구기자나무(Lycium chinense Mill.)로의 rolC유전자 도입에 미치는 요인

Factors Affecting Introduction of rolC Gene in Lycium chinense Mill.

효과적인 형질전환 시스템을 이용하여 왜화유전자인 rolC 유전자를 구기자나무로의 형질전환 시스템을 확립하였다. 침으로 자극된 엽절편을 2.0 mg/L zeatin이 함유된 3/2 MS배지에 배양하였을 때 엽표면으로부터 줄기재분화가 되었다. 그러나 여러 농도의 kanamycin sulfate와 2.0 mg/L Aeatin이 함유된 배지에 엽절편을 배양하였을 때는 kanamycin sulfate의 농도가 증가할수록 줄기 유발수가 감소하는 것을 볼 수 있었으며, 적정선발농도는 10 mg/L이었다. 엽절편은 공동배양 시간에 따라서 생존율과 줄기재분화에 매우 큰 영향을 미쳤다. 엽절편의 생존율은 dipping할 경우가 가장 좋았으며, 배양시간이 길수록 엽절편의 백색화가 관찰되었고, 생존율이 급격히 감소하는 것을 볼 수 있었다. 줄기재분확에 가장 적합한 공동배양 시간은 24시간으로 나타났다. 공시균주와 24시간 동안 공동배양한 엽절편을 10mg/L의 kanamycin sulfate와 2.0 mg/L zeatin이 함유된 줄기 유도배지에 배양한 결과, 105개의 엽절편 중 80개의 엽절편이 생존하였으며, 그 중에서 15개의 재분화된 줄기를 얻었다. 재분화된 줄기들은 형질전환여부를 판명하기 위해 1차적으로 10 mg/L kanamycin sulfate가 함유된 배지에 옮겨 4 주간 배양한 결과, 항생제에 대해서 저항성을 가진 5개의 식물체를 선발할 수 있었다. 2차적으로 rolC유전자와 NPTII 유전자 도입의 유무를 검증하기 위하여 Southern 분석을 행한 결과, 구기자의 형질전환 식물체에서 rolC 유전자 probe의 coding sequence와 동일한 것으로 생각되는 1kb위치와 NPTII probe의 coding sequence와 동일한 것으로 생각되는 2.6kb 위치에서 각각의 밴드를 확인할 수 있었다.

Transformation system of rolC gene, dwarf gene in Lycium chinenese Mill. established by using system. Pin-punctured leaves induced numerous adventious buds in abaxial side when cultured on 3/2 MS medium containing 2.0 mg/L zeatin. Survival rate and shoot regeneration frequency of leaf explants decreased as kanamycin sulfate level increased. Shoot buds were not regenerated on 3/2 MS medium containing 10 mg/L kanamycin sulfate and 2.0 mg/L zeaein. Of the level tested, 10 mg/L of kanamycin sulfate was optimum in selection of kanamycin sulfate resistant plant. Co-culture time of bacteria and leaf explants was affected at the frequency of shoot regeneration and survival of leaf explants. Leaf explants co-cultivated during above 48hr severely decreased survival rate and shooting rate. Best result on survival rate and shooting rate were obtained when exposed for 24 h. 80 explants of 105 leaf explants survived on 3/2 MS medium containing 2.0 mg/L zeatin and 10 mg/L kanamycin sulfate, and 15 shoots was regenerated on the same medium. To select kanamycin sulfate resistant plant, regenerate as cultured on 3/2 MS medium containing 10 mg/L kanamycin sulfate, and obtained 5 kanamycin resistant plants. Southern blot analysis conformed that the rolC gene was incorporated into the genomic DNA of kanamycin resistant plants.