대두 칼모듈린 단백질, GmCaM-4를 발현하는 형질전환 감자의 무름병 저항성 확인 Identification of disease resistance to soft rot in transgenic potato plants that overexpress the soybean calmodulin-4 gene (GmCaM-4)원문보기
급속한 산업화와 인구증가에 따른 심각한 환경과 식량문제는 인류의 생존을 위협하는 가장 중요한 현안문제로 대두되고 있다. 또한, 인구 증가에 따른 식량부족을 해결하기 위하여 농약과 화학비료의 무분별한 사용으로 인하여 농토는 산성화되어 황폐화가 되고 있고 먹이사슬 및 자연생태계의 파괴는 더 많은 농약의 사용을 필요하고 있다. 과다한 농약 사용으로 경제적인 부담의 가중과 잔류 농약으로 인한 소비자의 건강을 위협하고 있다. 또한, 증가된 화석연료의 사용은 공기중의 이산화탄소를 증가시켜 지구 온도의 상승을 초래하고 있으며, 결과적으로 기상이변, 지구온난화 및 사막화 등의 심각한 환경문제를 초래했다. 특히, 서늘한 기온에서 잘 자라는 배추, 무우, 감자 등의 고령지 농작물의 질적인 저하를 초래하여 피해가 증가하고 있지만, 최근들어 감자와 같은 알카리성 건강식품의 붐으로 수요가 증가되고 있다. 본 연구에서 환경스트레스에 관여하는 대두의 특이적인 칼모듈린, GmCaM-4 유전자를 감자에 과발현 시켜서 PR 유전자들의 발현이 지속적으로 유지되어 식물방어 기작이 활성화 되었음을 확인하였다. 또한, 그 형질전환 식물체는 초민감성 세포사멸 현상을 보였고, 무름병을 일으키는 병원균인 Erwinia carotovora subsp. Carotovora (Ecc)를 이용하여 GmCaM-4가 과발현된 감자에서 병 저항성이 증가하는 것을 확인 하였다. 최종적으로 지금까지 많이 연구되고 보고된 유전자원인 대두의 GmCaM-4 유전자를 활용하여 주요 식량자원인 감자에서 과발현 형질전환 식물체를 확보하여 다양한 병 저항성 증가를 통한 작물 생산성 향상에 매우 우수한 기술로 기대되는 바이다.
급속한 산업화와 인구증가에 따른 심각한 환경과 식량문제는 인류의 생존을 위협하는 가장 중요한 현안문제로 대두되고 있다. 또한, 인구 증가에 따른 식량부족을 해결하기 위하여 농약과 화학비료의 무분별한 사용으로 인하여 농토는 산성화되어 황폐화가 되고 있고 먹이사슬 및 자연생태계의 파괴는 더 많은 농약의 사용을 필요하고 있다. 과다한 농약 사용으로 경제적인 부담의 가중과 잔류 농약으로 인한 소비자의 건강을 위협하고 있다. 또한, 증가된 화석연료의 사용은 공기중의 이산화탄소를 증가시켜 지구 온도의 상승을 초래하고 있으며, 결과적으로 기상이변, 지구온난화 및 사막화 등의 심각한 환경문제를 초래했다. 특히, 서늘한 기온에서 잘 자라는 배추, 무우, 감자 등의 고령지 농작물의 질적인 저하를 초래하여 피해가 증가하고 있지만, 최근들어 감자와 같은 알카리성 건강식품의 붐으로 수요가 증가되고 있다. 본 연구에서 환경스트레스에 관여하는 대두의 특이적인 칼모듈린, GmCaM-4 유전자를 감자에 과발현 시켜서 PR 유전자들의 발현이 지속적으로 유지되어 식물방어 기작이 활성화 되었음을 확인하였다. 또한, 그 형질전환 식물체는 초민감성 세포사멸 현상을 보였고, 무름병을 일으키는 병원균인 Erwinia carotovora subsp. Carotovora (Ecc)를 이용하여 GmCaM-4가 과발현된 감자에서 병 저항성이 증가하는 것을 확인 하였다. 최종적으로 지금까지 많이 연구되고 보고된 유전자원인 대두의 GmCaM-4 유전자를 활용하여 주요 식량자원인 감자에서 과발현 형질전환 식물체를 확보하여 다양한 병 저항성 증가를 통한 작물 생산성 향상에 매우 우수한 기술로 기대되는 바이다.
