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전통적으로 작물의 1대 잡종 종자생산을 위하여 웅성불임친, 회복친, 유지친을 사용하는 3계통법을 이용한다. 본 연구에서 실험재료로 이용한 벼의 경우, 일장 및 온도 감응형 불임계통을 이용하여 유지친이 필요하지 않은 2계통법을 실용화하여 이용하여 왔다. 본 연구에서는 식물체 내생의 호르몬 생합성의 변화에 이용하여 웅성불임유발/임성회복을 용의하게 조절할 수 있는 불임계통을 생물공학적 방법으로 육성하고자 실험을 수행하였다. 식물호르몬 중 하나인 Jasmonate (JA)는 식물의 화분발달과 약 개폐에 중요한 역할을 하는 것으로 보고된 바 있다. 이러한 JA특성을 이용하여 화분과 약과 같은 벼 화기조직의 특정 부위에서 JA생합성을 억제함으로써 불임을 유발하며, 적절한 화기발달시점에 JA를 외부에서 공급함으로 임성회복이 가능한 웅성불임 개체를 획득할 수 있을 것으로 판단된다. 본 실험에서는 효과적인 JA저해를 위해 합성단계에서 중요한 역할을 하는 효소인 allene oxide synthase (...

전통적으로 작물의 1대 잡종 종자생산을 위하여 웅성불임친, 회복친, 유지친을 사용하는 3계통법을 이용한다. 본 연구에서 실험재료로 이용한 벼의 경우, 일장 및 온도 감응형 불임계통을 이용하여 유지친이 필요하지 않은 2계통법을 실용화하여 이용하여 왔다. 본 연구에서는 식물체 내생의 호르몬 생합성의 변화에 이용하여 웅성불임유발/임성회복을 용의하게 조절할 수 있는 불임계통을 생물공학적 방법으로 육성하고자 실험을 수행하였다. 식물호르몬 중 하나인 Jasmonate (JA)는 식물의 화분발달과 약 개폐에 중요한 역할을 하는 것으로 보고된 바 있다. 이러한 JA특성을 이용하여 화분과 약과 같은 벼 화기조직의 특정 부위에서 JA생합성을 억제함으로써 불임을 유발하며, 적절한 화기발달시점에 JA를 외부에서 공급함으로 임성회복이 가능한 웅성불임 개체를 획득할 수 있을 것으로 판단된다. 본 실험에서는 효과적인 JA저해를 위해 합성단계에서 중요한 역할을 하는 효소인 allene oxide synthase (AOS)를 이용하였으며, 효소생합성을 저해하기 위해 RNA interference 방법을 사용하였다. 또한 화기조직의 약 및 화분에서만 특이적으로 AOS 유전자의 발현을 억제함으로 웅성불임성은 유발되지만, 다른 조직 및 기관에서는 정상적인 생합성이 이루어지도록 벼의 약/화분 특이적 프로모터인 Osc4, Osg6B를 분리하여 형질전환용 RNAi 벡터를 제작하였다. 총 4종의 화분/약 특이적 발현 AOS RNAi 벡터와 GUS유전자발현 벡터를 이용하여 벼 형질전환 실험을 수행하였다. 효과적인 벼 형질전환을 위해 최근 보고된 early-infection 방법을 사용하여, 기존의 방법에 비해 형질전환 기간을 1-2개월 단축할 수 있었다. GUS유전자가 삽입된 형질전환 개체를 성공적으로 획득하였으며, AOS RNAi 벡터를 이용하여 형질전환된 다수의 캘러스를 확보하였으며, PCR방법을 통해 T-DNA의 삽입여부를 확인하였다. 현재 재분화 단계에 있으며, 향후 실험포장에서 화기조직에서의 AOS발현억제에 의해 유발되는 웅성불임성을 검정할 계획이다. 본 실험 수행을 통해 얻어질 결과를 통하여, 아직 벼 화분/약 발달과정에서의 정확한 역할이 규명되지 않은 AOS유전자의 기능에 관한 중요한 단서를 제공할 뿐 아니라, 궁극적으로 유전자 조작된 웅성불임친과 회복친 만을 필요로 하는 2계통법을 확립할 수 있을 것으로 기대된다

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