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Contents

Abstract 6

요약 7

I. Introduction 8

II. Materials and Methods 19

1. Bacterial culture and induction treatments 19

2. Biochemical characterization of strain EB1 20

3. 16S rDNA analysis 21

4. Plant material and growth conditions 22

5. GUS histochemical assay 22

6. IAA production assay in strain EB1 23

7. Quantification of target gene expression by real-time PCR 24

8. Auxin biosynthesis inhibition assay 26

9. Plasposon random mutagenesis 27

10. Statistical analysis 28

III. Results 29

1. Strain EB1 is phyto-auxin stimulator 29

2. Strain EB1 treatment modulates root systemic architecture (RSA) of Arabidopsis 31

3. Strain EB1 belongs to genus of Enterobacter sp. 34

i) Biochemical characteristics 34

ii) 16S rDNA gene sequence analysis 37

4. Strain EB1 produces indole-3-acetic acid (IAA) 39

5. Strain EB1 promotes the growth of Arabidopsis 41

6. Strain EB1 up-regulates auxin responsive gene in Arabidopsis 43

7. Strain EB1 modulates RSA via canonical auxin signaling pathway in Arabidopsis 46

8. Phyto-auxin biosynthesis inhibitor blocked bacterial effects on root development 49

9. Mutagenesis of strain EB1 to isolate the gene regulating the expression of DR5 52

IV. Discussion 54

1. Auxin might be the key factor on strain EB1-triggered Arabidopsis growth and developmental responses 54

2. Enterobacter sp. EB1 modulates the Arabidopsis auxin signaling via ARF7 and ARF19, gate-keepers of canonical auxin signaling pathway 55

3. Enterobacter sp. EB1 induces auxin signal in Arabidopsis 55

V. References 57

초록보기

 대부분의 옥신 생성 근권세균은 기주 식물의 생장이나 발달과정을 촉진한다. 하지만 식물의 발달과정에 대한 세균의 작용기작에 대해서는 알려진 바가 적다. 본 연구에서는 DR5:GUS 애기장대를 사용하여 애기장대 내 옥신 신호전달을 증가시키는 Enterobacter sp. EB1을 선발하였으며 이 균주가 옥신 신호전달경로에 미치는 영향에 대해 조사하였다. EB1을 처리한 애기장대에서는 유묘의 생장이 촉진되었으며 곁뿌리의 수가 증가되었다. 또한 EB1 처리는 옥신 반응 유전자 (SAUR-AC1과 GH3)의 발현을 증가시켰다. 그리고 옥신 신호전달에 관여하는 유전자인 ARF7, ARF19, 또는 TIR1이 결실된 돌연변이 애기장대에 EB1을 처리하였을 때, 곁뿌리의 증가가 각각 관찰되지 않거나 야생주에 비해 62% 감소한 것으로 나타났다. 따라서, EB1은 옥신 신호전달 경로를 조절함으로써 애기장대의 발달 생장을 촉진시킨다고 판단된다.

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