Differential Expression of Arabidopsis Cab Promoters in Organs of Transformed Tobacco Plants

형질전환된 담배식물체의 기관에 따른 Arabidopsis Cab Promoter의 차별적 실험

Differential expression of the three chlorophyll afb binding (cab) protein gene (cabl, cab2, and cab3) promoters of Arabidopsis thaliana was studied in tobacco plants transformed with cab-CAT (chloramphenicol acetyltransferase) translational fusions. CAT activity was measured to monitor the activities of the cab promoters. The activity of cabi promoter was higher than the other two in transformed tobacco leaves and also in calli and shoots derived from the leaves. Their activities were organ-specific and were the lowest in roots, medium in stems, and the highest in leaves. The relative activity of cabi promoter in stems comparing to it activity in leaves was, however, much higher than the values of cab2 and cab3. When the cab promoter activity was expressed as CAT activity per unit chlorophyll instead of CAT activity per unit protein, the relative cab] promoter activity (stem/leaf) became almost unity. This result suggests that cab2 and cab3 show photosynthetic organ-specificity but cabl does not. Similar result was obtained in the differentiation process of stems and leaves from shoots derived from the transgenic tobacco leaves.leaves.

담배 식물체에서 Arabidopsis thaliana에 존재하는 3가지 다른 엽록소 a/b 결합 단백질 (cab) 유전자 promoter들의 발현을 조사하였다. 이들 promoter의 활성은 이들 promoter에 결합된 reporter gene의 식물인 CAT (chloramphenicol acetyltransfer-ase)의 활성으로 측정하였다. 담배엽에서 cab promoter의 활성은 cab1, cab2, cab3의 순이었고, 이들 잎에서 유도한 callus나 shoot에서도 동일한 양상을 보였다. 이들 3가지 promoter의 발현은 상부엽에서 하부엽보다 높은 활성은 보였으며 개체간의 높은 변이폭은 뿌리내리기를 통하여 무성증식된 식물체를 사용하여 줄일 수 있었다. 이들은 또한 기관 특이성을 보여 줄기 보다 잎에서의 활성이 높았고 뿌리에서는 거의 발현되지 않았다. 그러나 cab1 promoter의 경우, 다른 두 cab promoter들과는 다르게, 잎에 대한 줄기에서의 상대적인 활성이 높았으며, CAT 활성을 단위 단백질당을 표시하는 대신 단위 엽록소당 활성으로 나타내었을 때 줄기와 잎에서 활성의 차이가 관찰되지 않았다. 즉 cab2와 cab3는 광합성 기관 특이성을 보이는 반면 cab1의 경우는 이러한 특이성을 나타내지 않았다. 이러한 현상은 잎에서 유도한 shoot가 줄기와 잎으로 분화되는 과정에서도 관찰되었다.