보고서 정보
주관연구기관 |
명지대학교 MyongJi University |
연구책임자 |
송상익
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참여연구자 |
주정수
,
최해종
,
강진수
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2007-05 |
과제시작연도 |
2006 |
주관부처 |
농촌진흥청 |
사업 관리 기관 |
농촌진흥청 Rural Development Administration |
등록번호 |
TRKO200700008119 |
과제고유번호 |
1390007478 |
사업명 |
작물유전체기능연구사업 |
DB 구축일자 |
2015-01-08
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키워드 |
벼.형질전환.환경 스트레스.전사인자.저항성.rice.transformation.environmetnal stress.transcription factor.tolerance.
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초록
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2단계 연구 목표 환경 스트레스 관련 유전자 발현 형질전환체 10종 [ABA 유도성 프로모터를 이용한 CatC, Asr1b, ERF4a, EBP7, WRKY16 (5종), 항시 발현 프로모터를 이용한 MTSH, OsPP2Ca, OsPP2Cb, OsABI5a, OsABI5d (5종)]을 제작하였다. 1단계와 2단계에서 제조한 환경 스트레스 관련 유전자 발현 형질 전환체 14종 [OsAsr1a, OsEBP2, OsCatb, OsDREB2B, OsERF4a, OsWRKY16, OsWRKY80, OsERF1c, OsERF1d, MTSH,
2단계 연구 목표 환경 스트레스 관련 유전자 발현 형질전환체 10종 [ABA 유도성 프로모터를 이용한 CatC, Asr1b, ERF4a, EBP7, WRKY16 (5종), 항시 발현 프로모터를 이용한 MTSH, OsPP2Ca, OsPP2Cb, OsABI5a, OsABI5d (5종)]을 제작하였다. 1단계와 2단계에서 제조한 환경 스트레스 관련 유전자 발현 형질 전환체 14종 [OsAsr1a, OsEBP2, OsCatb, OsDREB2B, OsERF4a, OsWRKY16, OsWRKY80, OsERF1c, OsERF1d, MTSH, OsPP2Ca, OsPP2Cb, OsABI5a, OsABI5d]에 대한 생장, 형태, 발달 과정 등을 예산 GMO 포장에 파종후 생육 단계 별로 조사하였다. OsWRKY16 유전자 과 발현체들 중 일부가 dwarf 표현형, OsAsr1a 유전자 과 발현체 중 line 4번이 모두 lesion mimic 표현형, OsAsr1a 유전자 과 발현체 중 line 1a번이 조기 개화 표현형, OsPP2ca 유전자 발현 억제체 중 두개 line에서 비정상적인 꽃 기관 발달 표현형을 보임을 관찰하였다. 환경스트레스 저항성 벼를 개발하기 위하여 제조한 형질전환체 10종 [OsAsr1a, OsEBP2, OsCatb, OsDREB2B, OsERF4a, OsWRKY16, OsWRKY80, PP2Ca, OsPP2Cb, MTSH]들의 환경스트레스 내성을 검정하였다. (3종은 현재 검정 중임) 그중 OsAsr1a, OsEBP2, OsCatb, OsDREB2B, OsERF4a 형질전환체가 스트레스 내성을 보였다. OsAsr1a 유전자 과 발현체가 가장 높은 저항성을 나타내서 OsAsr1a 유전자 과 발현체에 대하여 집중 분석하였다. 4번의 반복 실험을 통하여 OsAsr1a 유전자 과발현체가 비 형질전환체에 비하여 스트레스 내성을 보임을 확인하였다. 토양내에서 환경스트레스 내성 실험을 통하여 As1a 유전자를 벼에 도입하여 발현을 증가시키면 특히 건조 스트레스에 대한 내성이 높게 증가됨을 확인하였다. Asr1a 유전자 과 발현에 의하여 발현이 변화하는 유전자를 알아보기 위하여 Asr1a 형질전환 벼를 이용하여 벼 60K microarray분석 실험을 두가지 조건하에서 수행하였다. (1) Asr1 형질전환체와 비형질전환체의 유전자 발현 양상을 스트레스 처리 없이 비교, (2) Asr1 형질전환체와 비형질전환체의 유전자 발현 양상을 건조스트레스 처리하에서 비교하였다. Asr1 유전자들의 발현 특성을 조직별, 호르몬 처리시, 환경스트레스 처리시 등에서 분석하였다. 2단계 연구를 통하여 OsAsr1a 유전자 과 발현체를 광범위 내환경재해성 형질전환 벼 line으로 선정하였다. OsAsr1a 유전자 과 발현체는 환경 스트레스에대한 내성을 보이며, 또한 특이하게 발아 속도와 초기 생육/성장 속도가 대조구에 비하여 매우 빠른 것을 관찰 하였다.
