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KR20130037785A - Investigation of radio marker gene at4g37990-aromatic alcohol:nadp+ oxidoreductase as a radiomarker gene and transgenic indicator plant using the gene - Google Patents

Investigation of radio marker gene at4g37990-aromatic alcohol:nadp+ oxidoreductase as a radiomarker gene and transgenic indicator plant using the gene Download PDF

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KR20130037785A
KR20130037785A KR1020110102211A KR20110102211A KR20130037785A KR 20130037785 A KR20130037785 A KR 20130037785A KR 1020110102211 A KR1020110102211 A KR 1020110102211A KR 20110102211 A KR20110102211 A KR 20110102211A KR 20130037785 A KR20130037785 A KR 20130037785A
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at4g37990
plant
expression
radiation
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강시용
김상훈
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한국원자력연구원
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Abstract

본 발명은 방사선 표지 유전자 및 이를 이용한 형질전환 지표식물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 영양생장기 애기장대 식물체에 다양한 선량의 감마선을 조사한 후, 마이크로어레이(Microarray) 기법을 이용하여, 감마선 노출에 특이적으로 발현이 증가하는 At4g37990(aromatic alcohol:NADP+ oxidoreductase)를 선별한 다음, 상기 유전자를 이용한, 키트 및 형질전환 식물체를 제작하여 감마선 노출 여부 확인에 유용하게 사용될 수 있다. The present invention relates to a radiolabeled gene and a transgenic marker plant using the same. More specifically, after irradiation of gamma rays of various doses to the trophic Arabidopsis plants, the microarray technique is used to specifically expose gamma rays. At4g37990 (aromatic alcohol: NADP + oxidoreductase) having increased expression is selected, and then, kits and transgenic plants using the gene can be usefully used to confirm gamma-ray exposure.

Description

방사선 표지 유전자 At4g37990―aromatic alcohol:NADP+oxidoredutase의 탐색 및 이를 이용한 형질전환 지표식물{Investigation of Radio marker gene At4g37990-aromatic alcohol:NADP+ oxidoreductase as a Radiomarker gene and transgenic indicator plant using the gene}Investigation of Radio marker gene At4g37990-aromatic alcohol: NADP + oxidoreductase as a Radiomarker gene and transgenic indicator plant using the radioactive marker plant using the

본 발명은 신규한 방사선 표지 유전자의 탐색 및 이를 이용한 형질전환 지표식물에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 방사선 표지 유전자로서 At4g37990(aromatic alcohol:NADP+ oxidoreductase) 유전자, 상기 방사선 표지 유전자를 이용한 방사선 노출 여부 확인용 키트, 상기 방사선 표지 유전자를 이용한 RNAi 벡터 구축, 및 상기 벡터로 형질전환 식물체의 제작 및 상기 형질전환 식물체를 이용한 방사선 노출 여부 확인방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a search for a novel radiolabeled gene and a transformed indicator plant using the same. More specifically, the present invention relates to At4g37990 (aromatic alcohol: NADP + oxidoreductase) gene as a radiolabeled gene and to confirm radiation exposure using the radiolabeled gene. Kits, RNAi vector construction using the radiolabeled gene, and production of a transgenic plant with the vector and a method for confirming radiation exposure using the transgenic plant.

생물체가 물리적인 스트레스 유발원인인 방사선에 노출되면, 생물체 내의 세포수준과 분자 수준에 있어서 DNA에 손상이 야기되고 손상이 심할 경우 세포 사멸까지 초래할 수 있다(Howley et al., Int. J. Radiat . Biol . 78, 1095-1102, (2002)). 특히 DNA 상의 이중가닥 절단(Double strand break) 등의 유전자 이상 현상은 생물 치사를 유발시킬 수 있을 정도로 치명적일 수 있고(Sachs et al., Int . J. Radiat . Biol . 72, 351-374, (1997)), 이에 대한 방어기작으로 생물체는 비상동 말단 접합(Nonhomologous end joining), 상동 재조합(homologous recombination), 단일가닥 접합(Single strand annealing) 등의 자체적인 수리기작을 통해서 손상된 DNA 복구 메커니즘을 작동시키게 된다(Kobayashi et al., J. Radiat. Res . 49: 93-103, (2008)). 또한, 방사선에 의해 생물체 내에 미토콘드리아의 전자 전달 시스템에서 생성된 활성산소는 세포나 조직에 큰 손상을 일으킬 수 있다. 이러한 일련의 과정은 식물의 산화 스트레스 반응에 대한 식물체의 대응 기작으로 연구가 진행되고 있다(Nagata et al., J. Agric . Food Chem . 51,2992-2999, (2003)). Exposure to radiation, the source of physical stressors, can cause DNA damage at the cellular and molecular levels of the organism, and even to severe cell death (Howley et al., Int. J. Radiat . Biol . 78, 1095-1102, (2002)). In particular, genetic abnormalities, such as double strand breaks in DNA, can be fatal enough to cause biological death (Sachs et al., Int . J. Radiat . Biol . 72, 351-374, (1997). As a defense against this, organisms can operate damaged DNA repair mechanisms through their own repair mechanisms, such as nonhomologous end joining, homologous recombination, and single strand annealing. (Kobayashi et al., J. Radiat. Res . 49: 93-103, (2008)). In addition, free radicals generated in the mitochondrial electron transfer system in the organism by radiation can cause significant damage to cells or tissues. This array of procedures is being conducted to study the mechanism of the plant corresponding to the oxidative stress response in plants (Nagata et al., J. Agric . Food Chem . 51,2992-2999, (2003).

지금까지의 방사선에 대한 식물 반응성에 대한 연구는 전술한 바와 같이 DNA상의 손상과 복구기작 내지는 항산화 관련 메커니즘 연구 등으로 주로 진행이 되어 왔으며, 방사선에 반응하는 유전자나 이와 관련된 signal transduction 연구는 동물 모델에 제한적으로 이루어져 왔다(Amundson et al., Radiat. Res. 156, 657-661, (2001)).
Until now, research on plant responsiveness to radiation has been conducted mainly on the study of DNA damage and repair mechanisms or antioxidant related mechanisms, and studies on genes that respond to radiation and related signal transduction have been conducted in animal models. It has been limited (Amundson et al., Radiat. Res . 156, 657-661, (2001)).

애기장대는 십자화과의 두해살이풀로 학명은 Arabidopsis thaliana이다. 식물체의 크기가 다 자랐을 경우 15~35㎝이다. 뿌리잎은 모여나고 거꾸로 된 피침모양이며, 줄기잎은 피침모양에 잎자루가 없다. 4~5월에 작고 하얀 꽃이 총상꽃차례로 줄기 끝에서 핀다. 열매는 견과이다. 우리나라에서는 경기도와 전라남북도 지방 들판에서 자란다. 발아해서 다음 씨가 맺힐 때까지의 1세대 기간이 약 6주로 짧고, 화학물질을 쓰면 다양한 형태의 돌연변이체를 유도시킬 수 있다. 또한, 식물체의 크기가 작아서 좁은 공간에서도 쉽게 재배할 수 있고 게놈 사이즈가 작다. 이러한 이유로 식물 연구를 위한 모델 식물로 많이 활용된다. 2000년 말에 전체 게놈의 염기 배열(약 1억 2500 만개)이 거의 완전히 해독되고 2,400종의 유전자도 발견되었는데, 유전자 중에는 재배되는 단자엽 식물체인 벼나 밀의 유전자와 공통된 것이 많이 유전자의 기능 해독을 위해 활용된다.
Arabidopsis thaliana is the scientific name of Arabidopsis as a biennial cruciferous is thaliana . When the size of the plant grows up, it is 15 ~ 35㎝. Root leaves gathered and inverted lanceolate, stem leaves without lanceolate in lanceolate. Small white flowers bloom from the end of stem in April-May. The fruit is a nut. It grows in the fields of Gyeonggi-do and Jeollanam-do provinces in Korea. The first generation from germination to the next seed is short, about six weeks, and chemicals can induce a variety of mutants. In addition, the small size of the plant allows for easy cultivation even in small spaces and the small genome size. For this reason, it is widely used as a model plant for plant research. At the end of 2000, the nucleotide sequence of the entire genome (approximately 125 million) was almost completely deciphered and 2,400 genes were found. Among the genes, many common to the genes of rice and wheat, the monocotyledonous plants grown, are used to decode the genes. do.

이에, 본 발명자들은 식물 생태계에서 감마선 노출 여부를 검지할 수 있는 지표식물을 개발하기 위해 노력한 결과, 마이크로어레이(Microarray) 기술을 이용하여 방사선 반응 선량별로 반응하는 애기장대 식물체 유전자 발현 프로파일(profiling)을 작성하고, 방사선에 의하여 그 발현이 증가하는 At4g37990(aromatic alcohol:NADP+ oxidoreductase) 유전자를 선별한 후, 상기 유전자의 방사선 반응성을 규명하여, 상기 유전자를 이용한 방사선 조사 여부 확인용 키트를 제작하거나, 상기 유전자를 도입한 형질전환체를 제작하여 식물 생태계 방사선 노출 여부에 대한 검지 가능성을 밝힘으로써 본 발명을 완성하였다.Therefore, the present inventors endeavored to develop an indicator plant capable of detecting gamma-ray exposure in a plant ecosystem, and as a result, a plant gene expression profile (profiling) that responds to radiation doses by using microarray technology is produced. After preparing and selecting the At4g37990 (aromatic alcohol: NADP + oxidoreductase) gene whose expression is increased by radiation, the radiation reactivity of the gene is examined, and a kit for confirming radiation irradiation using the gene is prepared, or the gene The present invention was completed by uncovering the possibility of detecting the exposure to plant ecosystem radiation by preparing a transformant having introduced.

