KR20220043685A - Methods and Compositions for Conferring and/or Enhancing Glyphosate Tolerance of Soybean - Google Patents
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Abstract
Description
식물의 제초제 저항성 증진 기술과 관련된 것으로, 보다 구체적으로, 콩의 5-에놀-피루빌시키메이트-3-포스페이트 신타아제 (5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase; EPSPS) 암호화 유전자에 돌연변이를 도입하여, 콩의 글라이포세이트 (glyphosate)에 대한 저항성을 증진 및/또는 부여하는 기술이 제공된다.It relates to the herbicide resistance enhancement technology of plants, and more specifically, introduces a mutation in the soybean 5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase (5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase; EPSPS) coding gene Thus, there is provided a technology for enhancing and / or imparting resistance to glyphosate of soybeans.
제초제 저항성 작물의 개발은 쉽고 빠른 대규모 제초작업을 가능하게 하여 식량 생산성의 향상 및 농가 수입 증대에 기여하는 중요한 기술이다. 특히, 수작업이 불가능한 대규모 경작의 경우, 제초제 저항성 작물을 도입하여 경작함으로써 트렉터나 경비행기를 이용한 제초제의 대량 살포가 가능하여, 생산성이 크게 향상될 수 있다. The development of herbicide-tolerant crops is an important technology that enables quick and easy large-scale weeding operations, contributing to improvement of food productivity and increased income of farmers. In particular, in the case of large-scale cultivation that cannot be done manually, by introducing and cultivating herbicide-resistant crops, it is possible to mass-spray the herbicide using a tractor or a light aircraft, thereby greatly improving productivity.
한편, 글라이포세이트 (glyphosate)는 방향족 아미노산을 생산하는 경로의 필수 효소인 5-에놀-피루빌시키메이트-3-포스페이트 신타아제 (5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase; EPSPS)를 억제하는 제초제이다. 글라이포세이트는 1996년 글라이포세이트 저항성 작물이 출시된 이래로 매출이 급격히 성장하여, 현재 전세계적으로 가장 널리 쓰이는 제초제 중 하나이며, 특히 미국의 옥수수 및 대두 작물의 90% 이상은 글라이포세이트 저항성 작물이다. 글라이포세이트의 탁월한 제초 효과로 그 사용량이 급격히 증가하면서 부작용으로 글라이포세이트 저항성 잡초가 등장하게 되었고, 이를 제거하기 위하여 기존보다 많은 양의 글라이포세이트 사용하게 됨으로써, 목표 작물의 생산성이 감소하는 문제가 생기고 있다. On the other hand, glyphosate (glyphosate) inhibits 5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPPSPS), an essential enzyme of the pathway for producing aromatic amino acids. It is a herbicide. Glyphosate has grown rapidly since the introduction of glyphosate-resistant crops in 1996 and is now one of the most widely used herbicides worldwide. am. As the amount of glyphosate rapidly increased due to the excellent weeding effect of glyphosate, glyphosate-resistant weeds appeared as a side effect. is occurring
이를 해결하기 위하여, 작물의 글라이포세이트에 대한 저항성을 보다 향상시키기 위한 기술의 개발이 요구된다. In order to solve this, the development of a technology for further improving the resistance of crops to glyphosate is required.
본 명세서에서, 콩에 내재하는 5-에놀-피루빌시키메이트-3-포스페이트 신타아제 (5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase; EPSPS) 암호화 유전자에 돌연변이를 도입하여, 콩의 글라이포세이트 (glyphosate)에 대한 저항성을 증진 및/또는 부여하는 기술이 제공된다. In the present specification, by introducing a mutation in the 5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase (5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase; EPSPS) coding gene inherent in soybean, glyphosate ( A technique for enhancing and/or imparting resistance to glyphosate) is provided.
일 예는 콩의 EPSPS 단백질의 아미노산 서열에서 1개 이상 또는 2개 이상, 예컨대, 1개, 2개, 또는 3개의 아미노산이 변이된 아미노산 서열을 포함하는 폴리펩타이드를 제공한다.One example provides a polypeptide comprising an amino acid sequence in which one or more or two or more, such as one, two, or three amino acids in the amino acid sequence of the soybean EPSPS protein are mutated.
예컨대, 상기 폴리펩타이드는 콩의 EPSPS 단백질 (NCBI Accession No. XP_003517039.1; 서열번호 1)의 (1) 182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기, 또는 (2) (i) 182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기와 (ii) 75번째, 148번째, 및 373번째 위치 중에서 선택된 하나 이상의 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 변이된 것일 수 있다. For example, the polypeptide comprises (1) an amino acid residue corresponding to position 182 of soybean EPSPS protein (NCBI Accession No. XP_003517039.1; SEQ ID NO: 1), or (2) (i) an amino acid corresponding to position 182 The residue and (ii) an amino acid residue corresponding to one or more positions selected from the 75th, 148th, and 373th positions may be mutated.
상기 아미노산 잔기의 변이는 원래와 다른 아미노산으로 치환 (아미노산 치환), 결실, 및/또는 해당 위치의 아미노산 부가 등일 수 있으며, 예컨대, 아미노산 치환일 수 있다. The mutation of the amino acid residue may be substitution (amino acid substitution), deletion, and/or addition of an amino acid at the corresponding position with an amino acid different from the original, for example, an amino acid substitution.
다른 예는 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 제공한다.Another example provides a polynucleotide encoding the polypeptide.
다른 예는 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다. Another example provides a recombinant vector comprising the polynucleotide.
다른 예는 상기 재조합 벡터를 포함하는 재조합 세포를 제공한다. Another example provides a recombinant cell comprising the recombinant vector.
다른 예는 상기 폴리펩타이드, 이를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드, 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터, 및 상기 재조합 벡터를 포함하는 재조합 세포로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 글라이포세이트 저항성 부여 및/또는 증진용 조성물을 제공한다.Another example is glyphosate resistance conferring and / including at least one selected from the group consisting of the polypeptide, a polynucleotide encoding the same, a recombinant vector comprising the polynucleotide, and a recombinant cell comprising the recombinant vector Or it provides a composition for enhancement.
다른 예는 상기 폴리펩타이드, 이를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드, 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터, 및 상기 재조합 벡터를 포함하는 재조합 세포로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 글라이포세이트 저항성이 부여 및/또는 증진된 콩의 제조용 또는 콩의 글라이포세이트 저항성 부여 및/또는 증진용 조성물을 제공한다. Another example is the polypeptide, the polynucleotide encoding it, a recombinant vector containing the polynucleotide, and glyphosate resistance comprising at least one selected from the group consisting of a recombinant cell containing the recombinant vector, and / or to provide a composition for the production of enhanced soybeans or for imparting and/or enhancing glyphosate resistance of soybeans.
다른 예는 상기 폴리펩타이드 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 콩에 도입하여, 글라이포세이트 저항성이 증진 및/또는 부여된 콩을 제조하는 방법 또는 콩의 글라이포세이트 저항성을 증진 및/또는 부여하는 방법을 제공한다. Another example is to introduce the polypeptide or a polynucleotide encoding the same into soybeans, a method for producing soybeans with enhanced and/or conferred glyphosate resistance, or a method for enhancing and/or conferring glyphosate resistance of soybeans to provide.
일 구체예에서, 상기 방법은, In one embodiment, the method comprises:
(1) 콩의 내재하는 EPSPS 암호화 유전자에 상기 폴리펩타이드에 포함된 아미노산 변이(치환)를 암호화하는 돌연변이를 도입하거나, (1) introducing a mutation encoding an amino acid mutation (substitution) contained in the polypeptide into the EPSPS-encoding gene inherent in soybean, or
(2) 앞서 설명한 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드 또는 이를 포함하는 재조합 벡터를 콩에 도입시켜, (i) 상기 콩에 내재하는 EPSPS 암호화 유전자에 더하여, 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 추가로 포함하도록 형질전환시키거나, (ii) 상기 콩의 내재하는 EPSPS 암호화 유전자의 전부 또는 일부를 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드의 전부 또는 일부(상기 콩의 내재하는 EPSPS 암호화 유전자의 일부와 대응되는 부분)로 치환(대체)되도록 형질전환시키는 단계를 포함할 수 있다. (2) introducing a polynucleotide encoding the polypeptide described above or a recombinant vector comprising the same into soybean, (i) in addition to the EPSPS encoding gene inherent in the bean, further comprising a polynucleotide encoding the polypeptide or (ii) all or part of the polynucleotide encoding the polypeptide (a portion corresponding to a portion of the endogenous EPSPS encoding gene of the bean) It may include the step of transforming to be substituted (replaced) with.
다른 예는 상기 폴리펩타이드 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 콩(형질전환 콩)을 제공한다. Another example provides soybean (transgenic soybean) comprising the polypeptide or a polynucleotide encoding the same.
일 예에서, 상기 형질전환 콩은, 상기 폴리펩타이드를 암호화하도록 돌연변이가 도입된 내재하는 EPSPS 암호화 유전자를 포함하거나, 내재하는 EPSPS 암호화 유전자를 대체하여 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하거나, 내재하는 EPSPS 암호화 유전자에 더하여 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 추가로 포함하는 것일 수 있다.In one example, the transgenic soybean contains an endogenous EPSPS-encoding gene into which a mutation is introduced to encode the polypeptide, or a polynucleotide encoding the polypeptide by replacing the endogenous EPSPS-encoding gene, or endogenous In addition to the EPSPS-encoding gene, it may further include a polynucleotide encoding the polypeptide.
일 구체예에서, 상기 형질전환 콩은 앞서 설명한 글라이포세이트 저항성이 증진 및/또는 부여된 콩을 제조하는 방법 또는 콩의 글라이포세이트 저항성을 증진 및/또는 부여하는 방법에 의하여 제조된 것일 수 있다.In one embodiment, the transgenic soybean may be prepared by the method for producing soybeans with enhanced and/or conferred glyphosate resistance described above, or the method for enhancing and/or imparting glyphosate resistance of soybeans. .
다른 예는, 상기 폴리펩타이드, 이를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드, 또는 이들의 조합을 포함하는 형질전환 콩 또는 상기 형질전환 콩이 제공된 재배지에 글라이포세이트의 유효량을 적용하는 단계를 포함하는, 콩 재배 방법 또는 콩 재배시의 원하지 않는 생물 제거 방법을 제공한다. 상기 원하지 않는 생물의 제거 방법은 잡초 제거 방법일 수 있다. Another example is a transgenic soybean comprising the polypeptide, a polynucleotide encoding the same, or a combination thereof, or a soybean cultivation method comprising the step of applying an effective amount of glyphosate to a cultivation area provided with the transgenic soybean, or A method for removing unwanted organisms in soybean cultivation is provided. The method for removing the unwanted organisms may be a method for removing weeds.
본 명세서에서, DNA 복제의 정확도가 낮은 DNA 중합효소를 이용하여 콩 (Glycine max)의 EPSPS 서열에 무작위 돌연변이를 도입하고, 이를 플라스미드 형태의 라이브러리로 제작하고, 이와 같이 제작된 라이브러리를 EPSPS(5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase)가 결실된 대장균 균주에 형질전환하여서 포도당과 글라이포세이트(Glyphosate)가 첨가된 M9 최소배지에서 배양하고, 이와 같이 외부로부터 방향족 아미노산을 공급받지 못하면서 글라이포세이트가 존재하는 환경에서도 성장하는 대장균 클론들을 선별하여, 이들이 글라이포세이트 저항성 EPSPS 변이를 지니고 있음을 확인하였다. 상기 선별된 클론들을 글라이포세이트가 포함된 액체배지에 접종하고, 그 성장 정도를 야생형 EPSPS을 포함하는 대장균과 비교함으로써, 이들이 글라이포세이트에 대하여 저항성을 가짐을 다시 한 번 확인하고, 저항성이 특히 우수한 클론들을 선별하였다. 또한, 상기 선별된 클론에 포함된 변이 EPSPS 암호화 유전자를 콩에 도입 시 제초제 저항성이 획득됨을 확인하였다. 본 명세서에서는, 상기 선별된 클론의 EPSPS 서열을 분석하여, 콩의 글라이포세이트 저항성에 기여하는 EPSPS 변이체 및 이의 용도를 제안한다.In the present specification, a random mutation is introduced into the EPSPS sequence of soybean (Glycine max) using a DNA polymerase with low DNA replication accuracy, and this is prepared as a plasmid-type library, and the prepared library is used as EPSPS (5- enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase) was transformed into an E. coli strain deleted and cultured in M9 minimal medium supplemented with glucose and glyphosate. E. coli clones that grow in the existing environment were selected, and it was confirmed that they had glyphosate-resistant EPSPS mutations. By inoculating the selected clones in a broth containing glyphosate, and comparing the growth degree with E. coli containing wild-type EPSPS, it was confirmed once again that they had resistance to glyphosate, and resistance was particularly Excellent clones were selected. In addition, it was confirmed that herbicide resistance was obtained when the mutated EPSPS-encoding gene included in the selected clones was introduced into soybeans. In the present specification, by analyzing the EPSPS sequence of the selected clone, EPSPS variants contributing to glyphosate resistance of soybeans and uses thereof are proposed.
본 명세서에서, 식물(구체적으로, 콩)에 제초제(구체적으로, 글라이포세이트)에 대한 저항성을 부여 및/또는 증진하는 기술이 제공된다. In the present specification, a technique for imparting and/or enhancing resistance to a herbicide (specifically, glyphosate) to a plant (specifically, soybean) is provided.
