한국콩연구회

내한발 내염성 형질전환 벼, 콩 소재 개발

Development of Drought and Salt Tolerant Transgenic Rice and Soybean

주관연구기관 : 국립농업과학원

연구책임자 : 김범기

발행년월 : 2012-02

주관부처 : 농촌진흥청

원문

http://www.ndsl.kr/ndsl/commons/util/ndslOriginalView.do?dbt=TRKO&cn=TRKO201200009758&rn=&url=&pageCode=PG18

초록

Sub-project 1

Ion homeostasis is important in both drought and salt stresse. To develope the abiotic stress tolerant rice we isolated potassium channels. Among them we focused on the inward recitifying potassium channels. we reported the two KAT1 like shaker-like potassium channels were expressed in guard cell of rice by using the promoter gus analysis. We also showed that two of three inward rectifying potassium channels complement the potassium uptake deficient yeast mutants and c-terminal region of them interacted each other in yeast two hybridization assay. These results suggest that two KAT1 like potassium channels play role in stomata regulation collboratively. Those three KAT1 like potassium channel genes were overexpressed in rice using maize ubiquitine promoter. Transgenic T2 plants were screened for salt and drought stress tolerance. However, Those plants didn' t show any tolerance for salt and drought but little dwarfism. Several other potassium channels were also transformed into the rice to overexpress those genes ectopically.

Sub-project 2

Plant transformation systems have been developed using several different approaches, and the development of reliable and efficient transformation systems is still one of the most important breakthroughs in molecular biology and biotechnology of rice. However, there are many cultivars in rice and transformation efficiency is dependent on the cultivar. The conventional Agrobacterium-mediated rice transformation system using secondary calli requires 14-16 weeks for establishing transgenic plantlets, and it is thought that somaclonal variation through the Tos17 retrotransposon occurs during the tissue culture stage. Here, we modified an Agrobacterium-mediated transformation system in rice cultivar Dongjin, adding an endosperm removal step that is critical to transformation frequency and changing the Agrobacterium strain and media composition. This method increased transformation efficiency and stability. These results will provide valuable information for scientists to use a reliable and efficient rice transformation system.

□ 전체 연구개발 범위

○ 내염 및 내한발성 관련 고유 유전자 개발

○ 대량 형질전환 시스템에 의한 환경스트레스 관련 유전자 벼 과발현체 확보

○ 대량의 형질전환체에 대한 환경스트레스 내성 생리검정 시스템 확보

○ 내염 및 내한발성이 증진된 형질전환 벼 고정계통 선발

○ 기능이 우수한 형질전환 벼 계통선발 및 세대진전

○ 유전자 집적을 통한 내염 및 내한발성이 증진된 우수 계통 선발

□ 세부과제별 연구내용

제1세부연구과제 : 이온항상성 조절 기작을 이용한 환경스트레스 내성 증진연구

○벼 potassium channel 유전자 분리

○벼 potassium channel 유전자 과발현체 작성

○벼 potassium channel 유전자 과발현 형질전환체의 내염 및 내건성 검정

제2세부연구과제 : 벼 유전자 과 발현체를 이용한 내재해성 증진 연구

○고효율 신속 벼 형질전환법 확립

○환경스트레스 관련 벼 orthologue 유전자 분리

○환경스트레스 관련 벼 orthologue 유전자 과발현 형질전환체 작성

제3세부연구과제 : 형질전환체의 환경스트레스 생리형질 검정 시스템 연구

○형질전환체의 내한발성, 내염성 기능검정 체계 구축

○ 대량의 기능검정 체계 구축

○ 기능이 우수한 환경스트레스 내성 증진 형질전환 계통 선발

제4세부연구과제 : 다양한 환경스트레스 내성 증진 형질전환 벼 개발

○ P sAP X 유전자 도입 형질전환체 세대진전 및 생물검정을 통한 우수 형질전환체 선발

○ P sAP X 와 AtNDP K 2 유전자 집적 및 우수 고정계통 선발

○ 내염 내한발성 기능이 우수한 형질전환 벼 계통 선발

○ 비타민 E 강화 콩의 다양한 환경스트레스 내성증진 기능 확인

제1협동연구과제 : 동물세포를 이용한 벼 이온운반체 활성조절 연구

○ 동물세포내 벼 유전자 발현 시스템 확립

○ 벼 potassium channel 의 동물세포내 활성 측정

○ 벼 potassium channel 인위 돌연변이의 동물세포내 활성 특성 변화 검정

제2협동연구과제 : 단백질의 기능적 접힘제어에 의한 내재해성 증진

○스트레스 반응 PPIase 유전자 선발

○선발 PPIase 유전자의 벼 작물에의 도입

○PPIase단백질의 스트레스 내성 생리기작 규명