[go: up one dir, main page]

KR20150109321A - RcLPAT376 genes specific to Ricinus communis L. anther and their uses in hydroxy fatty acid - Google Patents

RcLPAT376 genes specific to Ricinus communis L. anther and their uses in hydroxy fatty acid Download PDF

Info

Publication number
KR20150109321A
KR20150109321A KR1020150131647A KR20150131647A KR20150109321A KR 20150109321 A KR20150109321 A KR 20150109321A KR 1020150131647 A KR1020150131647 A KR 1020150131647A KR 20150131647 A KR20150131647 A KR 20150131647A KR 20150109321 A KR20150109321 A KR 20150109321A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rclpat376
gene
fatty acid
hydroxy fatty
castor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020150131647A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101594988B1 (en
Inventor
김현욱
이경렬
김은하
김종범
노경희
Original Assignee
대한민국(농촌진흥청장)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대한민국(농촌진흥청장) filed Critical 대한민국(농촌진흥청장)
Priority to KR1020150131647A priority Critical patent/KR101594988B1/en
Publication of KR20150109321A publication Critical patent/KR20150109321A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101594988B1 publication Critical patent/KR101594988B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8242Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits
    • C12N15/8243Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits involving biosynthetic or metabolic pathways, i.e. metabolic engineering, e.g. nicotine, caffeine
    • C12N15/8247Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits involving biosynthetic or metabolic pathways, i.e. metabolic engineering, e.g. nicotine, caffeine involving modified lipid metabolism, e.g. seed oil composition
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01HNEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H5/00Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their plant parts; Angiosperms characterised otherwise than by their botanic taxonomy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8201Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation
    • C12N15/8202Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation by biological means, e.g. cell mediated or natural vector
    • C12N15/8205Agrobacterium mediated transformation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
    • C12P7/6409Fatty acids

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 피마자(Ricinus communis L.)로부터 분리된 RcLPAT376 유전자 및 이를 이용한 형질전환한 식물체의 하이드록시 지방산, 구체적으로 12-하이드록시-옥타데카-9-에노인산(12-hydroxy-octadeca-9-enoic acid)의 생산 증진에 관한 것으로, 상기 RcLPAT376 유전자로 형질전환한 형질전환 식물체의 종자에서 하이드록시 지방산의 함량이 향상되었으므로 상기 유전자를 이용하여 다양한 식물체에서 하이드록시 지방산의 생산을 증가시키는데 유용하게 이용할 수 있다.The invention castor (Ricinus communis L.) and the production of 12-hydroxy-octadeca-9-enoic acid by the use of the RcLPAT376 gene, The content of the hydroxy fatty acid in the seeds of the transgenic plant transformed with the RcLPAT376 gene is improved, so that the gene can be usefully used for increasing the production of hydroxy fatty acid in various plants.

Description

피마자 수술 특이적 RcLPAT376 유전자 및 이의 용도{RcLPAT376 genes specific to Ricinus communis L. anther and their uses in hydroxy fatty acid}RcLPAT376 genes specific to Ricinus communis L. anther and their uses in hydroxy fatty acid {RcLPAT376 genes specific to Ricinus communis L. anther and their uses in castor surgery}

본 발명은 피마자 수술 특이적 RcLPAT376(Castor bean lysophosphatidyl acyltransferase 376) 유전자 및 하이드록시 지방산 생산에서의 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수술 특이적으로 발현하며 LPAT(Lysophosphatidyl acyltransferase)기능을 하는 RcLPAT376 유전자를 피마자에서 분리하였으며 RcLPAT376 유전자의 발현을 통하여 하이드록시 지방산 함량 증가 효과에 관한 것이다.The present invention relates to a castor surgery-specific RcLPAT376 (Castor bean lysophosphatidyl acyltransferase 376) gene and its use in the production of hydroxy fatty acids, and more particularly, to a RcLPAT376 gene that is surgically-specific and functions as an LPAT (Lysophosphatidyl acyltransferase). It was isolated from castor and relates to the effect of increasing the hydroxy fatty acid content through the expression of the RcLPAT376 gene.

식물유의 주성분은 탄소사슬 16개 또는 18개의 지방산이고, 팔미트산(palmitic acid), 스테아르산(stearic acid), 올레산(oleic acid), 리놀레산(linoleic acid) 및 리놀렌산(linolenic acid)의 혼합물로서, 튀김이나 샐러드에넣는 식용으로는 적합하지만, 산업용으로는 적합하지 않은 단점이 있다. 현재 전 세계 식물유의 80%는 식용으로, 나머지 20%는 산업용으로 소비되고 있으며, 앞으로 식물유가 산업용으로 경제성을 갖추기 위해서는 물질이 적합하고, 가공성 좋아야 한다. 예를 들어, 윤활유로 쓰이려면 산화가 잘되지 않아야 하고, 점도가 높아야 하며, 페인트나 도료의 경우 쉽게 산화되어야 한다.The main component of vegetable oil is a fatty acid having 16 or 18 carbon chains, and is a mixture of palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid, It is suitable for use in frying or in salads, but it has the disadvantage that it is not suitable for industrial use. Currently, 80% of the world's vegetable oils are consumed for food and the remaining 20% for industrial use. In order for vegetable oils to be economical for industrial use in the future, materials must be suitable and have good processability. For example, in order to be used as a lubricant, oxidation must be difficult, the viscosity must be high, and in the case of paints or paints, it must be easily oxidized.

한편, 비경작 식물 종의 종자에는 수백 개의 다른 지방산이 함유되어 있는데, 이들 지방산을 일반적 식물유의 주요 구성성분인 5종류의 지방산과 구별하여 특이지방산(unusual fatty acid)이라 부른다. 이러한 특이 지방산은 산업적 이용에 적합한 적당한 탄소사슬개수, 적절한 불포화도 및 탄소에 다양한 활성을 갖는 기능기 (예: 하이드록시기(-OH), 에폭시기)에 의해 특정한 물성이 있는데, 특히 피마자의 델타 12 하이드록시 지방산(리시놀레산; ricinoleic acid)은 종자 지방산의 90%를 차지하며, 이를 가공하여 고품질의 윤활유, 나일론, 화장품을 포함한 넓은 범위의 상업 및 공업제품에 이용되고 있다.On the other hand, seeds of uncultivated plant species contain hundreds of different fatty acids, and these fatty acids are called unusual fatty acids, distinguishing them from five types of fatty acids, which are the main constituents of general vegetable oils. These specific fatty acids have specific properties due to a suitable number of carbon chains suitable for industrial use, a suitable degree of unsaturation, and a functional group having various activities on carbon (e.g., a hydroxy group (-OH), an epoxy group). In particular, the delta 12 of castor Hydroxy fatty acids (ricinoleic acid; ricinoleic acid) account for 90% of seed fatty acids, and processed by processing them are used in a wide range of commercial and industrial products, including high-quality lubricants, nylons, and cosmetics.

그러나 피마자같이 특이지방산을 생산하는 비경작 식물은 수확량이 작고, 개화가 불균일하며, 게다가 종자에 리신(ricin)이라는 독소가 있어 산업적으로 경작하기 어려운 단점을 가지고 있어서, 비경작 식물에서 특이지방산 생합성 핵산분자를 분리하여 작물에 도입하려는 생명공학적 연구 및 기법이 집중되고 있는 실정이나, 형진전환 식물에서는 특이 지방산의 생성 효율이 매우 낮다.However, non-cultivated plants that produce specific fatty acids such as castor have the disadvantages that the yield is small, flowering is uneven, and it is difficult to cultivate industrially due to the toxin called ricin in the seeds. Bioengineering research and techniques to separate molecules and introduce them into crops are being concentrated, but the efficiency of producing specific fatty acids is very low in transgenic plants.

이에, 본 발명자들은 피마자로부터 하이드록시 지방산을 증대시키는 유전자를 탐색하였으며, 수꽃에서 특이적으로 발현되는 피마자 RcLPAT376 유전자를 분리하였으며, RcLPAT376 유전자의 발현을 통하여 하이드록시 지방산 함량 증가 효과를 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다. Accordingly, the present inventors searched for a gene that increases hydroxy fatty acid from castor, isolated castor RcLPAT376 gene specifically expressed in male flowers, and confirmed the effect of increasing hydroxy fatty acid content through expression of the RcLPAT376 gene, the present invention Was completed.

본 발명의 목적은 서열번호 1의 염기서열로 이루어지는 하이드록시 지방산(hydroxy fatty acid) 생산에 이용되는 RcLPAT376(Castor bean lysophosphatidyl acyltransferase 376) 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a recombinant vector containing the RcLPAT376 (Castor bean lysophosphatidyl acyltransferase 376) gene used for the production of hydroxy fatty acid consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 재조합 벡터로 형질전환된 형질전환 식물체를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a transgenic plant transformed with the recombinant vector.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 형질전환 식물체의 제조 방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a method for producing the transgenic plant.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 하이드록시 지방산 생산 방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a method for producing hydroxy fatty acids.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열로 이루어지는 하이드록시 지방산(hydroxy fatty acid) 생산에 이용되는 RcLPAT376(Castor bean lysophosphatidyl acyltransferase 376) 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a recombinant vector comprising the RcLPAT376 (Castor bean lysophosphatidyl acyltransferase 376) gene used for the production of hydroxy fatty acid consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 형질전환된 형질전환 식물체를 제공한다.In addition, the present invention provides a transgenic plant transformed with the recombinant vector.

