Arabidopsis thaliana Ca^(2+)/H^(+)수송체 유전자인 CAX1(cation exchanger 1)이 도입된 벼 형질전환체에 대한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. Agrobacterium 이용 형질전환 Cax1 벼 T5 세대를 대상으로 genomic DNA 수를 분석한 결과, Cax1 밴드가 도입되었음을 확인하였다. 이는 형질전환체의 초기 세대 선발과정에서 표현형과 농업적 주요형질을 중심으로 선발된 계통 중에 칼슘함량이 모품종인 일품보다 높은 계통들을 세대진전 시킨 결과라 할 수 있다. T5 계통들을 동일한 환경요인에서 잎, 뿌리, 이삭에서 칼슘함량 성분을 조사하였고, 환경적응성 조사를 하기 위하여 요시다 수경액으로 종자가 수확할 때까지 ...
Arabidopsis thaliana Ca^(2+)/H^(+)수송체 유전자인 CAX1(cation exchanger 1)이 도입된 벼 형질전환체에 대한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. Agrobacterium 이용 형질전환 Cax1 벼 T5 세대를 대상으로 genomic DNA 수를 분석한 결과, Cax1 밴드가 도입되었음을 확인하였다. 이는 형질전환체의 초기 세대 선발과정에서 표현형과 농업적 주요형질을 중심으로 선발된 계통 중에 칼슘함량이 모품종인 일품보다 높은 계통들을 세대진전 시킨 결과라 할 수 있다. T5 계통들을 동일한 환경요인에서 잎, 뿌리, 이삭에서 칼슘함량 성분을 조사하였고, 환경적응성 조사를 하기 위하여 요시다 수경액으로 종자가 수확할 때까지 수경재배 하였다. PCR분석 결과가 가장 뚜렷하게 나타난 계통에 대하여 요시다 수경액과 대조구인 칼슘을 제외한 수경재배에서 잎, 뿌리, 이삭의 무기성분과 뿌리의 건체중, 주요 작물학적 특성 등을 조사하였다. 그 중에서 칼슘증가 형질이 안정적으로 발현되면서 모품종과 유사하고 농업적 형질이 우수한 8계통을 선발하였다. 생육조사에서 T5-1701, 1901, 2501, 1502계통은 모품종인 일품벼보다 수장, 수수, 뿌리의 건체중이 높게 나타났으며 T5-1901은 모품종인 일품벼에 비해 뿌리길이는 비슷하지만 뿌리건체중은 3배로 나타났다. 요시다영양액을 대조구로 칼슘을 제외한 요시다용액 처리에서 전체적으로 초장이 짧았으며, 생육이 불균일하였다. 형질전환체(T5-1801,T5-1802, T5-1901, T5-1902, T5-2501, T5-2502)는 모품종인 일품벼에 비해 T5-1802, 1901, 1902, 2502 계통이 뿌리의 건물중이 낮게 측정되었으며 T5-1801, T5-2501은 모품종인 일품벼와 유사하였다. 형질전환계통의 T5 계통의 특성조사에서 생육특성은 T5-17, T5-18, T5-19, T5-24, T5-25 계통들은 출수기가 모품종인 일품벼와 비슷한 경향이었고, T5-20와 T5-23계통들은 일품벼보다 7-10일까지 늦어지는 경향이었다. T5세대의 8계통의 간장을 조사한 결과 각 계통 간 대부분 모품종인 일품벼와 유사하거나 짧은 편이었다. T5-19의 간장이 71.17 cm로 가장 긴 계통이었고, T5-18가 52.7 cm로 가장 짧은 계통이었다. 그러나 T5-17-2, T5-18 간장은 일품벼보다 10 cm 이상 짧았다. 형질전환계통의 수장은 14.7∼18.5 cm의 범위로 T5-20, T5-24의 계통은 일품벼와 유사하였으나, T5-17-1, T5-17-2, T5-18, T5-23, T5-25는 일품벼에 비해 짧았다. 수수는 7.3∼12.2개의 분포를 나타내서 계통간에 차이가 세대가 진전될수록 변이의 차이가 크지 않았다. 미립특성은 공시된 T5 세대 6계통 중에서 southern 분석에서 band특성이 뚜렷하게 나타난 T5-14-1 외 5계통의 미립특성을 조사한 바, T5-14-1, T5-14-2, T5-17, T5-20, T5-24은 현미크기가 모품종인 일품벼보다 크고 천립중도 무거운 편이었으며 T5-15은 현미크기가 모품종인 일품벼와 크기 및 천립중이 비교적 비슷한 편이다. 미질관련형질로 표 7과 같이 아밀로스함량을 보면 계통별로 T5-16, T5-19, T5-24, T5-25는 일품벼는 19.61%보다 낮은 함량을 보였으며 T5-5, T5-6, T5-7, T5-8, T5-18,T5-20으로 19.84∼ 21.05% 로 일품벼보다 높아 계통간 유의한 차이가 있었고 단백질함량도 일품벼는 6.75%로 T5-5, T5-8를 제외한 다른 계통에서는 6.89∼8.49%로 높았다. 