KR20220072074A - OsRP3 promoter expressed in root vascular cylinder and uses thereof - Google Patents

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KR20220072074A
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Abstract

본 발명은 식물의 뿌리에서 특이적으로 발현을 유도하는 프로모터 및 이의 용도에 관한 것으로, 구체적으로는 목적 유전자를 식물의 뿌리에 특이적으로 발현을 유도하는 OsRP3 프로모터, 상기 프로모터를 포함하는 재조합 발현 벡터, 상기 재조합 발현 벡터로 형질전환된 아그로박테리움, 형질전환 식물체 및 형질전환 식물체의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 식물의 뿌리 조직에서 특이적으로 발현되는 OsRP3 프로모터를 이용하며, 목적 유전자를 뿌리조직에 특이적으로 발현시킬 수 있으며, 이를 이용하여 양분, 이온 및 물의 수송, 뿌리 형태 조절 등 뿌리 형질 개선을 통해 작물의 농업형질 개량에 활용 가능하다.
The present invention relates to a promoter for specifically inducing expression in the root of a plant and a use thereof, and more particularly, the OsRP3 promoter for inducing the expression of a target gene specifically in the root of a plant, and a recombinant expression vector comprising the promoter , It relates to Agrobacterium transformed with the recombinant expression vector, a transgenic plant, and a method for producing a transgenic plant.
The OsRP3 promoter specifically expressed in the root tissue of the plant of the present invention can be used, and the target gene can be specifically expressed in the root tissue, and by using this, the transport of nutrients, ions and water, and root morphology control are improved. It can be used to improve the agricultural characteristics of crops.

Description

벼 뿌리의 중심주에서 특이적인 발현을 유도하는 OsRP3 프로모터 및 이의 용도{OsRP3 promoter expressed in root vascular cylinder and uses thereof}OsRP3 promoter expressed in root vascular cylinder and uses thereof}

본 발명은 벼 뿌리의 중심주에서 특이적인 발현을 유도하는 OsRP3 프로모터 및 이의 용도에 관한 것이다. The present invention relates to the OsRP3 promoter for inducing specific expression in the centromere of rice roots, and to a use thereof.

기후 이상과 환경오염으로 인해 식물의 가뭄,고염(high salt), 중금속, 냉해, 열충격 및 오존과 같은 비생물학적 스트레스 노출이 증가하고 있다. 이러한 비생물학적 스트레스는 작물의 생장과 발달을 제한하는 요인으로 작용한다. 주요한 비생물학적 스트레스는 물 부족의 결과로 알려져 있다. 식물들이 성장하기 위해서는 영양과 물의 흡수가 가장 중요하며, 그 역할을 뿌리가 수행하고 있다. 또한 뿌리는 식물체를 고정시키고 무기염류를 흡수하며, 호르몬을 분비하거나 그 2차 대사산물을 합성하여 식물의 성장에 중요한 역할을 한다. 따라서 뿌리의 양분, 이온 및 물의 수송, 뿌리 형태, 호르몬 분비 등의 형질조절을 통해 작물의 비생물학적 스트레스 내성을 증진시키고, 생산성을 증대시킬 수 있다.Due to climatic abnormalities and environmental pollution, exposure of plants to abiotic stresses such as drought, high salt, heavy metals, cold damage, thermal shock and ozone is increasing. Such abiotic stress acts as a factor limiting the growth and development of crops. A major abiotic stress is known to be the result of water scarcity. In order for plants to grow, nutrients and water absorption are the most important, and the roots are playing that role. In addition, roots play an important role in plant growth by immobilizing plants, absorbing inorganic salts, secreting hormones or synthesizing their secondary metabolites. Therefore, it is possible to enhance the abiotic stress tolerance of crops and increase productivity by controlling the root nutrient, ion and water transport, root shape, hormone secretion, etc.

벼는 세계에서 가장 중요한 식량작물의 하나로 과거 20여 년 동안 꾸준히 수량증대에 힘써왔으나 현재 인구증가로 인해 초과적인 수량을 더 생산해야만 하는 형편에 놓여있다. 그러나 벼가 재배되는 농지는 세계 각국의 공업화 현상으로 갈수록 줄어들고 육종의 소재가 되는 새로운 유전자원은 고갈되어 외래 유용 유전자의 도입이 요구되고 있다. 다행히 유전공학 기술이 발달함에 따라 식물의 형질을 개량시키고자 하는 많은 연구가 진행되고 있다. 특히, 목적 유용 유전자를 형질전환 식물체로부터 얻고자 하는 기술들에 대해 많은 관심이 대두 되고 있는데 이러한 목적 유용 유전자를 형질전환 식물체에서 발현시키고자 할 때 유전자 발현에 관여하는 프로모터(promoter)가 요구된다.Rice is one of the most important food crops in the world, and has been steadily increasing its yield for the past 20 years, but is now in a situation where it has to produce an excess amount due to population growth. However, the farmland where rice is grown is gradually decreasing due to the industrialization phenomenon of countries around the world, and the new genetic resources used for breeding are depleted, so the introduction of useful foreign genes is required. Fortunately, with the development of genetic engineering technology, many studies are underway to improve the traits of plants. In particular, there is a lot of interest in technologies for obtaining a useful gene for a purpose from a transgenic plant. When expressing this useful gene for a purpose in a transgenic plant, a promoter involved in gene expression is required.

일반적으로 프로모터란 유전자가 언제 어디서 어느 정도 발현할 것인가를 결정하는 작용을 하는 염기서열, 즉, 유전자의 발현을 조절하는 기능을 갖는 조절영역의 일종이다. 그 동안 끊임없는 연구들을 통해 수많은 종류의 프로모터들이 밝혀진 바 있다. 종래 보고된 프로모터들은 상시적으로 발현을 유도하는 프로모터 및 시간 또는 위치 특이적으로 발현을 유도하는 프로모터 등 그 특징 및 기능에 따라 구분된다.In general, a promoter is a type of regulatory region having a function of regulating the expression of a gene, that is, a nucleotide sequence that determines when, where, and to what extent a gene is expressed. In the meantime, numerous types of promoters have been revealed through constant research. Previously reported promoters are classified according to their characteristics and functions, such as a promoter for constitutively inducing expression and a promoter for inducing time- or site-specific expression.

뿌리 특이 발현 프로모터로서 애기장대 퍼옥시다제(peroxidase, prxEa)가 분리되어 뿌리 특이적 발현을 확인하였고, 고구마 유래의 매즈 유전자(ibMADS) 및 당 유도성 에이디피 글루코즈 파이로포스파타제(ADP-glucose pyrophosphatase, AGPase) 유전자가 분리되어 해당 프로모터가 뿌리에서 특이적으로 발현을 유도하며, 당근 및 무에서는 뿌리 특이적으로 일시적 발현을 유도한다는 내용이 보고된 바 있다.Arabidopsis peroxidase (prxEa) was isolated as a root-specific expression promoter, and root-specific expression was confirmed. ) gene is isolated, and it has been reported that the promoter specifically induces the expression in the root, and induces the root-specific transient expression in carrots and radishes.

그러나 종래의 프로모터들은 조직 특이적으로 목적 유전자를 발현시킬 수 있는 장점이 있으나, 그 발현 양이 미미한 단점이 있다. 따라서 식물체 내에서 목적 유전자의 발현을 조직 특이적이면서도 대량으로 발현시킬 수 있는 유용한 새로운 프로모터의 발굴이 필요한 실정이다.However, conventional promoters have the advantage of tissue-specific expression of a target gene, but have a disadvantage in that the amount of expression is insignificant. Therefore, there is a need to discover useful new promoters capable of tissue-specific and large-scale expression of target genes in plants.

이에, 본 발명자들은 식물체에서 목적 유전자를 조직 특이적으로 발현시킬 수 있는 새로운 프로모터, 구체적으로 식물의 뿌리 조직에서 목적 유전자를 특이적으로 발현시킬 수 있는 유용한 프로모터를 개발하기 위하여 노력한 결과, 벼에서 목적 유전자를 뿌리 조직에 특이적으로 발현시킬 수 있는 OsRP3 프로모터를 분리함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have made efforts to develop a new promoter capable of tissue-specific expression of a target gene in a plant, specifically, a useful promoter capable of specifically expressing a target gene in the root tissue of a plant. By isolating the OsRP3 promoter capable of expressing the gene specifically in the root tissue, the present invention was completed.

대한민국 등록특허 제 10-2065491 호Republic of Korea Patent No. 10-2065491

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호1의 염기서열로 이루어진, 식물의 뿌리에서 특이적으로 발현을 유도하는 프로모터의 제공을 목적으로 한다.In order to achieve the above object, an object of the present invention is to provide a promoter comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and specifically inducing expression in the root of a plant.

또한, 본 발명은 프로모터와 작동 가능하게 연결된 목적 단백질을 암호화하는 외래 유전자를 포함하는 재조합 발현 벡터의 제공을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a recombinant expression vector comprising a foreign gene encoding a target protein operably linked to a promoter.

또한, 본 발명은 상기 벡터를 이용하여 형질전환된 아그로박테리움(Agrobacterium)의 제공을 목적으로 한다.In addition, the present invention aims to provide a transformed Agrobacterium ( Agrobacterium ) using the vector.

또한, 본 발명은 상기 벡터 또는 상기 아그로박테리움으로 형질전환된 형질전환 식물체의 제공을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a transgenic plant transformed with the vector or the Agrobacterium.

또한, 본 발명은 상기 벡터로 식물을 형질전환시켜 목적단백질을 식물체에 발현시키는 단계를 포함하는 형질전환 식물체의 제조방법의 제공을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a transgenic plant comprising the step of transforming a plant with the vector and expressing a target protein in the plant.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열로 이루어진, 식물의 뿌리에서 특이적으로 발현을 유도하는 프로모터를 제공할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention can provide a promoter comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and specifically inducing expression in the root of a plant.

