WO2012047006A2 - 식물의 생장 또는 바이오매스 증가를 촉진시키는 ｇｇｐｓ 유전자 및 이의 용도 - Google Patents

식물의 생장 또는 바이오매스 증가를 촉진시키는 ｇｇｐｓ 유전자 및 이의 용도 Download PDF

Info

Publication number
WO2012047006A2
WO2012047006A2 PCT/KR2011/007351 KR2011007351W WO2012047006A2 WO 2012047006 A2 WO2012047006 A2 WO 2012047006A2 KR 2011007351 W KR2011007351 W KR 2011007351W WO 2012047006 A2 WO2012047006 A2 WO 2012047006A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plant
ggps
biomass
gene
growth
Prior art date
Application number
PCT/KR2011/007351
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2012047006A3 (ko
Inventor
유병태
타타산딥 쿠말
Original Assignee
한국생명공학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생명공학연구원 filed Critical 한국생명공학연구원
Priority to US13/878,367 priority Critical patent/US9879236B2/en
Priority to CN201180048801.XA priority patent/CN103153043B/zh
Publication of WO2012047006A2 publication Critical patent/WO2012047006A2/ko
Publication of WO2012047006A3 publication Critical patent/WO2012047006A3/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10—Transferases (2.)
    • C12N9/1085—Transferases (2.) transferring alkyl or aryl groups other than methyl groups (2.5)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8262—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield involving plant development
    • C12N15/827—Flower development or morphology, e.g. flowering promoting factor [FPF]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Y—ENZYMES
    • C12Y205/00—Transferases transferring alkyl or aryl groups, other than methyl groups (2.5)
    • C12Y205/01—Transferases transferring alkyl or aryl groups, other than methyl groups (2.5) transferring alkyl or aryl groups, other than methyl groups (2.5.1)
    • C12Y205/01029—Geranylgeranyl diphosphate synthase (2.5.1.29)
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/146—Genetically Modified [GMO] plants, e.g. transgenic plants

