본 기술은 고추에서 새로 찾아낸 SUMO E3 리가아제 유전자 CaSIZ1(서열번호 2)과 이를 담은 재조합 벡터, 그리고 이 유전자를 식물에 형질전환해 과발현시키는 건조 스트레스 저항성 증진 방법입니다. CaSIZ1은 ABA 신호전달의 양성 조절자로 작용해 가뭄 조건에서 식물이 더 잘 버티도록 합니다.
가뭄은 식물 생장을 크게 해쳐 곡물 수확량 감소로 이어지며, 식물은 기공을 닫고 앱시스산(ABA)을 축적하는 방식으로 대응하지만 ABA 신호전달 경로 전체는 아직 밝혀지지 않았습니다. 단백질 수모화가 스트레스 반응과 관련된다는 사실과 애기장대 SIZ1의 역할은 일부 보고되었으나, SUMO E3 리가아제가 ABA 경로를 통해 건조 저항성에 관여하는 구체적인 기작과 작물에 활용할 수 있는 유전자는 거의 확보되지 못한 상태였습니다.
본 기술은 CaSIZ1이 ABA 신호의 음성 조절자인 CaDRHB1 단백질을 수모화해 안정화시키는 기작을 이용하며, 유전자 단독 또는 재조합 벡터 형태로 조성물의 유효성분이 되고, 형질전환 후 단백질을 과발현시키는 두 단계로 저항성을 부여합니다. 가뭄에 강한 고추 품종 육종, 건조 지역용 형질전환 작물 개발, 물 사용량을 줄인 시설 원예 재배에 적용될 수 있어 수모화라는 번역후 조절 단계를 표적으로 삼아 물이 부족한 환경에서도 작물의 생존율과 생산성을 지킬 수 있습니다.
본 발명은 농촌진흥청의 ABA 신호전달 안정화 단백질 분자 및 생리학적 기작 구명 지원을 통해 개발되었습니다.
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