본 발명의 목적은 At4g37990(aromatic alcohol:NADP+ oxidoreductase) 유전자를 포함하는 RNAi(RNA interference) 발현 벡터를 애기장대(Arabidopsis thaliana) 식물체에 형질전환시켜 제조된, 방사선 노출 확인을 위한 At4g37990 유전자 녹다운(knockdown) 형질전환 식물체를 제공하는 것이다.An object of the present invention is a knockdown of At4g37990 gene for confirming radiation exposure, prepared by transforming an RNAi (RNA interference) expression vector containing an At4g37990 (aromatic alcohol: NADP + oxidoreductase) gene into Arabidopsis thaliana plants. To provide a transgenic plant.

본 발명의 또 다른 목적은, Another object of the present invention,

1) At4g37990 유전자의 방사선 조사 조건에서 발현이 증가하는 기능을 규명하는 단계;1) identifying a function of increasing expression under irradiation conditions of the At4g37990 gene;

2) 방사선 노출이 의심되는 지역에 본 발명의 형질전환 식물체를 노출시키는 단계;2) exposing the transgenic plant of the invention to a region of suspected radiation exposure;

3) 상기 단계 2)의 형질전환 식물체의 At4g37990 유전자 발현을 분석하는 단계; 및 3) analyzing the At4g37990 gene expression of the transgenic plant of step 2); And

4) 단계 3)의 유전자 발현을 상기 단계 2)의 지역에 노출되지 않는 대조군 식물체의 At4g37990 유전자와 발현정도를 비교하는 단계를 포함하는 방사선 노출 여부 확인 방법을 제공하는 것이다. 4) to provide a method for confirming radiation exposure comprising the step of comparing the expression level of the gene of step 3) with the expression level of the At4g37990 gene of a control plant not exposed to the area of step 2).

본 발명의 또 다른 목적은 At4g37990 유전자 또는 그의 상보 가닥 분자를 포함하는 방사선 노출 여부 확인용 키트, 및 At4g37990 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머(primer) 또는 프로브(probe), 또는 At4g37990 유전자에 의해 암호화되는 단백질에 특이적으로 결합하는 항체(antibody) 또는 앱타머(aptamer)를 포함하는 방사선 노출 여부 확인용 키트를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is a kit for confirming radiation exposure including an At4g37990 gene or a complementary strand molecule thereof, and a primer or probe specifically binding to the At4g37990 gene, or an At4g37990 gene encoded by the gene. It is to provide a kit for confirming radiation exposure including an antibody (antibody) or aptamer (aptamer) that specifically binds to a protein.

본 발명의 또 다른 목적은, At4g37990 유전자 염기서열 공통 부분(conserved region)에 대한 프라이머를 포함하는 키트를 이용하여, 방사선에 노출된 식물군의 At4g37990 유전자 발현수준을 측정하는 단계를 포함하는 식물군의 방사선 노출 여부 확인방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to measure the At4g37990 gene expression level of a group of plants exposed to radiation by using a kit including a primer for the At4g37990 gene sequence conserved region. It is to provide a method for checking radiation exposure.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 At4g37990(aromatic alcohol:NADP+ oxidoreductase) 유전자를 포함하는 RNAi(RNA interference) 발현 벡터를 애기장대 식물체에 형질전환시켜 제조된, 방사선 노출 확인을 위한, At4g37990 유전자 녹다운(knockdown) 형질전환 식물체를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is prepared by transforming RNAi (RNA interference) expression vector containing At4g37990 (aromatic alcohol: NADP + oxidoreductase) gene to Arabidopsis plants, At4g37990 gene knockdown ( knockdown) transgenic plants are provided.

또한, 본 발명은In addition,

1) At4g37990 유전자의 방사선 조사 조건에서 발현이 증가하는 기능을 규명하는 단계;1) identifying a function of increasing expression under irradiation conditions of the At4g37990 gene;

2) 방사선 노출이 의심되는 지역에 본 발명의 형질전환 식물체를 노출시키는 단계;2) exposing the transgenic plant of the invention to a region of suspected radiation exposure;

3) 상기 단계 2)의 형질전환 식물체의 At4g37990 유전자 발현을 분석하는 단계; 및 3) analyzing the At4g37990 gene expression of the transgenic plant of step 2); And

4) 단계 3)의 유전자 발현을 상기 단계 2)의 지역에 노출되지 않는 대조군 식물체의 At4g37990 유전자와 발현정도를 비교하는 단계를 포함하는 방사선 노출 여부 확인 방법을 제공한다. 4) provides a method for confirming radiation exposure comprising comparing the expression level of the gene of step 3) with the At4g37990 gene of the control plant not exposed to the area of step 2).

또한, 본 발명은 At4g37990 유전자 또는 그의 상보 가닥 분자를 포함하는 방사선 노출 여부 확인용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for confirming radiation exposure comprising the At4g37990 gene or its complementary strand molecule.

또한, 본 발명은 At4g37990 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머(primer) 또는 프로브(probe), 또는 At4g37990 유전자에 의해 암호화되는 단백질에 특이적으로 결합하는 항체(antibody) 또는 앱타머(aptamer)를 포함하는 방사선 노출 여부 확인용 키트를 제공한다.In addition, the present invention includes a primer or probe specifically binding to the At4g37990 gene, or an antibody or aptamer specifically binding to a protein encoded by the At4g37990 gene. Provide kits for radiation exposure checks.

아울러, 본 발명은 At4g37990 유전자 염기서열 공통 부분(conserved region)에 대한 프라이머를 포함하는 키트를 이용하여, 방사선에 노출된 식물군의 At4g37990 유전자 발현수준을 측정하는 단계를 포함하는 식물군의 방사선 노출 여부 확인방법을 제공한다.
In addition, the present invention using a kit comprising a primer for the At4g37990 gene sequence common region (conserved region), whether the radiation exposure of the plant group comprising the step of measuring the At4g37990 gene expression level of the plant group exposed to radiation Provide a verification method.

본 발명에 따른 At4g37990(aromatic alcohol:NADP+ oxidoreductase) 유전자의 방사선 조사 조건에서 발현이 증가하는 것을 확인하여, 상기 유전자의 방사선 표지 유전자로서 기능을 규명함으로써, 상기 방사선 표지 유전자를 이용하여 방사선 노출 여부를 확인할 수 있으므로, 상기 방사선 표지 유전자를 이용한 형질전환 식물체를 제작하여 식물 생태계에서 방사선 노출 여부를 검지할 수 있는 지표식물로 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.
By confirming that the expression of the At4g37990 (aromatic alcohol: NADP + oxidoreductase) gene according to the present invention is increased in the irradiation conditions, by identifying the function as a radiolabeled gene of the gene, to confirm the radiation exposure using the radiolabeled gene Therefore, it can be seen that by producing a transgenic plant using the radiolabeled gene it can be usefully used as an indicator plant for detecting the exposure of radiation in the plant ecosystem.

도 1은 At4g37990 유전자의 방사선 조사 선량에 따른 발현양상을 역전사 중합 효소반응(RT-PCR)으로 검증한 결과를 나타낸 도이다:
()안에 수치는 대조군 식물체(감마선 비조사)와 해당 감마선 조사 식물체 간의 해당 유전자의 마이크로어레이 발현 정도(fold change) 분석 값.
도 2는 RNAi(RNA interference) 기술적용을 위한 형질전환 벡터 제작 과정의 BP 반응과 LR 반응의 원리를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 At4g37990 유전자 녹다운 벡터 구축에 대한 상세 모식도를 나타낸 도이다.
도 4는 At4g37990 유전자 녹다운 T3 형질전환 식물체의 감마선 조사 및 비조사 조건에서 At4g37990 유전자의 발현 변화를 통한 최종 계통 선발 과정을 나타낸 도이다.
도 5는 At4g37990 유전자 녹다운 형질전환 식물체의 발아 24일 후 대조군과 비교하여 생육 차이를 나타낸 도이다(좌측: 대조군 및 우측: 본 발명의 형질전환 식물체).
도 6은 At4g37990 유전자 녹다운 형질전환 식물체의 발아 35일 후 대조군과 비교하여 생육 차이를 나타낸 도이다(좌측: 대조군 및 우측: 본 발명의 형질전환 식물체).
도 7은 At4g37990 유전자 녹다운 형질전환 식물체의 영양생장기에 각각 10, 25, 100, 200, 800, 2000 및 4000 Gy 선량의 방사선을 재조사하여 해당유전자의 발현 증가 양상을 규명한 역전사 중합효소 반응(RT-PCR) 결과를 나타낸 도이다.
1 is a diagram showing the results of verifying the expression pattern according to the irradiation dose of the At4g37990 gene by reverse transcriptase (RT-PCR):
Values in () are the analysis results of the microarray expression (fold change) of the gene between the control plant (non-gamma irradiated) and the gamma irradiated plant.
Figure 2 is a diagram showing the principle of the BP response and LR response of the transform vector production process for RNAi (RNA interference) technology.
Figure 3 is a diagram showing a detailed schematic of the construction of the At4g37990 gene knockdown vector of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the final line selection process through the expression changes of the At4g37990 gene knockdown T3 transgenic plant under gamma irradiation and non-irradiation conditions.
Figure 5 is a diagram showing the growth difference compared to the control after 24 days germination of the At4g37990 gene knockdown transgenic plants (left: control and right: transgenic plants of the present invention).
Figure 6 is a diagram showing the growth difference compared to the control after 35 days germination of At4g37990 gene knockdown transgenic plants (left: control and right: transgenic plants of the present invention).
7 is a reverse transcriptase polymerase reaction (RT-) in which the radiation levels of 10, 25, 100, 200, 800, 2000, and 4000 Gy doses of the At4g37990 gene knockdown transgenic plants were re-examined to identify the expression of the genes. PCR) results are shown.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 At4g37990(aromatic alcohol:NADP+ oxidoreductase) 유전자를 포함하는 RNAi(RNA interference) 발현 벡터를 애기장대 식물체에 형질전환시켜 제조된, 방사선 노출 확인을 위한, At4g37990 유전자 녹다운(knockdown) 형질전환 식물체를 제공한다.The present invention provides an At4g37990 gene knockdown transformed plant for confirmation of radiation exposure, which is prepared by transforming an RNAi (RNA interference) expression vector comprising an At4g37990 (aromatic alcohol: NADP + oxidoreductase) gene into a Arabidopsis plant. do.

