초록 ▼

□ 연구개요
페놀계 파이토알렉신은 식물 병원균에 대한 항균 활성뿐만 아니라 항산화 활성, 감염 부위 주변 세포의 세포벽 강화 등을 통하여 식물의 병 저항성 및 비생물학적 스트레스 저항성에 복합적으로 기여한다. 벼의 파이토알렉신 관련 연구는 주로 터페노이드계 파이토알렉신에 대하여 주로 이루어져 왔다. 하지만 페놀계 파이토알렉신에 대한 연구는 상대적으로 부진한 실정이다. 벼에서 페놀계 파이토알렉신의 생합성 경로 및 이에 관여하는 핵심 유전자의 발굴과 기능 규명한다. 이를 위하여 다양한 스트레스에 반응하는 유전자의 발현 양상과 페놀

□ 연구개요
페놀계 파이토알렉신은 식물 병원균에 대한 항균 활성뿐만 아니라 항산화 활성, 감염 부위 주변 세포의 세포벽 강화 등을 통하여 식물의 병 저항성 및 비생물학적 스트레스 저항성에 복합적으로 기여한다. 벼의 파이토알렉신 관련 연구는 주로 터페노이드계 파이토알렉신에 대하여 주로 이루어져 왔다. 하지만 페놀계 파이토알렉신에 대한 연구는 상대적으로 부진한 실정이다. 벼에서 페놀계 파이토알렉신의 생합성 경로 및 이에 관여하는 핵심 유전자의 발굴과 기능 규명한다. 이를 위하여 다양한 스트레스에 반응하는 유전자의 발현 양상과 페놀계 파이토알렉신 생산의 상관관계를 분석한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 벼 페놀계 파이토알렉신 생합성 관련 핵심 유전자 후보 선정 및 확보: 벼 파이토 알렉신 생합성에 관련된 페닐프로파노이드 대사경로 유전자 중 CCR(cinnamoyl-CoA reductase), CAD (cinnamyl alcohol dehydrogenase), CHS(chalcone synthase) 패밀리의 기능을 규명하기 위하여 유전자를 확보하였다.
- 벼 페놀계 파이토알렉신 생합성 후보 유전자의 생화학적/세포생물학적 특성 규명: 벼 CCR 유전자 패밀리에서는 OsCCR17, 19, 20, 21, CAD 유전자의 경우에는 OsCAD2, 6, 7, CHS 유전자 패밀리에서는 OsCHS8 및 OsCHS24 유전자가 생화학적으로 CHS 기능을 가지는 단백질을 암호화하는 유전자임을 규명하고 생화학적 특성을 밝혔다. OsCCR19 및 21과 OsCAD6 및 2 유전자가 스트레스 방어에 관련된 파이토알렉신 등 페놀화합물의 생합성에 관여하는 생리적 기능을 담당함을 보여준다.
- 페놀 대사체 프로파일링을 통한 스트레스 처리 전/후 돌연변이 식물체의 페놀계 파이토알렉신 생산 변화 분석: 자외선 처리 24, 48 시간 이후 OsCHS24KO 식물체의 sakuranetin 함량이 야생형에 비해 ~30% 감소하였다. 따라서 OsCHS24 유전자가 스트레스 조건에서 sakuranetin 생합성에 중요한 역할을 담당함을 알 수 있다.
- 파이토알렉신 생합성 유전자 돌연변이 식물체의 스트레스 저항성 표현형 분석: 흰잎마름병균을 접종한 OsCCR21AC 돌연변이 식물체에서 병변의 길이가 야생형 식물체에 비해 현저하게 줄어드는 것을 확인하였다. 이 결과는 OsCCR 유전자의 발현 증가에 의해 벼의 흰잎마름병에 대한 저항성이 증가함을 보여준다.

□ 연구개발결과의 중요성
- 작물의 생산성은 다양한 요인에 의해 영향을 받는다. 생물학적/비생물학적 스트레스는 작물의 생산성을 감소시키는 주요 요인으로, 생물학적/비생물학적 스트레스에 의한 생산성 감소는 작물의 잠재적 생산성의 40-50%에 육박할 정도로 심각하다.
- 파이토알렉신은 병원균에 대한 직접적인 방어 작용뿐만 아니라 감염 부위 주변 세포의 세포벽 강화 등을 통해 식물의 병 저항성에 중요한 역할을 담당한다.
- 벼 페놀계 파이토알렉신 생합성 유전자의 발굴과 기능 규명은 벼의 스트레스 저항성 기작에 대한 심도깊은 이해와 생산성 향상을 위한 중요한 기초연구이다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 필요성 ... 4
• 나. 연구 목표 및 내용 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 가. 벼 페놀계 파이토알렉신 생합성 관련 핵심 유전자 후보 선정 및 확보 ... 6
• 나. 벼 페놀계 파이토알렉신 분리정제 및 페놀 대사체 분석법 확립 ... 10
• 다. 벼 페놀계 파이토알렉신 생합성 후보 유전자의 생화학적/세포생물학적 특성 규명 ... 11
• 라. 벼 페놀계 파이토알렉신 생합성 후보 유전자 돌연변이 확보 ... 14
• 마. 페놀 대사체 프로파일링을 통한 스트레스 처리 전/후 돌연변이 식물체의 페놀계 파이토알렉신 생산 변화 분석 ... 15
• 바. 파이토알렉신 생합성 유전자 돌연변이 식물체의 스트레스 저항성 표현형 분석 ... 16
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 18
• 대표적 연구실적 ... 19
• 끝페이지 ... 29