• 원예과학기술지
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• 제28권4호
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• pp.648-655
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• 2010

본 연구에서는 들잔디와 돌연변이체에서 Glyphosate 내성 관련 유전자인 EPSPS를 코딩하는 cDNA를 분리하여, 시퀸스 비교분석과 발현 양상 차이 등에 관하여 조사하였다. 5'/3' RACE를 통하여 밝혀진 EPSPS의 cDNA는 각각 1176bp의 open reading frame으로 이루어져 있으며 391개의 아미노산을 코딩하고 있었다. 이는 보고된 다른 EPSPS 유전자들과 높은 유사성을 가지고 있다. Genomic southern 결과 들잔디 내에 EPSPS 유전자는 단일copy로 존재하였다. Wild type과 제초제 내성 변이체의 EPSPS 유전자는 6개의 아미노산 시퀀스의 차이를 보였으며 기존에 보고된 EPSPS active site에서 시퀀스의 차이를 나타냈다. 한편 glyphosate의 독성기작의 하나인 EPSPS 효소활성 저해 작용을 알아본 결과, 내성 개체에서 높은(1.5배 이상) EPSPS 활성을 확인할 수 있었다. Northern 분석과 RT-PCR로 제초제 처리 시간에 따른 EPSPS의 발현량을 살펴본 결과, 제초제 처리 후 시간이 경과할수록 발현량이 증가하다가 7일 이후에는 감소하였고, wild type에 비해 glyphosate 내성 선발개체에서 전체적인 발현량이 높음을 알 수 있었다. 본 연구 결과 선발된 glyphosate 내성 돌연변이체는 높은 EPSPS 효소활성 증가 및 EPSPS active site의 아미노산 시퀀스 변화를 통해 원할하고 지속적인 방향족 아미노산의 합성이 가능한 것으로 보여졌다. 본 실험을 통해 얻어진 glyphosate 내성 잔디 돌연변이체와 방법은 앞으로 유용한 제초제 저항성 돌연변이 품종개발 연구에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권4호
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• pp.272-277
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• 2011

Plants expressing Agrobacterium sp. strain CP4 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (CP4 EPSPS) are known to be resistant to glyphosate, a potent herbicide that inhibits the activity of the endogenous plant EPSPS. In order to develop herbicide-resistant rice, we prepared transgenic rice plants with CP4 EPSPS gene under the control of CaMV 35S promoter for over-expression. A recombinant plasmid was transformed into rice via Agrobacterium-mediated transformation. A large number of transgenic rice plants were obtained with glyphosate and most of the transformants showed fertile. The integration and expression of CP4 EPSPS gene from regenerated plants was analyzed by Southern and northern blot analysis. The transgenic rice plants had CP4 EPSPS enzyme activity levels more than 15-fold higher than the wild-type plants. EPSPS enzyme activity of transgenic rice plants was also identified by strip-test method. Field trial of transgenic rice plants further confirmed that they can be selectively survived at 100% by spay of glyphosate (Roundup$^{(R)}$) at a regular dose used for conventional rice weed control.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권2호
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• pp.390-394
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• 2004

The genetically modified glyphosate-tolerant soybean contains the following introduced DNA sequences: the EPSPS (5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase) gene from Agrobacterium sp. strain CP4, the 35S promoter from the cauliflower mosaic virus, and the NOS terminator from Agrobacterium tumefaciens. In the present study, detection of these introduced DNAs was performed by amplification using the polymerase chain reaction (PCR). A multiplex PCR method was also applied to prevent false positive results. When primers for 35S promoter, nos3', CTP(chloroplast transit peptide), and CP4 EPSPS (EPSPS from Agrobacterium sp. CP4) were used, positive results were obtained in PCR reactions using DNA from genetically modified glyphosate-tolerant soybeans. There were no false positive results when using DNA from non-genetically modified soybeans. The CP4 EPSPS gene was detected when less than 125 pg glyphosate-tolerant soybean DNA was amplified. Lectin Lel and psb A were amplified from both non-genetically modified and genetically modified glyphosate-tolerant soybean DNA. Multiplex PCR was performed using different primer sets for actin Sacl, 35S promoter and CP4 EPSPS. The actin gene was detectable in both non-genetically modified and glyphosate-tolerant soybeans as a constant endogenous gene. Target DNAs for the 35S promoter, and CP4 EPSPS were detected in samples containing 0.01-0.1% glyphosate-tolerant soybean, although there were variations depending on primers by multiplex PCR. Soybean seeds from five plants of non-genetically modified soybean were co-cultivated for six months with those of genetically modified soybean, and they were analyzed by PCR. As a result, they were not positive for 35S promoter, nos3' or CP4 EPSPS. Therefore, these results suggest there was no natural crossing of genes between glyphosate-tolerant and non-genetically modified soybean during co-cultivation, which indicates that gene transfer between these plants is unlikely to occur in nature.

