초록 ▼

► 기후변화로 인한 농업환경의 다양한 변화는 작물 생육에 있어 환경스트레스를 야기할 수 있고 더 나아가 작물 생산량 감소로 이어질 수 있기 때문에 이에 대한 적절한 대처 방안 마련이 필요함
► 그 일환으로 유용유전자 개발을 시도, 고추 유전체 데이터 베이스를 이용한 RNA-seq 분석을 통해 지금까지 정보가 거의 없었던 고추 호메오도메인 유전자 95종을 분리하고 계통 분석을 통해 14종의 그룹으로 분류함
► 대표적인 20종의 유전자에 대한 비생물학적 스트레스 및 환경스트레스 호르몬 ABA 반응에 따른 유전자 발현을 조사하

► 기후변화로 인한 농업환경의 다양한 변화는 작물 생육에 있어 환경스트레스를 야기할 수 있고 더 나아가 작물 생산량 감소로 이어질 수 있기 때문에 이에 대한 적절한 대처 방안 마련이 필요함
► 그 일환으로 유용유전자 개발을 시도, 고추 유전체 데이터 베이스를 이용한 RNA-seq 분석을 통해 지금까지 정보가 거의 없었던 고추 호메오도메인 유전자 95종을 분리하고 계통 분석을 통해 14종의 그룹으로 분류함
► 대표적인 20종의 유전자에 대한 비생물학적 스트레스 및 환경스트레스 호르몬 ABA 반응에 따른 유전자 발현을 조사하고 이를 바탕으로 건조스트레스 내성관련 CaDRHB1 유전자를 선발함
► CaDRHB1 유전자는 전사인자의 특성을 지니며 유전자 침묵 고추 및 과발현 형질전환체 제작을 통해 유전자 발현 수준을 조절한 결과 ABA 유도 기공 폐쇄 및 잎 증산율 조절을 통한 건조스트레스 내성을 향상시키는 양성조절자의 역할을함
► CaDRHB1 단백질과 상호작용하는 후보 유전자를 분리한 결과 인산화, Ubiquitination, 그리고 Sumoylation 등과 같은 단백질 번역 후 변형과 관련이 있어 건조스트레스 내성 반응에서 CaDRHB1 단백질의 번역 후 변형과정을 통한 안정화 조절 가능성을 제시함

( 출처: 보고서 요약서 3p )

Abstract ▼

□ Purpose&Contents
Global warming has resulted in climate change and extreme temperatures, leading to environmental stresses, including dehydration and salinity, that interfere with normal plant growth and development. Understanding the plant signaling and response against those stresses helps to

□ Purpose&Contents
Global warming has resulted in climate change and extreme temperatures, leading to environmental stresses, including dehydration and salinity, that interfere with normal plant growth and development. Understanding the plant signaling and response against those stresses helps to enhance crop production. Previous studies have reported that several members of homeodomain transcription factor play a role in plant response to environmental stimuli. Base on this, we are planning to isolate stress-related homeodomain genes and analyze their functions in vivo and in vitro. Finally, we are trying to develop genetic materials for molecular breeding in the future.

□ Results
In this study, we identified 95 putative HB genes within the pepper genome that were classified into 14 classes using phylogenetic analysis. Gene expression patterns of 20 representative genes were analyzed in response to environmental stresses, including dehydration and salinity. Of the genes responsive to abiotic stresses and ABA treatment, we selected HD ZIP I gene CA08g08650 as a dehydration-responsive homeobox 1 (DRHB1) gene and demonstrated that CaDRB1 gene functions as a positive regulator in dehydration tolerance by using gene silencing pepper and overexpressing Arabidopsis plants. These results were applied for domestic patent.
In addition, we isolated 4 proteins interacting with CaDRHB1 through yeast two hybrid screening. These proteins are involved in phosphorylation, ubiquitination, and sumoylation, providing the possibility of CaDRHB1 protein regulation by post translational modification in dehydration stress response. Of the proteins, a functional study of CaREL1, a negative regulator in dehydration stress, was also completed and applied for the domestic patent. The interaction between CaDRHB1 and CaADIP1, a negative regulator in ABA signaling, and their functions in response to abiotic stress were presented in domestic conferences.

□ Expected Contribution
The functional studies of the HD transcription factors related to the environmental stress tolerance will provide basic data to clarify the molecular biochemical and cell biological mechanisms of plants that can cope with climate change due to global warming. The isolated genes will also be an important source for breeding, and the signaling pathway to environmental stress tolerance of pepper plants will be used by plant pathologists, botanists, molecular geneticists and breeders.

( 출처: SUMMARY 6p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국 문 요 약 문 ... 5
• Summary ... 6
• 목차 ... 7
• 제 1 장 연구 개발 과제의 개요 ... 8
• 제1절 연구 개발 목적 ... 8
• 제2절 연구 개발의 필요성 ... 8
• 제3절 연구 개발 범위 ... 9
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 제 3 장 연구 수행 내용 및 결과 ... 14
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 41
• 제1절 : 목표대비 달성도 ... 41
• 제2절 : 정량적 성과(논문게재, 특허출원, 기타)를 기술 ... 42
• 제 5 장 연구 결과의 활용 계획 ... 43
• 제 6 장 연구 과정에서 수집한 해외 과학 기술 정보 ... 44
• 제 7 장 연구 개발 결과의 보안 등급 ... 46
• 제 8 장 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 47
• 제 9 장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 48
• 제 10 장 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 50
• 제 11 장 기타사항 ... 51
• 제 12 장 참고문헌 ... 52
• 끝페이지 ... 54