미질관련형질로 아밀로스함량을 보면 계통별로 T5-16, T5-19, T5-24, T5-25는 일품벼는 19.61%보다 낮은 함량을 보였으며 T5-5, T5-6, T5-7, T5-8, T5-18,T5-20으로 19.84∼ 21.05% 로 일품벼보다 높아 계통간 유의한 차이가 있었고 단백질함량도 일품벼는 6.75%로 T5-5, T5-8를 제외한 다른 계통에서는 6.89∼8.49%로 높았다. 이상의 결과를 종합할 때, CAX1 형질전환 계통 중에서 T5의 6계통이 농업적인 생육 안정성(수장, 수수, 간장), 미립, 미질, 저온저항성 그리고 병저항성이 높게 나타났다. 앞으로 T6 세대에 대한 특성조사를 거쳐 Ca^(2+)함량이 안정적으로 높게 유지되는 계통을 선발하여 세대육성하면 Ca과 관련된 유전자의 내재해성 작물의 기초자료 이용뿐만 아니라 농산물의 품질 고급화 및 안정성 향상 그리고 병충해에 의한 농작물 피해를 줄일 수 있는 파급효과를 가져올 수 있을 것이다.
Arabidopsis thaliana Ca^(2+)/H^(+)수송체 유전자인 CAX1(cation exchanger 1)이 도입된 벼 형질전환체에 대한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. Agrobacterium 이용 형질전환 Cax1 벼 T5 세대를 대상으로 genomic DNA 수를 분석한 결과, Cax1 밴드가 도입되었음을 확인하였다. 이는 형질전환체의 초기 세대 선발과정에서 표현형과 농업적 주요형질을 중심으로 선발된 계통 중에 칼슘함량이 모품종인 일품보다 높은 계통들을 세대진전 시킨 결과라 할 수 있다. T5 계통들을 동일한 환경요인에서 잎, 뿌리, 이삭에서 칼슘함량 성분을 조사하였고, 환경적응성 조사를 하기 위하여 요시다 수경액으로 종자가 수확할 때까지 수경재배 하였다. PCR분석 결과가 가장 뚜렷하게 나타난 계통에 대하여 요시다 수경액과 대조구인 칼슘을 제외한 수경재배에서 잎, 뿌리, 이삭의 무기성분과 뿌리의 건체중, 주요 작물학적 특성 등을 조사하였다. 그 중에서 칼슘증가 형질이 안정적으로 발현되면서 모품종과 유사하고 농업적 형질이 우수한 8계통을 선발하였다. 생육조사에서 T5-1701, 1901, 2501, 1502계통은 모품종인 일품벼보다 수장, 수수, 뿌리의 건체중이 높게 나타났으며 T5-1901은 모품종인 일품벼에 비해 뿌리길이는 비슷하지만 뿌리건체중은 3배로 나타났다. 요시다영양액을 대조구로 칼슘을 제외한 요시다용액 처리에서 전체적으로 초장이 짧았으며, 생육이 불균일하였다. 형질전환체(T5-1801,T5-1802, T5-1901, T5-1902, T5-2501, T5-2502)는 모품종인 일품벼에 비해 T5-1802, 1901, 1902, 2502 계통이 뿌리의 건물중이 낮게 측정되었으며 T5-1801, T5-2501은 모품종인 일품벼와 유사하였다. 형질전환계통의 T5 계통의 특성조사에서 생육특성은 T5-17, T5-18, T5-19, T5-24, T5-25 계통들은 출수기가 모품종인 일품벼와 비슷한 경향이었고, T5-20와 T5-23계통들은 일품벼보다 7-10일까지 늦어지는 경향이었다. T5세대의 8계통의 간장을 조사한 결과 각 계통 간 대부분 모품종인 일품벼와 유사하거나 짧은 편이었다. T5-19의 간장이 71.17 cm로 가장 긴 계통이었고, T5-18가 52.7 cm로 가장 짧은 계통이었다. 그러나 T5-17-2, T5-18 간장은 일품벼보다 10 cm 이상 짧았다. 형질전환계통의 수장은 14.7∼18.5 cm의 범위로 T5-20, T5-24의 계통은 일품벼와 유사하였으나, T5-17-1, T5-17-2, T5-18, T5-23, T5-25는 일품벼에 비해 짧았다. 수수는 7.3∼12.2개의 분포를 나타내서 계통간에 차이가 세대가 진전될수록 변이의 차이가 크지 않았다. 미립특성은 공시된 T5 세대 6계통 중에서 southern 분석에서 band특성이 뚜렷하게 나타난 T5-14-1 외 5계통의 미립특성을 조사한 바, T5-14-1, T5-14-2, T5-17, T5-20, T5-24은 현미크기가 모품종인 일품벼보다 크고 천립중도 무거운 편이었으며 T5-15은 현미크기가 모품종인 일품벼와 크기 및 천립중이 비교적 비슷한 편이다. 미질관련형질로 표 7과 같이 아밀로스함량을 보면 계통별로 T5-16, T5-19, T5-24, T5-25는 일품벼는 19.61%보다 낮은 함량을 보였으며 T5-5, T5-6, T5-7, T5-8, T5-18,T5-20으로 19.84∼ 21.05% 로 일품벼보다 높아 계통간 유의한 차이가 있었고 단백질함량도 일품벼는 6.75%로 T5-5, T5-8를 제외한 다른 계통에서는 6.89∼8.49%로 높았다. 미질관련형질로 아밀로스함량을 보면 계통별로 T5-16, T5-19, T5-24, T5-25는 일품벼는 19.61%보다 낮은 함량을 보였으며 T5-5, T5-6, T5-7, T5-8, T5-18,T5-20으로 19.84∼ 21.05% 로 일품벼보다 높아 계통간 유의한 차이가 있었고 단백질함량도 일품벼는 6.75%로 T5-5, T5-8를 제외한 다른 계통에서는 6.89∼8.49%로 높았다. 이상의 결과를 종합할 때, CAX1 형질전환 계통 중에서 T5의 6계통이 농업적인 생육 안정성(수장, 수수, 간장), 미립, 미질, 저온저항성 그리고 병저항성이 높게 나타났다. 앞으로 T6 세대에 대한 특성조사를 거쳐 Ca^(2+)함량이 안정적으로 높게 유지되는 계통을 선발하여 세대육성하면 Ca과 관련된 유전자의 내재해성 작물의 기초자료 이용뿐만 아니라 농산물의 품질 고급화 및 안정성 향상 그리고 병충해에 의한 농작물 피해를 줄일 수 있는 파급효과를 가져올 수 있을 것이다.
This study was carried out to develop new cultivars using the T5 generation of transformed rice by PCR analysis with DNA marker in each generation (from T3 to T5). In the previous study, we successfully developed the transgenic rice plants over-expressing the Arabidopsis H^(+)/Ca^(2+) antiporter CAX...
This study was carried out to develop new cultivars using the T5 generation of transformed rice by PCR analysis with DNA marker in each generation (from T3 to T5). In the previous study, we successfully developed the transgenic rice plants over-expressing the Arabidopsis H^(+)/Ca^(2+) antiporter CAX 1 (accession no. U57411) gene. The major agronomic traits such as culm length, panicle length and panicle number of 6 lines at transgenic plants (T5) were similar to wild type. Also these lines appeared to have cold resistance, disease resistance compared with wild types. Marker assisted selection (MAS) will not only reduce the labor and cost in developing new rice cultivars, but evaluate the application of molecular markers to real breeding programs.
This study was carried out to develop new cultivars using the T5 generation of transformed rice by PCR analysis with DNA marker in each generation (from T3 to T5). In the previous study, we successfully developed the transgenic rice plants over-expressing the Arabidopsis H^(+)/Ca^(2+) antiporter CAX 1 (accession no. U57411) gene. The major agronomic traits such as culm length, panicle length and panicle number of 6 lines at transgenic plants (T5) were similar to wild type. Also these lines appeared to have cold resistance, disease resistance compared with wild types. Marker assisted selection (MAS) will not only reduce the labor and cost in developing new rice cultivars, but evaluate the application of molecular markers to real breeding programs.
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