Restoration of Fertility by Suppression of Male Sterility- Induced Gene Using an Antisense Construct

웅성불임 유전자의 발현억제를 이용한 임성회복

This study was carried out to restore the fertility by suppression of male sterility-induced gene using an antisense construct. Tobacco (cv. Petit Havana SR1) was transformed with the binary vector containing a GBAN215-6 promoter, an antisense diphtheria toxin (DTx-A) gene (pKDA215b) and a hygromycin resistant gene. Seventy-six confirmed transgenic plants regenerated from leaf disks were designated as the $R_0$ generation and selfed to produce the $R_1$ generation. From the inheritance study, five $R_1$ lines with multiple copies of the antisense construct were selected and selfed to identify homozygosity for the antisense construct. In order to restore fertility and finally to select restore lines, five $R_2$ lines with multiple copies of the antisense construct were crossed with male sterile plants. From these crosses, three different phenotypes have been observed: completely restored, partially restored, and not restored pollens, and otherwise tobacco plants were phenotypically same as normal plants. These plants were scored for the degree of restoration and selected for further study.

본 연구는 antisense 유전자를 이용하여 웅성불임 식물체를 유기하는 웅성불임 유기 유전자의 발현을 억제함으로써 임성을 회복하기 위하여 실시하였다. 약특이 promoter(GBAN215-6 promoter)와 antisense 방향의 diphtheria toxin(DTx-A) 유전자로 제작된 pKDA215b로 담배(cv. petit Havana SR1)를 형질전환시키고 형질전환이 확인된 76개의 $R_0$ 세대를 자가수분하여 $R_1$ 세대를 획득하였다. $R_1$ 세대의 유전 분석후 antisene 유전자가 복수로 존재하는 5개의 $R_1$ 계통 (21505, 21507, 21511, 21522, 21525)을 선발하고 동형접합체를 획득하기 위해 자가수분을 하였다. 임성회복을 유도하고 회복친을 선발하기 위하여 antisense 유전자를 가진 $R_2$ 계통과 웅성불임 식물체를 교배하였다. 그 결과 꽃가루가 완전이 회복된 개체, 부분적으로 회복된 개체, 회복되지 않은 개체 등 3종류의 식물체를 획득하였으며 이들 식물체의 화분 이외의 표현형은 정상식물체와 같았고 그 기작 구명을 위해 선발하고 계속 연구가 진행되고 있다.