Definitions

  • the present invention relates to a GGPS gene for promoting plant growth or to increase biomass and its use, and more particularly, to a plant cell by transforming a recombinant vector comprising a geranylgeranyl pyrophosphate synthase (GGPS) gene to a control plant, compared to a control plant.
  • GGPS geranylgeranyl pyrophosphate synthase
  • the present invention relates to a plant which promotes an increase in growth or biomass compared to a control plant prepared by the above method, and a composition for promoting plant growth or increase in biomass compared to a control plant comprising the seed and the GGPS gene. .
  • transgenic plants have been carried out to increase the yield of plants, and derived from various plants (such as corn, soybeans, peppers, Arabidopsis, tobacco or rice) or microorganisms (Synechocystis, Pseudomonas, Bacillus or Anabaena). Many transgenic plants with increased growth and biomass have been reported.
  • Geranylgeranyl pyrophosphate synthase is known as an enzyme that catalyzes the production of geranylgeranyl pyrophosphate (GGPP) from farnesyl pyrophosphate (FPP), an intermediate of the HMG-CoA reductase pathway. GGPP produced in the reaction becomes a precursor of carotenoids having antioxidant activity.
  • Korean Patent No. 10-0814941 discloses a method for mass production of lycopene, a type of carotenoid, from Escherichia coli transformed with GGPS using a gene, and Korean Patent No. 10-0871591 uses CaPLA1 gene derived from red pepper.
  • a method for producing a transformed plant having increased biomass is disclosed.
  • Korean Patent Publication No. 2003-0011780 discloses a transformed plant having increased seed production and biomass using a SH2-REV6-HS gene derived from corn. A method of making is disclosed.
  • the present invention has been derived by the above-mentioned demands, the present inventors have derived from sunflower GGPS The present invention was completed by confirming that growth or biomass increase was promoted in the tobacco plants transformed with the genes as compared to the control plants.
  • the present invention provides a method for promoting plant growth or biomass increase compared to the control plant by transforming a recombinant cell comprising a geranylgeranyl pyrophosphate synthase (GGPS) gene in a plant cell.
  • GGPS geranylgeranyl pyrophosphate synthase
  • the present invention provides a method for producing a transgenic plant, wherein the growth or biomass increase is promoted as compared to the control plant comprising the step of transforming the plant cell with a recombinant vector comprising the GGPS gene.
  • the present invention provides a plant and its seeds, which promoted an increase in growth or biomass compared to a control plant prepared by the above method.
  • the present invention also provides a composition for promoting plant growth or increase in biomass compared to control plants, comprising the GGPS gene.
  • the sunflower-derived GGPS gene of the present invention can be used to produce plants that promote increased growth or biomass compared to the control plants. Therefore, it may be useful to solve the problem of reduced supply of food resources when applied to food crops. .
  • T 1 is a photograph showing a GGPS-transformed tobacco line (T 1 ) showing faster growth than the control GUS-transformed tobacco line (T 1 ).
  • FIG. 2 is a graph quantifying the increase in plant growth rate (72% greater height) of the GGPS-transformed tobacco line (T 1 ) compared to the control GUS-transformed line (T 1 ).
  • FIG. 3 is a graph quantifying GGPS-transforming tobacco line (T 1 ) showing faster growth (51% more biobiomass increase) than control GUS-transforming line (T 1 ).
  • T 1 is a graph quantifying the GGPS-transformed tobacco line (T 1 ) showing faster growth (69% more dry biomass increase) than the control GUS-transformed line.
  • Figure 5 is a photograph showing the rapid growth of plant growth and biomass of GGPS transgenic tobacco line (T 2 ) compared to wild type (wild type) and control (IPP isomerase; IPPi-T 2 ) tobacco plants. to be.
  • FIG. 6 is a photograph showing the number of seed stalks increased four times as compared to the control GUS-transformed tobacco line (T 0 ) in the GGPS-transformed tobacco line (T 0 ).
  • FIG. 7 shows a shorter flowering period (25% shorter) in flowering period than in control GUS-transforming tobacco line (T 1 ) in GGPS-transforming tobacco line (T 1 ).
  • FIG. 8 is a picture showing increased number of flower / seed stalks in GGPS-transforming tobacco line (T 0 ) compared to wild type (nontransforming parent) tobacco plants.
  • FIG. 9 is a graph quantifying the number of seed stalks 41% increased over wild-type (nontransforming parent) plants in GGPS-transforming tobacco line (T 0 ).
  • FIG. 10 is a photo showing increased number of flower / seed stalks compared to wild type (nontransforming parent) tobacco plants in GGPS-transformed tobacco line (T 2 ).
  • the present invention provides a plant growth or biomass as compared to the control plant comprising the step of transforming a recombinant vector comprising a geranylgeranyl pyrophosphate synthase (GGPS) gene in the plant cell overexpressing the GGPS gene It provides a method of promoting the increase of.
  • GGPS geranylgeranyl pyrophosphate synthase
  • the growth or biomass increase of the plant may include increasing the growth rate of the plant, inducing early flowering, increasing the height, increasing the seed yield or increasing the number of flowering plants. number of flower), but is not limited thereto.
  • the GGPS gene may be derived from Helianthus annuus , but is not particularly limited to the gene source.
  • the GGPS gene includes both genomic DNA and cDNA encoding the GGPS protein.
  • the gene of the present invention may include the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1.
  • variants of the above nucleotide sequences are included within the scope of the present invention.
  • the gene has a base sequence having a sequence homology of at least 70%, more preferably at least 80%, even more preferably at least 90%, most preferably at least 95% with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, respectively. It may include.
  • the "% sequence homology" for a polynucleotide is identified by comparing the comparison region with two optimally arranged sequences, wherein a portion of the polynucleotide sequence in the comparison region is the reference sequence (addition or deletion) for the optimal alignment of the two sequences. It may include the addition or deletion (ie, gap) compared to).
  • Recombinant refers to a cell in which a cell replicates a heterologous nucleic acid, expresses the nucleic acid, or expresses a protein encoded by a peptide, a heterologous peptide, or a heterologous nucleic acid.
  • Recombinant cells can express genes or gene fragments that are not found in their natural form in either the sense or antisense form.
  • Recombinant cells can also express genes found in natural cells, but the genes are modified and reintroduced into cells by artificial means.
  • the GGPS gene sequence can be inserted into a recombinant expression vector.
  • recombinant expression vector means a bacterial plasmid, phage, yeast plasmid, plant cell virus, mammalian cell virus, or other vector. In principle, any plasmid and vector can be used as long as it can replicate and stabilize in the host.
  • An important feature of the expression vector is that it has a origin of replication, a promoter, a marker gene and a translation control element.
  • Expression vectors comprising the GGPS gene sequence and appropriate transcriptional / translational control signals can be constructed by methods well known to those of skill in the art. Such methods include in vitro recombinant DNA techniques, DNA synthesis techniques, in vivo recombinant techniques, and the like. The DNA sequence can be effectively linked to a suitable promoter in the expression vector to drive mRNA synthesis. Expression vectors may also include ribosomal binding sites and transcription terminators as translation initiation sites.
  • Preferred examples of recombinant vectors of the invention are Ti-plasmid vectors capable of transferring part of themselves, the so-called T-region, to plant cells when present in a suitable host such as Agrobacterium tumerfaciens.
  • Another type of Ti-plasmid vector (see EP 0 116 718 B1) is currently used to transfer hybrid DNA sequences to protoplasts from which plant cells or new plants can be produced which properly insert hybrid DNA into the plant's genome. have.
  • a particularly preferred form of the Ti-plasmid vector is the so-called binary vector as claimed in EP 0 120 516 B1 and US Pat. No. 4,940,838.
  • viral vectors such as those which can be derived from double stranded plant viruses (eg CaMV) and single stranded viruses, gemini viruses, etc.
  • it may be selected from an incomplete plant viral vector.
  • the recombinant vector may be a pBI101 vector, but is not limited thereto.
  • the expression vector will preferably comprise one or more selectable markers.
  • the marker is typically a nucleic acid sequence having properties that can be selected by chemical methods, and all genes that can distinguish transformed cells from non-transformed cells. Examples include herbicide resistance genes such as glyphosate or phosphinothricin, kanamycin, G418, bleomycin, hygromycin, and chloramphenicol. Resistance genes include, but are not limited to.
  • the promoter may be, but is not limited to, CaMV 35S, actin, ubiquitin, pEMU, MAS or histone promoter.
  • the term “promoter” refers to a region of DNA upstream from a structural gene and refers to a DNA molecule to which an RNA polymerase binds to initiate transcription.
  • a "plant promoter” is a promoter capable of initiating transcription in plant cells.
  • a “constitutive promoter” is a promoter that is active under most environmental conditions and developmental conditions or cell differentiation. Constitutive promoters may be preferred in the present invention because selection of the transformants may be made by various tissues at various stages. Thus, the constitutive promoter does not limit the possibility of selection.
  • terminators can be used, for example nopalin synthase (NOS), rice ⁇ -amylase RAmy1 A terminator, phaseoline terminator, Agrobacterium tumefaciens (Agrobacterium tumefaciens) Terminator of the octopine gene, but is not limited thereto.
  • NOS nopalin synthase
  • rice ⁇ -amylase RAmy1 A terminator phaseoline terminator
  • Agrobacterium tumefaciens Agrobacterium tumefaciens
  • Terminator of the octopine gene but is not limited thereto.
  • terminators such regions are generally known to increase the certainty and efficiency of transcription in plant cells. Therefore, the use of terminators is highly desirable in the context of the present invention.
  • a host cell capable of continuously cloning and expressing the vector of the present invention in a prokaryotic cell while being stable can be used in any host cell known in the art, for example, E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1. , Bacillus genus strains, such as E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, Bacillus subtilis, Bacillus thuringiensis, and Salmonella typhimurium, Serratia marcensons, and various Pseudomonas Enterobacteria such as species and strains.
  • yeast Saccharomyce cerevisiae
  • insect cells human cells (e.g., CHO cell line (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293) as host cells.
  • human cells e.g., CHO cell line (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293) as host cells.
  • HepG2, 3T3, RIN and MDCK cell lines and plant cells and the like can be used.
  • the host cell is preferably a plant cell.
  • the method of carrying the vector of the present invention into a host cell is performed by using the CaCl 2 method or one method (Hanahan, D., J. Mol. Biol., 166: 557-580 (1983)) when the host cell is a prokaryotic cell. And the electroporation method.
  • the vector may be injected into the host cell by microinjection, calcium phosphate precipitation, electroporation, liposome-mediated transfection, DEAE-dextran treatment, gene bombardment, or the like. Can be.
  • Plant transformation refers to any method of transferring DNA to a plant. Such transformation methods do not necessarily have to have regeneration and / or tissue culture periods. Transformation of plant species is now common for plant species, including both dicotyledonous plants as well as monocotyledonous plants. In principle, any transformation method can be used to introduce hybrid DNA according to the invention into suitable progenitor cells. Method is calcium / polyethylene glycol method for protoplasts (Krens, FA et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373), protoplasts Electroporation (Shillito RD et al., 1985 Bio / Technol.
  • the present invention is a trait that promotes an increase in growth or biomass compared to a control plant comprising transforming a plant cell with a recombinant vector comprising a GGPS gene and regenerating the plant from the transformed plant cell. It provides a method for producing a converted plant.
  • the method of the present invention comprises transforming plant cells with a recombinant vector according to the present invention, which transformation can be mediated by, for example, Agrobacterium tumefiaciens .
  • the method also includes the step of regenerating the transgenic plant from said transformed plant cell.
  • the method for regenerating the transformed plant from the transformed plant cell may use any method known in the art.
  • the GGPS gene is as described above.
  • Transformed plant cells should be re-differentiated into whole plants. Techniques for regeneration of mature plants from callus or protoplast cultures are well known in the art for many different species.
  • the present invention provides a plant and its seed, which promoted an increase in growth or biomass compared to a control plant transformed with a recombinant vector comprising a GGPS gene.
  • the GGPS gene may be composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
  • the plant may be a dicotyledonous plant, but is not limited thereto.
  • the dicotyledonous plants include Asteraceae (Asteraceae, Diapensiaceae), Asteraceae (Clethraceae), Pyrolaceae, Ericaceae, Myrsinaceae, Primaceae, Primaceae (Plumbaginaceae), Persimmonaceae (Ebenaceae) , Styracaceae, Stink bug, Symplocaceae, Ash (Oleaceae), Loganiaceae, Gentianaceae, Menyanthaceae, Oleaceae, Apocynaceae , Asclepiadaceae, Rubiaceae, Polemoniaceae, Convolvulaceae, Boraginaceae, Verbenaceae, Labiatae, Solanaceae, Scrophulariaceae , Bignoniaceae, Acanthaceae, Sesame (Pedaliaceae), Fructose (Orobanchaceae).
  • Gesneriaceae Lentibulariaceae, Phrymaceae, Plantaginaceae, Caprifoliaceae, (Perox Adoxaceae), Valerianaceae, Dipsacaceae, Campanaceae ( Campanulaceae, Compositae, Myricaceae, Sapaceae, Juglandaceae, Salicaceae, Birchaceae, Beechaceae, Fagaceae, Elmaceae, Moraceae , Urticaceae, Santalaceae, Mistletoe, Lothanthaceae, Polygonaceae, Apophyticaceae, Phytolaccaceae, Cycloneaceae, Aizoaceae, Purslane (Portulacaceae), Caryophyllaceae, Chenopodiaceae, Amaranthaceae, Cactaceae, Magnoliaceae, Illiciaceae, Lauraceae, Cassia family, Cecidiphyllaceae, Ran
  • the present invention also provides a composition for promoting plant growth or increase in biomass compared to control plants, comprising the GGPS gene.
  • the GGPS gene may be composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.
  • the composition of the present invention comprises a GGPS gene as an active ingredient, and by transforming the gene GGPS to a plant, it is possible to promote the growth or increase of biomass of the plant compared to the control plant.
  • the plant is as described above.
  • the truncated leaf explants had a 30 ml culture medium containing 3% sucrose, 1% maltose, 2 mg / l BA, 0.2 mg / l NAA and 0.2% phytagel (pH 5.8) with MS salt. Each was transferred to a 9cm Petri dish. To measure the effect of growth regulators, MS medium was modified with a combination of NAA (0.2 and 0.5 mg / l) and BA concentration (2 mg / l maintenance). These hormone compositions were based on tissue culture experiments on Russian dandelion (Bae et al., Plant Cell Tiss Org 2005, 80: 51-57). Culture conditions were maintained at 23 ⁇ 1 ° C.
  • the GGPS gene was amplified from a sunflower ( Helianthus annus ) cDNA library and cloned into the Xba I and Bam HI positions of the pBI121 vector under CaMV 35S promoter regulation.
  • pBI121 containing GUS ⁇ -glucuronidase
  • Leaf explants were cut from in vitro tobacco seedlings and cultured for 6 days under light conditions (MS salt, 3% sucrose, 1% glucose, 0.2 mg / l NAA, 2.0 mg / l BA, 50 mg / l betaine, 0.3% phytagel and 0.1 mM acetosyringone, pH 5.2).
  • Agrobacterium was incubated overnight at 28 ° C. up to OD600 nm value 0.6-0.8 in 50 ml YEP medium containing 100 mg / l kanamycin and 50 mg / l rifampicin.
  • the cultures were centrifuged and the pellets were 50 ml induction solution (1/2 MS salt, 3% sucrose, 1% glucose, 50 mg / l betaine, 0.5 g / l MES, and 0.1 mM acetosyringone at 28 ° C). , pH 5.2) for 1 hour.
  • the precultured tobacco leaf explants were immersed in the final bacterial culture with gentle stirring for 15 minutes at room temperature, and simply dried on sterile filter paper, co-culture medium (MS salt, 3% sucrose, 1% glucose at 25 ° C). , 50 mg / l betaine, 0.2 mg / l NAA, 2.0 mg / l BA, 0.3% phytagel, and 0.2 mM acetosyringone, pH 5.2) Incubated under cancer conditions.
  • the shoots with shoots were placed in rooting medium containing 100 mg / l kanamycin (1/2 MS salt, 1.5% sucrose, 0.05 mg / l NAA, 0.2% phytagel, pH 5.8, 250 mg / l Cytotaxin). Moved.
  • the transgenic plants were transferred to the greenhouse and covered with polyethene (with a few holes) for a week to prevent water loss. Plants allowed them to grow for two weeks and built iron supports to keep plants growing straight. The plants were watered well to grow healthy. Regular visits were made to greenhouses to collect data on the number of flowers, flowering time, height, biomass and seed yield. At maturity, seeds were collected and plants harvested.
  • Seeds were collected and dried at 28 ° C. for 1 week. Plants harvested for biomass yield were also dried at 65 ° C. for 10 days. The collected seeds were treated with 10% (v / v) sodium hypochlorite + 0.05% (v / v) tween-20 for 20 minutes and washed 5 times with sterile water. Seeds were germinated in MS medium containing kanamycin (100 mg / l) and maintained for 3 days in dark at 4 ° C., followed by 20 ⁇ mol ⁇ 2 s ⁇ of 40 W cool white and red deluxe fluorescent tubes (1: 1 mix). It was maintained at 23 ° C. for 15 days under long day conditions consisting of 16 hours of light and 8 hours of dark with a light intensity of 1 . Healthy plants were selected from the medium and transferred to the soil. Plants allowed them to grow in healthy conditions in the greenhouse, and data were collected by regular visits to the greenhouse.
  • Transgenic tobacco plants (T 0 generation) were selected as kanamycin selection medium added in order to obtain a T 2 Homo line. Phenotypic characteristics were observed in all T 0, T 1 , and T 2 regenerated plants.
  • Agrobacterium mediated methods were used to generate three independent tobacco transformation lines for the foreign gene GGPS.
  • the combination of fixed BA concentration (2.0 mg / l) and NAA (0.2, 0.5 mg / l) was studied to determine the ability to induce negative children.
  • the rate of root formation was about 90%.
  • the rooting plants are washed with running water and then light for 16 hours and 8 hours of cancer with a light intensity of 20 ⁇ molm -2 s -1 from 40 W cool white and red deluxe fluorescent tubes (1: 1 mix) at 23 ° C. for 45 days. Under long-term conditions composed of conditions, they were planted in the soil for purifying and robust development of the root system. After 45 days, we were able to observe the well-developed root system in the plant, after which the plant was transferred to the greenhouse.
  • Transgenic tobacco overexpressing the GGPS gene showed overall rapid growth and development as compared to control tobacco plants.
  • GGPS-T 1 -transformed plants showed increased growth (72% longer grass length) than GUS-T 1 -transformed plants (Table 1, FIG. 2).
  • GUS-T 1 -tobacco line 17.1 cm
  • the transformed GGPS-T 1 -tobacco line has a much longer streak (29 cm) ( Figure 1).
  • IPPi IPP isomerase
  • the IPPi gene is an enzyme that promotes the process of isomerization of isopentenyl pyrophosphate (IPP) to dimethylallyl pyrophosphate (DMAPP) and is located upstream of GGPS in the same isoprenoid compound synthesis circuit.
  • the flowering period was determined when the first flower buds were visually identified and the first flowers bud.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 GGPS (geranylgeranyl pyrophosphate synthase) 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 대조구 식물에 비해 단 시간 내 식물의 생장 또는 바이오매스를 증가시키는 방법, GGPS 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물세포를 형질전환하는 단계를 포함하는 대조구 식물에 비해 단 시간 내 생장 또는 바이오매스가 증가된 형질전환 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 대조구 식물에 비해 생장 또는 바이오매스 증가가 촉진된 식물체 및 이의 종자 및 GGPS 유전자를 포함하는 대조구 식물에 비해 식물의 생장 또는 바이오매스의 증가를 촉진시키기 위한 조성물에 관한 것이다.

