CYP709B3, 아라비도프시스 탈리아나에서 염분 내성에 관련된 시토크롬 P450 단일산소효소 유전자

배경: 아라비도프시스 유전체 내에는 272개의 시토크롬 P450 단일산소효소(P450) 유전자가 있다. 그러나 이러한 P450의 대부분의 생물학적 기능은 알려지지 않았다. CYP709B P450 패밀리는 높은 아미노산 서열 유사성을 가진 CYP709B1, CYP709B2 및 CYP709B3의 세 개의 유전자 구성원을 포함하며, 생물학적 기능을 설명하는 보고가 없다. 결과: CYP709B 하위 가족 유전자의 T-DNA 삽입 기반 널 돌연변이를 확인했다. 정상 성장 조건에서 뚜렷한 형태학적 표현형이 나타나지 않았다. 이러한 돌연변이체에서 ABA와 염분 스트레스에 대한 반응을 연구했을 때, cyp709b3 돌연변이체만이 발아 기간 동안 ABA와 염분에 민감성을 보였다. 중간 염처리(150 mM NaCl)에서 cyp709b3는 손상된 묘목의 비율이 더 높아 염분 스트레스에 대한 내성이 낮음을 나타냈다. CYP709B3는 모든 분석된 조직에서 높은 발현을 보였으며 특히 묘목과 잎에서 매우 높았다. 반면 CYP709B1과 CYP709B2는 꼬투리에서 높은 발현을 보였지만 다른 조직에서는 매우 낮은 수준이었다. 염분 스트레스 조건에서 CYP709B3 유전자 발현은 24시간 후 유도되었고 높은 발현 수준을 유지하였다. cyp709b3 돌연변이체에서 야생형 CYP709B3 유전자의 발현은 염분 불내성 표현형을 완전히 보완하였다. furthermore, 대사물 프로파일링 분석은 야생형과 cyp709b3 돌연변이체 식물 간의 몇 가지 차이를 밝혀냈으며, cyp709b3 돌연변이체의 염분 불내성 표현형을 뒷받침하였다. 결론: 이러한 결과는 CYP709B3가 ABA와 염분 스트레스 반응에서 역할을 하며 식물 스트레스 반응에서 시토크롬 P450 효소의 기능을 지원하는 증거를 제공함을 시사한다.