KR20120111715A - Osbhlh148 gene enhancing drought stress tolerance of plant and uses thereof - Google Patents
Osbhlh148 gene enhancing drought stress tolerance of plant and uses thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120111715A KR20120111715A KR1020110030378A KR20110030378A KR20120111715A KR 20120111715 A KR20120111715 A KR 20120111715A KR 1020110030378 A KR1020110030378 A KR 1020110030378A KR 20110030378 A KR20110030378 A KR 20110030378A KR 20120111715 A KR20120111715 A KR 20120111715A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gene
- osbhlh148
- plant
- rice
- resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
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
- 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
- C12N15/8271—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
- C12N15/8273—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for drought, cold, salt resistance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/415—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
-
- 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)
- C12N15/8201—Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation
- C12N15/8202—Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation by biological means, e.g. cell mediated or natural vector
- C12N15/8205—Agrobacterium mediated transformation
-
- 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)
- C12N15/8216—Methods for controlling, regulating or enhancing expression of transgenes in plant cells
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Botany (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
본 발명은 벼에서 분리한 전사인자 OsbHLH148 유전자를 포함하는 재조합 DNA를 전이함으로써 제조된 형질전환 식물체에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 벼 유래의 스트레스 저항성에 관여하는 유전자들의 발현을 조절하는 전사인자 OsbHLH148(Oryza sativa basic helix-loop-helix 148) 단백질, 상기 단백질을 암호화하는 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포, 상기 재조합 벡터를 이용한 식물의 환경 스트레스에 대한 저항성을 증가시키는 방법, 상기 재조합 벡터로 형질전환되어 환경 스트레스에 대한 저항성이 증가된 형질전환 식물체 및 이의 종자, 및 상기 유전자를 포함하는 식물의 환경 스트레스에 대한 저항성을 증가시키기 위한 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a transgenic plant prepared by transferring a recombinant DNA comprising the transcription factor OsbHLH148 gene isolated from rice, and more specifically, the transcription factor OsbHLH148 ( Oryza, which regulates expression of genes involved in rice-derived stress resistance. sativa basic helix-loop-helix 148) protein, gene encoding the protein, recombinant vector containing the gene, host cell transformed with the recombinant vector, increased resistance to environmental stress of plants using the recombinant vector The present invention relates to a method for increasing the resistance to environmental stress of a transgenic plant and its seed, and a plant comprising the gene, which is transformed with the recombinant vector to increase resistance to environmental stress.
Description
본 발명은 벼(rice, Oryza sativa)에서 분리한 전사인자 OsbHLH148 유전자를 포함하는 재조합 DNA를 전이하여 제조한 형질전환 식물체(transgenic plant)에 관한 것이다. 보다 상세하게는 환경저항성 식물호르몬 앱사이식산(abscisic acid; ABA)에 의하여 활성화되는 OsbHLH148 전사인자의 유전자를 식물체에 도입하여 과다 발현시킴으로써 한발(가뭄, 저수분, drought) 등 각종 환경 스트레스에 대한 저항성을 나타내는 형질전환 식물체를 제공하는 것이다.The present invention is a rice (rice, Oryza) The present invention relates to a transgenic plant prepared by transferring a recombinant DNA comprising a transcription factor OsbHLH148 gene isolated from sativa ). More specifically, the genes of OsbHLH148 transcription factor, which are activated by the environmentally-resistant plant hormone abscisic acid (ABA), are introduced into the plant and overexpressed to resist various environmental stresses such as drought, low moisture and drought. It is to provide a transgenic plant.
bHLH (basic/helix-loop-helix) 단백질들은 DNA 프로모터에 결합하여 해당 유전자(gene)의 발현을 유도하는 일군의 전사인자(transcription factor)이다. 벼 유전체(genome)에서 167개의 bHLH 유전자들이 발견되었다(Li et al., Plant Physiol. 2006, 141:1167-1184).bHLH (basic / helix-loop-helix) proteins are a group of transcription factors that bind to the DNA promoter and induce the expression of the gene. 167 bHLH genes were found in the rice genome (Li et al., Plant Physiol. 2006, 141: 1167-1184).
ABA는 다양한 식물에 널리 존재하는 생장조절물질로서, 한발, 고염분, 저온 등의 조건 하에서 식물이 저항성 반응을 갖도록 관련 유전자의 발현을 활성화 시키는 역할을 한다(Xiong et al., Plant Cell 2000:S165-S183). 식물이 한발, 냉해, 염해 등 환경 스트레스를 받게 되면, ABA가 대량으로 생합성 되어 체내에 집적된다. ABA는 관련된 전사인자들을 활성화하고, 이 활성화된 전사인자들이 저항성 유전자의 프로모터 부위에 결합함으로써 그 발현을 유도한다.ABA is a growth regulator widely present in various plants and plays a role in activating the expression of related genes so that plants have a resistance response under conditions such as drought, high salinity, and low temperature (Xiong et al., Plant Cell 2000: S165-). S183). When plants are subjected to environmental stress, such as drought, cold, and salt, ABA is biosynthesized in large quantities and accumulated in the body. ABA activates relevant transcription factors and induces their expression by binding these activated transcription factors to the promoter region of the resistance gene.
한발 등 환경 스트레스에 저항성 반응을 주도하는 유전자들의 발현을 강화할 목적으로, ABA 관련 전사인자들을 작물에 전이하여 저항성을 강화하고자 하는 유전공학적 연구가 많이 진행되어 왔다. 예를 들어, CBF/DREB1 전사인자를 과발현하는 식물체들이 냉해, 염해 및 한발 등에 대한 향상된 저항성을 보였다. 애기장대의 CBF 유전자를 유채에 넣어 냉해 및 한발에 대한 저항성을 향상시킨 예도 보고되었다(Zhang et al., Plant Physiol. 2004, 135: 615-621). CBF의 이종간 동일유전자 (ortholog)인 벼 OsDREB1의 유전자를 과발현하는 애기장대도 냉해, 염해 및 한발 등에 대한 향상된 저항성을 보였다. 최근에는 애기장대 전사인자 유전자 AtMYB44를 전이함으로서 냉해, 염해 및 한발 등 각종 환경 스트레스에 대한 저항성이 향상되는 것이 보고되었다(Jung et al., Plant Physiol. 2008, 146: 623-635). 그러나 형질전환된 작물에 있어, 저항성이 크게 증진되지 않거나, 변색, 생장장애 등의 문제점이 관찰되었다(Liu et al., Plant Cell 1998, 10: 1391-1406).In order to enhance the expression of genes that lead to resistance to environmental stress such as drought, a lot of genetic engineering studies have been conducted to transfer ABA-related transcription factors to crops to enhance resistance. For example, plants overexpressing the CBF / DREB1 transcription factor showed improved resistance to cold, salt and drought. An example has been reported in which the CBF gene of Arabidopsis larvae was added to rapeseed to improve cold resistance and drought resistance (Zhang et al., Plant Physiol. 2004, 135: 615-621). The Arabidopsis overexpressing the gene of rice OsDREB1, a heterologous gene of CBF, also showed improved resistance to cold, salt and drought. Recently, the transfer of the Arabidopsis transcription factor gene AtMYB44 has been reported to improve resistance to various environmental stresses such as cold, salt and drought (Jung et al., Plant Physiol. 2008, 146: 623-635). However, in the transformed crops, the resistance is not greatly improved, or problems such as discoloration and growth disorder have been observed (Liu et al., Plant Cell 1998, 10: 1391-1406).
한국특허등록 제10-0742193호에는 신규한 환경 스트레스 저항성 전사인자 및 이를 이용하여 식물체의 환경 스트레스 저항성을 증가시키는 방법이 개시되어 있으며, 한국특허등록 제10-0571131호에는 식물의 전사인자를 코딩하는 유전자가 개시되어 있으나, 본 발명의 전사인자와는 상이하다.Korean Patent Registration No. 10-0742193 discloses a novel environmental stress resistant transcription factor and a method of increasing the environmental stress resistance of plants using the same, and Korean Patent Registration No. 10-0571131 describes the coding of the transcription factor of the plant Although the gene is disclosed, it is different from the transcription factor of the present invention.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명자들은 ABA가 벼의 유전자 발현에 미치는 영향을 연구하던 중, 이 식물호르몬에 의하여 발현되는 OsbHLH148 유전자를 탐색하고, 상기 유전자를 전이하여 과발현시킨 형질전환 식물체가 생장발육에는 문제가 없이 한발 등 환경 스트레스에 대해 뚜렷이 향상된 저항성을 나타냄을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.The present invention has been made in accordance with the above requirements, and while the present inventors studied the effects of ABA on the gene expression of rice, the present inventors searched for the OsbHLH148 gene expressed by this plant hormone and transferred the gene to overexpress it. The present invention has been completed by confirming that the transformed plant exhibits markedly improved resistance to environmental stress such as drought without problems in growth.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 벼 유래의 스트레스 저항성에 관여하는 유전자들의 발현을 조절하는 전사인자 OsbHLH148(Oryza sativa basic helix-loop-helix 148) 단백질을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a transcription factor OsbHLH148 ( Oryza to regulate the expression of genes involved in rice-derived stress resistance sativa basic helix-loop-helix 148) protein.
