• 제목/요약/키워드: 형질전환 벼

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Electroporation을 이용한 잔디(Zoysia japonica Steud.) 및 벼(Oryza sativa L.) 배발생세포로의 DNA 도입 (DNA Delivery into Embryogenic Cells of Zoysiagrass(Zoysia japonica Steud.) and Rice(Oryza sativa L.) by Electroporation)

  • 박건환;최준수;윤충호;안병준
    • 식물조직배양학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.309-314
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    • 1994
  • 간편하면서도 효율적인 단자엽 식물의 형질전환 기법을 개발하기 위하여 배발생 세포를 직접 electroporation하여 DNA를 도입하는 실험을 벼와 잔디에서 실시하였다. 잔디는 수정 후 3주된 미숙배에서 캘러스를 유도하였으며, 2.4-D가 1 mg/L 함유된 액체 MS배지로 옮겨 진탕배양한 것을 electroporation 실험에 이용하였다. 벼는 20 mm 정도의 미숙화서 유래의 캘러스를 액체 N$_{6}$배지(1 mg/L 2.4-D 함유)에서 진탕배양하여 획득한 세포주를 사용하였다. 액체 진탕배양한 세포괴를 GUS expression vector인 pGA1074 (30 $\mu\textrm{g}$/ml)와 함께 MS 액체 배지에서 Electroporation하였다. 세포벽과 세포막을 통한 세포로의 DNA 전이는 GUS 유전자의 발현 여부 및 정도에 따라 결정하였다. 400 volt, 800 $\mu$F capacitance로 electroporation 처리된 벼와 잔디의 세포괴들은 200 ${\mu}\ell$ (packed cell volume)의 세포괴 당 25 unit (1 unit=파란색을 띤 독립된 세포군) 이상의 빈도로 GUS 활성을 나타내었다. 반면에 무처리 세포주 및 처리한 비배발생 세포주에서는 GUS 발현이 일어나지 않음을 반복적으로 확인차였다. 따라서 electroporation에 의한 벼와 잔디의 형질전환실험에서 원형질체 대신 intact한 배발생 세포가 이용될 수 있음을 의미한다

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Antisense gibberellin 3β-hydroxylase발현 형질전환벼 (Antisense GA 3β-Hydroxylase Gene Transferred to Rice Plants.)

  • 강용원;윤용휘;김길웅;이인중;신동현
    • 생명과학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.644-649
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    • 2004
  • GA 생합성에 결정적 역할을 하는 GA 3$\beta$-hydroxylase를 pIG121-Hm 벡터에 GUS유전자를 빼고 antisense로 클로닝하여 이를 동진벼에 도입한 결과 17개체의 절간신장이 억제된 형질전환한 식물체를 얻을 수 있었다. 일반 재배 동진벼를 대조군으로 하여 비교하였을때 antisense GA 3$\beta$-hydroxylase 유전자가 형질 도입된 식물체의 획득형질은 평균적으로 대조군에 비해 절간 신장의 억제가 확인되었다. 절간신장의 억제가 보인 개체의 엽육조직을 co취하여 Southen blot hybridization분석 결과 3개의 line에서 모두 single copy로 도입된 것으로 나타났다. 이로써$T_o$ 식물체 내에 antisense GA 3$\beta$-hydroxylase 유전자를 내포하고 있는 것으로 확인되었다. 이것은 antisense GA 3$\beta$-hydroxylase 유전자가 생체내에서 직접 또는 간접적으로 GA 3$\beta$-hydroxylase유전자의 발현에 관여한 것이라 사료되어진다.

무인산 조건에서 OsPTs 유전자 도입 형질전환벼의 인산흡수 반응 (Expression of OsPTs-OX Transgenic Rice in Phosphate-Deficient Condition)

