형질전환체에서 도입유전자 구조와 메틸화가 유전자 발현에 미치는 영향 (Effects of Transgene Organization and Methylation on Gene Expression in Transgenic Plants)

서지정보

· 발행기관 : 한국국제농업개발학회
· 수록지 정보 : 한국국제농업개발학회지 / 23권 / 2호 / 210 ~ 217페이지
· 저자명 : 이연희, 손성한, 서석철, 윤인선, 김둘이

초록

35S::hpt-35S::gus-mUbi1::bar 유전자로 형질전환된 벼에서 세대진전을 통한 유전자 구조 및 발현양상을 분석하였다.
1. 하이그로마이신 저항성을 나타낸 형질전환 벼(T0)에서 제초제 감수성을 나타낸 개체는 bar 유전자가 존재하지 않았거나 mUbi1 프로모터의 불완전한 삽입으로 인한 것을 알 수 있었다. GUS 발현은 도입 유전자의 copy 수에 따라 상당한 변이가 있었으며 3 copy 이상 도입된 형질전환체에서는 발현이 약하거나 silencing 현상이 일어났다.
2. 도입 유전자의 구조 및 상태를 알아보기 위하여 Hpa II와 Msp I 으로 genomic DNA를 절단 한 후 Southern 분석을 한 결과 여러 copy가 도입된 형질전환체에서 gus 및 35S 프로모터의 재배열 현상이 뚜렷하였다. 또한 일부 계통에서는methylation 된 유전자를 확인하였고 demethylation 물질인 5-azaC 처리 후에 GUS 발현이 회복되었다.
3. T0에서 여러 copy의 유전자가 도입되어 발현이 없었던 형질전환체의 경우 후대 개체들에서 1 copy를 포함하고 유전자 발현이 정상적인 개체를 선발할 수 있었다.

영어초록

Transgene expression was analyzed in transgenic rice plants carrying multiple copies of TDNA(RB-35S::hpt-35S::gus-mUbi1::bar-LB) insertions. Only transgenic plants survived on the medium containing hygromycin were used for gus and bar gene expression. Herbicide susceptibility of transgenic lines was caused by incomplete integration of mUbi1::bar gene. Transgenic lines with more than three copies of T-DNA showed partial and complete silencing of gus transgene. In order to investigate the organization and methylation status of T-DNA, Southern blot analysis was carried out using two methylation sensitive enzymes, Hpa II and Msp I. Transgenic lines with multiple copies of T-DNA appeared to have some rearranged and methylated fragments of gus and 35S promoter, but not in transgenic lines with single copy. These results suggested that the methylation derived from these complicated structures of T-DNA induced high variable transgene expression among T_2 and T_3 progeny sublines. Therefore, in order to produce the GM crops with stable expression of target genes, the molecular characterization of T-DNA insertions should be carefully analyzed across the generation.

참고자료

· 없음