또한, 본 발명은 상기 단백질을 암호화하는 유전자를 제공한다.The present invention also provides a gene encoding the protein.
또한, 본 발명은 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다.The present invention also provides a recombinant vector comprising the gene.
또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공한다.The present invention also provides a host cell transformed with the recombinant vector.
또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터를 이용한 식물의 환경 스트레스에 대한 저항성을 증가시키는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for increasing the resistance to environmental stress of plants using the recombinant vector.
또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 형질전환되어 환경 스트레스에 대한 저항성이 증가된 형질전환 식물체 및 이의 종자를 제공한다.In addition, the present invention provides a transformed plant and its seeds that have been transformed with the recombinant vector and increased resistance to environmental stress.
또한, 본 발명은 상기 유전자를 포함하는 식물의 환경 스트레스에 대한 저항성을 증가시키기 위한 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for increasing the resistance to environmental stress of plants comprising the gene.
본 발명에 따르면, 본 발명의 벼 OsbHLH148 단백질은 다른 유전자의 발현을 조절하는 전사인자로서, 이의 유전자를 포함하는 식물형질전환용 발현벡터에 조합하여 전이함으로써 일반적인 성장 특성에는 영향을 미치지 않으면서 효과적으로 한발 등 각종 스트레스에 대한 저항성이 높은 식물체를 얻을 수 있다. 따라서, 경제작물 등의 수확량 증대 등에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 본 발명을 통해 이 전사인자에 의해 발현이 조절되는 식물 저항성 메카니즘을 밝힘으로써 새로운 환경 스트레스 저항성 유전자 탐색 등에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.According to the present invention, the rice OsbHLH148 protein of the present invention is a transcription factor that regulates the expression of other genes, and is effectively transferred to a plant transformant expression vector including the genes thereof without affecting general growth characteristics. Plants with high resistance to various stresses can be obtained. Therefore, it is expected to contribute greatly to the increase in yield of economic crops and the like. In addition, the present invention will be useful in the search for new environmental stress resistance genes by revealing a plant resistance mechanism in which expression is regulated by this transcription factor.
도 1은 OsbHLH148 유전자가 벼에서 환경 스트레스 저항성 호르몬 ABA에 의하여 발현이 유도되고 있음을 나타내는 노던 블럿 실험의 결과이다.
도 2는 벼 OsbHLH148 유전자를 식물 형질전환용 발현벡터 pBI111L (pBl121에서 GUS를 제거한 벡터)에 재조합한 DNA의 구조(P35S : 꽃양배추 모자이크 바이러스 (CaMV) 35S 프로모터)를 나타낸 것이다.
도 3은 상기 재조합 pCaOsbHLH148 DNA를 애기장대에 전이한 후 가나마이신 저항성을 보이는 9개 라인을 선발하여 노던 블럿 실험으로 OsbHLH148의 상시발현을 확인한 결과이다.
도 4는 형질전환된 애기장대에 OsbHLH148 유전자가 올바르게 삽입되었는지 여부를 확인하기 위하여 OsbHLH148 유전자 부위를 탐침으로 사용한 게놈 서던 블럿을 실시한 결과이다.
레인 WT : 야생형 애기장대 (Col-0)
레인 #2~#7, #9 : 형질전환 애기장대 라인
도 5는 OsbHLH148 유전자를 과발현하는 형질전환된 애기장대의 ABA 감수성(sensitivity)을 측정하기 위하여 3 μM ABA를 함유한 배지에서 배양한 결과이다.
WT : 야생형 애기장대
T-3, T-5 : 형질전환 애기장대 (35S:: OsbHLH148)
도 6은 형질전환 및 비형질전환 애기장대의 잎을 자연건조하면서 관찰한 결과로서, 위(A) 그림은 수분유출에 따른 무게변화를 측정한 것으로서 형질전환 식물체의 보습성이 향상되었음을 나타내는 그림이며, 아래(B)는 이 상태에서 120분 경과 후의 식물 상태를 보이는 사진이다.
WT : 야생형 애기장대
T-3, T-5 : 형질전환 애기장대 (35S:: OsbHLH148)
도 7은 4주 성장한 형질전환 및 비형질전환 애기장대에 수분공급을 중단하고 7일 후 식물체의 저수분 스트레스에 대한 저항성을 조사한 결과를 보여주는 사진이다.
WT : 야생형 애기장대
T-3, T-5 : 형질전환 애기장대 (35S:: OsbHLH148)
도 8은 OsbHLH148 유전자로 형질전환된 벼에 대한 genomic 서던 블럿 분석 결과(상단) 및 벼 형질전환용 재조합 벡터(하단)이다.
도 9는 OsbHLH148 유전자로 형질전환된 벼에 대한 노던 블럿 분석 결과이다.
레인 WT : 야생형 벼
레인 1~2, 6~11 : 형질전환 벼 라인
도 10은 환경 스트레스 처리 시간에 따른 OsbHLH148 유전자의 발현 결과이다.
도 11은 OsbHLH148 유전자로 형질전환된 벼에 대한 한발 저항성 실험 결과이다.
WT : 야생형 벼
T-2, T-9, T-11 : 형질전환 벼 라인
도 12는 OsbHLH148 유전자로 형질전환된 벼에 대한 Fv/Fm 값 측정 결과이다.
WT : 야생형 벼
T-2, T-9, T-11 : 형질전환 벼 라인1 is a result of a northern blot experiment showing that the OsbHLH148 gene is induced by rice with the environmental stress resistance hormone ABA.
Figure 2 shows the structure of the DNA (P 35S : cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter) recombined rice OsbHLH148 gene into plant transformation expression vector pBI111L (GB removed from pBl121).
3 is a result of confirming the constant expression of OsbHLH148 by Northern blot experiment by selecting nine lines showing kanamycin resistance after transferring the recombinant pCaOsbHLH148 DNA to the Arabidopsis.
Figure 4 is a result of performing a genomic Southern blot using the OsbHLH148 gene site as a probe to confirm whether the OsbHLH148 gene is correctly inserted into the transformed Arabidopsis.
Lane WT: Wild Type Baby Pole (Col-0)
FIG. 5 shows the results of culturing in a medium containing 3 μM ABA to measure ABA sensitivity of transformed Arabidopsis overexpressing OsbHLH148 gene.
WT: Wild-type Baby Pole
T-3, T-5: transgenic Arabidopsis ( 35S :: OsbHLH148 )
Figure 6 is a result of observing the leaves of the transformed and transformed Arabidopsis while the natural drying, the above (A) is a measure showing the weight change according to the outflow of water, showing that the moisturizing properties of the transgenic plant improved. , (B) is a photograph showing the plant state after 120 minutes in this state.
WT: Wild-type Baby Pole
T-3, T-5: transgenic Arabidopsis ( 35S :: OsbHLH148 )
FIG. 7 is a photograph showing the results of investigating the resistance of plants to low moisture stress after 7 days of stopping hydration of the transgenic and non-transgenic Arabidopsis grown 4 weeks.
WT: Wild-type Baby Pole
T-3, T-5: transgenic Arabidopsis ( 35S :: OsbHLH148 )
8 shows genomic Southern blot analysis of the rice transformed with OsbHLH148 gene (top) and recombinant vector (bottom) for rice transformation.
9 shows OsbHLH148 Northern blot analysis of rice transformed with the gene.
Lane WT: Wild Rice
10 shows expression results of OsbHLH148 gene according to environmental stress treatment time.
Figure 11 shows the results of a drought resistance test for rice transformed with OsbHLH148 gene.
WT: Wild Rice
T-2, T-9, T-11: Transgenic Rice Line
12 is a result of measuring Fv / Fm value for rice transformed with OsbHLH148 gene.
