초록

본 발명은 벼에서 분리된 개화시기 및/또는 줄기신장 조절인자 OsMADS50, OsMADS51, OsMADS56, OsMADS14, OsTRX1, OsVIN2, OsCOL4 및 OsCOL8로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자와, 상기 유전자를 포함하는 DNA 구조체, 상기 DNA 구조체로 형질전환된 트랜스제닉 식물체 및 상기 유전자를 이용하여 식물의 개화시기 및/또는 줄기신장을 조절하는 방법에 관한 것으로, 본 발명을 통해 다양한 식물의 개화시기와 줄기신장을 조절함으로써 다양한 농업적 이익을 꾀할 수 있다.

대표청구항 ▼

SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 5의 염기서열을 갖는 OSMADS56 유전자; SEQ ID NO: 17의 염기서열을 갖는 C 도메인 코딩 서열을 포함하는 3' 말단이 제거된 TRUNCATED OSMADS14 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; SEQ ID NO: 11의 염기서열을 갖는 OSCOL4 유전자; 및 SEQ

SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 5의 염기서열을 갖는 OSMADS56 유전자; SEQ ID NO: 17의 염기서열을 갖는 C 도메인 코딩 서열을 포함하는 3' 말단이 제거된 TRUNCATED OSMADS14 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; SEQ ID NO: 11의 염기서열을 갖는 OSCOL4 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 벼의 개화시기 조절인자.제1항에 있어서, SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖고, 개화 촉진 활성을 갖는, 벼의 개화시기 조절인자.제1항에 있어서, SEQ ID NO: 5의 염기서열을 갖는 OSMADS56 유전자; 및 SEQ ID NO: 11의 염기서열을 갖는 OSCOL4 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖고, 개화 억제 활성을 갖는, 벼의 개화시기 조절인자.제1항에 있어서, SEQ ID NO: 17의 염기서열을 갖는 C 도메인 코딩 서열을 포함하는 3' 말단이 제거된 TRUNCATED OSMADS14 유전자를 갖고, 단일조건하에서는 개화 촉진 활성을 갖고 장일조건하에서는 개화 억제 활성을 갖는, 벼의 개화시기 조절 인자.단자엽 식물의 개화시기 조절인자로서, 상기 단자엽 식물에서의 벼의 SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 5의 염기서열을 갖는 OSMADS56 유전자; SEQ ID NO: 17의 염기서열을 갖는 C 도메인 코딩 서열을 포함하는 3' 말단이 제거된 TRUNCATED OSMADS14 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; SEQ ID NO: 11의 염기서열을 갖는 OSCOL4 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자에 상응하는 유전자를 갖는 개화시기 조절인자.SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자를 갖는 벼의 줄기 신장 조절 인자.제1항의 개화시기 조절 인자로부터 생산되는 단백질로서, SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 14, 및 SEQ ID NO: 18로 이루어진 군 중에서 선택된 아미노산 서열을 갖는 개화시기 조절 단백질.SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 5의 염기서열을 갖는 OSMADS56 유전자; SEQ ID NO: 17의 염기서열을 갖는 C 도메인 코딩 서열을 포함하는 3' 말단이 제거된 TRUNCATED OSMADS14 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; SEQ ID NO: 11의 염기서열을 갖는 OSCOL4 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자를 포함하는 DNA 구조체로서,상기 개화시기 조절인자는 식물에서 작용가능한 STRONG PROMOTER와 작동가능하게 연결되거나, 식물에서 작용가능한 인핸서와 작동 가능하게 연결되어 과발현이 유도되거나, 식물 유전자내에 삽입 가능한 외래 유전자 또는 내생 TRANSPOSON이 삽입되거나, 상기 서열이 전부 또는 일부 변형되어 기능 상실이 유도된 것인, DNA 구조체.제8항에 있어서, 상기 개화시기 조절인자가 MAIZE UBIQUITIN(UBI) PROMOTER와 작동 가능하게 연결되어 과발현이 유도된 것인 DNA 구조체.제8항에 있어서, 상기 개화시기 조절인자가 프로모터 영역에 삽입된 T-DNA 내의 35S 인핸서에 의하여 과발현이 유도된 것인 DNA 구조체.제8항에 있어서, 상기 개화시기 조절인자의 특정 영역에 T-DNA 또는 내생 트랜스포존이 삽입되어 기능 상실이 유도된 것인 DNA 구조체.