보고서 정보
주관연구기관 |
포항공과대학교 Pohang University of Science and Technology |
보고서유형 | 2단계보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2015-10 |
과제시작연도 |
2014 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201600000079 |
과제고유번호 |
1711015388 |
사업명 |
글로벌프론티어사업 |
DB 구축일자 |
2016-04-02
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키워드 |
미세조류.환경 스트레스.바이오매스.목적물질.식물호르몬.microalgae.environmental stress.biomass.target materials.plant hormone.
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초록
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식물의 바이오매스 증대를 위한 에너지 재분배관련 연구를 통해, ICA2는 야생형보다 최대 1.4배 줄기의 직경이 증대됨. 또한 ICA2는 주변의 식물체의 발달을 촉진하는 물질을 발산하여, ICA2 돌연변이체와 가까운 식물일수록 발달증대가 뚜렷함(작물에 도입시 유용). PHD는 RNA processing에 관여하는 단백질들과 상호작용하는 것으로 확인됨. 체관의 발달은 sink 조직으로의 양분 저장을 증대시킬 것으로 예상되며, 실제로 애기장대에서 곁뿌리의 발달과 식물의 생장이 증대되었음. APP1이 salt stress, drought
식물의 바이오매스 증대를 위한 에너지 재분배관련 연구를 통해, ICA2는 야생형보다 최대 1.4배 줄기의 직경이 증대됨. 또한 ICA2는 주변의 식물체의 발달을 촉진하는 물질을 발산하여, ICA2 돌연변이체와 가까운 식물일수록 발달증대가 뚜렷함(작물에 도입시 유용). PHD는 RNA processing에 관여하는 단백질들과 상호작용하는 것으로 확인됨. 체관의 발달은 sink 조직으로의 양분 저장을 증대시킬 것으로 예상되며, 실제로 애기장대에서 곁뿌리의 발달과 식물의 생장이 증대되었음. APP1이 salt stress, drought stress 등에 저항성을 보이는 것을 확인함. 옥신과 브라시노스테로이드의 중간 매개자로써 BIN2에 의한 곁뿌리발달에 기작 규명. 브라시노스테로이드가 ABI3를 통해서 ABA 신호를 조절함하여 발아를 촉진하는 기작 규명. 물의 수송 경로 및 조절 기작을 X-ray 이미징 기법과 gold nanoparticle을 활용하여 물관 네트워크를 재구성하고, 그 안에서 일어나는 물의 이동을 분석함으로써 규명.
iNID를 이용하여 각종 환경스트레스에 대한 유전자의 발현 변화 패턴을 분석하고, 대부분의 스트레스에 대한 핵심 유전자군을 선별하여, 상호작용 네트워크를 구축하고, Chlamydomonas의 orthologue를 찾아 그 특성을 비교함. 한편, nitrogen starvation 조건에서 배양한 Nannochloropsis의 발달단계별 유전자 발현 패턴을 분석하여, 초기에 발현이 증가 또는 감소되거나, 후기에 발현이 감소되는 유전자군의 gene ontology를 분석한 결과, 생장과 스트레스 반응성에 관련된 유전자가 발달 단계별로 조절되고 있음을 확인.
Abstract
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Currently, human beings are confronted with the climate and environmental crisis caused by the depletion of fossil fuels and global warming. Recently, instead of starch-based platform, lignocellulose-based biofuel production have brought attention. Variety of pilot-scaled production of lignocellulos
Currently, human beings are confronted with the climate and environmental crisis caused by the depletion of fossil fuels and global warming. Recently, instead of starch-based platform, lignocellulose-based biofuel production have brought attention. Variety of pilot-scaled production of lignocellulose-based fuel are being proceeded and now actual commercilization is waiting in around of corner. By the way, if the technologies in biorefinery are continously improved and makes the things cost-effective, then the key for profits would be determined by the productivity of primary resources, biomass. In second stages of research (2012~2014), we studied functions of useful genes regulating plant biomass production. ICA2 enhanced procambium activity, thereby stem diameter was thicker than wild type plants. Also, ICA2 mutants make volatile compound promoting growth of near plants, so ICA2 could be used very useful trait for crop plant. On the other hand, research for phloem development regulation by PHD showed potential to reveal phloem develeopmental mechnism which is not reported at all, so we will present the results in CNS journal. And also, trait of PHD mutant is very useful for root crop plant, so we will try to make transgenic crop plant with PHD. Additionally, we reported several papers for plant hormones regulation in plant growth and development in the aspects of biomass production, and we revealed water trasnporing regulation in plant using X-ray imaging combined gold nanoparticles as a flow tracers.
In the bioinformatics study in microalgae, we found key regulators functioning under environmental stress conditions. And we analysed gene expression patterns with transcriptome data of Nannochloropsis cultured in nitrogen starvation condition. From these works, we could established strategies for biomass improvement and increase lipid synthesis in microalgae.
In academic aspects, our research will provide the advanced insights into how plant manage their growth and detailed molecular mechanistic informations on the various regulatory genes and developmental pathways. We will publish the relevant results in the very noble academic journals. In the industrial point of view, we will obtain the various intelligence right like patents and will provide our technologies to the prospective biomass companies. Further more, we will share our knowledges on biomass production with the governmental agencies for them to reflect the current research trends into technical road maps and will advertize our accomplishments in mass-media.
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제 출 문 ... 2
- 보고서 요약서 ... 3
- 요 약 문 ... 4
- S U M M A R Y ... 6
- C O N T E N T S ... 7
- 목차 ... 8
- 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 9
- 제 1 절 연구개발대상 기술의 경제적·산업적 중요성 ... 9
- 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 13
- (1) 세계적 수준 ... 13
- (2) 국내수준 ... 14
- 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 15
- 제 1 절 미세조류의 환경 스트레스 조절 핵심 유전자 발굴 ... 15
- 제 2 절 식물 바이오매스 증대 기술 개발 ... 19
- 제 3 절 PHD 유전자 기능 분석 및 체관 발달 조절 기작 규명 ... 40
- 제 4 절 식물 호르몬에 의한 식물 생장 및 발달 조절 ... 46
- 제 5 절 X-ray tomography를 이용한 물관의 물 수송 기작 규명 ... 56
- 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 59
- 제 1절 1차년도 (2012~2013) ... 59
- 제 2절 2차년도 (2013~2014) ... 61
- 제 3절 3차년도 (2014~2015) ... 63
- 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 65
- 제 1절 연구 개발 결과의 활용방안 ... 65
- 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 67
- 제 1절 국내외 관련분야의 환경변화 ... 67
- 제 7 장 참고문헌 ... 68
- 끝페이지 ... 69
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