본 명세서에서, '콩의 글라이포세이트에 대한 저항성 부여 및/또는 증진' 또는 '콩의 글라이포세이트에 대한 저항성 증진'이란 글라이포세이트에 저항성이 없는 콩에 대하여 저항성을 부여하는 것, 또는 글라이포세이트에 저항성을 지닌 콩에 대하여 그 저항성을 보다 향상시키는 것, 또는 이 모두를 포괄하는 광범위한 의미로 해석될 수 있다.In the present specification, 'conferring and/or enhancing resistance to glyphosate of soybeans' or 'promoting resistance to glyphosate of soybeans' means imparting resistance to soybeans that are not resistant to glyphosate, or glyphosate It can be interpreted as a broad meaning encompassing all of or improving the resistance of soybeans resistant to ifosate.
본 명세서에서, '소정의 서열로 이루어진', '소정의 서열을 필수적으로 하여 이루어진' 또는 '소정의 서열을 포함하는' 이라 함은 기재된 서열을 포함하거나, 상기 서열을 필수적으로 포함하는 경우를 모두 의미하기 위하여 사용되며, 원래의 기능을 유지하는 한, 기재된 서열 이외의 서열을 포함하거나 변이를 포함하는 것을 배제하는 의도로 해석되지 않는다.In the present specification, 'consisting of a predetermined sequence', 'consisting essentially of a predetermined sequence' or 'comprising a predetermined sequence' refers to all cases including the described sequence or essentially including the sequence. It is used to mean, and it is not to be construed as intended to exclude sequences other than the described sequences or include mutations as long as the original functions are maintained.
본 명세서에서, '서열번호로 정의된 아미노산 서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 단백질 또는 폴리펩타이드' 및 '서열번호로 정의된 핵산 서열을 포함하거나 상기 서열로 이루어진 유전자 또는 폴리뉴클레오타이드'는, (1) 해당 서열번호의 서열을 필수적으로 포함하거나, (2) 해당 서열번호의 서열과 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 91% 이상, 92% 이상, 93% 이상, 94% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 또는 99% 이상의 서열 상동성을 갖는 서열을 포함하는 단백질 (또는 폴리펩타이드) 또는 유전자 (또는 폴리뉴클레오타이드)를 의미하는 것으로 해석될 수 있다. 상기 (2)의 서열 상동성을 갖는 서열을 포함하는 폴리펩타이드 또는 폴리뉴클레오타이드는 원래 (100% 동일한 서열을 포함하는) 폴리펩타이드의 기능 (예컨대, 본래의 효소 활성)을 유지하면서, 본 명세서에서 목적하는 식물 (콩)의 글라이포세이트 저항성 증진 및/또는 부여 기능을 보유하는 폴리펩타이드 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드일 수 있다. 상기 폴리펩타이드의 기능을 유지한다 함은, 예컨대, 식물 내 (식물체 내, 식물 세포 또는 식물 세포 배양체 내, 식물 조직 내 등) 및/또는 시험관내에서 측정된 바로서, 원래 (100% 동일한 서열을 포함하는) 폴리펩타이드의 효소 활성의 5% 이상, 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 또는 95% 이상의 활성을 유지하면서 제초제 저항성을 부여하는 기능을 보유하는 것일 수 있다.In the present specification, 'a protein or polypeptide comprising or consisting of the amino acid sequence defined by the SEQ ID NO:' and 'a gene or polynucleotide comprising or consisting of the nucleic acid sequence defined by the SEQ ID NO: (1) or (2) 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, 90% or more, 91% or more of the sequence of the SEQ ID NO: a protein (or polypeptide) comprising a sequence having at least 92%, at least 93%, at least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, or at least 99% sequence homology; or can be construed to mean a gene (or polynucleotide). The polypeptide or polynucleotide comprising the sequence having the sequence homology of (2) above while maintaining the function (eg, original enzymatic activity) of the original (including 100% identical sequence) of the polypeptide, the purpose of the present specification It may be a polypeptide having a function of enhancing and/or conferring glyphosate resistance of a plant (soybean) or a polynucleotide encoding the same. Retaining the function of the polypeptide means, for example, as measured in plants (in plants, in plant cells or in plant cell cultures, in plant tissues, etc.) and / or in vitro, and originally (100% identical sequence 5% or more, 10% or more, 20% or more, 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, or It may be to retain the function of conferring herbicide resistance while maintaining the activity of 95% or more.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 명세서에서, EPSPS (5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase)는 식물 또는 미생물에 존재하는 효소로서, 포르포에놀피루베이트 (phosphoenolpyruvate; PEP)와 3-포스포시키메이트 (3-phosphoshikimate; S3P)의 포스페이트와 5-에놀피루빌시키메이트-3포스페이트 (5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate; EPSP)로의 변환에 관여하는 촉매이다. 콩의 EPSPS는 Glycine max의 EPSPS일 수 있으며, 예컨대, NCBI Accession No. XP_003517039.1 (서열번호 1), XP_003521857.1 등으로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열을 포함하는 폴리펩타이드일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present specification, EPSPS (5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase) is an enzyme present in plants or microorganisms, and phosphoenolpyruvate (PEP) and 3-phosphoshikimate (3-phosphoshikimate; It is a catalyst involved in the conversion of S3P) to phosphate and 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate (EPSP). EPSPS of soybeans may be EPSPS of Glycine max , for example, NCBI Accession No. It may be a polypeptide comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of XP_003517039.1 (SEQ ID NO: 1), XP_003521857.1, and the like, but is not limited thereto.
일 구체예에서, 본 명세서에 기재된 콩의 EPSPS는 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다. 콩의 EPSPS 암호화 유전자는 콩 (예컨대, Glycine max)의 게놈에 내재하는 유전자로, 상기한 EPSPS를 암호화하는 유전자일 수 있으며, 예컨대, SoyBase Accession No. Glyma.01G139600 (mRNA: Glyma.01g139600.1, NCBI mRNA Accession No.: XM_003516991.4), Glyma.03G027400 (mRNA Glyma.03g027400.1, NCBI mRNA Accession No.: XM_003521809.4) 등으로 이루어진 군에서 선택된 핵산 서열을 서열을 포함하는 폴리뉴클레오타이드일 수 있다. 일 구체예에서, 상기 콩의 EPSPS 암호화 유전자는 서열번호 2(Glyma.01g139600)의 핵산 서열을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the EPSPS of soybean described herein may include the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. The EPSPS encoding gene of soybean (eg, Glycine max ) is a gene inherent in the genome, and may be a gene encoding the EPSPS described above, for example, SoyBase Accession No. Glyma.01G139600 (mRNA: Glyma.01g139600.1, NCBI mRNA Accession No.: XM_003516991.4), Glyma.03G027400 (mRNA Glyma.03g027400.1, NCBI mRNA Accession No.: XM_003521809.4) selected from the group consisting of The nucleic acid sequence may be a polynucleotide comprising the sequence. In one embodiment, the EPSPS encoding gene of soybean may include a nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 2 (Glyma.01g139600).
본 명세서에 기재된 아미노산 변이가 일어나는 아미노산 잔기 (위치 및 아미노산 종류)는 서열번호 1을 기준으로 기재되었으나, 이에 해당하는 다른 이소형(isoform)의 콩의 EPSPS의 아미노산 서열 중의 아미노산 잔기도 포함하는 것으로 이해될 수 있으며, 상기 '해당하는 다른 이소형의 콩의 EPSPS의 아미노산 서열 중의 아미노산 잔기'를 결정하는 것은 관련 기술 분야에 잘 알려져 있다.The amino acid residue (position and amino acid type) at which the amino acid mutation described in the present specification occurs is described based on SEQ ID NO: 1, but it is understood that it also includes amino acid residues in the amino acid sequence of the EPSPS of soybean of another isoform corresponding to this. Determination of the 'amino acid residues in the amino acid sequence of EPSPS of soybean of different isotypes of interest' is well known in the art.
일 예는 콩의 EPSPS 단백질의 아미노산 서열에서 1개 이상, 예컨대, 1개, 2개, 또는 3개 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 변이된 아미노산 서열을 포함하는 폴리펩타이드를 제공한다. 상기 아미노산 잔기의 변이는 원래와 다른 아미노산으로 치환 (아미노산 치환), 결실, 및/또는 해당 위치의 아미노산 부가 등일 수 있으며, 예컨대, 아미노산 치환일 수 있다. 상기 EPSPS 단백질 변이체에 포함된 아미노산 변이는 EPSPS 단백질과 글라이포세이트 간 상호작용 (결합) 부위의 아미노산 잔기 중에서 선택된 하나 이상의 아미노산의 치환, 결실, 부가 및/또는 삽입을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이와 같은 아미노산 변이를 갖는 EPSPS 단백질 변이체는 변이 전의 EPSPS의 효소 활성을 유지하는 것일 수 있다. One example provides a polypeptide comprising an amino acid sequence in which amino acid residues corresponding to one or more, for example, one, two, or three positions in the amino acid sequence of the EPSPS protein of soybean are mutated. The mutation of the amino acid residue may be substitution (amino acid substitution), deletion, and/or addition of an amino acid at the corresponding position with an amino acid different from the original, for example, an amino acid substitution. The amino acid mutation included in the EPSPS protein variant may include substitution, deletion, addition and/or insertion of one or more amino acids selected from amino acid residues of the interaction (binding) site between the EPSPS protein and glyphosate, but is limited thereto it's not going to be The EPSPS protein variant having such an amino acid mutation may maintain the enzymatic activity of the EPSPS before the mutation.
본 명세서에서, 상기 폴리펩타이드는, 다르게 기재되지 않는 한, EPSPS 단백질 변이체 또는 변이 EPSPS 단백질과 동일한 의미로 사용될 수 있다.In the present specification, the polypeptide may be used as the same meaning as a variant EPSPS protein or a mutated EPSPS protein, unless otherwise specified.
상기 폴리펩타이드를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. The polypeptide will be described in more detail as follows.
일 예에서 제공되는 폴리펩타이드는, 콩 (Glycine max)의 EPSPS 단백질의 아미노산 서열에서, 하기의 아미노산 잔기가 각각 독립적으로 원래와 다른 아미노산으로 치환 및/또는 결실 및/또는 상기 위치에 아미노산이 부가된 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다:In the polypeptide provided in one example, in the amino acid sequence of the EPSPS protein of soybean (Glycine max), the following amino acid residues are each independently substituted and/or deleted with an amino acid different from the original and/or an amino acid is added at the position It may include an amino acid sequence:
(1) 서열번호 1의 182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기 (예컨대, 182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 시스테인(C)으로 치환됨), 또는 (1) the amino acid residue corresponding to position 182 of SEQ ID NO: 1 (eg, the amino acid residue corresponding to position 182 is substituted with cysteine (C)), or
(2) 서열번호 1의 (i) 182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기 (예컨대, 182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 시스테인(C)으로 치환됨) 및 (ii) 75번째, 148번째, 및 373번째 위치 중에서 선택된 하나 이상 (예컨대, 1개, 2개, 또는 3개)의 위치에 해당하는 아미노산 잔기.(2) (i) the amino acid residue corresponding to position 182 of SEQ ID NO: 1 (eg, the amino acid residue corresponding to position 182 is substituted with cysteine (C)) and (ii) positions 75, 148, and 373 An amino acid residue corresponding to one or more (eg, 1, 2, or 3) positions selected from the th position.
일 구체예에서, 상기 폴리펩타이드는, 콩의 EPSPS 단백질의 아미노산 서열에서, 하기의 아미노산 잔기가 각각 독립적으로 원래와 다른 아미노산으로 치환 및/또는 결실 및/또는 상기 위치에 아미노산이 부가된 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다:In one embodiment, the polypeptide, in the amino acid sequence of the EPSPS protein of soybean, the following amino acid residues are each independently substituted and/or deleted with an amino acid different from the original and/or an amino acid sequence in which an amino acid is added at the position may include:
서열번호 1의 182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기 (예컨대, 182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 시스테인(C)으로 치환됨);the amino acid residue corresponding to position 182 of SEQ ID NO: 1 (eg, the amino acid residue corresponding to position 182 is substituted with cysteine (C));
서열번호 1의 182번째 (예컨대, 182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 시스테인(C)으로 치환됨) 및 75번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기;amino acid residue corresponding to position 182 (eg, the amino acid residue corresponding to position 182 is substituted with cysteine (C)) and position 75 of SEQ ID NO: 1;
서열번호 1의 182번째 (예컨대, 182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 시스테인(C)으로 치환됨) 및 148번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기; 또는the amino acid residue corresponding to position 182 (eg, the amino acid residue corresponding to position 182 is substituted with cysteine (C)) and position 148 of SEQ ID NO: 1; or
서열번호 1의 182번째 (예컨대, 182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 시스테인(C)으로 치환됨) 및 373번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기.182 (eg, the amino acid residue corresponding to position 182 is substituted with cysteine (C)) and the amino acid residue corresponding to position 373 of SEQ ID NO: 1.
