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논문KCI 등재

배추 Salt Overly Sensitive 3 (BrSOS3) 유전자의 분리 및염 저항성 검정

Isolation and Salt Tolerance Analysis of Brassica rapa Salt Overly Sensitive 3 (BrSOS3) Gene

이정우|유재경|박영두
농업생명과학연구원 (Institute of Agriculture & Life Science, Gyeongsang National University)|2014|농업생명과학연구 (Journal of Agriculture & Life Science)|제48권 제4호|pp. 13-25|DOI http://dx.doi.org/10.14397/jals.2014.48.4.13

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배추Abiotic stressChinese cabbage비생물적 스트레스Salt Overly Sensitive (SOS) 유전자형질전환 담배 식물체Salt Overly Sensitive (SOS) geneTransgenic tobacco plants

초록

내혼계 배추에서 BrSOS1 (3,432개 뉴클레오티드), BrSOS2 (1,341개 뉴클레오티드), BrSOS3 (666개뉴클레오티드) 유전자들을 동정하였으며, 담배를 대상으로 BrSOS3 완전장이 전이되는 pSO3 계통과RNA interference(RNAi) 기법으로 담배 SOS3(NtSOS3) 유전자의 발현을 억제하는 pSI3 계통을 생산하였다. 두 계통을 200mM NaCl에서 5일동안 염 스트레스 처리를 한 결과, pSO3 계통은 NtSOS3의발현이 비형질전환체 대비 2.5배 이상 증가하였고, pSI3 계통에서는 4배까지 감소하였다. 표현형 분석에서도 pSO3 계통은 정상적인 생육을 보임으로써 염 스트레스에 저항성을 가지는 것으로 나타났지만,pSI3 계통은 그렇지 못하였다. 위 결과들을 근거로 BrSOS3 유전자의 발현은 작물의 염 저항성 향상에매우 밀접하게 연관된 것으로 판단된다.

Abstract

To analyze the physiological role of the Salt Overly Sensitive (SOS) genes, BrSOS1 (3,432nt), BrSOS2 (1,341 nt), and BrSOS3 (666 nt) were identified, and then transgenic tobaccos weregenerated the pSO3 line containing BrSOS3 full length cDNA and the pSI3 line down-regulatedNicotiana tabacum SOS3 (NtSOS3) by RNA interference (RNAi) technique, respectively. Whenboth transgenic lines were treated 200 mM NaCl for 5 days, NtSOS3 expression level in pSO3line was increased over 2.5-fold than wild type control and decreased up to 4-fold in pSI3 line. For phenotype analysis, the pSO3 line was found to resist against salinity stress by showingnormal growths. However, the pSI3 line lost salt tolerance. Based on these results, we supposedthat BrSOS3 might be closely related to the enhancement of salt tolerance.

참고문헌 (32)