상기 At4g37990 유전자는 서열번호 1로 기재되는 염기서열을 갖는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The At4g37990 gene preferably has a nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1, but is not limited thereto.

상기 At4g37990 유전자는 애기장대(Arabidopsis thaliana)로부터 유래 된 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The At4g37990 gene is Arabidopsis thaliana ), but is not limited thereto.

상기 형질전환은 아그로박테리움(Agrobacterium) 매개방법, 유전자총(gene gun) PEG를 이용한 방법 및 전기천공법(electroporation) 등 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 알려진 통상적인 식물 형질전환 방법이 사용될 수 있지만(Horsch, et al., Cold Spring Harb Symp Quant Biol., 50: 433-7, 1985; Rogerset, et.al., 1986), 상기 벡터를 아그로박테리움에 도입하는 단계; 및 상기 아그로박테리움을 식물체 또는 배양세포(캘러스, callus 포함)와 공동배양하여 형질전환 식물체를 제조하는 단계로 이루어진 아그로박테리움 매개 형질 전환 방법이 바람직하다.The transformation may be a conventional plant transformation method known to those skilled in the art, such as Agrobacterium mediated method, gene gun PEG method and electroporation (electroporation) can be used. (Horsch, et al., Cold Spring Harb Symp Quant Biol., 50: 433-7, 1985; Rogerset, et. Al., 1986), but introducing the vector into Agrobacterium; And co-culturing the Agrobacterium with a plant or culture cells (including callus, callus), thereby preparing a transformed plant.

상기 벡터는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 지칭할 때 사용된다. 상기 벡터는 DNA를 복제시키고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있으며 보통 전달체 그 의미가 동일하다.Such vectors are used to refer to DNA fragment (s), nucleic acid molecules that are delivered into cells. The vector replicates DNA and can be reproduced independently in a host cell and usually has the same meaning as a carrier.

또한, 발현 벡터는 목적한 코딩 서열과, 특정 숙주 생물에서 작동가능하게 연결된 코딩 서열을 발현하는데 필수적인 적정 핵산 서열을 포함하는 재조합 DNA 분자를 의미한다.An expression vector also refers to a recombinant DNA molecule comprising a coding sequence of interest and an appropriate nucleic acid sequence necessary for expressing a coding sequence operably linked in a particular host organism.

식물 발현 벡터의 바람직한 예는 아그로박테리움과 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 At4g37990 유전자를 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 있으며, 이러한 벡터의 사용은 특히 식물 숙주를 적당하게 형질전환 하는 것이 어려울 때 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. Preferred examples of plant expression vectors are Ti-plasmid vectors which, when present in a suitable host such as Agrobacterium, can transfer some of their so-called T-region to plant cells. Another type of Ti-plasmid vector (see EP 0 116 718 B1) is used to transfer hybrid DNA sequences to protoplasts from which current plant cells or new plants can be produced that properly insert hybrid DNA into the plant's genome. have. A particularly preferred form of the Ti-plasmid vector is a so-called binary vector as claimed in EP 0 120 516 B1 and U.S. Patent No. 4,940,838. Other suitable vectors that can be used to introduce the At4g37990 gene according to the invention into a plant host are viral vectors such as those derived from double stranded plant viruses (e.g., CaMV) and single stranded viruses, gemini viruses, etc., For example, it may be selected from incomplete plant viral vectors, the use of which may be used, but is not limited to, particularly when it is difficult to properly transform the plant host.

또한, 상기 벡터는 바람직하게는 하나 이상의 선택성 마커를 포함한다. 상기 마커는 통상적으로 화학적인 방법으로 선택될 수 있는 특성을 갖는 핵산 서열로, 형질전환된 세포를 비형질전환 세포로부터 구별할 수 있는 모든 유전자가 이에 해당되며, 그 예로는 글리포세이트(Glyphosate) 또는 포스피노트리신(Phosphinotricin)과 같은 제초제 저항성 유전자, 카나마이신(Kanamycin), G418, 블레오마이신(Bleomycin), 하이그로마이신(Hygromycin), 클로람페니콜(Chloramphenicol)과 같은 항생제 내성 유전자가 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the vector preferably comprises one or more selectable markers. The marker is typically a nucleic acid sequence having a property that can be selected by a chemical method, such as all genes that can distinguish the transformed cells from non-transformed cells, for example, glyphosate (Glyphosate) Or antibiotic resistance genes such as herbicide resistance genes such as Phosphinotricin, kanamycin, G418, Bleomycin, Hygromycin, Chloramphenicol, etc. .

상기 형질전환 식물체는 당업계의 통상적인 방법인 유성번식 방법 또는 무성번식 방법을 통해 수득할 수 있다.  보다 구체적으로, 본 발명의 식물체는 꽃의 수분과정을 통하여 종자를 생산하고 상기 종자로부터 번식하는 과정인 유성번식을 통해 수득할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 At4g37990 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 식물체를 형질전환한 다음 통상적인 방법에 따라 캘러스의 유도, 발근 및 토양 순화의 과정인 무성번식 방법을 통해 수득할 수 있다.  즉, At4g37990 유전자가 포함된 재조합 벡터로 형질전환된 식물의 절편체를 당업계에 공지된 적합한 배지에 치상한 다음 적정 조건으로 배양하여 캘러스의 형성을 유도하고, 신초가 형성되면 호르몬 무첨가 배지로 옮겨 배양한다.  약 2주 후 상기 신초를 발근용 배지에 옮겨서 뿌리를 유도한다.  뿌리가 유도된 다음 이를 토양에 이식하여 순화시킴으로써 발생 또는 분화가 촉진된 식물을 수득할 수 있다. 본 발명에서 형질전환 식물은 전체 식물체뿐만 아니라 그로부터 수득될 수 있는 조직, 세포 또는 종자를 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The transgenic plant may be obtained through a sexual breeding method or an asexual breeding method which is a conventional method in the art. More specifically, the plant of the present invention can be obtained through the oily breeding process of producing seeds through the pollination process of flowers and breeding from the seeds. In addition, after transforming a plant with a recombinant vector comprising the At4g37990 gene according to the present invention can be obtained through the asexual propagation method which is a process of induction, rooting and soil purification of the callus according to a conventional method. That is, the fragments of the plant transformed with the recombinant vector containing the At4g37990 gene are placed in a suitable medium known in the art, and then cultured under appropriate conditions to induce the formation of callus, and when the shoots are formed, they are transferred to a hormone-free medium. Incubate. After about 2 weeks, the shoots are transferred to rooting medium to induce roots. Plants with accelerated development or differentiation can be obtained by inducing roots and then transplanting them into the soil to purify them. In the present invention, the transgenic plant preferably includes, but is not limited to, a whole plant as well as tissues, cells or seeds that can be obtained therefrom.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 영양생장기 애기장대의 방사선 조사 조건에서 생육반응을 검정하기 위하여, 다양한 선량을 감마선을 조사한 결과, 100 Gy 조사 조건에서 생육이 촉진하였고, 800 Gy 조사 조건에서 생육이 억제되는 것을 확인하였다.In a specific embodiment of the present invention, in order to test the growth reaction under the irradiation conditions of the trophic Arabidopsis, gamma rays were irradiated at various doses, and growth was promoted under 100 Gy irradiation conditions, and growth was inhibited under 800 Gy irradiation conditions. It confirmed that it became.

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, 감마선 특이적인 유전자를 탐색하기 위하여, 생식생장기 애기장대 식물체에 감마선을 조사한 후, RNA를 추출하여 마이크로어레이 분석을 수행한 결과, 100 Gy 및 800 Gy에서 공통적으로 발현이 증가되는 감마선 특이적인 At4g37990 유전자를 선별하였다.In another specific embodiment of the present invention, in order to search for gamma-ray-specific genes, after irradiating gamma rays to the genital tract Arabidopsis plants, RNA was extracted and microarray analysis was performed to find common results at 100 Gy and 800 Gy. Gamma-ray specific At4g37990 gene with increased expression was selected.

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, At4g37990 유전자의 감마선 조사 후 발현양상을 확인하기 위하여 역전사 중합효소 연쇄반응(RT-PCR)을 수행한 결과, 감마선 비조사 대조군과 비교하여 해당유전자의 발현이 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다(도 1 참조).In another specific embodiment of the present invention, the reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) was performed to confirm the expression pattern after gamma irradiation of the At4g37990 gene. It was confirmed that the increase by (see Figure 1).

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, At4g37990 유전자를 도입한 RNAi(RNA interference) 발현 벡터를 제조하기 위하여 Invitrogen사의 Gateway cloning technology 방법을 이용하여 At4g37990 유전자 녹다운을 위한 RNAi 발현 벡터를 제조하였다(도 2 및 도 3 참조).In another specific embodiment of the present invention, an RNAi expression vector for knocking down the At4g37990 gene was prepared using an Invitrogen Gateway cloning technology method to prepare an RNAi expression vector into which the At4g37990 gene was introduced (FIG. 2 and 3).

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, At4g37990 유전자 녹다운 형질전환 식물체를 제작하기 위하여, 본 발명의 At4g37990 유전자 녹다운을 위한 RNAi 발현 벡터를 아그로박테리움(GV3101)을 이용한 형질전환 방법을 통해서 형질전환 식물체를 제작하였다(도 4 참조).In another specific embodiment of the present invention, in order to prepare the At4g37990 gene knockdown transformed plant, the transgenic plant is transformed into an RNAi expression vector for At4g37990 gene knockdown of the present invention through a transformation method using Agrobacterium (GV3101). Was made (see FIG. 4).

