| 저자(한글) |
WANG, Feng-de,TAN, Ting-ting,ZHANG, Yi-hui,LI, Jing-juan,LI, Hua-yin,LI, Li-bin,LIU, Li-feng,Gao, Jian-wei |
| 초록 |
최근 가정구조의 변화로 시장에서 작은 배추(Brassica rapa L.ssp.pekinensis)의 수요량이 점점 더 증가하고 있다. 잎사귀 발육을 제어하는 유전자의 클론 및 기능 연구는 작은 배추 품종의 육종을 가속화 할 것이다. 본 연구는 RT-PCR 방법을 이용하여 배추 자식계통(inbred line)의 푸산바오타오(Fushanbaotou) 잎사귀에서 TCP 제2 하위집단(second subgroups) 유전자를 분리하여 BrTCP24라고 명명하였다. BrTCP24 유전자의 코딩지역에는 인트론(intron)이 없고, 개방형 해독틀(open reading frame, ORF)의 전체 길이는 1221bp이며, 406의 아미노산을 코딩하는 것으로 예측되었다. 그리고 MEGA4.0 소프트웨어를 이용하여 BrTCP24와 애기장대(Arabidopsis thaliana) TCP 그룹의 유전자에 대하여 계통발생분석(phylogenetic analysis)을 진행한 결과, BrTCP24과 AtTCP3는 같은 그룹에 속하며, 또한 진화과정에서 비교적 가까운 근연관계가 있었다. DNAMAN 소프트웨어로 BrTCP24와 AtTCP3 단백질을 다중서열분석(multiple sequence alignment analysis)한 결과, BrTCP24와 AtTCP3 단백질의 아미노산 배열의 일치성은 55.17%에 달하였으며, 또한 보수적인 TCP 구조의 일치성도 91.53%에 달하였다. 이러한 진화과정의 근연관계와 서열의 보수성은 BrTCP24와 AtTCP3 단백질이 유사한 생물학적 기능이 있다는 것을 설명한다. 반정량 RT-PCR(semiquantitive RT-PCR) 분석을 진행한 결과, BrTCP24 유전자는 배추의 뿌리, 줄기, 외부 잎사귀(rosette leaves), 접힌 잎사귀(folding leaf), 꽃 및 수정 후 10일째 되는 꽃망울에서 모두 발현되었는데, 그중에서 외부 잎사귀에서 발현량이 제일 높고, 뿌리, 줄기, 접힌 잎사귀, 꽃 및 수정 후 10일째 되는 꽃망울에서 발현량이 두 번째로 높으며, 단축줄기(dwarf stems)에서 발현량이 제일 낮은 것으로 나타났다. 그리고 5 mu;mol의 NAA로 처리한 후, 12시간내에 BrTCP24 유전자의 발현은 뚜렷한 변화가 없었다. BrTCP24 유전자의 기능을 심층적으로 연구하기 위해 형질전환된 애기장대 발현벡터(35S::BrTCP24)를 구축하여 애기장대에 형질주입하였다. 카나마이신(kanamycin) 선별 및 유전체 DNA PCR 감정을 통하여 모두 17그루의 형질전환 애기장대를 얻었다. 그 중에서 5그루의 애기장대에 대하여 RT-PCR 분석을 진행한 결과, 5그루의 애기장대는 BrTCP24 유전자를 발현할 수 있었다. 형광 실시간 PCR법으로 일부분 형질전환 애기장대에 삽입된 유전자 복제수를 검사한 결과, BrTCP24 유전자는 단일복제 형식으로 애기장대 유전체에 삽입된 것으로 나타났다. 연구 결과, BrTCP24 유전자의 과발현은 형질전환된 애기장대의 배축(hypocotyledonary axis)과 잎의 크기를 야생형 애기장대에 비하여 뚜렷하게 감소시킨다는 것을 발견하였다. 그리고 BrTCP24 유전자의 과발현은 기관성장와 관련된 유전자 ANT, AtEXP10, AtGRF5, AtGIF1와 CycD3;1의 발현을 억제한다. 이는 배추 BrTCP24 유전자가 세포의 성장을 억제하는 것을 통하여 식물 기관의 발육을 조절한다는 것을 설명한다. |
