초록 ▼

본 연구결과에서 획득될 메타게놈 자원은 비단 중금속 저항성 자원으로 연구될 뿐 아니라 새로운 미생물 자원으로서 새로운 유전자원 발굴에 향후에도 지속적으로 활용될 수 있을 것이다. 발굴되는 메타게놈 유전자가 기존에 알려진 미생물의 중금속 저항성 기작과는 다른 신규한 기능을 가진 경우에는 학술적으로 그 기작 및 유전자원에 대한 기초연구에 활용되며 궁극적으로 모델 미생물이나 식물에서 도입되어 산업적인 활용을 평가할 수 있을 것이다. 또한 우수한 유전자원은 지적재산권을 취득에 활용할 수 있게 된다. 메타게놈 및 염생식물 유전자를 식물에 도

본 연구결과에서 획득될 메타게놈 자원은 비단 중금속 저항성 자원으로 연구될 뿐 아니라 새로운 미생물 자원으로서 새로운 유전자원 발굴에 향후에도 지속적으로 활용될 수 있을 것이다. 발굴되는 메타게놈 유전자가 기존에 알려진 미생물의 중금속 저항성 기작과는 다른 신규한 기능을 가진 경우에는 학술적으로 그 기작 및 유전자원에 대한 기초연구에 활용되며 궁극적으로 모델 미생물이나 식물에서 도입되어 산업적인 활용을 평가할 수 있을 것이다. 또한 우수한 유전자원은 지적재산권을 취득에 활용할 수 있게 된다. 메타게놈 및 염생식물 유전자를 식물에 도입하여 형질전환체가 획득되면 이는 산업적으로 또는 공익의 목적으로 환경정화 및 재배환경 극복에 활용될 수 있게 된다. 식물의 삼투 스트레스 저항성 기작을 분자생물학적으로 이해하며, 삼투 스트레스 저항성이 뛰어난 형질전환 식물이 획득되면 지식재산권 및 논문 등의 학술적 가치를 고양시킬 수 있으며 또한 산업적으로도 환경정화 및 재배환경 극복에 활용될 수 있게 된다.

Abstract ▼

Out of meta-genomic libraries of heavy metal contamination of soil, cadmium resistance genes such as Cad9 and Cad45 were isolated. Cad9 and Cad45 overexpression transgenic Arabidopsis plants were generated to investigate their function. Several lines were shown to grow better in the presence of heav

Out of meta-genomic libraries of heavy metal contamination of soil, cadmium resistance genes such as Cad9 and Cad45 were isolated. Cad9 and Cad45 overexpression transgenic Arabidopsis plants were generated to investigate their function. Several lines were shown to grow better in the presence of heavy metals. Novel genes such as SaDhn encoding dehydrin and SaRBP1 encoding RNA-binding protein genes were isolated from Suaeda asparagoides.
Overexpression of SaDhn and SaRBP1 in yeast resulted in significant increased resistance to osmotic stress. In addition, overexpression of these genes conferred enhanced tolerance to freezing and heat stress in yeast.
Subcellular localization using GFP fusion proteins, SaRBP1 and SaDhn were shown to be localized in the cytoplasm. Recombinant SaRBP1 protein showed RNA-binding activity in vitro. Molecular biological analysis was carried out to analyze the function of the genes such as R71, R102, R113 and R238 induced by salinity stress in wild radish(Raphanus sativus). R102 and R113 overexpression in Arabidopsis significantly promotes resistance to stress and overexpression of R71 or R238 slightly enhances resistance to stress in Arabidopsis. Subcellular localization of GFP fusion proteins revealed that R71 and R102 are targeted to the nucleus and cytoplasm, R238 to the mitochondria, R113 to the nucleus in plant cell. R113 gene encodes DNA binding AP2-domain transcription factor. GST-R113 protein specifically binds to GCC or DRE / CRT cis-acting DNA element in vitro. Yeast one-hybrid analysis showed that R113 functions transcriptional activator.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요약문 ... 4
• Abstract ... 8
• 차례 ... 9
• 표차례 ... 10
• 그림차례 ... 11
• I. 서론 ... 14
• II. 연구내용 및 방법 ... 16
• 1. 연구사업의 범위 ... 16
• 2. 연구추진계획 ... 17
• 3. 재료 및 분석 방법 ... 20
• 1) 미생물 메타게놈으로부터 환경저항성 유전자 발굴 ... 20
• 가. 메타게놈 유전자원 확보 ... 20
• 나. 토양 메타게놈 라이브러리 작성 및 탐색 ... 20
• 다. 토양 메타게놈 라이브러리로부터 중금속 저항 clone 탐색 및 카드뮴에 대한 Minimum Inhibitory Concentration(MIC) test ... 21
• 2) 나문재와 갯무 유전자원 분석 ... 22
• 가. 나문재와 갯무 EST cDNA library 제작, 염기서열 분석 및 full-length cDNA 클로닝 ... 22
• 나. RNA 분리, RT-PCR, Northern blot 분석 ... 23
• 다. Gateway 벡터 클로닝 및 애기장대 형질전환 ... 23
• 라. 과다발현 형질전환 Yeast 스트레스 저항성 분석 ... 24
• 마. 대장균에서 재조합 단백질 발현 ... 25
• 바. Northwestern blot 및 EMSA(electrophoretic mobility shift assay) ... 26
• 사. 식물 발현 벡터계를 이용하여 GFP 재조합 융합 단백질 발현 ... 27
• 아. Yeast transactivation 분석 ... 27
• 자. 형질전환체 선발 및 스트레스 저항성 분석 ... 28
• III. 연구결과 및 고찰 ... 29
• 1) 메타게놈 중금속(카드뮴)에 대한 저항성 유전자 기능 검정 ... 29
• 2) 나문재와 갯무 EST 염기서열 분석 ... 32
• IV. 결론 ... 51
• V. 기대성과 또는 향후계획 ... 52
• VI. 참고문헌 ... 54