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, 본 발명의 At4g37990 유전자 녹다운 형질전환 식물체의 생육을 분석하기 위하여, 본 발명의 형질전환 식물체의 종자를 발아시킨 후, 대조군 식물체와 생육 차이를 비교한 결과, 형질전환 식물체가 대조군 식물체에 비해서 생식생장기로의 진행이 다소 빠르게 진행이 되는 것을 확인하였으며(도 5 참조), 발아 후 35일에는 식물체 크기에 있어서 더 많은 차이를 가지는 것을 확인하였다(도 6 참조). 다만, 형질전환 식물체의 경우 생육은 대조군 식물체에 비해서 생육은 빠르게 진행되었으며, 화기가 정상적으로 생성이 되긴 했으나 씨방(silique)의 발달이 늦어지는 현상을 확인하였다(도 6 (오른쪽 그림) 참조).In another specific embodiment of the present invention, in order to analyze the growth of the At4g37990 gene knockdown transformed plant of the present invention, after germinating the seed of the transformed plant of the present invention, the growth difference is compared with the control plant, It was confirmed that the conversion plants progressed to the reproductive stage somewhat faster than the control plants (see FIG. 5), and 35 days after germination, it was confirmed that there was more difference in plant size (see FIG. 6). However, in the case of transgenic plants, the growth was faster than that of the control plants, and although the fire was normally generated, the development of the silique was delayed (see FIG. 6 (right picture)).

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, At4g37990 유전자 녹다운 형질전환 식물체의 방사선에 의한 유전자 발현여부를 재조사하기 위하여, 본 발명의 녹다운 형질전환 식물체의 영양생장기에 각각 10, 25, 100, 200, 800, 2000 및 4000 Gy 선량의 방사선을 재조사하여 해당유전자의 발현 증가 양상을 규명한 역전사 중합효소 반응(RT-PCR)을 확인한 결과, 녹다운 형질전환 식물체에서는 대조구 식물체에 비하여 다양한 방사선 조사 조건에서 해당유전자의 발현이 유의적으로 증가됨을 확인하였다(도 7 참조). In another specific embodiment of the present invention, in order to reexamine whether the At4g37990 gene knockdown transgenic plant is expressed by radiation, the nutrient growth stage of the knockdown transgenic plant of the present invention is 10, 25, 100, 200, 800, The reverse transcriptase polymerase reaction (RT-PCR), which revealed the increased expression of the gene by re-irradiating 2000 and 4000 Gy doses, revealed that the gene was expressed in knockdown transgenic plants under various irradiation conditions compared to the control plants. This significantly increased (see FIG. 7).

따라서, 본 발명의 At4g37990 유전자를 포함하는 RNAi(RNA interference) 발현 벡터를 애기장대 식물체에 형질전환시켜 제조된, At4g37990 유전자 녹다운(knockdown) 형질전환 식물체는 방사선 비 조사 조건에서 At4g37990 유전자의 발현이 효과적으로 녹다운 발현되고 감마선 조사 조건에서 발현이 증가하므로, 생태계에서 감마선 노출 여부를 확인할 수 있는 지표식물로 유용하게 사용될 수 있다.
Therefore, the At4g37990 gene knockdown transformed plant prepared by transforming an RNAi (RNA interference) expression vector containing the At4g37990 gene of the present invention into Arabidopsis plants is effectively knocked down in the expression of the At4g37990 gene under non-irradiated conditions. Since the expression is increased in the gamma-irradiation conditions, it can be usefully used as an indicator plant to determine whether gamma-ray exposure in the ecosystem.

또한, 본 발명은In addition,

1) At4g37990 유전자의 방사선 조사 조건에서 발현이 증가하는 기능을 규명하는 단계; 1) identifying a function of increasing expression under irradiation conditions of the At4g37990 gene;

2) 방사선 노출이 의심되는 지역에 본 발명의 형질전환 식물체를 노출시키는 단계;2) exposing the transgenic plant of the invention to a region of suspected radiation exposure;

3) 상기 단계 2)의 형질전환 식물체의 At4g37990 유전자 발현을 분석하는 단계; 및 3) analyzing the At4g37990 gene expression of the transgenic plant of step 2); And

4) 단계 3)의 유전자 발현을 상기 단계 2)의 지역에 노출되지 않는 대조군 식물체의 At4g37990 유전자와 발현정도를 비교하는 단계를 포함하는 방사선 노출 여부 확인 방법을 제공한다.4) provides a method for confirming radiation exposure comprising comparing the expression level of the gene of step 3) with the At4g37990 gene of the control plant not exposed to the area of step 2).

본 발명의 형질전환 식물체의 At4g37990 유전자는 감마선 특이적으로 발현이 증가하므로 방사선에 노출이 의심되는 지역의 형질전환 식물체 및 방사선에 노출되지 않은 지역의 식물체의 At4g37990 유전자 발현 분석을 통해서 방사선 노출 여부 확인에 유용하게 사용될 수 있다.
At4g37990 gene of the transgenic plant of the present invention increases the gamma ray-specific expression, so the transgenic plants in areas suspected to be exposed to radiation and At4g37990 gene expression analysis of plants in areas not exposed to radiation to confirm radiation exposure It can be usefully used.

또한, 본 발명은 At4g37990(aromatic alcohol:NADP+ oxidoreductase) 유전자 또는 그의 상보 가닥 분자를 포함하는 방사선 노출 여부 확인용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for confirming radiation exposure including At4g37990 (aromatic alcohol: NADP + oxidoreductase) gene or its complementary strand molecule.

또한, 본 발명은 At4g37990 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머(primer) 또는 프로브(probe), 또는 At4g37990 유전자에 의해 암호화되는 단백질에 특이적으로 결합하는 항체(antibody) 또는 앱타머(aptamer)를 포함하는 방사선 노출 여부 확인용 키트를 제공한다.In addition, the present invention includes a primer or probe specifically binding to the At4g37990 gene, or an antibody or aptamer specifically binding to a protein encoded by the At4g37990 gene. Provide kits for radiation exposure checks.

상기 At4g37990 유전자 서열번호 1로 기재되는 염기서열을 갖는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.It is preferred to have the nucleotide sequence described in At4g37990 gene SEQ ID NO: 1, but is not limited thereto.

상기 At4g37990 유전자는 애기장대로부터 유래 된 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The At4g37990 gene is preferably derived from Arabidopsis but not limited thereto.

상기 At4g37990 유전자는 방사선 노출에 대응하여 발현이 증가하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The At4g37990 gene is preferably increased in response to radiation exposure, but is not limited thereto.

상기 방사선은 감마선, 전자선, UV 또는 X선인 것이 바람직하고, 감마선인 것이 보다 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The radiation is preferably gamma rays, electron beams, UV or X-rays, more preferably gamma rays, but is not limited thereto.

상기 방사선 노출 여부 확인용 키트는 At4g37990 유전자와 반응하는 하나 이상의 물질 및 반응 생성물 검출용 시약과 이에 대한 지시 사항을 추가적으로 포함할 수 있으며, 상기 At4g37990 유전자와 반응하는 하나 이상의 물질은 At4g37990 유전자의 RNA 또는 DNA에 상보적인 RNA 또는 DNA, 및 At4g37990 유전자에 의해 암호화되는 단백질에 특이적으로 결합할 수 있고 반응 생성물 검출용 시약은 핵산 또는 단백질 표지 및 발색시약일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The radiation exposure checking kit may further include one or more substances and reagents for detecting a reaction product and instructions for reacting with the At4g37990 gene, and one or more substances that react with the At4g37990 gene may be RNA or DNA of the At4g37990 gene. RNA or DNA complementary to, and can be specifically bound to a protein encoded by the At4g37990 gene and the reaction product detection reagent may be a nucleic acid or protein labeling and coloring reagent, but is not limited thereto.

상기 프라이머는 짧은 자유 3말단 수산화기(free 3-hydroxyl group)를 가지는 핵산 서열로 상보적인 주형(template)과 염기쌍 (base pair)를 형성할 수 있고 주형 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 하는 짧은 핵산 서열을 의미하며 적절한 완충용액 및 온도에서 중합반응(즉, DNA 폴리머레이즈 또는 역전사효소)을 위한 시약 및 상이한 4가지 뉴클레오사이드 트리포스페이트의 존재하에서 DNA 합성을 개시할 수 있다. 따라서, 본 발명의 At4g37990 유전자의 폴리뉴클레오티드의 센스 및 안티센스 프라이머를 이용하여 PCR 증폭을 실시하여 원하는 생성물의 생성 여부를 통해 방사선 노출 여부를 확인할 수 있으며, PCR 조건, 센스 및 안티센스 프라이머의 길이는 당업계에 공지된 것을 기초로 하여 적절하게 변형할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The primer is a nucleic acid sequence having a short free 3-hydroxyl group, which forms a complementary template and base pair and serves as a starting point for template strand copying. DNA synthesis can be initiated in the presence of four different nucleoside triphosphates and reagents for polymerization (ie, DNA polymerase or reverse transcriptase) at the appropriate buffer and temperature. Therefore, PCR amplification can be performed using the sense and antisense primers of the polynucleotide of the At4g37990 gene of the present invention to confirm radiation exposure through the generation of a desired product, and the length of PCR conditions, sense and antisense primers is Modifications can be made as appropriate based on what is known in the specification, but is not limited thereto.

상기 프로브(probe)는 mRNA와 특이적 결합을 이룰 수 있는, 짧게는 수 염기 내지 길게는 수백 염기에 해당하는 RNA 또는 DNA 등의 핵산 단편을 의미하며, 라벨링(labeling) 되어 있어 특정 mRNA의 존재 유무를 확인할 수 있다. 프로브는 올리고 뉴클레오타이드(oligonucleotide) 프로브, 단일 사슬 DNA(single stranded DNA) 프로브, 이중 사슬 DNA(double stranded DNA) 프로브, RNA 프로브 등의 형태로 제작될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 At4g37990 유전자의 폴리뉴클레오티드와 상보적인 프로브를 이용하여 혼성화를 실시하여, 혼성화 여부를 통해 방사선 노출 여부를 확인할 수 있으며, 적당한 프로브의 선택 및 혼성화 조건은 당업계에 공지된 것을 기초로 변형할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The probe refers to a nucleic acid fragment such as RNA or DNA, which is short to several bases to hundreds of bases, which can achieve specific binding with mRNA, and is labeled to indicate the presence or absence of a specific mRNA. You can check. Probes may be manufactured in the form of oligonucleotide probes, single stranded DNA probes, double stranded DNA probes, RNA probes, etc., but are not limited thereto. Therefore, hybridization may be performed by using a probe complementary to the polynucleotide of the At4g37990 gene of the present invention to determine whether the radiation is exposed through hybridization, and selection of a suitable probe and hybridization conditions are based on those known in the art. Modifications may be made but are not limited thereto.

