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애기장대에서의 벼 유래의 고친화성 인산 운반체 유전자들의 기능 분석
서현미(Hyounmi Seo),정윤희(Yunhui Jung),김윤혜(Yunhye Kim),권택민(Tackmin Kwon),정순재(Soon-Jae Jeong),이영병(Young-Byung Yi),김도훈(Doh-Hoon Kim),남재성(Jaesung Nam) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.4
본 연구는 공개된 벼의 유전체 정보를 이용하여서 벼에 존재하는 13 종의 고친화성 인산 운반체 유전자들 중에서 다른 식물 종에서 분리되고 잘 연구된 고친화성 운반체 유전자들과의 아미노산 서열이 유사한 9 종의 OsPT 유전자들(OsPT1, OsPT2, OsPT3, OsPT4, OsPT5, OsPT6, OsPT7, OsPT8, OsPT12)을 그룹1로, 유사성이 낮은 나머지 4종의 OsPT 유전자들(OsPT9, OsPT10, OsPT11, OsPT13)을 그룹2로 세분하였다. 그리고 쌍자엽 모델 식물체인 애기장대를 이용해서 전형적인 고친화성 인산 운반체 유전자 군에 속하는 OsPT1과 OsPT7 유전자의 기능 분석을 시도하였다. OsPT1 유전자를 과발현하는 형질전환체의 생육이 모본에 비교해서 약 30% 증가하는 결과를 보였다. 그러나 발현정도가 낮은 두 종의 형질 전환체들의 생육은 모본과 비슷하였다. 또한 OsPT7 유전자를 과발현하는 형질전환체의 생육도 OsPT7 유전자의 발현량에 비례해서 증가하는 양상을 보였으며 발현이 가장 높은 T-4 line은 생육이 약 2배 증가하였다. 이러한 결과는 단자엽 식물 유래의 OsPT1와 OsPT7 유전자가 쌍자엽 식물체에서도 고친 화성 인산 운반체의 기능을 정상적으로 수행한다는 것을 의미한다. 또한 형질전환체와 모본의 생육 차이에 대한 분자생물학적 해석을 위해서, 애기장대에서 체내 인산 농도 상태를 간접적으로 보여주는 좋은 지시 유전자의 기능을 하는 인산 결핍에 특이적으로 발현하는 유전자인 AtPT1 유전자의 발현량을 조사하였다. OsPT1와 OsPT7 유전자가 과발현하는 형질 전환체에서 인산 결핍에 따른 AtPT1 유전자의 발현이 모본에 비해서 현저히 약하게 유도된다는 결과는 형질전환체가 인산부족에 의한 스트레스가 적다는 것을 간접적으로 보여주는 좋은 증거다. 그 결과로 이들 형질전환체는 모본인 야생형에 비해서 인산 결핍 조건에서도 생육이 좋은 것으로 판단된다. Phosphate, a favorable phosphorous form for plant, is one of major nutrient elements for growth and development in plants. Plants exhibit various physiological and biochemical responses in reaction to phosphate starvation in order to maintain phosphate homeostasis. Of them, expression of high affinity phosphate transporter gene family and efficient uptake of phosphate via them is a major physiological process for adaption to phosphate deficient environment. Although the various genetic resources of high affinity phosphate transporter are identified recently, little is known about their functions in plant that is prerequisite information before applying to crop plants to generate valuable transgenic plants. We demonstrated that Arabidopsis transgenic plants overexpressing two different high affinity phosphate transporter gens, OsPT1 and OsPT7, derived from rice, exhibit better growth responses compared with wild-type under phosphate starvation condition. Specially, OsPT7 gene has proven to be more effective to generate Arabidopsis transgenic plant tolerant to phosphate deficiency than OsPT1. Furthermore, the expression level of AtPT1 gene that is one of reporter genes specifically induced by phosphate starvation was significantly low compared with wild-type during phosphate starvation. Taken together, these results collectively suggest that over expression of OsPT1 and OsPT7 genes derived from monocotyledonous plant function efficiently in the dicotyledonous plant, relieving stress response caused by phosphate starvation and leading to better growth rate.
