Abstract
Transgenic tobacco plants expressing calmodulin derivative($lys{\rightarrow}ile$ 115 calmodulin) and hygromycin resistance genes or hygromycin resistance gene alone(control) were generated by Agrobacterium-mediated DNA transfer. Seeds obtained from the transgenic plants($F_o$) were tested for resistance to hygromycin and the expected 3 : 1 ratio was observed. The expression of calmodulin derivative in the tobacco plants was identified by a combined method of Western blot and Chemiluminescence. The effects of surface sterilizers on the germiation of seeds from transgenic tobacco plants were tested in Murashige and Skoog agar medium. Seeds obtained from transgenic tobacoo plants expressing the calmodulin derivative showed no fungi contamination with normal germination by treating with sterilized water alone or sodium hypochlorite(2% effective chlorine). In contrast, seeds from the control transgenic tobacco plants showed severe contamination with fungi by treating with sterilized water alone and showed no contamination with normal germination by treating with sodium hypochlorite(2% chlorine). The effects of calcium concentration on the germination of seeds from transgenic tobacco plants were tested in Murashige and Skoog agar medium. Seeds obtained from transgenic tobacco plants expressing the calmodulin derivative showed better germination frequency than that of the control transgenic tobacco seeds in the medium containing 30 mM $CaCl_2$. The data raise the possibility that the expression of calmodulin derivative gene in tobacco plants could increase adaptability of the seeds to environmental stresses.
식물체내 칼모듈린과 칼모듈린 메틸화의 기능에 대한 정보를 얻기 위하여 칼모듈린 유도체($lys{\rightarrow}ile\;115$ 칼모듈린)를 발현시킬 수 있고 하이그로마이신(Hygromycin) 내성을 보일 수 있는 형질전환 담배 식물체와 하이그로마이신 내성만 보일 수 있는 형질전환 담배 식물체(대조구)가 Agrobacterium-mediated 형질전환을 통해 만들어 졌다. 이들 형질전환 담배 식물체로 부터 얻은 씨앗의 하이그로마이신 내성과 민감성에 대한 비는 예상대로 3 : 1을 보였다. Western blot과 Chemiluminescence 방법을 병행하여 형질전환 식물체($F_1$)의 잎으로 부터 칼모듈린 단백질을 검출한 결과 칼모듈린 단백질이 발현 되었음이 확인되었다. 두 형질 전환 담배 식물체로 부터 얻은 씨앗의 발아에 미치는 표피살균제의 영향을 조사해본 견과 칼모듈린 형질전환체의 씨앗은 살균수의 처리만으로도 MS 배지에서 씨앗 주변에 곰팡이 등의 오염없이 정상 발아되었으며, 대조구는 살균수와 차아염소산나트륨 용액(유효 염소 함유량 4%)을 1 : 1 배합하여 처리해주어야 오염으로 부터 벗어날 수 있었다. 칼모듈린 유도체를 발현 시키는 담배 씨앗과 대조구 담배 씨앗의 발아에 미치는 칼슘 농도의 영향을 조사해본 결과 저 농도의 칼슘을 함유한 MS배지에서는 초기 발아율에 있어 별 차이가 없었지만 고농도(예, 30mM)의 칼슘 함유배지에서는 칼모듈린 형질전환체 씨앗의 발아가 대조구 형질전환 식물체 씨앗의 발아에 비해 월등하게 잘 되었다. 이와 같은 결과들로 부터 칼모듈린 유도체의 담배 세포내 발현은 각종 환경적 요인에 대한 담배 씨앗의 적응능력을 증진시키는 것으로 제안할 수 있겠다.
(Department of Molecular Biology, Chonbuk National University)
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