Development of an Agrobacterium-mediated Transient Expression System for Intact Leaves of Chili Pepper

Agrobacterium을 이용한 고추의 Transient Expression 시스템

We established a transient gene expression system in chili pepper leaves based on Agrobacterium-mediated transformation of GUS gene. For the best GUS transient expression, two step culture system was adopted. When the Agrobacterium tumefaciens cell density of pre-culture was $A_{600nm}$ 0.3, the cells were harvested and diluted to $A_{600nm}$ 0.8 with virulence induction medium after cell harvested. The addition of acetosyringone (200 $\mu$M) in virulence induction step was a key factor for successful transient expression. Additionally, Younger leaves showed more effective transient expression than older leaves. Temporally, the strongest intensity of GUS expression was detected at 2 days after infiltration. These results demonstrate that Agrobacterium-mediated transient expression can be used for a simple in vivo assays of plant promoters, transcription factors and furthermore provide efficient protocol for chili pepper transformation.

Agrobacterium을 이용한 GUS 유전자를 효과적으로 발현시키기 위하여 수행되어진 실험 결과를 요약하면 다음과 같다. 박테이라 농도별 실험을 수행한 결과 균의 전처리 배양 농도 O $D_{600nm}$ 0.3일때 원심분리한 후 얻어진 균을 희석한 후의 최종 농도는 O $D_{600nm}$ 0.8로 맞춘 실험 처리구에서 GUS 유전자 발현율이55%로 가장 높게 나타났다. 병원성 유도 배지 내에 Acetosyringone (AS)이 첨가되지 않은 경우 GUS 유전자가 발현된 고추 잎을 얻을 수 없었으나, 200$\mu$M을 첨가했을 때 90%의 가장 높은 GUS 유전자 발현율을 나타내어 많은 수의 GUS spots을 관찰할 수 있었다. Agrobacterium에 의한 고추 잎의 감염 정도를 조사한 바 Agrobacterium으로 감염시킨지 3일째부터는 박테리아 에한 감염 정도가 심해져서 GUS 유전자 발현 정도가 약해지므로 Agrobacterium으로 감염시킨지 2일째 되었을 때 GUS 유전자 발현이 가장 강하게 나타난 것을 확인하였다. 이 같은 결과는 박테리아에 의한 감염이 일어난지 3일째 부터는 식물체의 감염부위 고사를 일으키는 것과 관련된 것으로 보인다.