| 초록 |
열충격 전사인자(heat shock transcription factors, Hsfs)는 식물의 열 스트레스 저항 및 기타 항스트레스 반응과정에서 중요한 조절작용을 한다. 기존의 연구는 주요하게 모델 식물 애기장대(Arabidopsis thaliana)와 토마토(Lycopersicon esculentum)를 기반으로 진행되었으며, 옥수수(Zea mays)에 관한 연구는 적다. 본 연구는 상동성 유전자 클로닝 기법을 통하여, 42 ℃의 열 스트레스로 1시간 처리한 옥수수 어린잎에서 옥수수 열충격 전사인자 유전자ZmHsf06(GenBank 등록번호: GRMZM2G115456_T01)를 클로닝한 후, 다양한 기관 내 해당 유전자의 발현 수준과 준세포의 위치결정을 분석하였다. 연구 결과, ZmHsf06 코딩서열의 전체길이는 1,584 bp, 527개 아미노산을 코딩할 수 있었으며, 전형적인 Hsf패밀리의 DNA 결합 도메인을 포함하고 있었다. 서열 분석 결과, 해당 단백질에는 핵국재화 신호(nuclear localization signal) 서열 KKRR, 핵출력 신호 서열 IGDLTEQM과 서열이 DSFWEQFL인 AHA(aromatic, large hydrophobicand acidic amino residues) 활성화 도메인이 포함되었다. 정상적인 생장조건에서, ZmHsf06는 옥수수 유묘의 뿌리, 줄기와 잎 및 개화기의 기능성 잎, 어린 이삭, 어린 배와 꽃가루 내에서 모두 다양한 정도로 발현하였다. 유묘기에는 뿌리 내 발현량이 비교적 높았다. 개화기에는 꽃가루에서의 발현이 가장 높았으며, 기능성 잎이 가장 낮았다. 42℃의 열 스트레스, 외인성 아브시스산(abscisic acid, ABA)과 염분 스트레스로 처리하였을 때, ZmHsf06의 발현이 모두 상향조절되었다. 양파(Allium cepa L.) 내 표피에서 융합 단백을 일시적으로 발현시킴으로써, 정상적인 조건에서 ZmHsf06이 세포핵에 위치하며 37℃의 열 스트레스로 자극한 후 세포핵에서만 GFP형광을 관찰할 수 있다는 것을 발견하였다. 옥수수 ZmHsf06이 전사 수준에서 옥수수 꽃가루의 발육을 유도하고, 다양한 스트레스를 조절하는 과정에 참여하며, 또 세포핵 내에서 상기 기능을 수행한다고 추정하였다. 본 연구는 옥수수의 열충격 전사인자 패밀리 유전자를 전면적으로 클로닝, 이해하여 그 생물학적 기능을 한층 더 규명하는 데 이론적 근거를 제공하였다. |
