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pp.143-151
농작물은 다양한 외부 환경스트레스에 노출되어 있다. 환경스트레스는 작물의 성장에 영향을 주어 세계 각 지역의 농업 생산량을 심각하게 감소시키고 있다. 따라서 작물의 생산성을 높이기 위해서 다양한 환경스트레스에 내성이 강한 새로운 품종의 개발이 요구된다. 최근의 연구 동향은 환경스트레스 저항성 유전자를 작물에 도입시켜 환경 변화에 대한 저항성이 강한 작물을 개발하는 것이다. 본 연구에서는 배추의 저온, 고농도의 염과 건조 등의 환경스트레스에 대한 저항성 유전자로 추정되는 BrTSR53의 염기서열을 분석하였다. BrTSR53의 유전자의 총 길이는 481 bp이며 이중에서 ORF 부위는 234 bp이었다. 이 ORF의 염기서열 상동성을 분석한 결과 Arabidopsis에서 보고된 유전자와 유사한 것으로 나타났다. BrTSR53의 발현을 분석하기 위하여 quantitative real-time PCR을 실시하였다. 그 결과 배추를 고염 처리, 저온 처리하고 3시간 후에 가장 높은 mRNA 양을 보였으며, 건조 처리에서는 36시간 후에 발현량이 최대치를 보였다. 따라서 이 ORF는 환경스트레스에 대한 배추의 저항성 유전자임을 확인하였다. 그리고 BrTSR53 유전자를 효모발현 벡터인 pYES-DEST52에 삽입하고 western blot 분석법을 통해 효모에서 분자량이 약 13 kDa인 저항성 단백질의 발현을 확인하였다. 또한 BrTSR53 형질전환 효모는 염분 스트레스에 대한 저항성이 증가한 것으로 나타났다. 따라서 BrTSR53 유전자는 농작물의 환경스트레스 저항성을 높여줄 수 있는 주요한 유전자원으로 이용될 수 있다고 사료된다.
Crops are exposed to various environmental stresses. These have been affecting the growth of crops, resulting in the severe loss of agronomic production in many countries. Therefore, development of new varieties of resistant crops is required to assure the desired productivity of crops in stress conditions. In this study, a putatively stress-related gene BrTSR53 was isolated from Brassica rapa. The BrTSR53 is 481 bp long and contains ORF region of 234 bp. This ORF showed strong sequence similarities to the uncharacterized genes from Arabidopsis. The expression of BrTSR53 was determined by quantitative real-time PCR analysis. After 3 hr, the highest quantities of mRNA were revealed in cold and salt stress treatments. In drought stress treatments, there was the highest expression after 36 hr. Therefore, it was confirmed that the ORF in BrTSR53 should be a gene that confer increased resistance to B. rapa growing in different stress conditions. The ORF region of BrTSR53 gene was cloned into an expression vector, pYES-DEST52, and a new protein with molecular weight of 13 kDa was detected by western blot analysis. Also, stress tolerance tests showed that BrTSR53-ORF transgenic yeast exhibited increased resistance to the salt stresses compared with the control. In conclusion, the present data predicts that novel ORF in BrTSR53 can serve as an important genetic resource for abiotic stress resistance.