WT: Wild Rice
T-2, T-9, T-11: Transgenic Rice Line
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 벼 유래의 스트레스 저항성에 관여하는 유전자들의 발현을 조절하는 전사인자 OsbHLH148(Oryza sativa basic helix-loop-helix 148) 단백질을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention is a transcription factor OsbHLH148 ( Oryza that regulates the expression of genes involved in rice-derived stress resistance sativa basic helix-loop-helix 148) protein.
본 발명에서 "전사인자"는 유전자의 프로모터 부위에 작용하여 그 유전자가 mRNA로 전사되도록 하는 단백질을 의미하는 일반 명칭으로 사용된다. 또한 "OsbHLH148"은 상기 "전사인자"의 하나로서 벼에 존재하는 단백질을 나타내며, 상기 효소 단백질을 암호화하는 유전자는 "OsbHLH148 유전자"로 표시하였다.In the present invention, "transcription factor" is used as a generic name to mean a protein that acts on the promoter region of a gene so that the gene is transcribed into mRNA. In addition, "OsbHLH148" represents a protein present in rice as one of the "transcription factors", and the gene encoding the enzyme protein is expressed as " OsbHLH148 gene."
본 발명에 따른 OsbHLH148 단백질의 범위는 벼(Oryza sativa)로부터 분리된 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질 및 상기 단백질의 기능적 동등물을 포함한다. "기능적 동등물"이란 아미노산의 부가, 치환 또는 결실의 결과, 상기 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열과 적어도 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 더 더욱 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 갖는 것으로, 서열번호 2로 표시되는 단백질과 실질적으로 동질의 생리활성을 나타내는 단백질을 말한다.The range of OsbHLH148 protein according to the present invention is rice ( Oryza sativa ) includes a protein having an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 2 and a functional equivalent of the protein. Is at least 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 90% or more, more preferably 90% or more, Quot; refers to a protein having a homology of at least 95% with a physiological activity substantially equivalent to that of the protein represented by SEQ ID NO: 2.
또한, 본 발명은 상기 OsbHLH148 단백질을 암호화하는 유전자를 제공한다. 본 발명의 유전자는 스트레스 저항성에 관여하는 유전자들의 발현을 조절하는 특징이 있으며, OsbHLH148 단백질을 암호화하는 게놈 DNA와 cDNA를 모두 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 유전자는 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 포함할 수 있다. 또한, 상기 염기 서열의 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.The present invention also provides a gene encoding the OsbHLH148 protein. The gene of the present invention is characterized by regulating the expression of genes involved in stress resistance, and includes both genomic DNA and cDNA encoding the OsbHLH148 protein. Preferably, the gene of the present invention may include the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1. Variants of the above base sequences are also included within the scope of the present invention. Specifically, the gene has a nucleotide 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 . The "% sequence homology" for a polynucleotide is identified by comparing two optimally arranged sequences with a comparison region, wherein part 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).
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 OsbHLH148 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다. 본 발명의 재조합 벡터는 바람직하게는 도 2에 기재된 pCaOsbHLH148 벡터 또는 도 8에 기재된 재조합 벡터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The present invention also provides a recombinant vector comprising the OsbHLH148 gene according to the present invention. The recombinant vector of the present invention may preferably be the pCaOsbHLH148 vector described in FIG. 2 or the recombinant vector described in FIG. 8, but is not limited thereto.
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.The term "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, heterologous peptide or heterologous nucleic acid. The recombinant cell can express a gene or a gene fragment that is not found in the natural form of the cell in one of the sense or antisense form. In addition, the recombinant cell can express a gene found in a cell in its natural state, but the gene has been modified and reintroduced intracellularly by an artificial means.
용어 "벡터"는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 지칭할 때 사용된다. 벡터는 DNA를 복제시키고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있다. 용어 "전달체"는 흔히 "벡터"와 호환하여 사용된다. 용어 "발현 벡터"는 목적한 코딩 서열과, 특정 숙주 생물에서 작동가능하게 연결된 코딩 서열을 발현하는데 필수적인 적정 핵산 서열을 포함하는 재조합 DNA 분자를 의미한다. 진핵세포에서 이용 가능한 프로모터, 인핸서, 종결신호 및 폴리아데닐레이션 신호는 공지되어 있다.The term "vector" is used to refer to a DNA fragment (s), nucleic acid molecule, which is transferred into a cell. The vector replicates the DNA and can be independently regenerated in the host cell. The term "carrier" is often used interchangeably with "vector". The term “expression vector” refers to a recombinant DNA molecule comprising a coding sequence of interest and a suitable nucleic acid sequence necessary to express a coding sequence operably linked in a particular host organism. Promoters, enhancers, termination signals and polyadenylation signals available in eukaryotic cells are known.
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.Preferred examples of recombinant vectors are Ti-plasmid vectors which, when present in a suitable host such as Agrobacterium tumerfaciens, can transfer a portion of themselves, the so-called T-region, to plant cells. Other types of Ti-plasmid vectors (see
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.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, antibiotics such as Kanamycin, G418, Bleomycin, hygromycin, chloramphenicol, Resistant genes, but are not limited thereto.
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.In the recombinant vector of the present invention, the promoter may be CaMV 35S, actin, ubiquitin, pEMU, MAS, or histone promoter, but is not limited thereto. The term "promoter " refers to the region of DNA upstream from the 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. Constructive promoters may be preferred in the present invention because the choice of transformants can be made by various tissues at various stages. Thus, the constitutive promoter does not limit the selection possibilities.
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.In the recombinant vector of the present invention, conventional terminators can be used. Examples thereof include nopaline synthase (NOS), rice α-amylase RAmy1 A terminator, phaseoline terminator, Agrobacterium tumefaciens (Agrobacterium tumefaciens ) Octopine gene terminator, but the present invention is not limited thereto. Regarding the need for terminators, it is generally known that such regions increase the certainty and efficiency of transcription in plant cells. Therefore, the use of a terminator is highly desirable in the context of the present invention.
본 발명은 또한, 본 발명의 재조합 벡터로 형질전환된 숙주세포를 제공한다. 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. The present invention also provides a host cell transformed with the recombinant vector of the present invention. Any host cell known in the art may be used as the host cell capable of continuously cloning and expressing the vector of the present invention in a stable and prokaryotic cell, for example, E. coli JM109, E. coli BL21, E. coli RR1 , E. coli LE392, E. coli B, E. coli X 1776, E. coli W3110, Bacillus subtilis, Bacillus tulifene, and Salmonella typhimurium, Serratia marcesensus and various Pseudomonas species And enterobacteria and strains such as the species.
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. When the vector of the present invention is transformed into eukaryotic cells, yeast ( Saccharomyce cerevisiae), and the like insect cells, human cells (e.g., CHO cells (Chinese hamster ovary), W138, BHK, COS-7, 293, HepG2, 3T3, RIN and MDCK cell lines) and plant cell may be used. The host cell is preferably a plant cell.
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.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. When the host cell is a eukaryotic cell, the vector is injected into the host cell by microinjection, calcium phosphate precipitation, electroporation, liposome-mediated transfection, DEAE-dextran treatment, and gene bombardment .
본 발명은 또한, 본 발명의 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환하여 OsbHLH148 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 식물의 환경 스트레스에 대한 저항성을 증가시키는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of increasing resistance to environmental stress in a plant, comprising the step of transforming plant cells with the recombinant vector of the present invention to overexpress the OsbHLH148 gene.
식물의 형질전환은 DNA를 식물에 전이시키는 임의의 방법을 의미한다. 그러한 형질전환 방법은 반드시 재생 및(또는) 조직 배양 기간을 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.Transformation of a plant means any method of transferring DNA to a plant. Such transformation methods do not necessarily have a regeneration and / or tissue culture period. Transformation of plant species is now common for plant species, including both terminal plants as well as dicotyledonous plants. In principle, any transformation method can be used to introduce the hybrid DNA according to the present 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. 3, 1099-1102), microscopic injection into plant elements (Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 202, 179-185 ), (DNA or RNA-coated) particle bombardment of various plant elements (Klein TM et al., 1987, Nature 327, 70), Agrobacterium tumulopasis by plant infiltration or transformation of mature pollen or vesicles And infection with (incomplete) virus (
본 발명은 또한, 본 발명의 재조합 벡터로 형질전환되어 환경 스트레스에 대한 저항성이 증가된 형질전환 식물체를 제공한다. 상기 환경 스트레스는 한발, 염해 또는 냉해 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 바람직하게는 한발 스트레스이다. 상기 형질전환 식물체는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 대두, 감자, 밀, 팥, 귀리 및 수수로 이루어진 군에서 선택된 식량작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근으로 이루어진 군에서 선택된 채소작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 및 유채로 이루어진 군에서 선택된 특용작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 및 바나나로 이루어진 군에서 선택된 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 및 튤립으로 이루어진 군에서 선택된 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스로 이루어진 군에서 선택된 사료작물류일 수 있다. The present invention also provides a transgenic plant which is transformed with the recombinant vector of the present invention to increase resistance to environmental stress. The environmental stress may be drought, salty or cold, but is not limited thereto, and is preferably drought stress. The transforming plant is a food crop selected from the group consisting of rice, wheat, barley, corn, soybeans, potatoes, wheat, red beans, oats and sorghum; Vegetable crops selected from the group consisting of Arabidopsis, Chinese cabbage, radish, red pepper, strawberry, tomato, watermelon, cucumber, cabbage, melon, pumpkin, green onion, onion, and carrot; Special crops selected from the group consisting of ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, sugar beet, perilla, peanut and rapeseed; Apple trees, pears, jujubes, peaches, sheep grapes, grapes, citrus fruits, persimmons, plums, apricots and banana; Roses, gladiolus, gerberas, carnations, chrysanthemums, lilies and tulips; And fodder crops selected from the group consisting of lysis, redclover, orchardgrass, alphaalpha, tolsquescue and perennial lygragrass.
