식물 세포가 생장하기 위해서는 세포벽이 느슨해지는 과정이 필요하다. 이 과정에는 세포벽 loosening 단백질로 알려진 expansin이 관여하며, 이들은 다양한 식물체에서 multigene family를 이루며 생장 조절, 잎의 발달, 탈리에도 관여한다. 이 중 애기장대 EXPA5 유전자는 특히 brassinosteroids (BRs)에 의해 발현이 증가됨이 알려져 있고, BRs는 ethylene의 생합성을 증가시켜 이 유전자의 발현을 조절할 것이라 예상하였다. AtEXPA5 promoter에 β-glucuronidase (...
식물 세포가 생장하기 위해서는 세포벽이 느슨해지는 과정이 필요하다. 이 과정에는 세포벽 loosening 단백질로 알려진 expansin이 관여하며, 이들은 다양한 식물체에서 multigene family를 이루며 생장 조절, 잎의 발달, 탈리에도 관여한다. 이 중 애기장대 EXPA5 유전자는 특히 brassinosteroids (BRs)에 의해 발현이 증가됨이 알려져 있고, BRs는 ethylene의 생합성을 증가시켜 이 유전자의 발현을 조절할 것이라 예상하였다. AtEXPA5 promoter에 β-glucuronidase (GUS) 유전자를 fusion하여 애기장대 내에서의 조직 특이적 발현 양상을 조사한 결과, pAtEXPA5-GUS (-2358) 에서는 주로 shoot apex와 true leaf의 거치, 그리고 petioles에서 강한 발현이 나타났다. pAtEXPA5-GUS (-2097) 에서는 주로 잎맥과 shoot apex에서 약하게 발현을 관찰할 수 있었고, pAtEXPA5-GUS (-880) 에서는 shoot apex에서의 발현이 나타나지 않은 반면, true leaf의 petioles 위주로 발현이 확인되었다. 이러한 발현 양상은 여러 식물 호르몬 처리에 의해 다르게 나타났는데, ethylene에 의해 크게 발현이 감소하였기에 다양한 semi- quantitative RT-PCR을 수행하여 이를 확인하고자 하였다. AtEXPA5는 ethylene의 농도 의존적으로 발현이 감소하였고, ethylene 처리 초기에 크게 반응하는 것으로 나타났다. Ethylene biosynthesis inhibitor 처리에 의해 AtEXPA5 발현이 증가하는 결과와 ethylene insensitive mutant와 constitutive mutant를 이용한 RT-PCR 결과를 통해서 ethylene 생합성뿐만 아니라 signaling도 이 유전자의 발현 조절에 관여한다는 것을 확인하였다. 또한 암 조건일 때 AtEXPA5 발현이 크게 증가하였기에 암 조건에서 ethylene 처리에 따른 AtEXPA5 transgenic plants의 phenotype 관찰을 통해 ethylene이 AtEXPA5 발현을 감소시켜 hypocotyl 길이 감소 현상을 나타내는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 이러한 결과들을 통해 애기장대 내에서의 AtEXAP5 시․공간적 발현 양상과 ethylene에 의한 발현 조절 기작에 대해 확인하였고 AtEXPA5가 shoot에서 잎의 발달에 관여하고 있음을 알 수 있었다.
식물 세포가 생장하기 위해서는 세포벽이 느슨해지는 과정이 필요하다. 이 과정에는 세포벽 loosening 단백질로 알려진 expansin이 관여하며, 이들은 다양한 식물체에서 multigene family를 이루며 생장 조절, 잎의 발달, 탈리에도 관여한다. 이 중 애기장대 EXPA5 유전자는 특히 brassinosteroids (BRs)에 의해 발현이 증가됨이 알려져 있고, BRs는 ethylene의 생합성을 증가시켜 이 유전자의 발현을 조절할 것이라 예상하였다. AtEXPA5 promoter에 β-glucuronidase (GUS) 유전자를 fusion하여 애기장대 내에서의 조직 특이적 발현 양상을 조사한 결과, pAtEXPA5-GUS (-2358) 에서는 주로 shoot apex와 true leaf의 거치, 그리고 petioles에서 강한 발현이 나타났다. pAtEXPA5-GUS (-2097) 에서는 주로 잎맥과 shoot apex에서 약하게 발현을 관찰할 수 있었고, pAtEXPA5-GUS (-880) 에서는 shoot apex에서의 발현이 나타나지 않은 반면, true leaf의 petioles 위주로 발현이 확인되었다. 이러한 발현 양상은 여러 식물 호르몬 처리에 의해 다르게 나타났는데, ethylene에 의해 크게 발현이 감소하였기에 다양한 semi- quantitative RT-PCR을 수행하여 이를 확인하고자 하였다. AtEXPA5는 ethylene의 농도 의존적으로 발현이 감소하였고, ethylene 처리 초기에 크게 반응하는 것으로 나타났다. Ethylene biosynthesis inhibitor 처리에 의해 AtEXPA5 발현이 증가하는 결과와 ethylene insensitive mutant와 constitutive mutant를 이용한 RT-PCR 결과를 통해서 ethylene 생합성뿐만 아니라 signaling도 이 유전자의 발현 조절에 관여한다는 것을 확인하였다. 또한 암 조건일 때 AtEXPA5 발현이 크게 증가하였기에 암 조건에서 ethylene 처리에 따른 AtEXPA5 transgenic plants의 phenotype 관찰을 통해 ethylene이 AtEXPA5 발현을 감소시켜 hypocotyl 길이 감소 현상을 나타내는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 이러한 결과들을 통해 애기장대 내에서의 AtEXAP5 시․공간적 발현 양상과 ethylene에 의한 발현 조절 기작에 대해 확인하였고 AtEXPA5가 shoot에서 잎의 발달에 관여하고 있음을 알 수 있었다.
