Expressional Patterns of Anther-specific Genes from Chinese Cabbage during the Flower Development

배추 약 발달 시기별 유전자의 발현 양상

This study was carried out with the purpose of looking into the transcriptionally regulated genes related to the anther development, characterizing them, and applying their promoters to induce male-sterile plants and restore their fertility. Fifteen anther-specific clones were isolated from the anther cDNA library of Chinese cabbage through the differential screening and sequenced partially at both ends. These partial sequence data showed that cDNA clones BAN52, 84, 101, and 229 are very similar to polygalacturonase, ascorbate oxidase, $H^+-translocating$ ATPase, and pectin esterase genes respectively. However, the other clones have not been matched to any of gene sequences in data bank. In northern dot blot analysis, the transcripts of cDNA clone BAN5, 10, 33, 52, 57, 102, 103, 215, 229 appeared in the flower bud of 2.1 mm in length and their amounts were gradually increased along with the anther development. Transcription of cDNA clone BAN32, 54, 62, 84, 101 began in flower bud of 3.9 mm, which is the late stage in anther development. However, the transcription of BAN87 was very small, but its transcript was detected in all anther developmental stages.

배추의 약(anther) 발달에 관여하는 유전자를 분리, 특성을 구명하고, 궁극적인 목표로는 특이 발현을 조절하는 프로모터를 분리 작물의 웅성불임 유기 및 임성화복에 응용하고자 본 연구를 수행하였다. 배추 약 cDNA 유전자 은행으로부터 차별화 선별(differential screening)에 의해 얻어진 15개의 약특이 유전자들의 부분 염기서열 결정 후 기존에 보고된 유전자들과 상동성 검색을 통해 그 기능을 추정해 본 결과 cDNA clone BAN52는 polygalacturonase, BAN84는 ascorbate oxidase, BAN101은 $H^+-translocating$ ATPase, BAN2는 pectin esterase 유전자와 상동성을 보였으나, 그 외 유전자들은 상동성이 없어 그 기능을 추정할 수 없었다. 상기 유전자들의 발현시기를 꽃 발달 시기별로 조사한 결과 대부분의 유전자들이 (BAN5, 10, 33, 52, 57, 102, 103, 215, 229) 꽃봉오리 2.1mm 내외에서 발현이 시작하여 성숙화분까지 그 발현양이 증가하였고, BAN32, 54, 62, 84, 101는 꽃봉오리 3.9mm인 약발달 후기부터 나타났고, BAN87 유전자는 그 양은 적지만 약 발달 초기부터 후기까지 발현하였다.