본 발명은 또한, 환경 스트레스에 대한 저항성이 증가된 형질전환 식물체로부터 얻은 종자를 제공한다.The present invention also provides a seed obtained from a transgenic plant with increased resistance to environmental stress.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환하는 단계; 및The invention also comprises the steps of transforming a plant cell with a recombinant vector according to the invention; And
상기 형질전환된 식물 세포로부터 형질전환 식물을 재분화하는 단계를 포함하는 환경 스트레스에 대한 저항성이 증가된 형질전환 식물체의 제조 방법을 제공한다.Provided is a method for producing a transformed plant having increased resistance to environmental stress, comprising the step of regenerating the transformed plant from the transformed plant cells.
본 발명의 방법은 본 발명에 따른 재조합 벡터로 식물 세포를 형질전환하는 단계를 포함하는데, 상기 형질전환은 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)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.The method of the present invention comprises the step of transforming plant cells with the recombinant vector according to the present invention, wherein the transformation can be mediated by Agrobacterium tumefaciens . In addition, the method of the present invention comprises regenerating a transgenic plant from the transformed plant cell. Any of the methods known in the art can be used for regeneration of transgenic plants from transgenic plant cells.
본 발명은 또한, 본 발명의 OsbHLH148 유전자를 포함하는, 식물의 환경 스트레스에 대한 저항성을 증가시키기 위한 조성물을 제공한다. 본 발명의 조성물에서, 상기 OsbHLH148 유전자는 서열번호 1의 염기서열로 이루어질 수 있다. 본 발명의 조성물은 유효 성분으로서 벼 유래의 OsbHLH148 유전자를 포함하며, 상기 유전자를 식물체에 형질전환시킴으로써 식물의 환경 스트레스에 대한 저항성을 증가시킬 수 있는 것이다. 상기 식물은 전술한 바와 같다.
The present invention also provides a composition for increasing the resistance of plants to environmental stress, comprising the OsbHLH148 gene of the present invention. In the composition of the present invention, the OsbHLH148 gene may be composed of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. The composition of the present invention includes the rice-derived OsbHLH148 gene as an active ingredient, by transforming the gene into a plant, it is possible to increase the plant's resistance to environmental stress. The plant is as described above.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
실시예Example 1: 벼 1: rice OsbHLH148Osbhlh148 유전자의 분자생물학적 특성 연구 Molecular Biology of Genes
본 발명에 이용한 벼 유전자인 OsbHLH148를 탐색하고 이의 분자생물학적 기능을 연구한 경위를 상세히 설명한다.The history of the study of OsbHLH148 , a rice gene used in the present invention, and its molecular biological function will be described in detail.
OsbHLH148 cDNA는 야생형 벼(품종: 낙동)에서 중합효소반응(PCR, polymerase chain reaction)을 시행하여 증폭함으로 획득하였다. 벼에 200 μM ABA 또는 100 μM 메칠자스모네이트 (methyl jasmonate, MeJA)를 분무하여 1 시간 처리한 후, 총 RNA를 페놀/SDS/LiCl 방법(Carpenter and Simon, 1998, Methods Mol. Biol. 82, 85-89)으로 추출하였다. 이 RNA 시료를 Invitrogen사에서 구입한 역전사효소(reverse transcriptase) SuperscriptIII와 18 염기쌍(base pair)의 oligo d(T)를 이용하여 반응시킴으로써 cDNA를 얻었다. cDNA의 양을 증폭할 목적으로 정방향 프라이머로서 5'-ATGCAAATGGAGTCG-3'(서열번호 3), 역방향 프라이머로서 5'-TCAAAACACATTTTG-3'(서열번호 4)를 사용하고, Promega사의 pfu DNA 중합효소(polymerase)를 이용하여 PCR 증폭반응을 수행하였다. Osbhlh148 cDNA was obtained by amplification by polymerase chain reaction (PCR) in wild type rice (breed: Nakdong). Rice was treated with 200 μM ABA or 100 μM methyljasmonate (MeJA) for 1 hour and then total RNA was phenol / SDS / LiCl method (Carpenter and Simon, 1998, Methods Mol. Biol. 82, 85-89). CDNA was obtained by reacting this RNA sample with reverse transcriptase Superscript III purchased from Invitrogen, using an oligo d (T) of 18 base pairs. For the purpose of amplifying the amount of cDNA, 5'-ATGCAAATGGAGTCG-3 '(SEQ ID NO: 3) as a forward primer and 5'-TCAAAACACATTTTG-3' (SEQ ID NO: 4) as a reverse primer were used. PCR amplification reaction was performed using polymerase.
증폭된 cDNA를 젤에서 추출하여 Enzynomics사의 pTOP blunt V2 벡터에 blunt end 라이게이션하여 서브클로닝을 하였다. 얻어진 전장(full length) OsbHLH148 cDNA의 염기서열을 분석하고, 벼 유전자 데이타베이스의 해당 유전자(Os03g0741100)의 염기서열(acession number: AK071734) 및 단백질(LOC_Os03g53020)의 아미노산 서열과 일치함을 확인하였다.The amplified cDNA was extracted from the gel and blunt end ligated to Enzynomics's pTOP blunt V2 vector for subcloning. The nucleotide sequence of the obtained full-length OsbHLH148 cDNA was analyzed and confirmed to be consistent with the amino acid sequence of the sequence number (AK071734) and the protein (LOC_Os03g53020) of the gene (Os03g0741100) of the rice gene database.
OsbHLH148 유전자(cDNA)는 나타낸 바와 같이 900개의 염기(종료코돈 포함)로 구성되어 있으며(서열번호 1), 이 유전자가 암호화하는 OsbHLH148 전사인자는 299개의 아미노산 서열을 가지고 있다(서열번호 2). OsbHLH148 전사인자는 염기성 헬릭스-루프-헬릭스(basic helix-loop-helix, bHLH) 구조를 가진 DNA 결합단백질(binding protein)이다. The OsbHLH148 gene (cDNA) is composed of 900 bases (including end codons) as shown (SEQ ID NO: 1), and the OsbHLH148 transcription factor encoded by this gene has a 299 amino acid sequence (SEQ ID NO: 2). OsbHLH148 transcription factor is a DNA binding protein with a basic helix-loop-helix (bHLH) structure.
데이터베이스(database) 검색을 통하여 OsbHLH148 프로모터 염기서열 상의 시스-액팅 엘리먼트(cis-acting element)를 분석하여 본 결과, ABA, 한발, 자스몬산, 에틸렌, 살리실산 및 상처 등에 반응하는 다수의 요소(element)들이 존재하는 것으로 나타났다. 이에 따라 다양한 식물호르몬에 대한 OsbHLH148 유전자의 발현 활성화 양상을 노던 블럿 분석을 통해 관찰하였다. ABA를 Hoagland 배지에 최종 농도가 200 μM 되도록 처리하여 2주 생장한 벼의 뿌리를 담구어 흡수되도록 하였다. OsbHLH148 유전자는 ABA를 1시간 처리했을 때 최대 발현에 도달하여 3시간까지 유지 하였다(도 1). 따라서 이 유전자의 발현은 다양한 외부 스트레스에 매우 민감하게 반응하는 것으로 판단되었다.Analysis of cis -acting elements on the OsbHLH148 promoter sequence through a database search showed that a number of elements responded to ABA, drought, jasmonic acid, ethylene, salicylic acid and wounds. It appeared to exist. Accordingly, the activation pattern of OsbHLH148 gene expression for various plant hormones was observed through Northern blot analysis. ABA was treated with Hoagland medium to a final concentration of 200 μM to soak up the roots of rice grown for 2 weeks. OsbHLH148 gene reached maximum expression when ABA was treated for 1 hour and maintained for 3 hours (FIG. 1). Therefore, the expression of this gene was judged to be very sensitive to various external stresses.