Calmodulin (CaM) mediates cellular Ca2+ signals in the defense responses of plants. We previously reported that GmCaM-4 and 5 are involved in salicylic acid-independent activation of disease resistance responses in soybean (Glycine max). Here, we generated a GmCaM-4 cDNA construct under the control ...
Calmodulin (CaM) mediates cellular Ca2+ signals in the defense responses of plants. We previously reported that GmCaM-4 and 5 are involved in salicylic acid-independent activation of disease resistance responses in soybean (Glycine max). Here, we generated a GmCaM-4 cDNA construct under the control of the cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter and transformed this construct into potato (Solanum tuberosum L.). The constitutive over-expression of GmCaM-4 in potato induced high-level expression of pathogenesis-related (PR) genes, such as PR-2, PR-3, PR-5, phenylalanine ammonia-lyase (PAL), and proteinase inhibitorII (pinII). In addition, the transgenic potato plants exhibited enhanced resistance against a bacterial pathogen, Erwinia carotovora ssp. Carotovora (ECC), that causes soft rot disease and showed spontaneous lesion phenotypes on their leaves. These results strongly suggest that a CaM protein in soybean, GmCaM-4, plays an important role in the response of potato plants to pathogen defense signaling.
Calmodulin (CaM) mediates cellular Ca2+ signals in the defense responses of plants. We previously reported that GmCaM-4 and 5 are involved in salicylic acid-independent activation of disease resistance responses in soybean (Glycine max). Here, we generated a GmCaM-4 cDNA construct under the control of the cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter and transformed this construct into potato (Solanum tuberosum L.). The constitutive over-expression of GmCaM-4 in potato induced high-level expression of pathogenesis-related (PR) genes, such as PR-2, PR-3, PR-5, phenylalanine ammonia-lyase (PAL), and proteinase inhibitorII (pinII). In addition, the transgenic potato plants exhibited enhanced resistance against a bacterial pathogen, Erwinia carotovora ssp. Carotovora (ECC), that causes soft rot disease and showed spontaneous lesion phenotypes on their leaves. These results strongly suggest that a CaM protein in soybean, GmCaM-4, plays an important role in the response of potato plants to pathogen defense signaling.
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문제 정의
2004a). 본 연구에서 구축한 감자 형질전환 식물체에서 PR유전자의 발현을 관찰하였다. GmCaM-4유전자의 발현이 잘 되고 있는 4개 (T20, T21, T56, T80)의 감자 형질전환 식물체에서 분리한 RNA를 이용하여 northernblot을 수행하였다(Fig.
본 연구에서는 대두에서 분리된 환경스트레스에 특이적으로 발현하는 GmCaM-4의 감자 형질전환 식물체 구축 및 병저항성 관여 유전자들의 발현에 따른 감자 형질전환 식물체의 초민감성 세포사멸(HR)에 관한 연구를 수행하였다.
제안 방법
MS 배지에서 2~4주 동안 성장한 형질전환 식물체의 잎을 alcoholic lactophenol (95%ethanol:lactophenol, 2:1)에 2분 동안 끓인 후, 70% 에탄올과 멸균수로 차례대로 세척하여 클로로필을 제거하였다. 70%glycerin으로 슬라이드 위에 올린 후 ultraviolet epifluorescencemicroscope를 사용하여 autofluorescence를 관찰하였다. GmCaM-4가 형질전환된 감자에서 병 저항성 연구를 위하여 국립식량과학원 고령지농업연구센터의 감자 포장에서 수확한 괴경에서 분리한 Erwinia carotovora subsp.
본 연구를 통하여 얻어진 다양한 결과를 바탕으로 병원성 세균인, Erwinia carotovora subsp. Carotovora(Ecc)를 국립식량과학원 고령지농업연구센터의 감자포장에서 수확한 괴경으로부터 분리하여 대조군과 GmCaM-4 형질전환 식물체에 처리하여 병 저항성을 분석하였다. Erwiniacarotovora subsp.
