttcc ccaaatgaca ttcttgaatg gcattatgtg 120 ttggaaggca gtgagggaac gccttttgca ggtggatttt actatggaaa gatcaagttc 180 cctccagaat atccttacaa gccacctgga atcacaatga ccacaccaaa tggtcgattt 240 gtgacgcaaa agaaaatctg cttgtctatg agtgactttc atccagaaag ctggaatcca 300 atgtggtcag tgtcaagcat acttacagga cttctctcat ttatgatgga taacagcccc 360 acaacgggaa gtgtaaacac tagtgtagcc gagaaacaac ggttggcgaa gtcatctctt 420 gctttcaatt gtaaaagtgt aacattccgg aaactatttc ccgagtatgt cgagaagtac 480 agccagcaac aagtagctga agaagaagca gccactcaac agacaacaac atctgagaat 540 caggattttc ctcagaagga caatgcgaaa gtcgaatcag agaaaagcgt tggtcttaaa 600 aaggaaagta ttcaagaagt gggattgaaa gagaggagaa ggaacaagaa agaagcatta 660 ccgggttgga tagtattgtt gctagtatcg attgtcggtg ttgtaatggc gttgcctttg 720 cttcagctgt ga 732 <210> 6 <211> 714 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana <400> 6 atggcagaaa aggcctgtat aaaacgtctt caaaaggaat atagagcact ttgcaaggaa 60 ccagtctccc atgttgttgc tcgtccttcc ccaaatgaca ttctcgagtg gcattatgtg 120 ctggaaggca gtgagggaac accttttgca ggtggatttt actatggaaa gatcaagttt 180 cctcccgagt atccttacaa gccaccaggg attacaatga ctacaccaaa tggtcgattc 240 atgacacaga agaaaatttg tttatctatg agtgattttc atccagaaag ctggaatccg 300 atgtggtctg tatcaagcat acttacagga cttctctcat ttatgatgga taccagtccg 360 acaactggaa gtgttaacac tactgtaatt gagaaacaac ggttggctaa gtcatctctc 420 gctttcaatt gtaaaacccc agcatttcga aagctatttc cagagtatgt agagaagtac 480 aaccagcagc aactagctga gcaagctacc acacaactga caacaccaga gtctcctcaa 540 aagagcgata ccaaagtcga gtcagagaaa accatcgatc caacaaaggg agattcagaa 600 ggtggcttga aggagaggaa aaagaacaat aaacagggat tgccagcgtg gataatactg 660 ttgctagtgt cggttttcgg tgtggtaatg gcgttgcctc tgcttcaact gtga 714

Claims (13)

AtDRUCE1(Drought-Related Ubiquitin-Conjugating Enzyme1), AtDRUCE2(Drought-Related Ubiquitin-Conjugating Enzyme2), 및 AtDRUCE3(Drought-Related Ubiquitin-Conjugating Enzyme3)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 발현을 억제하는 식물체의 건조 저항성 증진용 조성물.Promotes the drying resistance of one or more expression-resistant plants selected from the group consisting of Drought-Related Ubiquitin-Conjugating Enzyme1 (AtDRUCE1), Drought-Related Ubiquitin-Conjugating Enzyme2 (AtDRUCE2), and Drought-Related Ubiquitin-Conjugating Enzyme3 (AtDRUCE3). Composition. 제1항에 있어서,
상기 AtDRUCE1은 서열번호 1의 아미노산 서열로 구성되고, 상기 AtDRUCE2는 서열번호 2의 아미노산 서열로 구성되고, 상기 AtDRUCE3은 서열번호 3의 아미노산 서열로 구성된 조성물.
The method of claim 1,
The AtDRUCE1 is composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, the AtDRUCE2 is composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, the AtDRUCE3 is composed of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.
제2항에 있어서,
상기 AtDRUCE1, AtDRUCE2, 및 AtDRUCE3으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 발현을 억제하는 핵산 분자를 포함하는 조성물.
The method of claim 2,
AtDRUCE1, AtDRUCE2, AtDRUCE3 A composition comprising a nucleic acid molecule that inhibits the expression of one or more selected from the group consisting of.
제3항에 있어서,
상기 핵산 분자는 서열번호 4 내지 6으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 핵산 서열 또는 이와 상보적인 핵산 서열의 발현을 억제하는 조성물.
The method of claim 3,
The nucleic acid molecule is a composition for inhibiting the expression of one or more nucleic acid sequences selected from the group consisting of SEQ ID NO: 4 or a nucleic acid sequence complementary thereto.