제8항에 있어서, 상기 개화시기 조절인자가 전부 또는 일부 변형되어 기능상실이 유도된 것인 DNA 구조체.제8항에 있어서, SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자를 포함하고, 상기 OSMADS50 유전자가 4번째 인트론에 T-DNA 가 삽입되어 기능 상실이 유도된 것인, DNA 구조체.제8항에 있어서, SEQ ID NO: 11의 염기서열을 갖는 OSCOL4 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자를 포함하고, 상기 개화시기 조절인자가 첫 번째 엑손 또는 3' UTR 영역에 T-DNA가 삽입되어 기능상실이 유도된 것인, DNA 구조체.SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 5의 염기서열을 갖는 OSMADS56 유전자; SEQ ID NO: 17의 염기서열을 갖는 C 도메인 코딩 서열을 포함하는 3' 말단이 제거된 TRUNCATED OSMADS14 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; SEQ ID NO: 11의 염기서열을 갖는 OSCOL4 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자를 포함하는 DNA 구조체에 의하여 형질전환된 트랜스제닉 식물, 식물의 일부 또는 식물 세포로서,상기 DNA 구조체에 포함된 개화시기 조절인자는 식물에서 작용가능한 STRONG PROMOTER와 작동가능하게 연결되거나, 식물에서 작용가능한 인핸서와 작동 가능하게 연결되어 과발현이 유도되거나, 식물 유전자내에 삽입 가능한 외래 유전자 또는 내생 TRANSPOSON이 삽입되거나, 상기 서열이 전부 또는 일부 변형되어 기능 상실이 유도되어, 개화가 촉진되거나 억제된,트랜스제닉 식물, 식물의 일부 또는 식물 세포.제15항에 있어서, SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자를 포함하는 DNA 구조체에 의하여 형질전환되고, 상기 개화시기 조절인자가 MAIZE UBIQUITIN(UBI) PROMOTER와 작동 가능하게 연결되어 과발현이 유도된 것이어서 개화가 촉진된, 트랜스제닉 식물, 식물의 일부 또는 식물 세포.제15항에 있어서, SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자를 포함하는 DNA 구조체에 의하여 형질전환되고, 상기 개화시기 조절인자가 프로모터 영역에 삽입된 T-DNA 내의 35S 인핸서에 의하여 과발현이 유도된 것이어서 개화가 촉진된, 트랜스제닉 식물, 식물의 일부 또는 식물 세포.제15항에 있어서, SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자를 포함하는 DNA 구조체에 의하여 형질전환되고, 상기 개화시기 조절인자가 특정 영역에 T-DNA 또는 내생 트랜스포존이 삽입되어 기능 상실이 유도된 것이어서 개화가 억제된, 트랜스제닉 식물, 식물의 일부 또는 식물 세포.제15항에 있어서, SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자를 포함하는 DNA 구조체에 의하여 형질전환되고, 상기 개화시기 조절인자가 전부 또는 일부 변형되어 기능상실이 유도된 것이어서 개화가 억제된, 트랜스제닉 식물, 식물의 일부 또는 식물 세포.제15항에 있어서,SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자를 갖는 개화시기 조절인자를 포함하는 DNA 구조체로 형질전환되고, 상기 OSMADS50 유전자가 4번째 인트론에 T-DNA 가 삽입되어 기능 상실이 유도된 것이거나,SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자를 포함하는 DNA 구조체로 형질전환되고, 상기 개화시기 조절인자가 첫 번째 엑손 또는 3' UTR 영역에 T-DNA가 삽입되어 기능상실이 유도된 것이어서,개화가 억제된, 트랜스제닉 식물, 식물의 일부 또는 식물 세포.제15항에 있어서, SEQ ID NO: 5의 염기서열을 갖는 OSMADS56 유전자 및 SEQ ID NO: 11의 염기서열을 갖는 OSCOL4 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자를 포함하는 DNA 구조체로 형질전환되고, 상기 개화시기 조절인자가 STRONG PROMOTER와 작동가능하게 연결되거나 프로모터 영역에 인핸서를 갖는 식물 유전자내 삽입 가능한 외래 유전자가 삽입됨으로써 과발현이 유도된 것이어서, 개화가 억제된 트랜스제닉 식물, 식물의 일부 또는 식물 세포.제15항에 있어서, SEQ ID NO: 5의 염기서열을 갖는 OSMADS56 유전자 및 SEQ ID NO: 11의 염기서열을 갖는 OSCOL4 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자를 포함하는 DNA 구조체로 형질전환되고, 상기 개화시기 조절인자가 특정위치에 T-DNA 또는 내생 트랜스포존이 삽입되거나 서열이 전부 또는 일부가 변형되어 기능 상실이 유도된 것이어서, 개화가 촉진된, 트랜스제닉 식물, 식물의 일부 또는 식물 세포.