<h2>벼 형질전환체 계통의 후대육성 및 농업형질</h2><p>벼 형질전환체들의 생육상황을 비교한 결과 초장은 형질전환체에 따라서 많은 변이를 보였으며, 형질전환에 이용한 동안벼와 화신벼에 비하여 \( 50 \% \) 정도 감소한 왜성 식물체 및 이형 식물체의 출현도 보였다. 또한 분얼수에서도 상당한 영향을 보여 전혀 분얼을 보이지 않는 형질전환체도 출현하였다. 그러나 형질전환체 중에서 표현형적으로 대조품종과 거의 같은 식물체도 출현하였다. 이런 변이체들은 외래유전자의 도입에 따른 영향보다는 재분화 과정상에서 식물 호르몬 등의 영향을 받은 체세포 변이 등의 유발에 의해 일어난 것으로 생각된다. 따라서 본 연구에서는 형태적으로 대조 품종과 매우 유사한 형질전환체를 선발하여 후대계통 육성에 이용하였다.</p><p>T1 세대에서 형질전환체의 초장, 간장, 수장, 분얼수 및 등숙률을 조사한 결과는 Table 2와 같다.</p><p>초장의 변이는 화신벼를 모 품종으로 사용한 경우에는 T1-2와 T1-11의 초장이 각각 \( 108 \mathrm{~cm} \) 와 \( 112 \mathrm{~cm} \) 로서 화신벼와 비슷하였으나, 동안벼를 모 품종으로 사용한 경우에는 T1-36과 T1-43은 초장이 \( 103 \mathrm{~cm} \) 로서 동안벼와 같았으나 T1-39와 T1-45는 초장이 각각 \( 114 \mathrm{~cm} \) 와 \( 113 \mathrm{~cm} \) 로서 동안벼 보다 약 \( 10 \mathrm{~cm} \) 정도 컸다. 간장의 변이는 화신벼를 모 품종으로 사용한 경우에는 T1-2 가 \( 74.7 \mathrm{~cm} \) 로서 화신벼보다 \( 12.3 \mathrm{~cm} \) 가 작았고 T1-11은 비슷하였으나, 동안벼를 모품종으로 사용한 경우에는 간장이 \( 80.0 \sim 86.3 \mathrm{~cm} \) 로서 동안벼보다 \( 6 \sim 12 \mathrm{~cm} \) 정도 컸다. 수장의 변이는 화신벼를 모 품종으로 사용한 경우에는 T1-11이 \( 19.2 \mathrm{~cm} \) 로서 화신벼보다 \( 1.2 \mathrm{~cm} \) 가 컸고 T1-2 는 비슷하였다. 동안벼를 모 품종으로 사용한 경우에는 간장이 \( 18.0 \sim 19.0 \mathrm{~cm} \) 로서 동안벼에 비해 \( 1 \mathrm{~cm} \) 이내의 변이를 보였다. 분얼수의 변이는 화신벼를 모 품종으로 사용한 경우에는 T1-2가 9.9개로서 화신벼보다 2개가 적었고 T1-11은 비슷하였으나, 동안벼를 모 품종으로 사용한 경우에는 T1-43의 경우에만 동안벼와 같았고 나머지 3계통은 9.8~12.5개로서 동안벼의 9.2개 보다 적었다. 출수기에 있어서는 모는 계통에서 이앙이 늦어져 다소 지연되었으나 8월 22~23일에 출수하여 모 품종인 화신벼, 동안벼와 같은 경향을 보였다. 등숙률의 변이는 화신벼를 모 품종으로 사용한 경우에는 T1-2 는 \( 82.2 \% \) 로서 화신벼와 비슷하였으나 T1-11은 \( 62.5 \% \) 로서 화신벼보다 \( 22.5 \% \) 가 낮았다. 동안벼를 모 품종으로 사용한 경우에는 T1-45는 \( 80.5 \% \) 로서 동안벼와 비슷하였으나 T1-39는 \( 53.9 \% \) 에 불과하여 가장 낮았고. T1-36과 T1-43은 각각 \( 76.9 \% \) 와 \( 65.1 \% \) 로서 동안 벼보다 \( 6.1 \% \) 와 \( 17.9 \% \) 낮았다.