| 초록 |
잎사귀의 노화는 내외 다양한 요인의 영향을 받는 유전 발육 과정이다. 옥신(Auxin), 시토키닌(cytokinin)과 에틸렌(Ethylene) 등 다양한 식물 호르몬은 잎사귀 노화를 조절하는 주요 내부 요인이며 길거나 짧은 거리 수송을 통하여 잎사귀 조직 내 특정 구역의 분포와 농도 구배(기울기)를 형성하고 직접적 혹은 간접적으로 식물 잎사귀의 노화 과정에 참여한다. 분자 유전학적 연구 결과, 시토키닌과 에틸렌은 각각 잎사귀 노화의 억제요인과 정적(+) 조절요인이며 시토키닌이 잎사귀 노화 과정에 참여하는 분자 메커니즘은 아직 정확히 알지 못하였다. 식물 체내 성숙된 소분자 RNA는 작은 RNA 유전자로 전사되며 특정 효소를 가공하여 21~23bp의 이중 사슬 RNA 분자를 형성하였다. 해당 소분자는 불완전 조합 방법을 통하여 해당 타겟 유전자의 전사와/혹은 발현을 억제하고 식물의 여러 가지 생장과 발육 과정에 참여한다. 그러나 해당 소분자 RNA가 어떻게 식물 잎사귀의 노화 발육 과정을 조절하는가 하는 것은 연구가 아주 적었다. 콩은 중요한 유료작물이며 전형적인 단일 결실성 노화 특성을 갖고 있다. 콩 잎사귀의 노화를 연구하는 것은 중요한 과학적 의의와 심원한 응용 가치가 있다. 본 논문에서는 실시간 형광정량 PCR(qPCR) 기술을 이용하여 콩(Glycine max) micro RNA 유전자 GmMIR160A의 발현 모드를 분석하였다. 분석 결과, 콩 제1복엽 내 GmMIR160A의 발현은 외인성 옥신과 암처리의 유도를 받으며 해당 유전자는 옥신에 빠르게 반응하는 잎사귀 노화 관련 유전자라는 것을 암시하였다. GmMIR160A가 콩 잎사귀 발육에서의 기능을 한층 더 탐구하기 위하여 부신 피질 호르몬(Adrenal cortex hormone)(Glucocorticoid, GR) 유사물 덱사멕타손(Dexamethasone, DEX)을 유도 발현하는 GmMIR160A 2진 발현 벡터(binary expression vector)를 구축하고 자엽마디(cotyledon node)의 농간균 매개 방법으로 야생형 콩을 전환하였다. 저항성 선별, 게놈 PCR 감정과 표현형 분석을 결합하여 4개의 유도 발현 안정적 유전 형질전환 식물(OX-3, OX-5, OX-7, OX-8)을 얻었다. GmMIR160A 과발현 식물의 뿌리, 줄기, 잎사귀, 꽃과 열매는 형태학적으로 야생형과 뚜렷한 차이가 없었지만 잎사귀의 엽록소 함량이 증가하고 최대 광양자 효율(Fv/Fm)이 강해졌다. 한층 더 분자 분석한 결과, 형질전환 콩 잎사귀 내 GmARFs와 노화 표지 유전자(GmCYSP1)의 발현이 뚜렷이 낮아졌으며 콩 Gma-miR160이 타겟 유전자 GmARFs의 발현을 억제하여 식물 잎사귀의 노화 과정이 음성(-)적으로 조절된다는 것을 알 수 있었다. 본 논문에서는 옥신이 소분자 RNA를 이용하여 잎사귀의 발육을 조절하는 새로운 경로를 제시하였으며 식물 호르몬의 조절에 의한 식물 잎사귀의 노화를 연구하는 데 새로운 방법을 제공하였다. |