또한, 본 발명은 In addition, the present invention

(1) 서열번호 3 및 4로 표시되는 프라이머 세트를 이용하여, 피마자(Ricinus communis L.)로부터 RcLPAT376(Castor bean lysophosphatidyl acyltransferase 376) 유전자를 분리하는 단계;(1) separating the RcLPAT376 (Castor bean lysophosphatidyl acyltransferase 376) gene from castor (Ricinus communis L.) using the primer set represented by SEQ ID NOs: 3 and 4;

(2) 상기 단계 (1)에서 분리된 서열번호 1의 염기서열로 이루어지는 RcLPAT376 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제조하는 단계;(2) preparing a recombinant vector including the RcLPAT376 gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 isolated in step (1);

(3) 상기 벡터를 아그로박테리움을 이용하여 식물체에 형질전환하는 단계;(3) transforming the vector into a plant using Agrobacterium;

(4) 바스타(BASTA) 제초제를 살포하여 형질전환 식물체를 선별하는 단계;(4) selecting a transformed plant by spraying a BASTA herbicide;

(5) 상기 선별된 형질전환 식물체로부터 T1 종자를 수득하는 단계;(5) obtaining T1 seeds from the selected transgenic plants;

(6) 상기 단계 (5)의 T1 종자 중에 하이드록시 지방산의 함량이 증가한 계통을 선발하는 단계;(6) selecting a line having an increased content of hydroxy fatty acid in the T1 seeds of step (5);

(7) 상기 단계 (6)에서 선발한 계통을 T2 세대로 전개하는 단계;(7) developing the line selected in step (6) to the T2 generation;

(8) 상기 단계 (7)의 T2 종자 중에 하이드록시 지방산의 함량이 증가한 계통을 선발하는 단계; 및(8) selecting a line having an increased content of hydroxy fatty acid in the T2 seeds of step (7); And

(9) 상기 단계 (8)의 T3 세대의 종자로부터 하이드록시 지방산을 수득하는 단계를 포함하는 하이드록시 지방산 생산 방법으로서,(9) A method for producing a hydroxy fatty acid comprising the step of obtaining a hydroxy fatty acid from the seed of the T3 generation of step (8),

상기 하이드록시 지방산은 12-하이드록시-옥타데카-9-에노인산(12-hydroxy-octadeca-9-enoic acid)인 것을 특징으로 하는 하이드록시 지방산 생산 방법을 제공한다.The hydroxy fatty acid provides a method for producing a hydroxy fatty acid, characterized in that the hydroxy fatty acid is 12-hydroxy-octadeca-9-enoic acid.

본 발명의 피마자 수술 특이적 RcLPAT376 유전자가 포함된 벡터로 형질전환된 식물체의 종자에서 하이드록시 지방산의 함량이 향상되었으므로 상기 유전자를 이용하여 다양한 식물체에서 하이드록시 지방산의 생산을 증가시키는데 유용하게 이용할 수 있다.Since the content of hydroxy fatty acids in seeds of plants transformed with the vector containing the castor surgery-specific RcLPAT376 gene of the present invention has been improved, the gene can be used to increase the production of hydroxy fatty acids in various plants. .

도 1은 분리된 피마자 RcLPAT376 유전자가 코딩하는 단백질의 아미노산 서열과 기존에 LPAT 기능이 있는 것으로 밝혀진 애기장대 AtLPAT2 단백질간의 아미노산 서열 비교한 결과를 나타낸 도이다;
RcLPAT376은 애기장대 AtLPAT2와 48.7%의 낮은 상동성을 보이고, 상동성 부분은 회색으로 표시되어 있다.
도 2는 피마자 ACTIN2(RcACT2) 유전자의 발현을 대조구으로 피마자 RcLPAT376 유전자의 피마자 조직별 발현 RT-PCR 분석을 나타낸 도이다;
L(잎), St(줄기), UF(꽃전체), FF(암꽃), MF(수꽃), S(종자), Sd(유묘) 및 R(뿌리) 조직별 발현을 나타낸다.
도 3a는 RcLPAT376 유전자 및 GUS 유전자를 함유한 대장균 형질전환용 재조합 벡터를 나타내는 모식도이다;
T7P는 T7 프로모터, 6His가 RcLPAT376과 GUS의 N-terminal에 결합됨, T7T는 T7 터미네이터, AmpR는 앰피실린 저항성 유전자.
도 3b는 pDEST-RcLPAT376과 pDEST-GUS가 벡터가 형질전환된 LPAT 돌연변이 JC201 대장균의 생장을 비교 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3c는 JC201 대장균에서 RcLPAT376 단백질을 검출한 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 피마자 파세올린(Phaseolin)-RcLPAT376 종자 특이적 발현 식물벡터 구조에 나타낸 도이다;
LB:좌측 경계(left border), RB:우측 경계(right border), bar: 제초제 포스피토트리신(phosphinothricin) 저항성 유전자, T35S: CaMV 35 유전자의 터미네이터(terminator) 및 SpR: 스펙티노마이신(spectinomycin) 저항성 유전자.
도 5a는 RcLPAT376 유전자가 형질전환된 T2 종자의 하이드록시 지방산 퍼센트를 나타낸 그래프이다.
도 5b는 RcLPAT376 유전자가 형질전환된 T3 종자의 하이드록시 지방산 퍼센트를 나타낸 그래프이다.
도 6은 하이드록시 지방산을 생산하는 CL37 애기장대(대조군)와 CL37+RcLPAT376의 형질전환시킨 애기장대에서 종자 지방을 TLC(Thin-Layer Chromatography) 분석한 결과를 나타낸 도이다.
1 is a diagram showing the result of comparing the amino acid sequence of the protein encoded by the isolated castor RcLPAT376 gene and the Arabidopsis AtLPAT2 protein, which was previously found to have an LPAT function;
RcLPAT376 shows a low 48.7% homology with Arabidopsis AtLPAT2, and the homology part is shown in gray.
Figure 2 is a diagram showing the expression of the castor ACTIN2 (RcACT2) gene as a control, the expression RT-PCR analysis of the castor RcLPAT376 gene for each castor tissue;
L (leaf), St (stem), UF (whole flower), FF (female flower), MF (male flower), S (seed), Sd (seedling) and R (root) tissue-specific expressions are shown.
Figure 3a is a schematic diagram showing a recombinant vector for E. coli transformation containing the RcLPAT376 gene and GUS gene;
T7P is the T7 promoter, 6His is bound to the N-terminal of RcLPAT376 and GUS, T7T is the T7 terminator, Amp R is the ampicillin resistance gene.
3B is a graph showing the results of comparative analysis of the growth of the LPAT mutant JC201 E. coli in which the vector was transformed with pDEST-RcLPAT376 and pDEST-GUS.
Figure 3c is a diagram showing the result of detecting the RcLPAT376 protein in JC201 E. coli.
Fig. 4 is a diagram showing the structure of a plant vector expressing a specific expression of a castor phaseolin-RcLPAT376 seed;
LB: left border, RB: right border, bar: herbicide phosphitotricin resistance gene, T35S: terminator of CaMV 35 gene and SpR: spectinomycin Resistance gene.
5A is a graph showing the percentage of hydroxy fatty acids in T2 seeds transformed with RcLPAT376 gene.
5B is a graph showing the percentage of hydroxy fatty acids in T3 seeds transformed with the RcLPAT376 gene.
6 is a diagram showing the results of TLC (Thin-Layer Chromatography) analysis of seed fat in the Arabidopsis thaliana transformed with CL37 Arabidopsis (control) and CL37+RcLPAT376 producing hydroxy fatty acids.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 서열번호 1의 염기서열로 이루어지는 하이드록시 지방산(hydroxy fatty acid) 생산에 이용되는 RcLPAT376(Castor bean lysophosphatidyl acyltransferase 376) 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다.The present invention provides a recombinant vector containing the RcLPAT376 (Castor bean lysophosphatidyl acyltransferase 376) gene used for the production of hydroxy fatty acid consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

상기 유전자는 피마자(Ricinus communis L.)로부터 분리된 것이 바람직하나. 이에 한정되지 않는다.The gene is castor ( Ricinus communis It is preferable to be separated from L.). It is not limited to this.

상기 유전자는 수꽃에서 발현되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.The gene is preferably expressed in male flowers, but is not limited thereto.

상기 유전자는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 단백질을 암호화하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.The gene preferably encodes a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, but is not limited thereto.

또한, 상기 염기 서열의 변이체가 본 발명의 범위 내에 포함된다. 구체적으로, 상기 유전자는 서열번호 1의 염기 서열과 각각 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 더 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 염기 서열을 포함할 수 있다. 폴리뉴클레오티드에 대한 "서열 상동성의 %"는 두 개의 최적으로 배열된 서열과 비교 영역을 비교함으로써 확인되며, 비교 영역에서의 폴리뉴클레오티드 서열의 일부는 두 서열의 최적 배열에 대한 참고 서열(추가 또는 삭제를 포함하지 않음)에 비해 추가 또는 삭제(즉, 갭)를 포함할 수 있다.In addition, variants of the base sequence are included within the scope of the present invention. Specifically, the gene is a base sequence having a sequence homology of 70% or more, more preferably 80% or more, even more preferably 90% or more, most preferably 95% or more, respectively, with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 Can include. The "% of sequence homology" for a polynucleotide is identified by comparing two optimally aligned sequences with a comparison region, and a portion of the polynucleotide sequence in the comparison region is a reference sequence (addition or deletion) for the optimal alignment of the two sequences. It may include additions or deletions (ie, gaps) compared to (not including).

상기 하이드록시 지방산은 탄소수 18개의 지방산 사슬 위에 9번 탄소에 1개의 이중 결합과 12번 탄소에 1개의 하이드록실기를 포함하고 있는 구조를 특징으로 하는 12-하이드록시-옥타데카-9-에노인산(12-hydroxy-octadeca-9-enoic acid)인 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않는다.The hydroxy fatty acid is 12-hydroxy-octadeca-9-enophosphoric acid, characterized by a structure including one double bond on carbon 9 and one hydroxyl group on carbon 12 on a fatty acid chain having 18 carbon atoms. (12-hydroxy-octadeca-9-enoic acid) is preferred, but is not limited thereto.

상기 재조합 벡터는 하이드록시 지방산 증진용인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.The recombinant vector is preferably for promoting hydroxy fatty acid, but is not limited thereto.

상기 재조합 벡터는 제초제 저항성 Bar 유전자가 포함되고 RcLPAT376 유전자가 종자 특이 Phaseoline 프로모터 아래 위치하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.The recombinant vector preferably contains the herbicide resistance Bar gene and the RcLPAT376 gene is located under the seed-specific Phaseoline promoter, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 RcLPAT376 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제공한다. 상기 재조합 벡터는 바람직하게는 도 4에 기재된 Phaseoline-RcLPAT376 벡터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. In addition, the present invention provides a recombinant vector comprising the RcLPAT376 gene according to the present invention. The recombinant vector may preferably be the Phaseoline-RcLPAT376 vector described in FIG. 4, but is not limited thereto.

