일반기술

남세균 글리코겐 신타제를 이용한 식물체의 광합성과전분함량 증대 방법

○ 기술발명의 목적 : 본 기술은 남세균인 시네코시스티스 (Synechocystis sp.) PCC 6803유래의 글리코겐 신타제cglgA를 암호화하는 DNA와 이를 발현하는 형질전환 식물체의 제조방법을 제공하는 것이다.또한 본 기술은 글리코겐 합성 효소를 발현하며, 기내 배양시 괴경화율이 높고 괴경 산출량과 괴경의 크기 또한 상당히 증가하는 형질전환 식물체를 제공하는 것이다.본 기술은 감자 괴경의 전분 입자 크기가 감소하고 입자 크기 분포(size distribution)가 일정하며, 전분농도 증가와 함께 면적당 감자 생산량의 증가가 가능한 형질전환 감자 식물체를 제공하고, 본 기술은 식물체의 생육시 암호흡률이 증가하며, 광포화 조건(900μmol m-2s-1 )에서는 클로로필 당 산소방출량이 증가하는 형질전환 감자 식물체를 제공하는 것이다.○ 기술 요약 및 특징 : 본 기술은 남세균인 시네코시스티스 (Synechocystis sp.) PCC 6803의 글리코겐 신타제(glycogen synthase 또는 sll1393, 이하 cglgA 라 함)를 발현하는 형질전환감자에서 감자 잎의 광합성량 증가와 괴경의 전분입자의 크기를 감소시킴과 동시에 전분함량을 증가시킬 수 있음을 보이고 이를 이용하여 식량의 생산성을 증대하고자 하는 것이다. 본 기술의 시아노박테리아 글리코겐 합성 유전자(glycogen synthase, cglgA) 발현시 최대 광합성율이 증대되고, 형질전환 식물의 미토콘드리아 관련 암호흡율은 대조구와 비교하여 약 2-3배 증가하며, 괴경의 전분 입자 크기는 대조구에 비해 25-35% 감소하나 입자 크기가 일정하며, 전분함량은 대조구에 비해 약 23％까지 증가하는 형질전환 감자 식물체를 제공할 수 있다. 또한 시아노박테리아 글리코겐 합성 유전자(cglgA)의 과발현은 감자 괴경의 전분농도 증가와 함께 면적당 감자 생산량의 증가가 가능한 형질전환 감자 식물체를 제공할 수 있다.