Cloning and Characterization of Soybean IFS (Isoflavone Synthase) Genes from Korean Cultivar, Sinpaldalkong

Two genes, SinIFS1 and SinIFS2 from Korean soybean cultivar, Sinpaldalkong known as one of isoflavonerich cultivars, were cloned with PCR and degenerate primers. The sequences of two genes were analyzed with previously reported IFS genes of leguminous plants and their expression pattern in various environmental conditions was surveyed. The genomic clone of SinIFS1 contained 1,828bp nucleotides and encoded a polypeptide of 521 amino acids, and 1912bp nucleotides and a polypeptide of 521 amino acids for SinIFS2. Both genes included several conserved motifs, oxygen binding and activation (A/G-G-X-E/D-T-T/S), ERR triad (E...R....R), and heme binding (F-X-X-G-X-R-X-C-X-G) domain, which are typical in any member of cytochrome P45O superfamily. Very high sequence homology (>98%) was observed in the comparison with other IFSs of legumes. In the northern blot analysis to check the expression and increase of SinIFS1 to various environmental renditions (low temperature, light, dark, UV, and fungal elicitor), the most significant induction, more than 6 times of transcript level compared to the dark treatment as a control, was observed from the fungal elicitor treatment. The next up-regulated expression was from UV treatment (4${\times}$), low temperature and light conditions.

신팔달콩 유래 IFS (isoflavone synthase)유전자 클로닝 및 기능 규명

이소플라본의 함량이 매우 높은 것으로 알려진 국내 콩품종 신팔달로부터 2개의 유전자 IFS1 (SinIFS1)과 IFS2(SinIFS2)가 클로닝되었다. 유전자의 염기서열을 밝힌 후, 기존에 알려진 콩과의 다른 IFS 유전자들과 유전자 염기서열의 유사성을 비교 분석하였다. 유전자 SinIFS1은 전체 1,828bp의 nucleotide와 521개의 아미노산으로 이루어져 있었고 SinIFS2의 경우, 1912bp의 nucleotide와 521의 아미노산으로 이루어져 있었다. 두 유전자 모두 cytochrome P45O superfamily의 일원이었고, 상응하는 conserve된 motif들을 가지고 있었다. 콩과의 다른 식물에서 클로닝된 IFS들과의 염기서열비교에서는 매우 높은 염기서열 유사성(98% 이상)이 관측되었다. 유전자의 발현과 유발에 관한 노던분석 실험 결과, 무처리구로 사용한 암처리보다 모두 유발된 유전자의 발현을 나타났는데, 특히 곰팡이 elicitor 처리구의 경우, 무처리보다 6배 이상의 유전자 유발을 보였다. 그 다음으로는 자외선 처리가 높은 유전자 발현 유발효과를 나타내었고, 그 다음으로 저온과 명처리순으로 유발효과를 나타내었다.