보고서 정보
주관연구기관 |
충북대학교 산학협력단 Chungbuk National University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2015-02 |
과제시작연도 |
2014 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 |
TRKO201500010582 |
과제고유번호 |
1395035740 |
사업명 |
차세대바이오그린21 |
DB 구축일자 |
2015-07-11
|
DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500010582 |
초록
▼
Ⅳ. 연구개발결과
1세부 : 수수 돌연변이체의 단백질 분석 조건 확립을 실험한 결과, 샘플추출과 단백질 농도가 가장 잘 나오는 조건은 수수 종자 0.3g에 Lysis buffer 1000~1500ul 넣은 후 sonication으로 여러번 점성성분을 완화시키고 water bath에서 2시간 이상 둔 다음 다시 sonication을 해주어야 추출할 수 있었고 전기영동 후 적정 농도의 단백질이 추출되었음을 알 수 있었다. 또한 2-D 사진을 비교한 결과 wild type (BTx623)과 돌연변이체의 스팟은 pH 4~7사이에 단백
Ⅳ. 연구개발결과
1세부 : 수수 돌연변이체의 단백질 분석 조건 확립을 실험한 결과, 샘플추출과 단백질 농도가 가장 잘 나오는 조건은 수수 종자 0.3g에 Lysis buffer 1000~1500ul 넣은 후 sonication으로 여러번 점성성분을 완화시키고 water bath에서 2시간 이상 둔 다음 다시 sonication을 해주어야 추출할 수 있었고 전기영동 후 적정 농도의 단백질이 추출되었음을 알 수 있었다. 또한 2-D 사진을 비교한 결과 wild type (BTx623)과 돌연변이체의 스팟은 pH 4~7사이에 단백질이 응집되어 있으며, 6개의 그룹으로 나누어 단백질의 변화가 크게 나타났다. 수수 돌연변이체의 종자프로테옴 2-D사진 분석결과 wild type (BTx623)과 돌연변이체의 스팟은 pH 4~7사이에 단백질이 응집되어 있으며, 6개의 그룹으로 나누어 단백질의 변화가 크게 나타났다. 인공교배하여 얻어진 F2 개체의 이차원 전기영동을 통한 프로테옴 분석결과 pI 4.0~7.0사이의 영역에 분포하였으며, 100 kDa이하에서 고루 단백질이 확인되었다. 각각의 단백질을 비교분석한 결과 총 1198개의 단백질들이 확인되었다. 단백질 spot중 다르게 표현되는 단백질 395개를 찾아내었다. 카드뮴 스트레스 처리시 잎과 뿌리의 프로테옴 분석결과 카드뮴 처리된 수수 유식물체의 root와 shoot의 신장은 무처리구 식물체보다 억제되었다. 따라서 카드뮴은 수수의 초기생육단계에서 root에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.
1협동 :
○ 내재해성(내습성) 우량 수수 유전자원의 신속한 선발을 위한 정밀한 생리적 광이용효율 지표 확립하였다.
○ Chlorophyll a fluorescence O-J-I-P analysis 및 agronomic 형질을 고려, 수수 mapping population을 위한 교배친으로 선정하였다.
○ USDA F7 RILs mapping population을 이용 내습성관련 마커 탐색을 위한 SSR 분석용 DNA를 다량 확보하였다. (121 polymorphic primer sets)
○ 총 17 lingkage 그룹중 6개의 lingkage그룹에 내습성 관련 (광생리 지표) 형질 연관된 5개의 putative QTL 마커 확보하였다.
○ 현재 국내 및 다국적 수수 유전자원에 대한 내재해성 수수 선발을 위한 연구를 진행중에 있습니다.
2협동 :
○ 2013년 인공교배 및 방임수분 F3 40개체를 개체선발 하여 Wxa 분자마커 활용 찰/메배유특성을 구분한 결과, 미검출된 1계통, 찰계통 11개, 찰메 hetero계통 38개를 확인하였다.
○ 교배된 계통의 중륵을 확인 한 결과 BMR 특성이 도입된 14계통을 확인하였으나 이들은 폴리페놀 등 항산화활성 물질과 활성이 낮은 편이다.
○ BMR 특성이 보이지 않는 나머지 계통들에서는 기존 항산화 활성이 가장 높은 동안메 등과 비교해 볼 때 낮은 수준이었으나, 계통고정 뒤 중간모본 등으로 육성하고, 이후 항산화 활성이 높은 품종들과 다시 교배시켜 나갈 필요가 있다.
○ 이들 분리세대는 head to row 방식으로 차년도에 분리세대를 전개하여 계속적으로 순도높은 계통을 육성해 나갈 예정이다.