상기 뿌리는 관다발 중심주(vascular cylinder)일 수 있다.The root may be a vascular cylinder.

상기 관다발 중심주는 물관부 조직일 수 있다.The vascular bundle centroid may be a xylem tissue.

상기 프로모터는 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 또는 옥신(auxin)에 의해 뿌리의 측근 원기(lateral root primordia)에서 발현을 유도하는 것 일 수 있다. The promoter may be one that induces expression in the lateral root primordia of the root by Abscisic acid (ABA) or auxin.

또한, 본 발명은 상기 프로모터와 작동 가능하게 연결된 목적 단백질을 암호화하는 외래 유전자를 포함하는 재조합 발현 벡터를 제공할 수 있다.In addition, the present invention may provide a recombinant expression vector comprising a foreign gene encoding a target protein operably linked to the promoter.

또한, 본 발명은 상기 벡터를 이용하여 형질전환된 아그로박테리움(Agrobacterium)을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a transformed Agrobacterium ( Agrobacterium ) using the vector.

또한, 본 발명은 상기 벡터 또는 상기 아그로박테리움으로 형질전환된 형질전환 식물체를 제공할 수 있다.In addition, the present invention may provide a transgenic plant transformed with the vector or the Agrobacterium.

본 발명에서 상기 식물체는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 밀, 팥, 귀리 또는 수수를 포함하는 식량 작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 또는 당근을 포함하는 채소 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 또는 유채를 포함하는 특용 작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 또는 바나나를 포함하는 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 또는 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 또는 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료 작물류로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In the present invention, the plant includes rice, wheat, barley, corn, soybean, potato, wheat, red bean, oat or sorghum; vegetable crops including Arabidopsis thaliana, Chinese cabbage, radish, red pepper, strawberry, tomato, watermelon, cucumber, cabbage, melon, pumpkin, green onion, onion or carrot; special crops including ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, sugar beet, perilla, peanut or rapeseed; fruit trees including apple trees, pear trees, jujube trees, peaches, poplars, grapes, tangerines, persimmons, plums, apricots or bananas; flowers including roses, gladiolus, gerberas, carnations, chrysanthemums, lilies or tulips; And it may be at least one selected from the group consisting of feed crops including ryegrass, red clover, orchard grass, alpha alpha, tall fescue or perennial ryegrass.

또한, 본 발명은 상기 벡터로 식물을 형질전환시켜 목적 단백질을 식물체에 발현시키는 단계를 포함하는 형질전환 식물체의 제조방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention may provide a method for producing a transgenic plant comprising the step of transforming a plant with the vector to express a target protein in the plant.

또한, 본 발명은 상기 목적 단백질이 식물의 뿌리에서 특이적으로 발현되는 것일 수 있다. Also, in the present invention, the target protein may be specifically expressed in the root of a plant.

본 발명에서 상기 뿌리는 관다발 중심주일 수 있다.In the present invention, the root may be a central vascular bundle.

본 발명에서 상기 관다발 중심주는 물관부 조직일 수 있다.In the present invention, the vascular bundle center may be a xylem tissue.

본 발명에서 상기 목적 단백질은 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 또는 옥신(auxin)에 의해 뿌리의 측근 원기(lateral root primordia)에서 발현을 유도될 수 있다.In the present invention, the target protein may be induced to be expressed in the lateral root primordia of the root by Abscisic acid (ABA) or auxin.

본 발명의 식물 뿌리의 관다발 중심주(vascular cylinder)에서 특이적으로 발현되는 OsRP3 프로모터를 이용하여, 목적 유전자를 뿌리조직에 특이적으로 발현시킬 수 있으며, 이를 이용하여 양분, 이온 및 물의 수송, 뿌리 형태 조절 등 뿌리 형질 개선을 통해 작물의 농업형질 개량에 활용 가능하다.By using the OsRP3 promoter specifically expressed in the vascular cylinder of the plant root of the present invention, the target gene can be specifically expressed in the root tissue, and using this, the transport of nutrients, ions and water, and the root It can be used to improve the agricultural characteristics of crops through improvement of root traits such as shape control.

도 1은 OsRP3 프로모터-GUS 벡터 모식도이다.
도 2는 OsRP3 프로모터-GUS 발현벡터 도입 형질전환 벼의 genomic PCR 분석이다. DJ (대조구; 동진벼); 6-2, 6-3, 177-5 (형질전환 벼)
도 3은 OsRP3 프로모터-GUS 벡터가 삽입된 형질전환 벼 뿌리의 GUS 염색결과이다.
도 4는 OsRP3 프로모터-GUS 벡터가 삽입된 형질전환 벼 뿌리에서 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 또는 나프탈렌아세트산(naphthalene acetic acid, NAA) 처리에 의한 GUS 염색 비교를 나타낸 것이다.
1 is a schematic diagram of an OsRP3 promoter-GUS vector.
2 is a genomic PCR analysis of transgenic rice introduced with an OsRP3 promoter-GUS expression vector. DJ (Daejo-gu; Dongjinbyeo); 6-2, 6-3, 177-5 (transgenic rice)
3 shows the results of GUS staining of transgenic rice roots into which the OsRP3 promoter-GUS vector is inserted.
4 shows a comparison of GUS staining by treatment with Abscisic acid (ABA) or naphthalene acetic acid (NAA) in transgenic rice roots into which the OsRP3 promoter-GUS vector is inserted.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 및 이하에 기술하는 실험 방법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein and the experimental methods described below are those well known and commonly used in the art.

본 발명은 식물의 뿌리 조직에서 목적 유전자를 특이적으로 발현시킬 수 있는 유용한 프로모터를 개발하기 위하여 노력한 결과, 벼에서 목적 유전자를 뿌리 조직에 특이적으로 발현시킬 수 있는 OsRP3 프로모터를 분리함으로써 완성되었다.As a result of efforts to develop a useful promoter capable of specifically expressing a target gene in the root tissue of a plant, the present invention was completed by isolating the OsRP3 promoter capable of specifically expressing the target gene in the root tissue in rice.

본 발명은 일 관점에서, 서열번호 1의 염기서열로 이루어진, 식물의 뿌리에서 특이적으로 발현을 유도하는 프로모터에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a promoter comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and specifically inducing expression in the root of a plant.

본 발명에서 “뿌리”란 식물의 밑동으로서 보통 땅속에 묻히거나 다른 물체에 박혀 수분과 양분을 빨아올리고 줄기를 지탱하는 작용을 하는 기관이다.In the present invention, "root" is the root of a plant, which is usually buried in the ground or embedded in other objects to suck up moisture and nutrients and to support the stem.

본 발명의 일 실시예에서, 본 발명의 OsRP3 프로모터를 포함하는 재조합 발현 벡터로 벼를 형질전환시킨 결과, 프로모터에 작동 가능하게 연결된 목적 단백질(예, GUS)이 벼 뿌리, 구체적으로 중심주(stele) 또는 관다발 중심주(vascular cylinder)에서만 발현되었고, 특히 중심주 안쪽의 후생물관부(metaxylem)과 원생물관부(protoxylem)에서 뚜렷하게 발현됨을 확인하였다. 뿌리의 횡축 절편에서 GUS 염색 양상을 상세히 분석한 결과, 표피(epidermis), 피층(cortex) 등 중심주 바깥쪽의 주요 조직층을 구성하는 세포에서는 GUS 발현이 관찰 되지 않았으며, 뿌리 안쪽 중심주 영역에는 뚜렷한 GUS 염색이 확인되었다(도 3B). In one embodiment of the present invention, as a result of transforming rice with the recombinant expression vector containing the OsRP3 promoter of the present invention, the target protein (eg, GUS) operably linked to the promoter is found in rice roots, specifically, the stem (stele). ) or in the vascular cylinder, and in particular, it was confirmed that it was clearly expressed in the metaxylem and protoxylem inside the central column. As a result of a detailed analysis of the GUS staining pattern in the transverse section of the root, GUS expression was not observed in the cells constituting the major tissue layers outside the central column, such as the epidermis and cortex, and in the inner central column region of the root. Clear GUS staining was confirmed (FIG. 3B).

따라서 OsRP3 프로모터가 벼 뿌리의 물관부 조직에서 목적 유전자를 특이적으로 발현시킬 수 있음을 증명하였다. Therefore, it was demonstrated that the OsRP3 promoter can specifically express the target gene in the xylem tissue of the rice root.

따라서 본 발명에서 뿌리는 구체적으로 뿌리에 위치한 관다발 중심주(vascular cylinder)일 수 있다.Therefore, in the present invention, the root may be a vascular cylinder specifically located at the root.

본 발명에서 관다발 중심주(vascular cylinder)는 뿌리의 중심주(stele) 영역을 위치한 관다발 조직으로, 물관(xylem), 체관(phloem)을 포함한다. In the present invention, the vascular cylinder is a vascular bundle tissue located in the stem region of the root, and includes a xylem and a phloem.

본 발명의 일 실시예에서 관다발 중심주의 후생물관부(metaxylem)와 원생물관부(protoxylem)에서 뚜렷하게 염색이 관찰됨을 확인하였는바, 상기 관다발 중심주는 구체적으로 물관부 조직일수 있다.In an embodiment of the present invention, it was confirmed that staining was clearly observed in the metaxylem and protoxylem of the vascular bundle center, and the vascular bundle center may specifically be a xylem tissue.

상기 물관부 조직은 후생물관부(metaxylem)와 원생물관부(protoxylem)를 포함한다.The xylem tissue includes a metaxylem and a protoxylem.

즉, 본 발명의 프로모터는 뿌리의 관다발 중심주의 물관부 조직에서 목적 유전자를 특이적으로 발현시키는 것일 수 있다. That is, the promoter of the present invention may be one that specifically expresses the target gene in the xylem tissue of the center of the vascular bundle of the root.