이 유전자는 병저항성 유도 호르몬인 살리실산(salicylic acid) 처리에 의해서는 그 발현이 유도되지 않았다. ABA의 스트레스에 대한 대조구(control) 유전자로 OsJAmyb과 OsAOC 유전자의 발현을 함께 관찰하였다. rRNA는 이 전기영동 실험에서 동량의 RNA를 비교하였음을 증명하기 위하여 각 레인별로 그 양을 관찰한 것이다.
The gene was not induced by treatment with the disease-inducing hormone salicylic acid. OsJAmyb and Os are the control genes for stress on ABA. Expression of OsAOC gene was also observed. The rRNA was observed for each lane in order to prove that the same amount of RNA was compared in this electrophoretic experiment.
실시예Example 2: 2: OsbHLH148Osbhlh148 유전자를 과발현하는 애기장대 형질전환 실험 Arabidopsis transformation experiments overexpressing genes
OsbHLH148 유전자를 과발현하는 형질전환 애기장대를 제조하기 위하여, 유전자의 항시 발현을 유도하는 CaMV35S 프로모터에 OsbHLH148 유전자를 융합하였다(도 2). 이 벡터에는 식물 유전체에 삽입되는 T-DNA 부분의 경계를 나타내는 유전자 염기서열인 LB와 RB 사이에 항생제 가나마이신에 대한 저항성 유전자 NPTII가 포함되어 있어 성공적으로 유전자가 전이된 식물체를 선별하는데 이용할 수 있도록 되어 있다. 이 DNA 구조물(construct)의 이름을 pCaOsbHLH148로 명명하였다. pCaOsbHLH148의 구조는 도 2와 같다. In order to prepare a transgenic Arabidopsis overexpressing the OsbHLH148 gene, the OsbHLH148 gene was fused to the CaMV35S promoter, which induces constant expression of the gene (FIG. 2). The vector contains the gene NPTII , which is resistant to the antibiotic kanamycin, between LB and RB, the gene sequences that represent the boundaries of the T-DNA moiety inserted into the plant genome. It is. This DNA construct was named pCaOsbHLH148. The structure of pCaOsbHLH148 is shown in FIG.
이 DNA 구조물을 아그로박테리움 투머파시엔스 C58C1( Agrobacterium tumefaciens C58C1)에 전이하고, 가나마이신, 리팜피신, 젠타마이신이 함유된 배지에서 도입 DNA를 함유하고 있는 아그로박테리움을 선발하였다. 꽃대침지법(floral dip transformation)에 따라, 이 균주 배양액에 애기장대의 꽃대를 3분간 담근 후 거의 100% 상대습도 상태의 밀폐된 용기에 비스듬하게 뉘여서 24시간 동안 생장상에서 키운 후 개봉하여 식물을 세워서 키웠다. 이들 식물체에서 얻은 종자를 가나마이신이 함유된 배지에서 발아시켜 가나마이신 저항성 식물체를 선발하였으며, 이로부터 종자를 받아 다시 가나마이신 배지에서 발아 선별한 후 저항성 형질전환체를 토양에 이식하여 제 2 세대 종자를 얻었다. 이를 다시 선별하여 카나마이신 감수성 개체가 나오지 않는 제 3 세대 종자를 대상으로 실험을 하였다. 먼저 OsbHLH148 유전자 DNA를 탐침으로 하여 노던 블럿 분석을 시행한 결과 이 유전자를 항시 과발현하고 있는 것으로 확인된 9 개체를 확보하였다 (도 3).These DNA constructs were referred to as Agrobacterium tumerfaciens Agrobacterium containing transgenic DNA was selected in a medium containing C58C1 ( Agrobacterium tumefaciens C58C1) and containing kanamycin, rifampicin and gentamicin. According to the floral dip transformation, submerged the stalk of the Arabidopsis sage for 3 minutes in this strain culture medium, then placed in an enclosed container at almost 100% relative humidity, raised in growth for 24 hours, and then opened and opened. It was raised upright. Seeds obtained from these plants were germinated in a medium containing kanamycin to select kanamycin resistant plants, and after receiving the seeds from them, germinating and selecting them in kanamycin medium, transplanting the resistant transformants into the soil, the second generation of seeds Got. This was again screened and tested on third generation seed without kanamycin susceptible individuals. First, Northern blot analysis using the OsbHLH148 gene DNA as a probe resulted in 9 individuals identified as overexpressing the gene at all times (FIG. 3).
이들 형질전환 애기장대에 삽입된 목적유전자의 개수와 위치다양성을 확인하기 위해 게놈 서던 블럿 분석을 실시하였다(도 4). 이 유전자는 벼에서 분리한 것으로 원래 애기장대에 존재하지 않으므로 비형질전환체에서 검출되지 않았으며, 3번, 5번, 라인은 한 개의 T-DNA가 식물 염색체 DNA에 삽입되었고 각 라인별로 삽입위치가 서로 다름을 확인하였다.
Genomic Southern blot analysis was performed to confirm the number and location diversity of the genes of interest inserted into these transgenic Arabidopsis (FIG. 4). This gene was isolated from rice and was not detected in non-transformants because it was not present in Arabidopsis. No. 3, 5, lines were inserted into plant chromosomal DNA with each T-DNA inserted into each line. Are different from each other.
실시예Example 3: 3: OsbHLH148Osbhlh148 유전자 발현량 변화에 따른 형질전환 애기장대의 표현형 관찰 Phenotype Observation of Transgenic Arabidopsis Depending on Gene Expression Change
벼에서 OsbHLH148의 발현이 ABA 처리에 의해 유도된다는 점으로 미루어 볼 때, OsbHLH148은 ABA에 의존하여(ABA-dependent) 작용이 활성화되는 전사인자임을 알 수 있었다. OsbHLH148 유전자의 과발현체가 환경 스트레스 관련 식물 호르몬인 ABA에 어떻게 반응하는지 확인하기 위해 3 μM ABA를 포함한 MS 배지에서 발아율을 관찰하였다. ABA를 포함하지 않은 배지에서는 야생형 애기장대 (WT, Col-0)와 OsbHLH148 유전자의 과발현체의 발아 및 생장에 차이가 없었으나, 3 μM ABA를 포함한 배지에서는 OsbHLH148 유전자의 과발현체가 ABA에 대하여 감수성이 높은(hypersensitve) 것으로 확인되었다(도 5). 이는 OsbHLH148 유전자의 과발현체가 환경 스트레스에 저항성을 보일 수 있음을 의미한다.
In view of the expression of OsbHLH148 in rice by ABA treatment, OsbHLH148 was found to be a transcription factor that activates ABA-dependent action. Germination rates were observed in MS medium containing 3 μM ABA to determine how the overexpression of OsbHLH148 gene responds to ABA, a plant hormone associated with environmental stress. There was no difference in germination and growth of wild-type Arabidopsis (WT, Col-0) and OsbHLH148 gene overexpression in medium without ABA, but overexpression of OsbHLH148 gene was sensitive to ABA in medium containing 3 μM ABA. It was confirmed to be hypersensitve (FIG. 5). This means that overexpression of the OsbHLH148 gene may be resistant to environmental stress.
실시예Example 4: 4: OsbHLH148Osbhlh148 유전자 발현량 변화에 따른 형질전환 애기장대의 환경 스트레스 저항성 실험 Environmental Stress Resistance Test of Transgenic Arabidopsis Depending on Gene Expression Amount
먼저 OsbHLH148 유전자의 과발현체의 수분 손실되는 정도를 야생형 애기장대와 비교하였다. 4주 키운 식물체를 뿌리를 제외한 부분을 23℃에서 자연 건조 시키면서 무게를 측정하였다. OsbHLH148 유전자의 과발현체가 야생형 애기장대에 비해 수분 손실이 적은 것으로 나타났다(도 6). 이 결과를 재확인하기 위해 4주 키운 식물체를 온도가 23℃이고 습도가 30%인 식물 생장상에서 건조시켰다. 동일한 부피의 물을 흠뻑 준 후 건조시킨지 10일이 지났을 때 야생형 애기장대는 시들었지만 OsbHLH148 유전자의 과발현체는 저항성을 나타내었다(도 7). 이를 분명히 하기 위해 건조시킨 지 10일이 지난 후 동일한 부피의 물을 주고 3일이 지난 후를 관찰하였더니 야생형 애기장대는 죽었지만 OsbHLH148 유전자의 과발현체는 살아있었다.
