Analysis of Upstream Regulatory Region from Populus nigra × P. maximowiczii by Inverse PCR Technique

Inverse PCR 기법(技法)을 이용(利用)한 양황철 DNA의 Regulatory Region의 탐색(探索)

This research was conducted to identify plant regulatory regions by gene tagging method. A promoterless GUS coding sequence was introduced to Populus nigra ${\times}$ P. maximowiczii via Agrobacterium strains(LBA4404/EHA101), and putative transgenic poplars were selected by culturing on medium containing G418($60mg/{\ell}$) and by GUS assay. Among them one positive plant was to amplify the native sequences flanking to the introduced GUS gene in plant genome by inverse PCR method and from this 730 by DNA product was obtained. After subcloning and sequencing, it has 88% homology to the Eucalyptus gunnii CAD(cinnamyl alcohol dehydrogenase) gene. The GUS gene fused with the putative promoter reinserted into poplar leaves by particle bombardment method to test the funtional promoter activity. Upon staining with X-gluc, many blue spots appeared on the leaf segments bombarded by the chimeric gene 2-3 days, thus the isolated DNA fragment contain some possible coding region as well as a putative regulatory sequences of poplar CAD gene.

이 연구(硏究)는 promoter가 없는 외래(外來) 유전자(遺傳子)를 양황철의 genome에 인위적으로 삽입시킨 후 도입된 유전자(遺傳子)가 식물 프로모터의 영향으로 발현되는 현상을 이용하여 식물의 프로모터 혹은 유전자(遺傳子) 발현조절 염기서열(鹽基序列)을 분리, 구명하기 위해 수행되었다. 형질전환된 세포의 선발을 위하여 nptII 유전자(遺傳子)를 선발 표지로 사용하였고, 발현되는 유전자(遺傳子)의 검정을 위한 reporter보는 GUS 유전자(遺傳子)를 사용하였다. 형질전환 후 재분화된 3클론 중 nptII 및 GUS의 발현에 모두 양성인 개체의 DNA에서 730bp 염기서열(鹽基序列)을 inverse PCR로 증폭 분리하여 클로닝하고 이의 염기서열(鹽基序列)을 구명하였다. 이 염기서열(鹽基序列)은 Eucalyptus gunnii의 CAD(Cinnamyl Alcohol Dehydrogenase) 유전자(遺傳子)와 전체적으로 약 88%의 상동성(相同性)을 보였다. 이 결과에 의하면 inverse PCR로 증폭된 부분은 포플러의 CAD 유전자(遺傳子)의 일부를 포함한 조절인자로 생각된다. 이렇게 클로닝된 DNA 염기서열(鹽基序列)과 GUS fusion된 합성 DNA를 particle bombardment 법을 이용하여 포플러 잎에 도입시킨 결과, 청색반점(靑色斑點)이 생성되는 것으로 보아, 분리된 부위가 식물체내에서 발현조절기능을 하는 일부분으로 작용하는 것으로 생각된다.