본 연구에서 구축한 감자 형질전환 식물체에서 PR유전자의 발현을 관찰하였다. GmCaM-4유전자의 발현이 잘 되고 있는 4개 (T20, T21, T56, T80)의 감자 형질전환 식물체에서 분리한 RNA를 이용하여 northernblot을 수행하였다(Fig. 2). 사용된 probe는 Table 1의 primer를사용하여 확보된 감자의 Phenylalanine ammonia-lyase (PAL),β-1,3-glucanase (PR-2), Chitinase (PR-3), Thaumatic-like protein(acidic PR-5), Osmotin-like protein (basic PR-5),그리고 Proteinase inhibitorII (pinII)의 유전자들을 사용하였다.
대두로부터 분리된 GmCaM-4 cDNA를 주형으로 사용하였고, Table 1에서 표시한 primers를 이용하여 감자 형질전환용vector 제작을 위하여 Polymerase Chain Reaction (PCR)을 수행하였다. PCR 산물은 pGEM-T Easy vector (Promega, Madison,WI, USA)를 사용하여 클로닝 후 염기서열을 분석하였다. 그리고, Xho I과 Xba I의 제한효소로 절단하고 선별마커를 bar유전자를 가지고 있는 Binary vector, pBin19 (Bevan, 1984)의cauliflower mosaic virus (CaMV 35S) promoter와 Nos terminator사이에 삽입하였다.
최종적으로 형질전환된 감자 식물체를 구축하기 위하여 소독된 감자의 잎을 5 mm ×5 mm의 자엽을 절편조각으로 만든 후, pBin19-GmCaM-4가형질전환된 Agrobacterium tumefaciens (LBA4404)을 감염시켜 감자 형질전환 식물체를 구축하였다. Phosphinothricin (PPT)는 pBin19-GmCaM-4를 포함하는 재조합 vector를 가지고 있는 형질전환 식물체 선별용으로 사용되었으며, 형질전환된 개체를 확보하기 위하여 선별배지에 0.5 mgL-1의 저농도 Phosphinothricin (PPT)을 사용하여 1차 선별 하고, 2.5 mgL-1의 PPT를 사용하여 최종적으로 재분화를 유도하였다. GmCaM-4가형질전환된 감자는 30 g LQ-1의 sucrose와 0.
UV cross-linker를 수행하여 이동된 RNA를 고정하고 각각의 유전자들을 위하여Table 1의 프라이머를 가지고 얻어진 PCR 산물들을 이용하여 α-[32P]dATP의 방사선 동위원소로 표지된 probe를 0.5 mMNa2HPO4 pH 7.2, 1 mM EDTA, 1% BSA, 7% SDS로 구성된hybridization buffer 에서 65°C 조건에서 18시간 동안 혼성화시킨 후, 2 x SSC (1 x SSC는 0.15 M NaCl, 0.015 M sodiumcitrate), 1% SDS의 washing buffer를 65°C에서 15분간 2번 반복하여 세척하고, 0.1 x SSC, 1% SDS의 washing buffer로 65°C에서 10분간 2번 반복하여 세척하였다.
그와 같은 반응은 형질전환된 감자에 병원균을 처리하지 않은 상태의 잎에서 UV-excitablefluorescent materials로 구별이 가능한 초민감성 세포사멸의 분석을 통하여 확인 할 수 있다. Vector가 형질전환된 대조구와 비교하여 GmCaM-4 유전자의 발현이 높음에 따라 PR 유전자의 발현이 가장 높은 T20과 T21의 형질전환 감자의 잎에서 autofluorescence materials의 축적을 UV 필터를 이용하여 확인하였다(Fig. 3A). 그와 같은 결과는 미리 입력된 신호에 의하여 HR과 유사한 표현형을 나타냄으로써, 병 저항성의 획득을 의미한다.
2008). 감자 형질전환 및 재분화를 위하여 2~3주 동안 배양병에서 성장한 감자의 잎을 멸균수와 70% 에탄올로 표면소독후 Tween-20을 포함하는 0.5% 차아염소산 나트륨(sodium hypochlorite) 용액으로 재소독 하였다. 그런 후 차아염소산 나트륨을 제거하기 위하여 멸균수로 반복하여 세척을 수행했다(Chunet al.
