Isolation and Characterization of a Putative SENESCENCE 1 Gene from Poplar (Populus alba × P. glandulosa)

Plant senescence is one of the survival strategies to use limited nutrients efficiently during growth, development and adaptation. In this study, we isolated a gene (PagSEN1) homologous to SENESCENCE 1 from Populus alba ${\times}$ P. glandulosa. The PagSEN1 gene encodes a putative protein consisting of 243 amino acids containing a rhodanese domain. Southern blot analysis suggested that two copies of the PagSEN1 gene are present in the poplar genome. We characterized its transcriptional expression under various conditions mimicking senescence and environmental stresses. The PagSEN1 was expressed most strongly in mature leaves but most weakly in roots. The gene was significantly up-regulated by treatments with mannitol, NaCl, ABA and JA, but not by cold, SA and GA3. These results indicate that PagSEN1 is involved in senescence response induced by environmental stresses.

현사시나무에서 SENESCENCE 1 유전자의 분리와 발현특성 구명

본 연구에서는 식물의 노쇠와 관련된 SENESCENCE 1 (SEN1) 유전자를 현사시나무에서 분리하고, 여러 가지 조건에서 발현 특성을 분석하였다. 현사시나무의 SEN1 유전자(PagSEN1)는 243개의 아미노산으로 이루어져 있고, 한 개의 rhodanese domain을 가지고 있다. Southern blot 분석 결과 PagSEN1 유전자는 현사시나무에서 2 copy 정도가 존재하는 것으로 나타났다. 조직 특이적 발현양상을 분석한 결과 PagSEN1 유전자는 성숙잎에서 가장 높게 발현하고, 뿌리에서 가장 낮게 발현하는 것으로 나타났다. 또한 mannitol과 염 스트레스 처리에 의해 300배 이상 발현이 증가한 반면에 저온 스트레스에는 반응하지 않았다. 식물 호르몬 처리에서는 ABA와 JA 처리 10시간 후에 발현이 3.5배와 2.4배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 PagSEN1 유전자는 건조와 염 스트레스에 반응하며, 식물의 자연적 노쇠과정 뿐 아니라 스트레스와 같은 환경변화에 의해 유발되는 노쇠과정에도 관여하는 것으로 판단된다.