Description

식물의 생장 또는 바이오매스 증가를 촉진시키는 ＧＧＰＳ 유전자 및 이의 용도
본 발명은 식물의 생장 또는 바이오매스를 증가를 촉진시키는 GGPS 유전자 및 이의 용도에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 GGPS (geranylgeranyl pyrophosphate synthase) 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 대조구 식물에 비해 식물의 생장 또는 바이오매스의 증가를 촉진시키는 방법, GGPS 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물세포를 형질전환하는 단계를 포함하는 대조구 식물에 비해 생장 또는 바이오매스의 증가가 촉진된 형질전환 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 대조구 식물에 비해 생장 또는 바이오매스의 증가가 촉진된 식물체 및 이의 종자 및 GGPS 유전자를 포함하는 대조구 식물에 비해 식물의 생장 또는 바이오매스의 증가를 촉진시키기 위한 조성물에 관한 것이다.
전 세계적인 인구의 증가 및 농업에 유용한 경작지의 감소로 인해 농업의 효율성을 증가시킬 수 있는 연구의 필요성이 대두되고 있다. 또한, 한국은 옥수수, 밀, 대두 등의 주요 식량 작물을 미국, 중국 등으로부터의 수입에 상당수 의존하고 있으며, 농산물의 수입액은 수출액의 몇 배에 달하는 실정이다. 식물유전공학의 발달은 경제적, 농업적 및 원예적 형질이 향상된 작물 또는 식물을 제공하고 있으며, 생장 및 바이오매스가 증가된 형질전환 식물체의 연구 개발은 식량 자원의 공급 감소 문제에 대한 방안이 될 수 있다.
지금까지 식물의 수확량을 증가시키기 위한 형질전환 식물체의 연구 개발이 상당수 진행되었으며, 다양한 식물(옥수수, 콩, 고추, 애기장대, 담배 또는 벼 등) 또는 미생물(Synechocystis, Pseudomonas, Bacillus 또는 Anabaena 등) 유래의 유전자들을 이용한 생장 및 바이오매스가 증가된 다양한 형질전환 식물체가 상당수 보고되어 있다.
GGPS (geranylgeranyl pyrophosphate synthase)는 HMG-CoA 리덕타제 경로 (reductase pathway)의 중간체인 FPP (farnesyl pyrophosphate)로부터 GGPP (geranylgeranyl pyrophosphate)의 생성 반응을 촉매하는 효소로서 알려져 있으며. 상기 반응에서 생성된 GGPP는 항산화 활성을 가지는 카로티노이드 (carotenoid)의 전구물질이 된다.
한국등록특허 제10-0814941호에는 GGPS를 유전자를 이용하여 형질전환시킨 대장균으로부터 카로티노이드의 일종인 라이코펜을 대량 제조하는 방법이 개시되어 있으며, 한국등록특허 제10-0871591호에는 고추 유래 CaPLA1 유전자를 이용하여 바이오매스가 증가된 형질전환 식물체를 제조하는 방법이 개시되어 있으며, 한국공개특허 제2003-0011780호에는 옥수수 유래 SH2-REV6-HS 유전자를 이용하여 종자 생산량 및 바이오매스가 증가된 형질전환 식물체를 제조하는 방법이 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 해바라기 유래 GGPS 유전자를 형질전환시킨 담배 식물체에서 대조구 식물에 비해 생장 또는 바이오매스 증가가 촉진된 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 GGPS (geranylgeranyl pyrophosphate synthase) 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 대조구 식물에 비해 식물의 생장 또는 바이오매스의 증가를 촉진시키는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 GGPS 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물세포를 형질전환하는 단계를 포함하는 대조구 식물에 비해 생장 또는 바이오매스의 증가가 촉진된 형질전환 식물체의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 대조구 식물에 비해 생장 또는 바이오매스의 증가가 촉진된 식물체 및 이의 종자를 제공한다.
또한, 본 발명은 GGPS 유전자를 포함하는, 대조구 식물에 비해 식물의 생장 또는 바이오매스의 증가를 촉진시키기 위한 조성물을 제공한다.
본 발명의 해바라기 유래 GGPS 유전자를 이용하면 대조구 식물에 비해 생장 또는 바이오매스의 증가가 촉진된 식물체를 제조할 수 있으므로, 이를 식량 작물에 적용하면 식량 자원의 공급 감소 문제를 해결하는데 유용할 것으로 사료된다.
도 1은 대조구 GUS-형질전환 담배 라인(T1)보다 빠른 생장을 보여주는 GGPS-형질전환 담배 라인(T1)을 보여주는 사진이다.
도 2는 대조구 GUS-형질전환 라인(T1)에 비해 GGPS-형질전환 담배 라인(T1)의 식물체 생장속도의 증가(72% 더 큰 초장)를 수량화한 그래프이다.
도 3은 대조구 GUS-형질전환 라인(T1)보다 더 빠른 생장 (51% 더 많은 생체 바이오매스 증가)을 보여주는 GGPS-형질전환 담배 라인(T1)을 수량화한 그래프이다.
도 4는 대조구 GUS-형질전환 라인보다 더 빠른 생장 (69% 더 많은 건조 바이오매스 증가)을 보여주는 GGPS-형질전환 담배 라인(T1)을 수량화한 그래프이다.
도 5는 야생형(비형질전환 모본, wild type) 및 비교구 (IPP isomerase; IPPi-T2) 담배 식물체에 비해 GGPS 형질전환 담배 라인(T2)의 식물 초장 및 바이오매스가 빠른 증가를 보여주는 사진이다.
도 6은 GGPS-형질전환 담배 라인(T0)에서 대조구 GUS-형질전환 담배 라인 (T0)보다 4 배 증가된 종실협의 수를 나타낸 사진이다.
도 7은 GGPS-형질전환 담배 라인(T1)에서 대조구 GUS-형질전환 담배 라인(T1)에 비해 개화에 필요한 생육기간이 단축된(25% 더 짧은) 개화시기를 나타낸다.
도 8은 GGPS-형질전환 담배 라인(T0)에서 야생형(비형질전환 모본) 담배 식물체에 비해 증가된 꽃/종실협의 수를 보여주는 사진이다.
도 9는 GGPS-형질전환 담배 라인(T0)에서 야생형(비형질전환 모본) 식물체보다 41% 증가된 종실협의 수를 수량화한 그래프이다.
도 10은 GGPS-형질전환 담배 라인 (T2)에서 야생형(비형질전환 모본) 담배 식물체에 비해 증가된 꽃/종실협의 수를 보여주는 사진이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 GGPS (geranylgeranyl pyrophosphate synthase) 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 GGPS 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 대조구 식물에 비해 식물의 생장 또는 바이오매스의 증가를 촉진시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 방법에 있어서, 상기 식물의 생장 또는 바이오매스 증가는 식물의 생장속도(growth rate) 증가, 조기개화(early flowering) 유도, 초장(height) 증가, 종자 수확량(seed yield) 증가 또는 꽃수(number of flower) 증가일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
바람직하게는, 상기 GGPS 유전자는 해바라기(Helianthus annuus) 유래일 수 있으나, 유전자 source에 특별히 제한되지 않는다. 상기 GGPS 유전자는 GGPS 단백질을 코딩하는 게놈 DNA와 cDNA를 모두 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 유전자는 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 포함할 수 있다. 또한, 상기 염기서열의 변이체가 본 발명의 범위 내에 포함된다. 구체적으로, 상기 유전자는 서열번호 1의 염기 서열과 각각 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 더 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 염기 서열을 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드에 대한 "서열 상동성의 %"는 두 개의 최적으로 배열된 서열과 비교 영역을 비교함으로써 확인되며, 비교 영역에서의 폴리뉴클레오티드 서열의 일부는 두 서열의 최적 배열에 대한 참고 서열(추가 또는 삭제를 포함하지 않음)에 비해 추가 또는 삭제(즉, 갭)를 포함할 수 있다.
용어 "재조합"은 세포가 이종의 핵산을 복제하거나, 상기 핵산을 발현하거나 또는 펩티드, 이종의 펩티드 또는 이종의 핵산에 의해 암호된 단백질을 발현하는 세포를 지칭하는 것이다. 재조합 세포는 상기 세포의 천연 형태에서는 발견되지 않는 유전자 또는 유전자 절편을, 센스 또는 안티센스 형태 중 하나로 발현할 수 있다. 또한 재조합 세포는 천연 상태의 세포에서 발견되는 유전자를 발현할 수 있으며, 그러나 상기 유전자는 변형된 것으로서 인위적인 수단에 의해 세포 내 재도입된 것이다.
본 발명에서, 상기 GGPS 유전자 서열은 재조합 발현 벡터 내로 삽입될 수 있다. 용어 "재조합 발현 벡터"는 세균 플라스미드, 파아지, 효모 플라스미드, 식물 세포 바이러스, 포유동물 세포 바이러스, 또는 다른 벡터를 의미한다. 대체로, 임의의 플라스미드 및 벡터는 숙주 내에서 복제 및 안정화할 수 있다면 사용될 수 있다. 상기 발현 벡터의 중요한 특성은 복제 원점, 프로모터, 마커 유전자 및 번역 조절 요소(translation control element)를 가지는 것이다.