그리고, Xho I과 Xba I의 제한효소로 절단하고 선별마커를 bar유전자를 가지고 있는 Binary vector, pBin19 (Bevan, 1984)의cauliflower mosaic virus (CaMV 35S) promoter와 Nos terminator사이에 삽입하였다. 그런 후, pBin19-GmCaM-4를 제작하고Agrobacterium tumefaciens (LBA4404)를 이용한 감자 형질전환을 수행하였다(Visser et al. 1989). 최종적으로 형질전환된 감자 식물체를 구축하기 위하여 소독된 감자의 잎을 5 mm ×5 mm의 자엽을 절편조각으로 만든 후, pBin19-GmCaM-4가형질전환된 Agrobacterium tumefaciens (LBA4404)을 감염시켜 감자 형질전환 식물체를 구축하였다.
PCR 산물은 pGEM-T Easy vector (Promega, Madison,WI, USA)를 사용하여 클로닝 후 염기서열을 분석하였다. 그리고, Xho I과 Xba I의 제한효소로 절단하고 선별마커를 bar유전자를 가지고 있는 Binary vector, pBin19 (Bevan, 1984)의cauliflower mosaic virus (CaMV 35S) promoter와 Nos terminator사이에 삽입하였다. 그런 후, pBin19-GmCaM-4를 제작하고Agrobacterium tumefaciens (LBA4404)를 이용한 감자 형질전환을 수행하였다(Visser et al.
대두로부터 분리된 GmCaM-4 cDNA를 주형으로 사용하였고, Table 1에서 표시한 primers를 이용하여 감자 형질전환용vector 제작을 위하여 Polymerase Chain Reaction (PCR)을 수행하였다. PCR 산물은 pGEM-T Easy vector (Promega, Madison,WI, USA)를 사용하여 클로닝 후 염기서열을 분석하였다.
Dejima)에 형질전환하여 121개체의 식물체를 확보하였다. 또한, vector (Control)가 형질전환된 감자와 비교하여, GmCaM-4유전자의 발현정도를 분석하고자 재분화된 식물체에서 totalRNA를 분리하고 GmCaM-4유전자를 probe로 사용하여 northernblot을 수행하였다. 형질전환된 121개체의 감자 중에서 최종적으로 6개체를 선별하였고, 동일한 양의 RNA 전기영동 양상에 비교하여 T78과 T79 개체를 제외한 4개체에서 GmCaM-4유전자의 발현이 잘 되고 있었다.
그러므로, 감자에서 GmCaM-4유전자의 과발현으로 인하여 PR유전자들의발현이 증가된다는 결과를 시사하였다. 병 저항성 관련 유전자들의 발현율이 높은 두 개체 (T20과 T21)의 감자 형질전환 식물체를 사용하여 표현형 및 병 저항성 실험을 수행하였다.
이 균주는 LB 배지에서 28°C의 조건에서 24시간 동안 배양되었고 분광광도계를 이용하여 멸균수에서 5 × 108 CFU/ml의 농도의 미생물 현탁액을 사용하여 GmCaM-4가 형질전환된 식물체에 처리하였다.
2014). 중요한 식량자원인 감자에 병 저항성을 증가시키기 위하여 GmCaM-4 유전자를Xho I과 Xba I의 제한효소를 이용하여 CaMV 35S promoter를가지고 있는 binary vector인 pBin19 vector에 도입하였다(Fig.1A). 이렇게 구축된 pBin19-GmCaM-4 construct를 제작하고Agrobacterium tumefaciens에 도입하여 국내에서 재배가 많이 되지만 무름병에 약한 감자품종(Solanum tubersoum L.
초민감성 세포사멸 분석을 위하여 GmCaM-4가 형질전환된 감자의 잎을 사용하여 autofluorescence 검사를 수행하였다(Dietrich et al. 1994; Park et al. 2004a). MS 배지에서 2~4주 동안 성장한 형질전환 식물체의 잎을 alcoholic lactophenol (95%ethanol:lactophenol, 2:1)에 2분 동안 끓인 후, 70% 에탄올과 멸균수로 차례대로 세척하여 클로로필을 제거하였다.