상기 프라이머 또는 프로브는 포스포르아미다이트 고체 지지체 방법, 또는 기타 널리 공지된 방법을 사용하여 화학적으로 합성할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한, 이러한 핵산 서열은 또한 당해 분야에 공지된 많은 수단을 이용하여 변형시킬 수 있다. 이러한 변형은 메틸화, 캡화, 천연 뉴클레오타이드 하나 이상의 동족체로의 치환, 및 뉴클레오타이드 간의 변형, 예를 들면, 하전되지 않은 연결체(예: 메틸 포스포네이트, 포스소트리에스테르, 포스포로아미데이트, 카바메이트 등) 또는 하전된 연결체(예: 포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트 등)로의 변형이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The primer or probe may be chemically synthesized using, but not limited to, phosphoramidite solid support methods, or other well known methods. In addition, such nucleic acid sequences can also be modified using many means known in the art. Such modifications include methylation, capping, substitution of one or more homologs of natural nucleotides, and modifications between nucleotides, eg, uncharged linkages such as methyl phosphonate, phosphotriester, phosphoramidate, carbamate Etc.) or modifications with charged linkers (eg, phosphorothioate, phosphorodithioate, etc.) are preferred, but not limited thereto.

상기 프라이머 또는 프로브는 8개 또는 그 이상의 뉴클레오티드를 포함하는 것이 바람직하며, 하이브리드화 방법은 본 발명의 At4g37990 유전자의 폴리뉴클레오티드에 상기 프라이머 또는 프로브를 노출 또는 접촉시킴으로써 달성될 수 있다. 바람직하게 이들 서열은, 비특이적 결합을 최소화하도록 적절히 조절된 조건에서 혼성화 되며, 예를 들면 약 80% 내지 90%의 동일한 서열의 검출을 위한 적절한 조건은, 0.25 M Na2HPO4, pH 7.2, 6.5% SDS, 10% 덱스트란 설페이트 내, 42℃에서 밤새(overnight) 혼성화시키고, 0.1×SSC, 0.1% SDS 내, 55℃에서 최종 세척하는 것을 포함한다. 또한, 약 90% 이상의 동일한 서열의 검출을 위한 적절한 조건은 0.25 M Na2HPO4, pH 7.2, 6.5% SDS, 10% 덱스트란 설페이트 내, 65℃에서 밤새 혼성화시키고, 0.1×SSC, 0.1% SDS 내, 60℃에서 최종 세척하는 것을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.Preferably, the primer or probe comprises 8 or more nucleotides, and the hybridization method can be achieved by exposing or contacting the primer or probe to a polynucleotide of the At4g37990 gene of the present invention. Preferably these sequences are hybridized under appropriately controlled conditions to minimize nonspecific binding, and suitable conditions for detection of, for example, about 80% to 90% of the same sequence are 0.25 M Na 2 HPO 4 , pH 7.2, 6.5 Overnight hybridization at 42 ° C. in% SDS, 10% dextran sulfate and final wash at 55 ° C. in 0.1 × SSC, 0.1% SDS. In addition, suitable conditions for detection of at least about 90% of the same sequence are hybridized overnight at 65 ° C. in 0.25 M Na 2 HPO 4 , pH 7.2, 6.5% SDS, 10% dextran sulfate, and 0.1 × SSC, 0.1% SDS It may include, but not limited to, the final washing at 60 ℃.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 영양생장기 애기장대의 방사선 조사 조건에서 생육반응을 검정하기 위하여, 다양한 선량을 감마선을 조사한 결과, 100 Gy 조사 조건에서 생육이 촉진되었고, 800 Gy 조사 조건에서 생육이 억제되는 것을 확인하였다.In a specific embodiment of the present invention, in order to test the growth reaction under the irradiation conditions of the trophic Arabidopsis, gamma rays were irradiated at various doses, and growth was promoted under 100 Gy irradiation conditions, and growth was inhibited under 800 Gy irradiation conditions. It confirmed that it became.

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, 감마선 특이적인 유전자를 탐색하기 위하여, 애기장대 식물체에 감마선을 조사한 후, RNA를 추출하여 마이크로어레이 분석을 수행한 결과, 100 Gy 및 800 Gy에서 공통적으로 발현 정도(fold change)가 높은 감마선 특이적인 At4g37990 유전자를 선별하였다.In another specific embodiment of the present invention, in order to search for gamma ray-specific genes, after irradiating gamma rays to Arabidopsis plants, RNA was extracted and microarray analysis was performed. As a result, expression levels were commonly expressed at 100 Gy and 800 Gy. Gamma-ray specific At4g37990 gene with high (fold change) was selected.

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, At4g37990 유전자의 감마선 조사 후 발현양상을 확인하기 위하여 역전사 중합효소 연쇄반응(RT-PCR)을 수행한 결과, 감마선 비조사 대조군과 비교하여 해당유전자의 발현이 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다(도 1 참조).In another specific embodiment of the present invention, the reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) was performed to confirm the expression pattern after gamma irradiation of the At4g37990 gene. It was confirmed that the increase by (see Figure 1).

따라서, 본 발명의 At4g37990 유전자는 감마선 특이적으로 발현이 증가하므로 방사선 노출 여부 확인용 키트에 유용하게 사용될 수 있다. Therefore, the At4g37990 gene of the present invention can be usefully used for a kit for confirming radiation exposure because gamma-ray-specific expression is increased.

또한, 본 발명은 At4g37990 유전자 염기서열 공통 부분(conserved region)에 대한 프라이머를 포함하는 키트를 이용하여, 방사선에 노출된 식물군의 At4g37990 유전자 발현수준을 측정하는 단계를 포함하는 식물군의 방사선 노출 여부 확인방법을 제공한다. In addition, the present invention using a kit comprising a primer for the At4g37990 gene sequence common region (conserved region), whether the radiation exposure of the plant group comprising the step of measuring the At4g37990 gene expression level of the plant group exposed to radiation Provide a verification method.

상기 발현 수준을 측정하는 것은 방사선 노출 여부를 확인하기 위하여 피검 식물에서 At4g37990 유전자의 발현 정도를 확인하는 것으로 유전자 증폭 또는 항원-항체 반응을 통해 측정하는 것이 바람직하고, RT-PCR, 경쟁적 RT-PCR(Competitive RT-PCR), 정량적 실시간 RT-PCR(Quantitative real-time RT-PCR), RNase 보호 분석법(RPA; RNase protection assay), 노던 블럿팅(Northern blotting), DNA 칩, 웨스턴 블럿팅(Western blotting), ELISA(enzyme linked immunosorbent assay), 방사선면역분석(RIA; Radioimmunoassay), 방사선면역확산법(Radioimmunodiffusion), 오우크테로니(Ouchterlony) 면역 확산법, 로케트(rocket) 면역전기영동, 조직면역 염색, 면역침전 분석법(Immunoprecipitation assay), 보체고정분석법(Complement Fixation Assay), FACS, 단백질 칩(protein chip)이 보다 바람직하나 이에 한정되지 않는다.Measuring the expression level is to determine the expression level of the At4g37990 gene in the test plants to confirm the radiation exposure, it is preferable to measure by gene amplification or antigen-antibody reaction, RT-PCR, competitive RT-PCR ( Competitive RT-PCR, Quantitative real-time RT-PCR, RNase protection assay (RPA), Northern blotting, DNA chip, Western blotting , ELISA (enzyme linked immunosorbent assay), radioimmunoassay (RIA), radioimmunodiffusion, Ouchterlony immunodiffusion, rocket immunoelectrophoresis, tissue immunostaining, immunoprecipitation assay (Immunoprecipitation assay), complement fixation assay (Complement Fixation Assay), FACS, protein chip (protein chip) is more preferred, but is not limited thereto.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 영양생장기 애기장대의 방사선 조사 조건에서 생육반응을 검정하기 위하여, 다양한 선량을 감마선을 조사한 결과, 100 Gy 조사 조건에서 생육이 촉진되었고, 800 Gy 조사 조건에서 생육이 억제되는 것을 확인하였다.In a specific embodiment of the present invention, in order to test the growth reaction under the irradiation conditions of the trophic Arabidopsis, gamma rays were irradiated at various doses, and growth was promoted under 100 Gy irradiation conditions, and growth was inhibited under 800 Gy irradiation conditions. It confirmed that it became.

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, 감마선 특이적인 유전자를 탐색하기 위하여, 애기장대 식물체에 감마선을 조사한 후, RNA를 추출하여 마이크로어레이 분석을 수행한 결과, 100 Gy 및 800 Gy에서 공통적으로 발현이 증가되는 감마선 특이적인 At4g37990 유전자를 선별하였다.In another specific embodiment of the present invention, in order to search for gamma ray-specific genes, after irradiating gamma rays to Arabidopsis plants, RNA was extracted and microarray analysis was performed. As a result, the expression was commonly expressed at 100 Gy and 800 Gy. Increasing gamma-ray specific At4g37990 gene was selected.

본 발명의 또 다른 구체적인 실시예에서, At4g37990 유전자의 감마선 조사 후 발현양상을 확인하기 위하여 역전사 중합효소 연쇄반응(RT-PCR)을 수행한 결과, 감마선 비조사 대조군과 비교하여 해당유전자의 발현이 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다(도 1 참조).In another specific embodiment of the present invention, the reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) was performed to confirm the expression pattern after gamma irradiation of the At4g37990 gene. It was confirmed that the increase by (see Figure 1).