상기 아미노산 치환은 상기한 위치의 아미노산 잔기가, 각각 독립적으로, 히스티딘(H), 류신(L), 발린(V), 글라이신(G), 아스파라긴(N), 트립토판(W), 알라닌(A), 아르기닌(R), 타이로신(Y), 라이신(K), 시스테인(C), 이소류신(I), 글루탐산(E), 페닐알라닌(F), 아스파르트산(D), 프롤린(P), 트레오닌(T), 글루타민(Q), 세린(S), 및 메티오닌(M) 등으로 이루어진 군에서 선택되고 원래 아미노산과 상이한 아미노산으로 치환되는 것을 의미할 수 있다. In the amino acid substitution, the amino acid residues at the above positions are, each independently, histidine (H), leucine (L), valine (V), glycine (G), asparagine (N), tryptophan (W), alanine (A) , arginine (R), tyrosine (Y), lysine (K), cysteine (C), isoleucine (I), glutamic acid (E), phenylalanine (F), aspartic acid (D), proline (P), threonine (T) ), glutamine (Q), serine (S), and methionine (M) selected from the group consisting of, and the like may mean substituted with an amino acid different from the original amino acid.
일 구체예에서, 상기 폴리펩타이드는 콩의 EPSPS 단백질의 아미노산 서열이 다음에 해당하는 아미노산 치환으로 변이된 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다:In one embodiment, the polypeptide may include an amino acid sequence in which the amino acid sequence of the soybean EPSPS protein is mutated by an amino acid substitution corresponding to the following:
서열번호 1 기준으로,Based on SEQ ID NO: 1,
G182C (182번째 아미노산 잔기인 글라이신(G)이 시스테인(C)으로 치환; 이하 아미노산 치환 표현에 동일하게 적용됨; 182번째 아미노산 잔기에 해당하는 위치에 시스테인을 포함하는 것을 의미할 수 있음 (이하 동일하게 해석됨)); 또는 G182C (Glycine (G) at the 182nd amino acid residue is substituted with cysteine (C); the same applies to the expression of amino acid substitution below; may mean including a cysteine at the position corresponding to the 182th amino acid residue (hereinafter the same) interpreted)); or
G182C와, A75T, D148E, 및 K373N으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상 (1개, 2개, 또는 3개)의 조합.A combination of G182C and at least one (1, 2, or 3) selected from the group consisting of A75T, D148E, and K373N.
예를 들어, 상기 폴리펩타이드는 콩의 EPSPS 단백질의 아미노산 서열이 다음에 해당하는 아미노산 서열 (괄호에 기재된 아미노산 치환으로 변이된 아미노산 서열)을 포함하는 것일 수 있다:For example, the polypeptide may include an amino acid sequence in which the amino acid sequence of the soybean EPSPS protein corresponds to the following (an amino acid sequence mutated by amino acid substitutions described in parentheses):
서열번호 1 기준으로,Based on SEQ ID NO: 1,
182번째에 해당하는 위치에 시스테인 포함 (G182C);cysteine at position 182 (G182C);
182번째에 해당하는 위치에 시스테인 포함 및 75번째 해당하는 위치에 트레오닌 포함 (G182C 및 A75T의 조합; 'G182C+A75T'로 표시될 수 있음); cysteine at position 182 and threonine at position 75 (combination of G182C and A75T; may be denoted as 'G182C+A75T');
182번째에 해당하는 위치에 시스테인 포함 및 148번째 해당하는 위치에 글루탐산 포함 (G182C 및 D148E의 조합; 'G182C+D148E'로 표시될 수 있음); 또는cysteine at position 182 and glutamic acid at position 148 (combination of G182C and D148E; may be denoted as 'G182C+D148E'); or
182번째에 해당하는 위치에 시스테인 포함 및 373번째 해당하는 위치에 아스파라긴 포함 (G182C 및 K373N의 조합; 'G182C+K373N'로 표시될 수 있음).cysteine at position 182 and asparagine at position 373 (combination of G182C and K373N; may be denoted as 'G182C+K373N').
상기한 콩의 EPSPS 단백질에 아미노산 치환 변이가 도입된 폴리펩타이드(EPSPS 단백질 변이체)는 EPSPS 본래의 효소 활성은 유지하면서, 콩에서 야생형과 비교하여 증진된 글라이포세이트 저항성을 나타내는 것을 특징으로 한다.The polypeptide (EPSPS protein mutant) in which the amino acid substitution mutation is introduced into the EPSPS protein of soybean is characterized in that it exhibits enhanced glyphosate resistance compared to the wild-type in soybean while maintaining the original enzyme activity of EPSPS.
또한, 상기 폴리펩타이드는, 본래의 효소 활성 및 목적하는 글라이포세이트 저항성을 보유하는 것을 조건으로, 앞서 설명한 바와 같은 서열번호 1에서의 아미노산 변이를 갖는 아미노산 서열(100% 동일)을 포함하는 폴리펩타이드와 생물학적 균등한 활성을 나타내는 변이를 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 추가적 변이는 분자의 활성을 전체적으로 변경시키지 않는 아미노산 치환일 수 있다. 일 예에서, 상기 추가적 치환은 아미노산 잔기 Ala/Ser, Val/Ile, Asp/Glu, Thr/Ser, Ala/Gly, Ala/Thr, Ser/Asn, Ala/Val, Ser/Gly, Thr/Phe, Ala/Pro, Lys/Arg, Asp/Asn, Leu/Ile, Leu/Val, Ala/Glu, 또는 Asp/Gly 간의 치환을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 경우에 따라서, 상기 폴리펩타이드는 하나 이상의 아미노산이 인산화 (phosphorylation), 황화 (sulfation), 아실화 (acylation), 당화 (glycosylation), 메틸화 (methylation), 파네실화 (farnesylation) 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 수식 (modification) 될 수도 있다. 또한, 상기 폴리펩타이드는 아미노산 변이 및/또는 수식에 의해서 단백질의 열, pH 등에 대한 구조적 안정성이 증가하거나 단백질 활성이 증가한 단백질 변이체를 포함할 수 있다. In addition, the polypeptide is a polypeptide comprising an amino acid sequence (100% identical) having an amino acid mutation in SEQ ID NO: 1 as described above, provided that it retains the original enzymatic activity and desired glyphosate resistance and may further include mutations exhibiting bioequivalent activity. For example, the additional mutation may be an amino acid substitution that does not entirely alter the activity of the molecule. In one embodiment, the additional substitution is amino acid residues Ala/Ser, Val/Ile, Asp/Glu, Thr/Ser, Ala/Gly, Ala/Thr, Ser/Asn, Ala/Val, Ser/Gly, Thr/Phe, substitutions between Ala/Pro, Lys/Arg, Asp/Asn, Leu/Ile, Leu/Val, Ala/Glu, or Asp/Gly. In some cases, the polypeptide is one or more amino acids selected from the group consisting of phosphorylation, sulfation, acylation, glycosylation, methylation, farnesylation, etc. It may be modified beyond the species. In addition, the polypeptide may include a protein variant in which structural stability to heat, pH, etc. of the protein is increased or protein activity is increased by amino acid mutation and/or modification.
다른 예는 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 제공한다. 상기 폴리뉴클레오타이드는 상기 폴리펩타이드에 포함된 각 아미노산을 암호화하는 코돈들 중에서 형질도입될 세포에 최적화된 (optimized) 코돈을 포함하도록 설계된 것일 수 있다. 상기 최적화 코돈은 이 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있다 (예컨대, "http://www. genscript. com/codon-opt. html", "http://sg. idtdna. com/CodonOpt" 등 참조).Another example provides a polynucleotide encoding the polypeptide. The polynucleotide may be designed to include a codon optimized for a cell to be transduced among codons encoding each amino acid included in the polypeptide. The optimized codon can be easily recognized by those of ordinary skill in the art (eg, "http://www.genscript.com/codon-opt.html", "http://sg .idtdna.com/CodonOpt", etc.).
다른 예는 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다. Another example provides a recombinant vector comprising the polynucleotide.
다른 예는 상기 재조합 벡터를 포함하는 재조합 세포를 제공한다. Another example provides a recombinant cell comprising the recombinant vector.
본 명세서에서, EPSPS 단백질 (야생형) 또는 여기에 앞서 설명한 아미노산 변이가 가해진 폴리펩타이드는 당 분야에 널리 공지된 방법으로 천연에서 추출 및 정제하여 얻거나, 유전자 재조합 기술을 이용한 재조합 단백질로 수득할 수 있다. 유전자 재조합 기술을 이용할 경우, 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 적절한 발현 벡터에 삽입하고, 벡터를 숙주세포로 형질전환하여 목적 단백질이 발현되도록 숙주 세포를 배양한 뒤, 숙주세포로부터 상기 폴리펩타이드를 회수하는 과정으로 수득할 수 있다. 상기 숙주세포에서 발현된 폴리펩타이드의 분리 및 정제를 위하여, 통상적인 생화학 분리 기술, 예를 들어 단백질 침전제에 의한 처리 (염석법), 원심분리, 초음파 파쇄, 한외여과, 투석법, 분자체 크로마토그래피 (겔여과), 흡착크로마토그래피, 이온교환 크로마토그래피, 친화도 크로마토그래피 등의 각종 크로마토그래피 등을 이용할 수 있으며, 순도가 높은 단백질을 분리하기 위하여 이들 중 2가지 이상을 조합하여 이용할 수 있다. In the present specification, the EPSPS protein (wild-type) or the polypeptide to which the amino acid mutation described above is added herein can be obtained by extraction and purification from nature by a method well known in the art, or it can be obtained as a recombinant protein using genetic recombination technology. . In the case of using genetic recombination technology, a polynucleotide encoding a polypeptide is inserted into an appropriate expression vector, the vector is transformed into a host cell, the host cell is cultured so that the target protein is expressed, and the polypeptide is recovered from the host cell. It can be obtained by the process of For isolation and purification of the polypeptide expressed in the host cell, conventional biochemical separation techniques, for example, treatment with a protein precipitating agent (salting-out method), centrifugation, sonication, ultrafiltration, dialysis, molecular sieve chromatography (Gel filtration), adsorption chromatography, ion exchange chromatography, various chromatography such as affinity chromatography, etc. can be used, and two or more of these can be used in combination to separate high-purity proteins.
본 명세서에서, EPSPS 단백질 (야생형) 또는 여기에 앞서 설명한 아미노산 변이가 가해진 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드는 표준 분자 생물학 기술, 예를 들어 화학적 합성 방법 또는 재조합 방법을 이용하여 합성되거나, 시판되는 것을 사용할 수 있다. In the present specification, the polynucleotide encoding the EPSPS protein (wild-type) or the polypeptide to which the amino acid mutation described above is applied is synthesized using standard molecular biology techniques, for example, chemical synthesis or recombinant methods, or commercially available ones. can
본 명세서의 실시예에서는 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 대장균의 글라이포세이트 처리시의 생존률이 야생형 EPSPS 단백질 (실시예 참조)과 비교하여 증가한 것을 확인하여, 상기 폴리펩타이드 및 이를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드의 글라이포세이트 저항성 부여 및/또는 증진 효과를 확인하였다. In the examples of the present specification, it was confirmed that the survival rate during glyphosate treatment of Escherichia coli comprising a polynucleotide encoding the polypeptide increased compared to wild-type EPSPS protein (see Examples), and the polypeptide and its encoding The effect of conferring and/or enhancing glyphosate resistance of polynucleotides was confirmed.
일 예는 상기 폴리펩타이드 및/또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드의 글라이포세이트 저항성을 부여 및/또는 증진 용도를 제공한다. One example provides a use for conferring and/or enhancing glyphosate resistance of the polypeptide and/or a polynucleotide encoding the same.
보다 구체적으로, More specifically,
(1) 앞서 설명한 폴리펩타이드, (1) the polypeptides described above;
(2) 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드, (2) a polynucleotide encoding the polypeptide;
(3) 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터, 및 (3) a recombinant vector comprising the polynucleotide, and
(4) 상기 재조합 벡터를 포함하는 재조합 세포(4) Recombinant cells containing the recombinant vector
로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 글라이포세이트 저항성 부여 및/또는 증진용 조성물을 제공한다. It provides a composition for imparting and/or enhancing glyphosate resistance, comprising at least one selected from the group consisting of.
상기 글라이포세이트 저항성 부여 및/또는 증진용 조성물은 콩에 적용하기 위한 것일 수 있다.The composition for imparting and/or enhancing glyphosate resistance may be for application to soybeans.
다른 예는Another example is
(1) 앞서 설명한 폴리펩타이드, (1) the polypeptides described above;
(2) 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드, (2) a polynucleotide encoding the polypeptide;
(3) 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터, 및 (3) a recombinant vector comprising the polynucleotide, and
(4) 상기 재조합 벡터를 포함하는 재조합 세포(4) Recombinant cells containing the recombinant vector
로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 글라이포세이트 저항성이 부여 및/또는 증진된 콩의 제조용 또는 콩의 글라이포세이트 저항성 부여 및/또는 증진용 조성물을 제공한다. 상기 글라이포세이트 저항성이 부여 및/또는 증진된 콩의 제조용 또는 콩의 글라이포세이트 저항성 부여 및/또는 증진용 조성물은 콩에 글라이포세이트에 대한 저항성을 부여하거나 및/또는 야생형 EPSPS 또는 이를 암호화하는 유전자를 포함하는 콩과 비교하여, 글라이포세이트에 대한 저항성 증진(또는 이와 같이 저항성이 부여되거나 및/또는 증진된 콩의 제조)이 가능하다.It provides a composition for glyphosate resistance imparted and/or enhanced soybean production or glyphosate resistance imparting and/or enhancement of soybeans comprising at least one selected from the group consisting of. The glyphosate resistance conferred and/or enhanced composition for producing soybeans or glyphosate resistance conferring and/or enhancing soybeans confer resistance to glyphosate to soybeans and/or wild-type EPSPS or encoding it Compared to soybeans containing the gene, it is possible to enhance resistance to glyphosate (or to produce soybeans to which resistance is imparted and/or enhanced as such).
