초록 ▼

□ 연구개요
감자역병균이 분비하는 비병원성 단백질(effector)을 인지하여 병에 대한 방어반응을 유도하는 식물의 저항성 유전자인 NB-LRR 유전자를 가지과식물의 유전체서열을 통하여 분리-동정함. 병원균의 effector와 식물의 NB-LRR이 다중적으로 상호작용함을 밝혔고, 또한 phytoalexin이 식물의 비기주저항성의 결정인자임을 밝힘. 이를 통해 식물의 가장 일반적이고 강력한 저항성인 비기주저항성은 다양한 저항성기작들이 복잡하고 복합적으로 작용함으로써 매개됨을 규명함. 본 연구는 종 수준의 병저항성(species

□ 연구개요
감자역병균이 분비하는 비병원성 단백질(effector)을 인지하여 병에 대한 방어반응을 유도하는 식물의 저항성 유전자인 NB-LRR 유전자를 가지과식물의 유전체서열을 통하여 분리-동정함. 병원균의 effector와 식물의 NB-LRR이 다중적으로 상호작용함을 밝혔고, 또한 phytoalexin이 식물의 비기주저항성의 결정인자임을 밝힘. 이를 통해 식물의 가장 일반적이고 강력한 저항성인 비기주저항성은 다양한 저항성기작들이 복잡하고 복합적으로 작용함으로써 매개됨을 규명함. 본 연구는 종 수준의 병저항성(species level disease resistance)식물체 개발을 위한 원천기술로 이용될 것임.

□ 연구 목표대비 연구결과
▶고추의 비기주저항성 유전자와 감자역병균 core effector간의 상호작용 스크리닝
- 고추 전체 유전체에서 NB-ARC 도메인을 갖는 755개의 저항성 유전자 후보군을 분리, 그 중 온전한 형태의 415개 유전자를 비기주저항성 유전자 동정을 위한 후보로서 클로닝 완료
- 3종의 고추에서 발현시 세포사멸을 일으키는 감자역병균의 core effector 선발
▶감자역병균에 대한 고추의 비기주저항성 유전자 선발 및 상호작용 기작 연구
- 고추의 NB-LRR유전자와 core effector간의 상호작용 스크리닝을 통한 감자역병균 비기주저항성 후보 유전자 CaNBARC114 동정
- CaNBARC114가 감자역병균 특이적 비병원성 단백질인 Avrblb2 family effector 다수와 상호작용하여 세포사멸을 유도함을 밝혔고, 이를 통해 식물의 비기주저항성이 다중상호작용에 의해 매개될 것임을 확인
- 고추의 capsidiol 생합성 유전자 EAS, EAH의 발현이 억제된 고추가 감자역병균에 대한 비기주저항성을 상실하는 것을 확인하여 capsidiol이 비기주저항성의 결정요인임을 밝힘
▶가지과 식물 및 Capsicum spp.의 유전체 분석을 통한 NB-LRR 유전자의 진화 및 비기주 저항성 유전자의 진화 연구
- 가지과 작물의 유전체서열 분석을 통해 (감자, 고추, 담배, 토마토)의 NB-LRR 유전자들을 13그룹으로 분류하여 진화과정, 출현시기, 종 특이성을 구명
- 비교유전체학적 분석법을 이용하여 species-specific한 capsidiol 생합성 유전자의생성 및 진화과정을 밝힘

□ 연구개발결과의 중요성
1. 높은 학술적 경제적 가치가 있음에도 불구하고 종간 교잡의 어려움등의 이유로 개척하지 못한 식물의 비기주저항성을 유전체학을 기반으로 한 기능연구를 통해 저항성유전자를 빠르고 효율적으로 동정하였음.
2. 가지과 식물의 NB-LRR 유전자의 분석과정에서 찾아진 유전자들은 분자표지 개발자에게 공급되어 새로운 병저항성 유전자의 분자표지를 개발하는 데 활용될 수 있음.
3. 유전체서열 기반 병저항성 관련 유전자 동정 연구방법은 가지과 뿐만 아니라 다른 고부가가치 작물에도 적용가능하므로, 다양한 병저항성을 갖는 작물개발에 응용될 것이며 이는 농업 생산성의 증가로 연결 될 수 있음.
4. 비기주저항성과 관련된 학문적 지식은 식물의 근본적인 면역체계에 대한 깊은 이해의 초석이 되고, 궁극적으로 이를 활용하여 새로운 식물 병 방제수단을 개발할 수 있는 국가경쟁력을 확보 할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구개발의 필요성 ... 4
• 나. 연구범위 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 연차별 연구목표 및 연구내용 ... 5
• 나. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 14
• 가. 학문적, 인력양성 측면 ... 14
• 나. 기술적, 경제-산업적 측면 ... 15
• 4. 참고문헌 ... 16
• 5. 연구성과 ... 17
• 대표적 연구실적 ... 29
• 끝페이지 ... 45