따라서, 본 발명의 At4g37990 유전자는 감마선 특이적으로 발현이 증가하므로 방사선에 노출된 것으로 의심되는 피검 식물로부터 At4g37990 유전자 발현 수준을 측정한 후, 방사선에 노출되지 않은 대조군의 At4g37990 유전자의 발현 수준과 비교하여 방사선 노출 여부 확인에 유용하게 사용될 수 있다.Therefore, the expression of the At4g37990 gene of the present invention increases gamma ray-specific expression, and after measuring the At4g37990 gene expression level from a test plant suspected of being exposed to radiation, compared with the expression level of the At4g37990 gene of a control group not exposed to radiation. It can be useful for checking radiation exposure.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

<< 실시예Example 1> 영양생장기 애기장대의 방사선 조사 및 생육반응 검정 1> Radiation and Growth Reaction Test

모델식물인 애기장대(Arabidopsis thaliana)(전남대학교 금호연구소에서 제공받았으며 Lansdberg erecta ecotype)를 22℃(18시간: 광조건, 6시간: 암조건) 생육 조건의 식물조직배양실에서 직경 15 cm pot 당 7개체의 종자를 파종하여 잎 전개가 완료된 영양생장기에 다양한 선량의 감마선(100, 200, 300, 400, 800, 1200, 1600 및 2000 Gy)을 조사하였다. 감마선 조사 시설은 한국원자력연구원 방사선과학연구소 감마선 저준위 조사시설 장치를 이용하였고, 감마선 선원은 60Co를 사용하였다. Arabidopsis , a model plant thaliana ) (Provided by Kumho Research Institute of Chonnam National University, Lansdberg erecta ecotype) in the plant tissue culture room under 22 ° C (18 hours: light condition, 6 hours: dark condition) growth conditions, sowing 7 seeds per 15 cm diameter in pot, so that gamma rays (100, 200, 300, 400, 800, 1200, 1600 and 2000 Gy). The gamma-irradiation facility used a low-level gamma-ray irradiation apparatus device of the Korea Atomic Energy Research Institute, and the 60 Co was used as the gamma-ray source.

그 결과, 100 Gy 조사 조건에서는 생육이 오히려 촉진되었고, 800 Gy 이상의 선량에서는 생육이 완전히 억제되는 것을 확인하였다. 따라서, 감마선에 특이적으로 반응하는 유전자를 대량 검정하기 위하여 각각 100 Gy와 800 Gy를 적정 선량이라고 판단했으며, 이에 따라 하기 실험을 진행하였다.
As a result, it was confirmed that growth was rather promoted under 100 Gy irradiation conditions, and growth was completely suppressed at a dose of 800 Gy or more. Therefore, in order to mass-assay genes that specifically react to gamma rays, 100 Gy and 800 Gy were determined as appropriate doses, and the following experiment was conducted.

<< 실시예Example 2> 감마선 특이반응 유전자 선별 2> Screening Gamma Specific Reaction Gene

감마선 특이반응 유전자 선별을 위하여, 마이크로어레이(Microarray) 분석을 수행하였다.In order to select gamma-specific genes, microarray analysis was performed.

구체적으로, 영양생장기의 애기장대 식물체에 상기 <실시예 1>과 동일한 방법으로 각각 100 Gy 및 800 Gy의 감마선을 조사하였다. 그런 다음, 감마선 조사 2일 후 지상부의 식물체 조직에서 RNA를 추출하여 감마선에 특이적으로 반응하는 유전자 대량 검정을 위한 마이크로어레이 분석을 수행하였다. 마이크로어레이 분석을 위한 칩은 상용화되어 있는 Agilent oligochip(22k)을 사용하였고, 혼성화(hybridization) 후, 이미지 정량화(image quantification)는 GenePix Pro 6.0 소프트웨어를 사용하였으며, LOWESS 프로그램을 이용하여 각 스폿(spot)의 정규화(nomalization)을 수행하였다. 또한, 상기 마이크로어레이 분석은 2회 반복 수행하였다. Specifically, gamma rays of 100 Gy and 800 Gy were irradiated to the Arabidopsis plants of the nutrient growth period in the same manner as in <Example 1>. Then, 2 days after gamma irradiation, RNA was extracted from plant tissues in the ground and microarray analysis was performed for mass assay of genes that specifically react with gamma rays. The chip for microarray analysis was commercialized using Agilent oligochip (22k), and after hybridization, image quantification was performed using GenePix Pro 6.0 software, and each spot using LOWESS program. Normalization of was performed. In addition, the microarray analysis was performed twice.

그 결과, 각각 100 Gy와 800 Gy의 감마선 조사에서 공통적으로 발현이 증가되는 유전자 중에서 발현 정도(fold change)가 높은 서열번호 1의 염기서열로 기재되는 At4g37990(aromatic alcohol:NADP+ oxidoreductase) 유전자를 선별하였다.
As a result, the At4g37990 (aromatic alcohol: NADP + oxidoreductase) gene, which is described as the nucleotide sequence of SEQ ID NO. 1 having a high fold change, was selected among the genes with increased expression in gamma irradiation at 100 Gy and 800 Gy, respectively. .

<< 실시예Example 3> 감마선 조사 선량에 따른  3> according to gamma irradiation dose At4g37990At4g37990 유전자의 발현양상 확인 Confirmation of gene expression

상기 <실시예 2>에서 선별한 At4g37990 유전자의 감마선 조사 선량에 따른 발현양상을 확인하기 위하여, 각각 100 Gy와 800 Gy의 감마선 조사 후 역전사 중합효소 연쇄반응(RT-PCR)을 수행하였다.In order to confirm the expression pattern according to gamma irradiation dose of the At4g37990 gene selected in <Example 2>, reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) was performed after gamma irradiation of 100 Gy and 800 Gy, respectively.

구체적으로, 식물체 전체 RNA는 TRI reagent를 이용하여 추출하였으며, At4g37990 유전자의 감마선 조사 후에 실제적인 발현은 역전사 중합효소 연쇄반응을 통하여 정량적으로 상호 비교검토 하였다. 추출된 RNA 0.5 ㎍을 주형으로 해서 Access RT-PCR system(promega)의 교본에 따라 역전사 중합효소 연쇄반응을 수행하였으며, cDNA 합성과 중합효소 연쇄반응 증폭은 한 튜브 내에서 유전자 특이적인 프라이머(서열번호 2 및 서열번호 3)를 이용하여 수행하였고, 반응의 전체 부피는 25 ㎕로 수행하였다. 또한, PCR cDNA 합성은 -45℃ 50분 / pre-denaturation-94℃, 2분 / 30 cycles(denaturation-94℃, 30초/ annealing - 55℃, 30초 / extension - 72℃, 1분), final extension-72℃, 7분 등의 조건으로 수행하였다.Specifically, the whole plant RNA was extracted using TRI reagent, and the actual expression after γ-irradiation of At4g37990 gene was quantitatively compared and examined through reverse transcriptase polymerase chain reaction. Reverse transcriptase polymerase chain reaction was carried out according to the Access RT-PCR system (promega) with 0.5 ㎍ of extracted RNA as a template, and cDNA synthesis and polymerase chain reaction amplification were carried out in a tube with a specific primer (SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3), and the total volume of the reaction was performed at 25 μl. In addition, PCR cDNA synthesis was -45 ℃ 50 minutes / pre-denaturation-94 ℃, 2 minutes / 30 cycles (denaturation-94 ℃, 30 seconds / annealing-55 ℃, 30 seconds / extension-72 ℃, 1 minute), Final extension was carried out under conditions such as 72 ° C. and 7 minutes.

At4g37990 정방향 프라이머: 5'-GAAGATCGTGACATTGGTACTCGTCG-3'(서열번호: 2); 및At4g37990 forward primer: 5'-GAAGATCGTGACATTGGTACTCGTCG-3 '(SEQ ID NO: 2); And

At4g37990 역방향 프라이머: 5'-CAACAAGTGGGATAAGCAACATTGC-3'(서열번호: 3). At4g37990 reverse primer: 5'-CAACAAGTGGGATAAGCAACATTGC-3 '(SEQ ID NO: 3).

그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이, At4g37990 유전자는 대조군(감마선 비조사구)과 비교하여 감마선 조사 후 해당유전자의 발현이 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다(도 1).
As a result, as shown in Figure 1, the At4g37990 gene was confirmed that the expression of the gene is significantly increased after gamma irradiation compared to the control (non-gamma irradiated) (Fig. 1).

<< 실시예Example 4>  4> At4g37990At4g37990 유전자 녹다운( Gene knockdown ( knockdownknockdown )을 위한 )for someone RNAiRNAi 식물 형질전환 운반체의 제조 Preparation of Plant Transgenic Carriers

At4g37990 유전자 녹다운(knockdown)을 위한 RNAi 식물 형질전환 운반체의 제조하기 위하여, phage DNA가 박테리아 게놈(genome)으로 통합(integration)되는 과정을 이용하여 클로닝하는 방법인 하기의 Gateway cloning technology(Invitrogen) 방법을 이용하였다. In order to prepare an RNAi plant transformation carrier for knockdown of At4g37990 gene, the following cloning method of the gateway cloning technology (Invitrogen), which is a method of cloning using a process in which phage DNA is integrated into the bacterial genome, is described. Was used.

구체적으로 재조합효소(Recombinase)의 작용에 의하여 시험관내(in vitro)에서 특정한 서열을 가진 유전자 사이의 교차반응에 의하여 att서열 사이에 포함된 유전자를 교환하게 되는데 BP 반응과 LR반응을 이용하게 되며 그 원리는 도 2에 나타낸 봐와 같다. 상기 LR 반응이라 함은 attL과 attR 사이의 교차반응을 의미하고 BP 반응은 attB와 attP사이의 교차반응을 의미한다. 이런 원리로 하여 최종적으로 유전자를 녹다운 시키고자 하는 운반체에 원하는 유전자를 삽입할 수 있다. 따라서, 애기장대 cDNA를 주형(template)으로 하기 프라이머(서열번호: 4 및 서열번호: 5)를 이용하여 PCR 증폭하였다(밑줄친 염기서열은 att 서열을 의미하며 이후 유전자가 At4g37990 유전자 특이적인 염기서열이다).Specifically, the genes contained between the att sequences are exchanged by cross-reaction between genes having a specific sequence in vitro by the action of Recombinase, and the BP and LR reactions are used. The principle is as shown in FIG. The LR reaction means a cross reaction between attL and attR, and the BP reaction means a cross reaction between attB and attP. On this principle, the desired gene can be inserted into the carrier to finally knock down the gene. Thus, the Arabidopsis cDNA was templated and PCR amplified using the following primers (SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 5) (underlined nucleotide sequence means att sequence and then the gene was At4g37990 gene specific nucleotide sequence). to be).

