새우난초류 꽃 기관 내 차등 발현 유전자들의 분석 및 발굴 = Indentificaton and characterization of differentially expressed genes among floral organs of Calanthe bicolor
저자
최미선 ( Mi-sun Choi ) ; 황성수 ( Sung-soo Whang ) ; 구자춘 ( Ja-choon Koo ) 연구자관계분석
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학술지명
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2019
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학술저널
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95-103(9쪽)
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한라새우난은 한국에 자생하는 Calanthe 속의 난초이다. 한라새우난은 화색, 화형, 향기 등 독특한 꽃 관련 형질로 인해 상업적으로도 중요한 난초로 주목을 받아왔다. 특히 한라새우란의 꽃 기관은 자색의 꽃잎과 꽃받침, 노란색 설판을 가지고 있어 동일한 유전적 배경하에 각 기관의 색을 조절하는 유전자 발굴에 이상적인 샘플이라 할 수 있겠다. 따라서 꽃 발달이나 화색 조절에 관련된 유전자를 differential display기법을 이용하여 분석하였다. 총 42개의 유전자가 차등발현되는 것을 발굴하였고 이중 31개의 유전자가 최종적으로 각 기관마다 차등 발현되는 것을 확인 하였다. 이 유전자들을 분석한 결과 calmodulin, annextin과 GTPase SAR1 등 신호전달에 관련된 것으로 보이는 유전자들과 안토시아닌 생합성과 관련 있는 것으로 알려져 화색과 관련될 것으로 예상되는 Flavonoid 3'-hydroxylase, MYB1을 발견하였고, 꽃잎발달 과정에 관련되었다고 알려진 MYR-related protein, 식물의 성숙과 노화에 관련된 호르몬인 에틸렌의 생합성 초기 단계에 관여하는 S-adenosylmethionine synthase와 대표적인 식물의 생장호르몬으로 알려진 옥신 family중 하나인 IAA1, 그리고 꽃의 향기와 관련될 것으로 예상되는 4-coumarate-CoA ligase등의 유전자를 확인하였다. 본 연구는 우리나라 자생종인 한라새우난에 대한 첫 분자적 접근의 연구라는 점과 더 나아가 각 조직별로 비교하여 차등발현되는 유전자를 선별하였다는 데 그 의미를 갖는다. 또한 같은 꽃 기관을 사용하여서 종간 유전자 차이를 배제 할 수 있어, 한라새우난의 화형과 화색에 관한 유전자 기능연구에 큰 도움이 될 것으로 예상된다.
더보기Calanthe bicolor is a species of the genus Calanthe native to Korea. C. bicolor flower contains valuable floral traits including unique flower colors, morphologies and scents, thus it has been regarded as one of the most important commercial orchid in floricultural industry. C. bicolor is a natural hybrid orchid between C. bicolor Lindl and C. striata Ohwi, which is generally found in the southern island of Korea. Since flower of C. bicolor bears bicolored perianth organs including reddish brown sepals and petals and yellow lip, the each floral organ was dissected and subjected to gene expression analysis by differential display RT-PCR (DDRT-PCR) to understand the molecular mechanisms underlying floral development associated with floral color and morphology. A total of 42 gene were amplified by DD-RTPCR. Of these, 31 of the 42 genes were found to be differentially expressed in each floral tissue. Moreover, the sequence analysis indicated that the expression patterns of a subset of genes encoding proteins presumably involved in anthocyanin biosynthetic genes, signal transduction, metabolic pathways and hormonal signaling were differed among floral organs. This suggests that the isolated genes might have unique roles in floral development of each floral tissues. The data presented here may improve our understanding of the mechanisms underlying floral development and contribute to improve orchid biotechnology as gene sources.
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