초록 ▼

개화는 식물 발달에 있어서 영양생장에서 생식생장으로의 전환을 뜻하며, 그 조절이 각 식물의 생식적 성공과 번성을 이루기 위해 최적화 된 식물 발달의 가장 중요한 단계라 할 수 있다. 개화는 식물 내부적 요인들과 여러 환경적 요인들에 의하여 조절되는데, FLC 의존적 경로, 광주기성 경로 등이 대표적 개화시기 조절 경로들로 알려져 있다. 기존의 개화시기 조절에 관한 연구가 모델식물인 애기장대의 개화가 촉진되는 장일 조건에서 개화가 지연되는 돌연변이체들을 중심으로 이루어져 왔음에 착안하여, 본 연구에서는 애기장대의 개화지연 조건인 단일

개화는 식물 발달에 있어서 영양생장에서 생식생장으로의 전환을 뜻하며, 그 조절이 각 식물의 생식적 성공과 번성을 이루기 위해 최적화 된 식물 발달의 가장 중요한 단계라 할 수 있다. 개화는 식물 내부적 요인들과 여러 환경적 요인들에 의하여 조절되는데, FLC 의존적 경로, 광주기성 경로 등이 대표적 개화시기 조절 경로들로 알려져 있다. 기존의 개화시기 조절에 관한 연구가 모델식물인 애기장대의 개화가 촉진되는 장일 조건에서 개화가 지연되는 돌연변이체들을 중심으로 이루어져 왔음에 착안하여, 본 연구에서는 애기장대의 개화지연 조건인 단일에서 개화가 촉진되는 돌연변이체들을 activation-tagging 돌연변이체 집단에서 대량 분리하고 이들로부터 개화시기 조절 유전자를 대량 분리하고자 하였다. 이를 통하여 300여개의 개화시기 돌연변이체가 검색되었고 최소 15개 이상의 새로운 개화시기 조절 유전자들이 발굴되었다. 이들을 이용한 벼 게놈 데이터베이스 검색을 통하여 6개 이상의 벼 예상 개화시기 조절 유전자가 분리되었으며 이들의 기능에 관한 연구가 시도되었다. 아울러 주요 작물의 개화시기 특성 및 시장성에 대한 분석이 이루어졌으며, 이를 통하여 일차적 개화시기 조절 적용 대상 작물로 벼, 배추, 잔디가 선정되었다. 이들 작물의 개화시기를 조절하기 위한 공동연구체계가 구축되었으며, 이를 위한 개화유전자 재조합체가 제조되었고, 형질전환이 시도되었다. 또한 본 연구를 통하여 120,000개에 이르는 애기장대 activation-tagging 돌연변이체 집단이 제작되었고, 개화시기 이외의 다른 발달관련 표현형을 보이는 돌연변이체도 200여개가 분리되어 향후 다양한 타 연구를 위한 풍부한 resource가 확보되었다. 한편 선별된 300여개의 개화시기 돌연변이체들로부터 보다 많은 개화시기 조절 유전자를 분리하고 특성을 규명하기 위한 연구가 현재에도 계속 진행되고 있다. 본 연구과제의 결과들은 식물분야 최고의 학술지인 Plant Cell에 3편 발표된 젓을 비롯하여 Plant Journal 등에도 다수 발표되었다.

Abstract ▼

Flowering is a shift from vegetative to reproductive growth and is a major developmental transition in plant life cycle. Flowering is closely associated with plant reproductive strategies, such that each plant species has distinct flowering time optimized to ensure the reproductive success. Flowerin

Flowering is a shift from vegetative to reproductive growth and is a major developmental transition in plant life cycle. Flowering is closely associated with plant reproductive strategies, such that each plant species has distinct flowering time optimized to ensure the reproductive success. Flowering is regulated by multiple endogenous and environmental signals. Molecular genetic studies have defined major floral regulatory pathways in Arabidopsis, which are the FLC-dependent pathway and the photoperiod pathway. The majority of knowledge on flowering time control in Arabidopsis has been obtained from the studies on late flowering mutants isolated under an inductive long-day photoperiods. Therefore, in this study, we generated an Arabidopsis activation-tagging population and screened for early flowering mutants in a non-inductive short-day condition for the mass isolation of novel floral regulators. $\sim$300 flowering mutants have been screened and at least 15 novel flowering genes have been cloned so far. Bioinformatic rice-genome database search using theses Arabidopsis flowering genes revealed at least 6 putative rice flowering genes. functional characterizations on these rice genes are being conducted. In addition, we studied the flowering characteristics of major crops and analyzed crop markets both national and worldwide. As results, we chose rice, chinese cabbage, and grasses as primary target crops for the application of flowering biotechnology. We also successfully organized collaborative networks to introduce manipulated flowering genes into these crops. Until now, we are at the stage of transformation or testing transgenic crop plants. One of the products obtained from this study besides our primary goals is the Arabidopsis activation-tagging population consisting of 120,000 individual mutant lines, which can be a good resource for studies in other fields as well as flowering. Indeed, more than 200 mutant plants displaying developmental defects other than flowering have also been isolated from this population during the process of our study. Efforts to isolate and characterize more flowering genes are being continued. Results obtained from this study have been published in a top journal Plant Cell three times and other major journals like The Plant journal.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...6
• CONTENTS...7
• 목 차...8
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...9
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...11
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...15
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...43
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...48
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...51
• 제 7 장 참고문헌...52