식물의 기능유전체 연구로 reverse genetic 방법, insertional mutagenesis, Antisense suppression, Activation tagging, Proteomics 등이 사용되고 있다. 한 등(1999)은 벼 기능유전자 탐색을 위해 \(A c / D s\) system을 벼에 적용하여 knock-out mutant 집단을 분리하였다. 본 연구에서는 벼의 \(A c / D s\) 돌연변이집단을 이용하여 GUS 발현 분석을 통한 knock-out 유전자의 기능을 밝히고자 수행하였다.
<p>최근 들어 애기장대 및 벼의 구조유전체 완성에 따라 후속 연구로 많은 연구자들에 의해 식물의 기능유전체연구에 대한 연구가 급속히 진행되고 있으며 insertional mutagenesis (Frankel et al. 1985), Antisense suppression (Takayama et al. 1990), Activation tagging (Hayashi et al 1992), 및 Proteomics (Wilkins et al, 1996) 등 reverse genetic 방법이 널리 사용되고 있다. 기능유전체 연구 중 retrotransposon을 이용한 T-DNA나 \( A c / D s \)와 같은 knock-out mutant 집단의 연구는 변이 유전자의 표현형을 바로 추적할 수 있는 장점으로 가장 많이 쓰이고 있는 방법 중의 하나로, 특히 promoterless (transposon-GUS) 조절 하에 만들어진 전이인자 삽입변이체는 유전자 내로 삽입되어 단백질 발현의 reading frame이 맞을 경우 GUS가 발현되어 knock-out 유전자의 발현 부위 및 발현 pattern 분석을 통하여 7 유전자의 기능을 예측 할 수 있는 장점이 있다. 한 등 (1999)은 벼 기능유전자 탐색을 위하 옥수수에서 알려진 \( A c / D s \) system을 벼에 적용하여 \( A c / D s \) 삽입 형질변이 계통을 육성하여 몇몇 주요 기능유전자를 분리하여 보고하였다(Kim et al. 2004, Park et al. 2006, Park et al. 2007).</p> <p>본 연구에서 한 등(1999)에 의해 작성된 벼의 \( A c / D s \) 돌연변이집단을 이용하여 후대 계통들에 대한 대량 GUS 발현 분석을 통한 knock-out 유전자의 기능을 밝히고자 수행한 결과 뿌리 생장점 및 수분 후 종자에서 강하게 GUS가 발현하는 변이체를 선발하여 유전자의 분리 및 특성을 조사하였다.</p> <h1>재료 및 방법</h1> <h2>식물재료 및 GUS 발현 변이체 선발</h2> <p>본 연구에서는 1999년부터 농촌진흥청 세포유전과에서 육성하고 있는 옥수수 유래 \( A c / D s \) 전이인자을 동진 벼(japonica)에 형질전환하여 얻어진 \( A c / D s \) 삽입 변이계통을 이용하였다 (Han et al. 2002, Kim et al. 2004). \(Ds\) 삽입 변이체의 종자를 파종하여 2~3엽기 식물의 잎, 줄기 및 뿌리 절편을 대상으로 GUS 활성의 조직화학적 분석을 Jefferson 등 (1987)의 방법에 따라 실시하였다. 각각의 조직을 5-bromo-4-chloro-3 -indole-glucuronide(X-Gluc)가 포함된 용액에 \( 37 ^ {\circ } \mathrm { C } \)에서 16시간 반응시킨 후, \( 70 \% \) 알코올 용액으로 엽록소를 탈색한 후, 해부현미경으로 관찰하였다.</p>