제15항에 있어서, SEQ ID NO: 17의 염기서열을 갖는 C 도메인 코딩 서열을 포함하는 3' 말단이 제거된 TRUNCATED OSMADS14 유전자를 갖는 개화시기 조절 인자를 포함하는 DNA 구조체로 형질전환되고, C 도메인 부분이 제거된 OSMADS14 부분 단백질이 과발현되어, 개화가 촉진된, 트랜스제닉 식물, 식물의 일부 또는 식물 세포.제15항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물이 벼인 트랜스제닉 식물, 식물의 일부분 또는 식물 세포.SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 5의 염기서열을 갖는 OSMADS56 유전자; SEQ ID NO: 17의 염기서열을 갖는 C 도메인 코딩 서열을 포함하는 3' 말단이 제거된 TRUNCATED OSMADS14 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; SEQ ID NO: 11의 염기서열을 갖는 OSCOL4 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자를,식물에서 작용가능한 STRONG PROMOTER와 작동가능하게 연결시키거나, 식물에서 작용가능한 인핸서와 작동 가능하게 연결시켜 과발현을 유도하거나,식물 유전자내에 삽입 가능한 외래 유전자 또는 내생 TRANSPOSON를 삽입시키거나, 상기 서열이 전부 또는 일부를 변형시켜 기능 상실을 유도하여,식물의 개화를 촉진시키거나 억제시키는 식물의 개화 조절 방법.제25항에 있어서, SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자를,MAIZE UBIQUITIN(UBI) PROMOTER와 작동 가능하게 연결시켜 과발현을 유도시킴으로써 개화를 촉진시키는 식물의 개화 조절 방법.제25항에 있어서, SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자의 프로모터 영역에 T-DNA를 삽입시켜, 상기 삽입된 T-DNA 내의 35S 인핸서에 의하여 과발현을 유도시킴으로써 개화를 촉진시키는, 식물의 개화 조절 방법.제25항에 있어서, SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자의 특정 영역에 T-DNA 또는 내생 트랜스포존을 삽입시켜 기능 상실을 유도시킴으로써 개화를 억제시키는, 식물의 개화 조절 방법.제25항에 있어서, SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자; SEQ ID NO: 3의 염기서열을 갖는 OSMADS51 유전자; SEQ ID NO: 7의 염기서열을 갖는 OSTRX1 유전자; SEQ ID NO: 9의 염기서열을 갖는 OSVIN2 유전자; 및 SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자의 염기서열 전부 또는 일부를 변형시켜 기능상실을 유도함으로써 개화를 억제시키는, 식물의 개화 조절 방법.제25항에 있어서,SEQ ID NO: 1의 염기서열을 갖는 OSMADS50 유전자의 4번째 인트론에 T-DNA를 삽입시켜 기능 상실을 유도시키거나,SEQ ID NO: 13의 염기서열을 갖는 OSCOL8 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자의 첫 번째 엑손 또는 3' UTR 영역에 T-DNA를 삽입시켜 기능상실을 유도시킴으로써,개화를 억제시키는, 식물의 개화 조절 방법.제25항에 있어서, SEQ ID NO: 5의 염기서열을 갖는 OSMADS56 유전자 및 SEQ ID NO: 11의 염기서열을 갖는 OSCOL4 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자를 STRONG PROMOTER와 작동가능하게 연결시키거나, 프로모터 영역에 인핸서를 갖는 식물 유전자내 삽입 가능한 외래 유전자를 삽입시킴으로써 과발현을 유도시킴으로써 개화를 억제시키는, 식물의 개화 조절 방법.제25항에 있어서, SEQ ID NO: 5의 염기서열을 갖는 OSMADS56 유전자 및 SEQ ID NO: 11의 염기서열을 갖는 OSCOL4 유전자로 이루어진 군 중에서 선택된 유전자를 갖는 개화시기 조절인자의 특정위치에 T-DNA 또는 내생 트랜스포존을 삽입시키거나, 서열의 전부 또는 일부가 결실시켜 기능 상실을 유도함으로써 개화를 촉진시키는, 식물의 개화 조절 방법.제25항에 있어서, SEQ ID NO: 14 또는 SEQ ID NO: 15의 염기서열을 갖는 OSMADS14 유전자의 C 도메인 코딩 서열을 포함하는 3' 말단을 제거하여 SEQ ID NO: 18의 아미노산 서열을 갖는 C 도메인 부위가 제거된 OSMADS14 단백질을 과발현시킴으로써, 개화를 촉진시키는, 식물의 개화시기 조절 방법.제25항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물이 벼인 식물의 개화 조절 방법.식물 세포를 준비하고;상기 식물 세포를 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 DNA 구조체로 형질전환시키고,상기 얻어진 형질전환세포를 배양하는 단계를 포함하는;개화시기가 조절된 트랜스제닉 식물, 식물의 일부 또는 식물 세포의 제조 방법.SEQ ID NO: 1의 OSMADS50 유전자의 발현을 과발현시키거나 기능 상실시키는 단계를 포함하는 식물의 줄기신장 조절 방법.