[보고서]극지생물 재현 및 활용기반 구축

[국가R&D연구보고서] 극지생물 재현 및 활용기반 구축
Research on culturable polar organisms and their application 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	극지연구소 Korea Polar Research Institute
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2011-02
과제시작연도	2010
주관부처	미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning
연구관리전문기관	극지연구소 Korea Polar Research Institute
등록번호	TRKO201300015661
과제고유번호	1345142055
사업명	극지연구소연구운영비지원
DB 구축일자	2013-10-05
DOI	https://doi.org/10.23000/TRKO201300015661

초록 ▼

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
- 확보한 배양 가능한 극지 생물(미세조류 220주, 해조류 10종, 육상식물 30종, 원생동물 8종 등)은 극지생물의 저온적응 기작 규명을 위한 기초 생물학 연구에 활용
- 미세조류 대량배양을 위해 개발한 광생물반응기를 활용하여 다양한 극지생물 연구를 위한 다량의 연구시료 공급
- 지질 고생산 미세조류 선별을 통한 바이오연료 산업 분야의 기술 개발 활성화 및 고부가가치 극지 생물의 산업화 추진
- 극지생물체험관의 개관에 맞춰 생물표본과 생물 생시료 그리고 정보 DB를 교육과 홍보

Abstract ▼

We have collected various psychrophilic polar organisms including micro-algae and macro-algae near King Sejong Station, Maxwell Bay, King George Island in the Antarctic, and more recently near Dasan Station, Ny-Alesund, Svalbard in the Arctic.
From these collections, we have cultivated over 220 strains in the 2℃ culture room of the Korea Polar Research Institute (KOPRI) Culture Collections for Polar Microorganisms (KCCPM). We have assessed the diversity of psychrophilic polar diatoms cultivated in the KCCPM and attempted to establish phylogenetic relationships among the diverse micro-algae based on light microscopic and electron microscopic observations as well as molecular investigations. An important consequence of our results is the establishment of a database for psychrophilic polar micro-algae based on morphological observations and molecular investigations in the KCCPM.
We have studied the mechanisms of cold adaptation in various psychrophilic polar micro-algae. Furthermore, we have screened physiological characteristics under various temperature gradients for them and analyzed molecular biological characteristics of these purified genes. We have tried to understand cold adaptation mechanisms through these studies.

목차 Contents

표지 ... 1
제 출 문 ... 2
요 약 문 ... 3
SUMMARY ... 5
목 차 ... 6
제 1 장 서 론 ... 7
가. 연구의 배경 ... 7
나. 경제, 산업적 측면 ... 8
다. 사회, 문화적 측면 ... 9
제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 10
제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 11
1. 남극 호냉성 미세조 Porosira pseudodenticulata의 형태와 분자적 자료 재료 및 방법 ... 11
극지 생물의 저온적응 기작과 저온 생물학적 응용 및 연구 전망 ... 58
제 4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 67
제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 68
제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 72
제 7 장 참고문헌 ... 73
위 탁 과 제 ... 83
부 록 본 과제의 연구개발 실적 ... 85

표/그림 (46)