제3항에 있어서,
상기 핵산 분자는 T-DNA, siRNA, shRNA, miRNA, 리보자임(ribozyme), PNA(peptide nucleic acids) 또는 안티센스 올리고핵산인 조성물.
The method of claim 3,
Wherein said nucleic acid molecule is T-DNA, siRNA, shRNA, miRNA, ribozyme, peptide nucleic acids (PNA) or antisense oligonucleotide.
제1항에 있어서,
상기 식물체는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 밀, 팥, 귀리 및 수수를 포함하는 식량 작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근을 포함하는 채소 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 및 유채를 포함하는 특용 작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 및 바나나를 포함하는 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 및 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료작물류;로 이루어진 군에서 선택된 조성물.
The method of claim 1,
The plant may include food crops including rice, wheat, barley, corn, soybeans, potatoes, wheat, red beans, oats, and sorghum; Vegetable crops including Arabidopsis, Chinese cabbage, radish, peppers, strawberries, tomatoes, watermelons, cucumbers, cabbages, melons, pumpkins, green onions, onions, and carrots; Special crops, including ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, sugar beet, perilla, peanuts and rapeseed; Fruit trees including apple trees, pear trees, jujube trees, peaches, leeks, grapes, citrus fruits, persimmons, plums, apricots and bananas; Flowers, including roses, gladiolus, gerberas, carnations, chrysanthemums, lilies, and tulips; And fodder crops comprising lygras, red clover, orchardgrass, alpha alpha, tolsque cue and perennial lygras.
제1항에 있어서,
서열번호 1 내지 3으로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열을 암호화하는 하나 이상의 핵산 서열 또는 이와 상보적인 핵산 서열에 결합하여 발현을 억제하는 핵산 서열; 및 이와 작동 가능하게 연결된(operably linked) 프로모터;를 포함하는 재조합 벡터를 포함하는 조성물.
The method of claim 1,
One or more nucleic acid sequences encoding amino acid sequences selected from the group consisting of SEQ ID NOs. 1 to 3 or nucleic acid sequences that bind to and inhibit expression; And a recombinant vector comprising a promoter operably linked thereto.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 조성물로 형질전환된 건조 저항성이 증진된 식물체.A plant having enhanced dry resistance transformed with the composition of any one of claims 1 to 7. AtDRUCE1, AtDRUCE2, 및 AtDRUCE3으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 발현이 억제된 건조 저항성이 증진된 식물체.A plant having enhanced dry resistance with at least one expression suppressed selected from the group consisting of AtDRUCE1, AtDRUCE2, and AtDRUCE3. 제9항에 있어서,
변이된 AtDRUCE1 , AtDRUCE2, 또는 AtDRUCE3 유전자를 발현하는 식물체.
The method of claim 9,
Mutated AtDRUCE1 , AtDRUCE2 , or Plant expressing the AtDRUCE3 gene.
게놈 DNA에 존재하는 AtDRUCE1, AtDRUCE2, 또는 AtDRUCE3 유전자의 발현을 억제시키는 단계;를 포함하는 식물체의 건조 저항성 증진 방법.Inhibiting the expression of AtDRUCE1 , AtDRUCE2 , or AtDRUCE3 gene present in genomic DNA; Method of enhancing the dry resistance of a plant comprising a. 제11항에 있어서,
상기 유전자의 발현을 억제시키는 단계는 (a) 상기 유전자를 구성하는 하나 또는 그 이상의 핵산 서열을 다른 서열로 치환시키거나 결실시키는 단계; (b) 상기 유전자를 구성하는 핵산 서열에 다른 서열을 삽입시키는 단계; 또는 (c) 상기 유전자를 구성하는 하나 또는 그 이상의 핵산 서열을 이동(frame shift) 시키는 단계;를 포함하는 방법.
The method of claim 11,
Inhibiting the expression of the gene comprises (a) replacing or deleting one or more nucleic acid sequences constituting the gene with another sequence; (b) inserting another sequence into the nucleic acid sequence constituting the gene; Or (c) frame shifting one or more nucleic acid sequences constituting the gene.
제11항에 있어서,
상기 유전자의 발현을 억제시키는 단계는 (d) 상기 유전자를 구성하는 억제하는 단계; 또는 (e) 상기 유전자로부터 전사된 mRNA를 불활성화시키는 단계를 포함하는 방법.
The method of claim 11,
Inhibiting the expression of the gene comprises (d) inhibiting constituting the gene; Or (e) inactivating mRNA transcribed from said gene.
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