Agrobacterium을 이용하여 형질전환시킨 배추에서 T-DNA Right Border 인접염기서열 분석

Abstract

Agrobacterium tumefaciens와 운반체 416을 이용하여 cryIAc1 유전자가 형질전환된 배추 14개체를 선발하였다. Southern blot을 통하여 분석한 결과 1 사본 유전자가 도입된 개체가 6개이었으며 backbone 염기서열이 포함되지 않은 경우는 4개체이었다. LB 인접서열 분석 결과, 416-2과 416-3은 23 bp의 LB 부위가 남아있는 동일한 염기서열을 보였고, 416-9 경우 15 bp가 남았으며, 416-17 경우 LB를 포함하여 안쪽의 염기서열의 최대 36 bp의 결실이 확인되었다. T-DNA의 염기서열을 제외한 배추 gDNA의 499 bp의 LB 인접염기서열은 B. oleracea의 염기서열과 96% 상동성을 가진 유전자로 확인되었다. RB border 인접서열 분석용 primer를 제작하여 PCR을 수행한 결과 모두 834 bp의 염기서열을 확인하였고, vector의 구성 요소 중 cryIAc1의 3' 말단 부위, nos-terminator 부위와 52 bp 및 배추 gDNA RB 인접염기서열로 확인되었다. RB 염기서열은 확인할 수 없었으며 nos-terminator 3' 말단의 21개의 염기를 포함하여 모두 58개의 염기서열이 결실된 것을 확인하였다. 형질전환식물체를 제작할 경우 발생하는 전이유전자나 식물의 염색체에 염기 결실은 매우 다양한 형태로 나타난다. 이번 실험의 경우, 전이유전자가 삽입된 위치에서 약 10 bp의 배추의 gDNA 염기가 결실된 것이나 삽입된 전이유전자의 RB 말단부분이 결실된 것은 예상할 수 있는 결과였지만, 특히 전이유전자의 말단인 nos-terminator 3' 끝에 65 bp 정도의 배추의 다른 유전자가 삽입되어 있다는 것을 확인하였고 이는 기대하지 않았던 결과였다. 삽입된 다른 배추유전자의 절편은 앞으로 더 많은 연구를 통하여 위치와 기능확인이 필요할 것이다. We developed 14 transgenic lines of Chinese cabbage (Brassica rapa) harboring the T-DNA border sequences and CryIAc1 transgene of the binary vector 416 using Agrobacterium tumefaciens-mediated DNA transfer. Six lines had single copy cryIAc1 gene and four of them contained no vector backbone DNA. Of the left border (LB) flanking sequences six nucleotides were deleted in transgenic lines 416-2 and 416-3, eleven nucleotides in line 416-9, and 65 nucleotides including the whole LB sequences in line 416-17, respectively. And we defined 499 bp of genomic DNA (gDNA) of transformed Chinese cabbage, and blast results showed 96% homology with Brassica oleracea sequences. PCR with specific primer for the right border (RB) franking sequence revealed 834 bp of PCR product sequence, and it was consisted of 3' end of cryIAc1, nosterminal region and 52 bp of Chinese cabbage genomic DNA near RB. RB sequences were not found and the 58 nucleotides including 21 bp of nos-terminator 3' end were deleted. Also, there were deletion of 10 bp of the known genomic sequences and insertion of 65 bp undefined genomic sequences of Chinese cabbage in the integration site. These results demonstrate that the integration of T-DNA can be accompanied by unusual deletions and insertions both in transgenic and genomic sequences.