First, the degree of water loss of the overexpression of OsbHLH148 gene was compared with wild type Arabidopsis. The weight of the plants grown for 4 weeks was naturally dried at 23 ° C. except for the roots. Overexpression of the OsbHLH148 gene showed less water loss than wild-type Arabidopsis (Figure 6). To reaffirm this result, plants grown for 4 weeks were dried on plant growth at 23 ° C. and 30% humidity. After 10 days of soaking in the same volume of water, the wild type Arabidopsis withered, but the overexpression of the OsbHLH148 gene showed resistance (FIG. 7). To clarify this, after 10 days of drying, the same volume of water was observed and 3 days later, the wild-type Arabidopsis died but the overexpression of OsbHLH148 gene was alive.
실시예Example 5: 5: OsbHLH148Osbhlh148 유전자를 과발현하는 벼 형질전환 실험 Rice Transformation Experiment Overexpressing Genes
OsbHLH148 유전자의 기능을 분석하기 위해서 OsbHLH148 유전자가 과다 발현되는 형질전환 벼를 개발하였다. 먼저, 유전자의 항시 발현을 유도하는 OsCc1 프로모터에 OsbHLH148 유전자를 융합하였다(도 8). 이 벡터에는 식물 유전체에 삽입되는 T-DNA 부분의 경계를 나타내는 유전자 염기서열인 LB와 RB 사이에 형질전환 벼의 선별을 위해 제초제인 바스타 (basta) 에 대한 저항성을 부여하는 BAR 유전자가 포함되어 있어 성공적으로 유전자가 전이된 식물체를 선별하는데 이용할 수 있도록 되어 있다. 이 DNA 구조물을 아그로박테리움 투머파시엔스 LBA4404 (Agrobacterium tumefaciens LBA4404) 에 전이하고, 테트라사이클린과 스펙티노마이신이 함유된 배지에서 도입 DNA를 함유하고 있는 아그로박테리움을 선발하였다. 이 균주 배양액을 야생형 벼 (Oryza sativa L. cv. Nakdong) 의 캘러스 (callus) 에 처리하여 세포탁심과 포스피노트리신을 포함한 배지에서 분화시켰다. 분화 과정에서 뿌리 및 잎이 발달한 형질전환 벼를 온실에서 키워 제 1세대 형질전환 종자를 얻었다. 제 1세대 종자를 논 토양에서 키운 후 바스타 처리를 통해 형질전환 벼를 선별하고, 등숙기를 거쳐 제 2세대 종자를 얻었다. 같은 과정을 반복하여 바스타 감수성 개체가 나오지 않는 제 3 세대 종자를 대상으로 실험을 하였다.
In order to analyze the function of genes OsbHLH148 OsbHLH148 A transgenic rice with overexpressed genes was developed. First, the OsbHLH148 gene was fused to an OsCc1 promoter that induces constant expression of the gene (FIG. 8). The vector contains the BAR gene, which confers resistance to the herbicide, basta, for the selection of transgenic rice between LB and RB, the gene sequences that represent the boundaries of the T-DNA region inserted into the plant genome. It can be used to select plants for which genes have been successfully transferred. The DNA constructs were transformed into Agrobacterium tumefaciens LBA4404 ( Agrobacterium tumefaciens). LBA4404 ), and Agrobacterium containing the introduced DNA was selected in a medium containing tetracycline and spectinomycin. The strain culture was wild type rice ( Oryza sativa L. cv. Nakdong) callus was differentiated in a medium containing cytotaxy and phosphinothricin. During the differentiation, the transformed rice, in which the roots and leaves were developed, was grown in a greenhouse to obtain first-generation transformed seeds. The first-generation seeds were grown in paddy soil, and then transgenic rice was selected by basa treatment, and the second-generation seeds were obtained after ripening. The same procedure was repeated to test the third generation seed without bastard susceptibility.
실시예Example 6: 6: OsbHLH148Osbhlh148 유전자를 과발현하는 형질전환 벼의 선발 Selection of Transgenic Rice Overexpressing Genes
2주 동안 온실의 논 토양에서 키운 제 3세대의 형질전환 벼의 게놈 DNA를 추출하여 EcoRI 제한 효소를 처리한 후 MAR 유전자를 탐침으로 하여 서던 블럿(Southern blot)을 실시한 결과 2, 8, 11번 형질전환 벼에 1 copy, 1, 9, 10번 형질전환 벼에 2 copy의 OsbHLH148 유전자가 각각 삽입된 것을 확인하였다 (도 8). 이들 형질전환 벼에서 OsbHLH148 유전자의 발현 정도를 노던 블럿(Northern blot)을 이용하여 확인한 결과 2, 9번 형질전환 벼에서 발현이 가장 높았고, 11번 형질전환 벼에서 상대적으로 중간 정도의 발현을 보였으며, 1, 8, 10번 형질전환 벼에서 가장 낮게 발현 되었다 (도 9). 위 결과를 바탕으로 2, 9, 11번 형질전환 벼를 이용하여 향후 실험을 진행하였다.
Genomic DNA of the third generation of transgenic rice grown in greenhouse paddy soil for 2 weeks, treated with Eco RI restriction enzyme and Southern blot using MAR gene as a
실시예Example 7: 7: OsbHLH148Osbhlh148 유전자의 환경 스트레스에 대한 발현 양상Expression patterns of environmental stress in genes
온실에서 2 주 동안 키운 야생형 벼에 다양한 환경 스트레스를 처리하여 OsbHLH148 유전자의 발현 양상을 조사하였다 (도 10). 한발 스트레스의 경우, 23℃에서 자연 건조시켜 각 시간별로 처리한 실험군을 얻은 결과 1시간 후 가장 높은 발현을 나타내었다. 염해 스트레스의 경우, 소금물에 벼의 뿌리를 침지시켜 시간별로 처리한 실험군을 얻은 결과 1시간 후 가장 높은 발현을 나타내었다. 냉해 스트레스의 경우 4℃의 식물 생장상에서 24시간 동안 빛을 조사한 후 각 시간별로 처리한 실험군을 얻은 결과 12시간 후 가장 높은 발현을 나타내었다. 그리고 상처 (wounding) 스트레스의 경우, 전체 잎 면적의 4분의 1에 해당하는 잎의 끝 부분을 짓이겨 시간별로 처리한 실험군을 얻은 결과 1시간 후 가장 높은 발현을 나타내었다. 벼에서OsbHLH148 유전자가 환경스트레스에 빠르게 발현이 유도되고 애기장대 형질전환체의 한발 스트레스 저항성에 대한 결과로 보아 OsbHLH148 유전자를 과발현 벼가 한발 스트레스에 저항성을 보일 수 있음을 의미한다.
The wild-type rice grown for 2 weeks in the greenhouse was treated with various environmental stresses to investigate the expression of OsbHLH148 gene (FIG. 10). In the case of drought stress, the experimental group was naturally dried at 23 ° C. and treated for each hour, and showed the highest expression after 1 hour. In the case of salt stress, the experimental group treated with rice roots in salted water was obtained the highest expression after 1 hour. In case of cold stress, the experimental group treated with light for 24 hours at 4 ℃ plant growth showed the highest expression after 12 hours. In the case of wounding stress, the experimental group treated with the end of the leaf corresponding to one-fourth of the total leaf area was treated hourly, and showed the highest expression after one hour. OsbHLH148 gene induces rapid expression of environmental stress in rice and drought stress resistance of Arabidopsis transformants, suggesting that overexpressing OsbHLH148 gene may be resistant to drought stress.
실시예Example 8: 8: OsbHLH148Osbhlh148 유전자로 형질전환된 벼의 한발 저항성 실험 Drought Resistance Test of Rice Transformed with Gene
OsbHLH148 유전자 과다 발현 벼가 환경 스트레스에 저항성을 보이는지 확인하기 위해 한발 저항성 실험을 수행하였다. 4 주 동안 온실에서 키운 형질전환 벼와 야생형 벼를 4일 동안 물을 주지 않음으로써 가뭄 조건을 준 결과, OsbHLH148 형질전환 벼가 야생형 벼보다 저항성을 나타내었고 물을 다시 주어 회복되는 정도를 10일 후에 확인하였더니 야생형 벼는 대부분 말라 죽은 반면에 OsbHLH148 유전자 형질전환 벼는 다시 회복되었다 (도 11). Osbhlh148 In order to determine whether the overexpressed rice is resistant to environmental stress, a drought resistance experiment was performed. Drought conditions were given by four days of transgenic rice and wild type rice grown in a greenhouse for 4 days, and OsbHLH148 transgenic rice was more resistant than wild type rice and returned to water after 10 days. As a result, wild type rice was mostly dried and OsbHLH148 gene-transformed rice was recovered again (FIG. 11).