용어 "재조합"은 세포가 이종의 핵산을 복제하거나, 상기 핵산을 발현하거나 또는 펩티드, 이종의 펩티드 또는 이종의 핵산에 의해 암호된 단백질을 발현하는 세포를 지칭하는 것이다. 재조합 세포는 상기 세포의 천연 형태에서는 발견되지 않는 유전자 또는 유전자 절편을, 센스 또는 안티센스 형태 중 하나로 발현할 수 있다. 또한 재조합 세포는 천연 상태의 세포에서 발견되는 유전자를 발현할 수 있으며, 그러나 상기 유전자는 변형된 것으로서 인위적인 수단에 의해 세포 내 재도입된 것이다.The term “recombinant” refers to a cell in which a cell replicates a heterologous nucleic acid, expresses the nucleic acid, or expresses a peptide, a heterologous peptide, or a protein encoded by a heterologous nucleic acid. Recombinant cells may express genes or gene segments that are not found in the natural form of the cell in either a sense or antisense form. In addition, recombinant cells can express genes found in cells in their natural state, but the genes are modified and reintroduced into cells by artificial means.

용어 "벡터"는 세포 내로 전달하는 DNA 단편(들), 핵산 분자를 지칭할 때 사용된다. 벡터는 DNA를 복제시키고, 숙주세포에서 독립적으로 재생산될 수 있다. 용어 "발현 벡터"는 흔히 "재조합 벡터"와 호환하여 사용된다. 용어 "재조합 벡터"는 목적한 코딩 서열과, 특정 숙주 생물에서 작동가능하게 연결된 코딩 서열을 발현하는데 필수적인 적정 핵산 서열을 포함하는 재조합 DNA 분자를 의미한다. 진핵세포에서 이용 가능한 프로모터, 인핸서, 종결신호 및 폴리아데닐레이션 신호는 공지되어 있다.The term "vector" is used to refer to a DNA fragment(s), a nucleic acid molecule, which is delivered into a cell. Vectors replicate DNA and can be reproduced independently in host cells. The term “expression vector” is often used interchangeably with “recombinant vector”. The term “recombinant vector” refers to a recombinant DNA molecule comprising a coding sequence of interest and an appropriate nucleic acid sequence essential for expressing the coding sequence operably linked in a particular host organism. Promoters, enhancers, termination signals and polyadenylation signals usable in eukaryotic cells are known.

본 발명의 벡터는 전형적으로 클로닝 또는 발현을 위한 벡터로서 구축될 수 있다. 또한, 본 발명의 벡터는 원핵 세포 또는 진핵 세포를 숙주로 하여 구축될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 재조합 벡터가 발현 벡터이고, 원핵 세포를 숙주로 하는 경우에는, 전사를 진행시킬 수 있는 강력한 프로모터 (예컨대, pLλ프로모터, trp 프로모터, lac 프로모터, T7 프로모터, tac 프로모터 등), 해독의 개시를 위한 리보좀 결합 자리 및 전사/해독 종결 서열을 포함하는 것이 일반적이다.The vectors of the invention can typically be constructed as vectors for cloning or expression. In addition, the vector of the present invention can be constructed using a prokaryotic cell or a eukaryotic cell as a host. For example, when the recombinant vector of the present invention is an expression vector and a prokaryotic cell is used as a host, a strong promoter capable of promoting transcription (e.g., pLλ promoter, trp promoter, lac promoter, T7 promoter, tac promoter, etc.) , It is common to include a ribosome binding site for initiation of translation and a transcription/translation termination sequence.

한편, 본 발명에 이용될 수 있는 벡터는 당업계에서 종종 사용되는 플라스미드 (예: pSC101, ColE1, pBR322, pUC8/9, pHC79, pGEX 시리즈, pET 시리즈 및 pUC19 등), 파지 (예: λgt4·λB, λ-Charon, λΔz1 및 M13 등) 또는 바이러스 (예: SV40 등)를 조작하여 제작될 수 있다.On the other hand, vectors that can be used in the present invention include plasmids often used in the art (e.g., pSC101, ColE1, pBR322, pUC8/9, pHC79, pGEX series, pET series and pUC19, etc.), phage (e.g. , λ-Charon, λΔz1 and M13, etc.) or a virus (eg, SV40, etc.).

본 발명의 벡터는 선택표지로서, 당업계에서 통상적으로 이용되는 항생제 내성 유전자를 포함할 수 있으며, 예를 들어 암피실린, 겐타마이신, 카베니실린, 클로람페니콜, 스트렙토마이신, 카나마이신, 게네티신, 네오마이신, 테트라사이클린 및 바스타(BASTA) 제초제에 대한 내성 유전자가 있다.The vector of the present invention may contain an antibiotic resistance gene commonly used in the art as a selection marker, for example, ampicillin, gentamicin, carbenicillin, chloramphenicol, streptomycin, kanamycin, geneticin, neomycin. , Tetracycline and BASTA herbicide resistance genes.

본 발명에서는 바스타(BASTA)에 저항성을 갖는 피마자 수술 특이적 RcLPAT376 유전자가 형질전환된 식물체를 선발하였다.In the present invention, a plant transformed with a castor surgery-specific RcLPAT376 gene having resistance to BASTA was selected.

또한, 본 발명은 상기 재조합 벡터로 형질전환된 형질전환 식물체를 제공한다.In addition, the present invention provides a transgenic plant transformed with the recombinant vector.

상기 식물체는 RcLPAT376 유전자 발현에 의해 종자 내의 하이드록시 지방산 함량이 증가한 것이 바람직하며, T1 종자가 더욱 바람직하고, T2 종자가 보다 바람직하며, T3 종자가 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.In the plant, the content of hydroxy fatty acids in seeds is preferably increased by expression of the RcLPAT376 gene, T1 seeds are more preferable, T2 seeds are more preferable, and T3 seeds are most preferable, but the present invention is not limited thereto.

상기 식물체는 애기장대 또는 유지식물(vegetable oil plant)인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.The plant is preferably Arabidopsis or a vegetable oil plant, but is not limited thereto.

상기 유지식물은 씨나 열매에서 기름을 얻는 식물이 바람직하며, 참깨, 유채, 해바라기, 아주까지, 땅콩, 콩, 코코야자, 기름야자 및 호호바로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.The oil plant is preferably a plant that obtains oil from seeds or fruits, and is more preferably selected from the group consisting of sesame seeds, rapeseed, sunflowers, soda, peanuts, beans, coco palms, oil palms, and jojoba, but is not limited thereto. .

본 발명의 재조합 벡터에서, 프로모터는 CaMV 35S, 액틴, 유비퀴틴, pEMU, MAS 또는 히스톤 프로모터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. "프로모터"란 용어는 구조 유전자로부터의 DNA 업스트림의 영역을 의미하며 전사를 개시하기 위하여 RNA 폴리머라아제가 결합하는 DNA 분자를 말한다. "식물 프로모터"는 식물 세포에서 전사를 개시할 수 있는 프로모터이다. "구성적(constitutive) 프로모터"는 대부분의 환경 조건 및 발달 상태 또는 세포 분화하에서 활성이 있는 프로모터이다. 형질전환체의 선택이 각종 단계에서 각종 조직에 의해서 이루어질 수 있기 때문에 구성적 프로모터가 본 발명에서 바람직할 수 있다. 따라서, 구성적 프로모터는 선택 가능성을 제한하지 않는다.In the recombinant vector of the present invention, the promoter may be a CaMV 35S, actin, ubiquitin, pEMU, MAS or histone promoter, but is not limited thereto. The term "promoter" refers to a region of DNA upstream from a structural gene and refers to a DNA molecule to which an RNA polymerase binds to initiate transcription. A “plant promoter” is a promoter capable of initiating transcription in a plant cell. A “constitutive promoter” is a promoter that is active under most environmental conditions and developmental states or cell differentiation. Since the selection of transformants can be made by various tissues at various stages, constitutive promoters may be preferred in the present invention. Thus, constitutive promoters do not limit the possibility of selection.

본 발명의 재조합 벡터에서, 통상의 터미네이터를 사용할 수 있으며, 그 예로는 노팔린 신타아제(NOS), 벼 α-아밀라아제 RAmy1 A 터미네이터, 파세올린(phaseoline) 터미네이터, 아그로박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)의 옥토파인(Octopine) 유전자의 터미네이터 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 터미네이터의 필요성에 관하여, 그러한 영역이 식물 세포에서의 전사의 확실성 및 효율을 증가시키는 것으로 일반적으로 알려져 있다. 그러므로, 터미네이터의 사용은 본 발명의 내용에서 매우 바람직하다.In the recombinant vector of the present invention, a conventional terminator can be used, examples of which include nopaline synthase (NOS), rice α-amylase RAmy1 A terminator, phaseoline terminator, Agrobacterium tumefaciens. ), such as a terminator of the octopine gene, but is not limited thereto. Regarding the need for terminators, it is generally known that such regions increase the certainty and efficiency of transcription in plant cells. Therefore, the use of a terminator is highly desirable in the context of the present invention.