최종적으로 형질전환된 감자 식물체를 구축하기 위하여 소독된 감자의 잎을 5 mm ×5 mm의 자엽을 절편조각으로 만든 후, pBin19-GmCaM-4가형질전환된 Agrobacterium tumefaciens (LBA4404)을 감염시켜 감자 형질전환 식물체를 구축하였다.
그러므로, 환경스트레스에 반응하는 GmCaM-4의 전사조절부위(promoter)의 기능 및 기작 연구가 보고되었다. 특히, 병원균과 고염에 반응 하는 전사조절 부위(-1207 to -1128 bp; -858 to -728 bp)에 결합하는 각각 ZF-HD와 GT-1 like전사조절인자를 확인하였다(Park et al. 2004b; 2007;2009; 2010). 이와 같은 다양한 결과를 바탕으로 GmCaM-4를 작물에 활용하기 위하여, 감자 형질전환 식물체의 무름병저항성 및 농업적 특성 연구를 수행하였다(Sohn et al.
대상 데이터
GmCaM-4가 형질전환된 감자에서 병 저항성 연구를 위하여 국립식량과학원 고령지농업연구센터의 감자 포장에서 수확한 괴경에서 분리한 Erwinia carotovora subsp. Carotovora (Ecc) 균주를 사용하였다(Chun et al. 2011). 이 균주는 LB 배지에서 28°C의 조건에서 24시간 동안 배양되었고 분광광도계를 이용하여 멸균수에서 5 × 108 CFU/ml의 농도의 미생물 현탁액을 사용하여 GmCaM-4가 형질전환된 식물체에 처리하였다.
(2011)의 방법에 따라 RNA blot을 수행하였다. GmCaM-4가 형질전환된 감자에서 total RNA를 TRIzol 시약(Invitrogen, Carlsbad, CA,USA)을 사용하여 분리하였다. 분리된 total RNA의 20 ㎍을1.
또한, 유전자의 클로닝을 위하여 Escherichia coli XL1-BlueMRF’와 DH5α를 사용하였고(Stratagene, USA), 감자 형질전환을 위하여 Agrobacterium tumefaciens의 LBA4404 균주가 사용되었다.
사용된 probe는 Table 1의 primer를사용하여 확보된 감자의 Phenylalanine ammonia-lyase (PAL),β-1,3-glucanase (PR-2), Chitinase (PR-3), Thaumatic-like protein(acidic PR-5), Osmotin-like protein (basic PR-5),그리고 Proteinase inhibitorII (pinII)의 유전자들을 사용하였다.
식량작물인 감자를 이용하여 GmCaM-4 (NCBI Gene ID: 547787)의 형질전환을 위한 감자 품종(Solanum tubersoum L. cv. Dejima)이 사용 되었고 이 식물체는 23°C의 온도와 8시간 광/16시간 암 주기로 4,000 lux 조건에서 성장하였다(Goo et al. 2008).
1A). 이렇게 구축된 pBin19-GmCaM-4 construct를 제작하고Agrobacterium tumefaciens에 도입하여 국내에서 재배가 많이 되지만 무름병에 약한 감자품종(Solanum tubersoum L. cv.Dejima)에 형질전환하여 121개체의 식물체를 확보하였다. 또한, vector (Control)가 형질전환된 감자와 비교하여, GmCaM-4유전자의 발현정도를 분석하고자 재분화된 식물체에서 totalRNA를 분리하고 GmCaM-4유전자를 probe로 사용하여 northernblot을 수행하였다.
이론/모형
형질전환된 감자에서 GmCaM-4와 병 저항성에 관여하는 유전자들의 발현도를 분석하기 위하여 Chun et al. (2011)의 방법에 따라 RNA blot을 수행하였다. GmCaM-4가 형질전환된 감자에서 total RNA를 TRIzol 시약(Invitrogen, Carlsbad, CA,USA)을 사용하여 분리하였다.
성능/효과
또한, 그 형질전환 식물체는 초민감성 세포사멸 현상을 보였고, 무름병을 일으키는 병원균인Erwinia carotovora subsp. Carotovora (Ecc)를 이용하여 GmCaM-4가 과발현된 감자에서 병 저항성이 증가하는 것을 확인 하였다. 최종적으로 지금까지 많이 연구되고 보고된 유전자원인대두의 GmCaM-4 유전자를 활용하여 주요 식량자원인 감자에서 과발현 형질전환 식물체를 확보하여 다양한 병 저항성증가를 통한 작물 생산성 향상에 매우 우수한 기술로 기대되는 바이다.
