<h1>서 론</h1><p>식물에 있어서 색깔은 중요한 의미를 갖는다. 꽃의 색깔은 수분매개자를 유도하는데 유용하며, 과일의 색깔은 동물에 의해 종자를 멀리까지 퍼지도록 하는데 이용된다. 플라보노이드의 하나인 안토시아닌은 식물의 과일, 꽃잎 등 여러 조직에서 적색 또는 청색 등을 나타내는 수용성 색소로, 다양한 분야에서 연구되어왔다. 안토시아닌의 생합성에 관여하는 유전자는 옥수수, 페튜니아, 사과, 포도, 딸기 등 여러 식물에서 분리 되었으며, 각각의 분자생물학적인 특성에 대해 많은 연구가 진행되었다. 그러나 이러한 연구에도 불구하고, 안토시아닌의 조직 특이적인 축적에 대해서는 아직 충분히 규명되지 못하였다. 안토시아닌 축적에 핵심으로 알려진 ufgt 유전자를 이용하여 화색의 변화를 확인한 실험은 여러 식물을 대상으로 수행되었다. 페츄니아의 경우, ufgt 유전자의 발현양을 증가시키거나 감소시켰을 때, 꽃의 색깔이 변하였다. 그리고 Arabidopsis에는 ufgt family (UGT78D1, UGT78D2, UGT78D3, UGT3GTs)가 존재 하는데, 그 중 UGT78D2 유전자를 과발현시킬 경우 발달 중인 씨앗의 겉껍질에서만 색소가 침착되는 것이 관찰되었다. 이는 ufgt 유전자가 꽃 색소 생성뿐만 아니라 침착에도 관여하고 있음을 의미한다.</p><p>포도는 품종과 조직에 따라 안토시아닌 색소의 침착 여부가 뚜렷하게 달라서, 색소 생합성 유전자의 발현 조절 기작을 연구하는데 매우 좋은 모델이 되고 있다. 포도는 non-climateric (비급등형) 과일로서, 과실 발달은 이중 sigmoid 생장 곡선을 가지며, 발달단계에 따라 과피의 색깔이 달라진다. 포도의 발달은 4단계로 나눌 수 있는데, 일차생장기인 단계 1 과 2에서는 과실이 형성되고, 씨앗의 배가 만들어진다. 그리고 세포분열이 빠르게 일어나서 최종 과실의 총 세포 수가 결정된다. 이 시기 동안에, 히드록시남산과 타닌 등이 축적됨에 따라 부피도 커진다. 이차생장기인 단계 3,4에서는 과실의 크기가 두 배로 커지며 안토시아닌의 침착으로 과피가 색상을 띠게 된다. 또한 일차생장기 동안에 과피에 축적되었던 타닌은 감소하거나 펙틴과 안토시아닌으로 변환된다. 안토시아닌 합성에는 여러 효소들이 작용하지만, 그 중에서도 특히 7가지가 중요한 역할을 한다. Phenylalanine ammonia lyase (PAL)로부터 시작하여 chalcone synthase (CHS), chalcone isomerase (CHI), flavanone 3-hydroxylase (F3H), dihydroflavonol 4-re-ductase (DFR), leucoanthocyanidin dioxygenase (LDOX) 그리고 UDP-glucose: falconoid 3-O-glucosyltransferase (UFGT)를 거치면서 페닐알라닌은 안토시아닌으로 변환된다. UFGT는 안토시아닌 착색의 중요한 단계에 작용하는 효소로 안토시아니딘에 당을 첨가하여 배당체인 안토시아닌을 만든다. 각각의 효소를 암호화하는 유전자에 대해 많은 연구가 진행되었으며, 이들 안토시아닌 합성 유전자는 과육의 발달 단계에 따라 발현 양상이 달라진다. 특히 ufgt 는 다른 안토시아닌 합성 유전자들과는 다른 특이한 발현 양상을 보인다. 즉 일차생장기에는 ufgt 유전자를 제외한 모든 유전자가 발현되며 안토시아닌이 축적되기 시작하는 이차생장기에는 ufgt 유전자를 포함하여 모든 유전자들이 발현된다. 포도의 과피에서 착색이 시작되는 시기와 동일하게 ufgt 유전자의 발현이 시작되고, 성숙기에 그 발현 양이 최대에 이른다. 그리고 포도품종 중에서도 적포도의 과피에서만 발현되며, 적포도의 과육이나 백포도의 과육과 과피에서는 전혀 발현되지 않는다. 이러한 결과로부터, 안토시아닌 침착과 ufgt 유전자의 발현이 밀접한 연관을 가질 것으로 추정되어 왔다.</p><p>따라서 본 연구에서는 담배 꽃을 이용하여 안토시아닌의 축적이 ufgt의 양에 의해 조절되는 지를 규명하고자 하였다. 이를 위해 포도(Vitis vinifera L. X Vitis labrusca L. cv Kyhoho or Vitis labruscana)로부터 ufgt cDNA를 분리하고 이를 sense 혹은 antisense 방향으로 발현시키는 벡터를 제작한 다음, 담배에 도입하였다. 담배 형질전환체를 분석하여 포도 ufgt 유전자가 도입된 line을 선발하고, 선발된 형질전환체의 꽃에서 ufgt 전사체의 양 및 안토시안의 함량을 분석하고 화색을 비교하였다. 이를 통해 ufgt 전사체의 양이 증가하면 조직내 안토시아닌의 함량이 증가하며 꽃의 색깔도 진해진다는 것을 관찰하였다.</p>
ufgt 전사체의 양이 증가하면 꽃의 색깔은 어떻게 되니?
진해진다