GGPS 유전자 서열 및 적당한 전사/번역 조절 신호를 포함하는 발현 벡터는 당업자에 주지된 방법에 의해 구축될 수 있다. 상기 방법은 시험관 내 재조합 DNA 기술, DNA 합성 기술 및 생체 내 재조합 기술 등을 포함한다. 상기 DNA 서열은 mRNA 합성을 이끌기 위해 발현 벡터 내의 적당한 프로모터에 효과적으로 연결될 수 있다. 또한 발현 벡터는 번역 개시 부위로서 리보좀 결합 부위 및 전사 터미네이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 재조합 벡터의 바람직한 예는 아그로박테리움 투머파시엔스와 같은 적당한 숙주에 존재할 때 그 자체의 일부, 소위 T-영역을 식물 세포로 전이시킬 수 있는 Ti-플라스미드 벡터이다. 다른 유형의 Ti-플라스미드 벡터 (EP 0 116 718 B1호 참조)는 현재 식물 세포, 또는 잡종 DNA를 식물의 게놈 내에 적당하게 삽입시키는 새로운 식물이 생산될 수 있는 원형질체로 잡종 DNA 서열을 전이시키는데 이용되고 있다. Ti-플라스미드 벡터의 특히 바람직한 형태는 EP 0 120 516 B1호 및 미국 특허 제4,940,838호에 청구된 바와 같은 소위 바이너리(binary) 벡터이다. 본 발명에 따른 DNA를 식물 숙주에 도입시키는데 이용될 수 있는 다른 적합한 벡터는 이중 가닥 식물 바이러스(예를 들면, CaMV) 및 단일 가닥 바이러스, 게미니 바이러스 등으로부터 유래될 수 있는 것과 같은 바이러스 벡터, 예를 들면 비완전성 식물 바이러스 벡터로부터 선택될 수 있다. 그러한 벡터의 사용은 특히 식물 숙주를 적당하게 형질전환하는 것이 어려울 때 유리할 수 있다. 바람직하게는, 상기 재조합 벡터는 pBI101 벡터일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
발현 벡터는 바람직하게는 하나 이상의 선택성 마커를 포함할 것이다. 상기 마커는 통상적으로 화학적인 방법으로 선택될 수 있는 특성을 갖는 핵산 서열로, 형질전환된 세포를 비형질전환 세포로부터 구별할 수 있는 모든 유전자가 이에 해당된다. 그 예로는 글리포세이트(glyphosate) 또는 포스피노트리신(phosphinothricin)과 같은 제초제 저항성 유전자, 카나마이신(kanamycin), G418, 블레오마이신(Bleomycin), 하이그로마이신(hygromycin), 클로람페니콜(chloramphenicol)과 같은 항생제 내성 유전자가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 재조합 벡터에서, 프로모터는 CaMV 35S, 액틴, 유비퀴틴, pEMU, MAS 또는 히스톤 프로모터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. "프로모터"란 용어는 구조 유전자로부터의 DNA 업스트림의 영역을 의미하며 전사를 개시하기 위하여 RNA 폴리머라아제가 결합하는 DNA 분자를 말한다. "식물 프로모터"는 식물 세포에서 전사를 개시할 수 있는 프로모터이다. "구성적(constitutive) 프로모터"는 대부분의 환경 조건 및 발달 상태 또는 세포 분화하에서 활성이 있는 프로모터이다. 형질전환체의 선택이 각종 단계에서 각종 조직에 의해서 이루어질 수 있기 때문에 구성적 프로모터가 본 발명에서 바람직할 수 있다. 따라서, 구성적 프로모터는 선택 가능성을 제한하지 않는다.
본 발명의 재조합 벡터에서, 통상의 터미네이터를 사용할 수 있으며, 그 예로는 노팔린 신타아제(NOS), 벼 α-아밀라아제 RAmy1 A 터미네이터, 파세올린(phaseoline) 터미네이터, 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)의 옥토파인(Octopine) 유전자의 터미네이터 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 터미네이터의 필요성에 관하여, 그러한 영역이 식물 세포에서의 전사의 확실성 및 효율을 증가시키는 것으로 일반적으로 알려져 있다. 그러므로, 터미네이터의 사용은 본 발명의 내용에서 매우 바람직하다.
본 발명의 벡터를 원핵세포에 안정되면서 연속적으로 클로닝 및 발현시킬 수 있는 숙주세포는 당업계에 공지된 어떠한 숙주세포도 이용할 수 있으며, 예컨대, E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1, E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, 바실러스 서브틸리스, 바실러스 츄린겐시스와 같은 바실러스 속 균주, 그리고 살모넬라 티피무리움, 세라티아 마르세슨스 및 다양한 슈도모나스 종과 같은 장내균과 균주 등이 있다.
또한, 본 발명의 벡터를 진핵 세포에 형질전환시키는 경우에는 숙주세포로서, 효모(Saccharomyce cerevisiae), 곤충세포, 사람세포 (예컨대, CHO 세포주 (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN 및 MDCK 세포주) 및 식물세포 등이 이용될 수 있다. 숙주세포는 바람직하게는 식물세포이다.
본 발명의 벡터를 숙주세포 내로 운반하는 방법은, 숙주 세포가 원핵 세포인 경우, CaCl2 방법, 하나한 방법 (Hanahan, D., J. Mol. Biol., 166:557-580(1983)) 및 전기천공 방법 등에 의해 실시될 수 있다. 또한, 숙주세포가 진핵세포인 경우에는, 미세주입법, 칼슘포스페이트 침전법, 전기천공법, 리포좀-매개 형질감염법, DEAE-덱스트란 처리법, 및 유전자 밤바드먼트 등에 의해 벡터를 숙주세포 내로 주입할 수 있다.
식물의 형질전환은 DNA를 식물에 전이시키는 임의의 방법을 의미한다. 그러한 형질전환 방법은 반드시 재생 및(또는) 조직 배양기간을 가질 필요는 없다. 식물 종의 형질전환은 이제는 쌍자엽 식물뿐만 아니라 단자엽 식물 양자를 포함한 식물 종에 대해 일반적이다. 원칙적으로, 임의의 형질전환 방법은 본 발명에 따른 잡종 DNA를 적당한 선조 세포로 도입시키는데 이용될 수 있다. 방법은 원형질체에 대한 칼슘/폴리에틸렌 글리콜 방법(Krens, F.A. et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373), 원형질체의 전기천공법(Shillito R.D. et al., 1985 Bio/Technol. 3, 1099-1102), 식물 요소로의 현미주사법(Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 202, 179-185), 각종 식물 요소의 (DNA 또는 RNA-코팅된) 입자 충격법(Klein T.M. et al., 1987, Nature 327, 70), 식물의 침윤 또는 성숙 화분 또는 소포자의 형질전환에 의한 아그로박테리움 투머파시엔스 매개된 유전자 전이에서 (비완전성) 바이러스에 의한 감염(EP 0 301 316호) 등으로부터 적당하게 선택될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 방법은 아그로박테리움 매개된 DNA 전달을 포함한다. 특히 바람직한 것은 EP A 120 516호 및 미국 특허 제4,940,838호에 기재된 바와 같은 소위 이원 벡터 기술을 이용하는 것이다.
또한, 본 발명은 GGPS 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물세포를 형질전환하는 단계 및 상기 형질전환된 식물세포로부터 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 대조구 식물에 비해 생장 또는 바이오매스의 증가가 촉진된 형질전환 식물체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 방법은 본 발명에 따른 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환하는 단계를 포함하는데, 상기 형질전환은 예를 들면, 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefiaciens)에 의해 매개될 수 있다. 또한, 본 발명의 방법은 상기 형질전환된 식물 세포로부터 형질전환 식물을 재분화하는 단계를 포함한다. 형질전환 식물 세포로부터 형질전환 식물을 재분화하는 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법을 이용할 수 있다. 본 발명의 방법에서, GGPS 유전자는 전술한 바와 같다.
형질전환된 식물세포는 전식물로 재분화되어야 한다. 캘러스 또는 원형질체 배양으로부터 성숙한 식물의 재분화를 위한 기술은 수많은 여러 가지 종에 대해서 당업계에 주지되어 있다.
