Regeneration of Fertile Transgenic Rice Plane from a Korean Cultivar, Nakdongbyeo

한국 재배종 낙동벼에서 임성 형질전환식물체의 재분화

Rice is one of the most successful monocot in regenerating fertile and genetically stable transgenic plants. However there is no report of a rice line developed in Korea that can be used for regeneration of fertile and genetically stable transformants. In this paper we first demonstrate that a Korean variety Nakdongbyeo, is suitable to obtain transgenic rice plants. Protoplasts from embryogenic suspension cultures were co-transformed with HPT (hygromycin phosphotransferase) and GUS ($\beta$-glucuronidase) genes in separate plasmids in the presence of PEG (polyethylene glycol). In 5 independent experiment, the average frequency of calli showing hygromycin resistance were 1.73%. Plantlets were regenerated from the Hy $g^{R}$ calli. The average efficiency of plantlet regeneration was apprbximately 27%. Based on the GUS activities of hygromycin resistant calli, ca.35% of the resistant calli carried active GUS genes. The R0 transgenic plantlets were grown to maturity and Rl seeds were obtained. By examining the in siぉ activity of GUS in Rl seeds and seedlings, we confirmed that the GUS transgene driven by a CaMV 35S (cauliflower mosaic virus) promoter showed proper expression patterns. We also confirmed Mendelian segregation of the HPT transgene in the Rl generation.n.

벼는 임성 식물체의 재분화 뿐만 아니라 유전적으로 안정된 형질전환 식물체를 얻을 수 있는 가장 성공적인 단자엽 식물중 하나이다. 그러나 우리나라에서는 아직 유전적으로 안정된 임성 형질전환 벼품종에 대한 보고가 없었다. 본 연구에서 우리나라의 재배종인 낙동벼로부터 임성 형질전환식물체를 얼을 수 있음을 증명하였다. 현탁뱅양세포로부터 분리된 원형질체를 이용하여 PEG로 HPT와 GUS Plasmids늘 함께 형질전환시켰다. 다섯번의 실험을 통하여 hygromycin 저항성 캘러스는 평균 1.73%이였다. 소식물체는 항생제 저항성 캘러스로부터 재분화되었고 식물체 재분화효율은 약 27%이었다. 항생제에 저항성이 있는 캘러스에서 GUS 유전자가 발현되는 캘러스는 평균 35%였다. R0형질전환식물체는 성숙 개화하여 Rl 종자를 생성하였다. Rl 종자와 유모의 해부학적 GUS 활성을 분석하여 CaMV35S 프로모터 의해 GUS 유전자가 적절히 발현되는 것을 확인하였다. 또한 우리는 Rl세대에서 HPT유전자가 멘델 법칙에 따라 유전됨을 확인하였다