KR101790010B1

KR101790010B1 - 수발아 저항성을 증진시키는 벼 유래 유전자 및 이의 용도

Info

Publication number: KR101790010B1
Application number: KR1020160147333A
Authority: KR
Inventors: 윤인선; 김범기; 이강섭; 허선미; 한혜주
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2016-11-07
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2017-10-26
Also published as: WO2018084522A1

Abstract

본 발명은 수발아 저항성을 증진시키는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsPHS1(Oryza sativa pre-harvest sprouting 1) 유전자 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벼 유래의 OsPHS1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsPHS1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 식물의 수발아 저항성을 증진시키는 방법, 벼 유래의 OsPHS1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsPHS1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 수발아 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 형질전환 식물체 및 이의 종자, 및 벼 유래의 OsPHS1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 수발아 저항성 증진용 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 벼 유래의 OsPHS1 유전자가 형질전환된 식물체는 야생형 식물체에 비해 수발아 저항성이 증진되므로, 이를 이용하면 이상기후로 인해 수발아 피해 위험성이 높아진 불량환경 하에서도 강하게 자랄 수 있는 식물체 개발 및 작물의 생산성 증대에 효과적이며, 환경 스트레스 내성 작물 개발 플랫폼 구축에도 유용하게 활용될 수 있다.

Description

수발아 저항성을 증진시키는 벼 유래 유전자 및 이의 용도{Gene enhancing pre―harvest sprouting tolerance derived from Oryza sativa and uses thereof}

본 발명은 수발아 저항성을 증진시키는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsPHS1(Oryza sativa pre-harvest sprouting 1) 유전자 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벼 유래의 OsPHS1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsPHS1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 식물의 수발아 저항성을 증진시키는 방법, 벼 유래의 OsPHS1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsPHS1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 수발아 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 형질전환 식물체 및 이의 종자, 및 벼 유래의 OsPHS1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 수발아 저항성 증진용 조성물에 관한 것이다.

전 인류의 절반이 주식으로 삼고 있는 벼는 세계적으로 가장 중요한 식량 작물이다. 20세기 이후 종자 생산량 증대, 양질의 종자 생산, 수확 후 안정성 유지와 같은 농업형질 증진을 위해 관행 육종방법으로 수많은 벼 재배종들이 개발되어졌다(Khush, Plant Mol Biol ., 35:25-34, 1997; Kovach et al., Trends Genet., 23:578-587, 2007). 종자의 휴면성은 수분, 빛, 온도 등 적절한 환경적 조건에서도 종자 발아가 억제되는 생리형질이다(Bewley, Plant Cell, 9:1055-1066, 1997). 일반적으로 종자가 발달하는 과정에서 정상적으로 생성되는 휴면성은 완숙 종자에서 일정기간 동안 유지되며, 시간이 지나면 휴면성이 타파된다. 종자의 휴면은 식물의 생존에 필요한 기본 형질로서, 예를 들어 휴면 종자는 발아하지 않은 상태로 보다 먼 지역까지 확산될 수 있는 기회를 얻게 되며 생존에 불리한 환경 조건에서 발아되지 않음으로서 극심한 환경스트레스 조건에서도 생명을 유지한 채로 좋은 환경이 될 때까지 기다릴 수 있다.

만약 종자의 휴면성이 없거나 매우 약하다면 비가 많이 와서 수분이 계속 높은 환경이 지속되면 수확전에 미성숙한 종자들이 이삭에 달린 채로 발아가 일어날 것이다. 이런 현상을 수발아(pre-harvest sprouting, PHS)라고 한다(Bewley and Black, Seeds, 1994; Finkelstein et al., Ann Rev Plant Biol ., 59:387-415, 2008). 따라서 수확시기에 종자 휴면성은 벼, 밀, 옥수수 등 주요 곡물에서 중요한 농업형질이며, 전 세계적으로 곡물의 수발아에 의한 생산량 감소와 곡물 품질 저하 때문에 경제적 손실이 심각한 상황이다. 이와 반대로, 종자의 휴면성이 너무 심하면 경작지에서 발아가 균일하게 유지되지 못하기 때문에 적절한 수준의 휴면보유는 새로운 품종 개발에 매우 중요한 농업적 특성이다.

일반적으로 야생 벼의 종자휴면성이 강한데 비해 오랫동안 육종에 의해 개발된 자포니카형 벼 재배종 들은 농사짓기 편하게 휴면성이 약화되었으며, 개발된 벼 재배종간에도 종자 휴면 정도가 매우 다양하다. 종자 발달과정에서 출수후 약 1주일 이내에 배아의 분화가 완성되고 약 25일경에 배아의 성숙이 끝나면서 휴면성을 획득하게 되는데 이를 1차 휴면성(primary dormancy)라고 한다. 종자의 1차 휴면성은 수많은 내적 요인과 환경 인자에 의해 영향을 받는 유전적으로 복잡한 특성이다(Li and Foley, Trends Plant Sci ., 2:384-389, 1997). 종자가 성숙하면 휴면성이 점진적으로 소실되어지거나 저온 또는 다른 환경적 자극에 의해 타파된다. 국내에서 개발된 벼 품종의 경우 휴면성이 유지되는 기간이 짧은 것으로 보고되어 있다(Suh and Kim, Korean J Crop Sci ., 39;187-192, 1994; Park and Kim, Korean J Crop Sci., 54:241-248, 2009).