또한, 본 발명은 GGPS 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 형질전환된 대조구 식물에 비해 생장 또는 바이오매스의 증가가 촉진된 식물체 및 이의 종자를 제공한다. 바람직하게는, 상기 GGPS 유전자는 서열번호 1의 염기서열로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 상기 식물체는 쌍자엽 식물일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 쌍자엽 식물은 암매과(돌매화나무과, Diapensiaceae), 매화오리나무과(Clethraceae), 노루발과(Pyrolaceae), 진달래과(Ericaceae), 자금우과(Myrsinaceae), 앵초과(Primulaceae), 갯질경이과 (Plumbaginaceae), 감나무과(Ebenaceae), 때죽나무과(Styracaceae), 노린재나무과, 회목과(Symplocaceae), 물푸레나무과(목서과, Oleaceae), 마전과(Loganiaceae), 용담과(Gentianaceae), 조름나물과(Menyanthaceae), 협죽도과(마삭나무과, Apocynaceae), 박주가리과(Asclepiadaceae), 꼭두서니과(Rubiaceae), 꽃고비과(Polemoniaceae), 메꽃과(Convolvulaceae), 지치과(Boraginaceae), 마편초과(Verbenaceae), 꿀풀과(Labiatae), 가지과(Solanaceae), 현삼과(Scrophulariaceae), 능소화과(Bignoniaceae), 쥐꼬리망초과(Acanthaceae), 참깨과(Pedaliaceae), 열당과 (Orobanchaceae). 제스네리아과(Gesneriaceae), 통발과(Lentibulariaceae), 파리풀과(Phrymaceae), 질경이과(Plantaginaceae), 인동과(Caprifoliaceae), (연복초과 Adoxaceae), 마타리과(Valerianaceae), 산토끼꽃과(Dipsacaceae), 초롱꽃과 (Campanulaceae), 국화과(Compositae), 소귀나무과(Myricaceae), 가래나무과 (Juglandaceae), 버드나무과(Salicaceae), 자작나무과(Betulaceae), 너도 밤나무과(참나무과, Fagaceae), 느릅나무과(Ulmaceae), 뽕나무과(Moraceae), 쐐기풀과 (Urticaceae), 단향과(Santalaceae), 겨우살이과(Loranthaceae), 마디풀과(여뀌과, Polygonaceae), 자리공과(상륙과, Phytolaccaceae), 분꽃과(Nyctaginaceae), 석류풀과(Aizoaceae), 쇠비름과(Portulacaceae), 석죽과(Caryophyllaceae), 명아주과 (Chenopodiaceae), 비름과(Amaranthaceae), 선인장과(Cactaceae), 목련과(Magnoliaceae), 붓순나무과(Illiciaceae), 녹나무과(Lauraceae), 계수나무과 (Cercidiphyllaceae), 미나리아재비과(Ranunculaceae), 매자나무과(Berberidaceae), 으름덩굴과(Lardizabalaceae), 새모래덩굴과(방기과, Menispermaceae), 수련과(Nymphaeaceae), 붕어마름과(Ceratophyllaceae), 어항마름과(Cabombaceae), 삼백초과(Saururaceae), 후추과(Piperaceae), 홀아비꽃대과(Chloranthaceae), 쥐방울덩굴과(Aristolochiaceae), 다래나무과(Actinidiaceae), 차나무과(동백나무과, Theaceae), 물레나물과(Guttiferae), 끈끈이주걱과(Droseraceae), 양귀비과(Papaveraceae), 풍접초과(Capparidaceae), 십자화과(겨자과, Cruciferae), 플라타너스과(버즘나무과, Platanaceae), 조록나무과(금루매과, Hamamelidaceae), 꿩의비름과(돌나물과, Crassulaceae), 범의귀과(Saxifragaceae), 두충과(Eucommiaceae), 돈나무과(Pittosporaceae), 장미과(Rosaceae), 콩과(Leguminosae), 괭이밥과(Oxalidaceae), 쥐손이풀과(Geraniaceae), 한련과(Tropaeolaceae), 남가새과(Zygophyllaceae), 아마과(Linaceae), 대극과(Euphorbiaceae), 별이끼과(Callitrichaceae), 운향과(Rutaceae), 소태나무과(Simaroubaceae), 멀구슬나무과(Meliaceae), 원지과(Polygalaceae), 옻나무과(Anacardiaceae), 단풍나무과(단풍과, Aceraceae), 무환자나무과(Sapindaceae), 칠엽수과(Hippocastanaceae), 나도 밤나무과(Sabiaceae), 봉선화과(물봉선과, Balsaminaceae), 감탕나무과(Aquifoliaceae), 노박덩굴과(화살나무과, Celastraceae), 고추나무과(Staphyleaceae), 회양목과 (Buxaceae), 시로미과(Empetraceae), 갈매나무과(Rhamnaceae), 포도과(Vitaceae), 담팔수과(Elaeocarpaceae), 피나무과(Tiliaceae), 아욱과(Malvaceae), 벽오동과 (Sterculiaceae), 팥꽃나무과(서향나무과, Thymelaeaceae), 보리수나무과 (Elaeagnaceae), 이나무과(Flacourtiaceae), 제비꽃과(Violaceae), 시계꽃과 (Passifloraceae), 위성류과(Tamaricaceae), 물별과(Elatinaceae), 베고니아과 (Begoniaceae), 박과(Cucurbitaceae), 부처꽃과(배롱나무과, Lythraceae), 석류나무과(Punicaceae), 바늘꽃과(Onagraceae), 개미탑과(Haloragaceae), 박쥐나무과 (Alangiaceae), 층층나무과(산수유나무과, Cornaceae), 두릅나무과(오갈피나무과, Araliaceae) 또는 산형과(미나리과)(Umbelliferae(Apiaceae))일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
또한, 본 발명은 GGPS 유전자를 포함하는, 대조구 식물에 비해 식물의 생장 또는 바이오매스의 증가를 촉진시키기 위한 조성물을 제공한다. 본 발명의 조성물에서, 상기 GGPS 유전자는 서열번호 1의 염기서열로 이루어질 수 있다. 본 발명의 조성물은 유효 성분으로서 GGPS 유전자를 포함하며, 상기 유전자 GGPS를 식물체에 형질전환시킴으로써 대조구 식물에 비해 식물체의 생장 또는 바이오매스의 증가를 촉진시킬 수 있는 것이다. 상기 식물은 전술한 바와 같다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
식물 재료
플라스틱 용기에서 3% (w/v) 수크로스 및 0.3% (w/v) phytagel과 함께 Murashige 및 Skoog(1962) (MS)-기초 배지에서 자란 시험관 내에서 키운 담배 식물체 (Nicotiana tabacum xanthi)는 고려대학교에서 신정섭 교수에게서 얻었다. 식물은 1-2 달 동안 23℃에서 40 W 쿨 화이트 및 레드 디럭스 형광등 (1:1 혼합)으로부터의 20μmolm-2s-1의 광 강도로 16시간의 명 및 8시간의 암 상태로 구성된 장일 조건 하에서 유지되었다. 외식편 (직경 약 0.5cm)은 형질전환을 위해 시험관 내에서 키운 담배 잎에서 무균상태로 잘라내었다.
잎 외식편의 재분화
신초 형성을 위하여, 잘려진 잎 외식편은 MS 염과 함께 3% 수크로스, 1% 말토스, 2mg/l BA, 0.2 mg/l NAA 및 0.2% phytagel (pH 5.8)을 포함하는 30ml 배양 배지가 있는 9cm 페트리 디쉬로 각각 옮겨졌다. 성장 조절자의 효과를 측정하기 위해, MS 배지는 NAA (0.2 및 0.5 mg/l) 및 BA 농도 (2 mg/l 유지)의 조합으로 변형되었다. 이들 호르몬 조성은 러시아 민들레에 대한 조직 배양 실험에 기초하였다 (Bae et al., Plant Cell Tiss Org 2005, 80:51-57). 배양 조건은 40 W 쿨 화이트 및 레드 디럭스 형광등 (1:1 혼합)의 20μmolm-2s-1의 광 강도로 16시간의 광주기 하에서 23±1℃로 유지되었다. 발근을 위하여, 신초가 발생한 (부정아) 잎 외식편은 1/2 MS 염과 함께 1.5% 수크로스, 0.05mg/l NAA, 및 0.2% phytagel (pH 5.8)을 포함하는 배지에서 배양되었다.
GGPS 및 GUS 유전자를 각각 포함하는 pBI121의 GV3101 형질전환
하나는 β-글루쿠로니다아제 (GUS) 및 다른 하나는 GGPS를 각각 포함하는 플라스미드 pBI121을 갖는 아그로박테리움 튜머파시엔스 균주 GV3101은 동결융해법에 따라 분리되었다 (Weigel 및 Glazebrook, Arabidopsis: A laboratory Manual. Cold Spring Harbour Laboratory Press, New York, 2002, 125-127). GGPS 유전자는 해바라기 (Helianthus annus) cDNA 라이브러리로부터 증폭되었고, CaMV 35S 프로모터 조절하의 pBI121 벡터의 XbaI 및 BamHI 위치로 클로닝되었다. 대조구로, GUS (β-glucuronidase)를 포함하는 pBI121이 사용되었다. GGPS 및 GUS 유전자를 각각 포함하는 플라스미드 pBI121을 갖는 아그로박테리움 GV3101 형질전환체는 50mg/l 리팜피신 및 50mg/l 카나마이신을 포함하는 고체 YEP 배지에서 선별되었다. 아그로박테리움 GV3101로의 플라스미드 형질전환은 플라스미드를 카나마이신 저항성 GV3101 콜로니로부터 분리한 다음, GGPS 특이적 프라이머를 사용하여 PCR로 확인하였다.
아그로박테리움 매개 형질전환 프로토콜 (Bae et al., Plant Cell Tiss Org 2005, 80:51-57)
1. 잎 외식편은 시험관 내에서 키운 담배 실생으로부터 잘라내었고, 광 조건에서 6일 동안 전 배양배지 (MS 염, 3% 수크로스, 1% 글루코스, 0.2 mg/l NAA, 2.0mg/l BA, 50mg/l 베타인 (betaine), 0.3% phytagel 및 0.1mM 아세토시링곤, pH 5.2) 에서 배양되었다.
2. 아그로박테리움은 28℃에서 100mg/l 카나마이신 및 50 mg/l 리팜피신을 포함하는 50ml YEP 배지에서 OD600 nm 값 0.6-0.8까지 밤새 배양되었다.
