| 저자(한글) |
LU, Li-li,QU, Ling-bo,YANG, Zuo-ren,YANG, Zhao-en,ZHENG, Wu,GE, Xiao-yang,LI, Fu-guang |
| 초록 |
구성 광형태 형성 및 왜성 유전자(constitutive photomorphogenesis and dwarf, CPD)는 브라시노스테로이드(brassinosteroids, BRs)의 합성과 관련되는 핵심 율속효소(rate-limiting enzyme)이다. 목화(cotton) 내 CPD 유전자의 발현 패턴을 연구하고 그 기능을 검증하고자, RT-PCR기법을 이용하여 최초로 아시아면(Gossypium arboreum L.) 스시야 1호(Shixiya 1)에서 1개 시토크롬(cytochrome) P450의 모노산소첨가효소(monooxygenase) 유전자 GaCPD2(GenBank 등록번호: KJ183066)를 클로닝하였다. 생물정보학적 분석을 통하여, 해당 유전자 CDS의 서열 길이가 1,413 bp이고 470개의 아미노산을 코딩할 수 있으며, 이론적 상대 분자량이 53.98kD, 이론적 등전점이 9.40, 주요하게 α나선(alpha helix), β회전(beta turn), 확대 사슬(extended chain), 불규칙 코일(random coil)로 구성되었다는 것을 알 수 있었다. 다중서열을 비교한 결과, GaCPD2는 시토크롬 P450의 보수적 도메인을 갖고 있었으며, 아미노산 서열과 기타 이미 보고된 생물종 중의 상동성 유전자의 유사성은 최대로 84.0%에 달하였다. 형광 정량 PCR 검사 결과, GaCPD2는 뿌리, 줄기, 잎, 꽃과 섬유조직에서 모두 발현하였으며, 꽃이 핀 후 10일이 지났을 때 섬유조직 내 발현량이 가장 높았는데, 0DPA의 약 10배였다. GaCPD2 유전자 촉진제의 서열을 클로닝한 후, 생물정보학적 분석을 통하여, GaCPD2 유전자 촉진제에 광반응과 연관이 있는 시스 작용 요소(cis-acting element) 및 부분적 스트레스 반응 요소가 대량으로 들어있다는 것을 알 수 있었다. 이로부터 해당 유전자가 빛에 의해 제어되며 또한 스트레스 반응에 참여한다고 추정하였다. 과발현 벡터에 의해 형질전환 된 애기장대(Arabidopsis thaliana)의 브라시노스테로이드 합성 돌연변이체 cpd91(Columbia 배경)를 구축한 후, 형질전환 계통의 잎 펴기(flattened leaf), 초장(plant height) 및 야생형으로 회복된 임성 회복 계통을 발견할 수 있었는데, 이는 GaCPD2 유전자가 BR 합성 과정에서 중요한 역할을 한다는 것을 설명한다. 해당 연구는 브라시노스테로이드가 목화의 생장과 발육에 미치는 영향을 연구하는데 기초적 데이터를 제공하며, BR에 의해 조절되는 초형(plant type)과 생산량 특성의 분자 메커니즘을 제시하는데 도움이 된다. |