그리고 OsbHLH148 유전자 형질전환 벼의 한발 저항성 표현형을 뒷받침하기 위해 엽록소 함량(Fv/Fm ; Fv, variable chlorophyll fluorescence, Fm, maximum chlorophyll fluorescence)을 조사하여 PSII의 광화학 효율을 측정하였다. 그 결과, OsbHLH148 유전자로 형질전환된 벼는 야생형 벼보다 Fv/Fm 값이 32-48 % 더 높았다 (도 12).The photochemical efficiency of PSII was measured by examining the chlorophyll content (Fv / Fm; Fv, variable chlorophyll fluorescence, Fm, maximum chlorophyll fluorescence) to support the drought resistant phenotype of OsbHLH148 gene transgenic rice. As a result, rice transformed with OsbHLH148 gene had 32-48% higher Fv / Fm value than wild type rice (FIG. 12).
<110> SNU R&DB FOUNDATION <120> OsbHLH148 gene enhancing drought stress tolerance of plant and uses thereof <130> PN11041 <160> 4 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 900 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 1 atgcaaatgg agtcgtacta cggcgcgttc cacgccgacg aggccgcgtt cttcttcccc 60 caccacgtgc cggcgtcgcc ggagctgccg ttcggcctca ttgcgtcgcc ggagccggag 120 ccggagccgg agcaggcggc ggcggaggcg aggcagagcg cgttccagga gtacggcggc 180 gcggtgcacg ccggagcgcc ggcggcggcg ggggctgtca ccaccggtgg gacgaacatc 240 caccggaggg tgatggacgt gctgggcagg atgggcggcg gcggcggcgg gggggagaag 300 ggggagggtg aggagatgga ggaggaggag gaggtgccgc agcggcggcg gcgcgggcag 360 ggcgccgacg tggagagcag ccgcggtttc cgccacatga tgcgcgagcg ccagcgccgc 420 gagaagctca gccagagcta cgccgacctc tacgccatgg tctcctctcg ctccgagggg 480 gacaagaact cgatcgtgca gtcggcggcg atctacatcc acgagctgaa ggtcgcgagg 540 gaccagctgc agaggaggaa cgaggagctg aaggcccaga tcatgggcca cgacgagcag 600 cagccgtgcg tcacggtgca gttcgaggtc gacgagccgt cgtcgtcgat cgactccatg 660 atcgccgcgc tccggcggct caagagcatg agcgtcaagg cgcgcgggat ccggtcgagc 720 atgtccggga acaggctgtg gacggagatg aacgtcgaga ccacgattgc ggcttgtgaa 780 gtggaaaagg cagtggaaga ggctctcaag gaagtagaga ggaaccagcc tgacagcgat 840 gccccatttc ctggaagcaa aggctggaca cagacatctc atgtgcaaaa tgtgttttga 900 900 <210> 2 <211> 299 <212> PRT <213> Oryza sativa <400> 2 Met Gln Met Glu Ser Tyr Tyr Gly Ala Phe His Ala Asp Glu Ala Ala 1 5 10 15 Phe Phe Phe Pro His His Val Pro Ala Ser Pro Glu Leu Pro Phe Gly 20 25 30 Leu Ile Ala Ser Pro Glu Pro Glu Pro Glu Pro Glu Gln Ala Ala Ala 35 40 45 Glu Ala Arg Gln Ser Ala Phe Gln Glu Tyr Gly Gly Ala Val His Ala 50 55 60 Gly Ala Pro Ala Ala Ala Gly Ala Val Thr Thr Gly Gly Thr Asn Ile 65 70 75 80 His Arg Arg Val Met Asp Val Leu Gly Arg Met Gly Gly Gly Gly Gly 85 90 95 Gly Gly Glu Lys Gly Glu Gly Glu Glu Met Glu Glu Glu Glu Glu Val 100 105 110 Pro Gln Arg Arg Arg Arg Gly Gln Gly Ala Asp Val Glu Ser Ser Arg 115 120 125 Gly Phe Arg His Met Met Arg Glu Arg Gln Arg Arg Glu Lys Leu Ser 130 135 140 Gln Ser Tyr Ala Asp Leu Tyr Ala Met Val Ser Ser Arg Ser Glu Gly 145 150 155 160 Asp Lys Asn Ser Ile Val Gln Ser Ala Ala Ile Tyr Ile His Glu Leu 165 170 175 Lys Val Ala Arg Asp Gln Leu Gln Arg Arg Asn Glu Glu Leu Lys Ala 180 185 190 Gln Ile Met Gly His Asp Glu Gln Gln Pro Cys Val Thr Val Gln Phe 195 200 205 Glu Val Asp Glu Pro Ser Ser Ser Ile Asp Ser Met Ile Ala Ala Leu 210 215 220 Arg Arg Leu Lys Ser Met Ser Val Lys Ala Arg Gly Ile Arg Ser Ser 225 230 235 240 Met Ser Gly Asn Arg Leu Trp Thr Glu Met Asn Val Glu Thr Thr Ile 245 250 255 Ala Ala Cys Glu Val Glu Lys Ala Val Glu Glu Ala Leu Lys Glu Val 260 265 270 Glu Arg Asn Gln Pro Asp Ser Asp Ala Pro Phe Pro Gly Ser Lys Gly 275 280 285 Trp Thr Gln Thr Ser His Val Gln Asn Val Phe 290 295 <210> 3 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer <400> 3 atgcaaatgg agtcg 15 <210> 4 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer <400> 4 tcaaaacaca ttttg 15 <110> SNU R & DB FOUNDATION <120> OsbHLH148 gene enhancing drought stress tolerance of plant and uses according <130> PN11041 <160> 4 <170> Kopatentin 1.71 <210> 1 <211> 900 <212> DNA <213> Oryza sativa <400> 1 atgcaaatgg agtcgtacta cggcgcgttc cacgccgacg aggccgcgtt cttcttcccc 60 caccacgtgc cggcgtcgcc ggagctgccg ttcggcctca ttgcgtcgcc ggagccggag 120 ccggagccgg agcaggcggc ggcggaggcg aggcagagcg cgttccagga gtacggcggc 180 gcggtgcacg ccggagcgcc ggcggcggcg ggggctgtca ccaccggtgg gacgaacatc 240 caccggaggg tgatggacgt gctgggcagg atgggcggcg gcggcggcgg gggggagaag 300 ggggagggtg aggagatgga ggaggaggag gaggtgccgc agcggcggcg gcgcgggcag 360 ggcgccgacg tggagagcag ccgcggtttc cgccacatga tgcgcgagcg ccagcgccgc 420 gagaagctca gccagagcta cgccgacctc tacgccatgg tctcctctcg ctccgagggg 480 gacaagaact cgatcgtgca gtcggcggcg atctacatcc acgagctgaa ggtcgcgagg 540 gaccagctgc agaggaggaa cgaggagctg aaggcccaga tcatgggcca cgacgagcag 600 cagccgtgcg tcacggtgca gttcgaggtc gacgagccgt cgtcgtcgat cgactccatg 660 atcgccgcgc tccggcggct caagagcatg agcgtcaagg cgcgcgggat ccggtcgagc 720 atgtccggga acaggctgtg gacggagatg aacgtcgaga ccacgattgc ggcttgtgaa 780 gtggaaaagg cagtggaaga ggctctcaag gaagtagaga ggaaccagcc tgacagcgat 840 gccccatttc ctggaagcaa aggctggaca cagacatctc atgtgcaaaa tgtgttttga 900 900 <210> 2 <211> 299 <212> PRT <213> Oryza sativa <400> 2 Met Gln Met Glu Ser Tyr Tyr Gly Ala Phe His Ala Asp Glu Ala Ala 1 5 10 15 Phe Phe Phe Pro His His Val Pro Ala Ser Pro Glu Leu Pro Phe Gly 20 25 30 Leu Ile Ala Ser Pro Glu Pro Glu Pro Glu Pro Glu Gln Ala Ala Ala 35 40 45 Glu Ala Arg Gln Ser Ala Phe Gln Glu Tyr Gly Gly Ala Val His Ala 50 55 60 Gly Ala Pro Ala Ala Ala Gly Ala Val Thr Thr Gly Gly Thr Asn Ile 65 70 75 80 His Arg Arg Val Met Asp Val Leu Gly Arg Met Gly Gly Gly Gly Gly 85 90 95 Gly Gly Glu Lys Gly Glu Gly Glu Glu Met Glu Glu Glu Glu Glu Val 100 105 110 Pro Gln Arg Arg Arg Arg Gly Gln Gly Ala Asp Val Glu Ser Ser Arg 115 120 125 Gly Phe Arg His Met Met Arg Glu Arg Gln Arg Arg Glu Lys Leu Ser 130 135 140 Gln Ser Tyr Ala Asp Leu Tyr Ala Met Val Ser Ser Arg Ser Glu Gly 145 150 155 160 Asp Lys Asn Ser Ile Val Gln Ser Ala Ala Ile Tyr Ile His Glu Leu 165 170 175 Lys Val Ala Arg Asp Gln Leu Gln Arg Arg Asn Glu Glu Leu Lys Ala 180 185 190 Gln Ile Met Gly His Asp Glu Gln Gln Pro Cys Val Thr Val Gln Phe 195 200 205 Glu Val Asp Glu Pro Ser Ser Ser Ile Asp Ser Met Ile Ala Ala Leu 210 215 220 Arg Arg Leu Lys Ser Met Ser Val Lys Ala Arg Gly Ile Arg Ser Ser 225 230 235 240 Met Ser Gly Asn Arg Leu Trp Thr Glu Met Asn Val Glu Thr Thr Ile 245 250 255 Ala Ala Cys Glu Val Glu Lys Ala Val Glu Glu Ala Leu Lys Glu Val 260 265 270 Glu Arg Asn Gln Pro Asp Ser Asp Ala Pro Phe Pro Gly Ser Lys Gly 275 280 285 Trp Thr Gln Thr Ser His Val Gln Asn Val Phe 290 295 <210> 3 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer <400> 3 atgcaaatgg agtcg 15 <210> 4 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer <400> 4 tcaaaacaca ttttg 15
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110030378A KR101354035B1 (en) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | OsbHLH148 gene enhancing drought stress tolerance of plant and uses thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110030378A KR101354035B1 (en) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | OsbHLH148 gene enhancing drought stress tolerance of plant and uses thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20120111715A true KR20120111715A (en) | 2012-10-10 |