식물의 형질전환은 DNA를 식물에 전이시키는 임의의 방법을 의미한다. 그러한 형질전환 방법은 반드시 재생 및(또는) 조직 배양 기간을 가질 필요는 없다. 식물 종의 형질전환은 이제는 쌍자엽 식물뿐만 아니라 단자엽 식물 양자를 포함한 식물 종에 대해 일반적이다. 원칙적으로, 임의의 형질전환 방법은 본 발명에 따른 잡종 DNA를 적당한 선조 세포로 도입시키는데 이용될 수 있다. 방법은 원형질체에 대한 칼슘/폴리에틸렌 글리콜 방법(Krens, F.A. et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373), 원형질체의 전기천공법(Shillito R.D. et al., 1985 Bio/Technol. 3, 1099-1102), 식물 요소로의 현미주사법(Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 202, 179-185), 각종 식물 요소의 (DNA 또는 RNA-코팅된) 입자 충격법(Klein T.M. et al., 1987, Nature 327, 70), 식물의 침윤 또는 성숙 화분 또는 소포자의 형질전환에 의한 아그로박테리움 투머파시엔스 매개된 유전자 전이에서 (비완전성) 바이러스에 의한 감염(EP 0 301 316호) 등으로부터 적당하게 선택될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 방법은 아그로박테리움 매개된 DNA 전달을 포함한다. 특히 바람직한 것은 EP A 120 516호 및 미국 특허 제4,940,838호에 기재된 바와 같은 소위 이원 벡터 기술을 이용하는 것이다.Plant transformation refers to any method of transferring DNA into a plant. Such transformation methods need not necessarily have periods of regeneration and/or tissue culture. Transformation of plant species is now common for plant species including both monocotyledons as well as dicotyledons. In principle, any transformation method can be used to introduce hybrid DNA according to the present invention into suitable progenitor cells. The method is the calcium/polyethylene glycol method for protoplasts (Krens, FA et al., 1982, Nature 296, 72-74; Negrutiu I. et al., June 1987, Plant Mol. Biol. 8, 363-373), protoplasts. Of electroporation (Shillito RD et al., 1985 Bio/Technol. 3, 1099-1102), microinjection with plant urea (Crossway A. et al., 1986, Mol. Gen. Genet. 202, 179-185) ), (DNA or RNA-coated) particle bombardment method of various plant elements (Klein TM et al., 1987, Nature 327, 70), Agrobacterium tumerfasi by transformation of plant infiltration or mature pollen or vesicle In Ens-mediated gene transfer, it can be appropriately selected from (incomplete) virus-induced infection (EP 0 301 316) and the like. A preferred method according to the invention comprises Agrobacterium mediated DNA delivery. Particularly preferred is the use of so-called binary vector technology as described in EP A 120 516 and U.S. Patent No. 4,940,838.

본 발명에 따른 상기 식물체는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 대두, 감자, 밀, 팥, 귀리 및 수수로 이루어진 군에서 선택된 식량작물류; 애기장대, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근으로 이루어진 군에서 선택된 채소작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 및 유채로 이루어진 군에서 선택된 특용작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 및 바나나로 이루어진 군에서 선택된 과수류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 및 튤립으로 이루어진 군에서 선택된 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스로 이루어진 군에서 선택된 사료작물류일 수 있다.The plant according to the present invention is a food crop selected from the group consisting of rice, wheat, barley, corn, soybeans, potatoes, wheat, red beans, oats and sorghum; Vegetable crops selected from the group consisting of Arabidopsis, Chinese cabbage, radish, pepper, strawberry, tomato, watermelon, cucumber, cabbage, melon, pumpkin, green onion, onion and carrot; Specialty crops selected from the group consisting of ginseng, tobacco, cotton, sesame, sugar cane, sugar beet, perilla, peanut and rapeseed; Fruit trees selected from the group consisting of apple trees, pear trees, jujube trees, peaches, poplars, grapes, tangerines, persimmons, plums, apricots, and bananas; Flowers selected from the group consisting of roses, gladiolus, gerbera, carnations, chrysanthemums, lilies and tulips; And it may be a feed crop selected from the group consisting of ryegrass, red clover, orchardgrass, alpha alpha, tolpescue, and perennial ryegrass.

또한, 본 발명은 In addition, the present invention

(1) 서열번호 3 및 4로 표시되는 프라이머 세트를 이용하여, 피마자(Ricinus communis L.)로부터 RcLPAT376(Castor bean lysophosphatidyl acyltransferase 376) 유전자를 분리하는 단계;(1) separating the RcLPAT376 (Castor bean lysophosphatidyl acyltransferase 376) gene from castor (Ricinus communis L.) using the primer set represented by SEQ ID NOs: 3 and 4;

(2) 상기 단계 (1)에서 분리된 서열번호 1의 염기서열로 이루어지는 RcLPAT376 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제조하는 단계;(2) preparing a recombinant vector including the RcLPAT376 gene consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 isolated in step (1);

(3) 상기 벡터를 아그로박테리움을 이용하여 식물체에 형질전환하는 단계;(3) transforming the vector into a plant using Agrobacterium;

(4) 바스타(BASTA) 제초제를 살포하여 형질전환 식물체를 선별하는 단계;(4) selecting a transformed plant by spraying a BASTA herbicide;

(5) 상기 선별된 형질전환 식물체로부터 T1 종자를 수득하는 단계;(5) obtaining T1 seeds from the selected transgenic plants;

(6) 상기 단계 (5)의 T1 종자 중에 하이드록시 지방산의 함량이 증가한 계통을 선발하는 단계;(6) selecting a line having an increased content of hydroxy fatty acid in the T1 seeds of step (5);

(7) 상기 단계 (6)에서 선발한 계통을 T2 세대로 전개하는 단계;(7) developing the line selected in step (6) to the T2 generation;

(8) 상기 단계 (7)의 T2 종자 중에 하이드록시 지방산의 함량이 증가한 계통을 선발하는 단계; 및(8) selecting a line having an increased content of hydroxy fatty acid in the T2 seeds of step (7); And

(9) 상기 단계 (8)의 T3 세대의 종자로부터 하이드록시 지방산을 수득하는 단계를 포함하는 하이드록시 지방산 생산 방법으로서,(9) A method for producing a hydroxy fatty acid comprising the step of obtaining a hydroxy fatty acid from the seed of the T3 generation of step (8),

상기 하이드록시 지방산은 12-하이드록시-옥타데카-9-에노인산(12-hydroxy-octadeca-9-enoic acid)인 것을 특징으로 하는 하이드록시 지방산 생산 방법을 제공한다.The hydroxy fatty acid provides a method for producing a hydroxy fatty acid, characterized in that the hydroxy fatty acid is 12-hydroxy-octadeca-9-enoic acid.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 수술 특이적으로 발현하며 LPAT (Lysophosphatidyl acyltransferase)기능을 하는 RcLPAT376 유전자를 피마자에서 분리하였고, 피마자의 RcLPAT376을 종자 특이 유전자인 Phaseolin의 프로모터와 결합 후 종자에서 하이드록시 지방산을 최대 17% 생산하는 CL37 애기장대 식물체에 형질전환시켜 하이드록시 지방산을 최대 22.3 %까지 증진 시키는 것을 확인하였다(표 2, 도 5 및 도 6) .In a specific embodiment of the present invention, the present inventors isolated the RcLPAT376 gene, which is surgically expressed and functions as LPAT (Lysophosphatidyl acyltransferase), from castors, and the RcLPAT376 of castors was combined with a promoter of the seed-specific gene, Phaseolin, and hides from the seeds. It was confirmed that the hydroxy fatty acid was enhanced up to 22.3% by transforming CL37 Arabidopsis plants that produce up to 17% of hydroxy fatty acids (Table 2, FIGS. 5 and 6).

따라서, 본 발명의 피마자 수술 특이적 RcLPAT376 유전자가 포함된 벡터로 형질전환된 식물체가 세대증진을 하면서 종자에서 하이드록시 지방산의 함량이 유의적으로 향상되었으므로, 상기 유전자를 이용하여 다양한 식물체에서 하이드록시 지방산의 생산을 증가시키는데 유용하게 이용할 수 있다.Therefore, since the plant transformed with the vector containing the castor surgery-specific RcLPAT376 gene of the present invention improved generation, the content of hydroxy fatty acid in the seed was significantly improved, and thus the hydroxy fatty acid in various plants using the gene It can be usefully used to increase the production of.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to aid understanding of the present invention. However, the following examples are merely illustrative of the contents of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples. The embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art.

<실시예 1> 피마자에서 LPAT376 유전자 분리<Example 1> LPAT376 gene isolation from castor

본 발명자들은, 피마자(Ricinus communis L.)로부터 분리한 RNA로부터 상보적인 DNA를 합성한 후 RcLPAT376 유전자에 특이적인 프라이머 염기서열을 이용하여 LPAT376 유전자를 분리하였다.The present inventors, castor ( Ricinus communis After synthesizing complementary DNA from RNA isolated from L.), the LPAT376 gene was isolated using a primer sequence specific to the RcLPAT376 gene.

구체적으로, 피마자의 잎과 종자로부터 분리한 RNA로부터 PrimeScriptTM 1st strand cDNA Synthesis Kit (TakaRa, Japan)를 사용하여 잎과 종자에서 발현되는 모든 RNA에 대한 상보적 DNA를 합성한 후 RcLPAT376 유전자에 특이적인 프라이머 를 하기 표 1에서와 같이 제작하여 이를 이용하여 KOD+ polymerase (Toyobo, Japan)를 사용하여 PCR (polymerase chain reaction)을 수행하여 RcLPAT376 cDNA를 합성하였다. 합성한 RcLPAT376 cDNA를 pENTR/D-Topo (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)벡터에 클로닝하여 pENTR-LPAT376 벡터를 제작하였다. 클로닝한 RcLPAT376의 핵산 염기서열을 결정하였다. Specifically, complementary DNA for all RNAs expressed in leaves and seeds was synthesized from RNA isolated from leaves and seeds of castor using PrimeScript TM 1st strand cDNA Synthesis Kit (TakaRa, Japan). Primers were prepared as shown in Table 1 below, and PCR (polymerase chain reaction) was performed using KOD+ polymerase (Toyobo, Japan) using this to synthesize RcLPAT376 cDNA. The synthesized RcLPAT376 cDNA was cloned into a pENTR/D-Topo (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) vector to prepare a pENTR-LPAT376 vector. The nucleic acid sequence of the cloned RcLPAT376 was determined.