3. 배양액은 원심분리 되었고, 펠렛은 28℃에서 50ml 유도 용액 (1/2 MS 염, 3% 수크로스, 1% 글루코스, 50mg/l 베타인, 0.5g/l MES, 및 0.1 mM 아세토시링곤, pH 5.2)에서 1시간 동안 현탁되었다.
4. 전배양된 담배 잎 외식편은 상온에서 15분 동안 약하게 교반하면서 최종 박테리아 배양액에 침지하였고, 멸균한 여과지 위에서 간단히 말려서, 25℃에서 공배양 배지 (MS 염, 3% 수크로스, 1% 글루코스, 50mg/l 베타인, 0.2mg/l NAA, 2.0mg/l BA, 0.3% phytagel, 및 0.2mM 아세토시링곤, pH 5.2) 의 수분이 유지되도록 유도 용액으로 적신 여과지로 유식물을 덮어서 3일 동안 암 조건으로 배양하였다.
5. 세척 용액 (1/2 MS 염, 1.5% 수크로스, 0.25g/l 아스코르브산 및 250mg/l 세포탁심, pH 5.8)으로 세척한 다음, 외식편을 신초 유도 배지 (MS 염, 3% 수크로스, 1% 말토스, 0.2mg/l NAA, 2mg/l BA, 0.3% phytagel, 및 250mg/l 세포탁심, pH 5.8)에 옮겼다.
6. 1주 후, 외식편은 선택적인 재분화를 위해 100 mg/l 카나마이신을 포함하는 신초 유도 배지에서 배양하였다.
7. 외식편은 3-5주 동안 2주마다 신선한 선발 배지에 옮겨졌다.
8. 신초가 생긴 외식편은 100mg/l 카나마이신을 포함하는 발근 배지 (1/2 MS 염, 1.5% 수크로스, 0.05mg/l NAA, 0.2% phytagel, pH 5.8, 250 mg/l 세포탁심) 에 옮겨졌다.
9. 뿌리 형성 후, 식물체는 내성 강화(hardening)를 위하여 3주 동안 토양에 옮겨 심은 다음, 마지막으로 온실에 옮겼다.
형질전환 식물체의 재배
형질전환 식물체는 온실에 옮겨졌고, 수분 손실을 방지하기 위하여 1주일 동안 폴리에텐 (몇 개의 구멍이 있는)으로 덮어졌다. 식물은 2주 동안 성장할 수 있게 했고, 식물이 반듯하게 자랄 수 있게 철 지지대를 세웠다. 식물이 건강하게 자랄 수 있도록 잘 급수하였다. 꽃의 수, 개화시기, 초장 (height), 바이오매스 및 종자 수확량에 대한 데이타를 수집하기 위해 온실에 정기적으로 방문하였다. 성숙했을 때, 종자를 수집하고 식물을 수확하였다.
종자는 수집되고 28℃에서 1주일 동안 건조되었다. 또한 바이오매스 산출을 위해 수확된 식물은 10일 동안 65℃에서 건조되었다. 수집된 종자는 20분 동안 10%(v/v) 소듐 히포클로라이트 (sodium hypochlorite) + 0.05%(v/v) tween-20으로 처리하였고, 멸균된 물로 5회 세척하였다. 종자는 카나마이신 (100mg/l)을 포함하는 MS 배지에서 발아시켰고, 4℃의 암 조건에서 3일 동안 유지한 후, 40 W 쿨 화이트 및 레드 디럭스 형광등 (1:1 혼합)의 20μmolm-2s-1의 광 강도로 16시간의 명 및 8시간의 암 상태로 구성된 장일 조건 하에서 23℃에서 15일 동안 유지되었다. 건강한 식물체가 배지에서 선발되었고, 토양에 옮겨졌다. 식물체는 온실에서 건강한 조건으로 성장할 수 있게 했고, 데이터는 온실에 정기적으로 방문하여 수집되었다.
호모라인 선발
형질전환 담배 식물체 (T0 세대)는 T2 호모 라인을 얻기 위해 카나마이신 선발 배지에서 추가로 선발되었다. 표현형적 특성이 T0, T1, 및 T2 재분화 식물체 모두에서 관찰되었다.
실시예 1: 담배의 형질전환 및 재분화
아그로박테리움 매개 방법을 사용하여 외래유전자 GGPS에 대한 3개의 독립적인 담배 형질전환 라인이 생성되었다. 고정된 BA 농도 (2.0mg/l)와 NAA의 조합 (0.2, 0.5mg/l)은 부정아를 유도하는 능력을 측정하기 위해 연구되었다. 신초 형성을 나타내는 외식편의 백분율 및 재분화된 잎 형태에 기초하여, 2mg/l BA 및 0.2 mg/l NAA의 조합이 담배의 신초 재분화에 가장 적절했다. 뿌리 재분화는 다른 시토키닌 없이 0.05 mg/l NAA를 포함하는 MS 배지에서 현저하게 유도되었다. 상기 형질전환 효율은 20~50% 범위였다. 재분화된 신초는 100mg/l 카나마이신을 포함하는 발근 유도 배지로 옮겨졌다. 이들 신초의 뿌리 형성은 1개월 후에 관찰되었다. 상기 뿌리 형성의 비율은 약 90% 정도였다. 발근 식물체는 흐르는 물로 세척한 후, 45일 동안 23℃에서 40 W 쿨 화이트 및 레드 디럭스 형광등 (1:1 혼합)으로부터의 20μmolm-2s-1의 광 강도로 16시간의 명 및 8시간의 암 상태로 구성된 장일 조건 하에서 뿌리 시스템의 순화 및 튼튼한 발달을 위해 토양에 심어졌다. 45일 후, 본 발명자는 식물에서 잘 발달된 뿌리 시스템을 관찰할 수 있었고, 그 후에 상기 식물은 온실에 옮겨졌다.
실시예 2: 대조구 (GUS-형질전환 담배) 및 야생형(비형질전환 모본) 식물에 비해 GGPS-형질전환 담배의 초장 및 바이오매스에서의 빠른 증가
GGPS 유전자를 과발현하는 형질전환 담배는 대조구 담배 식물체와 비교시, 전체적으로 빠른 성장 및 발달을 나타내었다. GGPS-T1-형질전환 식물체는 GUS-T1-형질전환 식물체보다 성장이 촉진됨(72% 더 긴 초장)을 보여주었다 (표 1, 도 2). GUS-T1-담배 라인(17cm)과 비교시, 형질전환 GGPS-T1-담배 라인이 훨씬 더 긴 초장 (29cm)을 갖는 것이 뚜렷하다 (도 1). 또한, T2 형질전환 담배 라인에서도 동일한 현상을 볼 수 있었다 (도 5). p 값이 매우 작기 때문에 (p=0.0013, 표 1), 본원의 데이터는 매우 유의성이 있다.
표 1 대조구 및 GGPS-형질전환 담배 식물체의 초장(height) 비교
식물체 초장(㎝)/식물체
대조구(GUS) 16.67±2.52
GGPS-4,5,6 라인(T1) 28.67±0.58
* t-test (p=0.0013), (Age-50일)
형질전환-GGPS-T1-라인 및 대조구(GUS-T1-라인)의 생체 및 건조 바이오매스를 비교했을 때, 형질전환-GGPS-담배 라인에서 대조구 담배 식물체에 비해 51% 더 많은 생체 바이오매스 (표 2, 도 3) 및 69% 더 많은 건조 바이오매스 (표 3, 도 4)를 보여주었다. 생체 바이오매스뿐만 아니라 건조 바이오매스 비교와 관련된 데이터는 각 경우에 p 값이 매우 작기 때문에 매우 유의성이 있다.
표 2 대조구 및 형질전환 담배 식물체의 신선한(fresh) 바이오매스 비교
식물체 Fresh Wt(g)/식물체
대조구(GUS) 54.18±3.64
GGPS-4,5,6 라인 (T1) 82.04±0.55
* t-test (p=0.008), (Age-50일)
표 3 대조구 및 형질전환 담배 식물체의 건조(dried) 바이오매스 비교
식물체 Dried Wt(g)/식물체
대조구(GUS) 5.38±0.76
GGPS-4,5,6 라인(T1) 9.08±0.16
* t-test (p=0.021), (Age-50일)
야생형(비형질전환 모본) 담배 식물체 및 GGPS 유전자로 형질전환시킨 담배 라인(T2)을 온실 내의 토양 (상토:펄라이트:버미큘라이트:피트 = 4:2:1:1)에 심은 다음, 5주 후에 그 생장 정도를 측정하였다. 그 결과, GGPS 유전자로 형질전환시킨 담배 식물체가 야생형(비형질전환 모본) 담배 식물체에 비해 생장 및 바이오매스가 약 2배 정도 증가한 것을 확인할 수 있었다(도 5). 비교구 IPPi(IPP isomerase)-형질전환한 담배 라인(T2)과 비교해서도 GGPS-형질전환 담배 라인(T2)에서 식물생장 촉진 현상이 뚜렷하게 보였다 (도 5). IPPi 유전자는 IPP(isopentenyl pyrophosphate)를 DMAPP(dimethylallyl pyrophosphate)로 이성화(isomerization)시키는 과정을 촉진하는 효소로서 동일한 이소프레노이드(isoprenoid) 화합물 합성 회로에서 GGPS에 비해 upstream에 위치한다.
실시예 3: 종실협 (seed pods)/꽃의 수 및 개화시기
본 발명자는 GGPS-형질전환 라인의 식물 초장 및 바이오매스에서의 빠른 증가뿐만 아니라, 종실협/꽃의 수 및 개화시기에 대한 GGPS의 효과도 조사하였다. 개화시기는 첫 번째 꽃눈이 육안으로 확인되고 첫 번째 꽃이 폈을 때로 정하였다.
대조구(GUS-형질전환) 담배 라인과 비교시, 종자/꽃의 수는 GGPS 형질전환 담배(T1)에서 4배 증가되었다 (표 4, 도 6). p 값이 매우 작기 때문에(p=0.003), 상기 데이터는 매우 유의성이 있다.
표 4 대조구 및 형질전환 담배 식물체의 종실협(seed pod)/꽃의 수 비교
식물체 Seed Pods/식물체
대조구(GUS) 2.67±2.52
GGPS 라인 (T1) 12.67±4.62
* t-test (p=0.0030), pot size: 2.5 리터
종실협/꽃의 수 증가 현상은 T0 및 T2 GGPS-형질전환 담배 라인에서도 관찰되었다 (도 8, 10). 야생형(비형질전환 모본)과 비교시에 GGPS-T0-형질전환 라인은 41% 더 많은 꽃/종실협의 수를 보여주었다 (표 5, 도 9).
표 5 야생형(비형질전환 모본) 및 형질전환 담배 식물체의 종실협(seed pod)/꽃의 수 비교
식물체 Seed Pods/식물체
야생형 34.3±2.08
GGPS 라인 (T0) 48.33±7.64
* t-test (p=0.056), (Age-75일), pot size: 7.5 리터
개화를 위해 요구되는 성장 시간이 대조구 GUS-T1-형질전환 담배 식물체에 비해 GGPS-T1-형질전환 담배 식물체에서 감소되는 것이 관찰되었다 (도 7). 본 발명자는 개화하기 위해, 형질전환 식물체에서 대조구 식물체보다 25% 더 짧은 시간이 요구되는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (10)

