Isopentenyl diphosphate(IPP) isomerization to dimethylallyl diphosphate(DMAPP) is an important step for the efficient production of isoprenoids such as lycopene, β-carotene, astaxanthin, etc. The type Ⅱ isopentenyl diphosphate isomerase gene from Synechocystis sp. PCC6803(sll1556, Syidi2) was cloned and expressed in Escherichia coli DH5α. When E. coli DH5α harboring lycopene synthesis genes, crtE, crtB, and crtI and mevalonate pathway genes, MvK1, MvK2, and Mvd, was cultured on LB medium containing mevalonate, the strain grew very slowly be due to the toxicity of isopentenyl diphosphate derived from mevalonate. When Syidi2 was introduced to E. coli DH5α harboring the lycopene synthesis genes and mevalonate pathway genes, growth on mevalonate medium was fully restored and the colony showed red color indicating lycopene formation. The growth rate of the mutant strain, E. coli DH5α(idi::Δkm), was very slow because of IPP accumulation and DMAPP deprivation. Ultimately the idi mutant was complemented by introducing the Syidi2 gene.

Bacillus thuringiensis는 포자형성기 동안에 위생해충이나 농업해충에 독성을 보이는 내독소 단백질을 생성한다. 내독소 단백질의 모기 유충 방제효과를 높이기 위해, 광합성에 관여하는 psbA promoter로 모기 살충성 cry11Aa유전자를 발현하는 pSyn4D벡터를 제작하고, 모기 유충이 먹이로 이용하는 Synechocystis PCC6803에 형질 전환시켰다. 형질 전환체들은 kanamycin이 포함된 배지에서 선발되었으며, 정상적인 생물검정을 통해 형질 전환체 Tr2C를 선발하였다. cry11Aa 유전자는 형질전환체의 genomic DNA에 안정적으로 결합되어 있는 것을 PCR을 이용하여 확인하였다. 형질전환체 Tr2C는 약 72-kDa크기의 Cry11Aa 단백질을 발현하였으며, 작은빨간집모기(Culex tritaeniorhynchus) 3령 유충과 중국얼룩날개모기(Anopheles sinensis) 3령 유충에 75%가 넘는 살충력을 보였다. 모기 유충에 대한 형질전환체의 반수치사시간(LT)은 작은빨간집모기 유충과 중국얼룩날개모기 유충에 대해 각각 2.1일과 0.7일이었다. 이상의 결과들은 형질전환체 Tr2C가 모기 유충방제에 유용하게 이용될 수 있음을 보여준다.

Bacillus thuringiensis subsp. morrisoni PG-14의 cryIVD 유전자를 포함하고 있는 발현벡터 pCYASK5-1을 제작하여 Synechocystis PCCC6803에 형질전환시킨 후, 학질모기(Anopheles sinensis)유충에 대한 독성을 검정하였다. Kanamycin이 포함된 BG-11배지에서 선발된 형질전환체의 cryIVD 유전자 발현은 SDS-PAGE와 West-ern blot분석으로 확인하였다. 형질전환체는 A. sinensis 유충에 대해 높은 독성을 나타내었으며, 성장은 야생주인 Synechocystis Pccc6803과 유사하였다. 또 수심에 따른 형질전환체의 분포도 조사에서 전체적으로 살충농도의 세포수로 분포함을 확인하였다. 이러한 결과들은 B. thuringiensis subsp. morrisoni PG-14의 cryIVD 유전자로 형질전환된 Synechocystis PCCC6803이 모기유충 방제에 효율적으로 이용될 수 있음을 나타내었다.