내염성 식물 칠면초 (Suaeda japonica Makino)에서 salt (NaCl)와 H2O2 처리에 의해 발현이 유도되는 유전자의 확인 및 callus의 유도 Identification of Differentially Expressed Genes under the NaCl and H2O2 Treatments and Induction of Callus from a Halophytic plant Suaeda japonica Makino.원문보기
내염성 식물 칠면초 (Suaeda japonica Makino)에서 salt (NaCl)와 H₂O₂ 처리에 의해 발현이 유도되는 유전자의 확인 및 callus의 유도 칠면초(Suaeda japonica Makino)는 염분이 있고 조수간만의 차가 큰 서해안의 갯벌 등에서 자라는 일년생 초본식물로 잎은 길쭉하고 통통한 다육질로 되어있다. 줄기는 자라면서 점점 목질화되어 딱딱해지며 생육기간 대부분은 바닷물에 잠겨 있는 상태로 성장한다. 본 연구에서는 2007년 11월 12일 인천 강화군 삼산면 하리의 갯벌에서 자생한 ...
내염성 식물 칠면초 (Suaeda japonica Makino)에서 salt (NaCl)와 H₂O₂ 처리에 의해 발현이 유도되는 유전자의 확인 및 callus의 유도 칠면초(Suaeda japonica Makino)는 염분이 있고 조수간만의 차가 큰 서해안의 갯벌 등에서 자라는 일년생 초본식물로 잎은 길쭉하고 통통한 다육질로 되어있다. 줄기는 자라면서 점점 목질화되어 딱딱해지며 생육기간 대부분은 바닷물에 잠겨 있는 상태로 성장한다. 본 연구에서는 2007년 11월 12일 인천 강화군 삼산면 하리의 갯벌에서 자생한 칠면초로 부터 채취한 종자를 발아시켜 salt (200 mM NaCl) 및 0.033% H2O2를 처리한 후 시간 간격을 두고 total RNA를 추출한 다음 SeeGene DEG Kit와 PCR 방법을 이용하여 발현되는 유전자를 screening 하였다. 그 결과 서로 다르게 발현되는 band 들이 관찰되었고 그 중 대조군인 control (H₂O) 샘플에서 568 bp, 473 bp, 250 bp 크기의 band, NaCl 샘플에서는 289 bp 크기의 band를 그리고 H2O2 샘플에서는 322 bp 크기의 band를 얻었고 그 염기서열을 분석하였다. 얻어진 염기서열로 blast-X 검색, 그리고 아미노산 서열로 SMART 프로그램에서 검색한 결과, control에서 얻어진 유전자 서열 중 568 bp는 oxygen-evolving complex 단백질의 PsbP 도메인 일부를 암호화하는 유전자, 473 bp는 RNA polymerase 단백질에 존재하는 RNA_pol_ Rpb1_5 도메인의 일부분을 암호화 하는 유전자, 250 bp는 ATP Synthase CF_(0) 단백질에 존재하는 ATP-synt_C 도메인을 암호화하는 Ephedra equisetina의 ATP synthase CF_(0) 유전자와 높은 상동성이 있음을 확인하였다. 한편, NaCl 샘플에서 얻어진 289 bp의 band에서는 chitinase 단백질에서 존재하는 O-glycosyl hydrolase 도메인의 일부분을 암호화하는 유전자와 높은 상동성이 있음을 확인하였다. 또한, H₂O₂에서 얻어진 322 bp의 유전자 염기서열은 확인하였지만 blast 검색에 의한 정확한 정보는 얻을 수 없었다. 그리고 식물에서 항상 발현이 되는 internal control로 사용하는 actin 서열을 얻기 위하여 여러 식물의 actin 서열과 매우 상동성이 높은 부분에 해당하는 primer를 제작하여 PCR한 결과 363 bp와 841 bp의 유전자 서열을 얻었으며 그중 363 bp의 유전자는 서열분석 결과 actin 단백질의 actin 도메인 부분을 암호화하는 유전자인 것을 확인하였고, 841 bp의 유전자 서열은 다른 식물들과의 identity는 비교적 낮지만 Plant-Mutator Transposase 단백질의 functional 도메인인 MuDR과 유사한 것을 확인하였다. screening에서 salt stress(200 mM NaCl 처리)에서만 발현의 변화를 보인 증폭 단편은 106-1, 2, 3번 band에서 확인되었다. 이 증폭단편들은 salt stress 상태에서 발현이 감소하는 것으로 추정된다. 반면에 salt stress 상태에서만 발현이 증가된 band는 확인되지 않았다. 또한 SjChitinase primer로 PCR한 결과에서는 H₂O를 처리한 control과 0.033% H₂O₂를 24시간 처리한 sample의 band에 비해 200 mM NaCl을 24 시간 처리한 sample에서 발현이 감소되었다. 또한 본 실험에서는 보다 더 정형화된 조건에서 stress에 관한 처리를 할 수 있도록 칠면초의 조직 절편에서 callus를 유도하는 실험도 같이 진행하였다. 칠면초의 어린 줄기 절편을 MS 배지에 치상하여 1~2 주 마다 지속적으로 계대배양을 하였다. 절편의 상태에 따라 조금씩 차이는 있으나 치상한 지 2 달 정도가 지나면 callus가 완전히 유도 되었다.