본 발명에서 “프로모터”란 구조유전자(gene)의 상부 쪽에 연결되어 있는 유전체(genome) 부위로서, 이에 연결된 구조유전자가 mRNA로 전사(transcription) 되도록 조절하는 역할을 한다. 프로모터에는 여러 일반전사인자(general transcription factor)들이 결합함으로써 활성화(activation)되는데, 보편적으로 유전자 발현을 조절하는 TATA 박스, CAAT 박스 부위, 외부 자극에 반응하여 유전자 발현에 영향을 주는 부위 및 위치와 방향에 상관없이 거의 모든 유전자의 발현을 촉진하는 인핸서 등으로 이루어져 있다. 생체의 기본대사에 필요한 단백질들은 세포 내에서 일정 농도를 유지하여야 하므로 이들의 유전자에 연결된 프로모터는 일반전사인자의 작용만으로도 항시 활성화되어 있다. 이에 반하여 평상시에는 역할이 없고 특수한 상황 하에서만 기능이 요구되는 단백질들은 해당 구조유전자의 발현을 유도하는 조직 특이 프로모터(tissue specific promoter) 또는 유도성 프로모터(inducible promoter)가 연결되어 있다. 즉 조직 특이 프로모터는 생물체의 발달 과정에서, 유도성 프로모터는 주변으로부터의 환경적 요인에서 오는 외부 자극에 의해 활성화된 특이 전사인자(specific transcription factor)가 결합함으로써 활성화된다.In the present invention, the term “promoter” refers to a region of a genome connected to the upper side of a structural gene, and serves to regulate the transcription of the structural gene linked thereto into mRNA. The promoter is activated by binding of several general transcription factors. TATA box, CAAT box region that generally regulates gene expression, region, position and direction that affects gene expression in response to external stimuli It consists of enhancers, etc. that promote the expression of almost all genes regardless of Since proteins necessary for the basic metabolism of the living body must be maintained at a certain concentration in the cell, promoters linked to these genes are always activated only by the action of general transcription factors. On the other hand, proteins that do not normally have a role and are required to function only under special circumstances are linked to a tissue specific promoter or an inducible promoter that induces the expression of the corresponding structural gene. That is, the tissue-specific promoter is activated during the development of an organism, and the inducible promoter is activated by binding of a specific transcription factor activated by an external stimulus from an environmental factor.

본 발명의 프로모터는 식물체의 특정 부위, 특히 식물체의 뿌리 조직에서만 특이적으로 발현을 유도하는 프로모터로, 서열번호1의 염기서열을 가지나 상기 서열과 80% 이상의 상동성을 가지는 서열, 바람직하게는 90% 이상의 상동성, 더 바람직하게는 95% 이상의 상동성, 가장 바람직하게는 99% 이상의 상동성을 나타내는 서열로서, 실질적으로 동일하거나 상응하는 생물학적 활성을 갖는 염기를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 상동성을 갖는 서열로서 실질적으로 동일하거나 상응하는 생물학적 활성을 갖는 염기서열이라면, 일부 서열이 결실, 변형, 치환 또는 부가된 염기서열을 갖는 프로모터도 본 발명의 범위에 포함됨은 자명하다.The promoter of the present invention is a promoter that specifically induces expression only in a specific region of a plant, particularly in the root tissue of a plant, and has the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, but a sequence having 80% or more homology with the sequence, preferably 90 A sequence exhibiting at least % homology, more preferably at least 95% homology, and most preferably at least 99% homology, and may include bases having substantially the same or corresponding biological activity. In addition, as a sequence having such homology, as long as it is a nucleotide sequence having substantially the same or corresponding biological activity, it is apparent that promoters having nucleotide sequences in which some sequences are deleted, modified, substituted or added are also included in the scope of the present invention.

본 발명에서“상동성”이란 야생형(wild type) 염기서열과의 유사한 정도를 나타내기 위한 것으로서, 본 발명의 염기서열과 상기와 같은 퍼센트 이상의 동일한 서열을 가지는 서열을 포함한다. 이러한 상동성의 비교는 육안으로나 구입이 용이한 비교 프로그램을 이용하여 수행할 수 있다. 시판되는 컴퓨터 프로그램은 2개 이상의 서열간의 상동성을 백분율(%)로 계산할 수 있으며, 상동성(%)은 인접한 서열에 대해 계산될 수 있다.In the present invention, "homology" is intended to indicate a degree of similarity to a wild type nucleotide sequence, and includes sequences having the same percentage or more as the nucleotide sequence of the present invention. Comparison of such homology can be performed visually or using an easily purchased comparison program. A commercially available computer program can calculate the homology between two or more sequences as a percentage (%), and the homology (%) can be calculated for adjacent sequences.

본 발명의 프로모터는 식물체의 뿌리에서 목적 단백질 내지 목적 유전자 RNA를 발현시킬 수 있으며, 바람직하게는 상기 식물체의 뿌리 조직에서 특이적으로 목적 단백질을 발현시킬 수 있다.The promoter of the present invention can express a target protein or target gene RNA in the root of a plant, and preferably can specifically express the target protein in the root tissue of the plant.

본 발명의 위치 특이적 프로모터는 통상의 재조합 발현 벡터의 프로모터로서 작용할 수 있다.The site-specific promoter of the present invention can act as a promoter for conventional recombinant expression vectors.

본 발명의 일 실시예에서, 본 발명의 OsRP3 프로모터-GUS 벡터 삽입이 확인된 형질전환 벼의 유묘를 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 또는 옥신(auxin)인 나프탈렌아세트산(naphthalene acetic acid, NAA)의 식물 호르몬을 포함하는 배지로 3일 동안 처리한 후, 식물체에서 GUS 염색을 분석한 결과, ABA 또는 NAA를 처리한 식물의 뿌리의 관다발 중심주에서 GUS 염색이 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 뿌리의 횡축 절편에서 GUS 염색 양상을 분석한 결과, ABA 또는 NAA를 처리한 식물체의 뿌리의 측근 원기(lateral root primordia)에서 GUS 염색이 나타났으며, 반면 대조구에서는 염색이 관찰되지 않음을 확인하였다.In one embodiment of the present invention, the seedlings of transgenic rice, in which the OsRP3 promoter-GUS vector insertion of the present invention has been confirmed, abscisic acid (ABA) or auxin, naphthalene acetic acid (NAA) After treatment with a medium containing plant hormones for 3 days, as a result of analyzing GUS staining in plants, it was confirmed that GUS staining increased in the vascular bundle center line of the roots of plants treated with ABA or NAA. In addition, as a result of analyzing the GUS staining pattern in the transverse section of the root, it was confirmed that GUS staining was observed in the lateral root primordia of the root of the plant treated with ABA or NAA, whereas no staining was observed in the control group. did

본 발명의 OsRP3 프로모터가 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 또는 옥신(auxin)의 식물 호르몬에 의해 뿌리의 관다발 중심주에서 목적 유전자의 발현을 증가시킴을 확인하였는바, 본 발명에 따른 프로모터는 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 또는 옥신(auxin)의 식물 호르몬에 의해 뿌리의 관다발 중심주에서 목적 유전자의 발현을 증가시킬 수 있다.It was confirmed that the OsRP3 promoter of the present invention increases the expression of the target gene in the vascular bundle center line of the root by plant hormones of Abscisic acid (ABA) or auxin. (Abscisic acid, ABA) or a plant hormone of auxin can increase the expression of the target gene in the vascular bundle center line of the root.

또한, OsRP3 프로모터가 뿌리의 측근 원기(lateral root primordia)에서 스트레스 호르몬(ABA)과 생장조절 호르몬(auxin)에 의해 발현을 유도함을 확인하였는바, 본 발명에 따른 프로모터는 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 또는 옥신(auxin)에 의해 뿌리의 측근 원기(lateral root primordia)에서 발현을 유도할 수 있다. In addition, it was confirmed that the OsRP3 promoter induces expression by stress hormone (ABA) and growth control hormone (auxin) in the lateral root primordia of the root. The promoter according to the present invention is Abscisic acid (ABA) ) or auxin can induce expression in the lateral root primordia of the root.

본 발명의 다른 관점에서, 상기 프로모터와 작동 가능하게 연결된 목적 단백질을 암호화하는 외래 유전자를 포함하는 재조합 발현 벡터에 관한 것이다.In another aspect of the present invention, it relates to a recombinant expression vector comprising a foreign gene encoding a target protein operably linked to the promoter.

본 발명에서 “재조합 발현 벡터”란 숙주세포에서 목적 단백질 또는 목적 RNA를 발현할 수 있는 벡터로서, 유전자 삽입물이 발현되도록 작동 가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 제작물을 의미한다.As used herein, the term “recombinant expression vector” refers to a vector capable of expressing a target protein or target RNA in a host cell, and refers to a gene construct including essential regulatory elements operably linked to express a gene insert.

본 발명의 재조합 발현 벡터는 본 발명의 프로모터 및 상기 프로모터와 작동가능하게 연결(operably linked)되어 있는 목적 단백질을 암호화하는 유전자 염기 서열이 삽입 또는 도입될 수 있는, 이 기술 분야에 공지된 플라스미드, 바이러스 또는 기타 매개체를 의미한다. 본 발명에 따른 식물체의 조직 특이 발현 프로모터 및 상기 프로모터와 작동가능하게 연결되어 있는 목적 단백질을 암호화하는 염기서열은 발현 조절 서열에 작동 가능하게 연결될 수 있으며, 상기 작동가능하게 연결된 유전자 서열과 발현 조절 서열은 선택 마커 및 복제 개시점(replication origin)을 같이 포함하고 있는 하나의 발현 벡터 내에 포함될 수 있다.The recombinant expression vector of the present invention is a plasmid, virus known in the art, into which the promoter of the present invention and the gene nucleotide sequence encoding the target protein operably linked with the promoter can be inserted or introduced. or any other medium. The tissue-specific expression promoter of the plant according to the present invention and the nucleotide sequence encoding the target protein operably linked to the promoter may be operably linked to the expression control sequence, and the operably linked gene sequence and the expression control sequence may be included in one expression vector including a selection marker and a replication origin.