  1. GGPS (geranylgeranyl pyrophosphate synthase) 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 GGPS 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 대조구 식물에 비해 식물의 생장 또는 바이오매스의 증가를 촉진시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 식물의 생장 또는 바이오매스 증가는 식물의 생장속도(growth rate) 증가, 조기개화(early flowering) 유도, 초장(height) 증가, 종자 수확량(seed yield) 증가 또는 꽃수(number of flower) 증가인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 GGPS 유전자는 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
  4. GGPS 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물세포를 형질전환하는 단계; 및
    상기 형질전환된 식물세포로부터 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 대조구 식물에 비해 생장 또는 바이오매스의 증가가 촉진된 형질전환 식물체의 제조 방법.
  5. 제4항의 방법에 의해 제조된 대조구 식물에 비해 생장 또는 바이오매스의 증가가 촉진된 식물체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 식물체는 쌍자엽 식물인 것을 특징으로 하는 식물체.
  7. 제5항에 따른 식물체의 종자.
  8. GGPS 유전자를 포함하는, 대조구 식물에 비해 식물의 생장 또는 바이오매스의 증가를 촉진시키기 위한 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 GGPS 유전자는 서열번호 1의 염기서열로 이루어진 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 제8항에 있어서, 상기 식물은 쌍자엽 식물인 것을 특징으로 하는 조성물.
PCT/KR2011/007351 2010-10-08 2011-10-05 식물의 생장 또는 바이오매스 증가를 촉진시키는 ｇｇｐｓ 유전자 및 이의 용도 WO2012047006A2 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/878,367 US9879236B2 (en) 2010-10-08 2011-10-05 GGPS gene for promoting higher growth or biomass of plant and use thereof
CN201180048801.XA CN103153043B (zh) 2010-10-08 2011-10-05 促进植物的生长或生物量增加的ggps基因及其用途