그 결과, RcLPAT376 cDNA 유전자의 핵산 염기서열은 총 1,131 bp로 구성되어 있었으며(서열번호 1), 376개의 아미노산으로 구성된 43 kDa 분자량의 단백질 정보로 구성되었다(서열번호 2). RcLPAT376 유전자가 코딩하는 단백질과 LPAT (Lysophosphatidyl acyltransferase) 기능이 확인된 애기장대 LPAT2 (Kim et al., Plant Cell 17: 1073-1089, 2005)와 단백질 서열간 상동성 분석을 한 결과 48.7% 낮은 상동성을 보여 LPAT 효소 기능이 있는지 단백질 서열만으론 추론할 수 없었다(도 1). 분리한 RcLPAT376 유전자를 NCBI (National Center for Biotechnology Information)의 BlastP에 의한 단백질 상동성 결과 NCBI에 등록되어 있는 XP_002513486의 단백질 서열과 동일하였다. 이 단백질은 1-acylglycerol-3-phosphate acyltransferase로 추정되었으나 그 기능은 전혀 보고되지 않았다.As a result, the nucleic acid sequence of the RcLPAT376 cDNA gene was composed of a total of 1,131 bp (SEQ ID NO: 1), and was composed of 43 kDa molecular weight protein information composed of 376 amino acids (SEQ ID NO: 2). As a result of a homology analysis between the protein sequence of the RcLPAT376 gene and Arabidopsis thaliana LPAT2 (Kim et al., Plant Cell 17: 1073-1089, 2005) whose function of LPAT (Lysophosphatidyl acyltransferase) was confirmed, a 48.7% lower homology was performed. Shows that the LPAT enzyme function could not be deduced from the protein sequence alone (FIG. 1 ). The isolated RcLPAT376 gene was identical to the protein sequence of XP_002513486 registered in NCBI as a result of protein homology by BlastP of NCBI (National Center for Biotechnology Information). This protein was presumed to be 1-acylglycerol-3-phosphate acyltransferase, but its function was not reported at all.

서열번호Sequence number 서열 명칭Sequence name 서열 (5'->3')Sequence (5'->3') 33 RcLPAT376 정방향 프라이머RcLPAT376 forward primer 5'-CACCATGGAAGTTAAGGCTGTTCTTC-3' 5'-CACCATGGAAGTTAAGGCTGTTCTTC-3' 44 RcLPAT376 역방향 프라이머RcLPAT376 reverse primer 5'-TTAGTTTTTCAGTTGCACTGTTAAATTTCC-3'5'-TTAGTTTTTCAGTTGCACTGTTAAATTTCC-3'

<< 실시예Example 2> 피마자에서 분리한 2> Separated from casters RcLPAT376RcLPAT376 유전자 발현 분석 Gene expression analysis

본 발명자들은, 피마자에서 분리한 RcLPAT376 유전자를 피마자에서의 조직별 발현 분석을 RT-PCR (Reverse transcriptase-polymerase chain reaction) 방법으로 수행하였다. The present inventors analyzed the expression of the RcLPAT376 gene isolated from castor by tissue in castor by RT-PCR (Reverse transcriptase-polymerase chain reaction) method.

구체적으로, 피마자의 잎, 줄기, 꽃, 암꽃, 수꽃, 종자, 유묘, 뿌리의 RNA를 분리한 후 RcLPAT376 유전자 특이 프라이머를 제작하여 RT-PCR에 사용하여 조직별 발현 양상을 분석하였으며, 프라이머 서열을 상기 표 1에 나타내었다. Specifically, RNA from leaves, stems, flowers, female flowers, male flowers, seeds, seedlings, and roots of castor was isolated, and then RcLPAT376 gene-specific primers were prepared and used for RT-PCR to analyze the expression pattern of each tissue. It is shown in Table 1 above.

그 결과, RcLPAT376 유전자는 꽃에 강하게 발현되었고, 특히 수꽃에 강하게 발현되었고, 그 밖의 조직에서는 매우 약하거나 발현이 전혀 되지 않았다(도 2). 정확한 발현 분석 증명을 위해 피마자 모든 조직에서 발현되는 액틴 유전자 RcACT2 유전자 발현 분석을 대조구로 사용하였다.As a result, the RcLPAT376 gene was strongly expressed in flowers, especially strongly expressed in male flowers, and was very weak or not expressed at all in other tissues (FIG. 2). In order to prove accurate expression analysis, the RcACT2 gene expression analysis of the actin gene expressed in all tissues of castor was used as a control.

<실시예 3> 피마자에서 분리한 LPAT376 유전자 효소기능 분석<Example 3> Analysis of enzyme function of LPAT376 gene isolated from castor

<3-1> RcLPAT376 유전자 발현 벡터제조<3-1> Preparation of RcLPAT376 gene expression vector

본 발명자들은, 피마자에서 분리한 LPAT376이 LPAT 효소기능을 하는지 검정하기 위하여 피마자 RcLPAT376 유전자 발현 벡터제조를 제조하였다. The present inventors prepared a castor RcLPAT376 gene expression vector to test whether LPAT376 isolated from castor functions as an LPAT enzyme.

구체적으로, 피마자 RcLPAT376 유전자가 대장균에서 발현될 수 있게 T7 프로모터가 포함된 대장균 발현 벡터 pDEST17 (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)에 RcLPAT376을 클로닝 하여 pDEST-RcLPAT376를 제작하였다. 또한, 대장균 발현 실험의 대조구로 GUS 유전자를 동일한 pDEST 벡터에 클로닝하여 pDEST-GUS 발현벡터를 제작하였다(도 3a).Specifically, pDEST-RcLPAT376 was produced by cloning RcLPAT376 into E. coli expression vector pDEST17 (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) containing a T7 promoter so that the castor RcLPAT376 gene can be expressed in E. coli. In addition, as a control for the E. coli expression experiment, the GUS gene was cloned into the same pDEST vector to produce a pDEST-GUS expression vector (FIG. 3A).

<3-2> RcLPAT376 유전자 형질전환 및 효소기능 분석<3-2> RcLPAT376 gene transformation and enzyme function analysis

본 발명자들은, 피마자 RcLPAT376이 LPAT 효소의 기능이 있는지 확인하고자 RcLPAT376 유전자를 포함한 플라스미드를 형질전환 하였다. The present inventors transformed the plasmid containing the RcLPAT376 gene to confirm that castor RcLPAT376 has the function of the LPAT enzyme.

구체적으로, 피마자 RcLPAT376이 LPAT 효소의 기능이 있는지 확인하고자 RcLPAT376 유전자를 포함한 pDEST-RcLPAT376 플라스미드를 대장균 JC201에 형질전환 하였다. 또한, 대조구 유전자로 GUS를 사용하여 대장균 JC201에 형질전환 하였다. 대조구 유전자 GUS와 RcLPAT376 유전자가 도입된 대장균 JC201을 선발하여 30℃ 와 42℃에서 배양하여 시간에 따라 그 생장을 흡광도 600 nm(OD 600)에서 비교하였다.Specifically, the pDEST-RcLPAT376 plasmid containing the RcLPAT376 gene was transformed into E. coli JC201 to determine whether castor RcLPAT376 has the function of the LPAT enzyme. In addition, E. coli JC201 was transformed using GUS as a control gene. E. coli JC201 into which the control gene GUS and the RcLPAT376 gene were introduced were selected and cultured at 30°C and 42°C, and their growth was compared at an absorbance of 600 nm (OD 600) over time.

그 결과, GUS 유전자가 도입된 JC201 대장균은 30℃에서는 최대 OD 0.4까지 정상적으로 잘 생장하였으나 42℃에서는 OD 0.05 이하의 수치를 보이며 생장하지 못했다. 하지만, 피마자 RcLPAT376 유전자가 도입된 JC201는 30℃ 뿐만 아니라 JC201 대장균의 치사온도인 42℃에서도 OD 0.6 이상을 보이며 정상 생장하였다(도 3b). 이는 고온인 42℃에서 JC201은 LPAT의 불활화로 치사되어 생장을 할 수 없는데, JC201에 GUS유전자가 도입된 경우 예상대로 LPAT의 기능이 없기 때문에 대장균이 생장하지 못했다. 그와 반대로 RcLPAT376이 도입된 JC201에서는 RcLPAT376가 LPAT의 기능을 하여 42℃ 고온에도 JC201 대장균의 정상 성장을 유도시켰기 때문이다(도 3b).As a result, JC201 E. coli into which the GUS gene was introduced normally grew well up to an OD of 0.4 at 30°C, but showed a value of less than 0.05 OD at 42°C and failed to grow. However, JC201, into which the castor RcLPAT376 gene was introduced, exhibited an OD of 0.6 or higher at 42° C., which is the lethal temperature of JC201 E. coli, as well as 30° C. and grew normally (FIG. 3b ). At 42°C, which is a high temperature, JC201 is killed due to the inactivation of LPAT and cannot grow. When the GUS gene was introduced into JC201, E. coli could not grow because the function of LPAT was not as expected. On the contrary, in JC201 to which RcLPAT376 was introduced, RcLPAT376 functioned as LPAT to induce normal growth of JC201 E. coli even at 42° C. high temperature (Fig. 3b).

<3-3> 피마자 RcLPAT376 단백질 유래 분석<3-3> Analysis of castor RcLPAT376 protein derived

본 발명자들은, RcLPAT376 도입에 의해 JC201 대장균이 42℃에서 치사 되지 않고 생장이 회복된 것이 RcLPAT376 단백질 발현에 의해 유래된 것인지 확인하고자 RcLPAT376 단백질을 검출하였다.The present inventors detected the RcLPAT376 protein to confirm that the growth of JC201 E. coli was not killed at 42° C. and recovered by the introduction of RcLPAT376 was derived by expression of the RcLPAT376 protein.

구체적으로, JC201 대장균으로부터 모든 단백질을 분리하고, 단백질 전기영동하였다. 전기영동한 단백질을 PVDF 멤브레인(membrane)에 transfer한 후, His-tag 항체를 이용하여 His-tag와 결합된 RcLPAT376 단백질을 웨스턴 블랏(western blot)으로 분석하였다.Specifically, all proteins were isolated from JC201 E. coli and subjected to protein electrophoresis. After the electrophoresed protein was transferred to a PVDF membrane, the RcLPAT376 protein bound to His-tag was analyzed by Western blot using a His-tag antibody.

그 결과, 42.7 kDa의 His-RcLPAT375 단백질이 형질전환된 JC201 대장균에서 발현함을 확인하였다(도 3c).As a result, it was confirmed that the 42.7 kDa His-RcLPAT375 protein was expressed in the transformed JC201 E. coli (FIG. 3C).

