초록 ▼

○ 농생물 유전자 네트워크 분석 시스템 구축
주요 농생물의 유전체 해석 및 유전자 발현 정보를 이용하여 유전자 발현 네트워크 분석 기술을 개발하고 고유 유전자를 발굴하고자 한다. 이를 위하여 다양한 마이크로 칩 실험에 의한 유전자 발현정보와 텍스트 마이닝 기법에 의해 수집된 애기장대 등 모델 식물의 대사경로지도 정보를 종합하여 데이터베이스화하고, 배추 유전체 및 유전자 정보를 이용하여 유전자 네트워크 분석과 대사경로 예측 시스템을 구축하고자 하였다. 이 시스템을 기반으로 배추과(Brassica)의 지질합성과 비타민 합성 등에

○ 농생물 유전자 네트워크 분석 시스템 구축
주요 농생물의 유전체 해석 및 유전자 발현 정보를 이용하여 유전자 발현 네트워크 분석 기술을 개발하고 고유 유전자를 발굴하고자 한다. 이를 위하여 다양한 마이크로 칩 실험에 의한 유전자 발현정보와 텍스트 마이닝 기법에 의해 수집된 애기장대 등 모델 식물의 대사경로지도 정보를 종합하여 데이터베이스화하고, 배추 유전체 및 유전자 정보를 이용하여 유전자 네트워크 분석과 대사경로 예측 시스템을 구축하고자 하였다. 이 시스템을 기반으로 배추과(Brassica)의 지질합성과 비타민 합성 등에 관여하는 대사경로를 모델로 분석하여 유전자의 유용 유전자를 발굴하고자 하였다.
○ 배추 생육시기 특이 발현 프로모터 개발
배추 생장발달 단계별로 발현하는 유전자를 DNA 칩을 이용하여 분석한 데이터베이스 정보를 바탕으로 특정 생육단계에서 특이적으로 발현하는 유전자를 선발하였다. 선발된 유전자를 RT-PCR로 생장발달 단계에 따른 발현을 재확인하여 특이적으로 발현하는 유전자만을 선발하였다. 선발된 유전자의 배추 BAC 클론 정보를 이용하여 프로모터 특이 프라이머를 제작하여 프로모터 영역을 분리하였다. 분리된 프로모터에 리포터 유전자 GUS를 융합하여 형질전환벡터를 제작하여 애기장대에 형질전환하였다. 형질전환된 애기장대에서 종자를 수확 후 종자 발아기부터 시작해서 생장발달 단계별로 GUS 활성을 분석하여 프로모터 활성을 검정하였다. 특이적으로 활성을 보이는 프로모터를 특허출원을 하여 지직재산권을 확보하였으며 작물에서의 활성 검정을 위해서 작물에 형질전환 하였다.
○ 배추과 (Brassica) 유전자 기반의 범용 COS 분자표지 개발
배추 유전체 정보를 기반으로 우리나라의 중요 종자수출 작목인 양배추와 무에 공통적으로 적용할 수 있는 유전자 기반 범용 분자표지를 개발하고 배추-양배추-무의 비교유전체 연구 기반을 구축함으로써 분자육종에 직접 활용 할 수 있는 분자표지를 개발하고자 하였다. 유전자 기반 범용 분자표지로서 conserved orthologous set (COS) 마커 시스템을 개발하기 위하여 양배추와 무의 EST를 차세대염기서열기기인 GS-FLX를 이용하여 개발하였다. 무의 유전매핑을 위한 매핑 집단 제작용 모/부본 선발을 위해 고정 품종 23 품종을 선발하여 재배하고, 이들의 genomic DNA를 추출하였다.

Abstract ▼

The analysis system of database network of Brassica rapa fatty acid and vitamin E, C biosynthesis related genes were established by using the bio-information from NCBI, PathwayStudio, PubMed, MedScan, TransFac.
W e have focused on the development of a comparative genomics infrastructure for molec

The analysis system of database network of Brassica rapa fatty acid and vitamin E, C biosynthesis related genes were established by using the bio-information from NCBI, PathwayStudio, PubMed, MedScan, TransFac.
W e have focused on the development of a comparative genomics infrastructure for molecular breeding of crop species in Brassicaceae including chinese cabbage, cabbage, and radish. Using the genome sequence information of chinese cabbage, a conserved orthologous set marker system among the species can be designed based on EST sequencing. W e generated more than 380,000 ESTs using GS-FLX system from cabbage and radish. In addition, we selected 23 inbred lines of raddish and isolated genomic DNA of the lines to screening genetic diversity between them. The data generated through this analysis will be used as a valuable resource for the genome sequencing of raddish.
B. rapa genes that were specifically expressed at each developmental stage were selected from Brassica rapa EST data to isolate developmental specific promoters. Total 270 unknown and 161 known genes were screened. In order to reconfirm the specific expression of these genes, RT-PCR was carried out using gene specific primers. Finally 14 unknown genes and 11 known genes that were specifically expressed at seedling stage were selected. The promoter regions of these genes were isolated based on Brassica BAC clone and genomic DNA using promoter specific primers. The isolated promoters were fused to GUS reporter gene to construct plant expression vectors and introduced into Arabidopsis. The activity of promoters was histochemically analyzed in Arabidopsis and Brassica transgenic plants according to the developmental stages. Some promoters showed GUS activity in all organs in transgenic Arabidopsis. Several promoters specifically induced GUS expression at germination stage and roots. The specific expression of GUS was shown in only apical meristem region of transgenic plants. In particular, the promoter region of REF gene showed to drive specific expression of GUS from germination to 7-day seedlings including cotyledon, hypocotyl and roots, and there was no GUS activity in leaf and other tissues. These promoters will be used to induce gene expression in specific organs and developmental age.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 7
• 제 1 장 서 론 ... 8
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 8
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 8
• 제 3 절 연구개발의 범위 ... 9
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 제 1 절 국외동향 ... 10
• 제 2 절 국내동향 ... 11
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 12
• 제 1절 농생물 유전자 네트워크분석을 통한 유용 유전자발굴 시스템 구축 ... 12
• 제 2절 배추과(Brassica) 생육시기별 특이발현 고유 프로모터 개발 ... 23
• 제 3절 범용 COS 마커개발을 통한 배추과 채소작물의 비교 유전체 연구 ... 29
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 대외기여도 ... 32
• 제 1 절 목표대비 대외달성도 ... 32
• 제 2 절 정량적 성과(논문게재, 특허출원, 기타)를 기술 ... 33
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 34
• ○ 농생물 유전자 네트워크의 분석시스템을 이용한 물질대사 조절 기능 규명 ... 34
• ○ 배추과 고유 프로모터 개발 및 지식재산권 확보 ... 34
• ○ 배추과 주요 작물의 적용 가능한 범용 분자표지 개발 및 육종연구 활용 ... 34
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 34
• 제 7 장 기타 중요 변동사항 ... 35
• 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구장비 현황 ... 35
• 제 9 장 참고문헌 ... 36
• 주요 연구성과 ... 38
• 주요 결과 요약서 ... 39