Virus-induced gene silencing (VIGS)는 바이러스 vector를 매개체로 이용하여 식물체를 감염시켜 도입된 유전자의 endogenous 유전자의 식물세포 내 발현이 억제되어 그 유전자에 mutation이 일어났을 때와 같은 효과를 내는 기술이다. 현재 cucumber mosaic virus(CMV) Y strain을 이용한 VIGS vector system이 보고되었으나 아직까지 십자화과에서의 VIGS적용은 보고되지 않았다. 이에 본 연구에서는 CMV의 Gn-strain을 이용하여 원예작물에서 VIGS 및 overexpression을 시도하였다.
RNA1, RNA3는 Gn-CMV를, RNA2는 post-transcriptional gene silencing(PTGS) suppressor 역할을 하는 2b coding sequence 일부가 deletion 되어있고 목적유전자를 삽입할 수 있는 multiple cloning site(...
Virus-induced gene silencing (VIGS)는 바이러스 vector를 매개체로 이용하여 식물체를 감염시켜 도입된 유전자의 endogenous 유전자의 식물세포 내 발현이 억제되어 그 유전자에 mutation이 일어났을 때와 같은 효과를 내는 기술이다. 현재 cucumber mosaic virus(CMV) Y strain을 이용한 VIGS vector system이 보고되었으나 아직까지 십자화과에서의 VIGS적용은 보고되지 않았다. 이에 본 연구에서는 CMV의 Gn-strain을 이용하여 원예작물에서 VIGS 및 overexpression을 시도하였다.
RNA1, RNA3는 Gn-CMV를, RNA2는 post-transcriptional gene silencing(PTGS) suppressor 역할을 하는 2b coding sequence 일부가 deletion 되어있고 목적유전자를 삽입할 수 있는 multiple cloning site(MCS)가 있는 CMV YR2-A1을 사용하였다. VIGS결과를 위한 phytoene desaturase(PDS)유전자로 Nicotiana benthamiana 부터NbPDS, Capsicum annum 부터 CaPDS, Cucumis sativus 부터 CsPDS2, Lycopersicon esculentum 부터 LePDS, Brassica rapa 로부터 BrPDS 를 사용하였다. 그리고 overexpression을 위한 reporter유전자로 enhanced green fluorescent protein(EGFP)를 삽입하여 분석하였다.
VIGS의 경우 담배, 고추, 토마토, 열무에 IVT과정을 통해 RNA수준에서 접종한 결과 각 PDS별로 접종 상위엽에서 황백화 현상이 일어남을 관찰할 수 있었다. 또한 VIGS의 경우 sequence homology에 의존적이며 이는 원예작물에서도 마찬가지로 적용된다는 것을 semi-quantitative RT-PCR로 확인하였다.
Overexpression은 담배에서 EGFP가 식물체 전체에 발현되는 모습을 보였지만, 고추, 토마토, 멜론에서는 접종엽에서만 국부적으로 발현되는 양상이 나타났다.
이번 연구는 CMV vector를 이용하여 가지과, 십자화과의 주요 원예작물에 성공적으로 VIGS를 적용시켰으며, CMV vector를 이용한 VIGS적용범위를 확대할 수 있었다.
Virus-induced gene silencing (VIGS)는 바이러스 vector를 매개체로 이용하여 식물체를 감염시켜 도입된 유전자의 endogenous 유전자의 식물세포 내 발현이 억제되어 그 유전자에 mutation이 일어났을 때와 같은 효과를 내는 기술이다. 현재 cucumber mosaic virus(CMV) Y strain을 이용한 VIGS vector system이 보고되었으나 아직까지 십자화과에서의 VIGS적용은 보고되지 않았다. 이에 본 연구에서는 CMV의 Gn-strain을 이용하여 원예작물에서 VIGS 및 overexpression을 시도하였다.
RNA1, RNA3는 Gn-CMV를, RNA2는 post-transcriptional gene silencing(PTGS) suppressor 역할을 하는 2b coding sequence 일부가 deletion 되어있고 목적유전자를 삽입할 수 있는 multiple cloning site(MCS)가 있는 CMV YR2-A1을 사용하였다. VIGS결과를 위한 phytoene desaturase(PDS)유전자로 Nicotiana benthamiana 부터NbPDS, Capsicum annum 부터 CaPDS, Cucumis sativus 부터 CsPDS2, Lycopersicon esculentum 부터 LePDS, Brassica rapa 로부터 BrPDS 를 사용하였다. 그리고 overexpression을 위한 reporter유전자로 enhanced green fluorescent protein(EGFP)를 삽입하여 분석하였다.
VIGS의 경우 담배, 고추, 토마토, 열무에 IVT과정을 통해 RNA수준에서 접종한 결과 각 PDS별로 접종 상위엽에서 황백화 현상이 일어남을 관찰할 수 있었다. 또한 VIGS의 경우 sequence homology에 의존적이며 이는 원예작물에서도 마찬가지로 적용된다는 것을 semi-quantitative RT-PCR로 확인하였다.
Overexpression은 담배에서 EGFP가 식물체 전체에 발현되는 모습을 보였지만, 고추, 토마토, 멜론에서는 접종엽에서만 국부적으로 발현되는 양상이 나타났다.
이번 연구는 CMV vector를 이용하여 가지과, 십자화과의 주요 원예작물에 성공적으로 VIGS를 적용시켰으며, CMV vector를 이용한 VIGS적용범위를 확대할 수 있었다.
Virus-induced gene silencing (VIGS) is an RNA-silencing technique using viral vectors carrying a partial fragment of a target gene in plant.
VIGS system using cucumber mosaic virus (CMV) has been widely used in reverse genetics studies, but its application to Cruciferae has not been reporte...
Virus-induced gene silencing (VIGS) is an RNA-silencing technique using viral vectors carrying a partial fragment of a target gene in plant.
VIGS system using cucumber mosaic virus (CMV) has been widely used in reverse genetics studies, but its application to Cruciferae has not been reported yet.
Therefore, we developed Gn-CNV vector, which is able to efficiently induce gene silencing not only in Cruciferae but also other horticultural crops.
RNA1 and RNA3 were derived from Gn-CMV and RNA2 (YR2-A1), which is partially deleted in 2b coding sequence acting as a post-transcriptional gene silencing (PTGS) suppressor as well as contain a multiple cloning site (MCS) for insertion of target gene, was derived from CMV Y strain.
To identify the efficiency of VIGS application, five phytoene desaturase genes (PDSs) were used as phenotypic markers; NbPDS from Nicotiana benthamiana, CaPDS from Capsicum annum, CsPDS2 from Cucumis sativus, LePDS from Lycopersicon esculentum, and BrPDS from Brassica rapa. In addition, enhanced green fluorescent protein (EGFP) gene was used as a reporter gene for overexpression analysis. Those were inoculated as in vitro transcripts (IVT) to N. benthamiana, C. annum, L. esculentum, and R. sativus L. respectively. As a result, photobleacing in upper leaves of inoculated one was observed from N. benthamiana, C. annum, L. esculentum and R. sativus L. In addition, using semi-quantitative RT-PCR, we found that sequence homology dependent characteristics of VIGS system was shown in horticultural crops. In case of EGFP overexpression analyses, EGFP expressed systemically in N. benthamiana whereas it expressed in only inoculated leaves of C. annum, L. esculentum, and C. melo. In this experiment, using Gn-CMV vector system, we could not only apply VIGS successfully but also extend the application range of VIGS to major horticultural crops of Solanaceae and Cruciferae.
Virus-induced gene silencing (VIGS) is an RNA-silencing technique using viral vectors carrying a partial fragment of a target gene in plant.
VIGS system using cucumber mosaic virus (CMV) has been widely used in reverse genetics studies, but its application to Cruciferae has not been reported yet.
Therefore, we developed Gn-CNV vector, which is able to efficiently induce gene silencing not only in Cruciferae but also other horticultural crops.
RNA1 and RNA3 were derived from Gn-CMV and RNA2 (YR2-A1), which is partially deleted in 2b coding sequence acting as a post-transcriptional gene silencing (PTGS) suppressor as well as contain a multiple cloning site (MCS) for insertion of target gene, was derived from CMV Y strain.
To identify the efficiency of VIGS application, five phytoene desaturase genes (PDSs) were used as phenotypic markers; NbPDS from Nicotiana benthamiana, CaPDS from Capsicum annum, CsPDS2 from Cucumis sativus, LePDS from Lycopersicon esculentum, and BrPDS from Brassica rapa. In addition, enhanced green fluorescent protein (EGFP) gene was used as a reporter gene for overexpression analysis. Those were inoculated as in vitro transcripts (IVT) to N. benthamiana, C. annum, L. esculentum, and R. sativus L. respectively. As a result, photobleacing in upper leaves of inoculated one was observed from N. benthamiana, C. annum, L. esculentum and R. sativus L. In addition, using semi-quantitative RT-PCR, we found that sequence homology dependent characteristics of VIGS system was shown in horticultural crops. In case of EGFP overexpression analyses, EGFP expressed systemically in N. benthamiana whereas it expressed in only inoculated leaves of C. annum, L. esculentum, and C. melo. In this experiment, using Gn-CMV vector system, we could not only apply VIGS successfully but also extend the application range of VIGS to major horticultural crops of Solanaceae and Cruciferae.
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