상기 “작동 가능하게 연결(operably linked)”된다는 것은 적절한 분자가 발현 조절 서열에 결합될 때 유전자 발현을 가능하게 하는 방식으로 연결된 유전자 및 발현 조절 서열일 수 있다. “발현 조절 서열(expression control sequence)”이란 특정한 숙주 세포에서 작동 가능하게 연결된 폴리뉴클레오티드 서열의 발현을 조절하는 DNA 서열을 의미한다. 그러한 조절 서열은 전사를 실시하기 위한 프로모터, 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열 및 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함할 수 있다.Said “operably linked” may be a gene and an expression control sequence linked in such a way as to enable gene expression when an appropriate molecule is bound to the expression control sequence. By “expression control sequence” is meant a DNA sequence that controls the expression of an operably linked polynucleotide sequence in a particular host cell. Such regulatory sequences may include a promoter to effect transcription, an optional operator sequence to control transcription, a sequence encoding a suitable mRNA ribosome binding site, and sequences that control the termination of transcription and translation.

상기 본 발명에 따른 발현 벡터로는 단백질 발현에 사용되는 기존의 벡터를 기본 골격으로 하여 본 발명의 프로모터를 삽입하고 상기 프로모터의 하류(downstream) 쪽으로 목적 단백질을 암호화하는 염기서열을 삽입함으로써 제조할 수 있다. 따라서 본 발명에 사용될 수 있는 벡터로는 다양한 클로닝 부위를 가지고 있는 대장균 유래 플라스미드(pBR322, pBR325, pUC118 및 pUC119), 바실러스 서브틸러스 유래 플라스미드(pUB110 및 pTP5), 효모 유래 플라스미드(YEp13, YEp24 및 YCp50) 및 Ti 플라스미드 등의 플라스미드일 수 있고, 식물 바이러스 벡터일 수 있으며, pCHF3, pPZP, pGA 및 pCAMBIA 계열과 같은 바이너리 벡터(binary vector)를 사용할 수도 있다. 그러나 이 기술 분야의 통상의 기술자라면 본 발명의 프로모터 및 상기 프로모터와 작동가능하게 연결되어 있는 목적 단백질을 암호화하는 염기서열을 숙주 세포 내로 도입할 수 있는 벡터라면 어떠한 벡터라도 모두 사용할 수 있다.The expression vector according to the present invention can be prepared by inserting the promoter of the present invention using an existing vector used for protein expression as a basic backbone and inserting a nucleotide sequence encoding a target protein downstream of the promoter. have. Therefore, as a vector that can be used in the present invention, E. coli-derived plasmids (pBR322, pBR325, pUC118 and pUC119) having various cloning sites, Bacillus subtilus-derived plasmids (pUB110 and pTP5), yeast-derived plasmids (YEp13, YEp24 and YCp50) ) and Ti plasmids, may be plant viral vectors, and binary vectors such as pCHF3, pPZP, pGA and pCAMBIA series may be used. However, those skilled in the art may use any vector as long as it is a vector capable of introducing the promoter of the present invention and the nucleotide sequence encoding the target protein operably linked to the promoter into a host cell.

본 발명에서 사용될 수 있는 상기 목적 단백질은 본 발명의 프로모터에 의해 식물체 조직 특이적으로 발현되기를 원하는 외부 유래의 어떤 표적 단백질, 즉, 외인성 단백질이거나 또는 내인성 단백질 및 리포터 단백질일 수 있다. 상기 외인성 단백질은 특정 조직 또는 세포에 천연적으로 존재하지 않는 단백질을 말하며, 상기 내인성 단백질은 특정 조직 또는 세포에 천연적으로 존재하는 유전자에 의해 발현되는 단백질을 말한다. 또한, 상기 리포터 단백질은 리포터 유전자에 의해 발현된 단백질로서 그 존재에 의해서 세포 내에서의 그의 활성을 알려주는 표지 단백질을 말한다.The target protein that can be used in the present invention may be any target protein derived from an external that is specifically expressed in plant tissue by the promoter of the present invention, that is, an exogenous protein or an endogenous protein and a reporter protein. The exogenous protein refers to a protein not naturally present in a specific tissue or cell, and the endogenous protein refers to a protein expressed by a gene naturally present in a specific tissue or cell. In addition, the reporter protein is a protein expressed by a reporter gene, and refers to a label protein that informs its activity in a cell by its presence.

또한, 본 발명의 발현 벡터는 바람직하게는 하나 이상의 선택성 마커를 포함할 수 있다. 상기 마커는 통상적으로 화학적인 방법으로 선택할 수 있는 특성을 갖는 핵산 서열로, 형질전환된 세포를 비형질전환 세포로부터 구별할 수 있는 모든 유전자가 이에 해당될 수 있다.In addition, the expression vector of the present invention may preferably contain one or more selectable markers. The marker is a nucleic acid sequence having a characteristic selectable by a conventional chemical method, and may include any gene capable of distinguishing a transformed cell from a non-transformed cell.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서는 청색 발색 유전자인 GUS가 연결된 형태의 리포터 시스템이 내재되어 있는 공지된 벡터에 서열번호 1의 염기서열을 가지는 본 발명의 OsRP3 프로모터를 GUS 유전자의 상류 부분에 작동가능하게 연결한 재조합 발현 벡터인 OsRP3 프로모터-GUS 발현벡터를 제조하였다.Specifically, in one embodiment of the present invention, the OsRP3 promoter of the present invention having the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 is operated in the upstream part of the GUS gene in a known vector having a reporter system linked to the blue color gene GUS. An OsRP3 promoter-GUS expression vector, which is a possibly linked recombinant expression vector, was prepared.

본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 벡터에 의해 형질전환된 형질전환체에 관한 것이다.In another aspect of the present invention, it relates to a transformant transformed by the vector.

본 발명에서 “형질전환(transformation)”이란 외부로부터 주어진 유전물질인 DNA에 의해 개체 또는 세포의 형질이 유전적으로 변화하는 것을 의미하는 것으로, 본 발명에서는 상기 서열번호1로 표시되는 프로모터 도입에 의해 목적 유전자가 식물의 뿌리에서 특이적으로, 특히 뿌리의 관다발 중심주 (vascular cylinder)에서 특이적으로 발현되는 것을 의미한다.In the present invention, “transformation” refers to genetically changing the trait of an individual or cell by DNA, which is a genetic material given from the outside. It means that the gene is specifically expressed in the root of a plant, especially in the vascular cylinder of the root.

본 발명에서 본 발명의 재조합 발현 벡터로 형질전환하는 것은 당업자에게 공지된 형질전환기술에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 미세사출법(microprojectile bombardment), 입자 총 충격법(particle gun bombardment), 실리콘 탄화물 위스커(Silicon carbide whiskers), 초음파 처리(sonication), 일렉트로포레이션(electroporation), PEG-매개 융합법(PEG-mediated fusion), 미세주입법(microinjection), 리포좀 매개법(liposome-mediated method), 인-플란타 형질전환법(In planta transformation), 진공 침윤법(Vacuum infiltration method), 화아침지법(floral meristem dipping method), 또는 아그로박테리움(Agrobacterium sp.) 매개에 의한 방법 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Transformation with the recombinant expression vector of the present invention in the present invention can be performed by transformation techniques known to those skilled in the art. For example, microprojectile bombardment, particle gun bombardment, silicon carbide whiskers, sonication, electroporation, PEG-mediated fusion ( PEG-mediated fusion, microinjection, liposome-mediated method, In planta transformation, Vacuum infiltration method, floral meristem dipping method), or a method mediated by Agrobacterium sp., etc. may be used, but is not limited thereto.

본 발명에서 형질전환체는 프로모터 및 상기 프로모터와 작동가능하게 연결되어 있는 목적 단백질을 암호화하는 염기서열을 포함하는 재조합 발현 벡터로 형질 전환된 숙주 세포를 의미한다.In the present invention, the transformant refers to a host cell transformed with a recombinant expression vector comprising a promoter and a nucleotide sequence encoding a target protein operably linked to the promoter.

상기 형질전환체는 미생물이 바람직하며, 이에 제한되지는 않으나, 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens), 대장균(Escherichia coli), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 스트렙토마이세스(Streptomyces), 슈도모나스(Pseudomonas), 프로테우스 미라빌리스(Proteus mirabilis), 스타필로코쿠스(Staphylococcus)일 수 있으며, 바람직하게는 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)일 수 있다.The transformant is preferably a microorganism, but is not limited thereto, Agrobacterium tumefaciens ), Escherichia coli , Bacillus subtilis ), Streptomyces ( Streptomyces ), Pseudomonas ( Pseudomonas ), Proteus mirabilis ( Proteus mirabilis ), may be Staphylococcus ( Staphylococcus ), preferably Agrobacterium tumefaciens ( Agrobacterium tumefaciens ).

본 발명의 또 다른 관점은, 상기 벡터 또는 형질전환체로 형질전환된 식물체에 관한 것이며, 상기 형질전환체는 아그로박테리움을 의미할 수 있다.Another aspect of the present invention relates to a plant transformed with the vector or transformant, and the transformant may mean Agrobacterium.

본 발명에서 “식물체”는 식물 또는 식물세포를 의미한다. 식물이란 전체 식물(whole plant), 식물의 일부분, 캘러스, 식물 조직, 식물 세포 및 식물 종자를 모두 포함한다. In the present invention, "plant" means a plant or plant cell. Plant includes whole plant, plant part, callus, plant tissue, plant cell and plant seed.