표 Six primers for rbcL partial sequences used in this study
표 Optical microscopy of KOPRI AnM0008.
표 Scanning electron microscopy (SEM) of KOPRI AnM0008.
표 Sources of additional SSU, rbcL sequence data included in the multiple alignments
표 Comparison of SSU rDNA sequences between Porosira pseudodenticulata (X85398) and KOPRI AnM0008.
표 Phylogenetic trees constructed by maximum likelihood analyses for SSU rDNA (A; TIM + I + G model), rbcL (B; GTR + G model) and combined (C; GTR + I + G model) alignment.
표 A - E, Stellarimamicrotrias.
표 A, Chaetoceros neogracile and B, Chaetoceros sp. A and B, entire valve in LM. Scale bar: A and B = 10 µm.
표 A - C, PorosirapseudodenticulataandD - G, Fragilariastriatula.Entire valve in A, SEM and B, LM (B); C, internal view with a single labiate process (arrow). D, ribbon colonies in LM; E, SEM valvar view; F, valve apex in external view; G, single labiate process (arrow) in internal view.
표 A - C,Fragilariasp.1;D - G,F.sp.2.A, SEM valvar view; B, colonies in LM; C, single labiate process (arrow) in internal view. D, SEM valvar view; E, ribbon colonies in LM; F, G, internal view with double labiate processes (arrows).
표 A – E, Navicula gelida. A, General view in LM; B, lateral view in SEM; C, SEM detail of terminal raphe ending; D, central raphe endings. E, SEM cell in valve view.
표 Tree constructed with Bayesian inference for the SSU alignment (GTR+G+I model).
표 Tree constructed with Bayesian inference for the rbcLalignment (GTR+G+I model).
표 Tree constructed with bayesian inference for the SSU alignment (GTR+G+I model).
표 Putative scenario of procarp evolution for the five major lineages of the Ceramiaceae and the DDRS complex mapped on the backbone structure of Figure 1.
표 A part of nongeniculate corallene maximum likelihood tree for SSU rDNA sequence data.
표 Phylogram (UPGMA) displaying clustering of the included species for DNA barcoding by cox1 data from samples of Polar Desmarestiales.
표 Phylogram (UPGMA) displaying clustering of the included species for DNA barcoding by cox1 data in this study.
표 Phylogram (UPGMA) displaying clustering of the included species for DNA barcoding by cox1 data from samples of Antarctic Bangiales.the right
표 남극에서 채집한 샘플A~F들의 다양한 서식지별 정보
표 온도변화에 따른 ArF6의 성장율
표 염기서열 길이와 조합으로 얻어진 유전자들의 평균길이 분포도 A: Number distribution of lengths of the individual reads. B: Number distribution of the contigs. C:Contig sizes.
표 RT-PCR을 이용해 온도에 따라 다르게 발현하는 ArF6 유전자들의 발현 양상을 확인
표 454 pyrosequencing을 통해 얻은 전사체들의 염기서열 분석과 유전자 수
표 오메가 지방산 합성에 관여하는 효소를 암호화 하고 있는 유전자들
표 결빙방지단백질을 암호화하고 있는 유전자들
표 ArF6의 유전자들의 기능적 분류도
표 ArF6 결빙방지단백질 contig002402, contig 001508과 클로렐라 결빙방지 단백질의 아미노산 서열유사성 비교도
표 아북극 서식 가재의 13개의 단백질 암호화 유전자, 22개 tRNA, 2개의 rRNA, 한 개의 AT rich control region로 이루어진 전체 full MT genome 구성표
표 전체 미토콘드리아 모식도
표 22개 tRNA들의 이차 구조
표 Purification table of Bryohealin (hemagglutinating activity was defined using A-type human blood)
표 Purification of Bryohealin from B. plumosa. SDS-PAGE analysis.
표 Inhibition by mono- and disaccharides of the hemagglutinating activity of Bryohealin
표 Strains and species of microalgae used in this study with previous data
표 Multiple α-tubulin sequence of polar microalgae with other psychrophilic (blue box) and mesophillic organisms (red box).
표 RT-PCR analysis of α-tubulin gene from polar microalgae in response to temperature condition.
표 Selection of mutated strain of Chlamydomonas reinhardtii
표 Characteristrics of wild type cells(CC-125) and isolated mutants of Chlamydomonas reinhardtii grown in different temperatures.
표 Effect of temperature on the growth rate of AnF0048.
표 Differentially expressed gene from micro green algae AnF0048 grown under three different temperatures(4℃, 15℃, -2℃) were analyzed using GeneFishing DEG PCR technique.
표 AnF0048_RPL11 mRNA expression levels relative to SSU mRNA levels under different temperatures, light and salt analyzed by RT-PCR.
표 RPL11 mRNA and hsp70 mRNA expression levels relative to SSU mRNA level under different temperatures and different species analyzed by RT-PCR.
표 (A) The full-length cDNA sequence and deduced amino acid sequence of AnF0048_RPL11 cDNA. (B) Schematic representation of AnF0048_RP L11 genestructure.
표 Multiple alignments of amino acid sequences of AnF0048_RPL11 with different species of RPL11.
표 Characteristrics of wild type cells(CC-125) and isolated mutants of Chlamydomonas reinhardtii grown in different temperatures.

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