다른 예는 상기 폴리펩타이드 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 콩에 도입(형질전환)하는 단계를 포함하는, 글라이포세이트 저항성이 증진 및/또는 부여된 콩을 제조하는 방법 또는 콩의 글라이포세이트 저항성을 증진 및/또는 부여하는 방법을 제공한다. 일 구체예에서, 상기 방법은, Another example is a method for producing soybeans with enhanced glyphosate resistance and / or conferred glyphosate resistance, comprising introducing (transformation) into soybeans by introducing the polypeptide or a polynucleotide encoding the same or glyphosate resistance of soybeans A method of enhancing and/or imparting is provided. In one embodiment, the method comprises:
(1) 콩의 내재하는 EPSPS 암호화 유전자에 본 명세서에 설명된 아미노산 변이(치환)를 암호화하도록 돌연변이를 유도하거나, (1) induce a mutation to encode the amino acid mutation (substitution) described herein in the EPSPS encoding gene endogenous in soybean, or
(2) 앞서 설명한 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드 또는 이를 포함하는 재조합 벡터를 콩에 도입시켜, (i) 상기 콩에 내재하는 EPSPS 암호화 유전자에 더하여, 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 추가로 포함하도록 형질전환시키거나, (ii) 상기 콩의 내재하는 EPSPS 암호화 유전자의 전부 또는 일부를 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드의 전부 또는 일부(상기 콩의 내재하는 EPSPS 암호화 유전자의 일부와 대응되는 부분)로 치환(대체)되도록 형질전환시키는 단계를 포함할 수 있다. (2) introducing a polynucleotide encoding the above-described polypeptide or a recombinant vector comprising the same into soybean, (i) in addition to the EPSPS encoding gene inherent in the bean, to further include a polynucleotide encoding the polypeptide transforming, or (ii) all or part of the endogenous EPSPS-encoding gene of the soybean with all or a part of the polynucleotide encoding the polypeptide (a portion corresponding to a portion of the endogenous EPSPS-encoding gene of the bean) It may include transforming to be substituted (replaced).
보다 구체적으로, 상기 글라이포세이트 저항성이 증진 및/또는 부여된 콩을 제조하는 방법 또는 콩의 글라이포세이트 저항성을 증진 및/또는 부여하는 방법은,More specifically, the method of producing a soybean with enhanced and/or imparted glyphosate resistance or a method of enhancing and/or imparting glyphosate resistance of soybeans,
(1) 콩에 내재하는 EPSPS 암호화 유전자를 상기 아미노산 변이된 폴리펩타이드(EPSPS 단백질 변이체)를 암호화하도록 변이시키는 단계;(1) mutating the EPSPS-encoding gene inherent in soybean to encode the amino acid mutated polypeptide (EPSPS protein variant);
(2) 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드, 또는 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합 벡터를 콩 (예컨대, 콩 세포 또는 콩 유전체(genome))에 도입하는 단계; 또는(2) introducing a polynucleotide encoding the polypeptide, or a recombinant vector comprising the polynucleotide, into soybean (eg, soybean cell or soybean genome); or
(3) 상기 단계 (1) 및 (2) 모두(3) both steps (1) and (2) above
를 포함할 수 있다. may include.
상기 단계 (1)의 콩에 내재하는 EPSPS 암호화 유전자의 변이 단계는 통상적으로 사용 가능한 유전자 변이 수단, 예컨대, CRISPR-Cas 시스템 (Cas9 단백질, Cas3 단백질, 또는 이의 암호화 유전자 및 가이드 RNA 또는 이의 암호화 DNA의 혼합물, 복합체, 또는 상기 유전자 및/또는 DNA를 포함하는 재조합 벡터 등), CRISPR-Cpf1, Zinc Finger nuclease, TALEN 등에 의하여 수행될 수 있다.The step of mutating the EPSPS-encoding gene inherent in soybeans of step (1) is a genetic mutation means commonly available, such as the CRISPR-Cas system (Cas9 protein, Cas3 protein, or its coding gene and guide RNA or its coding DNA. mixtures, complexes, or recombinant vectors including the gene and/or DNA), CRISPR-Cpf1, Zinc Finger nuclease, TALEN, and the like.
상기 단계 (2)에서, 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드 또는 이를 포함하는 재조합 벡터가 도입되는 콩은 상기 폴리펩타이드가 유래하는 콩과 동일한 종(species)의 동일 개체, 또는 동일한 종(species) 또는 동일한 속(genus; 종이 다른 경우도 포함)의 다른 개체의 것일 수 있다. In step (2), the soybean into which the polynucleotide encoding the polypeptide or a recombinant vector comprising the same is introduced is the same individual of the same species as the bean from which the polypeptide is derived, or the same species or They may be of different individuals of the same genus (even different species).
다른 예는 폴리펩타이드 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 콩(형질전환 콩)을 제공한다. 상기 형질전환 콩은 상기 폴리펩타이드 또는 이를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 포함함으로써, 이를 포함하지 않는 콩 (예컨대, 야생형 EPSPS 또는 이를 암호화 유전자를 포함하는 콩)과 비교하여, 글라이포세이트에 대한 저항성이 부여되거나 및/또는 증진된 것일 수 있다.Another example provides soy (transgenic soy) comprising a polypeptide or a polynucleotide encoding the same. The transgenic soybean contains the polypeptide or a polynucleotide encoding the same, so that resistance to glyphosate is conferred or and/or enhanced.
일 예에서, 상기 형질전환 콩은, 내재하는 EPSPS 유전자 및/또는 내재하는 EPSPS 단백질에 추가하여, 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드 및/또는 상기 폴리펩타이드를 추가로 포함하는 것일 수 있다. 이 때, 상기 추가로 포함되는 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드 및/또는 상기 폴리펩타이드는 상기 형질전환 콩과 동일한 종(species)의 동일 개체, 또는 동일한 종(species) 또는 동일한 속(genus; 종이 다른 경우도 포함)의 다른 개체에서 유래한 것일 수 있다.In one example, the transgenic soybean, in addition to the endogenous EPSPS gene and / or the endogenous EPSPS protein, it may be one that further comprises a polynucleotide encoding the polypeptide and / or the polypeptide. In this case, the polynucleotide encoding the polypeptide and/or the polypeptide further included are the same individual of the same species as the transgenic soybean, or the same species or the same genus; in other cases) may be derived from another individual.
다른 예에서, 상기 형질전환 콩은 상기 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 내재하는 EPSPS 암호화 유전자로서 포함하거나, 상기 폴리펩타이드를 내재하는 EPSPS 단백질로서 포함하는 것일 수 있다. 상기 '내재하는 유전자 또는 단백질'은 변이가 도입되는 세포 내에 원래 존재하는 유전자 또는 단백질을 의미하는 것으로, 외래의 유전자 또는 단백질 (예컨대, 다른 종 또는 다른 개체로부터 유래된 유전자 또는 단백질)이 아님을 의미하는 것일 수 있다.In another example, the transgenic soybean may include a polynucleotide encoding the polypeptide as an embedded EPSPS encoding gene, or may include the polypeptide as an embedded EPSPS protein. The 'intrinsic gene or protein' refers to a gene or protein originally present in a cell into which a mutation is introduced, and is not a foreign gene or protein (eg, a gene or protein derived from another species or another individual). may be doing
일 구체예에서, 상기 형질전환 콩은 앞서 설명한 글라이포세이트 저항성이 증진 및/또는 부여된 콩을 제조하는 방법 또는 콩의 글라이포세이트 저항성을 증진 및/또는 부여하는 방법에 의하여 제조된 것일 수 있다.In one embodiment, the transgenic soybean may be prepared by the method for producing soybeans with enhanced and/or conferred glyphosate resistance described above, or the method for enhancing and/or imparting glyphosate resistance of soybeans. .
본 명세서에서 사용된 바로서, '콩 또는 형질전환 콩'은 콩의 세포, 원형질체, 캘러스, 배아, 배축, 종자, 자엽, 식물체 전체(whole body), 또는 그의 자손으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 의미하는 것일 수 있다.As used herein, 'soybean or transgenic soybean' refers to one or more selected from the group consisting of soybean cells, protoplasts, callus, embryos, hypocotyls, seeds, cotyledons, whole bodies, or progeny thereof. it could mean
본 명세서에서, 상기 콩의 EPSPS 단백질은 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같은 EPSPS 단백질에서 아미노산 변이가 일어나는 부위는, 변이가 되어도 EPSPS 원래의 효소 활성에 영향이 없거나 유의미한 영향을 미치지 않는 부위 또는 아미노산 잔기로서, 글라이포세이트와 상호작용 (결합)하는 부위 또는 아미노산 잔기일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 방법으로 제조되거나, 글라이포세이트 저항성이 부여 및/또는 증진된 콩 (형질전환 콩)은, EPSPS 단백질 및/또는 EPSPS 단백질을 암호화하는 유전자에 상기 돌연변이가 도입되지 않은 경우(예컨대, 야생형 콩)와 비교하여, 높은 글라이포세이트 저항성(예컨대, 글라이포세이트 처리시의 높은 생장률 및/또는 생존률 및/또는 종자 수득률 등)을 갖는 것일 수 있다.In the present specification, the EPSPS protein of soybean may include the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. The site at which amino acid mutation occurs in the EPSPS protein as described herein is a site or amino acid residue that does not affect or significantly affect the original enzymatic activity of EPSPS even if the mutation occurs, and interacts with (binding) glyphosate. Or it may be an amino acid residue, but is not limited thereto. Soybean (transgenic soybean) prepared by the above method, or conferred and/or enhanced with glyphosate resistance, when the mutation is not introduced in the gene encoding the EPSPS protein and/or EPSPS protein (eg, wild-type soybean) Compared to , it may have a high glyphosate resistance (eg, a high growth rate and/or survival rate and/or seed yield during glyphosate treatment, etc.).
본 명세서에서 제공하는 폴리펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드는 당업계에 공지된 다양한 방법에 의하여 콩에 도입될 수 있으며, 바람직하게는 콩의 형질전환용 재조합 벡터(발현 벡터)가 이용될 수 있다.The polynucleotide encoding the polypeptide provided herein may be introduced into soybean by various methods known in the art, and preferably a recombinant vector (expression vector) for transformation of soybean may be used.
식물체(콩) 형질전환의 경우에 벡터에 포함 가능한 적합한 프로모터로서, 식물체 내 유전자 도입을 위해 당업계에서 통상적으로 이용되는 모든 프로모터를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 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 서브유니트 (ssRUBISCO)의 광유도성 프로모터, 벼 사이토졸 트리오스포스페이트 이소머라아제 (TPI) 프로모터, 아라비돕시스의 아데닌 포스포리보실트랜스퍼라아제 (APRT) 프로모터, 옥토파인 신타아제 프로모터 및 BCB (blue copper binding protein) 프로모터 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. As a suitable promoter that can be included in the vector in the case of plant (soybean) transformation, any promoter commonly used in the art for gene introduction into plants may be used, for example, SP6 promoter, T7 promoter, T3 promoter, PM promoter, corn ubiquitin promoter, cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter, nopaline synthase (nos) promoter, pigwort mosaic virus 35S promoter, sugacrane bacilliform virus promoter, Commelina yellow mottle virus promoter, ribulo Photoinducible promoter of ose-1,5-bis-phosphate carboxylase small subunit (ssRUBISCO), rice cytosolic triosphosphate isomerase (TPI) promoter, adenine phosphoribosyltransferase (APRT) of Arabidopsis One or more selected from the group consisting of a promoter, an octopine synthase promoter, and a blue copper binding protein (BCB) promoter may be used, but is not limited thereto.
또한, 상기 벡터는 3'-말단의 폴리아데닐화를 야기시키는 폴리 A 시그널서열을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 아그로박테리움 투메파시엔스의 노팔린 신타아제 유전자로부터 유래된 것 (NOS 3' end), 아그로박테리움 투메파시엔스의 옥토파인 신타아제 유전자로부터 유래된 터미네이터 (octopine synthase terminator), 토마토 또는 감자의 프로테아제 억제자 I 또는 Ⅱ 유전자의 3' 말단 부분, CaMV 35S 터미네이터, 벼 α-아밀라아제 RAmy1 A 터미네이터 및 파세올린 (phaseolin) 터미네이터를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In addition, the vector may include a poly A signal sequence causing polyadenylation at the 3'-end, for example, those derived from the nopaline synthase gene of Agrobacterium tumefaciens (NOS 3' end), the terminator derived from the octopine synthase gene of Agrobacterium tumefaciens (octopine synthase terminator), the 3' end of the tomato or potato protease inhibitor I or II gene, CaMV 35S terminator, rice α-amylase RAmy1 A terminator and phaseolin terminator, but are not limited thereto.
또한, 상기 벡터는 선택적으로, 리포터 분자로서 선택 표지를 암호화하는 유전자를 추가적으로 포함할 수 있으며, 선택 표지의 예로서 항생제 (예: 네오마이신, 카베니실린, 카나마이신, 스펙티노마이신, 하이그로마이신, 블레오마이신, 앰피실린, 클로람페니콜 등) 또는 제초제 (글라이포세이트 제외) 저항성 유전자 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In addition, the vector may optionally further include a gene encoding a selection marker as a reporter molecule, and examples of the selection marker include antibiotics (eg, neomycin, carbenicillin, kanamycin, spectinomycin, hygromycin, Bleomycin, ampicillin, chloramphenicol, etc.) or herbicides (except glyphosate) resistance genes, and the like, but are not limited thereto.
