SIPK와 WIPK의 상위 단계 인산화 효소로 알려진 NtMEK2가 DEX 유도성 시스템에 의해 밝혀졌다. 이 NtMEK2 유전자가 지속적으로 활성화된 돌연변이체인 $NtMEK2^{DD}$의 발현은 SIPK와 WIPK를 활성화 시켜 주므로 과민감 반응과 같은 세포 괴사를 야기하는 것으로 나타나 NtMEK2-SIPK/WIPK 체계가 담배에서 방어 반응을 조절하고 있음을 알 수 있었다. 그러나 NtMEK2-SIPK/WIPK 체계에 의해서 조절 되는 하위 기질이나 방어관련 유전자들에 대한 연구는 아직 미비한 상태이다. 그래서 본 연구는 NtMEK2-SIPK/WIPK 체계에 매개되는 하위 유전자들을 분리하기 위하여 $NtMEK2^{DD}$ 형질전환 식물체를 이용해 ACP에 기초한 DDRT-PCR을 수행하였다. 그 결과 본 연구를 통해 처음으로 pI2-4, MTS2, SINA, CDM1, HRGP 및 DEG45를 포함해 여섯 개의 DEG들을 선발하였다. 이 유전자들의 발현은 $NtMEK2^{DD}$ 형질전환에서 다시 확인하였으며 특히 pI2-4, CDM1, HRGP의 유전자 발현은 다른 유전자들과 비교해 볼 때 살리실산과 담배모자이크바이러스에 강하게 반응하여 증폭됨을 알 수 있었다. 이러한 결과를 볼 때 NtMEK2-SIPK/WIPK 체계에 의해 조절되는 세 개의 유전자는 병저항성에 관여하고 있음을 제시한다 하겠다.
NtMEK2, which is the tobacco MAPK kinase that is upstream of SIPK and WIPK, was identified using the dexamethasone (DEX)-inducible gain-of-function transgenic system. Expression of $NtNEK2^{DD}$, a constitutively active mutant of NtNEK2, leads to HR-like cell death, which indicates that the NtMEK2-SIPK/WIPK cascade controls defense responses in tobacco. However, little is known about the downstream target substrates or defense-related genes that are regulated by the NtMEK2-SIPK/ WIPK cascade. In this study, ACP-based differential display RT-PCR was used to isolate the downstream effectors mediated by the NtMEK2-SIPK/WIPK cascade in $NtNEK2^{DD}$ transgenic plants. The results identified 6 novel differentially expressed genes (DEGs). These included pathogen induced protein 2-4 (pI2-4), monoterpene synthase 2 (MTS2), seven in absentia protein (SINA), cell death marker protein 1 (CDM1), hydroxyproline-rich glycoprotein (HRGP) and unknown genes (DEG45). The induction of these genes was confirmed by RT-PCR of samples obtained from $NtNEK2^{DD}$ plants. Additionally, when compared with other isolated DEGs, the pI2-4, CDM1 and HRGP genes were significantly up-regulated in response to treatment with salicylic acid and tobacco mosaic virus. Taken together, these results suggest that three novel DEGs were regulated by the NtMEK2-SIPK/WIPK cascade involved in disease resistance in tobacco.