• 환경생물
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• 제39권4호
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• pp.445-451
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• 2021

Agrobacterium tumefaciens strain CP4 유래 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS) 유전자를 포함하는 유전자변형생물체(Living modified organism, LMO)가 개발되었다. 이 같은 LMO는 국내 승인되어 사료용, 식품용, 가공용으로 이용 중이다. 간이면역 검사키트 개발을 위해서는 고효율의 단클론 항체 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 대장균 BL21 (DE3)에서 재조합 CP4 EPSPS 단백질을 정제하였으며 SDS-PAGE와 MALDI-TOF MS 분석으로 단백질 특성을 분석하였다. 단클론 항체 제작은 (주)앱클론의 SOP 매뉴얼에 따라 진행하였다. 본 연구 결과 5개의 단클론 항체 클론(2F2, 4B9, 6C11, 10A9, 10G9)를 확보하였다. 5종의 단클론 항체의 효율과 특이도 검정을 위해서 LM 면화 추출액을 이용한 western blotting 분석을 실시하였다. 모든 단클론 항체는 CP4 EPSPS를 함유하는 MON1445와 MON88913을 특이적으로 검출하였으며 비변형 면화 및 타종의 LM 면화에서는 검출되지 않았다. 이러한 결과들을 바탕으로 CP4 EPSPS 단클론 항체는 LMO에 함유된 CP4 EPSPS 단백질을 타겟으로 항체 기반 검출법 개발에 활용될 것으로 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권4호
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• pp.375-380
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• 2007

국내 옥수수 순계주에서 Agrobacterium 공동배양으로 CP4 5-Enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase (CP4 EPSPS) 유전자가 도입된 제초제저항성식물체를 개발하였다. 5개의 순계주 (HW1, KL103, HW3, HW4, HW7)의 미숙배를 Ubiquitin promoter-CP4 EPSPS 유전자와 CaMV35S promoter-nptII 유전자가 발현되도록 제조된 pCAMBIA2300 벡터를 C58C1 Agrobacterium에 형질전환하여 공동 배양하였다. 항생제로 paromomycin이 첨가된 배지에서 선발된 옥수수 형질전환체를 PCR, RT-PCR 및 Northern 분석을 통하여 유전자의 도입과 발현을 확인하였다. 또한 형질전환 식물체의 glyphosate 처리에 따른 shikimate 축적반응을 확인하였다. Paromomycin 저항성 캘러스 형성빈도는 옥수수 각 순계주 HW1, KL103, HW3, HW4, HW7에서 각각 0.37%, 0.03%, 2.20%, 2.37%, 0.81%로 나타났으며, PCR분석을 통하여 최종적으로 2개의 옥수수 순계주 (HW3, HW4)의 paromomycin 저항성 캘러스로부터 분화된 식물체에서 확인하였다. 이러한 형질전환체중에서 RT-PCR 및 Nothern blot 분석을 통하여 CP4 EPSPS 유전자가 발현되는 2개의 계통 (M266, M104) 을 선발하였고, shikimate 축적반응을 통하여 glyphosate에 대한 저항성을 갖는 계통 (M266)을 최종적으로 선발하였다. 이러한 결과는 국내 옥수수 순계주에서 제초제저항성을 갖는 옥수수 형질 전환체를 개발할 수 있음을 시사한다.