또한, 식물 발현용 재조합 벡터는 아그로박테리움 (Agrobacterium) 바이너리 벡터, 코인테그레이션 벡터 (cointegration vector) 또는 T-DNA 부위를 포함하지는 않지만 식물에서 발현될 수 있도록 디자인된 일반 벡터가 사용될 수 있다. 이 중, 바이너리 벡터는 Ti (tumor inducing) 플라스미드에서 이동에 필요한 부분인 LB (left border)와 RB (right border)를 가지는 플라스미드와 타겟 뉴클레오타이드를 옮기는데 필요한 유전자를 가진 플라스미드를 포함하는 벡터를 말하며, 그 내부에 식물체에서 발현시키기 위한 프로모터 부위와 폴리아데닐화 신호 서열을 포함하는 벡터이다. In addition, the recombinant vector for plant expression does not contain an Agrobacterium binary vector, a cointegration vector, or a T-DNA region, but a general vector designed to be expressed in plants may be used. Among them, the binary vector refers to a vector including a plasmid having LB (left border) and RB (right border), which are parts necessary for movement in a Ti (tumor inducing) plasmid, and a plasmid having a gene necessary to transfer a target nucleotide, and the It is a vector containing a promoter region and a polyadenylation signal sequence for expression in a plant therein.
상기에서 바이너리 벡터 또는 코인테그레이션 벡터를 사용하는 경우, 식물체에 상기 재조합 벡터를 도입하기 위한 형질전환용 균주로는 아그로박테리움을 사용하는 것이 바람직하며 (Agrobacterium-mediated transformation), 이때 아그로박테리움 투메파시엔스 (Agrobacterium tumefaciens) 또는 아그로박테리움 라이조게네스 (Agrobacterium rhizogenes)를 사용할 수 있다. 그 밖에 T-DNA 부위를 포함하지 않는 벡터를 이용하는 경우에는, 전기천공법 (electroporation), 입자 총법 (particle bombardment), 폴리에틸렌 글리콜 침전법 (polyethylene glycol-mediated uptake) 등이 재조합 플라스미드를 식물체로 도입하는데 이용될 수 있다. In the case of using a binary vector or a coinage vector in the above, it is preferable to use Agrobacterium as a transformation strain for introducing the recombinant vector into a plant ( Agrobacterium- mediated transformation), in which case Agrobacterium tumefaci Ens ( Agrobacterium tumefaciens ) or Agrobacterium rhizogenes ( Agrobacterium rhizogenes ) can be used. In addition, in the case of using a vector that does not contain a T-DNA region, electroporation, particle bombardment, polyethylene glycol-mediated uptake, etc. are used to introduce the recombinant plasmid into the plant. can be used
상기와 같은 방법으로 유전자가 도입된 형질전환 식물들은 당업계에 공지된 표준 기술을 사용하여 캘러스 유도, 발근 및/또는 토양 순화와 같은 과정을 거쳐 식물체로 재분화시킬 수 있다. Transgenic plants into which genes are introduced in the above manner can be redifferentiated into plants through processes such as callus induction, rooting and/or soil acclimatization using standard techniques known in the art.
본 명세서에서 형질전환의 대상이 되는 식물은, 성숙한 식물체뿐만 아니라 성숙한 식물로 발육할 수 있는 식물세포 (현탁배양 세포 포함), 원형질체 (protoplast), 캘러스 (callus), 배축 (hypocotyl), 종자 (seed), 자엽 (cotyledon), 신초 (shoot) 등을 모두 포함하는 의미로서 이해된다. Plants to be transformed in the present specification are, as well as mature plants, plant cells (including suspension-cultured cells) that can develop into mature plants, protoplasts, callus, hypocotyl, seeds (seed) ), cotyledon, shoot, and the like are understood to include all.
또한, 본 명세서의 형질전환체의 범주에는 상기 유전자가 도입된 형질전환체 뿐만 아니라 이의 클론 또는 자손 (T1 세대, T2 세대, T3 세대, T4 세대, T5 세대, 또는 그 이상)을 포함하며, 예를 들어, 상기 폴리펩타이드 암호화 유전자로 형질전환된 콩의 무성 또는 유성 자손으로서 글라이포세이트 저항성 형질이 유전된 식물들도 본 발명의 형질전환 식물의 범주에 포함된다. 또한, 본 명세서의 형질전환된 콩의 모든 교배 및 융합 생성물과 함께, 초기 형질전환된 콩의 특성을 나타내는 모든 돌연변이체가 본 발명의 범주에 포함된다. 아울러, 본 발명의 방법으로 미리 형질전환시킨 형질전환된 콩, 또는 이들의 자손으로부터 기원하며 형질전환된 세포의 적어도 일부로 이루어진 종자, 꽃, 줄기, 과실, 잎, 뿌리, 괴경, 및/또는 괴근과 같은 식물의 일부도 본 발명의 범주에 포함된다. In addition, the transformant category of the present specification includes the transformant into which the gene is introduced, as well as clones or progeny thereof (T 1 generation, T 2 generation, T 3 generation, T 4 generation, T 5 generation, or more) Including, for example, as asexual or sexual progeny of soybean transformed with the polypeptide coding gene, plants inherited with glyphosate resistance are also included in the scope of the transgenic plants of the present invention. Also included within the scope of the present invention are all mutants exhibiting the characteristics of initially transformed soybeans, along with all crosses and fusion products of the transformed soybeans herein. In addition, seeds, flowers, stems, fruits, leaves, roots, tubers, and/or tubers originating from transformed soybeans previously transformed by the method of the present invention or their progeny and consisting of at least a part of transformed cells Parts of the same plant are also included within the scope of the present invention.
본 명세서의 기술이 적용되는 식물은 콩일 수 있으며, Glycine max, Glycine albicans, Glycine aphyonota, Glycine arenaria, Glycine argyrea, Glycine canescens, Glycine clandestine, Glycine curvata, Glycine cyrtoloba, Glycine dolichocarpa, Glycine falcata, Glycine gracei, Glycine hirticaulis, Glycine hirticaulis subsp., Glycine lactovirens, Glycine latifolia, Glycine latrobeana, Glycine microphylla, Glycine montis-douglas, Glycine peratosa, Glycine pescadrensis, Glycine pindanica, Glycine priceana, Glycine pullenii, Glycine rubiginosa, Glycine soja, Glycine stenophita, Glycine syndetika, Glycine tabacina, Glycine tomentella, Glycine wrightii 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Plants to which the technology of the present specification is applied may be beans, Glycine max, Glycine albicans, Glycine aphyonota, Glycine arenaria, Glycine argyrea, Glycine canescens, Glycine clandestine, Glycine curvata, Glycine cyrtoloba, Glycine Glycine cyrtoloba, Glycine grace dolicho hirticaulis, Glycine hirticaulis subsp., Glycine lactovirens, Glycine latifolia, Glycine latrobeana, Glycine microphylla, Glycine montis-douglas, Glycine peratosa, Glycine pescadrensis, Glycine pindanica, Ginecine synthicana, Glycine pullenii, Glycine rubenii, Glycine rubenii , Glycine tabacina, Glycine tomentella, Glycine wrightii , etc. may be at least one selected from the group consisting of, but is not limited thereto.
다른 예는, 상기 폴리펩타이드, 이를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드, 또는 이들의 조합을 포함하는 형질전환 콩 또는 상기 형질전환 콩이 제공된 재배지에 글라이포세이트의 유효량을 적용하는 단계를 포함하는, 콩 재배 방법 또는 콩 재배시의 원하지 않는 생물 제거 방법을 제공한다. 상기 원하지 않는 생물의 제거 방법은 잡초 제거 방법일 수 있다. Another example is a transgenic soybean comprising the polypeptide, a polynucleotide encoding the same, or a combination thereof, or a soybean cultivation method comprising the step of applying an effective amount of glyphosate to a cultivation area provided with the transgenic soybean, or A method for removing unwanted organisms in soybean cultivation is provided. The method for removing the unwanted organisms may be a method for removing weeds.
본 발명에서 제공하는 글라이포세이트 저항성 EPSPS 단백질의 변이체 또는 이를 암호화하는 유전자를 식물, 예컨대 콩에 적용함으로써 우수한 글라이포세이트 저항성 형질 부여 및/또는 증진 효과를 얻을 수 있고, 글라이포세이트를 이용한 선별적 방제를 통해 경제적으로 잡초를 방제하거나 원하지 않는 생물을 제거하여, 작물의 생산성을 증대시킬 수 있다.By applying the variant of the glyphosate-resistant EPSPS protein provided in the present invention or a gene encoding the same to plants, such as soybeans, excellent glyphosate-resistance trait conferring and/or enhancing effects can be obtained, and glyphosate is selectively used Controlling can increase crop productivity by economically controlling weeds or removing unwanted organisms.
도 1은 일 실시예에 따른 글라이포세이트 저항성 EPSPS 단백질의 변이체를 암호화하는 유전자로 형질전환된 대장균의 글라이포세이트 저항성을 보여주는 그래프이다.
도 2는 일 실시예에 따른 글라이포세이트 저항성 EPSPS 단백질의 변이체를 암호화하는 유전자로 형질전환된 콩(T0)의 글라이포세이트 저항성을 보여주는 사진이다.
도 3은 일 실시예에 따른 글라이포세이트 저항성 EPSPS 단백질의 변이체를 암호화하는 유전자로 형질전환된 콩(T1)의 글라이포세이트 저항성을 보여주는 사진이다.1 is a graph showing the glyphosate resistance of Escherichia coli transformed with a gene encoding a variant of the glyphosate resistant EPSPS protein according to an embodiment.
2 is a photograph showing the glyphosate resistance of soybeans (T 0 ) transformed with a gene encoding a variant of the glyphosate-resistant EPSPS protein according to an embodiment.
3 is a photograph showing glyphosate resistance of soybeans (T 1 ) transformed with a gene encoding a variant of the glyphosate-resistant EPSPS protein according to an embodiment.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of Examples. However, the following examples only illustrate the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
실시예 1. 플라스미드 준비Example 1. Plasmid Preparation
E. coli를 숙주로 한 글라이포세이트 저항성 유전자 스크리닝 플랫폼 구축을 위하여, pSTV28-trc-GmEPSPS를 제작하였다. 해당 plasmid는 pSTV28 (Addgene; 2999bp)를 backbone vector로 하여, trc promoter, ribosome binding site (RBS), Glycine max 5-enylpyruvylshikimate-3-phosphate synthase gene (GmEPSPS), rrnB T1 transcription terminator 등을 포함하고 있으며, 선별마커로서 chloramphenicol 저항성 유전자를 포함한다. In order to construct a glyphosate resistance gene screening platform using E. coli as a host, pSTV28-trc-GmEPSPS was constructed. The plasmid uses pSTV28 (Addgene; 2999bp) as a backbone vector, and contains trc promoter, ribosome binding site (RBS), Glycine max 5-enylpyruvylshikimate-3-phosphate synthase gene (GmEPSPS), rrnB T1 transcription terminator, etc. A chloramphenicol resistance gene is included as a selectable marker.
E.coli의 codon usage에 근거해 codon optimization된 Glycine max EPSPS 유전자(SoyBase Accession no. Glyma.01g139600) 및 trc promoter, RBS, rrnB T1 transcription terminator 등을 포함하는 DNA fragment를 우선적으로 합성 후, pBLC vector에 클로닝하여 제작하였다(pBLC-PGE001, 제작업체: ㈜바이오니아, Codon optimization: https://zendto.bioneer.co.kr/codon/index.py).Codon-optimized Glycine max EPSPS gene (SoyBase Accession no. Glyma.01g139600) and trc promoter, RBS, rrnB T1 transcription terminator based on the codon usage of E. coli . After preferentially synthesizing a DNA fragment, It was created by cloning (pBLC-PGE001, manufacturer: Bioneer Co., Ltd., Codon optimization: https://zendto.bioneer.co.kr/codon/index.py).
그 후, EPSPSPgs 1F (5'-CCAAGCTTGCATGCCTGCAGTTGACAATTAATCATCCGGC-3') 및 EPSPSPgs 1R (5'-ATGATTACGAATTCGAGCTCATTTGTCCTACTCAGGAGAG-3') 프라이머를 이용한 PCR 반응을 통해 증폭하고, 이를 제한효소 처리 및 Gibson Assembly를 통해 pSTV28과의 재조합 Plasmid를 제작하였다.Then, EPSPSPgs 1F (5'-CCAAGCTTGCATGCCTGCAGTTGACAATTAATCATCCGGC-3') and EPSPSPgs 1R (5'-ATGATTACGAATTCGAGCTCATTTGTCCTACTCAGGAGAG-3') was amplified through a PCR reaction using primers, and this was amplified through a recombinant PCR reaction with restriction enzyme treatment and pSTV28 assembly with Gibson. was produced.
Insert DNA 증폭을 위한 PCR 반응은 EPSPSPgs1F 및 EPSPSPgs1R 프라이머 (표 1)를 포함한 표 2의 반응액을 제조한 후, 표 3의 조건에 따라 수행하였다. PCR reaction for insert DNA amplification was performed according to the conditions of Table 3 after preparing the reaction solution in Table 2 including EPSPSPgs1F and EPSPSPgs1R primers (Table 1).