</p><h2>벼 형질전환체에서 종자 내 \( \mathrm{Fe}^{++} \)이온함량의 분석</h2><p>PCR 분석 밎 dot blot hybridization 분석에 의해 배유특이적인 globulin, glutelin 및 zein 프로모터와 ferritin 유전자를 삽입한 pGBF, pGTF, pZ4F 재조합 유전자를 Agrobacterium 법에 의해 도입한 형질전환체 중에서 ferritin 유전자의 도입이 확인된 pGBF, pGTF, pZ4F 유래의 형질전환 계통의 종자를 가지고 벼 종자내에 축적된 철함량을 조사한 결과는 Table 3 과 같다.</p><p>벼 종자의 배유내에서 발현할 수 있는 globulin, glutelin 및 zein 단백질의 프로모터를 사용하여 ferritin 유전자 운반체를 작성하였으며 화신벼 종자에서 유래한 배발생 캘러스에 ferritin 유전자를 형질전환한 결과 형질전환 전에 종실 내에 철분함량이 \( 26.7 \mathrm{ppm} \) 이었던 것을 zein 프로모터를 사용한 T1-2에서는 \( 171.4 \mathrm{ppm} \) 으로 증가시켜 wild type과 비교하여 6.4배의 철분함량 증가를 이루었고 globulin을 프로모터를 사용한 T1-11에서는 \( 55.5 \mathrm{ppm} \) 으로 증가시켜 wild type과 비교하여 2.1배의 철분함량 증가를 이루었다. 동안벼 종자에서 유래한 배발생 캘러스에 ferritin 유전자를 형질전환한 결과 형질전환 전에 종실 내에 철분함량이 \( 22.1 \mathrm{ppm} \) 이었던 것을 glutelin 프로모터를 사용한 T1-36에서는 \( 58.2 \mathrm{ppm} \), T1-43-1에서는 \( 66.7 \mathrm{ppm} \), T1-43-5 에서는 \( 65.5 \mathrm{ppm} \) 으로 증가시켜 wild type과 비교하여 각각 2.6배, 3.0 배, 3.0배의 철분함량 증가를 이루었고, globulin을 프로모터를 사용한 T1-39에서는 \( 62.6 \mathrm{ppm} \) 으로 증가시커 2.8배의 철분함량 증가를 이루었으며, zein 프로모터를 사용한 T1-45에서는 \( 60.9 \mathrm{ppm} \) 으로 증가시켜 2.8배의 철분함량 증가를 이루었다.</p><p>상기와 같이 형질전환 벼의 종자에서 높은 철분함량의 증가를 나타낸 것은 형질전환용 재조합 유전자를 작성할 때에 형질전환 후대에 발생할 수 있는 유진자발현 저하의 문제 (Finnegan et al. 1994)를 최소화하려는 의도로 벼가 아닌 비교적 원연관계의 콩 유래의 ferritin 유전자를 사용하였고, 또한, MAR를 사용하여 염색체 상의 도입부위에 관계없이, 혹은 도입 유전자의 수에 비례해서 유전자 발현을 안정적으로 유도 (Van et al. 1996; Miynarova et al. 1996) 하고자 하였으며, 종자내에서 특이적으로 발현하는 프로모터를 운반체에 사용함으로써 ferritin 단백질을 종자 내에서 집중적으로 발현시켜 종자내 철분함량의 증진을 꾀한 결과로 해석할 수 있다.</p>
초장의 변이는 화신벼를 모 품종으로 사용했을 때, T1-2의 초장은 몇 cm인가?
\( 108 \mathrm{~cm} \)