식물호르몬인 ABA(abscisic acid)는 종자의 휴면성을 획득하고 유지하는 과정에 관여하는 중요 조절자로 알려져 있다(Gubler et al., Curr Op in Plant Biol., 8:183-187, 2005; Kermode, J Plant Growth Regulation., 24:319-344, 2005). ABA의 생합성과 ABA 반응성은 벼, 옥수수와 같은 주요 곡물의 종자 휴면성에 영향을 주는 인자이다. 벼 종자의 휴면성은 ABA 뿐만 아니라 종자 성숙기의 환경조건, 수확후 종자보관 온도, 수분함량, 산소, 질소, 이산화탄소 등 다양한 조건에 의해 영향을 받는다(Roberts, J Exp Botany, 13:75-94, 1962; Ikehashi, Jap J Breeding, 22:209-216, 1972). 또한 벼 종자의 휴면은 종피의 물리적 특성이나 종피가 포함하는 화학적 물질에 따라서 영향을 받는 것으로 알려져 있다(Bewley and Black, Seeds, 1994). 종자의 휴면성이 여러 가지 다양한 유전자에 의해 조절된다고 알려져 있음에도 불구하고 종자 휴면의 유전적 근원에 대해서는 거의 알려져 있지 않다.

이러한 배경하에서, 본 발명자들은 이상기후로 인해 수발아 피해 위험성이 높아진 불량환경 하에서도 적응할 수 있는 종자 또는 작물을 개발하기 위하여 예의 노력한 결과, 종자 발아 특성을 조절할 수 있는, 즉, 수발아 저항성 조절 유전자로서 벼 유래의 OsPHS1 유전자를 발굴하였으며, 이를 포함하는 재조합 벡터를 형질전환시킨 식물체를 제조하고, 상기 형질전환된 식물체 또는 이로부터 수득한 종자의 수발아 저항성이 야생형 식물체 또는 종자와 비교하여 증진되는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

Khush, Plant Mol Biol., 35:25-34, 1997 Kovach et al., Trends Genet., 23:578-587, 2007 Bewley, Plant Cell, 9:1055-1066, 1997 Finkelstein et al., Ann Rev Plant Biol., 59:387-415, 2008 Li and Foley, Trends Plant Sci., 2:384-389, 1997 Suh and Kim, Korean J Crop Sci., 39;187-192, 1994 Park and Kim, Korean J Crop Sci., 54:241-248, 2009 Gubler et al., Curr Op in Plant Biol., 8:183-187, 2005 Kermode, J Plant Growth Regulation., 24:319-344, 2005 Roberts, J Exp Botany, 13:75-94, 1962 Ikehashi, Jap J Breeding, 22:209-216, 1972

본 발명의 목적은 수발아 저항성을 가지는 작물을 개발하기 위하여, 벼(Oryza sativa) 유래의 OsPHS1(Oryza sativa pre-harvest sprouting 1) 유전자를 포함하는, 야생형에 비해 식물의 수발아 저항성을 증진시키는 재조합 벡터 및 상기 벡터로 형질전환된 형질전환체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsPHS1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 식물의 수발아 저항성을 증진시키는 방법, 상기 유전자를 이용하여 수발아 저항성이 향상된 형질전환 식물체의 제조 방법, 상기 방법에 의해 제조된 수발아 저항성이 증진된 형질전환 식물체 및 이의 종자를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 벼 유래의 OsPHS1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 수발아 저항성 증진용 조성물을 제공하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 식물의 수발아 저항성을 증진시키는, 서열번호 1로 표시되는 유전자를 포함하는 형질전환용 재조합 벡터를 제공한다.

본 발명에서 용어 "수발아(pre-harvest sprouting, PHS)"는 생리적 성숙기에 도달한 이삭이 강우로 인하여 발생하는 습한 조건으로 수확 전 종실이 이삭에 달린 채로 발아하는 현상으로, 곡물에서 중요한 농업형질인 종자 휴면성(seed dormancy)과 관련이 있는 것으로 알려져 있다.

본 발명에서 용어 "종자 휴면성(seed dormancy)"은 성숙한 종자에 적당한 발아 조건을 주어도 일정 기간 동안 발아하지 않는 현상으로, 종자의 휴면성이 없거나 매우 약하다면 비가 많이 와서 수분이 계속 높은 환경이 지속되면 수확전에 미성숙한 종자들이 이삭에 달린 채로 발아가 일어나는 수발아 현상을 유발하게 된다.

본 발명에서 서열번호 1로 표시되는 유전자인 "OsPHS1(Oryza sativa pre-harvest sprouting 1)"은 벼(Oryza sativa) 유래 유전자로, 염색체 3번(chromosome 3)에 위치한 현재까지 기능이 알려지지 않은 Os03g20770 유전자이다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 본 발명의 수발아성 원인 유전자로 선발된 벼 유래 OsPHS1 유전자는 종자 특이적으로 발현됨을 확인하였으며, 현재까지 알려지지 않은 OsPHS1 유전자의 기능이 종자와 밀접하게 연관되어 있음을 알 수 있었다(도 4 및 도 5). 또한, OsPHS1 유전자의 과발현을 통해서 벼 종자의 수발아 저항성이 증진됨을 확인하였으며(도 9), OsPHS1 과발현 애기장대 형질전환체가 대조군인 야생형 애기장대에 비해 종자 휴면성이 증가되었음을 확인할 수 있었다(도 11).

본 발명에서 용어 "야생형"이란 본 발명의 벼 유래 OsPHS1 유전자를 포함하는 형질전환 식물체에 대한 대조군을 의미한다. 구체적으로 상기 식물체는 벼 또는 애기장대이며, 벼의 경우 이 기술분야에 알려진 벼의 모든 품종을 포함한다. 더욱 구체적으로 상기 벼 식물체는 동진벼 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 용어 "식물체"란 식물이 지닌 유형의 몸으로, 식물의 전체, 식물의 일부, 종자 또는 식물 세포를 포함할 수 있다.

본 발명에서 용어 "수발아 저항성(pre-harvest sprouting tolerance)"이란 수확 전 종실이 이삭에 달린 채로 발아되지 않는 성질로, 생리적 성숙기에 도달한 이삭이 강우로 인하여 발생하는 습한 조건에 쳐하더라도, 종자 휴면성이 증가되어 일정 기간 동안 종자의 발아를 억제하는 식물의 저항성을 의미한다.