* trc promoter, ribosome binding site, Glycine max EPSPS, 및 rrnB T1 transcription terminator로 구성된 DNA 삽입 단편 (insert DNA).* DNA insertion fragment (insert DNA) consisting of the trc promoter, ribosome binding site, Glycine max EPSPS, and rrnB T1 transcription terminator.
* trc promoter, ribosome binding site, Glycine max EPSPS, 및 rrnB T1 transcription terminator로 구성된 DNA 삽입 단편.* DNA insertion fragment consisting of trc promoter, ribosome binding site, Glycine max EPSPS, and rrnB T1 transcription terminator.
* trc promoter, ribosome binding site, Glycine max EPSPS, 및 rrnB T1 transcription terminator로 구성된 DNA 삽입 단편.* DNA insertion fragment consisting of trc promoter, ribosome binding site, Glycine max EPSPS, and rrnB T1 transcription terminator.
ExpinTM Gel SV Kit (GeneAll)를 이용하여 약 1. 7 kb의 DNA 삽입 단편 증폭 산물을 정제한 후, Gibson Assembly® Master Mix (NEB)를 사용하여 해당 증폭 산물을 PstI/SacI-digested pSTV28(Addgene; 2999bp)에 클로닝 하였다. 이를 Chemically competent E. coli DH5α (Enzynomics)에 화학적으로 도입한 후, chloramphenicol 0.25㎍/mL이 첨가된 LB 고체 배지에서 자란 colony를 10 mL의 LB 액체배지(chloramphenicol 0.25㎍/mL 포함)에 접종하여, 37℃, 200 rpm에서 12-18 시간 배양하였다. ExprepTM Plasmid SV mini Kit (GeneAll)를 이용하여 plasmid DNA (pSTV28-trc-GmEPSPS라 명명)를 추출한 후, ㈜마크로젠을 통해 DNA 삽입 단편의 sequencing (sequencing primer: M13F-pUC (GTTTTCCCAGTCACGAC; 서열번호 5), M13R (GCGGATAACAATTTCACACAGG; 서열번호 6)을 수행하고, SnapGene 프로그램을 이용하여 의도한 서열과의 일치 여부를 확인하였다. After purifying the amplification product of the DNA insertion fragment of about 1.7 kb using the ExpinTM Gel SV Kit (GeneAll), the amplification product was purified by using Gibson Assembly® Master Mix (NEB) PstI/SacI-digested pSTV28 (Addgene; 2999 bp). After chemically introducing this into Chemically competent E. coli DH5α (Enzynomics), colonies grown on LB solid medium supplemented with chloramphenicol 0.25 μg/mL were inoculated into 10 mL of LB liquid medium (including chloramphenicol 0.25 μg/mL), Incubated for 12-18 hours at 37°C and 200 rpm. After extracting plasmid DNA (named pSTV28-trc-GmEPSPS) using the Exprep TM Plasmid SV mini Kit (GeneAll), sequencing the DNA insertion fragment through Macrogen (sequencing primer: M13F-pUC (GTTTTCCCAGTCACGAC; SEQ ID NO: 5)) , M13R (GCGGATAACAATTTCACACAGG; SEQ ID NO: 6) was performed, and the correspondence with the intended sequence was confirmed using the SnapGene program.
실시예 2. Glycine max EPSPS (GmEPSPS) random mutant library 제작Example 2. Glycine max EPSPS (GmEPSPS) random mutant library production
pSTV28-trc-GmEPSPS의 GmEPSPS에 무작위 돌연변이 (Random Mutation)을 도입하기 위하여 Agilent 사의 GeneMorph II Random Mutagenesis Kit (Catalog #200550)를 사용하였다. GmEPSPS에 변이를 도입하기 위하여 PtrcLibF (5'-GCA-TGC-CTG-CAG-TTG-ACA-ATT-AAT-CAT-CCG-GCT-CGT-ATA-ATG-TGT-GGT-TAA-TTA-AAA-GAA-GGA-GAA-TTC-TAG-ATG-3'; 서열번호 7) 및 rrnBLibR (5'-TTA-CGA-ATT-CGA-GCT-CAT-TTG-TCC-TAC-TCA-GGA-GAG-CGT-TCA-CCG-ACA-AAC―AAC-AGA-TAA-AAC-GAA-AGG-CCC-3'; 서열번호 8) 프라이머를 이용하여 표 4와 같이 Error-prone PCR 반응액을 제조 하였다. Agilent's GeneMorph II Random Mutagenesis Kit (Catalog #200550) was used to introduce random mutations into GmEPSPS of pSTV28-trc-GmEPSPS. PtrcLibF (5'-GCA-TGC-CTG-CAG-TTG-ACA-ATT-AAT-CAT-CCG-GCT-CGT-ATA-ATG-TGT-GGT-TAA-TTA-AAA- GAA-GGA-GAA-TTC-TAG-ATG-3'; SEQ ID NO: 7) and rrnBLibR (5'-TTA-CGA-ATT-CGA-GCT-CAT-TTG-TCC-TAC-TCA-GGA-GAG-CGT -TCA-CCG-ACA-AAC-AAC-AGA-TAA-AAC-GAA-AGG-CCC-3'; SEQ ID NO: 8) An Error-prone PCR reaction solution was prepared as shown in Table 4 using primers.
* 서열 크기에 기초했을 때, 100 ng의 GmEPSPS 유전자 (initial target DNA)를 얻기 위해 283 ng의 pSTV28-trc-GmEPSPS (template DNA)가 필요하다.* Based on sequence size, 283 ng of pSTV28-trc-GmEPSPS (template DNA) is required to obtain 100 ng of GmEPSPS gene (initial target DNA).
** Template DNA의 양을 조절하여 Error-prone PCR의 돌연변이율을 조절한다.** Control the mutation rate of Error-prone PCR by adjusting the amount of Template DNA.
이렇게 수득한 Error-prone PCR의 산물은 전기영동과 젤 추출 기법을 수행하여 정제하였다. 정제한 mutant GmEPSPS와 pSV28의 재조합을 PstI-HF (NEB사의 Cat# R3140) 및 SacI-HF (NEB사의 Cat# R3156) 제한 효소 처리와 Ligation (NEB사의 T4 DNA ligase, Cat# M0202)을 통하여 수행하였다. 이들 효소반응은 제조사에서 제공한 매뉴얼의 지시대로 수행하였다. 그 결과 GmEPSPS random mutant library를 획득하였다. 획득한 library 클론의 95% 이상에 GmEPSPS mutant가 포함되었음을 확인하였으며, 돌연변이는 최소 1개에서 9개까지 포함됨을 시퀀싱을 통해 확인하였다. 시퀀싱에 사용한 프라이머는 표 5의 3가지 프라이머를 이용하였다. The error-prone PCR product thus obtained was purified by electrophoresis and gel extraction techniques. Recombination of purified mutant GmEPSPS and pSV28 was performed through PstI-HF (NEB's Cat# R3140) and SacI-HF (NEB's Cat# R3156) restriction enzyme treatment and ligation (NEB's T4 DNA ligase, Cat# M0202). . These enzymatic reactions were performed according to the instructions of the manual provided by the manufacturer. As a result, a GmEPSPS random mutant library was obtained. It was confirmed that the GmEPSPS mutant was included in more than 95% of the obtained library clones, and it was confirmed through sequencing that at least 1 to 9 mutations were included. The three primers in Table 5 were used as primers used for sequencing.
실시예Example 3. Glyphosate3. Glyphosate 저항성 resistance GlycineGlycine max max EPSPSEPSPS ( ( GmEPSPSGmEPSPS ) mutant 선별 및 검증) mutant screening and validation
상기 실시예 2에서 제작한 GmEPSPS의 random mutant library에서 제초제 저항성을 지니는 클론만을 선별하는 과정을 EPSPS 유전자(aroA)가 knock out된 E. coli BW25113 균주 (Dharmacon, Cat# OEC4987-200826398) 에서 수행하였다. 위 균주에 GmEPSPS random mutant library를 형질전환하였고, 형질전환체를 30 mM Glyphosate를 포함하는 M9 최소배지에 도포하였다 (표 6). M9 최소배지는 E. coli의 생장에 필요한 최소 성분인 단일 탄소원, 무기물, 일부 비타민 만을 포함한 최소 영양 배지로서 방향족 아미노산이 공급되지 않기 때문에 이를 생산하기 위한 EPSPS 활성이 필수적이다. Glyphosate를 포함한 배지이기 때문에 Glyphosate 저항성이 있는 GmEPSPS를 지니는 클론만이 콜로니를 형성하게 된다. 콜로니를 형성한 클론은 표 5의 프라이머를 이용하여 시퀀싱을 통해 서열을 확인하고 이후 실험에서 Glyphosate 저항성을 측정하였다.The process of selecting only clones having herbicide resistance from the random mutant library of GmEPSPS prepared in Example 2 was performed in E. coli BW25113 strain (Dharmacon, Cat# OEC4987-200826398) in which the EPSPS gene (aroA) was knocked out. GmEPSPS random mutant library was transformed into the above strain, and the transformant was applied to M9 minimal medium containing 30 mM Glyphosate (Table 6). The M9 minimal medium is a minimal nutrient medium containing only a single carbon source, minerals, and some vitamins, which are the minimum components necessary for the growth of E. coli . Since aromatic amino acids are not supplied, EPSPS activity is essential for its production. Because the medium contains glyphosate, only clones with GmEPSPS that are resistant to glyphosate form colonies. Clones forming colonies were sequenced through sequencing using the primers in Table 5, and Glyphosate resistance was measured in subsequent experiments.
상기 서열 확인 결과, G182C, G182C+A75T, G182C+D148E, 및 G182C+K373N 변이가 도입된 GmEPSPS 변이체를 암호화하는 유전자 단편이 도입된 형질전환 E. coli BW25113 균주가 Glyphosate를 포함하는 배지에서 콜로니를 형성함을 확인하였다.As a result of the sequence confirmation, the transformed E. coli BW25113 strain into which the gene fragment encoding the GmEPSPS mutant introduced with G182C, G182C+A75T, G182C+D148E, and G182C+K373N mutations was introduced formed colonies in a medium containing Glyphosate. was confirmed.
실시예 4. 대장균에서 글라이포세이트 저항성 측정Example 4. Measurement of glyphosate resistance in E. coli
상기 실시예 3에서 획득한 형질전환체의 글라이포세이트 저항성을 평가하기 위하여, 각각의 단일 colony를 96-well plate의 M9 액체배지(chloramphenicol 0.25㎕ 포함)에 접종하고, 37℃, 200 rpm에서 16 시간 배양 후, 각 배양액의 OD600 (Optical Density at 600 nm)를 측정하였다. 새로운 96 well plate를 이용하여 M9 + 40 mM glyphosate 액체배지(chloramphenicol 25 μg/mL 포함)에 각 균주의 배양액을 Final OD600=0.01이 되도록 접종한다 (Final volume 200 μL). 이를 37℃에서 18시간 배양하였으며 3반복 실험을 수행하였다. 배양 18시간 시점에서 배양물의 OD600 값을 측정하여 형질전환체의 생장 정도를 확인하고 (n=3), 이를 기초로 형질전환체들의 글라이포세이트 저항성을 평가하였다.In order to evaluate the glyphosate resistance of the transformants obtained in Example 3, each single colony was inoculated into M9 liquid medium (containing 0.25 μl of chloramphenicol) of a 96-well plate, and 16 at 37°C, 200 rpm. After time incubation, OD 600 (Optical Density at 600 nm) of each culture was measured. Using a new 96 well plate, inoculate the culture medium of each strain in M9 + 40 mM glyphosate liquid medium (including chloramphenicol 25 μg/mL) so that Final OD600=0.01 (Final volume 200 μL). This was incubated at 37° C. for 18 hours, and three repeated experiments were performed. At 18 hours of incubation, the OD 600 value of the culture was measured to determine the growth degree of the transformants (n=3), and glyphosate resistance of the transformants was evaluated based on this (n=3).
상기 얻어진 결과를 표 8 및 도 1에 나타내었다:The obtained results are shown in Table 8 and FIG. 1 :
(표 8 에서, ΔOD600: 18hr 배양시의 OD600 값 - 0 hr 배양시의 OD600 값)표 8 및 도 1에 나타난 바와 같이, 40 mM의 글라이포세이트 존재 하에서, 시험된 모든 GmEPSPS 변이체는 야생형 대비 약 22배(G182C) 및 약 15배(G182C+A75T 및 G182C+K373N) 증가된 세포 생장을 보였으며, 이러한 결과는 상기 GmEPSPS 변이체의 야생형 대비 상승된 글라이포세이트 저항성을 입증한다. (In Table 8, ΔOD600: OD600 value at 18 hr culture - OD600 value at 0 hr culture) As shown in Table 8 and FIG. 1 , in the presence of 40 mM glyphosate, all GmEPSPS mutants tested were approximately Cell growth was increased by 22-fold (G182C) and about 15-fold (G182C+A75T and G182C+K373N), demonstrating the elevated glyphosate resistance of the GmEPSPS mutant compared to the wild type.