<실시예 4> RcLPAT376 종자특이 발현 식물 벡터 제작<Example 4> RcLPAT376 seed-specific expression plant vector construction

피마자 RcLPAT376 종자특이 발현 식물 벡터 제작하기 위하여 종자 특이 파세올린(Phaseolin) 프로모터 조절하에 RcLPAT376 유전자가 발현되는 식물 재조합 발현 벡터를 제작하였다.In order to construct a castor RcLPAT376 seed-specific expression plant vector, a plant recombinant expression vector expressing the RcLPAT376 gene was constructed under the control of a seed-specific phaseolin promoter.

구체적으로, 피마자 RcLPAT376 유전자를 삽입 작성한 pENTR-RcLPAT376 벡터와 VIB-Ghent 대학에서 구입한 식물발현벡터인 pB2GW7(10.8kb) (Karimi et al., Trend Plant Sci. 7: 193-195, 2002)의 35S 프로모터를 종자 특이 파세올린 프로모터 (Chandrasekharan et al. Plant J. 33:853-866, 2002)로 대치하여 작성한 pPhaseolin-gateway와 LR clonase 반응을 하여, 파세올린 프로모터 조절하에 RcLPAT376 유전자가 발현되는 식물 재조합 발현 벡터 Phaseolin-RcLPAT376를 제작하였다(도 4). Specifically, the pENTR-RcLPAT376 vector into which the castor RcLPAT376 gene was inserted and the plant expression vector pB2GW7 (10.8 kb) purchased from VIB-Ghent University (Karimi et al., Trend Plant Sci. 7: 193-195, 2002). Recombinant expression of plants in which the RcLPAT376 gene is expressed under the control of the paseolin promoter by replacing the promoter with the seed-specific paseolin promoter (Chandrasekharan et al. Plant J. 33:853-866, 2002) and reacting with pPhaseolin-gateway created by LR clonase reaction. The vector Phaseolin-RcLPAT376 was constructed (Fig. 4).

상기에서 제작된 식물발현벡터를 아그로박테리움 GV3101 (Komcz and Schell. Mol. Gen. Genet. 204:383-396. 1986)에 형질전환한 후, 아그로박테리움을 애기장대 식물 형질전환에 사용하였다(Clough and Bent, Plant J. 16:735-743, 1998).The plant expression vector prepared above was transformed into Agrobacterium GV3101 (Komcz and Schell. Mol. Gen. Genet. 204:383-396. 1986), and Agrobacterium was used for transformation of Arabidopsis plants (Komcz and Schell. Mol. Gen. Genet. 204:383-396. Clough and Bent, Plant J. 16:735-743, 1998).

<< 실시예Example 5> 피마자에서 유래한 5> derived from castor RcLPAT376RcLPAT376 유전자 발현에 의한 By gene expression 하이드록시Hydroxy 지방산 증진 분석 Fatty Acid Enhancement Analysis

피마자 RcLPAT376 유전자 종자 특이적 발현에 의한 하이드록시 지방산의 증진을 분석하기 위하여 피마자 RcLPAT376 유전자가 형질전환된 애기장대에서 하이드록시 지방산을 분석하였다.In order to analyze the enhancement of hydroxy fatty acid by the specific expression of the castor RcLPAT376 gene, hydroxy in Arabidopsis thaliana transformed with the castor RcLPAT376 gene. Fatty acid was analyzed.

구체적으로, RcLPAT376 유전자가 포함된 아그로박테리움을 종자에서 하이드록시 지방산을 17% 생산하는 CL37 애기장대 (Lu et al., Plant J. 45:847-856, 2006; Kumar et al., Plant J. 48:920-930, 2007)의 꽃에 접종하였다. 다음 세대 종자를 수확하여 발아시킨 후 제초제(BASTA)에 저항성을 갖는 피마자 RcLPAT376 유전자가 형질전환된 T1 애기장대를 선발하였다. T1 형질전환체 식물체로부터 얻은 T2 종자의 지방산을 가스크로마토 그래피 (Gas Chromotography:GC) 분석하여 하이드록시 지방산 함량을 조사하였다. CL37 애기장대 대조구와, CL37에 LPAT376가 형질전환된 식물체에 대해 각각의 독립된 10개의 T1 식물체에서 T2종자를 수확하여 지방산을 분석하였다. 또한, T2 형질전환체의 하이드록시 지방산 생산 증진이 RcLPAT376에 의하여 다음 세대에서도 유지되는지 3개체의 T3 종자의 하이드록시 지방산 생산량 평균을 3반복 (n=3) 분석하였다.Specifically, CL37 Arabidopsis (Lu et al., Plant J. 45:847-856, 2006; Kumar et al., Plant J. 48:920-930, 2007). After the next generation seeds were harvested and germinated, T1 Arabidopsis thaliana transformed with the RcLPAT376 gene of castor resistant to herbicide (BASTA) was selected. The fatty acid content of T2 seeds obtained from T1 transformant plants was analyzed by Gas Chromotography (GC) to investigate the content of hydroxy fatty acid. For the CL37 Arabidopsis control and the plants transformed with LPAT376 in CL37, T2 seeds were harvested from 10 independent T1 plants and analyzed for fatty acids. In addition, the average of the hydroxy fatty acid production of the three T3 seeds was analyzed in triplicate (n=3) to see if the increase in hydroxy fatty acid production of the T2 transformants was maintained in the next generation by RcLPAT376.

그 결과, CL37 애기장대 종자의 하이드록시 지방산은 기존에 보고와 동일하게 17%의 생산을 보였으나 CL37에 RcLPAT376가 형질전환체 종자에서는 CL37의 하이드록시 지방산 보다 높은 생산성을 보여 평균 19.6%이며, 개체별로 보면 최소 18.2%에서 최대 21.7%의 하이드록시 지방산 생산을 보였다. 이 결과는 RcLPAT376 유전자가 하이드록시 지방산 생산 증진효과가 있음을 보여 준다 (도 5a).As a result, the hydroxy fatty acid of CL37 Arabidopsis seed showed 17% production as previously reported, but RcLPAT376 in CL37 showed higher productivity than CL37 hydroxy fatty acid in transformant seeds, on average 19.6%. By looking at, the production of hydroxy fatty acids was at least 18.2% and up to 21.7%. This result shows that the RcLPAT376 gene has an effect of enhancing the production of hydroxy fatty acids (FIG. 5A).

또한, 가장 하이드록시 지방산이 많이 증진한 #19와 #31 형질전환체의 T2 식물체로부터 T3 종자를 수확후 종자의 지방산을 분석한 결과 하이드록시 지방산이 21.4%에서 22.3%의 생산량을 보였다. 이 결과는 CL37 대조구의 16.6%의 하이드록시 지방산 생산을 기준으로 볼 때 최대 34%의 생산증진 효과가 RcLPAT376 유전자 도입에 의해 유도되는 것을 확인하였다(표 2 및 도 5b). In addition, after harvesting T3 seeds from the T2 plants of the transformants #19 and #31, which had the most hydroxy fatty acids, the fatty acids of the seeds were analyzed, and the production of hydroxy fatty acids was 21.4% to 22.3%. This result confirmed that the production enhancing effect of up to 34% was induced by the introduction of the RcLPAT376 gene, based on the production of 16.6% of hydroxy fatty acid in the CL37 control (Table 2 and FIG. 5B).

<< 실시예Example 6> 6> LPAT376에To LPAT376 의한 종자의 Of seeds by 하이드록시Hydroxy 지방산 생산 증진과 종자의 지방 생산량 증진 관계 분석 Analysis of the relationship between fatty acid production and seed fat production

LPAT376에 의한 종자의 하이드록시 지방산 생산 증진이 종자의 지방생산량의 증가와 관계 있는지 조사하기 위해 대조구 CL37과 형질전환체 CL37+LPAT376 종자로부터 지방을 분리한 후 TLC (Thin-Layer Chromatography) 분석하였다. To investigate whether the increase in hydroxy fatty acid production of seeds by LPAT376 was related to the increase in fat production of seeds, fat was isolated from control CL37 and transformant CL37+LPAT376 seeds and then analyzed by TLC (Thin-Layer Chromatography).

구체적으로, CL37 대조구와 형질전환체인 CL37+RcLPAT376의 #19라인에서 얻은 T2 종자 30개로부터 지방을 분리하여 TLC (Thin-Layer Chromatography) 분석하였다. Specifically, fat was isolated from 30 T2 seeds obtained from line #19 of CL37 control and transformant CL37+RcLPAT376 and analyzed by TLC (Thin-Layer Chromatography).

그 결과, CL37과 형질전환체인 CL37+RcLPAT376의 #19라인에서 얻은 T2 종자로 부터 지질을 분리하여 TLC로 전개한 결과 하이드록시 지방산을 1개 포함하고 있는 TAG인 1HFA-TAG와 2개 포함한 2HFA-TAG가 대조구인 CL37보다 약 2배 이상 증가 하였다(도 6). 이 결과는 LPAT376이 하이드록시 지방산을 TAG에 효율적으로 축적시켰음을 보여 준다. As a result, lipids were separated from the T2 seed obtained from the #19 line of CL37 and the transformant CL37+RcLPAT376 and developed by TLC. TAG increased by about 2 times or more than the control, CL37 (FIG. 6). These results show that LPAT376 efficiently accumulated hydroxy fatty acids in TAG.

