초록 ▼

Ⅴ. 연구개발결과
1. DWF4 유전자의 발현 조절 기작 규명
2. DWF12 유전자의 발현 조절 기작 규명
3. 생장속도 고도화 및 리그닌 저감 포플러 형질전환체 우수 품종 개발
- BR 생합성 및 신호전달 음성조절 유전자를 포플러에 도입, 과발현체에서 내생 BR 함량 증가를 비롯, 리그닌 함량이 감소된 우수 포플러 형질전환체 개발함
4. 전사체학 분석에 의해 식물 생장발달과 리그닌 함량 조절 유전자 발견 및 이와 관련 형질전환체 개발
- 광수용체에 결함이 있는 돌연변이와 BR 수용체 결함 돌연변이

Ⅴ. 연구개발결과
1. DWF4 유전자의 발현 조절 기작 규명
2. DWF12 유전자의 발현 조절 기작 규명
3. 생장속도 고도화 및 리그닌 저감 포플러 형질전환체 우수 품종 개발
- BR 생합성 및 신호전달 음성조절 유전자를 포플러에 도입, 과발현체에서 내생 BR 함량 증가를 비롯, 리그닌 함량이 감소된 우수 포플러 형질전환체 개발함
4. 전사체학 분석에 의해 식물 생장발달과 리그닌 함량 조절 유전자 발견 및 이와 관련 형질전환체 개발
- 광수용체에 결함이 있는 돌연변이와 BR 수용체 결함 돌연변이체와의 마이크로어레이 수행, 유전자 발현 비교 분석 결과 퍼옥시다제를 포함하는 다수의 유용 유전자 선별.
- 퍼옥시다제 간섭카세트를 포함하는 벡터를 도입한 형질전환체 개발 및 분석을 통해 이들 유전자가 식물생장발달과 리그닌 함량 조절 기능에 관여함 시사.

Abstract ▼

The sustainable production of quality biomass is essential in biofuel economy. However, the lignins consisting of approximately 30% of conventional biomass hinders availability of biomass for bioenergy production. Lignins are hard to degrade, so it takes complicated chemical processing including tox

The sustainable production of quality biomass is essential in biofuel economy. However, the lignins consisting of approximately 30% of conventional biomass hinders availability of biomass for bioenergy production. Lignins are hard to degrade, so it takes complicated chemical processing including toxic compounds. If not alleviated, biomass-derived bioenergy ironically cause environmental burden. Thus, reducing the overall contents and complexity of lignins has been the subjects of research world wide. It is noteworthy that lignins are important components for plants, so simple drastic reduction of their contents cause plants not growing adequately. A strategy to reduce non-degradable lignin contents without compromising plant fitness is required. To address this, we first aimed to understand how the lignin genes are regulated. We performed Affymetrix microarray analysis using the RNAs isolated from four different plant seedlings including Ws-2 wild type, bri1-5, phyB-77, and bri1-5 phyB-77 double mutants. Bioi formatics analysis of the gene expression revealed that the expression of peroxidase (PRX) genes, which might be involved in lignin contents, are inhibited by brassinosteroids but stimulated by the light. To genetically prove this idea that PRX regulate lignin contents, we introduced these genes using RNA interference constructs into both Arabidopsis and poplar. Successful transgenic lines of Arabidopsis displayed the phenotypes of weak stem, resulting in falling down on the grounds. This phenotype suggests that the robustness of plants normally attributable to proper contents of the cell wall was significantly altered. In addition, the transgenic RNAi lines flowered earlier than their parental wild type possibly due to faster-growing pattern. Taken together, the major cell wall modifying enzymes have been identified through our comprehensive analysis of the transcriptomes. Our molecular genetic analysis of these genes strongly suggest that plant cell wall contents especially the lignins can be engineered using these genes. Throughout the period of this project, we have identified the new genes possibly playing important roles in cell wall biology, and revealed that the known brassinosteroid genes including DWF4 and BIN2 successfully altered the contents of lignin in poplar plants.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• 영문 요약서(Summary) ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 및 성과목표 ... 8
• 제 1 절 : 연구개발의 목적 ... 8
• 제 2 절 : 연구개발의 필요성 및 범위 등을 기술 ... 8
• 제 3 절 : 연구개발 범위 ... 9
• 제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 9
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 11
• 제 1 절 DWF12 유전자의 기능: 논문 발표 ... 11
• 제 2 절 DWF4 유전자의 발현 조절: 논문 발표 ... 12
• 제 3 절 생장속도 고도화 형질전환 포플러 육성 ... 14
• 제 4 절 리그닌 생성을 조절하는 신규 BR 유전자 발굴 ... 22
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 31
• 제 1 절 연도별 연구개발 목표 및 달성도 ... 31
• 제 2절 연도별 연구개발 목표 및 달성도 ... 32
• 제 5 장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 33
• 제 1 절 연구개발 성과 ... 33
• 제 2 절 성과 활용 계획 ... 33
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 34
• 제 7 장 연구시설‧장비 현황 ... 35
• 제 8 장 연구실 안전관리 이행실적 ... 36
• 제 9 장 참고문헌 ... 37
• 끝페이지 ... 40