보고서 정보
주관연구기관 |
명지대학교 생명과학정보학부 MyongJi University |
연구책임자 |
김주곤
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참여연구자 |
오세준
,
김연식
,
이나리
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보고서유형 | 2단계보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2007-05 |
과제시작연도 |
2006 |
주관부처 |
농촌진흥청 |
과제관리전문기관 |
농촌진흥청 Rural Development Administration |
등록번호 |
TRKO200700008111 |
과제고유번호 |
1390007507 |
사업명 |
작물유전체기능연구사업 |
DB 구축일자 |
2015-01-08
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키워드 |
프로모터.전사 인자.형질전환용 운반체.단자엽 식물.환경 스트레스 저항성.Promoter.Transcription Factor.Transformation Vector.Monocot.Abiotic-stress inducible.
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초록
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총 342종의 프로모터들의 T1,T2,T3 전 세대에 걸쳐서 종자, etiolated seedling, 성숙한 식물체 및 꽃에서의 GFP 활성을 관찰한 결과, 항시 발현 프로모터 6종, 186계통, 한발 유도 프로모터 8종,255계통, 수술 특이 발현 프로모터 1종, 12계통을 획득하였다. 또한 60k oligo chip data 및 Northern blot analysis를 이용하여, 식물체에서만 특이적으로 존재하는 NAC 전사인자 중 환경스트레스, 특히 가뭄과 염해에 의해 발현양이 증가되는 5종을 획득하였고, 이에 대한 과대발현
총 342종의 프로모터들의 T1,T2,T3 전 세대에 걸쳐서 종자, etiolated seedling, 성숙한 식물체 및 꽃에서의 GFP 활성을 관찰한 결과, 항시 발현 프로모터 6종, 186계통, 한발 유도 프로모터 8종,255계통, 수술 특이 발현 프로모터 1종, 12계통을 획득하였다. 또한 60k oligo chip data 및 Northern blot analysis를 이용하여, 식물체에서만 특이적으로 존재하는 NAC 전사인자 중 환경스트레스, 특히 가뭄과 염해에 의해 발현양이 증가되는 5종을 획득하였고, 이에 대한 과대발현 및 RNAi 운반체를 제작하여 형질 전환 식물체 142계통을 획득하였다. 특히 OsNAC1의 경우, 스트레스를 처리하지 않은 정상적인 발육 조건에서도 식물체 전반의 발육상태가 일반 벼와 스트레스에 저항성을 갖는다고 보고 되어진 AtCBF3 형질 전환체보다 훨씬 월등하였고, OsNAC4는 epigenetic 조절자인 OsHDAC1에 의해 발현양이 조절되어지는 것을 Northern blot analysis 와 RT-PCR에 의해 확인하였다. 이어서 chip-on-chip 및 expression chip을 병행하여 NAC 전사인 자의 target 유전자를 밝힘으로써 NAC 유전자가 어떻게 생산성과 스트레스 저항성에 관여하는 지를 밝혔다.
Abstract
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The goal of this research is to functionally analyze rice promoters and transcription factors in transgenic plants and then to develop them available for molecular breeding of crops. Many environmental stresses, such as drought and high salinity, cause the plant growth and the crop productivity. So,
The goal of this research is to functionally analyze rice promoters and transcription factors in transgenic plants and then to develop them available for molecular breeding of crops. Many environmental stresses, such as drought and high salinity, cause the plant growth and the crop productivity. So, Many scientists have made many efforts to find new genes resisting the abiotic stresses, but there are a number of limitations only to use a few genes that encode proteins conferring stress tolerance. Now, to overcome this problem, we have isolated, cloned, transformed and analyzed new rice promoters and transcription factors, using genome-based sequence and 60K Rice Whole Genome Microarray. We have examined the different 211 promoters more than 2,000 lines in mature seeds, etiolated-seedlings and mature plants. Approximately 40% of the transgenic plants showed the different pattern of GFP fluorescence in various organs and developmental stages like embryo, scutellum, endosperm, digesting endosperm, etiolated seedling, mature leaves, roots and flowers. Some of the promoters, especially 3B5, had strong and constitutive GFP expression in all major organs of a rice plant, from seed to mature plant. The 1G5 drived leaf-specific expression of GFP stronger than rbcS. We have also obtained 8 drought-inducible promoters that expressed high transcript level of GFP in dry seeds, etiolated-seedlings and flower at the drought condition. In the case of transcription factors, especially NAC1, resulted in enhanced tolerance to the stresses in transgenice plants under the control of either a constitutive or a root-specific promoter. Interestingly, in some of the NAC1 transgenic plants, significant increases in yield-related parameters were observed as well. These parameters include leaf biomass, emergence vigour, thousand kernel weight, panicles, and total number of seeds. By combining results from the expression profiling between NAC1 over-expressors and non-transgenic controls and those from chromatin immunoprecipitation followed by promoter microarray analysis, we identified target genes that were activated by the NAC proteins. We conclude that NAC proteins activate the target genes, which not only make the transgenic plants tolerant to abiotic stresses but also increase their yield.
목차 Contents
- 제출문...1
- 보고서 초록...2
- 요약문...3
- SUMMARY...5
- CONTENTS...6
- 목차...7
- 제1장 연구개발과제의 개요...8
- 제1절. 연구개발의 필요성 및 목적...8
- 제2절. 연구개발의 범위 및 목표...12
- 제2장 국내외 기술개발 현황...13
- 제1절 유용 프로모터의 개발...13
- 제2절 농업 형질 전사 인자의 연구...14
- 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과...16
- 제1절. 유용 프로모터의 개발...16
- 제2절. 농업 형질 관련 전사 인자 형질 전환체 개발...40
- 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...51
- 제1절. 연도별 연구 목표 및 달성도...51
- 제2절. 관련 분야의 기술 발전에의 기여도...52
- 제5장 연구개발결과의 활용계획...53
- 제1절. 국제 공동연구 개발 추진계획...53
- 제2절. 기대성과...53
- 제3절. 활용 방안...54
- 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...56
- 제7장 참고문헌...58
- 표지...62
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