상기 본 발명에 따른 방법이 적용될 수 있는 식물체로는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 밀, 팥, 귀리 또는 수수를 포함하는 식량 작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 또는 당근을 포함하는 채소 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 또는 유채를 포함하는 특용작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 또는 바나나를 포함하는 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 또는 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 또는 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료 작물류로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 특히 벼(Oryza sativa)가 바람직하다.Plants to which the method according to the present invention can be applied include food crops including rice, wheat, barley, corn, soybean, potato, wheat, red bean, oat or sorghum; vegetable crops including Arabidopsis thaliana, Chinese cabbage, radish, red pepper, strawberry, tomato, watermelon, cucumber, cabbage, melon, pumpkin, green onion, onion or carrot; special crops including ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, sugar beet, perilla, peanut or rapeseed; fruit trees including apple trees, pear trees, jujube trees, peaches, poplars, grapes, tangerines, persimmons, plums, apricots or bananas; flowers including roses, gladiolus, gerberas, carnations, chrysanthemums, lilies or tulips; And ryegrass, red clover, orchard grass, alpha alpha, may be at least one selected from the group consisting of feed crops including tall fescue or perennial ryegrass, particularly rice ( Oryza sativa ) is preferred.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서는 OsRP3 프로모터를 포함한 재조합 발현 벡터에 의해 형질전환된 미생물 형질전환체인, 아그로박테리움 튜메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) LBA4404을 벼(Oryza sativa)에 접종하여 형질전환 벼 식물체를 제작하였다.Specifically, in one embodiment of the present invention, a microbial transformant transformed by a recombinant expression vector including an OsRP3 promoter, Agrobacterium tumefaciens ) LBA4404 Rice ( Oryza sativa ) Transformed rice by inoculation Plants were produced.

본 발명의 또 다른 관점은, 상기 벡터로 식물을 형질전환시켜 목적 단백질을 식물체에 발현시키는 단계를 포함하는 형질전환 식물체의 제조방법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a method for producing a transgenic plant comprising the step of transforming a plant with the vector to express a target protein in the plant.

본 발명의 제조방법은 상기 벡터로 식물을 형질전환시켜 목적단백질을 식물체에 발현시키는 단계를 포함할 수 있다.The production method of the present invention may include the step of transforming a plant with the vector to express the target protein in the plant.

본 발명의 일 실시예에서 서열번호1로 표시되는 염기서열을 포함하는 목적 단백질 특이적 발현용 프로모터 및 목적 단백질을 코딩하는 구조 유전자를 작동 가능하게 연결시켜(operatively linked) 재조합 발현 벡터를 제조하고, 상기 발현 벡터로 아그로박테리움 투메파시엔스를 형질전환시킨 후, 형질전환된 아그로박테리움 투메파시엔스를 벼에 감염시켜 벼의 뿌리 물관부 조직에서 특이적으로 목적단백질이 발현되는 것을 확인하였다. In an embodiment of the present invention, a promoter for specific expression of a target protein comprising the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 and a structural gene encoding the target protein are operatively linked to prepare a recombinant expression vector, After Agrobacterium tumefaciens was transformed with the expression vector, the transformed Agrobacterium tumefaciens was infected with rice to confirm that the target protein was specifically expressed in the root xylem tissue of the rice.

따라서 상기 형질전환은 구체적으로 발현 벡터로 형질전환된 아그로박테리움 투메파시엔스를 벼에 감염시키는 것일 수 있다.Therefore, the transformation may be specifically infecting rice with Agrobacterium tumefaciens transformed with an expression vector.

또한, 본 발명에서 상기 목적 단백질이 식물체의 뿌리, 구체적으로 뿌리의 관다발 중심주(vascular cylinder)에서 특이적으로 발현될 수 있다.In addition, in the present invention, the target protein may be specifically expressed in the root of a plant, specifically, in the vascular cylinder of the root.

본 발명에서 관다발 중심주에 관한 설명은 전술한 바와 같다.The description of the vascular bundle center pole in the present invention is the same as described above.

본 발명의 전술한 실시예에서 OsRP3 프로모터가 뿌리의 측근 원기(lateral root primordia)에서 스트레스 호르몬(ABA)과 생장조절 호르몬(auxin)에 의해 목적 단백질(GUS)의 발현을 유도함을 확인하였는바, 본 발명에서 상기 목적 단백질은 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 또는 옥신(auxin)에 의해 뿌리의 측근 원기(lateral root primordia)에서 발현이 유도될 수 있다. In the above-described embodiment of the present invention, it was confirmed that the OsRP3 promoter induces the expression of the target protein (GUS) by the stress hormone (ABA) and the growth regulation hormone (auxin) in the lateral root primordia of the root. In the present invention, the target protein may be induced to be expressed in the lateral root primordia of the root by Abscisic acid (ABA) or auxin.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

<실시예1> in silico 벼 전사체 분석을 통한 뿌리 발현 유전자 선발<Example 1> Root expression gene selection through in silico rice transcript analysis

벼의 뿌리는 다양한 조직으로 구성되어 있다. 벼 뿌리 전사체 Public DB(Rice XPro)에 등록된 45,151 유전자 프로브(probe) 중에서 뿌리의 내피(endodermis), 내초(pericycle), 중심주(stele)에서 유전자 발현정도(normalized intensity)가 8 이상이면서 그 외 조직인 표피(epidermis), 피층(cortex) 등 에서는 1 미만으로 발현 되는 유전자 23종을 1차 선발 한 후, 그 중에서 벼 조직 전사체 Public DB (Rice XPro)를 이용하여 줄기 등 다른 기관에 비교해서 뿌리에서 발현 특이성이 매우 높은 유전자 Os05g0213900을 선발하였다. The root of rice is composed of various tissues. Among the 45,151 gene probes registered in the Rice Root Transcripts Public DB (Rice XPro), the normalized intensity of gene expression in the endodermis, pericycle, and stem of the root was 8 or more, and the In the epidermis, cortex, etc., which are external tissues, 23 types of genes expressed less than 1 were first selected, and among them, rice tissue transcripts Public DB (Rice XPro) was used to compare with other organs such as stems. The gene Os05g0213900 with very high expression specificity in the root was selected.

<실시예2> OsRP3 프로모터 분리 및 GUS 융합 운반체 제작<Example 2> OsRP3 promoter isolation and GUS fusion carrier production

Os05g0213900 유전자의 프로모터 영역을 분리하기 위하여 번역시작 상위염기서열 2,000 bp의 염기서열 정보를 벼(Nipponbarre) genome 데이터 베이스에서 추출하고, 하기 표 1의 프라이머 쌍(Os05g0213900P-F, Os05g0213900P-R)을 이용하여 동진 벼의 게놈(genomic) DNA를 주형으로 PCR을 수행하였다.In order to isolate the promoter region of the Os05g0213900 gene, the base sequence information of 2,000 bp of the translation start upper nucleotide sequence was extracted from the rice (Nipponbarre) genome database, and using the primer pair (Os05g0213900P-F, Os05g0213900P-R) in Table 1 below. PCR was performed using the genomic DNA of Dongjin rice as a template.

프라이머primer 염기서열base sequence Os05g0213900P-F
(서열번호1)
Os05g0213900P-F
(SEQ ID NO: 1)
5’-gccgcccccttcacccgaagggataagtccaatg-3’5’-gccgcccccttcacccgaagggataagtccaatg-3’
Os05g0213900P-R
(서열번호2)
Os05g0213900P-R
(SEQ ID NO:2)
5’-tcggcgcgcccacccttgtgcacggtgaggtcgcc-3’ 5’-tcggcgcgcccacccttgtgcacggtgaggtcgcc-3’

PCR 산물을 게이트웨이 벡터(gateway donor vector)에 클로닝하고 전체 염기서열을 결정하였다(표 2). 그 결과 Nipponbarre의 게놈(genome) 데이터베이스에서 추출한 Os05g0213900 유전자의 프로모터 염기서열과 비교하였을 때 100% 일치하는 2,000 bp의 프로모터를 확인하여 이를 OsRP3(Oryza sativa Root Promoter 3)으로 명명하였다. The PCR product was cloned into a gateway donor vector and the entire nucleotide sequence was determined (Table 2). As a result, when compared with the promoter sequence of the Os05g0213900 gene extracted from the genome database of Nipponbarre, a promoter of 2,000 bp that is 100% identical was identified, and this was named OsRP3 ( Oryza sativa Root Promoter 3).