본 발명에서 용어 "재조합"은 세포가 이종의 핵산을 복제하거나, 상기 핵산을 발현하거나 또는 펩티드, 이종의 펩티드 또는 이종의 핵산에 의해 코딩된 폴리펩티드를 발현하는 세포를 지칭하는 것이다. 재조합 세포는 상기 세포의 야생형 형태에서는 발견되지 않는 유전자 또는 유전자 절편을, 센스 또는 안티센스 형태 중 하나로 발현할 수 있다. 또한 재조합 세포는 야생형 상태의 세포에서 발견되는 유전자를 발현할 수 있으나, 상기 유전자는 변형된 것으로서 인위적인 수단에 의해 세포 내 재도입된 것이다.

본 발명에서, 상기 OsPHS1 유전자 서열은 재조합 벡터 내로 삽입될 수 있다. 본 발명의 용어 "벡터"는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 지칭할 때 사용된다. 벡터는 DNA를 복제시키고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있다. 재조합 벡터는 세균 플라스미드, 파아지, 효모 플라스미드, 식물 세포 바이러스, 포유동물 세포 바이러스 벡터, 또는 다른 벡터를 의미한다. 대체로, 임의의 플라스미드 및 벡터는 숙주 내에서 복제 및 안정화할 수 있다면 사용될 수 있다. 상기 발현 벡터의 중요한 특성은 복제 원점, 프로모터, 마커 유전자 및 번역 조절 요소(translation control element)를 가지는 것이다.

OsPHS1 유전자 각각의 서열 및 적당한 전사/번역 조절 신호를 포함하는 발현 벡터는 당업자에 주지된 방법에 의해 구축될 수 있다. 상기 방법은 시험관 내 재조합 DNA 기술, DNA 합성 기술 및 생체 내 재조합 기술 등을 포함한다. 상기 DNA 서열은 mRNA 합성을 이끌기 위해 발현 벡터 내의 적당한 프로모터에 효과적으로 연결될 수 있다. 또한 발현 벡터는 번역 개시 부위로서 리보솜 결합 부위 및 전사 터미네이터를 포함할 수 있다.

본 발명의 재조합 벡터의 바람직한 예는 아그로박테리움 투머파시엔스와 같은 적당한 숙주에 존재할 때 그 자체의 일부, 소위 T-영역을 식물 세포로 전이시킬 수 있는 Ti-플라스미드 벡터이다. 다른 유형의 Ti-플라스미드 벡터(EP 0 116 718 B1호 참조)는 현재 식물 세포, 또는 잡종 DNA를 식물의 게놈 내에 적당하게 삽입시키는 새로운 식물이 생산될 수 있는 원형질체로 잡종 DNA 서열을 전이시키는데 이용되고 있다. Ti-플라스미드 벡터의 특히 바람직한 형태는 EP 0 120 516 B1호 및 미국 특허 제4,940,838호에 청구된 바와 같은 소위 바이너리(binary) 벡터이다. 본 발명에 따른 DNA를 식물 숙주에 도입시키는데 이용될 수 있는 다른 적합한 벡터는 이중 가닥 식물 바이러스(예를 들면, CaMV) 및 단일 가닥 바이러스, 게미니 바이러스 등으로부터 유래될 수 있는 것과 같은 바이러스 벡터, 예를 들면 비완전성 식물 바이러스 벡터로부터 선택될 수 있다. 그러한 벡터의 사용은 특히 식물 숙주를 적당하게 형질전환하는 것이 어려울 때 유리할 수 있다.

본 발명의 재조합 발현 벡터에서, 상기 프로모터는 형질전환에 적합한 프로모터들로서, 바람직하게는 CaMV 35S 프로모터, 액틴 프로모터, 유비퀴틴 프로모터, pEMU 프로모터, MAS 프로모터, 히스톤 프로모터 또는 Clp 프로모터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 용어 "프로모터"란 구조 유전자로부터의 DNA 상부의 영역을 의미하며 전사를 개시하기 위하여 RNA 중합효소가 결합하는 DNA 분자를 말한다. "식물 프로모터"는 식물 세포에서 전사를 개시할 수 있는 프로모터이다. "항시성(constitutive) 프로모터"는 대부분의 환경 조건 및 발달 상태 또는 세포 분화하에서 활성이 있는 프로모터이며, 본 발명에서는 항시성 프로모터의 사용이 바람직할 수 있다. 따라서, 항시성 프로모터는 선택 가능성을 제한하지 않는다.

본 발명의 재조합 벡터에서, 통상의 터미네이터를 사용할 수 있으며, 그 예로는 노팔린 신타아제(NOS), 벼 α-아밀라아제 RAmy1 A 터미네이터, 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacteriumtumefaciens)의 옥토파인(Octopine) 유전자의 터미네이터, 파세올린(phaseoline) 터미네이터, 대장균의 rrnB1/B2 터미네이터 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 터미네이터의 필요성에 관하여, 터미네이터 영역이 식물 세포에서의 유전자 전사의 확실성 및 효율을 증가시키는 것으로 일반적으로 알려져 있다. 그러므로, 터미네이터의 사용은 본 발명의 내용에서 매우 바람직하다.

재조합 벡터는 바람직하게는 하나 이상의 선택성 마커를 포함할 수 있다. 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), 하이그로마이신(hygromycin), 클로람페니콜(chloramphenicol), G418, 블레오마이신(Bleomycin)과 같은 항생제 내성 유전자, aadA 유전자 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

다른 하나의 양태로서, 본 발명은 본 발명의 OsPHS1(Oryza sativa pre-harvest sprouting 1) 유전자를 포함한 재조합 벡터로 형질전환된 수발아 저항성이 증진된 형질전환 식물체를 제공한다.

본 발명에서 용어 "형질전환(transformation)"이란 외부로부터 주어진 유전물질인 DNA에 의해 개체 또는 세포의 형질이 유전적으로 변화하는 것을 의미하는 것으로, 본 발명에서는 상기 서열번호 1로 표시되는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsPHS1(Oryza sativa pre-harvest sprouting 1) 유전자 도입에 의해 형질전환된 식물의 수발아 저항성이 증진된 것을 의미한다.