아그로박테리움를 이용한 국내개발 국화품종 ‘무랑루즈’의 형질전환 기술 및 AtSICKLE 유전자를 이용한 엽형 변화 국화 형질전환체 개발
김윤혜(Yun-Hye Kim),박현명(Hyun-Myung Park),정지용(Ji-Yong Jung),권택민(Tackmin Kwon),정순재(Soon-Jae Jeung),이영병(Young-Byung Yi),김경태(Gyung-Tae Kim),남재성(Jaesung Nam) 한국원예학회 2010 원예과학기술지 Vol.28 No.3
본 연구는 경남 화훼연구소에서 개발 육성된 스프레이형국화 18 품종들에 대한 재분화율을 각각 조사하고, 그 중에서 ‘무랑루즈’가 가장 우수한 재분화 능력이 있음을 확인하였다. 특히 BA(0.5㎎ · L?¹)와 NAA(1.0㎎ · L?¹)를 함유한 MS배지를 신초재분화 배지로 이용함으로써 스탠다드형 국화인 신마와 함께 스프레이형 국화인 ‘무랑루즈’의 잎 절편체부터 효율적으로 신초 형성을 유도하고 완전한 식물체로 재분화시킬 수 있었다. 이러한 신초재분화 조건에서 ‘무랑루즈’잎 절편에 아그로박테리움을 감염하고 10일 동안 함께 배양한 후에, 선발항생제 kanamycin 농도를 저농도(10㎎ · L?¹)에서 고농도(30㎎ · L?¹)로 단계적으로 선발과정을 강화함으로써 효율적인 국화 형질전환체 제작이 가능하였다. 조사한 kanamycin 저항성 식물체 모두에서 전이유전자 AtSICKLE가 존재함을 genomic PCR 방법으로 확인하였다. 비록, 국화에서 그 기능이 비효율적인 CaMV 35S 프로모터를 사용했기 때문에 RT-PCR로 확인한 형질전환체에서의 전이유전자 AtSICKLE의 발현율은 상대적으로 낮았으나, 그 발현이 상대적으로 높은 개체에선 잎의 상편생장에 의한 엽형의 변화가 나타났다. 이러한 연구의 결과는 모델 식물체에서 분리되고 연구된 많은 유전자들이 가지는 화훼작물의 분자육종학적 가치를 국화에서 대량으로 조사할 수 있는 기반을 제공 할 것으로 기대된다. ‘Moulinrouge’ was selected as the best regenerating cultivar among 18 different spray-type chrysanthemum cultivars bred in the Gyeongnam Flowers Breeding Research Institute. When the leaf explants from standard- and spray-type chrysanthemum ‘Jinba’ and ‘Moulinrouge’ were incubated on MS basal medium supplemented with 0.5 ㎎ · L?¹ BA and 1.0 ㎎ · L?¹ NAA, both ‘Jinba’ and ‘Moulinrouge’ induced adventitious shoots that can be regenerated into plantlets. Based on these regeneration conditions, we developed an efficient Agrobacterium-mediated chrysanthemum ‘Moulinrouge’ transformation method by using sequential selection of shoots from low (10 ㎎ · L?¹) to high (30 ㎎ · L?¹) concentrations of kanamycin after co-cultivation of leaf explants with Agrobacterium for 10 days and induction of shoots. All kanamycin resistant plants investigated with genomic PCR analysis carried the report gene, AtSICKLE, in their genome. Although expression levels of the report gene in the transgenic plants investigated with RT-PCR were relatively low because of inefficiency of CaMV 35S promoter in chrysanthemum, transgenic lines expressing AtSICKLE efficiently showed leaf epinasty phenotype. We expect that our results will provide a useful method that can perform a high-throughput investigation of genes isolated and studied well in model plants for molecular breeding of chrysanthemum.
히야신스(Hyacinthus orientalis L.)의 화경에서 자구와 유식물체의 재생과 생장
서진경,이경순,정용모,남재성,이영병 동아대학교 농업생명과학연구소 2001 農業生命資援硏究 Vol.10 No.1
The study was carried out in order to investigate the effects of various factor on regeneration and growth of inflorescence stalk of Hyacinthus orientalis cvs. Carnegie, Delft Blue, Jan Bos, Pink Pearl. Ability of bulblet regeneration of inflorescence stalk tissue was good in 1 mg/L NAA+1 mg/L BA, The ability of bulblets regeneration from inflorescence stalk tissue with inflorescence was better than that without inflorescence and the bulblet regeneration ability and growth according to the physiological age of explant were promoted more in young tissue before anthesis than in the mid-mature tissue during anthesis. Bulblet regenrration and root fomation of inflorescence stalk tissue were effective Murashige and Skoog's medium. The growth of regenerated bulblet was promoted on medium supplemented with 0.1 mg/L NAA, 0.1mg/L NAA+0.1mg/L BA, 0.1mg/L NAA+BA or 1mg/L IBA in inflorescence stalk Culture.