OsRP3 프로모터의 염기서열(서열번호3)OsRP3 promoter base sequence (SEQ ID NO: 3) cgaagggata agtccaatgt tccgccggcc caggcaatta tatcgtttac gtcggcatgt 60
tcaaggctgc atcagtacat tcgacctctt ggattgatct ggtttggatg atatacttgt 120
ctacctattt atcatatatc tctgttaatc tagtcttagc atatcaattt agctctatcg 180
gctgcttctc gttttagggt ttctgcaggc atcggctaaa tcgcgttgct agattagatt 240
agcttagaca tctaccaccc tgaaaactca gtcaacgact tgattgtcta gatattatgt 300
ttcttttcat acttagtgct gcatcagtta agtttgatct actaagtcgt gcttagaacc 360
ataatctcta gcctgcttct tgattgccaa taagggtttc atcggggttt cagctggtga 420
gttatctgga cgttgcatcg gctcataagg attgcatata catataagtt ggatttagcc 480
gatgacaaca aaggcttcag tgtttaatct aatcttgtgg atttcatgac atcagacctc 540
cagccgatgt gtgttttgac cttcgaatcg atgcttattt atcatatcat tatttgctga 600
ttggtttata ctggattata ttgttatttt attacatcgt cgtcagccaa ttgcctttat 660
atcattatct acattggaca tatagccgat tgcttaaacc ctatcgctat cggctggtat 720
cggcatcggc tattatcggc atcggctgga actactccat cggcttgtca gccgatcggc 780
tatttcgatc tactatttgc atatcttgtc agttgcagga tcaaactgac tggtacgctc 840
gaatctcgtc aatatttgga tctgcacagg agctaagcag atctcccagg acggtgtgtt 900
cgattttttt tcgtcaacag tatcacacag ttattagcaa cttgttgatt gatctttgtt 960
gttagtcgtg aacaatcacc gaaacaacat ctcgtgatga acagcataaa caatttcaga 1020
atccagtaat gcatgcattt agtttgacaa aagtttactt gccgcgctag tgcaaaatgg 1080
aggcatatgc cacacacttt gcaacaacgt ttgttgcagt tcgttggctc agcgcactga 1140
ggcactacct aagcaaaaaa aataagcacg acataatata tgtaccggca gatcgactca 1200
gcttccatta gagaaagtca cacacctcga attaagataa tttttgaaat agcacgcctg 1260
ggagaagaag gtaaataata ataataatat gctacaatga tattagatca ctgatgaaga 1320
tggcagcata cacgtcttgg acatggagag gctcgattaa attacattgc attatgggga 1380
agcaccggtg gagtggtgat ggagtcgtgg gtacatgatt aatttcagag ttcaaatcct 1440
ggtgtctacg aatattatgt acacgtaaat gaactgtcaa tcgaaattta gcgagattat 1500
ggatgtaccg ttggtttccg tctttttaaa catgtgagag gggatgcatt cgcaagctgt 1560
ataagtgtgg tgttgcctgt gtaatactcc ctccgtttca aaatgtttga caccgttgac 1620
tttttagtcg tgtttgacca ttcgtcttat tcaaaaattt aagtaattat ttattctttt 1680
catctcattt gattcattgt taaatatact ttcatgtaca catatagttt tacatatttt 1740
acaatttttt tttgaataag acgaatggtc aaatatgtgc taaaagtcaa cggcgtcaaa 1800
cattttgaaa cggagggagt attgatcaat gtgtgtgcgt cccccttcta gtaaagaaat 1860
atattgcatt atgtaaacag atataggcca ggccacccac tataaatacc ttgctctccc 1920
aacattgttc tcacagctca ttacacatag cccgctcggt catcggagcg agaaagctcg 1980
ccggcgacct caccgtgcac 2000
cgaagggata agtccaatgt tccgccggcc caggcaatta tatcgtttac gtcggcatgt 60
tcaaggctgc atcagtacat tcgacctctt ggattgatct ggtttggatg atatacttgt 120
ctacctattt atcatatatc tctgttaatc tagtcttagc atatcaattt agctctatcg 180
gctgcttctc gttttagggt ttctgcaggc atcggctaaa tcgcgttgct agattagatt 240
agcttagaca tctaccaccc tgaaaactca gtcaacgact tgattgtcta gatattatgt 300
ttcttttcat acttagtgct gcatcagtta agtttgatct actaagtcgt gcttagaacc 360
ataatctcta gcctgcttct tgattgccaa taagggtttc atcggggttt cagctggtga 420
gttatctgga cgttgcatcg gctcataagg attgcatata catataagtt ggatttagcc 480
gatgacaaca aaggcttcag tgtttaatct aatcttgtgg atttcatgac atcagacctc 540
cagccgatgt gtgttttgac cttcgaatcg atgcttattt atcatatcat tatttgctga 600
ttggtttata ctggattata ttgttatttt attacatcgt cgtcagccaa ttgcctttat 660
atcattatct acattggaca tatagccgat tgcttaaacc ctatcgctat cggctggtat 720
cggcatcggc tattatcggc atcggctgga actactccat cggcttgtca gccgatcggc 780
tatttcgatc tactatttgc atatcttgtc agttgcagga tcaaactgac tggtacgctc 840
gaatctcgtc aatatttgga tctgcacagg agctaagcag atctcccagg acggtgtgtt 900
cgattttttt tcgtcaacag tatcacacag ttattagcaa cttgttgatt gatctttgtt 960
gttagtcgtg aacaatcacc gaaacaacat ctcgtgatga acagcataaa caatttcaga 1020
atccagtaat gcatgcattt agtttgacaa aagtttactt gccgcgctag tgcaaaatgg 1080
aggcatatgc cacacacttt gcaacaacgt ttgttgcagt tcgttggctc agcgcactga 1140
ggcactacct aagcaaaaaa aataagcacg acataatata tgtaccggca gatcgactca 1200
gcttccatta gagaaagtca cacacctcga attaagataa tttttgaaat agcacgcctg 1260
ggagaagaag gtaaataata ataataatat gctacaatga tattagatca ctgatgaaga 1320
tggcagcata cacgtcttgg acatggagag gctcgattaa attacattgc attatgggga 1380
agcaccggtg gagtggtgat ggagtcgtgg gtacatgatt aatttcagag ttcaaatcct 1440
ggtgtctacg aatattatgt acacgtaaat gaactgtcaa tcgaaattta gcgagattat 1500
ggatgtaccg ttggtttccg tctttttaaa catgtgagag gggatgcatt cgcaagctgt 1560
ataagtgtgg tgttgcctgt gtaatactcc ctccgtttca aaatgtttga caccgttgac 1620
tttttagtcg tgtttgacca ttcgtcttat tcaaaaattt aagtaattat ttattctttt 1680
catctcattt gattcattgt taaatatact ttcatgtaca catatagttt tacatatttt 1740
acaatttttt tttgaataag acgaatggtc aaatatgtgc taaaagtcaa cggcgtcaaa 1800
cattttgaaa cggagggagt attgatcaat gtgtgtgcgt cccccttcta gtaaagaaat 1860
atattgcatt atgtaaacag atataggcca ggccacccac tataaatacc ttgctctccc 1920
aacattgttc tcacagctca ttacacatag cccgctcggt catcggagcg agaaagctcg 1980
ccggcgacct caccgtgcac 2000

분리한 프로모터는 GUS 리포터(reporter) 유전자를 포함하는 pBGWFS7 벡터에 클로닝하여 도 1과 같은 프로모터(promoter) 발현 분석 벡터(pBGWFS7-OsRP3)를 제작하였다. The isolated promoter was cloned into a pBGWFS7 vector containing a GUS reporter gene to prepare a promoter expression analysis vector (pBGWFS7-OsRP3) as shown in FIG. 1 .

<실시예3> OsRP3 프로모터 영역의 모티프(motif) 검색<Example 3> Search for motifs in the OsRP3 promoter region

OsRP3 프로모터에 존재하는 발현조절인자(cis-acting element)를 확인하기 위해 OsRP3 프로모터의 염기서열을 New PLACE(database of plant cis-acting regulatory DNA elements: http://www.dna.affrc.go.jp/PLACE/)를 이용하여 분석하였다.To confirm the expression regulatory factors (cis-acting element) present in the OsRP3 promoter, the base sequence of the OsRP3 promoter was converted to New PLACE (database of plant cis-acting regulatory DNA elements: http://www.dna.affrc.go.jp /PLACE/) was used for analysis.

OsRP3 프로모터에서 발견된 발현조절 인자(cis-acting element)의 일부를 표 3에 표시하였다. 표 3을 참조하면, OsRP3 프로모터에는 뿌리털 특이적 발현을 지시하는 RHERPATEXPA7 모티프(motif)와 뿌리에서 발현을 지시하는 OSE1ROOTNODULE, OSE2ROOTNODULE, ROOTMOTIFTAPOX1 모티프(motif) 및 종자 혹은 배 특이적인 발현을 지시하는 CANBNNAPA, DPBFCOREDCDC3 모티프(motif)가 발견되었으며, 이는 OsRP3 프로모터가 뿌리 특이적 발현을 유도할 가능성을 시사한다. Some of the expression control factors (cis-acting element) found in the OsRP3 promoter are shown in Table 3. Referring to Table 3, in the OsRP3 promoter, RHERPATEXPA7 motif indicating root hair-specific expression, OSE1ROOTNODULE, OSE2ROOTNODULE, ROOTMOTIFTAPOX1 motif indicating root hair-specific expression, and CANBNNAPA, DPBFCOREDCDC3 indicating seed or embryo-specific expression. A motif was found, suggesting the possibility that the OsRP3 promoter drives root-specific expression.

또한 가뭄 스트레스와 스트레스 호르몬인 ABA 신호전달에 관여하는 ABRELATERD1 모티프(motif)와 ABA 반응을 조절하는 전사인자(ABI5, Myb, HD-ZIP 등)가 결합하는 DPBFCOREDCDC3, MYB2AT 모티프(motif)들이 발견되었으므로, OsRP3 프로모터(promoter)가 비생물적 스트레스(abiotic stress) 신호에 의해 발현을 유도할 가능성을 보여준다.In addition, DPBFCOREDCDC3, MYB2AT motifs were found, in which the ABRELATERD1 motif involved in drought stress and ABA signaling, a stress hormone, and transcription factors (ABI5, Myb, HD-ZIP, etc.) regulating the ABA response are combined. OsRP3 promoter (promoter) shows the possibility to induce expression by abiotic stress (abiotic stress) signal.

그 외에도 무산소(anaerobic) 자극에 의해 발현을 유도하는 ANAERO3CONSENSUS 모티프(motif)가 발견되었다.In addition, an ANAERO3CONSENSUS motif that induces expression by anaerobic stimulation was found.

Figure pat00001
Figure pat00001

<실시예4> OsRP3 프로모터-GUS 발현벡터가 삽입된 형질전환 벼 제작<Example 4> Production of transgenic rice into which OsRP3 promoter-GUS expression vector is inserted

OsRP3 프로모터의 기능을 확인하고자, 도 1의 발현벡터를 아그로박테리아 LBA4404에 도입 후 동진벼 캘루스에 감염하고 PPT(6 ㎍/l) 조건에서 형질전환체를 선발하여 온실에서 생육하였다. 형질전환 벼의 잎에서 genomic DNA를 분리하여 도입 벡터에 존재하는 부분(GUSA-anti)과 프로모터 부분(OsRP3-1957F)에 존재하는 프라이머를 이용하여 PCR을 수행하여 도입한 벡터가 삽입되었는지 확인하였다(도 2). To confirm the function of the OsRP3 promoter, the expression vector of FIG. 1 was introduced into Agrobacterium LBA4404, then Dongjinbyeo callus was infected, and transformants were selected under PPT (6 μg/l) conditions and grown in a greenhouse. By separating genomic DNA from the leaves of transgenic rice, PCR was performed using primers present in the introduction vector (GUSA-anti) and promoter (OsRP3-1957F) to confirm that the introduced vector was inserted ( 2).