Plant cell wall needs to be loosened in order to grow. This loosening mechanism requires cell wall loosening protein, expansin, which classified as a multigene family and involved in leaf development. It is predicted that ethylene can regulate arabidopsis expansinA5 gene as brassinosteroids (BRs) ca...
Plant cell wall needs to be loosened in order to grow. This loosening mechanism requires cell wall loosening protein, expansin, which classified as a multigene family and involved in leaf development. It is predicted that ethylene can regulate arabidopsis expansinA5 gene as brassinosteroids (BRs) can increase AtEXPA5 expression level and ethylene biosynthesis. AtEXPA5 expression in shoot apex, margin of younger true leaf and petioles was confirmed by tissue specific GUS activity of pAtEXPA5-GUS (-2358) transgenic plants. pAtEXPA5-GUS (-2097) transgenic plants showed weak GUS expression in leaf veins and shoot apex. However, GUS expression was not detected in shoot apex but petioles of true leaf of pAtEXPA5-GUS (-880) transgenic plants. These expression patterns were affected by various plant hormones, especially by ethylene. In semi-quantitative RT-PCR results, AtEXPA5 expression level was decreased by ethylene in concentration- dependent manners at early phase of ethylene treatments. Up-regulation of AtEXPA5 gene expression by ethylene biosynthesis inhibitors and RT-PCR results using ethylene insensitive mutants and constitutive mutants represented that not only ethylene biosynthesis but also signaling is involved in AtEXPA5 regulation. Also, AtEXPA5 expression was remarkably increased in dark condition. According to phenotype analysis of AtEXPA5 transgenic plants, hypocotyl length was reduced by ethylene via decrease of AtEXPA5 expression. In this study, temporal and spatial expression patterns of AtEXPA5 and regulation of AtEXPA5 expression by ethylene were verified. Moreover, participation of AtEXPA5 in leaf development was suggested.
Plant cell wall needs to be loosened in order to grow. This loosening mechanism requires cell wall loosening protein, expansin, which classified as a multigene family and involved in leaf development. It is predicted that ethylene can regulate arabidopsis expansinA5 gene as brassinosteroids (BRs) can increase AtEXPA5 expression level and ethylene biosynthesis. AtEXPA5 expression in shoot apex, margin of younger true leaf and petioles was confirmed by tissue specific GUS activity of pAtEXPA5-GUS (-2358) transgenic plants. pAtEXPA5-GUS (-2097) transgenic plants showed weak GUS expression in leaf veins and shoot apex. However, GUS expression was not detected in shoot apex but petioles of true leaf of pAtEXPA5-GUS (-880) transgenic plants. These expression patterns were affected by various plant hormones, especially by ethylene. In semi-quantitative RT-PCR results, AtEXPA5 expression level was decreased by ethylene in concentration- dependent manners at early phase of ethylene treatments. Up-regulation of AtEXPA5 gene expression by ethylene biosynthesis inhibitors and RT-PCR results using ethylene insensitive mutants and constitutive mutants represented that not only ethylene biosynthesis but also signaling is involved in AtEXPA5 regulation. Also, AtEXPA5 expression was remarkably increased in dark condition. According to phenotype analysis of AtEXPA5 transgenic plants, hypocotyl length was reduced by ethylene via decrease of AtEXPA5 expression. In this study, temporal and spatial expression patterns of AtEXPA5 and regulation of AtEXPA5 expression by ethylene were verified. Moreover, participation of AtEXPA5 in leaf development was suggested.
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