At4g37990_BP_정방향 프라이머: At4g37990_BP_Forward primer:

5'-GGGGACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTTTTGAGAGGAAGATGGTAATGGG-3'(서열번호: 4); 및5'- GGGGACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCT TTTGAGAGGAAGATGGTAATGGG-3 '(SEQ ID NO: 4); And

At4g37990_BP_역방향 프라이머: At4g37990_BP_Reverse primer:

5'-GGGGACCACTTTGTACAAGAAAGCTGGGTACATTTTTGGTATTTAACAGTAC-3'(서열번호: 5).5′- GGGGACCACTTTGTACAAGAAAGCTGGGT ACATTTTTGGTATTTAACAGTAC-3 ′ (SEQ ID NO: 5).

상기 PCR 산물을 pDONR207 Donor 운반체(Invitrogen)로 클로닝(cloning)하여 BP 반응을 유도하여 Entry clone을 플라스미드로 제조(preparation)한 후 염기서열의 정확성을 확인하였다. 그런 다음, Entry clone과 pNW2300/ANDA Destination 운반체와의 LR 반응을 유도하여 해당 유전자의 클로닝 여부와 염기서열의 정확성을 재확인하였다.The PCR product was cloned into pDONR207 Donor carrier (Invitrogen) to induce the BP reaction to prepare the entry clone into the plasmid (preparation) and confirm the accuracy of the sequence. Then, the LR reaction between the entry clone and the pNW2300 / ANDA Destination carrier was induced to confirm the cloning of the gene and the accuracy of the sequence.

그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이 At4g37990 유전자를 녹다운하기 위한 운반체를 제작하였다(도 3).
As a result, as shown in Fig. 3, a carrier for knocking down the At4g37990 gene was prepared (Fig. 3).

<< 실시예Example 5>  5> At4g37990At4g37990 유전자 녹다운 형질전환 식물체 제작 및 선별 Gene knockdown transgenic plant production and selection

At4g37990 유전자 녹다운 형질전환 식물체를 제작하기 위하여, 상기 <실시예 4>에서 제작한 식물 형질전환 운반체를 아그로박테리움(GV3101)을 이용하여 floral dip 형질전환 방법을 통하여 애기장대 형질전환체를 제작하였고 카나마이신 저항성 선발을 통하여 순계(homoline)를 선발하여 최종적으로 6개의 T3 순계(#19-11, #20-11, #34-5, #42-5, #47-3, #60-5)를 수득하였다. 그런 다음, 역전사 중합효소 연쇄반응[PCR cDNA 합성 -45℃ 50분 / pre-denaturation-94℃, 2분 / 30 cycles (denaturation-94℃, 30초/ annealing - 55℃, 30초 / extension - 72℃, 1분), final extension-72℃, 7분]을 수행하여 방사선 비조사 조건에서 At4g37990의 발현이 대조군 식물체와 비교하여 녹다운 발현되고 800 Gy 방사선 조사 조건에서는 해당유전자의 발현이 증가되는 계통을 선발코자 하였다.In order to manufacture the At4g37990 gene knockdown transformed plants, Arabidopsis transformants were prepared by using the Agrobacterium (GV3101), floral dip transformation method, and the kanamycin. Resistant selection allows the selection of homoline to finally obtain six T3 pure compounds (# 19-11, # 20-11, # 34-5, # 42-5, # 47-3, # 60-5) It was. Then, reverse transcriptase polymerase chain reaction [PCR cDNA synthesis -45 ℃ 50 minutes / pre-denaturation-94 ℃, 2 minutes / 30 cycles (denaturation-94 ℃, 30 seconds / annealing-55 ℃, 30 seconds / extension-72 ℃, 1 min), final extension-72 ℃, 7 minutes] to express the expression of At4g37990 knock-down expression in the non-irradiated conditions compared to the control plants and to increase the expression of the gene under 800 Gy irradiation conditions I wanted to select.

그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이 At4g37990의 발현이 방사선 비조사 조건에서 대조군 식물체와 비교하여 녹다운 발현되고, 800 Gy 감마선 조사 조건에서 해당유전자의 발현이 다른 계통과 비교하여 유의적으로 발현이 증가되는 #34-5계통 형질전환 식물체를 최종적으로 선발하였다(도 4).
As a result, as shown in FIG. 4, the expression of At4g37990 was knocked down compared to the control plants in the non-irradiated conditions, and the expression of the gene was significantly increased in comparison with other strains at 800 Gy gamma-irradiated conditions. # 34-5 line transgenic plants were finally selected (FIG. 4).

<< 실시예Example 6> 녹다운( 6> knockdown ( KnockdownKnockdown ) 형질전환 식물체 생육 분석Transgenic Plant Growth Analysis

상기 <실시예 5>에서 최종적으로 선발된 #34-5 형질전환 식물체의 일반조건 생육조건에서의 특성을 검정하기 위하여 종자를 발아시킨 후 24일과 35일에 생육 차이를 검정하였다. In order to test the characteristics of the # 34-5 transgenic plant finally selected in <Example 5> in the general growing condition, the growth difference was assayed 24 and 35 days after germination of seeds.

그 결과, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 발아 후 24일의 경우 형질전환 식물체가 대조군 식물체에 비해서 생식생장기로의 진행이 다소 빠르게 진행이 되는 것을 확인하였으며(도 5), 발아 후 35일에는 식물체 크기에 있어서 더 많은 차이를 가지는 것을 확인하였다(도 6). 다만, 형질전환 식물체의 경우 생육은 대조군 식물체에 비해서 생육은 빠르게 진행되었으며, 화기가 정상적으로 생성이 되긴 했으나 씨방(silique)의 발달이 늦어지는 현상을 확인하였다(도 6 (오른쪽 그림)). As a result, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, in the case of 24 days after germination, it was confirmed that the transgenic plants progressed to the reproductive stage somewhat faster than the control plants (FIG. 5). It was confirmed that there are more differences in plant size (Fig. 6). However, in the case of transgenic plants, the growth was faster than that of the control plants, and although the fire was normally generated, the development of the silique was delayed (FIG. 6 (right picture)).

<< 실시예Example 7> 방사선 재조사에 따른  7> following radiation re-investigation At4g37990At4g37990 유전자 발현양상 검정 Gene expression test

상기 <실시예 5>에서 최종적으로 선발된 At4g37990 유전자가 효과적으로 녹다운되었다고 판단되는 #34-5 계통의 T3 호모 계통의 종자를 파종하여 영양생장기 식물체를 대상으로 방사선에 대한 반응성을 재조사하기 위하여 10, 25, 100, 200, 800, 2000 및 4000 Gy의 방사선을 각각 재조사한 영양생장기 애기장대 식물체에서 RNA를 추출하고, 이들을 가지고 역전사 중합효소 연쇄반응[PCR cDNA 합성 -45℃ 50분 / pre-denaturation-94℃, 2분 / 30 cycles(denaturation-94℃, 30초/ annealing - 55℃, 30초 / extension - 72℃, 1분), final extension-72℃, 7분]을 수행하여 At4g37990의 발현을 최종적으로 검증하였다.In order to re-investigate the responsiveness to radiation in nutrient growing plants by sowing seeds of the T34 homo lineage of the # 34-5 lineage, which was finally determined to be effectively knocked down, the At4g37990 gene selected in Example 5 above. RNA was extracted from trophic Arabidopsis plants that were irradiated with 100, 200, 800, 2000, and 4000 Gy of radiation, respectively, and subjected to reverse transcription polymerase chain reaction [PCR cDNA synthesis -45 ° C 50 min / pre-denaturation-94 ℃, 2 minutes / 30 cycles (denaturation-94 ℃, 30 seconds / annealing-55 ℃, 30 seconds / extension-72 ℃, 1 minute), final extension-72 ℃, 7 minutes] to perform the final expression of At4g37990 Verified by.

그 결과, 도 7에 나타낸 바와 같이 녹다운 형질전환 식물체는 대조군 식물체에 비하여 다양한 방사선 조사 조건에서 해당유전자의 발현이 증가됨을 관찰할 수 있었다(도 7). 이는 해당유전자가 일반적인 식물체를 비롯한 녹다운 식물체의 경우에서도 방사선 조사 조건에서 그 발현이 증가됨을 알 수 있었다.As a result, as shown in Figure 7, the knockdown transgenic plants were observed to increase the expression of the gene of interest under various irradiation conditions compared to the control plants (Fig. 7). It was found that the expression of the gene is increased in the irradiation conditions even in the case of knockdown plants including general plants.

