초록 ▼

고추 형질전환시스템 보완 및 형질전환체 특성 분석 : 기존 CaMV 35S promoter의 문제점 보완하기 위하여, 병 특이적 (PR10 및 APX), 노화 관련 (SAG12), 그리고 기관특이적 (PRP3) promoter를 분리하여 새로운 유전자 발현 시스템을 구축하였다. 또한, 형질전환체의 유전적 특성을 분석한 결과, 도입 유전자의 copy 수는 1-2 개이며, 도입된 T-DNA의 말단 (LB와 RB) 부분에서 10-300 base가 소실되었지만, 발현시스템은 손상되지 않는 것으로 나타났다. T-DNA 도입은 고추 gDNA의

고추 형질전환시스템 보완 및 형질전환체 특성 분석 : 기존 CaMV 35S promoter의 문제점 보완하기 위하여, 병 특이적 (PR10 및 APX), 노화 관련 (SAG12), 그리고 기관특이적 (PRP3) promoter를 분리하여 새로운 유전자 발현 시스템을 구축하였다. 또한, 형질전환체의 유전적 특성을 분석한 결과, 도입 유전자의 copy 수는 1-2 개이며, 도입된 T-DNA의 말단 (LB와 RB) 부분에서 10-300 base가 소실되었지만, 발현시스템은 손상되지 않는 것으로 나타났다. T-DNA 도입은 고추 gDNA의 non-coding부위에 주로 삽입되었지만, 내재유전자의 중간 부분으로 들어간 경우도 있었다. 이 결과는, 형질전환체 line에 따라서 PR 유전자가 발현되는 정도와 내병성이 차이를 나타내는 이유를 설명해 주며, 이와 같은 형질전환체 line의 특성을 기초로 우수한 line을 선발할 필요가 있음을 시사해 주고 있다. 그리고, 고추형질전환의 target 항생 물질인 capsidiol과 capsaicin의 항균 효과, 인체 세포에 대한 무독성 및 부가적인 항암 효과 등을 확인하였다.
유전자 기능 분석 및 고추 형질전환체 개발 : Microarray 분석에 따라 저항성반응에서 특이적으로 발현이 증가되는 10개 transcriptional factor의 발현을 조사하였고, 이 중에서 MADS 유전 자를 고추에 도입하였다. 또한, 저항성 반응에서 특이적으로 발현되는 anaerobic 유전자 및 phytoalexin 생합성 관련 유전자의 core fragment를 분리하여, 활성화된 anaerobic pathway에서 유래한 acetyl CoA가 고추 phytoalexin (capsidiol)의 생합성을 유도할 가능성을 조사하였다. 이때, 탄저병 저항성 반응에서는 PDC, ADH, ALDH, STC 및 P450 유전자의 발현 및 단백질 축적이 유도되고 capsidiol의 생합성이 증가하는 것으로 나타났다. 이들 유전자의 기능 분석 결과에 따라, 생합성 pathway에서 중요한 조절 기능을 하는 ALDH, HMGR, STC 및 PepCYP 유전자를 분리하여 고추에 형질전환 하였다. 그 외에도 매운 맛과 관련된 capsaicin synthetase와 다른 병 저항성 관련 유전자들을 Agrobacteria를 이용하여 고추에 형질전환 하였으며, p35S/PepMADS, p35S/HMGR. pPRP3/J1-1, p35S/IPT, p35S/STC, p35S/ALDH p35S/ABA 등의 고추 형질전환체가 확립되었다. 그리고 PepEST 및 J1-1 형질전환 고추는 순계를 선정하여 교잡 및 약배양을 수행하여 병저항성이 우수한 line을 선정하였다.
항균 물질의 분리 : 탄저병 균주에서 분리된 디티안 화합물이 고추 탄저병, 벼 도열병, 토마토 역병 및 밀 붉은 녹병에 대해 in vitro 및 in vivo에서 탁월한 항균 효과와 식물에서 저항성 유도 효과를 보이며, 500 ppm을 처리했을 때 100%의 고추탄저병 방제 효과를 보여 주었다.

Abstract ▼

Two different sub-projects were proceeded to develop environment friendly transgenic plants which are resistant to phytopathogens. First, we have cloned and characterized defense related genes involved specifically in the biosynthesis of phytoalexin in pepper. The cDNA of the related genes were over

Two different sub-projects were proceeded to develop environment friendly transgenic plants which are resistant to phytopathogens. First, we have cloned and characterized defense related genes involved specifically in the biosynthesis of phytoalexin in pepper. The cDNA of the related genes were overexpressed in the transgenic pepper plants. Also, plant expression systems were established to control the expression of introduced genes in the infected area, root, or aged region of the infected plant. In the second part, useful proteins or chemicals derived from the project were evaluated for the antifungal activity to develop antifungal agent against fungal disease.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서초록...3
• 요약문...5
• SUMMARY...8
• CONTENTS...11
• 목차...12
• 제1장 연구개발과제의 개요...13
• 제1절 연구의 필요성...13
• 제2절 연구개발의 목표 및 내용...15
• 제2장 국내외 기술 개발 현황...16
• 제1절 국내외 관련기술의 현황...16
• 제2절 본 기술의 현황...17
• 제3절 현 기술 상태의 취약성...18
• 제3장 유용 유전자의 분리 및 특성 연구...19
• 제1절 고추 phytoalexin 생합성 연구...19
• 제2절 고추 HMGR 유전자의 분리와 특성 연구...31
• 제3절 고추 anaerobic pathway 관련 유전자의 분리와 특성 연구...41
• 제4장 병 저항성 유전자를 이용한 고추 형질전환체 개발...46
• 제1절 J1-1 고추 형질전환체의 특성 연구...46
• 제2절 PepEST 고추 형질전환체의 특성 연구...61
• 제5장 병 특이적 Promoter의 분리 및 특성 연구...74
• 제1절 PepAPX promoter...74
• 제2절 PR-10 유전자 분리 및 특성 연구...84
• 제6장 유용 유전자의 활용 및 이를 이용한 항균제재의 개발...96
• 제1절 PepEST...96
• 제7장 목표달성도 및 관련분야의 기여도...108
• 제1절 본 과제의 목표달성도...108
• 제2절 관련분야에의 기여도...110
• 제8장 연구개발결과의 활용계획...111