KR101354035B1 KR101354035B1 (en) | 2014-01-23 |
Family
ID=47282367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110030378A Active KR101354035B1 (en) | 2011-04-01 | 2011-04-01 | OsbHLH148 gene enhancing drought stress tolerance of plant and uses thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101354035B1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101412555B1 (en) * | 2014-01-10 | 2014-07-02 | 한국생명공학연구원 | Method for producing transgenic plant with increased resistance to environmental stresses using OsCYP19-4 gene |
CN105695428A (en) * | 2016-03-17 | 2016-06-22 | 武汉大学 | Rice cytoplasmic kinase gene OsBHL1 and encoding protein and application thereof |
CN106939038A (en) * | 2016-01-04 | 2017-07-11 | 深圳市农科集团有限公司 | A kind of corn development modulin, encoding gene and application |
KR20230003939A (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-06 | 경상국립대학교산학협력단 | IAA15 mutant for increasing environmental stress tolerance of plant and uses thereof |
CN116789783A (en) * | 2023-06-29 | 2023-09-22 | 浙江农林大学 | Minnan PbbHLH74 gene, its encoded protein and applications |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018164293A1 (en) * | 2017-03-08 | 2018-09-13 | 서울대학교산학협력단 | Rice-derived roc10 gene for increasing plant resistance to drought stress, and use thereof |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101131770B1 (en) * | 2009-11-13 | 2012-04-05 | 주식회사 그린진 바이오텍 | Promoter inducible by drought stress isolated from rice and uses thereof |
KR101154322B1 (en) * | 2011-10-21 | 2012-06-13 | 전남대학교산학협력단 | Method for producing cold or freezing tolerant plants transformed with gene encoding osgrp1 protein from rice |
-
2011
- 2011-04-01 KR KR1020110030378A patent/KR101354035B1/en active Active
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101412555B1 (en) * | 2014-01-10 | 2014-07-02 | 한국생명공학연구원 | Method for producing transgenic plant with increased resistance to environmental stresses using OsCYP19-4 gene |
CN106939038A (en) * | 2016-01-04 | 2017-07-11 | 深圳市农科集团有限公司 | A kind of corn development modulin, encoding gene and application |
CN106939038B (en) * | 2016-01-04 | 2020-09-08 | 深圳市农科集团有限公司 | A kind of maize development regulation protein, coding gene and application |
CN105695428A (en) * | 2016-03-17 | 2016-06-22 | 武汉大学 | Rice cytoplasmic kinase gene OsBHL1 and encoding protein and application thereof |
CN105695428B (en) * | 2016-03-17 | 2018-10-26 | 武汉大学 | Rice cytoplasmic kinase gene OsBH L1 and encoding protein and application thereof |
KR20230003939A (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-06 | 경상국립대학교산학협력단 | IAA15 mutant for increasing environmental stress tolerance of plant and uses thereof |
CN116789783A (en) * | 2023-06-29 | 2023-09-22 | 浙江农林大学 | Minnan PbbHLH74 gene, its encoded protein and applications |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101354035B1 (en) | 2014-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107787180B (en) | Transgenic plants | |
KR101354035B1 (en) | OsbHLH148 gene enhancing drought stress tolerance of plant and uses thereof | |
KR101803500B1 (en) | Novel Gene Implicated in Plant Cold Stress Tolerance and Use Thereof | |
US9518268B2 (en) | Drought tolerant transgenic plants and method of making same | |
KR100792169B1 (en) | Plants with enhanced resistance to broadening, flowering delay and environmental stress through gene transfer of transcription factor ATM444 | |
KR100896487B1 (en) | OSFRCP1 Gene that Increases Plant Stress Resistance and Transgenic Plants Incorporated with the Gene | |
KR100781059B1 (en) | A method of obtaining an inducible promoter activated by environmental stress and a transformed plant that produces a protein of interest specifically for covarial cells using the promoter | |
US20150128304A1 (en) | Plant Body Showing Improved Resistance Against Environmental Stress and Method for Producing Same | |
CN104278053B (en) | A kind of method for improving drought tolerance in plants ability | |
KR20200063569A (en) | Gene implicated in high temperature stress tolerance and use thereof | |
CN101548013B (en) | GMRD22-like genes and their application in protection against abiotic stress | |
KR20100045654A (en) | A phosphate starvation-induced rice purple acid phosphatase gene and transgenic plants | |
KR101592357B1 (en) | Novel Gene Implicated in Plant Cold Stress Tolerance and Use Thereof | |
KR102431656B1 (en) | CaAPIK1 gene and Method for improving the resistance to the drought stress using CaAPIK1 in plants | |
KR101582047B1 (en) | Method for improving the resistance to the drought stress using CaAIP1 in plants | |
KR100833475B1 (en) | OSFMSP1 gene that promotes the development or differentiation of young plants | |
KR101510441B1 (en) | A novel DREB1 genes for enhancing drought resistance and their uses | |
KR20200063568A (en) | Gene implicated in salt stress tolerance and use thereof | |
KR100781075B1 (en) | 1 OsMSRPK1 gene increasing plant stress resistance | |
KR101985321B1 (en) | Method for producing transgenic plant with increased heavy metal stress tolerance using OsAIR2 gene from Oryza sativa and plant thereof | |
WO2011108794A2 (en) | Gene regulating cytokinesis, plants transformed with the gene, and method for regulating growth of plants using same | |
WO2013137490A1 (en) | Polypeptide involved in morphogenesis and/or environmental stress resistance of plant | |
KR101973551B1 (en) | Method for producing transgenic plant with increased environmental stress resistance using BrRH22 gene from Brassica rapa and plant thereof | |
KR101438738B1 (en) | Gene Implicated in Abiotic Stress Tolerance and Growth Accelerating and Use Thereof | |
KR20230001349A (en) | CaSIRF1 gene and Method for improving the resistance to the drought stress using CaSIRF1 in plants |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20110401 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
PG1501 | Laying open of application | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20121026 Patent event code: PE09021S01D |
|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20130429 Patent event code: PE09021S01D |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20131120 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20140115 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20140116 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160224 Year of fee payment: 6 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20160224 Start annual number: 4 End annual number: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200102 Year of fee payment: 7 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20200102 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20201229 Start annual number: 8 End annual number: 8 |