실시예 5. 형질전환콩에서 글라이포세이트 저항성 검증Example 5. Glyphosate resistance verification in transgenic soybeans
상기 실시예 4에서 Glyphosate 저항성이 확인된 변이를 지니는 콩 GmEPSPS (유전자: Glyma.01G139600)이 도입된 형질전환 콩을 준비하였다. 구체적으로, 콩 (Williams82)의 종자를 멸균된 MS 배지(MURASHIGE & SKOOG; Cat. No. M0221; Duchefa)에 심어 6일 동안 배양한다. 배양된 콩의 cotyledonary node를 하배축 0.5cm 포함하여 자르고 생장점에 일정한 상처를 준 후, G182C+A75T, G182C+D148E, 또는 G182C+K373N 변이가 도입된 GmEPSPS 변이체 암호화 유전자가 도입된 Agrobacterium과 3일동안 공동배양하였다.A transgenic soybean into which GmEPSPS (gene: Glyma.01G139600) was introduced having a mutation in which Glyphosate resistance was confirmed in Example 4 was prepared. Specifically, the seeds of soybean (Williams82) are planted in sterile MS medium (MURASHIGE &SKOOG; Cat. No. M0221; Duchefa) and cultured for 6 days. After cutting the cotyledonary node of the cultured soybean including the hypocotyl 0.5 cm and giving a certain wound to the growth point, it was co-located with Agrobacterium in which the GmEPSPS mutant coding gene was introduced into which G182C+A75T, G182C+D148E, or G182C+K373N mutation was introduced, for 3 days. cultured.
보다 구체적으로, 상기 Agrobacterium 형질전환은 다음의 단계를 포함하는 동결융해기법(Freeze-thaw method)으로 수행하였다:More specifically, the Agrobacterium transformation was performed by a freeze-thaw method comprising the following steps:
세포 배양액에서 원심분리로 세포를 농축시켜서 -80도에서 보관하여 얼림;Concentrate the cells by centrifugation in the cell culture medium and freeze by storage at -80°C;
얼음 위에서 녹인 1의 세포에 DNA를 추가하고 톡톡 쳐서 섞어줌;Add DNA to cells from 1 thawed on ice and tap to mix;
DNA를 넣은 세포를 액체질소에 10초 처리;Cells loaded with DNA were treated in liquid nitrogen for 10 seconds;
액체질소 처리 후 37도에 5분 처리;5 minutes treatment at 37 degrees after liquid nitrogen treatment;
28도에서 배양 후 적절한 항생제를 지닌 고체 배지에 도말; 및After incubation at 28°C, smear on solid medium with appropriate antibiotics; and
이렇게 자라난 콜로니를 LB 등의 배지에 배양한 것을 공동배양.Co-culture of the colonies grown in this way in a medium such as LB.
공동 배양이 완료되면 식물 절편에서 Agrobacterium이 충분히 제거될 수 있도록 3~5회 세척한 후 줄기 유도 배지로 옮겨서 2주 동안 배양하는 것을 2회 반복하였다. 이후 줄기가 잘 발달한 식물 절편은 줄기 신장 배지로 옮기고 2주에 한번 계대 배양을 실시하여 줄기가 7 cm이상으로 발달하면 뿌리 유도 배지로 옮기고 5㎝ 정도의 뿌리가 3가닥 이상 발생하면 흙으로 옮겼다. 흙으로 옮긴 식물은 초기에는 외부 공기와 접촉을 차단하고 이후 서서히 외부 공기와 접촉을 늘려 주는 순화 과정을 진행하여 형질전환 콩을 생산하였다. 생산된 콩의 잎 조직 일부를 절취하여 gDNA를 추출하고 도입된 벡터의 염기 서열로 이루어진 P35 F (5'-AAGCAAGTGGATTGATGTGATATCTC-3'; 서열번호 12)와 P35 R (5'-GCGAAGGATAGTGGGATTGTG-3'; 서열번호 13)의 프라이머를 이용한 PCR (polymerase chain reaction)을 실시하여 목적하는 유전자가 콩에 도입되었는지 여부를 확인하고, 유전자 도입이 확인된 개체에서 제초제 저항성 표현형을 검증하였다. When the co-culture was completed, the plant sections were washed 3 to 5 times to sufficiently remove Agrobacterium, then transferred to a stem induction medium and cultured for 2 weeks was repeated twice. After that, the plant sections with well-developed stems were transferred to the stem elongation medium and subcultured once every 2 weeks. When the stems developed to 7 cm or more, they were transferred to the root induction medium. . Transgenic soybeans were produced by the acclimatization process in which the plant moved to the soil initially blocked contact with the outside air and then gradually increased the contact with the outside air. P35 F (5'-AAGCAAGTGGATTGATGTGATATCTC-3'; SEQ ID NO: 12) and P35 R (5'-GCGAAGGATAGTGGGATTGTG-3'; sequence No. 13) by performing PCR (polymerase chain reaction) using the primers to confirm whether the target gene was introduced into soybeans, and to verify the herbicide resistance phenotype in the gene introduction was confirmed.
상기 준비된 형질전환 콩의 상단부의 잘 펼쳐진 어린잎에 15 mM 글라이포세이트를 10 ul의 양으로 1 point dropping 처리하였다.15 mM glyphosate was added to the well-spread young leaves of the upper part of the prepared transgenic beans in an amount of 10 ul by 1 point dropping treatment.
대조군으로, 야생형 GmEPSPS 유전자가 도입된 형질전환 콩을 준비하여 동일한 시험을 수행하였다. As a control, the same test was performed by preparing transgenic soybeans into which the wild-type GmEPSPS gene was introduced.
글라이포세이트 처리 19일 후 모습을 관찰하여 도 2에 나타내었다. 도 2에서 확인되는 바와 같이, 야생형 GmEPSPS 유전자가 도입된 형질전환 콩은 글라이포세이트가 적용된 지점 주위에 약해가 관찰되는 반면, GmEPSPS 유전자 변이체(G182C+A75T, G182C+D148E, 또는 G182C+K373N)가 도입된 형질전환 콩은 약해가 없거나 거의 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 GmEPSPS 유전자 변이체가 도입된 형질전환 콩에 글라이포세이트 저항성이 부여 또는 강화되었음을 보여준다.The appearance was observed after 19 days of glyphosate treatment and is shown in FIG. 2 . As confirmed in FIG. 2 , in the transgenic soybeans into which the wild-type GmEPSPS gene was introduced, weakness was observed around the point where glyphosate was applied, whereas the GmEPSPS gene variants (G182C+A75T, G182C+D148E, or G182C+K373N) were Introduced transgenic soybeans showed little or no weakness. These results show that glyphosate resistance was conferred or enhanced in the transgenic soybean into which the GmEPSPS gene mutant was introduced.
실시예 6. 형질전환콩의 TExample 6. T of transgenic soybeans 1One 세대에서 글라이포세이트 저항성 검증 Validation of glyphosate resistance in generations
상기 실시예 2에서 준비된 GmEPSPS 유전자 변이체가 도입된 형질전환 콩의 T1 세대를 준비하였다. 구체적으로, 실시예 5를 참조하여, 실시예 3에서 얻어진 변이체들을 대표하여 G182C+D148E 변이가 도입된 형질전환 콩(T0)을 준비하였다. 상기 형질전환 콩으로부터 얻은 종자를 파종한 후 11일차에 첫 번째 본엽에 7.5mM 글라이포세이트를 10ul의 양으로 dropping 하여 처리하고 5일후에 관찰된 결과를 도 3에 나타내었다. The T1 generation of transgenic soybeans into which the GmEPSPS gene mutant prepared in Example 2 was introduced was prepared. Specifically, with reference to Example 5, a G182C+D148E mutation introduced transgenic soybean (T 0 ) was prepared on behalf of the mutants obtained in Example 3. On the 11th day after sowing the seeds obtained from the transgenic soybeans, 7.5mM glyphosate was dropped into the first main leaf in an amount of 10ul, and the results observed 5 days later are shown in FIG.
도 3에 나타난 바와 같이, 야생형 GmEPSPS 유전자가 도입된 형질전환 콩(Williams 82 (WT))은 글라이포세이트가 적용된 지점 주위의 비교적 넓은 부위에 약해가 퍼져나가는 것이 관찰되는 반면, GmEPSPS 유전자 변이체(G182C+D148E)가 도입된 형질전환 콩(T1)은 약해 범위가 WT 대비 현저하게 감소한 것으로 관찰되었다. 이러한 결과는 GmEPSPS 유전자 변이체가 도입된 형질전환 콩에 글라이포세이트 저항성이 부여 또는 강화되었으며, 이러한 형질이 T1 세대까지 성공적으로 전달됨을 보여준다.As shown in Fig. 3, transgenic soybeans (Williams 82 (WT)) into which the wild-type GmEPSPS gene was introduced showed that the weakness spreads over a relatively wide area around the point where glyphosate was applied, whereas the GmEPSPS gene mutant (G182C) +D148E), the introduced transgenic soybean (T1) was observed to have a significantly reduced range of weakness compared to WT. These results show that glyphosate resistance was conferred or enhanced in transgenic soybeans into which the GmEPSPS gene mutant was introduced, and that this trait was successfully transmitted to the T1 generation.
<110> LG CHEM, LTD. <120> Methods and Compositions for Conferring and/or Enhancing Glyphosate Tolerance of Soybean <130> DPP20201941KR <160> 13 <170> koPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 525 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> EPSPS (5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase) of Glycine max <400> 1 Met Ala Gln Val Ser Arg Val His Asn Leu Ala Gln Ser Thr Gln Ile 1 5 10 15 Phe Gly His Ser Ser Asn Ser Asn Lys Leu Lys Ser Val Asn Ser Val 20 25 30 Ser Leu Arg Pro Arg Leu Trp Gly Ala Ser Lys Ser Arg Ile Pro Met 35 40 45 His Lys Asn Gly Ser Phe Met Gly Asn Phe Asn Val Gly Lys Gly Asn 50 55 60 Ser Gly Val Phe Lys Val Ser Ala Ser Val Ala Ala Ala Glu Lys Pro 65 70 75 80 Ser Thr Ser Pro Glu Ile Val Leu Glu Pro Ile Lys Asp Phe Ser Gly 85 90 95 Thr Ile Thr Leu Pro Gly Ser Lys Ser Leu Ser Asn Arg Ile Leu Leu 100 105 110 Leu Ala Ala Leu Ser Glu Gly Thr Thr Val Val Asp Asn Leu Leu Tyr 115 120 125 Ser Glu Asp Ile His Tyr Met Leu Gly Ala Leu Arg Thr Leu Gly Leu 130 135 140 Arg Val Glu Asp Asp Lys Thr Thr Lys Gln Ala Ile Val Glu Gly Cys 145 150 155 160 Gly Gly Leu Phe Pro Thr Ser Lys Glu Ser Lys Asp Glu Ile Asn Leu 165 170 175 Phe Leu Gly Asn Ala Gly Thr Ala Met Arg Pro Leu Thr Ala Ala Val 180 185 190 Val Ala Ala Gly Gly Asn Ala Ser Tyr Val Leu Asp Gly Val Pro Arg 195 200 205 Met Arg Glu Arg Pro Ile Gly Asp Leu Val Ala Gly Leu Lys Gln Leu 210 215 220 Gly Ala Asp Val Asp Cys Phe Leu Gly Thr Asn Cys Pro Pro Val Arg 225 230 235 240 Val Asn Gly Lys Gly Gly Leu Pro Gly Gly Lys Val Lys Leu Ser Gly 245 250 255 Ser Val Ser Ser Gln Tyr Leu Thr Ala Leu Leu Met Ala Ala Pro Leu 260 265 270 Ala Leu Gly Asp Val Glu Ile Glu Ile Val Asp Lys Leu Ile Ser Val 275 280 285 Pro Tyr Val Glu Met Thr Leu Lys Leu Met Glu Arg Phe Gly Val Ser 290 295 300 Val Glu His Ser Gly Asn Trp Asp Arg Phe Leu Val His Gly Gly Gln 305 310 315 320 Lys Tyr Lys Ser Pro Gly Asn Ala Phe Val Glu Gly Asp Ala Ser Ser 325 330 335 Ala Ser Tyr Leu Leu Ala Gly Ala Ala Ile Thr Gly Gly Thr Ile Thr 340 345 350 Val Asn Gly Cys Gly Thr Ser Ser Leu Gln Gly Asp Val Lys Phe Ala 355 360 365 Glu Val Leu Glu Lys Met Gly Ala Lys Val Thr Trp Ser Glu Asn Ser 370 375 380 Val Thr Val Ser Gly Pro Pro Arg Asp Phe Ser Gly Arg Lys Val Leu 385 390 395 400 Arg Gly Ile Asp Val Asn Met Asn Lys Met Pro Asp Val Ala Met Thr 405 410 415 Leu Ala Val Val Ala Leu Phe Ala Asn Gly Pro Thr Ala Ile Arg Asp 420 425 430 Val Ala Ser Trp Arg Val Lys Glu Thr Glu Arg Met Ile Ala Ile Cys 435 440 445 Thr Glu Leu Arg Lys Leu Gly Ala Thr Val Glu Glu Gly Pro Asp Tyr 450 455 460 Cys Val Ile Thr Pro Pro Glu Lys Leu Asn Val Thr Ala Ile Asp Thr 465 470 475 480 Tyr Asp Asp His Arg Met Ala Met Ala Phe Ser Leu Ala Ala Cys Gly 485 490 495 Asp Val Pro Val Thr Ile Lys Asp Pro Gly Cys Thr Arg Lys Thr Phe 500 505 510 Pro Asp Tyr Phe Glu Val Leu Glu Arg Leu Thr Lys His 515 520 525 <210> 2 <211> 1578 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EPSPS coding gene (Glyma.01g139600) of Glycine max <400> 2 atggcccaag tgagcagagt gcacaatctt gctcaaagca ctcaaatttt tggccattct 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EPSPSPgs 1R primer <400> 4 atgattacga attcgagctc atttgtccta ctcaggagag 40 <210> 5 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> M13F-pUC primer <400> 5 gttttcccag tcacgac 17 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> M13R primer <400> 6 gcggataaca atttcacaca gg 22 <210> 7 <211> 75 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PtrcLib_F primer <400> 7 gcatgcctgc agttgacaat taatcatccg gctcgtataa tgtgtggtta attaaaagaa 60 ggagaattct agatg 75 <210> 8 <211> 72 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> rrnBLib_R primer <400> 8 ttacgaattc gagctcattt gtcctactca ggagagcgtt caccgacaaa caacagataa 60 aacgaaaggc cc 72 <210> 9 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> M13_F primer <400> 9 gtaaaacgac ggccagt 17 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ESPSPS_1252_R primer <400> 10 caagtgtcat agccacatct 20 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ESPSPS_1012_F primer <400> 11 agttatttac tggctggtgc 20 <210> 