포도 VIASR 유전자 프로모터의 분리 및 발현 분석

Abstract

포도 ASR (VvMSA) 단백질은 hexose transporter 유전자 VvHT1의 전사를 조절하는 조절 인자 중의 하나로서 sugar 및 abscisic acid (ABA) 신호에 의해 발현이 유도된다. 본 연구진은 ACP RT-PCR (annealing control primer reverse transcriptase-polymerase chain reaction) 방법을 이용하여 포도 과실발달 과정에서 조절되는 유전자 중 VvMSA와 동일한 cDNA (VlASR)를 클로닝하였다. 이 유전자는 착과 시기에 발현되기 시작하여 과실이 발달하면서 점점 증가하여 착과 후 10 주에 가장 많이 발현되며, 숙기 후반에는 도리어 발현양이 감소하였다. 포도 asr 유전자의 조절기작을 밝히기 위해, 이 유전자의 genomic clone을 분리하였다. 총 1375 bp로 이루어진 이 유전자 절편에는 open reading frame과 100 bp의 intron을 포함하고 있다. 약 600 bp 길이의 프로모터 내에는 sugar 신호전달과 연관이 있는 것으로 알려진 sugar box(sucrose box 3 +sucrose response box 1)가 있다. 프로모터 절편을 reporter 유전자와 연결하여 Arabidopsis에 도입하고 형질전환체를 분석한 결과, reporter 유전자는 sucrose 처리와 상관없이 항상 발현되었다. 이러한 결과는 포도에서 보고된 ASR/VvHT1를 매개로 하는 sugar/ABA 신호전달계가 asr 유전자가 없는 Arabidopsis에서는 작동되지 않음을 시사하고 있다. VvMSA, a grapevine ASR which is highly inducible by sugar and abscisic acid signals was previously shown to be a transcription factor for a hexose transporter gene VvHT1. We isolated a cDNA clone, VlASR which is regulated temporally during the grape berry development by ACP RT-PCR (annealing control primer reverse transcriptase-polymerase chain reaction) and it proved identical to VvMSA. RT-PCR and real-time PCR analyses revealed that the VlASR gene was expressed in berries at fruit set and that its expression increased as berries aged but decreased at the late ripening stage. In order to understand the regulatory mechanism of the asr gene, a genomic fragment was cloned from grapevine. The genomic DNA was 1375 bp long and a sugar box (sucrose box 3 and sucrose responsive element 1) was identified in the 611 bp upstream region of the open reading frame. Analysis of the VlASR promoter::reporter gene fusion demonstrated that this promoter was expressed in transgenic Arabidopsis even without sucrose treatment. This result suggests that the ASR/VvHT1-mediated sugar/ABA signaling, previously reported in grapevine, may not function in Arabidopsis which has no ASR homologue.