본 발명에서 본 발명의 재조합 발현 벡터로 형질전환하는 것은 당업자에게 공지된 형질전환기술에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 미세사출법 (microprojectile bombardment), 입자 총 충격법 (particle gun bombardment), 실리콘 탄화물 위스커(Silicon carbide whiskers), 초음파 처리(sonication), 일렉트로포레이션(electroporation), PEG-매개 융합법(PEG-mediated fusion), 미세주입법 (microinjection), 리포좀 매개법(liposome-mediated method), 인-플란타 형질전환법(In planta transformation), 진공 침윤법(Vacuum infiltration method), 화아침지법(floral meristem dipping method), 또는 아그로박테리움(Agrobacterium sp.) 매개에 의한 방법 등을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서 용어 "형질전환체"란 본 발명의 수발아 저항성을 증진시키는 벼 유래의 OsPHS1(Oryza sativa pre-harvest sprouting 1) 유전자를 포함하는 재조합 발현 벡터로 형질 전환된 숙주 세포를 의미한다.

상기 형질전환체는 미생물이 바람직하며, 이에 제한되지는 않으나, 대장균(Escherichia coli), 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis), 스트렙토마이세스(Streptomyces), 슈도모나스(Pseudomonas), 프로테우스 미라빌리스(Proteus mirabilis), 스타필로코쿠스(Staphylococcus) 및 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)일 수 있으며, 보다 바람직하게는 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)일 수 있다.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 서열번호 1로 표시되는 벼(Oryza sativa) 유래의 OsPHS1(Oryza sativa pre-harvest sprouting 1) 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsPHS1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 식물의 수발아 저항성을 증진시키는 방법을 제공한다.

상기 식물세포를 형질전환시키는 방법은 전술한 바와 같다.

본 발명의 일실시예에 따른 방법에서, 상기 OsPHS1 유전자는 서열번호 1의 염기 서열로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 염기 서열의 상동체가 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.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 서열번호 1로 표시되는 벼 유래의 OsPHS1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 OsPHS1 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 야생형에 비해 수발아 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법을 제공한다.

상기 식물세포를 형질전환시키는 방법은 전술한 바와 같으며, 또한, 본 발명의 방법은 상기 형질전환된 식물세포로부터 형질전환 식물을 재분화하는 단계를 포함한다. 형질전환 식물을 재분화하는 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법을 이용할 수 있다. 캘러스 또는 원형질체 배양으로부터 성숙한 식물의 재분화를 위한 기술은 수많은 여러 가지 종에 대해서 당업계에 주지되어 있다(Handbook of Plant Cell Culture, 1-5권, 1983-1989 Momillan, N.Y.).

본 발명의 일실시예에 따른 방법에서, 상기 OsPHS1 유전자는 서열번호 1의 염기 서열로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 수발아 저항성이 증진된 형질전환 식물체 및 이의 종자를 제공한다.

상기 식물체는 단자엽 식물 또는 쌍자엽 식물 일 수 있고, 바람직하게는 벼(Oryza sativa) 식물 또는 애기장대(Arabidopsis thaliana)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 서열번호 1의 염기 서열로 이루어진 벼 유래의 OsPHS1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 수발아 저항성 증진용 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 유효성분으로 서열번호 1의 염기 서열로 이루어진 OsPHS1 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물에 형질전환함으로써 식물체의 수발아 저항성을 증진시킬 수 있는 것이다.

본 발명에 따르면, 벼 유래의 OsPHS1 유전자가 형질전환된 식물체는 야생형 식물체에 비해 수발아 저항성이 증진되므로, 이를 이용하면 이상기후로 인해 수발아 피해 위험성이 높아진 불량환경 하에서도 강하게 자랄 수 있는 식물체 개발 및 작물의 생산성 증대에 효과적이며, 환경 스트레스 내성 작물 개발 플랫폼 구축에도 유용하게 활용될 수 있다.

도 1은 수발아성 돌연변이체 phs1의 수발아성 조사 결과(A) 및 종자 발아율 측정 결과(B)를 나타낸 도이다.
도 2는 수발아성 돌연변이체 phs1에 삽입된 Ds 전이인자의 위치를 나타낸 모식도이다.
도 3은 수발아성 돌연변이체 phs1의 종자에서 수발아 저항성 관련 유전자인 OsPHS1의 발현 정도를 확인한 도이다.
도 4는 공공 데이터베이스(Public DB) 탐색을 통해 수발아 저항성 관련 유전자인 OsPHS1 유전자의 벼 조직별 발현 양상을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 OsPHS1 프로모터-GUS 벡터가 도입된 형질전환 벼 종자에서 종자 발달에 따른 GUS 발현 양상을 나타낸 사진이다. 여기에서, An은 약(anther), St는 주두(stigma), Ov는 배주(ovule), Ovt는 배주관다발(ovule track), Em은 배(embryo), En은 배유(endosperm), Al은 호분층(aleurone layer)이다.
도 6은 본 발명의 OsPHS1-GFP 융합단백질이 도입된 벼의 원형질체에서 일시발현시킨 OsPHS1-GFP 단백질의 형광 분포를 관찰한 현미경 사진이다.
도 7은 본 발명의 수발아 저항성을 증진시킨 형질전환 식물체 제조를 위한 OsPHS1 유전자 형질전환 벡터의 다이어그램을 나타낸 도이다.
도 8은 RT-PCR 방법을 이용하여, 본 발명의 OsPHS1 유전자 도입 과발현 벼 형질전환체의 OsPHS1 유전자 발현 정도를 분석한 결과를 나타낸 도이다. 이때, WT는 원품종인 야생형 동진벼이며, 35S:PHS1 / phs1 Transformant(3, 8-2, 10-1, 24-4, 30)는 OsPHS1 유전자가 도입되어 상기 유전자가 과발현되도록 형질전환된 벼이다.
도 9는 본 발명의 OsPHS1 유전자 도입 과발현 벼 형질전환체의 미성숙 종자 발아율 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 10은 RT-PCR 방법을 이용하여, 본 발명의 OsPHS1 유전자 도입 과발현 애기장대 형질전환체의 OsPHS1 유전자 발현 정도를 분석한 결과를 나타낸 도이다. 이때, Col-0은 야생형 애기장대이며, 35SP:OsPHS1(1, 3, 6, 9, 11, 13)은 OsPHS1 유전자가 도입되어 상기 유전자가 과발현되도록 형질전환된 애기장대이다.
도 11은 본 발명의 OsPHS1 유전자 도입 과발현 애기장대 형질전환체의 종자 발아율 측정 결과(A) 및 ABA 처리에 따른 종자 발아 억제율 분석 결과(B)를 나타낸 도이다. 이때, Col-0(Lane 1)은 야생형 애기장대이며, 35SP:OsPHS1(Lane 2, 3, 4, 5)은 OsPHS1 유전자가 도입되어 상기 유전자가 과발현되도록 형질전환된 애기장대이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: Ds 전이인자 삽입 돌연변이체 집단 분석 및 수발아 저항성 유전자 OsPHS1 선발

