잡초성벼의 superoxide dismutase cDNA cloning과 재배벼로의 형질전환

Abstract

냉해나 한발등의 환경스트레스에 대해 저항성을 유발하는 유전자를 환경스트레스에 강한 잡초성벼로부터 선발하고 이들 유전자를 재배벼에 도입하여 도입유전자 산물의 과량 발현을 통해 냉해나 한발 등에 대한 저항성이 향상된 벼를 선발하고자 하였다. 잡초성벼인 Bhutan 14Ad로부터 냉해 및 한발 저항성 유전자로 알려진 superoxide dismutase (SOD) cDNA를 분리하고자 mRNA를 분리하고 이 분리된 mRNA를 이용해 reverse transcriptase PCR방법으로 SOD cDNA를 cloning 하였다. 그 결과 2종의 SOD cDNA가 cloning되어 SOD-A, SOD-B로 명명하였다. 이들 cDNA의 염기서열을 결정한 결과 이들은 아미노산 서열 상동성이 88.4%를 나타내었으며, SOD-A는 Oryza sativa 계열의 Cu/Zn SOD유전자인 GenBank accession No. L36320와 99.3% 동일하였으며, SOD-B는 accession No. D01000과 100% 동일하였다. 이들 SOD-A와 SOD-B cDNA를 재배벼인 낙동벼에 형질전환하여 형질전환체 벼를 선발하였으며, 이들 형질전환체 벼의 냉해저항성및 한발저항성 검정을 통해 저항성이 향상된 형질전환체 벼를 선발하고 있다. Two different cDNA clones for superoxide dismutase (SOD) were isolated from an weedy rice variety (Oryza sativa, cv. Bhutan14Ad) and were introduced into a cultivated rice variety (Oryza sativa, cv. Nakdong) in order to develop the environmental stress-resistant rice plants. Sequence analysis of the cloned cDNAS indicated that the deduced amino acid sequence of SOD-A is 88.4% identical to that of SOD-B. Furthermore, the nucleotide sequence of SOD-A is 99.3% identical to that of a Cu/Zn SOD gene of Oryza sativa (GenBank accession No. L36320). The nueleotide sequence of SOD-B was identical to that of the previously published SOD gene (Accession No. D01000). A cultivated rice variety, Nakdong-byeo, was transformed with chimeric SOD genes containing a actin promoter of rice and pin2 terminator using a particle bombardment technique. Transformed calli were selected on an selection medium containing phosphinothricin (PPT). Transgenic rice plants were regenerated from the PPT-resistant calli. PCR analysis with genomic DNAs from transgenic plants revealed that transgenes are introduced into rice genome.