StACRE 과발현 형질전환체의 분석을 통해 병저항성 유도 물질 SA와 풋마름병균 Rs 처리에 의한 StACRE 발현이 증가하는 결과를 확인하였다. StACRE 과발현이 병 방어, ubiqitination에 연관되며, 풋마름병 저항성 신호전달 경로를 양성 조절하는 것으로 추정되었다. 이는 애기장대의 ATL가 병방어 관련 유전자 및 SA-반응 유전자를 활성화하며, 담배, 벼 및 토마토 유전자가 병 저항성에 중요한 역할을 하는 것과도 일치한다. 애기장대에는 약 80여 개의 RING finger 단백질인 ATL family가 있음을 확인하였다.
<h2>StACRE 과발현 형질전환 감자의 병 저항성 검정</h2> <p>StACRE 과발현 형질전환체 발현 분석 결과 중간 정도의 발현을 보인 형질전환체 #15와 가장 강한 발현을 보인 형질전환체 #16을 증식하여 배양하였다. 배양된 형질전환체의 뿌리 부분을 절단한 줄기에 풋마름병균인 Rs 균주를 1시간 동안 감염시킨 후 Jippy pot에 옮겨 배양실에 두고 14일 동안 병의 진전 여부를 관찰 하였다. 그 결과 대조구로 사용된 야생형 수미는 전체적으로 병징을 보여 식물체가 고사한 반면 선발한 2계통의 StACRE 과발현 형질전환체는 병 저항성 감자인 CT206-10과 같이 별다른 풋마름병의 증상을 보이지 않고 건전한 상태를 유지하고 있음을 관찰할 수 있었다. 이 결과는 앞에서의 StACRE 발현분석 결과에서 얻은 병저항성 유도 물질인 SA와 풋마름병균인 Rs처리에 의해 StACRE의 발현이 현저하게 유도된 것과 잘 일치한다.</p> <p>RING finger 단백질 중의 하나인 ATL family는 애기장대에서 제일 먼저 알려 졌고, 후에 다른 식물에도 광범위하게 존재하는 것으로 알려져 있으며 애기장대에 80여 개가 존재하고 벼에는 121개가 존재하고 있는 것으로 알려져 있다. 애기장대의 ATL가 병방어 관련 유전자와 SA-반응 유전자를 활성화 시켜 병원균의 침입 시 병 방어 반응에 관여한다는 결과, 담배의 Avr9/Cf-9 rapidly elicited 132(NtACRE132) 유전자가 신호전달을 조절하여 병 저항성에 관여 한다는 보고, 벼의 EL5와 OSBIRF1 유전자가 생물학적 스트레스에 대해 병 방어 반응에 중요한 역할을 한다는 보고, 그리고 애기장대의 ATL6와 ortholog인 토마토의 LeATL6 유전자를 과발현 시켰을 때 JA-의존 신호전달 경로를 통해 병 방어에 기인하는 ubiquitin/proteasome 체계와 관련된다는 보고 등에서 알 수 있듯이 StACRE 의 과발현이 풋마름병균의 증식을 억제하였거나 SA- 또는 JA-의존 병 저항성 신호전달 경로에 양성 조절자로 작용할 뿐만 아니라 ubiqitination과 관련되어 풋마름병에 대한 저항성이 증가하였을 것으로 추정된다. 따라서 풋마름병 저항성과 관련하여 감자에서 SA- 또는 JA-의존 병저항성 신호전달에 대한 기작을 이해하는 좋은 자료가 될 것이라 생각한다. 앞으로, StACRE 유전자가 어떤 병 방어 유전자를 활성화시키며 나아가 감자의 풋마름병 저항성 조절은 어떻게 이루어지는 지를 ubiquitination 관련 연구와 병행하여 수행하여 StACRE 유전자의 정확한 기능과 병저항성 기작을 밝혀보고자 한다.</p> <h1>초록 : 감자유전자 StACRE의 분리 및 풋마름병 저항성 기능 검정</h1> <p>Ralstonia solanacearum (R s)에 의해 유발되는 풋마름병은 감자 재배 시 발병하는 주요 병 중의 하나이다. 감자에서 풋마름병 저항성관련 유전자를 찾기 위해 기존에 기능이 알려진 다른 가지과 작물의 기능 유사 유전체를 이용하여 StACRE (HM749652) 유전자를 분리하고 염기서열을 분석하였다. 분리한 StACRE의 발현양상을 분석하기 위해 병 저항성 유도 신호전달 물질인 SA와 폿마름병원균 Rs (KACC10722)를 처리한 감자에서 RNA를 추출하여 RT-PCR을 실시한 결과 이 유전자는 SA 처리에 의해 3 시간 후부터, Rs에 의해서는 12시간 후부터 발현이 현저하게 증가하였다. 따라서, 감자에서 이 유전자의 생물학적인 기능을 분석하기 위해 Gateway System을 이용하여 과발현용 vector를 만든 후 과발현 형질전환 감자를 제작하고 풋마름병균인 Rs를 접종하여 병 저항성 기능을 검정한 결과 대조구인 수미 감자에 비해 병 저항성이 증대하였다.</p>