수발아(pre-harvest sprouting, PHS)는 생리적 성숙기에 도달한 이삭이 강우로 인하여 발생하는 습한 조건으로 수확 전 종실이 이삭에 달린 채로 발아하는 현상을 말한다. 수확기 곡물에서 발생하는 수발아 현상은 곡물의 생산량 감소 뿐만 아니라 품질이 저하되어 심각한 경제적 손실을 끼치게 된다.

이에, 벼 종자의 수발아 저항성을 조절하는 유전자를 발굴하기 위하여, 동진벼에 Ds 전이인자가 삽입된 돌연변이체 집단 분석을 통해 수발아 저항성이 약한 돌연변이체를 선발하고, 이를 토대로 수발아 저항성 증진 유전자를 탐색, 발굴하였다.

실시예 1-1: Ds 전이인자 삽입 돌연변이체 집단 분석 및 수발아성 돌연변이체( phs1 ) 선발

벼 종자의 수발아 저항성 증진을 위한 유전자를 선발하기 위하여, 동진벼에 Ds 전이인자가 삽입된 돌연변이체 집단 약 15,000 계통 중에서 포장에서 수발아가 관찰되는 돌연변이체 52 계통, 즉, phs1 수발아성 돌연변이체를 선발하였으며(도 1의 A), 상기 선발된 52 계통 돌연변이체당 각 5개체에 대하여 출수 후 각각 10일, 25일, 40일째의 이삭을 채취하여 100% 상대습도 및 30℃의 온도 조건에서 7일간 배양한 뒤 종자 발아율을 측정하였다(도 1의 B). 이때 대조군은 야생형(wild type) 동진벼를 사용하였다.

그 결과, 하기 도 1에 나타난 바와 같이, 선발된 phs1 돌연변이체는 수발아 현상을 보여 대조군인 동진벼에 비해 수발아 저항성이 약한 것을 확인하였고(도 1의 A), 종자 발아율에 있어서도 대조군인 동진벼의 경우 미성숙 종자 단계인 25 DAH(day after heading) 시기에 종자가 거의 발아되지 않은데 반해, phs1 돌연변이체의 경우 25 DAH(day after heading) 시기에 40% 이상의 종자 발아율을 나타내었다.

실시예 1-2: 수발아 저항성 유전자 OsPHS1 선발

상기 실시예 1-1에서 선발한 수발아성 phs1 돌연변이체에서 Ds 전이인자가 삽입된 위치의 유전정보를 규명하기 위해, 수발아성 phs1 돌연변이체의 게놈 DNA(genomic DNA)를 분리하고, 제한효소 RsaⅠ을 이용하여 절단하였다. 이후, Adaptor-PCR 기법을 통한 FST(flanking sequence tag) 유전자 분석을 실시하였다.

수발아성 phs1 돌연변이체에 대한 FST 분석 결과, 즉, Ds 전이인자가 삽입된 위치 주변의 염색체 염기서열을 분석해 본 결과, 하기 도 2에 나타난 바와 같이, 기능이 알려지지 않은 Os03g20770 유전자의 두 번째 엑손(ExonⅡ)에 Ds 전이인자가 삽입되어 있음을 확인하였으며, 상기 유전자를 수발아 저항성 작물 개발을 위한 수발아 저항성 관련 후보 유전자로 최종 선발하고 OsPHS1(Oryza sativa pre-harvest sprouting 1)으로 명명하였다. 한편, 이에 해당하는 서열은 서열번호 1로 표시하였다.

실시예 2: OsPHS1 유전자의 발현 분석

상기 실시예 1-2에서 선발한 수발아성 phs1 돌연변이체에서 Ds 전이인자가 Os03g20770 유전자, 즉 OsPHS1(Oryza sativa pre-harvest sprouting 1) 유전자의 두 번째 엑손(ExonⅡ)에 삽입되어 있음을 확인하였으며, 이에 수발아성 phs1 돌연변이체의 종자에서 OsPHS1 유전자가 발현되지 못한다는 것을 RT-PCR 분석을 통해 확인하였다.

구체적으로, 대조군인 동진벼와 수발아성 phs1 돌연변이체의 종자에서 각각 RNA를 분리한 후 cDNA를 합성하고, OsPHS1 유전자 특이 프라이머 세트(OsPHS1-1F:5'-ATGGCGGCAAGCCAATACATGG-3'(서열번호 2); OsPHS1-618R: 5'-CTAGGCAGAGGAGCTCGATGTTG-3'(서열번호 3))를 이용하여 RT-PCR을 수행하였다.

그 결과, 하기 도 3에 나타난 바와 같이, 대조군인 동진벼와 달리 수발아성 phs1 돌연변이체의 종자에서 Os03g20770 유전자의 완전장 전사체(full-length transcriptome)가 형성되지 않는 것을 확인하였다. 즉, 수발아성 phs1 돌연변이체의 종자에서 OsPHS1 유전자가 발현되지 못함을 확인하였다.