Figure pat00002
Figure pat00002

<실시예5> OsRP3 프로모터의 뿌리 발현 유도성 검정을 위한 형질 전환 벼의 GUS 염색 분석<Example 5> GUS staining analysis of transgenic rice for root expression inducibility assay of OsRP3 promoter

5.1. OsRP3 프로모터의 조직 특이적 발현 유도 확인5.1. Confirmation of tissue-specific expression induction of the OsRP3 promoter

OsRP3 프로모터-GUS 벡터 삽입이 확인된 형질전환 벼에서 발아 후 5일 된 유묘를 GUS 염색한 결과, 줄기와 어린 잎에서는 발현이 되지 않았고 뿌리에서만 염색되는 것을 확인하였다(도 3C).As a result of GUS staining of seedlings 5 days after germination in transgenic rice in which the OsRP3 promoter-GUS vector insertion was confirmed, it was confirmed that the expression was not found in stems and young leaves, but only in the roots (FIG. 3C).

뿌리에서는 관다발 중심주(vascular cylinder)에서만 GUS 염색이 확인되었고, 특히 중심주 안쪽의 후생물관부(metaxylem)와 원생물관부(protoxylem)에서 뚜렷하게 염색이 관찰되었다(도 3A).In the root, GUS staining was confirmed only in the vascular cylinder, and in particular, the staining was clearly observed in the metaxylem and protoxylem inside the central column (FIG. 3A).

뿌리의 횡축 절편에서 GUS 염색 양상을 상세히 분석한 결과, 표피(epidermis), 피층(cortex) 등 중심주 바깥쪽의 주요 조직층을 구성하는 세포에서는 GUS 발현이 관찰 되지 않았으며, 뿌리 안쪽 중심주 영역에는 뚜렷한 GUS 염색이 확인되었다(도 3B). 상기 결과를 통해 OsRP3 프로모터가 벼 뿌리의 물관부 조직에서 목적 유전자를 특이적으로 발현시킬 수 있음을 증명하였다.As a result of a detailed analysis of the GUS staining pattern in the transverse section of the root, GUS expression was not observed in the cells constituting the major tissue layers outside the central column, such as the epidermis and cortex, and in the inner central column region of the root. Clear GUS staining was confirmed (FIG. 3B). Through the above results, it was demonstrated that the OsRP3 promoter can specifically express the target gene in the xylem tissue of the rice root.

따라서 OsRP3 프로모터가 벼 뿌리의 관다발 중심주, 특히 뿌리의 물관부 조직에서 목적 유전자를 특이적으로 발현시킬 수 있음을 확인하였다.Therefore, it was confirmed that the OsRP3 promoter can specifically express the target gene in the central line of the vascular bundle of rice roots, especially in the xylem tissue of the root.

5.2. OsRP3 프로모터의 식물 호르몬에 의한 발현 유도 확인5.2. Confirmation of induction of expression by plant hormones of the OsRP3 promoter

실시예4에서 OsRP3 프로모터가 가뭄 스트레스와 스트레스 호르몬인 ABA 신호전달에 관여하는 모티프(motif)와 ABA 반응을 조절하는 전사인자와 결합하는 모티프(motif)를 포함하여 앱시스산(Abscisic acid, ABA)을 포함하는 식물 호르몬에 의해 발현을 유도할 가능성을 확인하였다.In Example 4, the OsRP3 promoter contains a motif involved in drought stress and ABA signaling, a stress hormone, and a motif that binds to a transcription factor regulating the ABA response, Abscisic acid (ABA) The possibility of inducing expression by a plant hormone containing was confirmed.

따라서 형질전환 벼에 OsRP3 프로모터의 식물 호르몬에 의한 발현 조절 효과를 분석하였다. 구체적으로 OsRP3 프로모터-GUS 벡터 삽입이 확인된 형질전환 벼의 유묘를 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 또는 옥신(auxin)인 나프탈렌아세트산(naphthalene acetic acid, NAA)의 식물 호르몬을 포함하는 배지에서 3일간 처리한 후, 식물체에서 GUS 염색을 분석하였다.Therefore, the expression control effect of the plant hormone of the OsRP3 promoter in transgenic rice was analyzed. Specifically, the seedlings of transgenic rice, in which the OsRP3 promoter-GUS vector insertion was confirmed, were cultured in a medium containing plant hormones of Abscisic acid (ABA) or naphthalene acetic acid (NAA), an auxin for 3 days. After treatment, GUS staining was analyzed in the plants.

분석결과, 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 또는 나프탈렌아세트산(naphthalene acetic acid, NAA) 처리한 식물의 뿌리의 관다발 중심주에서 GUS 염색이 증가하는 것을 확인하였다(도 4A). As a result of the analysis, it was confirmed that GUS staining increased in the vascular bundle center of the roots of plants treated with Abscisic acid (ABA) or naphthalene acetic acid (NAA) (FIG. 4A).

또한 뿌리의 횡축 절편에서 GUS 염색 양상을 상세히 분석한 결과, ABA 또는 NAA를 처리한 식물체 뿌리의 측근 원기(lateral root primordia)에 GUS 염색이 나타났다(도 4B).In addition, as a result of analyzing the GUS staining pattern in the transverse section of the root in detail, GUS staining was shown in the lateral root primordia of the plant root treated with ABA or NAA ( FIG. 4B ).

반면, 대조구에서는 염색이 관찰되지 않았다. 이런 결과는 OsRP3 프로모터가 뿌리에서 스트레스 호르몬(ABA)과 생장조절 호르몬(auxin)에 반응하여 측근 원기(lateral root primordia)에 특이적으로 발현을 유도하는 고유 특성이 있음을 증명한다.On the other hand, no staining was observed in the control group. These results prove that the OsRP3 promoter has a unique property of inducing expression specifically in the lateral root primordia in response to stress hormone (ABA) and growth regulation hormone (auxin) in the root.

이런 결과는 OsRP3 프로모터가 뿌리의 측근 원기(lateral root primordia)에서 스트레스 호르몬(ABA)과 생장조절 호르몬(auxin)에 의해 발현을 유도하는 고유 특성이 있음을 증명하는 것이며, 뿌리의 스트레스 반응과 생장조절에 유용하게 사용 가능함을 확인하였다.These results prove that the OsRP3 promoter has a unique property of inducing expression by stress hormone (ABA) and growth regulation hormone (auxin) in the lateral root primordia of the root, and regulates root stress response and growth. It was confirmed that it can be usefully used for

