일반기술

벼 뿌리털 특이적 발현 인산 운반체 유전자, 상기유전자의 뿌리털 특이적 발현 프로모터 및 상기 유전자를이용하여 인산 흡수력이 향상된 형질전환 식물체의 생산방법

본 발명은 인산 결핍시 벼( Oryza sativaL.) 뿌리털에 특이적 발현하는 신규한 인산 운반체 유전자, 상기 유전자의 뿌리털 특이적 발현 프로모터 및 상기 유전자를 이용하여 형질전환된 식물체의 생산방법에 관한 것이다.인산은 식물이 필요로 하는 필수 영양소 중의 하나로서 에너지 전달, 신호 전달, 대사산물의 생합성, 광합성 그리고 호흡등의 식물세포 내에서 물질 대사과정에 중요한 기능을 할 뿐 아니라 DNA와 RNA의 중요한 구성성분으로 질소와 함께 식물체가 가장 많이 필요로 하는 영양원소이다. 식물체의 성장에 필요한 많은 양의 인산은 주로 비료의 형태로 식물체에서공급되고 있으나, 대부분의 인산은 토양에서 식물이 이용할 수 없는 유기물 또는 금속이온들과 결합한 형태로 고정화 된다. 따라서 실제 식물이 이용할 수 있는 유효인산의 양은 토양 속에 극히 적은 양으로 존재하고 있다. 특히, 산성 토양의 경우, 과다하게 축적된 알루미늄 이온에 의한 인산의 고정화로 토양의 인산 유효성을 더욱 낮추고 있다. 종래의 연구 경향은 주로 재배, 생리학을 중심으로 하는 인산결핍 스트레스에 관한 연구였다. 1990년대 들어서면서 인산결핍에 대한 식물체의 반응을 분자수준에서 이해하고 응용하려는 새로운 경향의 연구들이 시작되었다. 현재인산 운반체 유전자들은 애기장대, 토마토, 감자, 담배, 벼, 보리 등에서 분리되어 이들 유전자들의 구조와 발현 조절 특성들이 밝혀지고 있다. 그러나 아직 인산 흡수와 관련한 유전자들의 발현유도 기작이나 인산 운반체에 대한 분자세포생물학적 이해가 부족하여 유전자 조작에 의한 식물의 인산흡수 체계를 변화시켜서 기대하는 만큼의 인산흡수 능력이 향상된 새로운 식물체는 개발이 되지 않고 있다. 다만, 담배 현탁세포에 애기장대의 고친화성 인산 운반체를 대량 발현시키면 인산결핍조건에서 세포성장률이 증가된다는 보고가 있는 바, 고친화성 인산 운반체를 이용한 인산 흡수력 개선 연구의 필요성을 제시하고 있다.본 발명자들은 OsPT1 유전자를 대량 발현하는 애기장대 ( Arabidopsisthaliana)의 형질전환체들이 인산 결핍조건에서 인산의 흡수를 향상시키는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 상기 결과를 바탕으로 할 때, 본 발명이 제공하는 벼 뿌리털 특이적 발현 OsPT 유전자는 이를 대량발현 시킴으로써 인산 결핍 스트레스를 보다 효율적으로 극복하는 새로운 식물체의 개발이 가능할 것으로 예상되며, 또한 배추나 무 같은 밭작물과 다른 화훼류 작물에서의 OsPT 유전자도 유용하게 이용할 수 있을 것으로 예상된다. 뿐만 아니라 본 발명은 식물 자체의 양분 흡수력을 향상시킴으로써 화학비료의 다량 사용으로 인한 토양과 수자원의 오염을 감소시키므로 생태계의 복원과 쾌적한 환경친화적 농업발전 나아가 작물의 생산량과 생산의 질을 높이는데 크게 기여할 것으로 생각된다.본 발명의 목적은 인산 결핍시 벼 뿌리털에 특이적 발현하는 신규한 인산 운반체 유전자를 제공하는데 있다.본 발명의 다른 목적은 상기 유전자의 뿌리털 특이적 발현 프로모터를 제공하는데 있다.본 발명의 또다른 목적은 상기 유전자를 이용하여 인산 흡수력이 향상된 형질전환 식물체의 생산방법을 제공하는데 있다.