Development of Bialaphos Resistant Transgenic Tabacco Plants by Pollination and Utilization of Fertilization Cycle

수분ㆍ수정 시기를 이용한 Bialaphos 저항성 형질전환 담배의 개발

The herbicide bialaphos is a potent inhibitor of glutamine synthetase in higher plants. A bialaphos resistance (bar) gene encoding for an acetyltransferase was isolated from genomic DNA of Pseudomonas syringae pv tabaci. The bar gene was ligated to the binary vector pBI121. Pistils of tobacco plane were heated with the bar gene containing plasmid DNA at various times after pollination. When the treatment was applied at 30 and 40 h after pollination, a number of transgenic plants were obtained. Premary transformation (T$_{0}$ generation) and their progenies (T$_1$T$_2$) were resistant to both bialaphos and kanamycin at a dosage lathal to untransformed control plants. Stable integration of bar gene into chromosomal DNA was proven by Southern blot analysis of genomic DNA isolated from T$_1$progenies. These results show that the bialaphos resistant plane could be obtained by treatment to pistils with the exgenous bar gene through the fertilization cycle of tobacco.o.

비선택성 제초제인 bialaphos는 고등식물에 있어서 glutamine 합성을 억제하여 식물체를 고사 시키는 능력을 갖고 있다. 본 연구에서 acetylteansferase에 의해 encoding된 bialaphos 저항성 유전자(bar gene)는 세균(Pseudomonas sryngae pv tabaci)의 genomic DNA로부터 cloning된 것을 사용하였다. 수분시킨 담배의 화계에 일정한 시간별로 bar 유전자를 처리한 결과 수분 후 30-40시간 사이의 처리구 에서 형질전환 식물체가 가장 많이 얻어 졌다. 그러한 형질전환 식물체의 kanamycin과 bialaphos 저항성 형질은 자식후대(T$_1$, T$_2$)에 있어서도 우성형질로 유전되었으나 wild type의 담배는 상기의 약제를 처리 하였을때 전부 고사하였다. 그리고, T$_1$세대의 형질전환 식물체로부터 전 염색체 DNA를 추출하여 Southern 분석한 결과 bar 유전자가 식물의 염색체상에 안정하게 존재하는 것을 확인하였다. 이상의 결과로부터 담배의 수분, 수정 시기에 외부유전자인 bar를 화주에 처리함으로써 bialaphos 저항성 식물을 만들어낼 수 있었다.