Abstract
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The long-term goals of our research are to develop the new rice improving environmental stress tolerance. Rice is very important crop in Korea and world wide. In generally, crop are very sensitive to environmental stress (drought, salinity and cold). Therefore such a stress result in reducing the pr
The long-term goals of our research are to develop the new rice improving environmental stress tolerance. Rice is very important crop in Korea and world wide. In generally, crop are very sensitive to environmental stress (drought, salinity and cold). Therefore such a stress result in reducing the productivity of crop. Somehow the plant contains response mechanism to environmental stress. To develop the new rice improving environmental stress tolerance, we will perform following objectives. 1. Production of transgenic rice improving environmental stress(drought, salinity and cold tolerance) tolerance rice. 2. Study of response mechanism of crop to environmental stress. 3. Construction of supply system: transgenic rice expressing wanted genes are supplied to researcher who wanted it. We constructed tansgenic rice transformed following genes which reported to involve in environmental stress. 1. OsCATa, OsCATb, OsCATc (catalase). 2. OsAsr1 (ABA- stressand ripening related protein). 3. DREB2B (AtDREB homologues: drought induced transcription factor). 4. OsERF4a (ethylene response factor). 5. OsEBP2, OsEBP5 (ERE binding protein). 6. OsWRKY16, OsWRKY80 (biotic stress induced transcription factor). The ASR proteins which are induced by abscisic acid (ABA), stress and ripening were first described in tomato and then several orthologs were isolated from many different species. However, no ASR-like gene has been identified in Arabidopsis. ASR proteins were encoded in various plant species by multigene families and their induction is dependent on family member. This protein has nuclear localization signal and zinc-dependent DNA binding activity as a putative transcription factor. In experimentally, grape ASR was showed that mediates the activation of sugar responsive genes. Moreover, overexpression of Asr gene increases abiotic stress tolerance in transgenic tobacco and Arabidopsis. In this study, five ASR homologous cDNA clones were isolated from rice (Oryza sativa). OsAsr1 and OsAsr3 contain two strongly conserved regions found in all known ASR genes. However OsArs2, 4, 5 contain only the C-terminal conserved region. By using RNA gel-blot analysis, the expression pattern of rice ASR genes was analyzed in different organs and, under hormone and stress treatments. OsAsr1 expression was found at leaf and flower and, induced strongly by ABA treatment and slightly by high-salinity and drought stresses. Constitutive overexpression of OsAsr1 in transgenic rice increased the tolerance to drought and high-salinity stress
목차 Contents
- 표지...1
- 제출문...2
- 보고서 초록...3
- 요약문...4
- SUMMARY...7
- CONTENTS...8
- 목차...9
- 제1장 연구개발과제의 개요...10
- 제1절 연구개발의 목적...10
- 제2절 연구개발의 필요성 및 범위...11
- 제2장 국내외 기술개발 현황...15
- 제1절 국외 현황...15
- 제2절 국내 현황...15
- 제3절 앞으로의 전망...16
- 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...18
- 제1절 연구방법...18
- 제2절 연구내용 및 결과...21
- 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...43
- 제1절 목표달성도...43
- 제2절 관련분야 기여도...44
- 제5장 연구개발결과의 활용계획...45
- 제1절 추가연구의 필요성...45
- 제2절 활용방안...46
- 제3절 앞으로의 전망...47
- 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...48
- 제7장 참고문헌...49
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