  • 송송이;이기환;박동수;서종호;손범영;김도훈;남민희
    • 한국작물학회지
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    • 제56권3호
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    • pp.264-272
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    • 2011
  • 벼에서 인산흡수 관련 유전자를 이용하여 무기양분이 제한된 토양에서도 작물의 생장을 극대화시키는 무기영양 이용능력이 강화된 차세대 작물을 개발하고자 인산흡수력이 강화된 OsPT(Phosphate transporter)1, 4, 7, 8-OX 계통을 세대진전시켜 T5 세대에서 유전자의 안정적 도입을 확인하였다. 형질전환 계통들의 뿌리발달 상황을 조사해 본 결과, T/R율이 모든 형질전환 계통에서 동진벼보다 높은 경향을 보였다. OsPT1-OX 및 OsPT4-OX 계통은 모본인 동진벼에 비해 전반적으로 초장, 간장 및 수장은 짧았으나 OsPT7-OX 및 OsPT8-OX 계통은 주요 농업적 특성이 비슷하였다. 인산 무시용 시 OsPT1, 7, 8-OX 계통들은 출수기가 1~2일 정도 조숙화되었으나 인산흡수량이 과다하였던 OsPT4-OX계통은 오히려 2일 정도 만숙화되어 출수기 반응이 뚜렷하였다. 인산 무시용시 관행시비 대비 쌀수량 감소율은 동진벼가 18%로 컸으나 OsPT1-OX, 7, 8계통들은 각각 10, 15, 9%에 불과하였다. 인산 무시용시 모본인 동진벼에 비해 OsPT1, 4, 7, 8-OX 계통들은 출수기의 식물체 인산흡수량이 각각 104, 128, 26, 14% 증가하였으나 질소함량은 10, 16, 12, 5% 증가에 그쳤다. 동진벼에 비하여 P/N율이 높고 간장이 짧은 OsPT1-OX과 4-OX 계통은 (2N)P시험구에서 간장이 각각 6, 4 cm 회복되었다. OsPTs-OX의 인산함량(%)을 분석한 결과, OsPT4-OX >1-OX >7-OX >8-OX 순으로 나타난 반면, OsPT1-OX이 인산흡수율이 높으면서도 생육의 변화가 적어 개체당 총 인산흡수량(g/개체)은 OsPT1-OX >4-OX >7-OX >8-OX 순으로 OsPT1-OX이 인산흡수증진 신품종으로 가장 유망하였다. OsPT1-OX계통의 부위별 인산흡수량은 줄기와 잎에서 동진벼의 2.4배, 2.2배였으나 현미와 영에서는 차이가 없었다.

곡물류의 형질전환 유도에 관한 연구 (IV) 벼 배발생 세포의 생화학적 특징 (Studies on the Transformation of Crop Plants. IV. Biochemical Characteristics of Embryogenic Callus in Rice)

  • 정병균
    • Journal of Plant Biology
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    • 제36권4호
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    • pp.377-382
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    • 1993
  • 벼(Oryza sativa L.) 캘러스는 2.0 mg/L 2,4-D와 0.5 mg/L kinetin이 첨가된 MS 배지에서 성숙종자로부터 유도되었으며 embryogenic callus(EC)와 nonembryogenic callus(NEC)는 색깔과 외부형태에 의해 경시적으로 선별되었다. EC와 NEC의 전체 단백질로부터 SDS-PAGE와 등전점 전기영동에 의한 전기영동적 분석은 EC와 NEC의 각각에 대해 특이적, 양적인 차이를 보여주었다. 또한 EC와 NEC의 2차원 전기영동 분석은 약 20여개 이상의 EC 특이단백질과 10여개의 NEC 특이 단백질 양상을 보여주었으며, 아울러 EC 특이적인 90, 65, 50 kD의 단백질은 microheterogeneity를 보여주는 반면, NEC에서는 분자량의 변이가 큰 일련의 산성 이질단백질군을 보여주었다.

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벼에서 CRISPR/Cas9 활용 고빈도 유전자 편집 방법 (A novel method for high-frequency genome editing in rice, using the CRISPR/Cas9 system)

  • 정유진;배상수;이긍주;서필준;조용구;강권규
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제44권1호
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    • pp.89-96
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    • 2017
  • CRISPR/Cas9 기술은 생명공학을 활용한 신품종 작물육성에 있어 패러다임 변혁을 가져다 줄 핵심 기반기술이다. 본 연구에서는 CRISPR/Cas9를 이용하여 유전자편집기술을 기존에 알려진 방법보다 쉽고 정확하게 실험 할 수 있도록 sgRNA 디자인, 벡터구축, 형질전환체 육성 및 분석 등을 자세히 기술하였다. sgRNA는 http://www.rgenome.net/ 사이트에서 NGG 영역을 중심으로 하여 target-up: 5'-ggcaGNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN-3'과 target-down: 5'-aaacNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNC-3'의 올리고를 디자인하였다. 식물형질전환용 벡터는 pPZP-Cas9-RGEN을 기본으로 하였으며, sgRNA의 프로모터는 OsU3를 이용하여 pPZP::35S::Cas9::PinII-OsU3::sgRNA::Bar-Gen 순으로 구축하였다. 형질전환체의 육성은 단기형질전환 Agrobacterium 법을 사용하였으며 재분화 식물체를 얻는데48일 정도 소요되었다. 형질전환체 유무는 genomic PCR 분석으로 single copy 선발은 TaqMan PCR로 분석하였다. 정밀유전자편집 식물체는 T1 세대에서 T-DNA 삽입되지 않은 식물체를 Bar-strip에 의해 선발하였다. 선발된 식물체의 sgRNA 영역의 염기배열 조사에 의해 유전자 편집 식물체를 육성하였다. 따라서 본 연구에서 CRISPR/Cas9 system에 의한 정밀유전자편집 기술을 이용하여 보다 빠르고 쉽고 경제적으로 유전자가 편집된 개체를 확보할 수 있었다. 본 실험에서 확립된 system은 상업용 식물 계통육성에 이용 가능하여 육종적 가치가 매우 클 것으로 사료된다.