12 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> P35 F primer <400> 12 aagcaagtgg attgatgtga tatctc 26 <210> 13 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> P35 R primer <400> 13 gcgaaggata gtgggattgt g 21 <110> LG CHEM, LTD. <120> Methods and Compositions for Conferring and/or Enhancing Glyphosate Tolerance of Soybean <130> DPP20201941KR <160> 13 <170> enPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 525 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> EPSPS (5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase) of Glycine max <400> 1 Met Ala Gln Val Ser Arg Val His Asn Leu Ala Gln Ser Thr Gln Ile 1 5 10 15 Phe Gly His Ser Ser Asn Ser Asn Lys Leu Lys Ser Val Asn Ser Val 20 25 30 Ser Leu Arg Pro Arg Leu Trp Gly Ala Ser Lys Ser Arg Ile Pro Met 35 40 45 His Lys Asn Gly Ser Phe Met Gly Asn Phe Asn Val Gly Lys Gly Asn 50 55 60 Ser Gly Val Phe Lys Val Ser Ala Ser Val Ala Ala Ala Glu Lys Pro 65 70 75 80 Ser Thr Ser Pro Glu Ile Val Leu Glu Pro Ile Lys Asp Phe Ser Gly 85 90 95 Thr Ile Thr Leu Pro Gly Ser Lys Ser Leu Ser Asn Arg Ile Leu Leu 100 105 110 Leu Ala Ala Leu Ser Glu Gly Thr Thr Val Val Asp Asn Leu Leu Tyr 115 120 125 Ser Glu Asp Ile His Tyr Met Leu Gly Ala Leu Arg Thr Leu Gly Leu 130 135 140 Arg Val Glu Asp Asp Lys Thr Thr Lys Gln Ala Ile Val Glu Gly Cys 145 150 155 160 Gly Gly Leu Phe Pro Thr Ser Lys Glu Ser Lys Asp Glu Ile Asn Leu 165 170 175 Phe Leu Gly Asn Ala Gly Thr Ala Met Arg Pro Leu Thr Ala Ala Val 180 185 190 Val Ala Ala Gly Gly Asn Ala Ser Tyr Val Leu Asp Gly Val Pro Arg 195 200 205 Met Arg Glu Arg Pro Ile Gly Asp Leu Val Ala Gly Leu Lys Gln Leu 210 215 220 Gly Ala Asp Val Asp Cys Phe Leu Gly Thr Asn Cys Pro Pro Val Arg 225 230 235 240 Val Asn Gly Lys Gly Gly Leu Pro Gly Gly Lys Val Lys Leu Ser Gly 245 250 255 Ser Val Ser Ser Gln Tyr Leu Thr Ala Leu Leu Met Ala Ala Pro Leu 260 265 270 Ala Leu Gly Asp Val Glu Ile Glu Ile Val Asp Lys Leu Ile Ser Val 275 280 285 Pro Tyr Val Glu Met Thr Leu Lys Leu Met Glu Arg Phe Gly Val Ser 290 295 300 Val Glu His Ser Gly Asn Trp Asp Arg Phe Leu Val His Gly Gly Gln 305 310 315 320 Lys Tyr Lys Ser Pro Gly Asn Ala Phe Val Glu Gly Asp Ala Ser Ser 325 330 335 Ala Ser Tyr Leu Leu Ala Gly Ala Ala Ile Thr Gly Gly Thr Ile Thr 340 345 350 Val Asn Gly Cys Gly Thr Ser Ser Leu Gln Gly Asp Val Lys Phe Ala 355 360 365 Glu Val Leu Glu Lys Met Gly Ala Lys Val Thr Trp Ser Glu Asn Ser 370 375 380 Val Thr Val Ser Gly Pro Pro Arg Asp Phe Ser Gly Arg Lys Val Leu 385 390 395 400 Arg Gly Ile Asp Val Asn Met Asn Lys Met Pro Asp Val Ala Met Thr 405 410 415 Leu Ala Val Val Ala Leu Phe Ala Asn Gly Pro Thr Ala Ile Arg Asp 420 425 430 Val Ala Ser Trp Arg Val Lys Glu Thr Glu Arg Met Ile Ala Ile Cys 435 440 445 Thr Glu Leu Arg Lys Leu Gly Ala Thr Val Glu Glu Gly Pro Asp Tyr 450 455 460 Cys Val Ile Thr Pro Glu Lys Leu Asn Val Thr Ala Ile Asp Thr 465 470 475 480 Tyr Asp Asp His Arg Met Ala Met Ala Phe Ser Leu Ala Ala Cys Gly 485 490 495 Asp Val Pro Val Thr Ile Lys Asp Pro Gly Cys Thr Arg Lys Thr Phe 500 505 510 Pro Asp Tyr Phe Glu Val Leu Glu Arg Leu Thr Lys His 515 520 525 <210> 2 <211> 1578 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EPSPS coding gene (Glyma.01g139600) of Glycine max <400> 2 atggcccaag tgagcagagt gcacaatctt gctcaaagca ctcaaatttt tggccattct 60 tccaactcca acaaactcaa atcggtgaat tcggtttcat tgaggccacg cctttggggg 120 gcctcaaaat ctcgcatccc gatgcataaa aatggaagct ttatgggaaa ttttaatgtg 180 gggaagggaa attccggcgt gtttaaggtt tctgcatcgg tcgccgccgc agagaagccg 240 tcaacgtcgc cggagatcgt gttggaaccc atcaaagact tctcgggtac catcacattg 300 ccagggtcca agtctctgtc caatcgaatt ttgcttcttg ctgctctctc tgagggaaca 360 actgttgtag acaacttgtt gtatagtgag gatattcatt acatgcttgg tgcattaagg 420 acccttggac tgcgtgtgga agatgacaaa acaaccaaac aagcaattgt tgaaggctgt 480 gggggattgt ttcccactag taaggaatct aaagatgaaa tcaatttatt ccttggaaat 540 gctggtactg caatgcgtcc tttgacagca gctgtggttg ctgcaggtgg aaatgcaagc 600 tacgtacttg atggggtgcc ccgaatgaga gagaggccaa ttggggattt ggttgctggt 660 cttaagcaac ttggtgcaga tgttgattgc tttcttggca caaactgtcc acctgttcgt 720 gtaaatggga agggaggact tcctggcgga aaggtgaaac tgtctggatc agttagcagt 780 caatacttga ctgctttgct tatggcagct cctttagctc ttggtgatgt ggaaattgag 840 attgttgata aactgatttc tgttccatat gttgaaatga ctctgaagtt gatggagcgt 900 tttggagttt ctgtggaaca cagtggtaat tgggataggt tcttggtcca tggaggtcaa 960 aagtacaagt ctcctggcaa tgcttttgtt gaaggtgatg cttcaagtgc cagttattta 1020 ctagctggtg cagcaattac tggtgggact atcactgtta atggctgtgg cacaagcagt 1080 ttacagggag atgtaaaatt tgctgaagtt cttgaaaaga tgggagctaa ggttacatgg 1140 tcagagaaca gtgtcactgt ttctggacca ccacgagatt tttctggtcg aaaagtcttg 1200 cgaggcattg atgtcaatat gaacaagatg ccagatgttg ccatgacact tgctgttgtt 1260 gcactatttg ctaatggtcc cactgctata agagatgtgg caagttggag agttaaagag 1320 actgagagga tgatagcaat ctgcacagaa ctcagaaagc taggagcaac agttgaagaa 1380 ggtcctgatt actgtgtgat tactccacct gagaaattga atgtcacagc tatagacaca 1440 tatgatgacc acagaatggc catggcattc tctcttgctg cttgtgggga tgttccagta 1500 accatcaagg atcctggttg caccaggaag acatttcctg actactttga agtccttgag 1560 aggttaacaa agcactaa 1578 <210> 3 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EPSPSPgs 1F primer <400> 3 ccaagcttgc atgcctgcag ttgacaatta atcatccggc 40 <210> 4 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> EPSPSPgs 1R primer <400> 4 atgattacga attcgagctc atttgtccta ctcaggagag 40 <210> 5 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> M13F-pUC primer <400> 5 gttttcccag tcacgac 17 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> M13R primer <400> 6 gcggataaca atttcacaca gg 22 <210> 7 <211> 75 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PtrcLib_F primer <400> 7 gcatgcctgc agttgacaat taatcatccg gctcgtataa tgtgtggtta attaaaagaa 60 ggagaattct agatg 75 <210> 8 <211> 72 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> rrnBLib_R primer <400> 8 ttacgaattc gagctcattt gtcctactca ggagagcgtt caccgacaaa caacagataa 60 aacgaaaggc cc 72 <210> 9 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> M13_F primer <400> 9 gtaaaacgac ggccagt 17 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ESPSPS_1252_R primer <400> 10 caagtgtcat agccacatct 20 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ESPSPS_1012_F primer <400> 11 agttatttac tggctggtgc 20 <210> 12 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> P35 F primer <400> 12 aagcaagtgg attgatgtga tatctc 26 <210> 13 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> P35 R primer <400> 13 gcgaaggata gtgggattgt g 21
Claims (16)
서열번호 1을 기준으로,
(1) 182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 시스테인으로 치환, 또는
(2) 다음의 (i) 및 (ii)의 조합: (i) 182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 시스테인으로 치환 및 (ii) 75번째, 148번째, 및 373번째 위치 중에서 선택된 하나 이상의 위치에 해당하는 아미노산 잔기의 원래와 다른 아미노산으로 치환, 결실 또는 부가.A polypeptide comprising an amino acid sequence in which soybean EPSPS (5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase) protein is mutated by the following amino acid mutation or an amino acid sequence having 90% or more homology thereto:
Based on SEQ ID NO: 1,
(1) the amino acid residue corresponding to position 182 is substituted with cysteine, or
(2) a combination of the following (i) and (ii): (i) the amino acid residue corresponding to position 182 is substituted with cysteine and (ii) at one or more positions selected from positions 75, 148, and 373 Substitution, deletion or addition of an amino acid different from the original amino acid residue of the corresponding amino acid residue.
서열번호 1을 기준으로,
182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 시스테인으로 치환;
182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 시스테인으로 치환 및 75번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 원래와 다른 아미노산으로 치환;
182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 시스테인으로 치환 및 148번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 원래와 다른 아미노산으로 치환; 또는
182번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 시스테인으로 치환 및 373번째 위치에 해당하는 아미노산 잔기가 원래와 다른 아미노산으로 치환.The polypeptide of claim 1 , wherein the amino acid mutation comprises:
Based on SEQ ID NO: 1,
the amino acid residue corresponding to position 182 is substituted with cysteine;
the amino acid residue at position 182 is substituted with cysteine and the amino acid residue at position 75 is substituted with an amino acid different from the original;
the amino acid residue at position 182 is substituted with cysteine and the amino acid residue at position 148 is substituted with an amino acid different from the original; or
The amino acid residue at position 182 is substituted with cysteine, and the amino acid residue at position 373 is substituted with an amino acid different from the original.
서열번호 1 기준으로,
G182C; 또는
G182C 와, A75T, D148E, 및 K373N으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 조합.The polypeptide of claim 1 , wherein the amino acid mutation comprises:
Based on SEQ ID NO: 1,
G182C; or
G182C with one or more combinations selected from the group consisting of A75T, D148E, and K373N.
서열번호 1 기준으로,
G182C;
G182C 및 A75T의 조합;
G182C 및 D148E의 조합; 또는
G182C 및 K373N의 조합.The polypeptide of claim 1 , wherein the amino acid mutation comprises:
Based on SEQ ID NO: 1,
G182C;
combination of G182C and A75T;
combination of G182C and D148E; or
Combination of G182C and K373N.
Claims 1 to 4, comprising the step of applying an effective amount of glyphosate to a transgenic soybean comprising the polypeptide of any one of claims 1 to 4, or a polynucleotide encoding the polypeptide, or a cultivated land provided with the transgenic soybean , how to control weeds in soybean plantations.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200127374A KR20220043685A (en) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | Methods and Compositions for Conferring and/or Enhancing Glyphosate Tolerance of Soybean |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200127374A KR20220043685A (en) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | Methods and Compositions for Conferring and/or Enhancing Glyphosate Tolerance of Soybean |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR20220043685A true KR20220043685A (en) | 2022-04-05 |
Family
ID=81182281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020200127374A KR20220043685A (en) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | Methods and Compositions for Conferring and/or Enhancing Glyphosate Tolerance of Soybean |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20220043685A (en) |
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2020
- 2020-09-29 KR KR1020200127374A patent/KR20220043685A/en active Search and Examination
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