  1. Bertorello, A. M., "SIK1", SOS2 networks: decoding sodium signals via calcium-responsive protein kinase pathways, 2009, pp.458, 613~619
  2. Chakraborty, K., "Differential expression of salt overly sensitive pathway genes determines salinity stress tolerance in Brassica genotypes", Plant Physiol Biochem, 51, pp.90~101 (2012)
  3. Flowers, T. J., "Breeding for salinity resistance in crop plants: where next?", Aust. J. Plant Physiol, 22, pp.875~884 (1995)
  4. Gong, D., "The SOS3 family of calcium sensors and SOS2 family of protein kinases in Arabidopsis", Plant Physiol, 134, pp.919~926 (2004)
  5. Gong, Z., "Genes that are uniquely stress regulated in salt overly sensitive(sos)mutants", Plant Physiol, 126, pp.363~375 (2001)
  6. Hardie, D. G., "Roles of the Snf1", Rkin1, Semin. Cell Biol, pp.1994, 5[DOI]
  7. Halfter, U., "The Arabidopsis SOS2 protein kinase physically interacts with and is activated by the calcium-binding protein SOS3", Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, pp.3735~3740 (2000)
  8. Hrabak, E. M., "The Arabidopsis CDPK–SnRK superfamily of protein kinases", Plant Physiol, 132, pp.666~680 (2003)
  9. Hernandez, J. A., "Antioxidant systems and O2", H2O2 production in the apoplast of pea leaves. Its relation with salt-induced necrotic lesions in minor veins, 2001, pp.127, 817~831
  10. Ikura, M., "Calcium binding and conformational response in EF-hand proteins", Trends Biochem. Sci, 21, pp.14~17 (1996)
  11. Ishitani, M., "SOS3 function in plant salt tolerance requires N-myristoylation and calcium binding", Plant Cell, 12, pp.1667~1677 (2000)
  12. Kim, C., "Structure and dynamics of PKA signaling proteins", Eur. J. Cell Biol, 85, pp.651~654 (2006)
  13. 이미경, "T-DNA Integration Patterns in Transgenic Tobacco Plants", Journal of Plant Biology(한국식물학회지), 47(3), pp.179~186 (2004), 한국식물학회
  14. Liu, J., "The Arabidopsis thaliana SOS2 gene encodes a protein kinase that is required for salt tolerance", Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97, pp.3730~3734 (2000)
  15. Martínez-Atienza, J., "Conservation of the salt overly sensitive pathway in rice", Plant Physiol, 143, pp.1001~1012 (2007)
  16. Munns, R., "Comparative physiology of salt and water stress", Plant Cell Environ, 25, pp.239~250 (2002)
  17. Ness, L. S, "Different foci for the regulation of the activity of the KefB and KefC glutathione-gated K+efflux systems", J. Biol. Chem, 274, pp.9524~9530 (1999)
  18. Núñez-Ramírez, R., "Structural insights on the plant salt-overly-sensitive 1 (SOS1) Na(+)", H(+) antiporter, 2012, pp.424, 283~294
  19. Ohta, M., "A novel domain in the protein kinase SOS2 mediates interaction with the protein phosphatase 2C ABI2", Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100, pp.11771~11776 (2003)
  20. Qiu, Q. S., "Regulation of SOS1, a plasma membrane Na+", H+ exchanger in Arabidopsis thaliana, by SOS2 and SOS3, 2002, pp.99, 8436~8441
  21. Quintero, F. J., "Reconstitution in yeast of the Arabidopsis SOS signaling pathway for Na+ homeostasis", Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99, pp.9061~9066 (2002)
  22. Rengasamy, P., "World salinization with emphasis on Australia", J. Exp. Bot, 57, pp.1017~1023 (2006)
  23. Sanchez-Barrena, M. J., "The structure of the C-terminal domain of the protein kinase AtSOS2 bound to the calcium sensor AtSOS3", Mol. Cell, 26, pp.427~435 (2007)
  24. Sanchez-Barrena, M. J., "The structure of the Arabidopsis thaliana SOS3: molecular mechanism of sensing calcium for salt stress response", J. Mol. Biol, 345, pp.1253~1264 (2005)
  25. Shi, H., "Overexpression of a plasma membrane Na+", H+ antiporter improves salt tolerance in Arabidopsis thaliana, 2003, pp.21, 81~85
  26. Shi, H., "The Arabidopsis thaliana salt tolerance gene SOS1 encodes a putative Na+", H+ antiporter, 2000, pp.97, 6896~6901
  27. Tang, R. J., "The woody plant poplar has a functionally conserved salt overly sensitive pathway in response to salinity stress", Plant Mol. Biol, 74, pp.367~380 (2010)
  28. Wu, S. J., "SOS1, a genetic locus essential for salt tolerance and potassium acquisition", Plant Cell, 8, pp.617~627 (1996)
  29. Yang, Q., "Overexpression of SOS (Salt Overly Sensitive) genes increases salt tolerance in transgenic Arabidopsis", Mol. Plant, 2, pp.22~31 (2009)
  30. 유재경, "Physiological Role of Endogenous S-adenosyl-L-methionine Synthetase in Chinese Cabbage", Horticulture, Environment, and Biotechnology, 53(3), pp.247~255 (2012), 한국원예학회[DOI]
  31. Zhu, J. K., "Genetic analysis of plant salt tolerance using Arabidopsis", Plant Physiol, 124, pp.941~948 (1998)
  32. Zhu, J. K., "Regulation of ion homeostasis under salt stress", Curr. Opin. Plant Biol, 6, pp.441~445 (2003)

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