• 한국식품과학회지
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• 제36권3호
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• pp.369-374
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• 2004

유전자재조합 콩 Roundup Ready는 Agrobacterium sp. CP4에서 유래한 유전자를 함유하고 있으며 이 삽입 유전자에서 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase(CP4EPSPS)가 발현된다. 본 연구실에서는 이 단백질을 유전자재조합 콩과 시중에서 구입한 두부 시료에서 CP4EPSPS 특이 단클론 및 다클론 항체를 이용하여 immunoblotting법으로 검사하였다. 분리 정제된 CP4EPSPS 재조합 단백질은 단클론 또는 다클론 항체를 이용할 때 각각 $0.006{\mu}g$ 또는 $0.0006{\mu}g$의 검증 한계치로 확인할 수 있었다. 유전자재조합 콩에 발현된 CP4EPSPS 검증 한계치는 단클론 또는 다클론 항체를 이용할 때 각각 $0.001{\mu}g$과 $0.0001{\mu}g$이었다. 다클론 항체를 이용하여 조사된 9종의 두부에서는 2종에서 양성결과를 확인하였다. 본 연구에서 생산된 단클론 및 다클론 항체를 이용하여 확립된 immunoblotting법은 콩 가공식품 중의 glyphosate 내성 유전자재조합 콩 검사에 적용될 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권2호
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• pp.75-84
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• 2006

Heteroplasmic rice plastid transformant was generated using suspension cells as bombardment materials. PCR analyses confirmed incorporation of aadA and cp4-epsps genes into the rice plastid genome by homologous recombination events via the flanking sequences of the trnI and trnA. Transplastomic calli were actively proliferated when cultured on AAM2 medium supplemented with various concentrations (500-3000 mg/L) of streptomycin in dark condition, and transplastomic suspension cells showed resistance to nonselective herbicide, glyphosate. Through 'agarose pie selection' method, heteroplastomic calli, containing considerably high level of transplastome and expressing the CP4 EPSPS protein, were obtained. They were further regenerated to green shoots with healthy roots.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권9호
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• pp.1310-1314
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• 2012

본 실험은 제초제 내성을 가지는 CP4EPSPS를 도입시킨 유전자재조합 콩을 이용하여 인공위액의 비율에 따른 도입 단백질의 소화특성을 평가하고, 열처리가 유전자재조합 콩의 도입단백질의 소화성에 미치는 영향을 살펴보았다. 유전자재조합 콩과 펩신의 비율에 따른 도입단백질 CP4EPSPS의 소화성은 인공위액 즉 펩신의 양에 따라 차이를 나타내 유전자재조합 식품의 도입단백질에 대한 소화성 평가에서 펩신의 양이 중요한 요인이 됨을 알 수 있었다. 또한 유전자 재조합 콩에 대한 예열처리가 도입단백질 CP4EPSPS의 펩신에 대한 내성을 많이 감소시켜 소화성을 높이는 것으로 나타났다. 따라서 앞으로 유전자재조합식품의 안전성을 평가하는 in vitro 소화평가 시험에서 생리학적 측면에 근거한 인공위액의 비율을 반영함으로써 보다 정확한 도입단백질의 소화성에 대한 평가가 필요하리라 사료되며, 또한 콩의 주요 섭취방법인 열처리에 따른 도입단백질의 소화특성을 평가함으로써 유전자재조합 콩의 안전성에 대한 신뢰도 제고를 위한 기초자료가 될 것으로 기대된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제46권4호
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• pp.344-347
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• 2003

본 연구에서는 PCR을 이용하여 국내시장에 유통중인 원료콩과 가공식품에 epsps 또는 pat 유전자가 삽입된 유전자재조합 콩(GMS)의 사용여부를 모니터링하였다. 이러한 GMS의 검출을 위해 3쌍의 primer set을 제작하였고, 각각의 primer들은 GMS에 삽입된 유전자와 특이적으로 반응하여 PCR산물을 생성하였다. 2001년 표시제가 시행되기 이전에 생산된 콩 가공식품과 이후의 제품에 대해 각각 모니터링을 수행하였으며, 표시제 이전에 생산된 제품의 경우 대부분의 미국산 원료에서 epsps가삽입된 CMS가 검출되었으나, 표시제 이후에는 검출되지 않았다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권10호
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• pp.1421-1426
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• 2014

Although a large number of AroA enzymes (EPSPS: 5-enopyruvylshikimate-3-phosphate synthase) have been identified, cloned, and tested for glyphosate resistance, only two AroA variants, derived from Agrobacterium tumefaciens strain CP4 and Zea mays, have been utilized to produce the commercial glyphosate-resistant crops. Here, we have used a PCR-based twostep DNA synthesis method to synthesize an aroA gene ($aroA_{A.\;metalliredigens}$) from Alkaliphilus metalliredigens, encoding a new EPSPS. Furthermore, transgenic Arabidopsis with the new $aroA_{A.\;metalliredigens}$ gene was obtained to confirm the potential of the novel aroA gene in developing glyphosate-resistant crops.