Gene Manipulation of Pin 2(Proteinase Inhibitor II) to the Cottonwood Leaf Beetle(Coleoptera : Chrysomelidae) in Transgenic Poplar(Populus deltodies × P. nigra)

형질전환(形質轉換)된 포플러의 딱정벌레에 대한 저항성(抵抗性) 유전자(遺傳子)(Proteinase Inhibitor II) 발현(發現)

The resistance of a non-transgenic poplar clone, 'Ogy' and three transgenic poplar lines to the cottonwood leaf beetle, Chrysomela scripta F., was evaluated by in vitro feeding. The lines were transformed with neomycin phosphotransferase II(NPT II) as a selectable marker, proteinase inhibitor II(pin2) as a resistance gene, and CaMV 35S as a promoter. An efficient method of sterilizing the beetle eggs and introducing them into plant tissue cultures was developed. The resistance of the transgenic lines was investigated in terms of effects tin leaf area consumed, insect weight, insect developmental stages, and plantlet root dry weight after feeding. Also, leaf area consumed was examined by leaf age as measured through leaf plastochron index(LPI). The leaf area consumed and insect weight were highly significant between transformants and control, and insect development in vitro was significant among the transgenic lines. Larval infestation was the most severe around LPI 4 to 5 which were young leaves. The system provided a quick, highly controlled method to screen developing transgenic plantlets directly.

외래 저항성 유전자, Proteinase inhibitor II가 형질전환된 3계통의 벨기에 포플러를 대상으로 딱정벌레에 대한 유전자 발현정도가 기내에서 조사되었다. 포플러 계통은 선발 유전자로서 Nos-promoter와 Neomycin phosphotransferase gene에 의하여 조절되고 곤충에 대한 저항성 유전자로서 CaMV-35S와 Pin2(Proteinase inhibitor II)에 의한 형질전환체이다. 특히, 형질전환된 포플러의 내충성 저항력을 조기검정하기 위하여, 조직배양을 응용한 새로운 방법으로서 곤충의 알을 표면 살균하여 기내의 조직배양묘와 배양하는 동시배양 방법이 이용되었다. 형질전환된 포플러의 저항성은 기내에서 유충에 의해 섭취된 잎면적, 잎 섭취에 의한 유충의 무게 증감, 유충의 성장단계 등에 의하여 조사되었다. 특히, 잎면적은 각각의 LPI(Leaf plastochron index)별로 측정되었고, 잎면적, 유충의 무게, 곤충의 성장 속도는 형질전환체와 비형질전환체 간에 큰 차이를 보였다. 기내에서 무병상태로 배양된 알들이 부화된 후, 유충의 잎 섭취도는 LPI 4와 5사이에서 가장 높았다. 본 실험의 기내 배양법은 외래유전자를 삽입한 이후에 곧바로 발현을 빠른 시간내에 조기검정 할 수 있는 새로운 방법의 개발이라 할 수 있다.