이러한 결과를 통하여, Ds 벼 삽입 돌연변이 계통에서 선발된 벼 유래 OsPHS1 유전자가 수발아성 원인 유전자임을 확인하였으며, 이에 상기 유전자를 수발아 저항성 작물 개발에 유용하게 활용할 수 있음을 알 수 있었다.

실시예 3: OsPHS1 유전자의 벼 조직별 발현 양상 분석

상기 실시예 2를 통해 OsPHS1 유전자(Os03g20770 유전자)가 수발아성 원인 유전자임을 확인하고, 이를 활용하여 수발아 저항성을 지닌 벼 작물 및 이의 종자 개발을 위해, 공공 데이터베이스(Public DB; Rice Oligonucleotide Array Database)를 활용하여 OsPHS1 유전자의 벼 조직별 발현 양상을 분석해 보았다.

공공 데이터베이스 탐색을 통해 상기 OsPHS1 유전자의 벼 조직별 발현 양상을 분석해 본 결과, 하기 도 4에 나타난 바와 같이, OsPHS1 유전자가 벼 종자의 배(embryo)에서 특이적으로 발현됨을 알 수 있었다.

실시예 4: OsPHS1 유전자의 프로모터를 이용한 GUS 발현 양상 분석

상기 실시예 3에서 Rice Oligonucleotide Array Database를 활용하여 OsPHS1 유전자(Os03g20770 유전자)의 벼 조직별 발현 양상을 분석해 본 결과, 벼 종자의 배(embryo)에서 특이적으로 발현됨을 확인하였으며, 이에 OsPHS1 유전자의 발현 양상을 더욱 상세히 조사하기 위해 OsPHS1 유전자의 프로모터(promoter)를 이용하여 GUS의 발현 양상을 분석해 보았다.

구체적으로, OsPHS1 유전자의 개시코돈 상위 2kb 영역을 분리하여 리포터(repoter) 유전자인 GUS에 연결한 벡터(OsPHS1 프로모터-GUS 벡터)를 제작하고, 이를 도입한 형질전환 벼의 종자를 GUS 단백질 염색법으로 분석하였다. 이때, GUS 염색에 의해 OsPHS1 유전자의 프로모터가 작동되는 부위는 GUS 염색에 의해 파란색으로 염색되었다.

OsPHS1 유전자의 프로모터를 이용한 GUS 발현 양상을 분석해 본 결과, 하기 도 5에 나타난 바와 같이, OsPHS1 프로모터-GUS 벡터가 도입된 형질전환 벼 종자의 발달이 진행됨에 따라, 상기 실시예 3에서 공공 DB 분석을 통해 도출한 결과와 마찬가지로 종자의 배(embryo)에서 OsPHS1 유전자의 발현이 증가하는 특성을 확인하였다.

이러한 결과를 통하여, 수발아성 원인 유전자로 선발된 OsPHS1 유전자가 실제로 종자 특이적으로 발현됨을 알 수 있었으며, 현재까지 알려지지 않은 OsPHS1 유전자의 기능이 종자와 밀접하게 연관되어 있음을 유추할 수 있었다.

실시예 5: OsPHS1 유전자에 의해 암호화(encoding)되는 OsPHS1 단백질의 발현 양상 분석

수발아성 원인 유전자로 선발된 OsPHS1 유전자에 의해 암호화(encoding)되는 단백질이 현재까지 알려진 단백질과 상동성이 매우 낮으므로 신규한 특성을 가질 것으로 판단하고, 상기 OsPHS1 유전자에 의해 암호화되는 OsPHS1 단백질의 발현 패턴을 분석해 보았다.

구체적으로, OsPHS1 단백질의 발현 패턴을 확인하기 위하여 OsPHS1 단백질의 C 말단에 GFP 단백질을 연결한 OsPHS1-GFP 융합단백질을 제작하였고, 이를 벼의 원형질체에서 일시발현(transient expression)시켰을 때, 하기 도 6에 나타난 바와 같이, 소포체(ER, endoplasmic reticulum) 혹은 골지체(golgi body)의 막에 위치하는 것을 확인하였다.

실시예 6: 식물 형질전환용 OsPHS1 과발현 벡터 및 형질전환체 제작

수발아 저항성을 증진시킨 형질전환 식물체를 제조하기 위하여, 상기 실시예 1에서 수발아 저항성 관련 유전자로 최종 선발한 OsPHS1(Oryza sativa pre-harvest sprouting 1) 유전자 과발현 벡터를 제작하고, 벼에 상기 벡터를 삽입하여 수발아 저항성 증진 형질전환 벼를 제작하였다.

실시예 6-1: 식물 형질전환용 OsPHS1 과발현 벡터 제작

벼 유래 OsPHS1 유전자의 과발현 벡터 제작을 위해, 먼저 동진벼의 종자에서 분리한 RNA를 템플레이트(template)로 하여 cDNA를 합성하고, OsPHS1 유전자 특이 프라이머 세트(OsPHS1-1F:5'-ATGGCGGCAAGCCAATACATGG-3'(서열번호 2); OsPHS1-618R: 5'-CTAGGCAGAGGAGCTCGATGTTG-3'(서열번호 3))를 이용하여 OsPHS1 유전자의 시작과 끝, 즉 ORF(open reading frame)을 분리하였다. 이에 대한 염기서열을 확인한 후, 도 7에 나타난 바와 같이, 벼 형질전환벡터인 pCAMBIA1300 계열 벡터에 분리한 OsPHS1 유전자를 삽입하여 pCAMBIA1300-OsPHS1 과발현 벡터를 제작하였다.

