초록 ▼

이과제의 주요 목표는 고온 스트레스 신호전달에 관여하는 새로운 유전자의 기능을 분석하고 새로운 고온 저항성 작물을 개발하는 것이다. 첫째로 과다발현 애기장대 형질전환체를 이용하여 고온 스트레스 신호 전달경로의 콩 GmDjp1의 기능을 분석하고, 이와 상동성이 높은 애기장대 유전자의 기능을 과다발현 형질전환체, T-DNA tagging 돌연변이체를 이용하여 고온 스트레스 신호전달경로에서 기능을 분석하고 또한 발달단계 및 고온 스트레스에 의하여 atDjC32와 atDjC53의 프로모터 조절에 관하여 연구하는 것이다.
콩(Glyci

이과제의 주요 목표는 고온 스트레스 신호전달에 관여하는 새로운 유전자의 기능을 분석하고 새로운 고온 저항성 작물을 개발하는 것이다. 첫째로 과다발현 애기장대 형질전환체를 이용하여 고온 스트레스 신호 전달경로의 콩 GmDjp1의 기능을 분석하고, 이와 상동성이 높은 애기장대 유전자의 기능을 과다발현 형질전환체, T-DNA tagging 돌연변이체를 이용하여 고온 스트레스 신호전달경로에서 기능을 분석하고 또한 발달단계 및 고온 스트레스에 의하여 atDjC32와 atDjC53의 프로모터 조절에 관하여 연구하는 것이다.
콩(Glycine max L.)에서 상처 및 고온 스트레스에 의해 특이적으로 유도되는 76개 아미노산으로 구성된 매우 잘 보존된 DnaJ 도메인을 갖는 핵으로 타겟팅되는 새로운 유전자 GmDjp1의 기능을 밝히기 위하여 분자생물학적 특성을 분석하였다. GmDjp1은 163개의 아미노산으로 구성되어 있으며, pI 5.94를 갖는 18.5 kDa 단백질 분자량을 갖는 것으로 예측된다. PSORT 프로그램 예측에 의하면 C-터미널 부분에 핵타겟팅 시그널(NLS)이 존재하였으며, 실제로 GFP 융합단백질을 식물에 발현시켰을 때 핵으로 타겟팅되는 것을 확인할 수 있었다. GmDjp1을 과다발현하는 애기장대 형질전환식물체를 이용하여 고온 스트레스를 처리하였을 때 오히려 wild-type에 비하여 생존율이 감소하고, 이온누출도, 활성산소 발생이 증가하는 등 고온 스트레스 저항성이 감소하는 것을 알 수 있었다. 따라서 GmDjp1은 고온 스트레스 저항성에서 negative regulator 역할을 하는 것으로 추측되었다.
애기장대에는 약 120개의 DnaJ 도메인을 갖는 유전자(J-protein)가 존재한다. J-protein은 네 가지 타입으로 나눌 수 있으며, GmDjp1은 이 중 타입 IV에 속하며 92개로 존재하며, 이들 유전자 기능은 아직 밝혀지지 않았다. 고온 스트레스 저항성 기작에 관여하는 타입 IV J-protein의 기능을 분석하기 위하여 콩의 GmDjp1과 상동성이 가장 높은 애기장대 homolog인 atDjC53(77%)과 atDjC32(50%) 유전자 기능을 분자생물학적 분석을 수행하였다. atDjC53과 atDjC32는 GFP 융합 단백질을 식물에 발현시켰을 때 GmDjp1과 같이 핵으로 타겟팅되는 것을 알 수 있었다. atDjC53과 atDjC32 유전자는 고온 스트레스 처리에 의해 특이적으로 발현이 되었으며, 각각 프로모터(약 1 kb)를 분리하여 GUS 리포터에 벡터를 제조하여 애기장대에 형질전환하여 GUS 발현을 조사한 결과 고온 스트레스에 의해 발현이 유도되었고, 유묘와 화기 같은 조직 특이적 발달 과정에도 관여하는 것을 알 수 있었다. atDjC53과 atDjC32 과다발현 애기장대와 T-DNA tagging mutant를 이용하여 고온 및 여러 가지 스트레스에 의한 저항성 기작에 관련되어 있음을 조사할 예정이다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• I. 연구결과 요약문 ... 4
• II. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내·외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 15
• 5. 연구결과의 활용 계획 ... 15
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 15
• 7. 참고문헌 ... 15
• III. 연구성과 ... 17