다양한 스트레스에 유도되는 들잔디 ZjWRKY3, ZjWRKY7의 분석

Analysis of ZjWRKY3, ZjWRKY7 induced by multiple stress in Zoysia japonica

식용작물, 사료, 잔디를 포함하는 모든 작물은 건조, 염, 저온, 고온 등의 여러 가지 환경스트레스의 영향을 빈번히 받기 때문에 작물의 생산성이 떨어지게 된다. 식물은 환경스트레스 상황에서 스스로 벗어날 수 없다. 따라서 식물은 환경 스트레스를 극복하는 방향으로 진화하였다. ARF, ABI3, NAC, HSF, WRKY 같은 환경 스트레스에 반응하는 유전자들이 식물에서 보고되었다. 이 유전자들은 환경스트레스에 반응하는 전사인자로, 식물의 스트레스반응 경로에 연관되어 있다. OsWRKY76의 경우에는 저온 및 병원균에 대한 내성을 증가시켰고, AtWRKY28 의 경우 여러 가지 환경스트레스에 관련이 있는 것으로 보고되었다. 들잔디는 정원이나 골프코스에서 가장 흔하게 사용되는 잔디이다. 하지만 들잔디에서는 아직 WRKY 유전자가 알려지지 않았다. 본 연구에서는 들잔디로부터 1개의 WRKY domain을 포함하는 ZjWRKY3, ZjWRKY7 를 분리하였다. ZjWRKY3과 ZjWRKY7은 저온, 건조, 염 스트레스에 발현이 증가하였다. 들잔디의 갈색퍼짐병을 일으키는 R. solani의 감염이 ZjWRKY3과 ZjWRKY7의 발현을 증가시켰다. 또한 ZjWRKY3, ZjWRKY7이 Zjchi 유전자 promoter의 W-box에 결합하여 전사를 조절한다는 사실을 확인 하였다. 따라서 ZjWRKY3, ZjWRKY7 유전자는 전사인자로서 환경스트레스 및 병원균 관련 하위 유전자들을 조절할 것으로 예상된다.

Many crops including cereals, tuber crops, feeds, and turf grasses are often damaged by various environmental stresses such as drought, salt, cold, and high temperature, causing the reduction of their productivity. Plants are sessile and cannot escape from environmental stresses. Thus, plants evolve in the direction of overcoming the environmental stresses. Some plant genes such as ARF, ABI3, NAC, HSF, and WRKY are known to respond to environmental stresses as they transcriptionally regulate the stress response pathways. For example, the OsWRKY76 gene contributes to the enhanced resistance to low temperatures and pathogenic infections. The AtWRKY28 also plays a role in environmental stresses. Zoysiagrass (Zoysia japonica Steud.) is popularly grown for gardens and golf courses. However, the function of the WRKY gene, another environmental stress-related gene, is not known in zoysiagrass. In this study, the ZjWRKY3 and ZjWRKY7 genes with one shared WRKY domain have been isolated in zoysiagrass. The expression of these genes increased in response to low temperature, drought, and salt stresses. Furthermore, the infection of the brown patch-causing Rhozoctonia solani induced the expression of ZjWRKY3 and ZjWRKY7. The corresponding proteins bind to the W-box of the Zjchi promoter, possibly regulating their transcriptions. The researchers suggest that the ZjWRKY3 and ZjWRKY7 genes transcriptionally regulate abiotic and biotic stress related downstream genes