구체적으로, CaMV35S 프로모터(35SP) 하류의 XbaⅠ과 BamHⅠ 제한효소 부위에 OsPHS1 유전자를 연결하여 식물에서 OsPHS1 유전자가 항시 발현하도록 OsPHS1 과발현 벡터를 제작하였으며, 이때 항생제 저항성 마커로는 하이그로마이신(Hygromycin) 저항성 유전자를 사용하였다.

실시예 6-2: 아그로박테리움을 이용한 벼 형질전환체 제작 및 분석

상기 실시예 1-1에서 동진벼에 Ds 전이인자가 삽입된 돌연변이체 집단 계통 중에서 수발아 저항성이 약한 돌연변이체 phs1을 선발하였다. 이를 기반으로, 수발아성 돌연변이체 phs1에 상기 실시예 6-1에서 제작한 pCAMBIA1300-OsPHS1 벡터를 삽입하여 OsPHS1 유전자가 과발현되도록 한 벼 형질전환체를 제조하고, 상기 벡터가 제대로 삽입되어 OsPHS1 유전자가 상기 형질전환 벼에서 과발현되고 있는지는 RT-PCR을 수행하여 분석하였다.

구체적으로, phs1 돌연변이체의 종자에서 유도한 캘루스(callus)에 상기 pCAMBIA1300-OsPHS1 벡터를 포함하는 아그로박테리움(Agrobacterium)을 접종하고, 30 ㎍/㎖ 농도의 하이그로마이신(hygromycin)을 포함한 배지에서 형질전환 캘루스를 선발한 후 줄기와 뿌리를 유도하여 형질전환 벼를 생산하였다.

이후, 대조군인 야생형(wild type, WT) 동진벼와, 상기 OsPHS1 유전자가 과발현되도록 제조한 형질전환 벼의 잎에서 각각 RNA를 분리하고, 이를 템플레이트(template)로 하여 cDNA를 제작하였으며, OsPHS1 유전자 특이적인 프라이머 세트(OsPHS1-1F:5'-ATGGCGGCAAGCCAATACATGG-3'(서열번호 2); OsPHS1-618R: 5'-CTAGGCAGAGGAGCTCGATGTTG-3'(서열번호 3))를 이용하여 RT-PCR을 수행하였다.

RT-PCR을 수행하여 OsPHS1 유전자가 과발현되도록 제조한 형질전환 벼에서 OsPHS1 유전자의 발현 정도를 분석해 본 결과, 하기 도 8에 나타난 바와 같이, OsPHS1 유전자 삽입 벼 형질전환체가 원품종인 야생형(wild type, WT) 동진벼에 비해 수발아 저항성 관련 유전자인 OsPHS1 유전자가 강하게 발현됨을 확인할 수 있었다.

실시예 7: OsPHS1 형질전환 벼식물체의 종자를 이용한 수발아 저항성 분석

상기 실시예 6-2에서 제작한 수발아 저항성 관련 유전자인 OsPHS1 유전자를 과발현시킨 벼 형질전환체를 포장에서 육성하고, 출수 후 25일과 40일째의 이삭을 각각 채취하였다. 이삭에서 종자를 분리하여 페트리디쉬(petri dish)에 넣고 100% 상대습도, 온도 30℃ 및 암조건 하에서 5일간 배양한 뒤 종자 발아율을 측정하였다. 이때, 대조군은 수발아 저항성이 약한 돌연변이체 phs1를 사용하였다.

그 결과, 하기 도 9에 나타난 바와 같이, OsPHS1 과발현 형질전환 벼(35SP-PHS/phs1)의 경우 미성숙 종자 단계인 25 DAH(day after heading) 시기에 종자가 거의 발아되지 않은데 반해, 대조군인 수발아성 돌연변이체(phs1)의 경우 25 DAH(day after heading) 시기에도 40% 정도의 종자 발아율을 나타내었다. 뿐만 아니라, 수발아성 돌연변이체(phs1)의 경우 40 DAH(day after heading) 시기에 OsPHS1 과발현 형질전환 벼(35SP-PHS/phs1)에 비해 2배 이상의 종자 발아율을 나타내었다.

이러한 결과를 통하여, OsPHS1 유전자의 과발현을 통해서 벼 종자의 수발아 저항성을 증진시킬 수 있음을 알 수 있었다.

실시예 8: OsPHS1 유전자 과발현 애기장대 생산 및 종자 휴면성 분석

상기 실시예 6 및 실시예 7에서는 단자엽 식물인 벼를 이용하여 OsPHS1 유전자 과발현 벼 형질전환체를 제조하고 상기 제조한 벼 형질전환체로부터 수득한 종자의 발아율을 측정하여, OsPHS1 유전자 과발현 벼 형질전환체가 종자 휴면성(seed dormancy)과 관련이 있는 수발아에 대해 저항성이 증진되었음을 확인하였다.

이를 토대로 OsPHS1 유전자를 과발현시킨 쌍자엽 식물에서도 종자 휴면성을 강화시킬 수 있는지를 확인하고자 OsPHS1 유전자 과발현 애기장대를 생산하고, 이로부터 수득한 종자의 발아율 및 ABA 반응성을 분석하였다.

실시예 8-1: OsPHS1 유전자 과발현 애기장대 제작 및 분석

OsPHS1 유전자를 과발현시킨 쌍자엽 식물에서도 종자 휴면성을 강화시킬 수 있는지를 확인하기 위해, 우선 OsPHS1 유전자 과발현 애기장대 형질전환체를 제조하고, OsPHS1 유전자가 상기 애기장대 형질전환체에서 과발현되고 있는지를 RT-PCR을 수행하여 분석하였다.

