유전자총을 이용한 팔레놉시스 형질전환 효율향상에 삼투압 조절제 및 발사횟수차이가 미치는 영향

Effects of osmoticum treatments and shooting chances on the improvement of particle gun-mediated transformation in Phalaenopsis

본 연구는 팔레놉시스의 원괴체유사체를 재료로 효율적인 형질전환 체계를 확립하기 위해 수행되었다. 이를 위해 PPT 제초제에 저항성을 가지는 bar 선발유전자와 노화지연 형질을 보이는 ORE 7 유전자를 함유하는 pCAMBIA 3301:ORE7 벡터를 이용하여 유전자총 형질전환 시 발사횟수 증가 그리고 유전자총 실험 전후에 삼투압조절제처리를 하여 실험목적을 달성하고자 하였다. 실험결과, 2회 발사처리가 1회나 3회 발사횟수와 비교하여 1.5 ~ 2.5배 이상의 형질전환 효율을 보여 주었으나, 신초 재분화율이 낮고 갈변율은 높은 현상을 보여 주었다. 다양한 삼투압 조절제 처리에 의한 형질전환효율 향상 실험에선0.2 M mannitol과 0.2 M sorbitol 이 2가지 조절제 혼합처리가 단용처리나 무처리구에 비해 형질전환 효율과 신초재분화율에서 최소 1.5 ~ 3배 이상의 효율을 보여 주었고, 갈변율도 2배 이상 낮게 나타났다. PCR 분석을 통하여 2배 이상 낮게 나타났다. PCR 분석을 통하여 bar 유전자와 ORE7 유전자가 도입되었음을 확인하였고, 임의로 선발한 형질전환 팔레놉시스 21개체를 대상으로 real-time PCR 분석을 통해 4개체가 1 copy의 목적유전자를 가지고 있으며, 나머지 17 개체들은 2 copy 이상의 유전자를 보유하고 있음이 밝혀졌다. 본 연구에서 생산된 형질전환 팔레놉시스 개체들은 순화과정을 거쳐 화분으로 이식하여 생육과정을 거쳐 꽃이나 잎에 변이가 없는 개화과정을 보여 주었다.

This study was carried out to develop an efficient transformation protocol via particle bombardment with PLBs (protocorm-like bodies) in Phalaenopsis. To achieve this aim, osmoticum treatment and an increasing shooting chances in particle bombardment process were applied for this study. In addition, pCAMBIA3301: ORE7 vector which contains a herbicide-resistance bar gene as a selectable marker and ORE7 gene as a gene of interests were employed. With regard to the increasing chances of shooting in particle bombardment, double shooting was the best results with 1.5 ~ 2.5 times higher than those of a single or triple shooting treatment in the productioon of PPT (D-L-phosphinothricin)- resistant PLBs. However, regeneration rate of shoots in double shooting was not high as a single shooting. Further, double shooting showed 35 ~ 40% higher than that of a single shooting in the frequency of browning. Regarding effects of different osmotic treatments, combination of 0.2 M sorbitol with 0.2 M mannitol showed the best results in transformation efficiency, regeneration of transformants and reduction of browning. Putative transgenic Phalaenopsis plants were analyzed by PCR analysis and confirmed the presence of bar and ORE 7 gene. Also, real-time PCR was conducted by using 21 transgenic plants and showed only 4 plants had one copy of transgene; whereas, the other 17 plants had more than 2 copies of transgene. Transgenic phalaenopsis plants produced in this study were transferred to pots and flowered normally without morphological variations in flower and leaf.