KCI등재
β-Carotene Hydroxylase 관련 Chyb 유전자를 이용한 형질전환 Arabidopsis에서 Astaxanthin의 생합성 = Astaxanthin Biosynthesis in Transgenic Arabidopsis by Using Chyb Gene Encoding β-Carotene Hydroxylase
저자
이호재 ; 강권규 ; Lee, Ho-Jae ; Kang, Kwon-Kyoo
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2004
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
231-237(7쪽)
제공처
소장기관
Oxycarotenoids는 녹색식물, 곰팡이, 효모, 버섯 및 세균 등이 만들어 내는 황색, 적색 또는 자색의 polyene계 색소로 분자내에 산소를 함유하며 생체내에서 중요한 역할을 담당하고 있다. 본 실험에서는 Oxycarotenoids의 생합성 경로상에 존재하는 $\beta$-carotene hydroxylase 유전자 (Chyb)가 재조합된 Ti-plasmid (pGCHYB)를 A. tumerfacience GV3101에 의해 Arabidopsis thaliana (cv. Columbia)에 형질전환하였다. 50 mg/L hygromycin 함유한 MS 배지에서 선발된 개체를 이용하여 Chyb 유전자의 도입여부를 PCR로 분석한 결과, 대조구에서는 Chyb 유전자의 증폭 되지 않았으나 형질전환체에서는 증폭 산물을 확인 할 수 있었다. 또한 형질전환체의 발현여부를 RT-PCR분석한 결과 도입된 Chyb 유전자가 안정적으로 발현되었다. 형질전환체의 carotenoids를 HPLC 분석한 결과 xanthophyll cycle carotenoids (violaxanthin과 zeaxanthin)의 함량 및 $\beta$-carotene 함량은 감소되었으며, 대조구 Arabidopsis에는 생합성되지 않는 astaxanthin이 생합성되었다. 따라서 본 실험에서 육성된 형질전환체를 이용하여 oxycarotenoids 생합성 과정상의 중간대사물질의 표지, 관여된 transcript 및 metabolite 분석 등을 통해 carotenoids 대사계의 연구소재로 활용 할 수 있을 것으로 기대한다.
더보기Oxycarotenoids are oxygenated carotenoids that perform critical roles in plants. $\beta$-Carotene hydroxylase adds hydroxyl groups to the $\beta$-rings of carotenes and has been cloned from several bacteria and plants including Arabidopsis. This study was carried out to investigate the effect of $\beta$-carotene hydroxylase gene (Chyb) on the oxycarotenoids biosynthesis in the transgenic Arabidopsis. Construct of pGCHYB containing Chyb was established onto Gateway vector system (pENTR3C gateway vector and pH2GW7 destination vector). Arabidopsis thaliana (cv. Columbia) was transformed with Agrobacterium tumerfacience GV3101 harboring pGCHYB construct driven by 35S promoter and hygromycin resistant gene. Seven hundred bases paired PCR products, indicating the presence of Chyb gene, were found in the transformants by PCR analysis using Chyb primers. Hygromycin resistance assay showed that transgenes were stably inherited to next generation. The overexpression of the Chyb gene resulted in the decrease carotenoid content. Especially, astaxanthin unusual oxycarotenoid in wild type Arabidopsis was detected in the transgenic plants. This means that decreased carotenoids might be converted into astaxanthin metabolism with the aid of silent gene in the host.
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