초록 ▼

예상치 못한 급격한 환경의 변화(예, 홍수나 가뭄 등)에 따른 주요 작물들의 피해를 줄이기 위해서는 작물들이 가지는 기본적인 특정 환경적응 작용기작에 대한 이해가 필요하고, 이를 바탕으로 우수 유용형질들을 발굴/응용함으로써 극한 환경에 강한 저항성을 가진 우량 작물의 개발이 필요한 실정이다. 본 연구를 통해 혐기성 대사과정이 이소프렌 대사체들의 합성과 관여한다는 사실을 밝히고자 한다.

○ 혐기성 대사 경로의 핵심 유전자인 ADH 유전자를 고추로부터 클로닝하여 전체 염기서열을 확보하였고, 여러 가지 스트레스에 따른 전사체

예상치 못한 급격한 환경의 변화(예, 홍수나 가뭄 등)에 따른 주요 작물들의 피해를 줄이기 위해서는 작물들이 가지는 기본적인 특정 환경적응 작용기작에 대한 이해가 필요하고, 이를 바탕으로 우수 유용형질들을 발굴/응용함으로써 극한 환경에 강한 저항성을 가진 우량 작물의 개발이 필요한 실정이다. 본 연구를 통해 혐기성 대사과정이 이소프렌 대사체들의 합성과 관여한다는 사실을 밝히고자 한다.

○ 혐기성 대사 경로의 핵심 유전자인 ADH 유전자를 고추로부터 클로닝하여 전체 염기서열을 확보하였고, 여러 가지 스트레스에 따른 전사체 발현양상을 규명하였고, 고추 천연항균물질인 capsidiol의 합성이 혐기성 대사 경로로부터 전구체를 제공받는다는 사실을 규명함.

○ 산소결핍 환경에서 지상부에서는 ACS, HMGR1, HMGR2 SQS, CAS, SMT2 등의 발현이 증가되고, 지하부에서는 CAS와 SMT2, HMGR2 등의 발현이 증가됨을 확인하여 PDH-bypass 경로 관련 유전자뿐만아니라, 식물 Sterol 경로 하부에 위치하는 유전자들도 산소결핍 조건에 반응하는 것을 검증함.

○ 산소결핍 조건에서 발현이 증가하는 PDH-bypass 경로 관련 유전자들의 발현 정도를 quantitative RT-PCR 기법을 이용하여 분석한 결과, 지상부에서는 PDC1, ADH1, ALDH2a의 발현이 최대 1,500배까지 증대됨을 확인하였고, 지하부에서는 PDC1(1,500배)을 제외하고는 최대 80배정도 증가함을 확인함.

○ 산소결핍 조건에서 식물 Sterol 생합성을 위한 탄소원으로 이용되는 ethanol은 정상조건에서는 검출이 안 되었으며, 산소결핍 조건으로 바뀌면 과다 축적되는 것으로 확인됨.

○ 기존에 알려져 있는 전구체인 citric acid 또한 벼의 잎과 뿌리 모두에서 식물 Sterol 생합성에 이용됨을 검증하였고, ¹³C- 와 ¹⁴C-ethanol을 이용하여 벼가 정상 생육조건에서 식물 Sterol의 생합성 시, alcohol fermentation 산물인 ethanol로부터 탄소 분자를 제공 받는다는 것을 최초로 규명함.

(출처: 서지정보양식 초록 p.97)

Abstract ▼

Major crop plants have been facing on environmental disasters such as flooding and drought caused by the unpredicted change of weather. In this study, we would like to demonstrate that the anaerobic metabolism is involved in biosynthesis of isoprenoids in response to biotic and abiotic stresses in p

Major crop plants have been facing on environmental disasters such as flooding and drought caused by the unpredicted change of weather. In this study, we would like to demonstrate that the anaerobic metabolism is involved in biosynthesis of isoprenoids in response to biotic and abiotic stresses in plants.

○ A key gene in an anaerobic metabolism, a pepper alcohol dehydrogenase, was cloned and sequenced. We examined the differential expression of the gene under various stresses. We confirmed that capsidiol is biosynthesized in response to fungal infection through the anaerobic metabolism, conferring carbon source to the isoprenoid pathway.

○ We examined the overexpression of ACS, HMGR1, HMGR2, SQS, CAS, and SMT2 in aerial tissues under oxygen-deficient condition, and CAS, SMT2 and HMGR2 in root tissues, meaning that low oxygen is correlated with a downstream pathway of phytosterol biosynthetic pathway as well as with PDH-bypass pathway.

○ We quantified the level of expression of the genes in PDH-bypass pathway using qRT-PCR assay. PDC1, ADH1, and ALDH2a are inducibly expressed up to 1,500-fold in shoot and to 80-fold (except PDC1 of 1,500-fold) in root.

○ Under normoxic condition, ethanol was accumulated in a basal level, but transition to the oxygen-deficient condition elicits ethanol accumulation in significantly high level

○ We confirmed that citric acid also contributed to the production of phytosterols in shoot and root tissues.

(출처:BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET Abstract p.98)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 14
• 목차 ... 15
• 표목차 ... 16
• 그림목차 ... 17
• 제1장 서론 ... 20
• 제1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 22
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 25
• 제1절 선진국 동향 ... 27
• 제2절 국내 동향 ... 28
• 1. 산업계 동향 ... 28
• 2. 학계 동향 ... 28
• 3. 연구계 동향 ... 28
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 30
• 제1절 실험 재료 및 방법 ... 32
• 제2절 연구 결과 및 고찰 ... 37
• 제4장 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도 ... 86
• 제1절 목표 달성도 ... 88
• 제2절 대외 기여도 ... 91
• 제5장 참고문헌 ... 93
• 서지정보양식 ... 97
• 끝페이지 ... 99