벼에서 분리된 OsZF2 유전자는 CCCH 형태의 zinc-finger 도메인을 2 개 함유하고 있으며, 이 유전인자는 잎과 이삭에서 발현이 높으며 잎의 노화를 지연시키는 역할을 하는데 이는 OsZF2 유전자가 왜화현상을 보이는 아연 손가락 단백질로 성장 발달에 영향을 주고 있는 것으로 추정된다.
<h1>결과 및 고찰</h1><h2>OsZF2 유전자의 벼 형질전환 및 과다발현 동형접합 형질전환체 선발</h2><p>벼에서 분리된 OsZF2 유전자는 CCCH 형태의 zinc-finger 도메인을 2 개 함유하고 있으며 애기장대의 꽃 분화와 관련된 PEⅡ 유전자와 높은 상동성을 보인다. OsZF2 유전자는 벼에서 저온 스트레스에 의해 발현이 약하게 유도되며 캘러스와 이삭에서 발현이 검출되고 일반적인 기저 수준에서는 발현이 거의 검출되지 않는다. OsZF2 유전자의 식물체 내에서 기능을 분석하기 위하여 벼에서 유전자 과발현 형질전환체를 육성하였다. 벼형질전환용 벡터는 35S 프로모터를 사용하였고 형질전환체 선발은 하이그로 마이신 항생제 저항성 유전자를 사용하여 운반체를 작성하여 pCAM333이라 명명하였다. pCAM333 운반체를 아그로박테리움에 도입한 후 낙동벼를 이용하여 배상체 캘러스를 유기하여 공동배양 하였다. 선발된 캘러스는 cefotaxime과 hygromycin 이 첨가된 배지에 치상하여 재분화를 유도하였으며 재분화된 식물체는 순화과정을 거쳐 온실에서 재배되었다. 재분화된 형질전환체에서 OsZF2 유전자가 벼 염색체에 삽입된 것을 확인하기 위하여 OsZF2 유전자에서 유전자 특이 forward 프라이머를 제작하고 Nos 터미네이터 부위에서 reverse 프라이머를 작성하여 PCR 분석을 실시하여 벼에 내재적으로 존재하는 유전자와 구별하였다. 벼 형질 전환체 잎으로부터 genomic DNA를 분리하여 PCR 검정을 한 결과 대조구인 낙동벼에서는 유전자 단편이 증폭되지 않았으나 형질전환체에서는 positive control로 사용된 pCAM333과 같이 모두 \( 650 \mathrm{bp} \) 크기의 OsZF2 유전자 단편이 증폭된 것을 확인하였다. 35S: 0sZF2 형질전환체에서 OsZF2 유전자가 항상성 있게 과발현 되는지를 확인하기 위하여 total RNA를 분리하여 OsZF2 유전자를 탐침으로 하여 Northern 분석을 하였다. 대조구에서는 발현이 거의 되지 않았으나 CaMV 35S promoter와 융합되어 도입된 OsZF2 유전자는 형질전환체에서 발현이 되는 것을 확인할 수 있었다. 도입 유전자에 대한 동형접합체 계통을 선발하기 위하여 40 립 이상의 T2 종자에 대하여 하이그로마이신 저항성을 검정한 결과 낙동벼의 경우 발아는 하였으나 거의 자라지 못하고 형질전환체는 정상적으로 자라는 것을 관찰하였다. 검정한 계통 중에서 치상한 40립의 종자 모두 저항성을 나타내어 정상적으로 자라는 동형접합체 계통을 선발하였다.</p><h2>OsZF2 형질전환체의 내염성 검정 및 표현형 분석</h2><p>35S:OsZF2 형질전환체에서 OsZF2 유전자 발현이 강하게 나타난 LS333-8 계통에서 동형접합체 라인을 선발하여 스트레스 저항성을 검정하기 위하여 MS 배지와 \( 100 \mathrm{mM}\) \(\mathrm{NaCl} \) 을 함유한 MS 배지에서 일주일간 생육시킨 후 23 개체의 총 중량과 지상부 잎과 뿌리의 길이를 각각 측정하여 평균값을 구하였다. 무처리 상태에서 35S:OsZF2 형질전환체의 생육과 중량이 대조구인 낙동 벼보다 다소 우수하였으며 \( 100 \mathrm{mM}\) \(\mathrm{NaCl} \) 을 함유한 배지에서도 35S: OsZF2 형질전환체가 낙동벼보다 생육이 다소 양호한 것으로 나타나 기내 실험에서는 어느 정도 내염성 효과를 보였다. 애기장대에서 분리된 CCCH type의 zinc finger 유전자인 AtSZF1과 AtSZF2의 경우 염스트레스에 의해 발현이 유도되고 내염성 증진에 중요한 역할을 한다고 보고하였다. 벼에서 분리된 OsCOIN의 경우 저온에서 발현이 유도되는 RING finger 단백질로서 또한 저온, 염, 건조에 저항성을 보이는 것으로 보고되었다. zinc finger 유전자는 스트레스 내성을 증가시키는 전사인자로서 알려져 있으므로 OsZF2도 저온에 의해 발현이 유도되는 유전자로서 스트레스에 관련되어 있을 것으로 추정된다. GMO 포장에 이식하기 위하여 형질전환 벼와 대조구인 낙동벼를 모판에서 4주 간 생육시켰으며 유묘의 성장에는 35S:OsZF2 형질전환 벼와 대조구인 낙동벼 두 품종 간에 별다른 차이가 없었다. 그러나 이앙 후 8 주 후까지 35S:OsZF2 형질전환체는 생육이 지연되어 왜화현상 을 보여주며 또한 출수도 낙동벼 보다 열흘 정도 지연되는 현상을 나타내었다. 그러나 출수 후 등숙기에는 낙동벼와 비슷한 초장을 유지하며 생육지연과 관련하여 등숙시기도 낙동벼와 비교하여 지연되는 것을 관찰하였다. Kong 등 (2006)이 보고한 벼에서 분리된 OsDOS는 OsZF2와 같이 2개의 CCCH 형태의 zinc finger 도메인을 함유하고 있는 유전자로서 잎과 이삭에서 발현이 높으며 잎의 노화를 지연시키는 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 이는 OsZF2 유전자가 잎에서 발현이 되지 않고 이삭에서 발현이 증가하는 것과는 약간 다른 양상을 보여주고 있으나 왜화 현상을 보이는 성장 지연과 이에 따른 출수지연 및 등숙 지연 등 zinc finger 단백질로써 성장 발달에 영향을 주는 것으로 추정된다. 벼에서 분리된 zinc finger 유전자인 OsLOL2의 경우, OsLOL2 발현을 저하시킨 역 전사 형질전환벼의 경우 GA 합성과 관련되어 왜화 현상을 보이고 벼의 성장 발달에 영향을 주며 과발현 형질전환벼의 경우 벼 흰잎 마름병에 저항성을 보이는 것으로 보고하였다.</p>