초록 ▼

본 과제는 육상 바이오매스 증산에 관한 원천 기술 확보를 주 연구 목표로 함.
식물의 부피 생장 및 이차 생장 물질 합성에 관여하는 조절 인자를 발굴하고, 이들의 역할을 규명함과 동시에 유전자 활성 조절을 통한 바이오매스 증산 목적에 부합함을 시험하고 차후 바이오매스 작물의 형질전환 유전자로 응용함.
나아가서, 주요 조절 유전자들이 관여하는 생장 에너지 분배 분자 네트워크를 규명, 구축한 후, 바이오매스 증산을 관장하는 인자들을 이용하여 식물의 생장을 재설계할 계획임.
이외에도, 포괄적 환경 내성 및 갈대 등의 신규

본 과제는 육상 바이오매스 증산에 관한 원천 기술 확보를 주 연구 목표로 함.
식물의 부피 생장 및 이차 생장 물질 합성에 관여하는 조절 인자를 발굴하고, 이들의 역할을 규명함과 동시에 유전자 활성 조절을 통한 바이오매스 증산 목적에 부합함을 시험하고 차후 바이오매스 작물의 형질전환 유전자로 응용함.
나아가서, 주요 조절 유전자들이 관여하는 생장 에너지 분배 분자 네트워크를 규명, 구축한 후, 바이오매스 증산을 관장하는 인자들을 이용하여 식물의 생장을 재설계할 계획임.
이외에도, 포괄적 환경 내성 및 갈대 등의 신규 에너지작물의 확보에 관한 연구 실시 (1차년도에 국한, 포괄적 환경내성 부분은 2차년도부터는 독립된 세부과제로 편성).
대표적 성과로는, 모델식물을 이용한 유전자 탐색 결과, 23종 이상의 식물의 부피생장, 물질 합성, 및 측생 분열 조직의 분화에 관여하는 인자들을 분리하였음.
이중 부피생장 조절 유전자 (ICA2, SAG12, TF2), 관다발 분화 조절 유전자 (PHD1), 이차생장 물질 합성 조절 유전자 (DOF5.1)등을 선별하여 유전학적, 세포 생물학적, 생리적 표현형 분석을 실시하였음.
또한, 기존 확보 유전자 (CKI1)을 이용한 실제 에너지 작물 (포플러)의 형질전환 실시, 다분지성 표현형 확인.
2단계에서는 현재까지 확보한 유전자들의 기능적 역할 규명 및 이들의 총 전사체 분석 및 시스템 생물학적 접근 방법을 이용하여, 식물의 생장 에너지를 관장하는 분자 네트워크를 구축할 예정임. 또한 이러한 플랫포옴을 대상으로 다양한 바이오매스 형질을 보다 효율적으로 조절할 수 있는 허브 유전자를 발굴하고, 이의 활성을 조절하여 궁극적으로 식물의 부피 생장 및 이차 생장을 재설계하고자 함.

(출처 : 보고서 요약서 2p)

Abstract ▼

Currently, human beings are confronted with the climate and environmental crisis caused by the depletion of fossil fuels and global warming. As solutions, the technologies to produce the alternative fuels using plant-derived starch have been thrusting. However, this approach also resulted in agflati

Currently, human beings are confronted with the climate and environmental crisis caused by the depletion of fossil fuels and global warming. As solutions, the technologies to produce the alternative fuels using plant-derived starch have been thrusting. However, this approach also resulted in agflation and insufficient food supply in world wide. 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 comer. 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. Therefore, to maximize the industrial profits, it would be essential to perform the fundamental studies on regulatory factors governing plant radial growth and develop efficient technologies applied to industrial use. Moreover, this must be extended to the improvement of the biomass-related traits of current energy plant species.
To achieve such goal, we screened over 10,000 Arabidopsis mutants and 50 different gene-specific knock-down approaches (VIGS) and isolated 20 different regulatory factors involved in plant radial growth and secondary development in stem tissues. Among them, we further selected 5 different genes which are predicted to have significant roles and are performing the various physiological, molecular genetical, cell biological, and biochemical researches. In addition, we are also obtaining the functional genomic and systems biological datasets to elucidate the global molecular networks involved in plant volumetric growth. In second stages of research (2012~2014), we will construct the hub molecular frame orchestrating the growth and will reprogram the energy balance for biomass production. In the mean time, we are also pursuing the transformation of poplar with the genes identified as being useful in the first stage of research (2010~2011).
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 govermental agencies for them to reflect the current research trends into technical road maps and will advertize our accomplishments in mass-media.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 2
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제1장 연구 개발 과제의 개요 ... 8
• 제1절 연구 개발 대상 기술의 경제적·산업적 중요성 ... 8
• 제2절 신규 바이오매스 작물 개발의 필요성 ... 8
• 제3절 작물 형질 변화의 필요성 ... 9
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 제1절 연구개발대상 기술의 국내·외 현황 ... 10
• 제3장 연구 개발 수행 내용 및 결과 ... 14
• 제1절 1차년도 (2010~2011) 연구 내용 및 결과 ... 14
• 제2절 2차년도 (2011~2012) 연구 내용 및 결과 ... 25
• 제3절 1단계 연구 성과물 ... 51
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 53
• 제1절 1차년도 (2010~2011) ... 53
• 제2절 2차년도 (2011~2012) ... 54
• 제5장 연구 개발 결과의 활용계획 ... 57
• 제1절 연구 개발 결과의 활용방안 ... 57
• 제2절 연구 개발 결과의 기대 효과 ... 57
• 제3절 연구 개발 결과의 장기적 기대 성과 ... 58
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 60
• 제1절 국내외 관련분야의 환경변화 ... 60
• 제7장 연구시설, 장비 현황 ... 61
• 제8장 참고문헌 ... 63
• 끝페이지 ... 64