Agrobacterium tumefaciens에 의한 강낭콩 키틴가수분해효소 유전자의 고려인삼으로의 도입

Introduction of Bean Chitinase Gene into Korean Ginseng by Agrobaterium tumefaciens

본 연구는 이미 확립되어 있는 고려인삼의 체세포배발생을 통한 식물체 재분화와 Agrobacterium을 매개로 한 형질전환 시스템을 이용하여 항곰팡이성 인삼을 개발하고자 염기성인 강낭콩 키틴가수분해효소 유전자를 인삼으로 도입하였다. CaMV 35S promoter-강낭콩 키틴가수분해효소 유전자와 선발표지로서의 neomycin phosphotransferase II (NPT II) 유전자를 가진 pChi/748 binary 벡터를 pGA748로부터 제조하여 이를 도입한 A. tumefacience LBA4404와 인삼 접합배의 자엽절편을 1 mg/L 24-D, 0.1 mg/L kinetin이 첨가된 MS 액체배지에서 48시간 동안 공동배양한 후 동일배지에 100 mg/L kanamycine 500 mg/L carbenicillin을 첨가한 고체 배지에 옮겨 배양하였다. 배양 한달 후부터 절편의 절단면 부근으로부터 캘러스가 유도되기 시작하였으며 이어서 수많은 체세포배가 형성되었다. 이들 체세포배를 BA와 GA3가 각각 1 mg/L 첨가된 배지로 옮겨서 5주 경과되었을 때 식물체로 전환되었다. 재분화된 개체 중 선발된 8개의 식물체로부터 PCR과 이 산물의 Southern분석 결과 6개의 재분화 개체에서 강낭콩 키틴가수분해효소 유전자가 도입되었음을 확인하였다.

We have previously established a system for plant regeneration through somatic embryogenesis and Agrobacterium-mediated transformation of Korean ginseng. In this study to produce a fungus-resistant plant, we introduced a bean chitinase gene into ginseng using the transformation system. A binary vector pChi/748 was constructed by introducing the bean basic chitinase gene into EcoRI site of pGA748 which carries the CaMV 35S promoter governing the introduced gene and neomycin phosphotransferase II(NPT-II)gene as a positive selection marker. Cotyledonary explants were cocultured with A. tumefaciens strain LBA4404 harboring the binary vertor pChi/748 for 48 h, and transferred to MS medium supplemented with l mg/L2,4-D,0.1mg/L kinetin, 100 mg/L kanamycin, and 500mg/L carbenicillin. Kanamycin-resistant calli were formed on the cut surface of cotyledonary explants after one month of culture, and subsequently they gave rise to somatic embryos. Upon transfer onto medium containing 1 mg/L each of BA and GA$_3$, most of them converted to plantlets after 5 weeks of culture. The genomic DNA of eight kanamycin-resistant regenerants was subjected to polymerase chain reaction (PCR) using two specific 21-mer oligonucleotides derived from the chitinase gene. PCR-Southern blot analysis confirmed that the chitinase gene was incorporated into six out of the eight regenerants..