Abstract
▼
Sorghum (Sorghum bicolor), a naturally drought-tolerant cereal crop is an important food source for the inhabitants of drought-susceptible regions and it is the fifth most important cereal crop after wheat, rice, corn and barley. However, the availability of genetic resources, specifically mutant li
Sorghum (Sorghum bicolor), a naturally drought-tolerant cereal crop is an important food source for the inhabitants of drought-susceptible regions and it is the fifth most important cereal crop after wheat, rice, corn and barley. However, the availability of genetic resources, specifically mutant lines, is limited. Ethyl methanesulfonate (EMS) of sorghum germplasm, followed by screening for mutants altered in important agronomic traits, represents a rapid and effective means of addressing this limitation. Many lines displayed traits such as brown midrib (bmr), erect leaves (erl), multiple tillers (mtl) and late flowering (lfl) characteristics which are useful for both food and bioenergy research. However, to understand the seed storage proteins in the sorghum wild and mutant genotypes, a systematical and targeting analysis were carried out on the seed proteome from sorghum seeds. Proteins were separated using IEF in the first- and SDS-PAGE in the second dimension along with LTQ-FTICR mass spectrometry. From the isolated water soluble seed proteins, a total of 51 proteins were detected from wild and mutant genotypes. Among the identified proteins, 38 proteins were confirmed as up-regulated protein and 13 proteins were regarded as down-regulated protein. Furthermore, to investigate the mechanism of seed storage proteins in the sorghum, the proteomic analysis was carried out between the wild (BTX623) and mutant (M271207) genotypes of sorghum. Proteins were separated from the mature seed using IEF in the first- dimension and SDS-PAGE in the second dimension along with hybrid LTQ-FTICR mass spectrometry. However, out of 35 protein spots, 20 protein spots were identified as up-regulated and 15 protein spots as down regulated, significantly. In our proteomic investigation, the candidate proteins may provide novel clues for better understanding the characteristics of seed proteins in Sorghum. Besides, proteome changes were carried out in Sorghum response to heavy metal stress. Observations from our phenotypic and proteomic studies indicate that this mutant population will be a valuable and useful genetic resource for sorghum functional proteomics and bioenergy research. In our second investigation, we emphasized to validate Water-logging Factor Index (WFI) with Chlorophyll a fluorescence OJIP transient for efficient selection and to identify quantitative trait loci (QTLs) under the water-logging stress conditions with sorghum mutant or recombinant inbred lines (RILs). Several muntant lines were efficiently selected based on their photosynthetic performance under water-logging conditions. Among them, two mutant lines that showed their superior agronomic performance were crosed with an elite Korean cultivar, Hwangkeumchal, to construct QTL map for water-logging tolerance. In addition, 93 F7 RILs and their parents, IS3620c and BTx623, were used as mapping population and analyzed for agronomic and phothsynthetic performance under water-logging conditions. Significant variation was observed for water-logging tolerance among the lines. The F7 RILs and parents were tested with 236 simple sequence repeat (SSR) markers to select candidate regions on the linkage map that were associated with water-logging tolerance. A genetic lingkage map comprising 62 loci on 17 linkage groups was constructed. Seventeen QTLs were detected for 13 water-logging responsive traits by single marker analyses. These QTLs should be useful for maker assisted selection to improve water-logging tolerance in Korea. Finally, we conducted to develop new cultivar having dual characteristics that the sorghum brown midrib (bmr) mutants with waxy grain. MUT525 was hybridized in the experimental field in order to open pollination ‘Nampungchal’ and ‘Hwanggeumchal’ in 4 rows were sown next to ‘MUT525’ in 8 rows, respectively. A new sorghum bicolor cultivar ‘Miryang 11ho’ was open pollinated MUT525 with cultivar ‘Nampungchal’ or ‘Hwanggeumchal’. It was selected through pedigree breeding method during 2012-2013. MUT525 is the BMR mutants isolated from an EMS-mutagenized popupation of sorghum BTx623. ‘Myrang 11ho’ productivity was assessed in Miryang in 2014. Its grain yield was 258kg per 10a which was better than traditional cultivar ‘Hwanggeumchal’ 227kg per 10a. It contains less amount of 0.9 mg tannic acid per g. Since waxy endosperm include less tannic acid. ‘Miryang 11ho’ is superior in morphological characters in plant height 98cm, grain length 28cm as compared ‘Hwanggeumchal’ 162cm and 24cm, respectively. Draft sorghum lower than 150cm can harvest machinery on combines. ‘Miryang 11ho’ is the first strain has dual characteristics waxy endosperm and BMR. Due to these superior features, it’s easy to harvest and improve income through the use of waxy grain and fodder utilities of sorghum body.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.