초록
난지형 사료작물들의 신품종 개발을 위해서는 형질전환기법에 의한 유용 유전자의 도입이 필수적이다. 기니아그라스를 포함하여 높은 조직배양 능력을 가진 3종의 Panicum속 식물을 대상으로 Agrobacterium법을 통한 효율적인 형질전환 체계를 확립하였다. P. meyerianum의 성숙종자 유래 캘러스를 이용하여 acetosyringone과 betaine이 Agrobacterium의 감염에 미치는 영향을 GUS 유전자의 발현 정도를 통해 조사하였다. 그 결과, acetosyringone 10 mg/L와 betaine 60 mg/L를 첨가하였을 때 높은 GUS 유전자의 발현이 관찰되었다. 최적의 형질전환조건을 이용하여 기니아그라스 2품종의 미성숙 배 유래 캘러스와 P. longijubatum, P. stapfianum의 성숙종자 유래 캘러스에 각각 형질전환을 시도한 결과, 모든 캘러스에서 높은 GUS 유전자의 발현이 관찰되었다. 또한 hygromycin이 첨가된 선발배지에서 저항성을 나타내는 캘러스를 대상으로 GFP 유전자의 발현을 관찰한 결과 안정적으로 세포 내에서 발현되고 있음을 확인할 수 있었다. Hygromycin이 첨가된 선발배지에서 내성을 나타낸 P. meyerianum 캘러스는 유식물체로 재분화되었다. 형질전환체를 대상으로 PCR 분석을 실시한 결과, 발현벡터 T-DNA 영역의 hpt 유전자가 형질전환체의 genome내에 성공적으로 도입되었음을 확인할 수 있었다.
Molecular techniques such as genetic transformation are powerful tools that can be used for the genetic modification of warm-season grasses. The P. meyerianum with high regeneration ability was used for establishing an Agrobacterium-mediated transformation system. We investigated various factors affecting Agrobacterium infection by examining GUS gene expression of pCAMBIA1304 vector. Among various concentration of acetosyringone and betaine tested for inoculation and co-cultivation, 10 mg/L acetosyringone and 60 mg/L betaine resulted in the highest transformation frequency in terms of GUS expression. The calli of 4 species of Panicum spp. with excellent tissue culture response were inoculated with Agrobacterium under the optimal infection conditions. The high activity of GUS gene was observed in all species and hygromycin-resistant calli expressing GFP were obtained in P. meyerianum, P. longijubatum, P. stapfianum and guineagrass Noh-PL1. Co-cultivated calli were transferred onto the selection medium containing hygromycin, and the hygromycin resistant calli were selected after 3 months. Hygromycin-resistant plantlets were then successfully regenerated from the calli and grown in a greenhouse. We confirmed stable insertion of hpt gene among the hygromycin-resistant plantlets of P. meyerianum by PCR analysis.
