초록 ▼

O 토마토의 발현 유전체 정보 분석을 통한 조직특이 유전자 선발하고 형질전환 식물체를 활용하여 프로모터의 활성 분석하였음 (20종). 또한 가지과 작물 (고추 및 토마토) 및 애기장대의 발현유전체 정보분석을 통해 조직특이적 발현 유전자 (13종)을 선발하고, 형질전환 식물체를 활용하여 프로모터의 활성을 분석하였음 (9종). 이를 통해 조직 특이적 활성을 나타내는 5종의 토마토 유래 프로모터에 관한 특허를 출원하였음.

O 선발한 유전자의 기능을 분석하기 위하여 토마토의 VIGS 방법을 확립하고 이를 통해 2종의 유전자 기

O 토마토의 발현 유전체 정보 분석을 통한 조직특이 유전자 선발하고 형질전환 식물체를 활용하여 프로모터의 활성 분석하였음 (20종). 또한 가지과 작물 (고추 및 토마토) 및 애기장대의 발현유전체 정보분석을 통해 조직특이적 발현 유전자 (13종)을 선발하고, 형질전환 식물체를 활용하여 프로모터의 활성을 분석하였음 (9종). 이를 통해 조직 특이적 활성을 나타내는 5종의 토마토 유래 프로모터에 관한 특허를 출원하였음.

O 선발한 유전자의 기능을 분석하기 위하여 토마토의 VIGS 방법을 확립하고 이를 통해 2종의 유전자 기능을 분석하였음. 또한 고추의 병저항성 관련 유전자 (8개)의 기능을 VIGS를 통해 분석하였음.

O 기능성 가지과 작물을 개발하기 위해 crtW 유전자를 도입한 형질전환 토마토를 제작 (15개체)하고 특성을 분석하여 (4개체) 형질전환체에서 도입 유전자의 발현으로 인한 carotenoid 함량변화를 분석하였음.

(출처 : 보고서 요약서 4p)

Abstract ▼

Tomato (Solanum lycopersicum) is an important fruit crop in the world. As a popular vegetable, its fruit does not contain toxic substances and is palatable. To develop transgenic Solanaceae (including tomato) plants with special purposes, tissue specific promoters are required because its specificit

Tomato (Solanum lycopersicum) is an important fruit crop in the world. As a popular vegetable, its fruit does not contain toxic substances and is palatable. To develop transgenic Solanaceae (including tomato) plants with special purposes, tissue specific promoters are required because its specificity limiting several negative effects on growth and developments, or unknown potential risks. Therefore, we were trying to develop tissue specific promoters in tomato. Through statistical method by comparing ESTs from 21 libraries (contain 26,181 ESTs) of tomato, 2410 (9.2%) ESTs were screened as putative tissue specific one. To determine their specificities in each tissue, primarily, quantitative RT-RCR analysis were performed. Among them, we found several root, flower, fruit, and seed specific genes, respectively. In order to define the detail expression profiles, about 2 kb promoter regions of these genes were fused to β-glucuronidase (GUS) reporter gene and transformed to Arabidopsis thaliana. Histochemical GUS assays were allowed us to define specificities of the genes in each tissue and organ. Since one of the major challenges in plant genetic engineering is to design a transformation-cassette that would enable the precise control of transgene activity by choosing adequate promoters, these our new characterized tissue specific promoters may be available to use in plant biotechnology applications.

To develop the high contents ketocarotene (astaxanthin), we obtained LA2374, LA3897, LA3898, LA3899, and LA3381 lines from tomato genetics resource center (TGRC), and propagated. crtW, which is isolated from Flavobactgerium sp. and translationally fused to tomato rbcS gene, contained transgenic tomatoes in LA3381 background were generated, and we confirmed crtW over- expressions by RT- PCR analysis in transgenic tomatoes.

Also, we performed screening of the agriculturally important genes by a tobacco rattle virus (TRV)- based VIGS (Virus Induced Gene Silencing) system in tomato. Among them we found pathogen resistance related genes RING-H2 Zinc-finger protein (CaRingZF), CaScarecrow, and ferredoxin:thioredoxin reductase catalytic subunit (FTR- C). Silenced tobacco plants of CaRingZF showed inhibition of cell death by HRT and TCV-CP.

Moreover, silenced tobacco plants of CaScarecrow displayed resistance to tobacco mosaic viruses (TMV). As a hetero dimer protein, SIFTR-c from tomato (Solanum lycopersicum L.) was detected all tested tissues such as root, leaf, flower, fruit, and seed. Interestingly,

VIGS of SlFTR-c produced necrotic lesions with typical cell death symptoms with releasing of ROS in tomato leaves. Moreover, these silenced plants of SIFTR-c resulted in the enhanced disease resistance against bacterial pathogens (Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000) by induction of defense- related genes (SlP R -1, SlP R -2, SlP R-5, SlGlucA, SlChi3, and SlChi9). Taken together, we deduced that CaRingZF, CaScarecrow, and SIFTR-c is a regulator of PCD, and pathogen resistance in plants.

(출처 : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 11
• 제 1장 연구개발과제의 개요 ... 12
• 제 1 절 연구의 필요성 ... 12
• 제 2장 국내외 기술개발 현황 ... 14
• 제 2절 외국의 경우 ... 14
• 제 3절 국내의 경우 ... 14
• 제4절 조사연구개발사례에 대한 평가 ... 15
• 제 3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 16
• 제 1 절 프로모터 활성 분석 및 신규 조직 특이 유전자 확보 ... 16
• 제 2 절 토마토에서 VIGS를 이용한 유전자 기능 분석 ... 28
• 제 3 절 Ketocartenoid 생합성 유전자 도입 식물형질전환 식물체 제작 ... 30
• 제 5 절 고추 및 Nicotiana benthamiana에서 VIGS 를 이용한 유전자기능 연구 ... 31
• 제 4 절 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 40
• 제 4장 연구개발결과의 활용계획 ... 42
• 제 1 절 상세계획 ... 42
• 제 5장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 43
• 제 6장 연구시설 · 장비 현황 ... 43
• 제 7장 참고문헌 ... 44
• 끝페이지 ... 49