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20100098072 2010-10-08
KR10-2010-0098072 2010-10-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2012047006A2 true WO2012047006A2 (ko) 2012-04-12
WO2012047006A3 WO2012047006A3 (ko) 2012-07-19

Family

ID=45928212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2011/007351 WO2012047006A2 (ko) 2010-10-08 2011-10-05 식물의 생장 또는 바이오매스 증가를 촉진시키는 ｇｇｐｓ 유전자 및 이의 용도

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9879236B2 (ko)
KR (1) KR101289405B1 (ko)
CN (1) CN103153043B (ko)
WO (1) WO2012047006A2 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101334408B1 (ko) 2012-06-08 2013-11-29 포항공과대학교 산학협력단 바이오매스 생산 증가 유전자 및 이를 이용한 형질 전환 식물체
KR101376520B1 (ko) * 2013-01-18 2014-03-26 서울대학교산학협력단 벼 유래의 OsPrMC3 유전자를 이용한 바이오매스 또는 종자 생산량이 조절된 형질전환 식물체의 제조방법 및 그에 따른 식물체
KR101449846B1 (ko) * 2013-04-25 2014-10-20 포항공과대학교 산학협력단 Ｍａｘ２－ｌｒｒ 도메인 단백질 또는 이를 코딩하는 유전자를 포함하는 식물체의 유효 번식성 줄기 형성 촉진용 조성물
CN103820475B (zh) * 2013-11-11 2016-06-22 天津大学 枸杞牦牛儿基牦牛儿焦磷酸合成酶基因及其编码的蛋白质和应用

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0290799B9 (en) 1983-01-13 2004-09-01 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Transgenic dicotyledonous plant cells and plants
NL8300698A (nl) 1983-02-24 1984-09-17 Univ Leiden Werkwijze voor het inbouwen van vreemd dna in het genoom van tweezaadlobbige planten; agrobacterium tumefaciens bacterien en werkwijze voor het produceren daarvan; planten en plantecellen met gewijzigde genetische eigenschappen; werkwijze voor het bereiden van chemische en/of farmaceutische produkten.
US6429356B1 (en) * 1996-08-09 2002-08-06 Calgene Llc Methods for producing carotenoid compounds, and specialty oils in plant seeds
US6410827B1 (en) * 1998-12-02 2002-06-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Geranylgernayl pyrophosphate synthases
DE19909637A1 (de) * 1999-03-05 2000-09-07 Peter Beyer Verfahren zur Verbesserung des agronomischen Wertes und der ernährungsphysiologischen Eigenschaften von Pflanzen
BR0108825A (pt) * 2000-03-01 2002-12-10 Res & Dev I Inc Plantas transgênicas com produção de semente, biomassa e ìndice de colheita aumentados
JP2002281990A (ja) * 2001-12-26 2002-10-02 Human Genome Sciences Inc ヒトゲラニルゲラニルピロリン酸シンセターゼ
EP2096177A3 (en) * 2004-12-17 2010-01-13 Metanomics GmbH Process for the production of lutein
KR100814941B1 (ko) * 2006-02-17 2008-03-19 주식회사 에이스바이오텍 대장균에 의한 라이코펜의 대량 제조방법
KR100871591B1 (ko) * 2007-05-17 2008-12-02 연세대학교 산학협력단 생장이 촉진된 고추 씨에이피엘에이원 (ＣａＰＬＡ１)형질전환 식물체 및 고추 씨에이피엘에이원 (ＣａＰＬＡ１)유전자
CN101138314B (zh) * 2007-07-26 2011-10-05 中国农业科学院油料作物研究所 具有高类胡萝卜素的油料作物的培育方法
CN102216460A (zh) * 2008-09-17 2011-10-12 希尔雷斯股份有限公司 生物量增加的转基因植物

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHUAN-YINWU ET AL.: 'Brassinosteroids Regulate Grain Filling in Rice' THE PLANT CELL vol. 20, 2008, pages 2130 - 2145 *
JERRY HEFNER ET AL.: 'Cloning and Functional Expression of a cDNA Encoding Geranylgeranyl Diphosphate Synthase from Taxus canadensis and Assessment of the Role of this Prenyltransferase in Cells Induced for Taxol Production' ARCHIVES OF BIOCHEMISTRY & BIOPHYSICS vol. 360, 1998, pages 62 - 74 *
KAI AMENT ET AL.: 'Induction of a leaf specific geranylgeranyl pyrophosphate synthase and emission of (E,E)-4,8,12-trimethyltrideca- 1,3,7,11-tetraene in tomato are dependent on bothjasmonic acid and salicylic acid signaling pathways' PLANTA vol. 24, 2006, pages 1197 - 1208 *
WORAPAN SITTHITHAWORN ET AL.: 'Geranylgeranyl Diphosphate Synthase from Scoparia dulcis and Croton sublyratus. Plastid Localization and Conversion to a Farnesyl Diphosphate Synthase by Mutagenesis' CHEM. PHARM. BULL. vol. 49, 2001, pages 197 - 202 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120036757A (ko) 2012-04-18
US20130205447A1 (en) 2013-08-08
CN103153043B (zh) 2015-04-08
US9879236B2 (en) 2018-01-30
WO2012047006A3 (ko) 2012-07-19
CN103153043A (zh) 2013-06-12
KR101289405B1 (ko) 2013-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2750530T3 (es) Medios y procedimientos para producir rendimiento en plantas
US20180135067A1 (en) Plant body ideal for high-density planting and use thereof
WO2012047006A2 (ko) 식물의 생장 또는 바이오매스 증가를 촉진시키는 ｇｇｐｓ 유전자 및 이의 용도
WO2012070795A9 (ko) 고구마 유래의 ＩｂＯｒ-Ｉｎｓ 유전자 변이체 및 이의 용도
KR101175102B1 (ko) 벼 유래의 ＯｓＡＢＦ2 유전자 및 이의 용도
KR101305277B1 (ko) 애기장대 유래의 ｓｄａ1 유전자 및 이의 용도
KR101281069B1 (ko) 토마토 유래의 ＳｌＦＴＲ-ｃ 유전자 및 이의 용도
WO2013048035A2 (ko) 마이크로 rna를 이용하여 식물의 환경 스트레스에 대한 내성을 증가시키는 방법
KR101261277B1 (ko) 고구마 뿌리 유래의 ＩｂＬＥＡ14 유전자 및 이의 용도
KR101197465B1 (ko) 벼 유래의 ＯｓＡＢＦ1 유전자 및 이의 용도
KR101270232B1 (ko) 식물의 카로티노이드 함량을 증가시키는 ｐａｃ 다중 발현 유전자 및 이의 용도
KR101350170B1 (ko) 안토시아닌 함량이 증가된 형질전환 식물체의 제조 방법 및 그에 따른 식물체
KR101260935B1 (ko) 환경 스트레스 내성 유도 고추 유전자 ＣａＢＩ－１
KR101270231B1 (ko) 식물의 염 스트레스에 대한 저항성을 증가시키는 ＡｔＳＺＦ2 유전자 및 이의 용도
KR101315068B1 (ko) 시네코시스티스 속 ＰＣＣ6803 유래 ＳｂｔＡ 유전자 및 이의 용도
KR101315345B1 (ko) 도꼬마리 개화조절 유전자 ＸｓＦＴｓ 및 이의 용도
KR101407336B1 (ko) 택사디엔 신타아제 유전자로 형질전환된 식물체 및 이를 이용한 택사디엔의 대량 생산 방법
KR101325046B1 (ko) 자스몬산 유도발현 시스-액팅 인자 및 이의 용도
KR101282408B1 (ko) 벼 유래의 ＯｓＨＭＢ４ 유전자 및 이의 용도
KR101325044B1 (ko) 식물의 건조 스트레스에 대한 내성을 증가시키는 ｍｉＲ399d 유전자 및 이의 용도
WO2012165678A1 (ko) 벼 유래의 ＯｓＨＭＢ４ 유전자 및 이의 용도

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180048801.X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11830891

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13878367

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11830891

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2