<110> REPUBLIC OF KOREA(MANAGEMENT : RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION) <120> OsRP3 promoter expressed in root vascular cylinder and uses thereof <130> DP20200245 <160> 5 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Os05g0213900P F primer <400> 1 gccgccccct tcacccgaag ggataagtcc aatg 34 <210> 2 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Os05g0213900P R primer <400> 2 tcggcgcgcc cacccttgtg cacggtgagg tcgcc 35 <210> 3 <211> 2000 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oryza sativa Root Promoter 3 <400> 3 cgaagggata agtccaatgt tccgccggcc caggcaatta tatcgtttac gtcggcatgt 60 tcaaggctgc atcagtacat tcgacctctt ggattgatct ggtttggatg atatacttgt 120 ctacctattt atcatatatc tctgttaatc tagtcttagc atatcaattt agctctatcg 180 gctgcttctc gttttagggt ttctgcaggc atcggctaaa tcgcgttgct agattagatt 240 agcttagaca tctaccaccc tgaaaactca gtcaacgact tgattgtcta gatattatgt 300 ttcttttcat acttagtgct gcatcagtta agtttgatct actaagtcgt gcttagaacc 360 ataatctcta gcctgcttct tgattgccaa taagggtttc atcggggttt cagctggtga 420 gttatctgga cgttgcatcg gctcataagg attgcatata catataagtt ggatttagcc 480 gatgacaaca aaggcttcag tgtttaatct aatcttgtgg atttcatgac atcagacctc 540 cagccgatgt gtgttttgac cttcgaatcg atgcttattt atcatatcat tatttgctga 600 ttggtttata ctggattata ttgttatttt attacatcgt cgtcagccaa ttgcctttat 660 atcattatct acattggaca tatagccgat tgcttaaacc ctatcgctat cggctggtat 720 cggcatcggc tattatcggc atcggctgga actactccat cggcttgtca gccgatcggc 780 tatttcgatc tactatttgc atatcttgtc agttgcagga tcaaactgac tggtacgctc 840 gaatctcgtc aatatttgga tctgcacagg agctaagcag atctcccagg acggtgtgtt 900 cgattttttt tcgtcaacag tatcacacag ttattagcaa cttgttgatt gatctttgtt 960 gttagtcgtg aacaatcacc gaaacaacat ctcgtgatga acagcataaa caatttcaga 1020 atccagtaat gcatgcattt agtttgacaa aagtttactt gccgcgctag tgcaaaatgg 1080 aggcatatgc cacacacttt gcaacaacgt ttgttgcagt tcgttggctc agcgcactga 1140 ggcactacct aagcaaaaaa aataagcacg acataatata tgtaccggca gatcgactca 1200 gcttccatta gagaaagtca cacacctcga attaagataa tttttgaaat agcacgcctg 1260 ggagaagaag gtaaataata ataataatat gctacaatga tattagatca ctgatgaaga 1320 tggcagcata cacgtcttgg acatggagag gctcgattaa attacattgc attatgggga 1380 agcaccggtg gagtggtgat ggagtcgtgg gtacatgatt aatttcagag ttcaaatcct 1440 ggtgtctacg aatattatgt acacgtaaat gaactgtcaa tcgaaattta gcgagattat 1500 ggatgtaccg ttggtttccg tctttttaaa catgtgagag gggatgcatt cgcaagctgt 1560 ataagtgtgg tgttgcctgt gtaatactcc ctccgtttca aaatgtttga caccgttgac 1620 tttttagtcg tgtttgacca ttcgtcttat tcaaaaattt aagtaattat ttattctttt 1680 catctcattt gattcattgt taaatatact ttcatgtaca catatagttt tacatatttt 1740 acaatttttt tttgaataag acgaatggtc aaatatgtgc taaaagtcaa cggcgtcaaa 1800 cattttgaaa cggagggagt attgatcaat gtgtgtgcgt cccccttcta gtaaagaaat 1860 atattgcatt atgtaaacag atataggcca ggccacccac tataaatacc ttgctctccc 1920 aacattgttc tcacagctca ttacacatag cccgctcggt catcggagcg agaaagctcg 1980 ccggcgacct caccgtgcac 2000 <210> 4 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GUSA Anti primer <400> 4 cgcgatccag actgaatgcc c 21 <210> 5 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsRP3 1957 F primer <400> 5 cggtcatcgg agcgagaaag ctcg 24 <110> REPUBLIC OF KOREA (MANAGEMENT : RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION) <120> OsRP3 promoter expressed in root vascular cylinder and uses it <130> DP20200245 <160> 5 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 34 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Os05g0213900P F primer <400> 1 gccgccccct tcacccgaag ggataagtcc aatg 34 <210> 2 <211> 35 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Os05g0213900P R primer <400> 2 tcggcgcgcc cacccttgtg cacggtgagg tcgcc 35 <210> 3 <211> 2000 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Oryza sativa Root Promoter 3 <400> 3 cgaagggata agtccaatgt tccgccggcc caggcaatta tatcgtttac gtcggcatgt 60 tcaaggctgc atcagtacat tcgacctctt ggattgatct ggtttggatg atatacttgt 120 ctacctattt atcatatatc tctgttaatc tagtcttagc atatcaattt agctctatcg 180 gctgcttctc gttttagggt ttctgcaggc atcggctaaa tcgcgttgct agattagatt 240 agcttagaca tctaccaccc tgaaaactca gtcaacgact tgattgtcta gatattatgt 300 ttcttttcat acttagtgct gcatcagtta agtttgatct actaagtcgt gcttagaacc 360 ataatctcta gcctgcttct tgattgccaa taagggtttc atcggggttt cagctggtga 420 gttatctgga cgttgcatcg gctcataagg attgcatata catataagtt ggatttagcc 480 gatgacaaca aaggcttcag tgtttaatct aatcttgtgg atttcatgac atcagacctc 540 cagccgatgt gtgttttgac cttcgaatcg atgcttattt atcatatcat tatttgctga 600 ttggtttata ctggattata ttgttatttt attacatcgt cgtcagccaa ttgcctttat 660 atcattatct acattggaca tatagccgat tgcttaaacc ctatcgctat cggctggtat 720 cggcatcggc tattatcggc atcggctgga actactccat cggcttgtca gccgatcggc 780 tatttcgatc tactatttgc atatcttgtc agttgcagga tcaaactgac tggtacgctc 840 gaatctcgtc aatatttgga tctgcacagg agctaagcag atctcccagg acggtgtgtt 900 cgattttttt tcgtcaacag tatcacacag ttattagcaa cttgttgatt gatctttgtt 960 gttagtcgtg aacaatcacc gaaacaacat ctcgtgatga acagcataaa caatttcaga 1020 atccagtaat gcatgcattt agtttgacaa aagtttactt gccgcgctag tgcaaaatgg 1080 aggcatatgc cacacacttt gcaacaacgt ttgttgcagt tcgttggctc agcgcactga 1140 ggcactacct aagcaaaaaa aataagcacg acataatata tgtaccggca gatcgactca 1200 gcttccatta gagaaagtca cacacctcga attaagataa tttttgaaat agcacgcctg 1260 ggagaagaag gtaaataata ataataatat gctacaatga tattagatca ctgatgaaga 1320 tggcagcata cacgtcttgg acatggagag gctcgattaa attacattgc attatgggga 1380 agcaccggtg gagtggtgat ggagtcgtgg gtacatgatt aatttcagag ttcaaatcct 1440 ggtgtctacg aatattatgt acacgtaaat gaactgtcaa tcgaaattta gcgagattat 1500 ggatgtaccg ttggtttccg tctttttaaa catgtgagag gggatgcatt cgcaagctgt 1560 ataagtgtgg tgttgcctgt gtaatactcc ctccgtttca aaatgtttga caccgttgac 1620 tttttagtcg tgtttgacca ttcgtcttat tcaaaaattt aagtaattat ttattctttt 1680 catctcattt gattcattgt taaatatact ttcatgtaca catatagttt tacatatttt 1740 acaatttttt tttgaataag acgaatggtc aaatatgtgc taaaagtcaa cggcgtcaaa 1800 cattttgaaa cggagggagt attgatcaat gtgtgtgcgt cccccttcta gtaaagaaat 1860 atattgcatt atgtaaacag atataggcca ggccacccac tataaatacc ttgctctccc 1920 aacattgttc tcacagctca ttacacatag cccgctcggt catcggagcg agaaagctcg 1980 ccggcgacct caccgtgcac 2000 <210> 4 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GUSA Anti primer <400> 4 cgcgatccag actgaatgcc c 21 <210> 5 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsRP3 1957 F primer <400> 5 cggtcatcgg agcgagaaag ctcg 24

Claims (13)

서열번호1로 표시되는 염기서열로 이루어진, 식물의 뿌리에서 특이적으로 발현을 유도하는 프로모터.A promoter that specifically induces expression in the root of a plant, comprising the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1. 제 1항에 있어서,
상기 뿌리는 관다발 중심주(vascular cylinder)인 것을 특징으로 하는, 프로모터.
The method of claim 1,
The root is characterized in that the vascular cylinder (vascular cylinder), the promoter.
제 2항에 있어서,
상기 관다발 중심주는 물관부 조직인 것을 특징으로 하는, 프로모터.
3. The method of claim 2,
The vascular bundle center column, characterized in that the xylem tissue, the promoter.
제 1항에 있어서,
상기 프로모터는 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 또는 옥신(auxin)에 의해 뿌리의 측근 원기(lateral root primordia)에서 발현을 유도하는 것을 특징으로 하는, 프로모터.
The method of claim 1,
The promoter is characterized in that for inducing expression in the lateral root primordia of the root by Abscisic acid (ABA) or auxin (auxin), the promoter.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 프로모터와 작동 가능하게 연결된 목적 단백질을 암호화하는 외래 유전자를 포함하는 재조합 벡터.A recombinant vector comprising a foreign gene encoding a target protein operably linked to the promoter of any one of claims 1 to 4. 제 5항의 벡터로 형질전환된 아그로박테리움(Agrobacterium).Agrobacterium transformed with the vector of claim 5 ( Agrobacterium ). 제 5항의 벡터 또는 제 6항의 아그로박테리움으로 형질전환된 형질전환 식물체.A transgenic plant transformed with the vector of claim 5 or the Agrobacterium of claim 6. 제 7항에 있어서,
상기 식물체는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 밀, 팥, 귀리 또는 수수를 포함하는 식량 작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 또는 당근을 포함하는 채소 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 또는 유채를 포함하는 특용작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 또는 바나나를 포함하는 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 또는 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 또는 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료 작물류로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 형질전환 식물체.
8. The method of claim 7,
The plant is rice, wheat, barley, corn, soybean, potato, wheat, red bean, oats or food crops including sorghum; vegetable crops including Arabidopsis thaliana, Chinese cabbage, radish, red pepper, strawberry, tomato, watermelon, cucumber, cabbage, melon, pumpkin, green onion, onion or carrot; special crops including ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, sugar beet, perilla, peanut or rapeseed; fruit trees including apple trees, pear trees, jujube trees, peaches, poplars, grapes, tangerines, persimmons, plums, apricots or bananas; flowers including roses, gladiolus, gerberas, carnations, chrysanthemums, lilies or tulips; and ryegrass, red clover, orchard grass, alpha alpha, tall fescue or perennial ryegrass, characterized in that at least one selected from the group consisting of feed crops, transgenic plants.
제 5항의 벡터로 식물을 형질전환시켜 목적 단백질을 식물체의 발현시키는 단계를 포함하는 형질전환 식물체의 제조방법.A method for producing a transgenic plant comprising the step of transforming the plant with the vector of claim 5 to express the target protein in the plant. 제 9항에 있어서,
상기 목적 단백질은 식물의 뿌리에서 특이적으로 발현되는 것을 특징으로 하는, 형질전환 식물체의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The method for producing a transgenic plant, characterized in that the target protein is specifically expressed in the root of the plant.
제 9항에 있어서,
상기 뿌리는 관다발 중심주(vascular cylinder)인 것을 특징으로 하는, 형질전환 식물체의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The root is a method for producing a transgenic plant, characterized in that the vascular bundle center (vascular cylinder).
제 11항에 있어서,
상기 관다발 중심주는 물관부 조직인 것을 특징으로 하는, 형질전환 식물체의 제조방법.
12. The method of claim 11,
The method for producing a transgenic plant, characterized in that the vascular bundle center line is a xylem tissue.
제 9항에 있어서,
상기 목적 단백질은 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 또는 옥신(auxin)에 의해 뿌리의 측근 원기(lateral root primordia)에서 발현이 유도되는 것을 특징으로 하는, 형질전환 식물체의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The method for producing a transgenic plant, characterized in that the expression of the target protein is induced in the lateral root primordia of the root by Abscisic acid (ABA) or auxin.
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