초록 ▼

○ 붉은 곰팡이 F usarium graminearum 유전체삽입 REMI 변이균주집단 20,000 주 추가육성
○ REMI 변이균주집단의 형질을 탐색하여 총 144 주의 병발생 관련 REMI 돌연변이체 선발
○ 돌연변이체의 교배분석, vector insertion event 분석, plasmid rescue, re-transformation 등을 통해 각각의 돌연변이 원인유전자 분석
○ REMI 돌연변이 원인유전자, 돌연변이 유전자 인근의 ORF, 기존의 곰팡이 병원성 유전자와 상동성 있는 유전자 등 총 162 종

○ 붉은 곰팡이 F usarium graminearum 유전체삽입 REMI 변이균주집단 20,000 주 추가육성
○ REMI 변이균주집단의 형질을 탐색하여 총 144 주의 병발생 관련 REMI 돌연변이체 선발
○ 돌연변이체의 교배분석, vector insertion event 분석, plasmid rescue, re-transformation 등을 통해 각각의 돌연변이 원인유전자 분석
○ REMI 돌연변이 원인유전자, 돌연변이 유전자 인근의 ORF, 기존의 곰팡이 병원성 유전자와 상동성 있는 유전자 등 총 162 종의 유전자를 선발하여 targeted gene deletion 방법에 의해 각각의 병발생 형질관련 기능 분석
○ Northern blot analysis, cDNA subtraction, proteomics analysis 등을 통해 총 320종의 병발생 관련 유전자들의 발현과 조절양상을 분석
○ 이를 통해 총 500 여종 의 F. graminearum 병발생 관련 유전자 집단을 확보

Abstract ▼

Fusarium graminearum (teleomorph: Gibberella zeae) is a filamentous homothallic ascomycete that causes diseases such as scab, head blight, and stalk or ear rot in corn, barley, wheat, and rice. Severe epidemics of these diseases caused serious economic losses in the 1990s in several countries includ

Fusarium graminearum (teleomorph: Gibberella zeae) is a filamentous homothallic ascomycete that causes diseases such as scab, head blight, and stalk or ear rot in corn, barley, wheat, and rice. Severe epidemics of these diseases caused serious economic losses in the 1990s in several countries including Korea, Japan, and the United States. In addition, this fungus is a potential threat to humans and animals as it produces mycotoxins on diseased crops. In spite of the economic importance of F. graminearum, the molecular mechanisms of disease development caused by this fungus are poorly understood. Recently, a functional genomics approach has been launched to explore the pathogenic biology of G. zeae at the molecular level. As a first effort, the entire genome of G. zeae has been sequenced and has been publicly available since 2003. Using the genome database, functional analyses of the entire gene set involved during the pathogenesis of F. graminearum are being conducted. To accelerate this process, we have generated a collection of insertional mutants from a representative strain of F . graminearum using the restriction enzyme-mediated integration (REMI) procedure during the last three years.
The objectives of this project are to massively isolate pathogenesis-related genes from the genome of F . graminearum, the causal agent for Fusarium head blight of rice, using functional genomics and to select genes from the gene collection, which would be useful for construction of transgenic rice plants resistant to Fusarium head blight. To pursue the goals, we propose the following approaches. First, an additional collection of 20,000 REMI transformants will be constructed using a new method. After screening the REMI transformants for several traits involved in disease development such as pathogenicity, mycotoxin production, and sporulation, each mutant will be outcrossed with a M AT gene-deleted strain for genetic analysis. A mutant carrying a tagged mutation will be further analyzed for identification of a genomic DNA region flanking the vector insertional site at the genome. Subsequently, the entire region of a mutated gene will be cloned, sequenced and characterized. In addition to the REMI mutagenesis, we will employ a transformation-mediated targeted gene deletion strategy for functional analysis of possible pathogenesis-related genes. To do this, we will use both inverse PCR and double-joint PCR for construction of a transforming vector. With these strategies, we hope to assign functional roles of more than 200 genes during the disease development by F . graminearum and to select at least 5 genes derived from the gene collection for generation of transgenic crops resistant to the diseases caused by F. graminearum.

목차 Contents

• 제출문...1
• 보고서 초록...2
• 요약문...3
• SUMMARY...6
• CONTENTS...8
• 목차...9
• 제1장 연구개발과제의 개요...10
• 제1절 연구개발의 목적...10
• 제2절 연구개발의 필요성 및 범위...10
• 제2장 국내외 기술개발 현황...13
• 제1절 국내외 관련기술의 현황과 문제점...13
• 제2절 앞으로의 전망...16
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...18
• 제1절 연구의 이론적, 실험적 수행 방법...18
• 제2절 연구수행 내용 및 결과...22
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...58
• 제1절 연구개발 목표 및 평가의 착안점...58
• 제2절 연구개발 목표의 달성도...58
• 제3절 관련분야에의 기술발전 기여도...59
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...60
• 제1절 추가연구의 필요성...60
• 제2절 타 연구에의 응용 및 연구 결과의 활용계획...60
• 제3절 국제공동연구개발 추진계획...61
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학 기술정보...62
• 제7장 참고문헌...63