대조구Control CL37과 CL37에 CL37 and CL37 LPAT376LPAT376 유전자가 형질전환된 T3 종자의 지방산 분석 n=3 Fatty acid analysis of gene-transformed T3 seeds n=3   지방산 조성의 평균(mol%) n=3Average of fatty acid composition (mol%) n=3 HFAs의 합
(18:1-OH+18:2-OH)
Sum of HFAs
(18:1-OH+18:2-OH)
HFAs
의 증가률(%)
HFAs
Rate of increase (%)
  16:016:0 18:018:0 18:118:1 18:218:2 18:318:3 20:020:0 20:120:1 18:1-OH18:1-OH 18:2
-OH
18:2
-OH
CL37CL37 14.6 14.6 7.2 7.2 34.3 34.3 20.4 20.4 5.5 5.5 0.9 0.9 0.4 0.4 13.413.4 3.2 3.2 16.6 16.6 0.0 0.0 CL37+RcLPAT376 (T3 of 19-1)CL37+RcLPAT376 (T3 of 19-1) 13.5 13.5 6.6 6.6 27.527.5 22.322.3 6.66.6 1.0 1.0 0.4 0.4 17.4 17.4 4.6 4.6 22.0 22.0 32.5 32.5 CL37+RcLPAT376 (T3 of 19-2)CL37+RcLPAT376 (T3 of 19-2) 13.9 13.9 6.9 6.9 27.727.7 22.022.0 6.8 6.8 1.0 1.0 0.5 0.5 17.2 17.2 4.2 4.2 21.4 21.4 28.928.9 CL37+RcLPAT376 (T3 of 31-2)CL37+RcLPAT376 (T3 of 31-2) 14.1 14.1 6.7 6.7 27.3 27.3 21.5 21.5 6.7 6.7 1.0 1.0 0.4 0.4 18.118.1 4.24.2 22.322.3 34.334.3

<110> REPUBLIC OF KOREA(MANAGEMENT : RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION) <120> RcLPAT376 genes specific to Ricinus communis L. anther and their uses in hydroxy fatty acid <130> P15R12D1266 <160> 4 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 1131 <212> DNA <213> RcLPAT376 cDNA <400> 1 atggaagtta aggctgttct tctctctatt ccttttggct ttgtttttct tttcagtggc 60 cttatcatca atctaatcca aggagcttgc tacatcctag tacagcctct atctaaaact 120 gcacacagaa ggatcattgg agcggtgacg gaaatcttat ggctagagtt catatttctc 180 atggactggt ggtcaggctt taaggttcat ctccatacag attttgagac atatcaattg 240 atgggtaaag agcatgcact tctcatgcct aatcacatct gtgatgctga tatatttatt 300 atgtggcttc tggctcagcg ttcttcttgc ctccgtggcg cgctaatggt ggtgaagaga 360 tcttccatgt atattccgat ttatgggtgg gcaacttggt ttgctgagca tgtatttgta 420 agtagaaact ggggcaaaga tgaagaggtc ttgaagtcaa ggtttcaaag cctccaggat 480 ttcccaaggc ctttctggtt gacccttttt gtggaaggaa ctcgtatgac ctcagataaa 540 ctagtagcag ctcaaaattt cgccacttcc aagggtttgc cagttcctag gaatgtgttg 600 atccctcgta ccaaggggtt tgtggcagca gtacgacata tgcgttcatt tgttccagca 660 atttatgata ttacgctagc tgtaccgaga ggtcttcgaa ccccttctct gctaggattt 720 ttagggaggg agcctactgc tgtccaaatt cacataaagc gatactcgat gaaagagtta 780 ccagagtcag atgaagccgt tgctcaatgg tgcagagata agtttgttgc taaggataat 840 atgttggatg aatttcaagc gaaaggcaca tttgaaaacc aaaaaaatac agatattggt 900 cgaccaagaa agtcattgat tgtccttacc actttgggtt gcattatctg tctggtagta 960 atcagcttga ttcaaaggta ttccctgcta tctaccagga aaggcgtcat ctcattggca 1020 gctgggttgg cacttgatgc agtattcttg catgctgtaa ttgagtacac aaaattgcca 1080 caagccagaa aagcttccat gggaaattta acagtgcaac tgaaaaacta a 1131 <210> 2 <211> 376 <212> PRT <213> RcLPAT376 amino acid <400> 2 Met Glu Val Lys Ala Val Leu Leu Ser Ile Pro Phe Gly Phe Val Phe 1 5 10 15 Leu Phe Ser Gly Leu Ile Ile Asn Leu Ile Gln Gly Ala Cys Tyr Ile 20 25 30 Leu Val Gln Pro Leu Ser Lys Thr Ala His Arg Arg Ile Ile Gly Ala 35 40 45 Val Thr Glu Ile Leu Trp Leu Glu Phe Ile Phe Leu Met Asp Trp Trp 50 55 60 Ser Gly Phe Lys Val His Leu His Thr Asp Phe Glu Thr Tyr Gln Leu 65 70 75 80 Met Gly Lys Glu His Ala Leu Leu Met Pro Asn His Ile Cys Asp Ala 85 90 95 Asp Ile Phe Ile Met Trp Leu Leu Ala Gln Arg Ser Ser Cys Leu Arg 100 105 110 Gly Ala Leu Met Val Val Lys Arg Ser Ser Met Tyr Ile Pro Ile Tyr 115 120 125 Gly Trp Ala Thr Trp Phe Ala Glu His Val Phe Val Ser Arg Asn Trp 130 135 140 Gly Lys Asp Glu Glu Val Leu Lys Ser Arg Phe Gln Ser Leu Gln Asp 145 150 155 160 Phe Pro Arg Pro Phe Trp Leu Thr Leu Phe Val Glu Gly Thr Arg Met 165 170 175 Thr Ser Asp Lys Leu Val Ala Ala Gln Asn Phe Ala Thr Ser Lys Gly 180 185 190 Leu Pro Val Pro Arg Asn Val Leu Ile Pro Arg Thr Lys Gly Phe Val 195 200 205 Ala Ala Val Arg His Met Arg Ser Phe Val Pro Ala Ile Tyr Asp Ile 210 215 220 Thr Leu Ala Val Pro Arg Gly Leu Arg Thr Pro Ser Leu Leu Gly Phe 225 230 235 240 Leu Gly Arg Glu Pro Thr Ala Val Gln Ile His Ile Lys Arg Tyr Ser 245 250 255 Met Lys Glu Leu Pro Glu Ser Asp Glu Ala Val Ala Gln Trp Cys Arg 260 265 270 Asp Lys Phe Val Ala Lys Asp Asn Met Leu Asp Glu Phe Gln Ala Lys 275 280 285 Gly Thr Phe Glu Asn Gln Lys Asn Thr Asp Ile Gly Arg Pro Arg Lys 290 295 300 Ser Leu Ile Val Leu Thr Thr Leu Gly Cys Ile Ile Cys Leu Val Val 305 310 315 320 Ile Ser Leu Ile Gln Arg Tyr Ser Leu Leu Ser Thr Arg Lys Gly Val 325 330 335 Ile Ser Leu Ala Ala Gly Leu Ala Leu Asp Ala Val Phe Leu His Ala 340 345 350 Val Ile Glu Tyr Thr Lys Leu Pro Gln Ala Arg Lys Ala Ser Met Gly 355 360 365 Asn Leu Thr Val Gln Leu Lys Asn 370 375 <210> 3 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RcLPAT376 forward primer <400> 3 caccatggaa gttaaggctg ttcttc 26 <210> 4 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RcLPAT376 reverse primer <400> 4 ttagtttttc agttgcactg ttaaatttcc 30 <110> REPUBLIC OF KOREA(MANAGEMENT: RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION) <120> RcLPAT376 genes specific to Ricinus communis L. anther and their uses in hydroxy fatty acid <130> P15R12D1266 <160> 4 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 1131 <212> DNA <213> RcLPAT376 cDNA <400> 1 atggaagtta aggctgttct tctctctatt ccttttggct ttgtttttct tttcagtggc 60 cttatcatca atctaatcca aggagcttgc tacatcctag tacagcctct atctaaaact 120 gcacacagaa ggatcattgg agcggtgacg gaaatcttat ggctagagtt catatttctc 180 atggactggt ggtcaggctt taaggttcat ctccatacag attttgagac atatcaattg 240 atgggtaaag agcatgcact tctcatgcct aatcacatct gtgatgctga tatatttatt 300 atgtggcttc tggctcagcg ttcttcttgc ctccgtggcg cgctaatggt ggtgaagaga 360 tcttccatgt atattccgat ttatgggtgg gcaacttggt ttgctgagca tgtatttgta 420 agtagaaact ggggcaaaga tgaagaggtc ttgaagtcaa ggtttcaaag cctccaggat 480 ttcccaaggc ctttctggtt gacccttttt gtggaaggaa ctcgtatgac ctcagataaa 540 ctagtagcag ctcaaaattt cgccacttcc aagggtttgc cagttcctag gaatgtgttg 600 atccctcgta ccaaggggtt tgtggcagca gtacgacata tgcgttcatt tgttccagca 660 atttatgata ttacgctagc tgtaccgaga ggtcttcgaa ccccttctct gctaggattt 720 ttagggaggg agcctactgc tgtccaaatt cacataaagc gatactcgat gaaagagtta 780 ccagagtcag atgaagccgt tgctcaatgg tgcagagata agtttgttgc taaggataat 840 atgttggatg aatttcaagc gaaaggcaca tttgaaaacc aaaaaaatac agatattggt 900 cgaccaagaa agtcattgat tgtccttacc actttgggtt gcattatctg tctggtagta 960 atcagcttga ttcaaaggta ttccctgcta tctaccagga aaggcgtcat ctcattggca 1020 gctgggttgg cacttgatgc agtattcttg catgctgtaa ttgagtacac aaaattgcca 1080 caagccagaa aagcttccat gggaaattta acagtgcaac tgaaaaacta a 1131 <210> 2 <211> 376 <212> PRT <213> RcLPAT376 amino acid <400> 2 Met Glu Val Lys Ala Val Leu Leu Ser Ile Pro Phe Gly Phe Val Phe 1 5 10 15 Leu Phe Ser Gly Leu Ile Ile Asn Leu Ile Gln Gly Ala Cys Tyr Ile 20 25 30 Leu Val Gln Pro Leu Ser Lys Thr Ala His Arg Arg Ile Ile Gly Ala 35 40 45 Val Thr Glu Ile Leu Trp Leu Glu Phe Ile Phe Leu Met Asp Trp Trp 50 55 60 Ser Gly Phe Lys Val His Leu His Thr Asp Phe Glu Thr Tyr Gln Leu 65 70 75 80 Met Gly Lys Glu His Ala Leu Leu Met Pro Asn His Ile Cys Asp Ala 85 90 95 Asp Ile Phe Ile Met Trp Leu Leu Ala Gln Arg Ser Ser Cys Leu Arg 100 105 110 Gly Ala Leu Met Val Val Lys Arg Ser Ser Met Tyr Ile Pro Ile Tyr 115 120 125 Gly Trp Ala Thr Trp Phe Ala Glu His Val Phe Val Ser Arg Asn Trp 130 135 140 Gly Lys Asp Glu Glu Val Leu Lys Ser Arg Phe Gln Ser Leu Gln Asp 145 150 155 160 Phe Pro Arg Pro Phe Trp Leu Thr Leu Phe Val Glu Gly Thr Arg Met 165 170 175 Thr Ser Asp Lys Leu Val Ala Ala Gln Asn Phe Ala Thr Ser Lys Gly 180 185 190 Leu Pro Val Pro Arg Asn Val Leu Ile Pro Arg Thr Lys Gly Phe Val 195 200 205 Ala Ala Val Arg His Met Arg Ser Phe Val Pro Ala Ile Tyr Asp Ile 210 215 220 Thr Leu Ala Val Pro Arg Gly Leu Arg Thr Pro Ser Leu Leu Gly Phe 225 230 235 240 Leu Gly Arg Glu Pro Thr Ala Val Gln Ile His Ile Lys Arg Tyr Ser 245 250 255 Met Lys Glu Leu Pro Glu Ser Asp Glu Ala Val Ala Gln Trp Cys Arg 260 265 270 Asp Lys Phe Val Ala Lys Asp Asn Met Leu Asp Glu Phe Gln Ala Lys 275 280 285 Gly Thr Phe Glu Asn Gln Lys Asn Thr Asp Ile Gly Arg Pro Arg Lys 290 295 300 Ser Leu Ile Val Leu Thr Thr Leu Gly Cys Ile Ile Cys Leu Val Val 305 310 315 320 Ile Ser Leu Ile Gln Arg Tyr Ser Leu Leu Ser Thr Arg Lys Gly Val 325 330 335 Ile Ser Leu Ala Ala Gly Leu Ala Leu Asp Ala Val Phe Leu His Ala 340 345 350 Val Ile Glu Tyr Thr Lys Leu Pro Gln Ala Arg Lys Ala Ser Met Gly 355 360 365 Asn Leu Thr Val Gln Leu Lys Asn 370 375 <210> 3 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RcLPAT376 forward primer <400> 3 caccatggaa gttaaggctg ttcttc 26 <210> 4 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> RcLPAT376 reverse primer <400> 4 ttagtttttc agttgcactg ttaaatttcc 30