1B). 그 결과는 대두의 GmCaM-4 유전자가 CaMV 35S promoter에 의해서 형질전환에 사용한 감자에서 발현이 잘 되고 있음을 보여주는 결과이다.
대조구인 vector가 형질전환된 감자에서 PR 유전자들의 발현을 비교하여, 4개의 개체중에서 GmCaM-4의 발현율이 높은 T20과 T21의식물체에서 PR 유전자들의 발현이 높았다. 그러므로, 감자에서 GmCaM-4유전자의 과발현으로 인하여 PR유전자들의발현이 증가된다는 결과를 시사하였다. 병 저항성 관련 유전자들의 발현율이 높은 두 개체 (T20과 T21)의 감자 형질전환 식물체를 사용하여 표현형 및 병 저항성 실험을 수행하였다.
사용된 probe는 Table 1의 primer를사용하여 확보된 감자의 Phenylalanine ammonia-lyase (PAL),β-1,3-glucanase (PR-2), Chitinase (PR-3), Thaumatic-like protein(acidic PR-5), Osmotin-like protein (basic PR-5),그리고 Proteinase inhibitorII (pinII)의 유전자들을 사용하였다. 대조구인 vector가 형질전환된 감자에서 PR 유전자들의 발현을 비교하여, 4개의 개체중에서 GmCaM-4의 발현율이 높은 T20과 T21의식물체에서 PR 유전자들의 발현이 높았다. 그러므로, 감자에서 GmCaM-4유전자의 과발현으로 인하여 PR유전자들의발현이 증가된다는 결과를 시사하였다.
과다한 농약 사용으로 경제적인 부담의 가중과 잔류 농약으로 인한 소비자의 건강을 위협하고 있다. 또한, 증가된 화석연료의 사용은 공기중의 이산화탄소를 증가시켜 지구 온도의 상승을 초래하고 있으며, 결과적으로 기상이변, 지구온난화 및 사막화등의 심각한 환경문제를 초래했다. 특히, 서늘한 기온에서 잘 자라는 배추, 무우, 감자 등의 고령지 농작물의 질적인 저하를 초래하여 피해가 증가하고 있지만, 최근들어 감자와 같은 알카리성 건강식품의 붐으로 수요가 증가되고 있다.
특히, 서늘한 기온에서 잘 자라는 배추, 무우, 감자 등의 고령지 농작물의 질적인 저하를 초래하여 피해가 증가하고 있지만, 최근들어 감자와 같은 알카리성 건강식품의 붐으로 수요가 증가되고 있다. 본 연구에서 환경스트레스에 관여하는 대두의 특이적인 칼모듈린, GmCaM-4 유전자를 감자에 과발현 시켜서 PR 유전자들의 발현이 지속적으로 유지되어 식물방어 기작이 활성화되었음을 확인하였다. 또한, 그 형질전환 식물체는 초민감성 세포사멸 현상을 보였고, 무름병을 일으키는 병원균인Erwinia carotovora subsp.
또한, vector (Control)가 형질전환된 감자와 비교하여, GmCaM-4유전자의 발현정도를 분석하고자 재분화된 식물체에서 totalRNA를 분리하고 GmCaM-4유전자를 probe로 사용하여 northernblot을 수행하였다. 형질전환된 121개체의 감자 중에서 최종적으로 6개체를 선별하였고, 동일한 양의 RNA 전기영동 양상에 비교하여 T78과 T79 개체를 제외한 4개체에서 GmCaM-4유전자의 발현이 잘 되고 있었다. 또한, T20과 T21 개체에서GmCaM-4 유전자의 발현도가 가장 높음을 보였다(Fig.
후속연구
2013). 그 결과를 바탕으로 다양한 작물에 환경저항성 증가를 위한 유전자의 활용에 관한 연구가 필요 할 것이다(Rao et al. 2014). 중요한 식량자원인 감자에 병 저항성을 증가시키기 위하여 GmCaM-4 유전자를Xho I과 Xba I의 제한효소를 이용하여 CaMV 35S promoter를가지고 있는 binary vector인 pBin19 vector에 도입하였다(Fig.
대두의 GmCaM-4는 세포 신호전달과정에서 생물학적 및 비생물학적 환경스트레스에 관여하는 단백질로써 다양한 기능을 수행할 것이다. 그러므로, 환경스트레스에 반응하는 GmCaM-4의 전사조절부위(promoter)의 기능 및 기작 연구가 보고되었다.
이와 같은 현상에 의하여 폭우, 지진, 한파, 태풍과 같은 기상이변은 농작물의 생산력을 예측 할 수 없게 만들어 인류의 생존에 크나큰 위협으로 다가올 것이다. 또한, 병충해의 성장을 빠르게 할 뿐만 아니라 이동을 자유롭게 하여 농업생태계의 큰 피해를 확산 시킬 것이다. 이와 함께, 병충해에 의한 농작물 손실의 감소를 위한 광범위한 화학비료와 농약의 의존은 다양한 내성 병원균들의 발생을 유도하여 최종적으로 더욱 심각한 농작물의 피해가 발생되게 될 것이다.
또한, 병충해의 성장을 빠르게 할 뿐만 아니라 이동을 자유롭게 하여 농업생태계의 큰 피해를 확산 시킬 것이다. 이와 함께, 병충해에 의한 농작물 손실의 감소를 위한 광범위한 화학비료와 농약의 의존은 다양한 내성 병원균들의 발생을 유도하여 최종적으로 더욱 심각한 농작물의 피해가 발생되게 될 것이다. 그러므로, 작물의 병 저항성 적응 기작 연구를 통한유용 유전자의 확보와 활용을 통한 생산량 증대와 같은 농업생태계의 지속성 및 생태적 다양성 확보가 필요하다.
Carotovora (Ecc)를 이용하여 GmCaM-4가 과발현된 감자에서 병 저항성이 증가하는 것을 확인 하였다. 최종적으로 지금까지 많이 연구되고 보고된 유전자원인대두의 GmCaM-4 유전자를 활용하여 주요 식량자원인 감자에서 과발현 형질전환 식물체를 확보하여 다양한 병 저항성증가를 통한 작물 생산성 향상에 매우 우수한 기술로 기대되는 바이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
지구온난화의 특징은?
지구온난화는 전세계적으로 중요한 환경문제의 하나로 대두되고 있으며 19세기에서 20세기의 약 100년 동안 지구의평균온도는 0.3 ~ 0.6°C 정도 상승하였으며, 한반도 내륙에서는 지난 100년 동안 기온이 약 1.4°C 상승하였다(Korea Meterological Admistration 2008). 이는 지구의 평균기온 상승률의 2배에 이르는 수치이다.
지구온난화가 가져오는 위협은?
이는 지구의 평균기온 상승률의 2배에 이르는 수치이다. 이와 같은 현상에 의하여 폭우, 지진, 한파, 태풍과 같은 기상이변은 농작물의 생산력을 예측 할 수 없게 만들어 인류의 생존에 크나큰 위협으로 다가올 것이다. 또한, 병충해의 성장을 빠르게 할 뿐만 아니라 이동을 자유롭게 하여 농업생태계의 큰 피해를 확산 시킬 것이다.
대두에 존재하는 칼모듈린은?
대두에서는 GmCaM-1부터 GmCaM-5의 5개의 칼모듈린이 존재하며 아미노산 유사성과 기능에서의 차이로 크게 두개의 그룹으로 나눌 수 있다. 아미노산을 비교해 보면,GmCaM-1에서 GmCaM-3는 동물의 칼모듈린과 96% 정도의유사성을 보여주며 GmCaM-4와 GmCaM-5는 GmCaM-1과 비교해서 78%의 낮은 아미노산 유사성을 보여 줌으로써 지금까지 보고된 칼모듈린 중에서 담배의 NtCaM13과 함께 하나의 독립된 그룹으로 분류되고 있다(Lee et al.
참고문헌 (45)
Bevan M (1984) Binary Agrobacterium vectors for plant transformation. Nucleic Acids Res 12:8711-8721
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