구체적으로, 상기 실시예 6-1에서 제작한 OsPHS1 유전자 삽입 pCAMBIA1300-OsPHS1 과발현 벡터를 포함하는 아그로박테리움(Agrobacterium)을 애기장대(Arabidopsis thaliana)에 플로랄 디핑(floral dipping) 방법으로 형질전환하여 OsPHS1 유전자가 과발현되는 애기장대 형질전환체를 제조하였다. 제조 후, 상기 벡터가 제대로 삽입되어 OsPHS1 유전자가 상기 애기장대 형질전환체에서 과발현되고 있는지 RT-PCR을 수행하여 분석하였다. 이때, 대조군으로는 OsPHS1 유전자를 도입하지 않은 야생형 애기장대(Col-0)를 사용하였으며, RT-PCR은 OsPHS1 유전자 특이적인 프라이머 세트(OsPHS1-1F:5'-ATGGCGGCAAGCCAATACATGG-3'(서열번호 2); OsPHS1-618R: 5'-CTAGGCAGAGGAGCTCGATGTTG-3'(서열번호 3))를 사용하여 수행하였다.

RT-PCR을 수행하여 OsPHS1 유전자가 과발현되도록 제조한 애기장대 형질전환체에서 OsPHS1 유전자의 발현 정도를 분석해 본 결과, 하기 도 10에 나타난 바와 같이, OsPHS1 유전자 삽입 애기장대 형질전환체가 야생형 애기장대(Col-0)에 비해 수발아 저항성 관련 유전자인 OsPHS1 유전자가 강하게 발현됨을 확인할 수 있었다.

실시예 8-2: OsPHS1 유전자 과발현 애기장대의 종자 발아율 및 ABA 반응성 분석

OsPHS1 유전자를 과발현시킨 쌍자엽 식물에서도 종자 휴면성을 강화시킬 수 있는지를 확인하고자, 상기 실시예 8-1에서 제조한 OsPHS1 유전자 과발현 애기장대로부터 수득한 종자를 이용하여 종자 발아율과, 종자의 휴면성을 획득하고 유지하는 과정에 관여하는 중요 조절자로 알려져 있는 ABA(abscisic acid)에 대한 반응성을 종자발아 시험을 통해 분석하였다. 이때, 대조군으로는 OsPHS1 유전자를 도입하지 않은 야생형 애기장대(Col-0)의 종자를 사용하였다.

그 결과, 하기 도 11에 나타난 바와 같이, OsPHS1 과발현 형질전환 애기장대의 경우 대조군에 비해 종자 발아율이 현저하게 억제됨을 확인하였으며(도 11의 A), ABA 처리에 의한 발아억제효과 또한 대조군에 비해 OsPHS1 과발현 형질전환 애기장대의 경우 훨씬 더 크게 나타남을 확인하였다(도 11의 B).

즉, 상기 결과를 통해 OsPHS1 과발현 애기장대 형질전환체(35SP:OsPHS1)가 대조군인 야생형 애기장대(Col-0)에 비해 종자 휴면성이 증가하였음을 알 수 있었으며, 더 나아가 벼에서 분리한 OsPHS1 유전자의 과발현을 통해서 쌍자엽 식물의 종자 휴면성을 증진하는데 유용하게 이용할 수 있음을 알 수 있었다.

TL: T-DNA left border
35ST: cauliflower mosaic virus(CaMV) 35S terminator
35SP: cauliflower mosaic virus(CaMV) 35S promotor
NOS: nopaline synthase
PHS1 CDS: Oryza sativa pre-harvest sprouting 1 gene coding sequence
TR: T-DNA right border

<110> Republic of Korea <120> Gene enhancing pre-harvest sprouting tolerance derived from Oryza sativa and uses thereof <130> P16R12D1540 <160> 3 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 618 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsPHS1 gene <400> 1 atggcggcaa gccaatacat ggacagtgtg gctgccggcc tccgctcctc cttaatccct 60 ctccaccctg gtgtcggcgt caagctccct ttccgccttc ctctccggtg ggacgtgtgg 120 gtcgaggaaa ttgagaaggc ggcggttgat ggtgctagag cggcaggtgg ggggaggttg 180 ggggagcggt gttctggtgg agggcaaggc attgggggct tgagctccag tgtcagccag 240 ctccagcgga ggcccacgcg catggagatg ggtggatttg gcggcatagt cgctggagga 300 gcgagcatgg ttggggagag caaatctggc agtggggcga ggcgctgggg gctcgagctc 360 cggcccgttg tcgatgggga tgcaatggcg ctcaccaggg caaaacctcc ttgggtagcc 420 atgttccctt tctccatcgc taccgacagg tacatgcgac cgctgaggtt gcggtcgacg 480 ttgtacatgg catccttcca cttgatgcaa caacgcgggg tggatgatca ggacggagct 540 cttgttgtcg tagctcctgc ggcaggcctt gagagagggc gagcgacgcg gcggccaaca 600 tcgagctcct ctgcctag 618 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsPHS1-1F <400> 2 atggcggcaa gccaatacat gg 22 <210> 3 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OsPHS1-618R <400> 3 ctaggcagag gagctcgatg ttg 23

Claims

식물의 수발아 저항성을 증진시키는, 서열번호 1로 표시되는 유전자를 포함하는 형질전환용 재조합 벡터.
제1항의 형질전환용 재조합 벡터로 형질전환된 수발아 저항성이 증진된 형질전환 식물체.
서열번호 1로 표시되는 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 상기 서열번호 1로 표시되는 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 식물의 수발아 저항성을 증진시키는 방법.
서열번호 1로 표시되는 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 식물세포에 형질전환시켜 상기 서열번호 1로 표시되는 유전자를 과발현하는 단계를 포함하는 수발아 저항성이 증진된 형질전환 식물체의 제조 방법.
제4항의 방법에 의해 제조된 수발아 저항성이 증진된 형질전환 식물체.
제5항에 있어서, 상기 식물체는 단자엽 또는 쌍자엽 식물인 것인 형질전환 식물체.
제6항에 있어서, 상기 단자엽 식물은 벼(Oryza sativa)이며, 상기 쌍자엽 식물은 애기장대(Arabidopsis thaliana)인 것인 형질전환 식물체.
제5항에 따른 식물체의 형질전환된 종자.
서열번호 1의 염기 서열로 이루어진 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 함유하는 식물체의 수발아 저항성 증진용 조성물.