<110> Korea atomic energy research institute <120> Investigation of Radio marker gene At4g37990-aromatic alcohol:NADP+ oxidoreductase as a Radiomarker gene and transgenic indicator plant using the gene <130> 11p-05-23 <160> 5 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 1080 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana <400> 1 atgggaaagg ttcttcagaa agaggcgttc ggattagccg cgaaagacaa ttccggagtt 60 ctctcgcctt tcagtttcac tagaagggaa acaggagaaa aggatgtgag gttcaaagtg 120 ttattttgtg gaatttgtca ctctgatttg catatggtca agaacgagtg gggaatgtct 180 acttatcctc ttgtcccagg gcatgagatc gtgggcgtgg tgactgaagt cggagccaaa 240 gtgactaaat tcaaaaccgg agaaaaagtc ggagttgggt gtttggtcag ctcgtgcggg 300 tcatgtgaca gctgcaccga aggtatggaa aactattgtc caaaatcaat ccaaacgtac 360 ggattcccgt actacgacaa caccataaca tacggtggtt actccgacca catggtttgc 420 gaggaaggtt tcgtcatccg tattccagac aatctcccct tggacgccgc cgcaccgctc 480 ctctgtgccg gtatcacggt ctattcccct atgaagtatc acgggctcga caaacccggt 540 atgcacatcg gtgtggtagg attaggcggt ttaggtcatg taggagtgaa atttgccaag 600 gctatgggta ctaaggttac ggttattagt acttcggaga aaaagagaga tgaggcgatt 660 aatcggcttg gtgcggatgc tttcttggtg agccgtgacc caaaacagat taaggatgca 720 atgggtacta tggatggtat aattgatacc gtctctgcga ctcattcact tcttccgttg 780 ctcggtttgc tgaagcataa gggaaaactt gttatggttg gtgcacccga gaagccactc 840 gagctacctg tcatgcctct catctttgag aggaagatgg taatgggaag tatgatagga 900 gggataaaag agacccagga aatgatagat atggccggga aacacaacat cactgcggat 960 attgagctta tctctgccga ttatgtcaac accgccatgg aacggctaga gaaagccgac 1020 gttaggtacc gctttgtgat tgatgttgcc aacacattga agcctaatcc taatttataa 1080 1080 <210> 2 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> At4g37990 forward primer <400> 2 gaagatcgtg acattggtac tcgtcg 26 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> At4g37990 reverse primer <400> 3 caacaagtgg gataagcaac attgc 25 <210> 4 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> At4g37990 BP forward primer <400> 4 ggggacaagt ttgtacaaaa aagcaggctt ttgagaggaa gatggtaatg gg 52 <210> 5 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> At4g37990 BP reverse primer <400> 5 ggggaccact ttgtacaaga aagctgggta catttttggt atttaacagt ac 52 <110> Korea atomic energy research institute <120> Investigation of Radio marker gene At4g37990-aromatic          alcohol: NADP + oxidoreductase as a Radiomarker gene and transgenic          indicator plant using the gene <130> 11p-05-23 <160> 5 <170> Kopatentin 1.71 <210> 1 <211> 1080 <212> DNA <213> Arabidopsis thaliana <400> 1 atgggaaagg ttcttcagaa agaggcgttc ggattagccg cgaaagacaa ttccggagtt 60 ctctcgcctt tcagtttcac tagaagggaa acaggagaaa aggatgtgag gttcaaagtg 120 ttattttgtg gaatttgtca ctctgatttg catatggtca agaacgagtg gggaatgtct 180 acttatcctc ttgtcccagg gcatgagatc gtgggcgtgg tgactgaagt cggagccaaa 240 gtgactaaat tcaaaaccgg agaaaaagtc ggagttgggt gtttggtcag ctcgtgcggg 300 tcatgtgaca gctgcaccga aggtatggaa aactattgtc caaaatcaat ccaaacgtac 360 ggattcccgt actacgacaa caccataaca tacggtggtt actccgacca catggtttgc 420 gaggaaggtt tcgtcatccg tattccagac aatctcccct tggacgccgc cgcaccgctc 480 ctctgtgccg gtatcacggt ctattcccct atgaagtatc acgggctcga caaacccggt 540 atgcacatcg gtgtggtagg attaggcggt ttaggtcatg taggagtgaa atttgccaag 600 gctatgggta ctaaggttac ggttattagt acttcggaga aaaagagaga tgaggcgatt 660 aatcggcttg gtgcggatgc tttcttggtg agccgtgacc caaaacagat taaggatgca 720 atgggtacta tggatggtat aattgatacc gtctctgcga ctcattcact tcttccgttg 780 ctcggtttgc tgaagcataa gggaaaactt gttatggttg gtgcacccga gaagccactc 840 gagctacctg tcatgcctct catctttgag aggaagatgg taatgggaag tatgatagga 900 gggataaaag agacccagga aatgatagat atggccggga aacacaacat cactgcggat 960 attgagctta tctctgccga ttatgtcaac accgccatgg aacggctaga gaaagccgac 1020 gttaggtacc gctttgtgat tgatgttgcc aacacattga agcctaatcc taatttataa 1080                                                                         1080 <210> 2 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> At4g37990 forward primer <400> 2 gaagatcgtg acattggtac tcgtcg 26 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> At4g37990 reverse primer <400> 3 caacaagtgg gataagcaac attgc 25 <210> 4 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> At4g37990 BP forward primer <400> 4 ggggacaagt ttgtacaaaa aagcaggctt ttgagaggaa gatggtaatg gg 52 <210> 5 <211> 52 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> At4g37990 BP reverse primer <400> 5 ggggaccact ttgtacaaga aagctgggta catttttggt atttaacagt ac 52

Claims (14)

At4g37990(aromatic alcohol:NADP+ oxidoreductase) 유전자를 포함하는 RNAi(RNA interference) 발현 벡터를 애기장대(Arabidopsis thaliana) 식물체에 형질전환시켜 제조된, 방사선 노출 확인을 위한, At4g37990 유전자 녹다운(knockdown) 형질전환 식물체.
An RNAi (RNA interference) expression vector containing the At4g37990 (aromatic alcohol: NADP + oxidoreductase) gene was transferred to Arabidopsis. thaliana ) At4g37990 gene knockdown transgenic plant for confirmation of radiation exposure, prepared by transforming the plant.
제 1항에 있어서, 상기 At4g37990 유전자는 서열번호 1로 기재되는 염기서열을 갖는 것을 특징으로 하는 At4g37990 유전자 녹다운 형질전환 식물체.
The At4g37990 gene knockdown transformed plant according to claim 1, wherein the At4g37990 gene has a nucleotide sequence as set forth in SEQ ID NO: 1.
제 1항에 있어서, 상기 형질전환은 아그로박테리움(Agrobacterium) 매개 형질전환 기법을 이용하는 것을 특징으로 At4g37990 유전자 녹다운 형질전환 식물체.
2. The At4g37990 gene knockdown transformed plant according to claim 1, wherein the transformation uses an Agrobacterium mediated transformation technique.
1) At4g37990 유전자의 방사선 조사 조건에서 발현이 증가하는 기능을 규명하는 단계;
2) 방사선 노출이 의심되는 지역에 제 1항의 형질전환 식물체를 노출시키는 단계;
3) 상기 단계 1)의 형질전환 식물체의 At4g37990 유전자 발현을 분석하는 단계; 및
4) 단계 3)의 유전자 발현을 상기 단계 2)의 지역에 노출되지 않는 대조군 식물체의 At4g37990 유전자와 발현정도를 비교하는 단계를 포함하는 방사선 노출 여부 확인 방법.
1) identifying a function of increasing expression under irradiation conditions of the At4g37990 gene;
2) exposing the transgenic plant of claim 1 to an area of suspected radiation exposure;
3) analyzing the At4g37990 gene expression of the transgenic plant of step 1); And
4) comparing the expression of the gene of step 3) with the At4g37990 gene of the control plant that is not exposed to the region of step 2) the expression of radiation exposure comprising the step of comparing.
제 4항에 있어서, 상기 유전자 발현 분석은 유전자 증폭 또는 항원-항체 반응을 통해 측정하는 것을 특징으로 하는 방사선 노출 여부 확인 방법.
The method of claim 4, wherein the gene expression analysis is performed through gene amplification or antigen-antibody reaction.
At4g37990 유전자 또는 그의 상보 가닥 분자를 포함하는 방사선 노출 여부 확인용 키트.
Kit for confirming radiation exposure comprising the At4g37990 gene or its complementary strand molecule.
At4g37990 유전자에 특이적으로 결합하는 프라이머(primer) 또는 프로브(probe), 또는 At4g37990 유전자에 의해 암호화되는 단백질에 특이적으로 결합하는 항체(antibody) 또는 앱타머(aptamer)를 포함하는 방사선 노출 여부 확인용 키트.
For radiation exposure including a primer or probe specifically binding to the At4g37990 gene, or an antibody or aptamer specifically binding to a protein encoded by the At4g37990 gene Kit.
제 6항 또는 제 7항에 있어서, 상기 유전자는 서열번호 1로 기재되는 염기서열을 갖는 것을 특징으로 하는 방사선 노출 여부 확인용 키트.
The kit for confirming radiation exposure according to claim 6 or 7, wherein the gene has a nucleotide sequence as set forth in SEQ ID NO: 1.
제 6항 또는 제 7항에 있어서, 상기 At4g37990 유전자는 애기장대로부터 유래된 것을 특징으로 하는 방사선 노출 여부 확인용 키트.
8. The kit according to claim 6, wherein the At4g37990 gene is derived from a Arabidopsis vulgaris.
제 6항 또는 제 7항에 있어서, At4g37990 유전자는 방사선에 노출되면 발현수준이 증가되는 것을 특징으로 하는 방사선 노출 여부 확인용 키트.
The kit for confirming radiation exposure according to claim 6 or 7, wherein the At4g37990 gene has an increased expression level when exposed to radiation.
제 6항 또는 제 7항에 있어서, 상기 방사선은 감마선, 전자선, UV 및 X선으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방사선 노출 여부 확인용 키트.
8. The kit according to claim 6 or 7, wherein the radiation is any one selected from the group consisting of gamma rays, electron beams, UV rays and X-rays.
제 11항에 있어서, 상기 방사선은 감마선인 것을 특징으로 하는 방사선 노출 여부 확인용 키트.
The kit according to claim 11, wherein the radiation is gamma rays.
At4g37990 유전자 염기서열 공통 부분(conserved region)에 대한 프라이머를 포함하는 키트를 이용하여, 방사선에 노출된 식물군의 At4g37990 유전자 발현수준을 측정하는 단계를 포함하는 식물군의 방사선 노출 여부 확인방법.
Using a kit comprising a primer for the At4g37990 gene sequence common region (conserved region), a method for checking the radiation exposure of the plant group comprising the step of measuring the expression level of the At4g37990 gene of the plant group exposed to radiation.
제 13항에 있어서, 상기 발현 수준은 유전자 증폭 또는 항원-항체 반응을 통해 측정하는 것을 특징으로 하는 방사선 노출 여부 확인 방법.
The method of claim 13, wherein the expression level is measured by gene amplification or antigen-antibody reaction.
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