고추 역병 저항성 후보 유전자 삽입을 통한 담배(Nicotiana benthamiana) 형질전환체 개발 최적화

서지정보

ㆍ발행기관 : 경상대학교 농업생명과학연구원 ㆍ수록지정보 : 농업생명과학연구 / 57권 / 1호
ㆍ저자명 : 권지수, 염지은, 강원희

목차

초록
Abstract
서론
재료 및 방법
1. 후보 유전자 식별
2. 담배 형질전환
3. PCR 산물의 Cloning
결과 및 고찰
1. 후보 유전자 구조분석
2. 담배에 CaNBARC105, CaNBARC112 유전자 삽입
3. PCR에 의한 담배 형질전환체 검정
감사의 글
References

한국어 초록

고추역병균(Phytophthora capsici)은 고추 생육 전반에 걸쳐 병을 발생시켜 농가 소득에 큰 손실을 일으키고 있다. 고추 역병균 저항성은 양적 형질 유전자좌(Quantitative Trait Loci, QTL)에 의해 조절되며 주동 유전자는 고추의 5번 염색체에 존재한다고 보고 되었지만, 후보 유전자의 선발 및 저항성 유전자 규명 연구는 아직 초기 단계이다. 특히, 고추는 형질전환이 어려운 작물로써 병원균과의 상호작용 연구를 통한 저항성 유전자 동정에 제한이 많다. 반면 고추와 같은 가지과 작물인 담배(Nicotiana benthamiana)는 병원균 상호작용 모델로 알려져 형질전환을 통해 저항성 유전자 규명에 활용된다. 본 연구에서는 고추 역병 저항성 기작 규명을 위한 기초 연구로써, 식물 저항성 유사 유전자(Resistance Gene Analog, RGA)를 선발하고, 이들 유전자들에 대한 담배 형질전환 기법 최적화 연구를 수행하였다. 고추 5번 염색체에 존재하는 고추 역병 저항성 분자표지들을 분석하여 RGA 후보 유전자인 CaNBARC105, CaNBARC112 유전자를 동정하였다. 이들 유전자들에 대해 Agrobacterium tumefaciens를 매개체로 하여 고추 RGA가 삽입된 담배 형질전환체를 개발하였다. 형질전환 여부는 유전자 특이적인 서열을 이용한 genomic PCR과 RT-PCR 검증을 통해 이들 형질전환 된 담배들의 생육 및 발달에 영향이 없다는 것을 확인하였다. 본 연구는 향후 고추 병 저항성 후보 유전자들이 삽입된 담배 형질전환체는 고추 역병 저항성 유전자 규명 및 기작 연구에 기반이 될 것이다.

영어 초록

Phytophthora capsici (P. capsici) is a soil-borne fungal that causing Phytophthora blight with the significant problem to chili pepper farming in wide-spread globally. To date, the resistance of P. capsici regulated by several minor quantitative trait loci (QTLs) a consistent major QTL on chromosome 5. The study is more needed such as the selection of candidate genes and identification of their function. Especially, the Capsicum annuum is difficult to transformation, and there are many limitations in identifying resistance genes through interaction studies with pathogens. Hence, Nicotiana benthamiana (N. benthamiana), a Solanaceae crop such as chili pepper, is known as a pathogen interaction model source and is useful for identifying the function of resistance genes through transformation. In this study, an investigation of the resistance mechanism to P. capsici, a plant resistance gene analog (RGA) was selected, and optimization of N. benthamiana transformation technique was performed on these genes. The CaNBARC105 and CaNBARC112 were identified as RGA candidates through analysis of the known P. capsici resistance molecular markers on chromosome 5 in pepper. We developed a N. benthamiana transformation into which chili pepper RGA was inserted based on the Agrobacterium tumefaciens for these two genes and we confirmed through genomic PCR and RT-PCR using gene-specific sequence. Also, it was verified phenotypes that this transformed N. benthamiana was no effect on its growth and development. This transformed N. bentahmiana will be helpful as a basis for the identification of the Phytophthora blight resistance gene and mechanistic research in chili pepper.

참고 자료

없음