내염성 식물 칠면초 (Suaeda japonica Makino)에서 salt (NaCl)와 H₂O₂ 처리에 의해 발현이 유도되는 유전자의 확인 및 callus의 유도 칠면초(Suaeda japonica Makino)는 염분이 있고 조수간만의 차가 큰 서해안의 갯벌 등에서 자라는 일년생 초본식물로 잎은 길쭉하고 통통한 다육질로 되어있다. 줄기는 자라면서 점점 목질화되어 딱딱해지며 생육기간 대부분은 바닷물에 잠겨 있는 상태로 성장한다. 본 연구에서는 2007년 11월 12일 인천 강화군 삼산면 하리의 갯벌에서 자생한 칠면초로 부터 채취한 종자를 발아시켜 salt (200 mM NaCl) 및 0.033% H2O2를 처리한 후 시간 간격을 두고 total RNA를 추출한 다음 SeeGene DEG Kit와 PCR 방법을 이용하여 발현되는 유전자를 screening 하였다. 그 결과 서로 다르게 발현되는 band 들이 관찰되었고 그 중 대조군인 control (H₂O) 샘플에서 568 bp, 473 bp, 250 bp 크기의 band, NaCl 샘플에서는 289 bp 크기의 band를 그리고 H2O2 샘플에서는 322 bp 크기의 band를 얻었고 그 염기서열을 분석하였다. 얻어진 염기서열로 blast-X 검색, 그리고 아미노산 서열로 SMART 프로그램에서 검색한 결과, control에서 얻어진 유전자 서열 중 568 bp는 oxygen-evolving complex 단백질의 PsbP 도메인 일부를 암호화하는 유전자, 473 bp는 RNA polymerase 단백질에 존재하는 RNA_pol_ Rpb1_5 도메인의 일부분을 암호화 하는 유전자, 250 bp는 ATP Synthase CF_(0) 단백질에 존재하는 ATP-synt_C 도메인을 암호화하는 Ephedra equisetina의 ATP synthase CF_(0) 유전자와 높은 상동성이 있음을 확인하였다. 한편, NaCl 샘플에서 얻어진 289 bp의 band에서는 chitinase 단백질에서 존재하는 O-glycosyl hydrolase 도메인의 일부분을 암호화하는 유전자와 높은 상동성이 있음을 확인하였다. 또한, H₂O₂에서 얻어진 322 bp의 유전자 염기서열은 확인하였지만 blast 검색에 의한 정확한 정보는 얻을 수 없었다. 그리고 식물에서 항상 발현이 되는 internal control로 사용하는 actin 서열을 얻기 위하여 여러 식물의 actin 서열과 매우 상동성이 높은 부분에 해당하는 primer를 제작하여 PCR한 결과 363 bp와 841 bp의 유전자 서열을 얻었으며 그중 363 bp의 유전자는 서열분석 결과 actin 단백질의 actin 도메인 부분을 암호화하는 유전자인 것을 확인하였고, 841 bp의 유전자 서열은 다른 식물들과의 identity는 비교적 낮지만 Plant-Mutator Transposase 단백질의 functional 도메인인 MuDR과 유사한 것을 확인하였다. screening에서 salt stress(200 mM NaCl 처리)에서만 발현의 변화를 보인 증폭 단편은 106-1, 2, 3번 band에서 확인되었다. 이 증폭단편들은 salt stress 상태에서 발현이 감소하는 것으로 추정된다. 반면에 salt stress 상태에서만 발현이 증가된 band는 확인되지 않았다. 또한 SjChitinase primer로 PCR한 결과에서는 H₂O를 처리한 control과 0.033% H₂O₂를 24시간 처리한 sample의 band에 비해 200 mM NaCl을 24 시간 처리한 sample에서 발현이 감소되었다. 또한 본 실험에서는 보다 더 정형화된 조건에서 stress에 관한 처리를 할 수 있도록 칠면초의 조직 절편에서 callus를 유도하는 실험도 같이 진행하였다. 칠면초의 어린 줄기 절편을 MS 배지에 치상하여 1~2 주 마다 지속적으로 계대배양을 하였다. 절편의 상태에 따라 조금씩 차이는 있으나 치상한 지 2 달 정도가 지나면 callus가 완전히 유도 되었다.