Claims (5)

(1) 서열번호 3 및 4로 표시되는 프라이머 세트를 이용하여, 피마자(Ricinus communis L.)로부터 RcLPAT376(Castor bean lysophosphatidyl acyltransferase 376) 유전자를 분리하는 단계;
(2) 상기 단계 (1)에서 분리된 서열번호 1의 염기서열로 이루어지는 RcLPAT376 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 제조하는 단계;
(3) 상기 벡터를 아그로박테리움을 이용하여 식물체에 형질전환하는 단계;
(4) 바스타(BASTA) 제초제를 살포하여 형질전환 식물체를 선별하는 단계;
(5) 상기 선별된 형질전환 식물체로부터 T1 종자를 수득하는 단계;
(6) 상기 단계 (5)의 T1 종자 중에 하이드록시 지방산의 함량이 증가한 계통을 선발하는 단계;
(7) 상기 단계 (6)에서 선발한 계통을 T2 세대로 전개하는 단계;
(8) 상기 단계 (7)의 T2 종자 중에 하이드록시 지방산의 함량이 증가한 계통을 선발하는 단계; 및
(9) 상기 단계 (8)의 T3 세대의 종자로부터 하이드록시 지방산을 수득하는 단계를 포함하는 하이드록시 지방산 생산 방법으로서,
상기 하이드록시 지방산은 12-하이드록시-옥타데카-9-에노인산(12-hydroxy-octadeca-9-enoic acid)인 것을 특징으로 하는 하이드록시 지방산 생산 방법.
(1) isolating RcLPAT376 (Castor bean lysophosphatidyl acyltransferase 376) gene from a castor ( Ricinus communis L.) using a primer set represented by SEQ ID NOS: 3 and 4;
(2) preparing a recombinant vector comprising the RcLPAT376 gene comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 isolated in the step (1);
(3) transforming the vector into a plant using Agrobacterium;
(4) screening the transgenic plants by spraying BASTA herbicide;
(5) obtaining T1 seeds from the selected transgenic plants;
(6) selecting a line in which the content of hydroxy fatty acid in the T1 seed of step (5) is increased;
(7) developing the system selected in step (6) to T2 generation;
(8) selecting a line in which the content of the hydroxy fatty acid is increased in the T2 seed of the step (7); And
(9) A method for producing a hydroxy fatty acid comprising the step of obtaining a hydroxy fatty acid from a seed of a T3 generation of the step (8)
Wherein the hydroxy fatty acid is 12-hydroxy-octadeca-9-enoic acid. 12. The method of claim 11, wherein the hydroxy fatty acid is 12-hydroxy-octadeca-9-enoic acid.
제 1항에 있어서, 상기 RcLPAT376 유전자는 수꽃에서 발현되는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1, wherein the RcLPAT376 gene is expressed in male flower. 제 1항에 있어서, 상기 RcLPAT376 유전자는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 단백질을 암호화하는 것인 방법.2. The method of claim 1, wherein the RcLPAT376 gene encodes a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. 제 1항에 있어서, 상기 식물체는 애기장대 또는 유지식물(vegetable oil plant)인 것인 방법.The method of claim 1, wherein the plant is a Arabidopsis or a vegetable oil plant. 제 4항에 있어서, 상기 유지식물은 참깨, 유채, 해바라기, 아주까리, 땅콩, 콩, 코코야자, 기름야자, 올리브, 대두, 옥수수 및 호호바로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 방법.5. The method of claim 4, wherein the preserved plant is selected from the group consisting of sesame, rapeseed, sunflower, castor, peanut, bean, coconut, oil palm, olive, soybean, corn and jojoba.
KR1020150131647A 2015-09-17 2015-09-17 RcLPAT376 genes specific to Ricinus communis L. anther and their uses in hydroxy fatty acid Active KR101594988B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150131647A KR101594988B1 (en) 2015-09-17 2015-09-17 RcLPAT376 genes specific to Ricinus communis L. anther and their uses in hydroxy fatty acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150131647A KR101594988B1 (en) 2015-09-17 2015-09-17 RcLPAT376 genes specific to Ricinus communis L. anther and their uses in hydroxy fatty acid

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130078272A Division KR20150005749A (en) 2013-07-04 2013-07-04 RcLPAT376 genes specific to Ricinus communis L. anther and their uses in hydroxy fatty acid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150109321A true KR20150109321A (en) 2015-10-01
KR101594988B1 KR101594988B1 (en) 2016-02-19

Family

ID=54338361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150131647A Active KR101594988B1 (en) 2015-09-17 2015-09-17 RcLPAT376 genes specific to Ricinus communis L. anther and their uses in hydroxy fatty acid

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101594988B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8101818B2 (en) * 2005-05-20 2012-01-24 Washington State University Enhancement of hydroxy fatty acid accumulation in oilseed plants

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8101818B2 (en) * 2005-05-20 2012-01-24 Washington State University Enhancement of hydroxy fatty acid accumulation in oilseed plants

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GenBank Accession Number XM_002513440 (2009.08.06.) *

Also Published As

Publication number Publication date
KR101594988B1 (en) 2016-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140021424A (en) Gene implicated in abiotic stress tolerance and growth accelerating and use thereof
KR20200063569A (en) Gene implicated in high temperature stress tolerance and use thereof
KR100905219B1 (en) Beta-carotene biosynthesis fusion polynucleotide containing self-cleaved 2A array and transgenic plant using same
KR101594985B1 (en) A RcLPAT299 genes derived from Ricinus communis L. and their uses in ricinoleic fatty acid
KR102026764B1 (en) Recombinant vectors for enhancing anthocyanin biosysthesis and thereof uses
KR101594988B1 (en) RcLPAT376 genes specific to Ricinus communis L. anther and their uses in hydroxy fatty acid
KR102450489B1 (en) STA1 gene from Arabidopsis thaliana regulating seed development and pollen viability under high temperature stress conditions in plant and uses thereof
KR102377369B1 (en) Method for increasing color, Aroma and root development in plant
KR102369344B1 (en) Composition for modifying the ratio of unsaturated fatty acids in seeds and seeds prepared by the same
KR20150005749A (en) RcLPAT376 genes specific to Ricinus communis L. anther and their uses in hydroxy fatty acid
CN113122566A (en) Role of HAK gene in regulating and controlling plant traits
KR101773338B1 (en) Novel gene for producing medium chain fatty acids and their uses
KR20150005750A (en) A RcLPAT299 genes derived from Ricinus communis L. and their uses in ricinoleic fatty acid
KR101618263B1 (en) Gene for increasing content of saturated fatty acids and their uses
KR101018079B1 (en) Polypeptides, Polynucleotides and Their Uses That Promote Anthocyanin Biosynthesis
KR102238631B1 (en) Gene promoter Highly expressed in plant tissue culture cells and uses thereof
JP5833827B2 (en) Genes that increase oil and fat productivity of plants and methods for using the same
KR101263838B1 (en) A preparation method of freezing―tolerant plant by a recombinant DNA technology
KR20120121351A (en) ATPG8 Protein Providing Yield Increase and Delaying Senescence and Stress Tolerance of Plants, the Gene Encoding the Protein and Those Use
KR101303697B1 (en) Ricinus communis L. Cytochrome B5 Gene and Use Thereof
KR101741253B1 (en) Constitutive promoter of capsicum capsanthin capsorubin synthase gene
KR20230153244A (en) Composition for increasing oil content of plant seeds and method for producing seeds with increased oil content
WO2023214341A1 (en) Methods and compositions for modifying seed composition
KR101438738B1 (en) Gene Implicated in Abiotic Stress Tolerance and Growth Accelerating and Use Thereof
KR101446253B1 (en) Gene Implicated in Abiotic Stress Tolerance and Growth Accelerating and Use Thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
PA0107 Divisional application

Comment text: Divisional Application of Patent

Patent event date: 20150917

Patent event code: PA01071R01D

Filing date: 20130704

Application number text: 1020130078272

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20151103

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20160120

PR0702 Registration of establishment of national patent

Patent event code: PR07021E01D

Comment text: Registration of Establishment of National Patent

Patent event date: 20160211

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20160211

End annual number: 20

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration