한국에서 식용으로 사용되는 율미를 대상으로 항산화 기구를 강화하고, SWPA2 프로모터를 이용하여 SOD와 APX 유전자를 동시에 엽록체에 발현시키는 형질전환 식물체 개발을 위한 연구가 진행되고 있으며, 2-Cys Prx 유전자 활용을 통해 산화스트레스 내성이 증가된 고구마 식물체를 개발하고 \( \mathrm { MV } \) 를 통해 산화스트레스에 대해 내성이 증가된 형질전환 고구마 식물체를 선발하는 것이 목표이다.
<p>환경스트레스에 대한 내성을 향상시키기 위하여 항산화 기구를 강화시킨 형질전환 식물체 개발에 관한 많은 연구가 진행되고 있고 금후 환경재해에 강한 실용적인 농작물의 분자육종이 기대되고 있다 (Oberschall et al. 2000; Kwon et al. 2002b, 2003). 저자들은 Copper/zinc SOD (CuZnSOD)와 APX를 동시에 엽록체에 발현시킨 담배 식물체가 복합스트레스에 강한 특성이 있음을 밝혔다(Kwon et al. 2002b). 또한 \( \mathrm { CuZnSOD } \) 와 APX를 동시에 엽록체에 발현시킨 감자 (Tang et al. 2004a, 2006) 와 nucleoside diphosphate kinase 2 (NDPK2, Moon et al. 2003)를 도입한 형질전환 감자 식물체에서 복합스트레스에 내성이 증가됨을 조사하였다 (Tang et al. 2004b, 2008). 대부분의 형질전환체 개발에는 항상 강하게 발현되는 \( \mathrm { CaMV } \) \( 35 \mathrm { ~S } \) 프로모터가 주로 사용되었으나 환경스트레스 내성 형질전환체 개발에는 산화스트레스 조건에서 발현이 강하게 유도되는 SWPA2 프로모터 (Kim et al. 2003)를 이용하였다.</p> <p>본 연구팀은 국내에서 식용으로 이용되는 율미를 대상으로 산화스트레스에 의해 발현이 강하게 유도되는 SWPA2 프로모터 (Kim et al. 2003) 조절 하에 SOD와 APX 유전자가 동시에 엽록체에 발현하는 식물체 (SSA 식물체, Lim et al. 2007)를 개발한 바 있다. 본 연구에서는 엽록체에서 산화스트레스로부터 광합성기구를 보호하는 기능이 있는 2-Cys Prx 유전자를 이용하여 산화스트레스내성을 증가시킨 고구마를 개발하여 잎 절편체 수준에서 \( \mathrm { MV } \) 에 의해 유도되는 산화스트레스에 대해 내성이 증가된 형질전환 고구마 식물체를 선발하고자 하였다.</p> <h1>재료 및 방법</h1> <h2>식물재료</h2> <p>고구마 식물체 (Ipomoea batatas (L.) Lam. cv. Yulmi) 정단분열조직으로부터 유도된 배발생 캘러스를 MS (Murashige and Skoog 1962 ) 기본배지에 \( 100 \mathrm { mg } / \mathrm { L } \) myo-inositol, \( 0.4 \mathrm { mg } / \mathrm { L } \) thiamine \( \mathrm { HCl } \), \( 30 \mathrm { ~g } / \mathrm { L } \) sucrose, \( 1 \mathrm { mg } / \mathrm { L } 2,4- \mathrm { D } \) 및 \( 4 \mathrm { ~g } / \mathrm { L } \) Gelrite (MS1D) 가 첨가된 바지에서 4주 간격으로 계대배양하여 유지하였다(Kwon et al. 2002a). 이러한 배발생 캘러스를 형질전환 재료로 사용하였다.</p>