Suaeada japonica Makino, the family of Chenopodiaceae, is a halophytic plant that lives in mud-flats at intertidal zone of western coastal area in Korea. The leaves are long, plump and fleshy and the stems are lignified. This plant is submerged in seawater during the most of its life. In this study,...
Suaeada japonica Makino, the family of Chenopodiaceae, is a halophytic plant that lives in mud-flats at intertidal zone of western coastal area in Korea. The leaves are long, plump and fleshy and the stems are lignified. This plant is submerged in seawater during the most of its life. In this study, the seeds were collected and germinated in pots and then the seedlings were treated with 200 mM NaCl, 0.033% H2O2 and H2O (control). These samples were harvested at the each indicated incubation time and then total RNAs were extracted, respectively. Differentially expressed genes were screened using SeeGene DEG Kit and PCR protocol. The DNA sequences of 568 bp, 473 bp and 250 bp were observed in control (H2O), while those of 289 bp in NaCl-treated sample and 322 bp in H2O2-treated sample were observed. These DNA sequences were searched using a blast-X progam and their deduced amino acid sequences were analyzed using a SMART program. They showed high homologies with known gene products: 568 bp sequence with PsbP domain from oxygen-evolving complex protein, 473 bp sequence with RNA_pol_ Rpb1_5 domain from RNA polymerase protein, 250 bp sequence with ATP-synt_C domain from ATP synthase CF0 protein, and 289 bp sequence with O-glycosyl hydrolase domain from chitinase protein. However, the 322 bp sequence was not matched with any other sequences. Actin gene was used as an internal control. Actin sequence of S. japonica was obtained from PCR by designed primers that have consensus sequence with those of other plants. Two PCR products, 368 bp and 841 bp, were obtained with these actin primers. DNA sequencing revealed that 363 bp sequence showed an actin domain from actin protein but 841 bp sequence shared low homology with functional domain MuDR of Plant-Mutator Transposase protein. NaCl-specific sequences (bands of 106-1, 2, and 3) were observed and their expression were down-regulated when compared with other samples and no up-regulated expression was observed. Moreover, expression of chitinase was down-regulated in NaCl-treated (for 24 hr) sample when compared with other samples. On the other hand, induction of callus from this plant was attempted to get a better condition for another chemical treatment in a defined environment. A segment of stem tissue was cultured on MS medium containing 2,4-D and BAP every 1~2 week. Callus was induced after 2 month incubation on medium and 3~4 month-cultured callus seemed to be suitable to use for chemical treatment.
Suaeada japonica Makino, the family of Chenopodiaceae, is a halophytic plant that lives in mud-flats at intertidal zone of western coastal area in Korea. The leaves are long, plump and fleshy and the stems are lignified. This plant is submerged in seawater during the most of its life. In this study, the seeds were collected and germinated in pots and then the seedlings were treated with 200 mM NaCl, 0.033% H2O2 and H2O (control). These samples were harvested at the each indicated incubation time and then total RNAs were extracted, respectively. Differentially expressed genes were screened using SeeGene DEG Kit and PCR protocol. The DNA sequences of 568 bp, 473 bp and 250 bp were observed in control (H2O), while those of 289 bp in NaCl-treated sample and 322 bp in H2O2-treated sample were observed. These DNA sequences were searched using a blast-X progam and their deduced amino acid sequences were analyzed using a SMART program. They showed high homologies with known gene products: 568 bp sequence with PsbP domain from oxygen-evolving complex protein, 473 bp sequence with RNA_pol_ Rpb1_5 domain from RNA polymerase protein, 250 bp sequence with ATP-synt_C domain from ATP synthase CF0 protein, and 289 bp sequence with O-glycosyl hydrolase domain from chitinase protein. However, the 322 bp sequence was not matched with any other sequences. Actin gene was used as an internal control. Actin sequence of S. japonica was obtained from PCR by designed primers that have consensus sequence with those of other plants. Two PCR products, 368 bp and 841 bp, were obtained with these actin primers. DNA sequencing revealed that 363 bp sequence showed an actin domain from actin protein but 841 bp sequence shared low homology with functional domain MuDR of Plant-Mutator Transposase protein. NaCl-specific sequences (bands of 106-1, 2, and 3) were observed and their expression were down-regulated when compared with other samples and no up-regulated expression was observed. Moreover, expression of chitinase was down-regulated in NaCl-treated (for 24 hr) sample when compared with other samples. On the other hand, induction of callus from this plant was attempted to get a better condition for another chemical treatment in a defined environment. A segment of stem tissue was cultured on MS medium containing 2,4-D and BAP every 1~2 week. Callus was induced after 2 month incubation on medium and 3~4 month-cultured callus seemed to be suitable to use for chemical treatment.
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