초록 ▼

□ 연구개요
화분발달과정은 웅성배우자를 만드는 식물의 생식세대이다. 동물의 경우 배 발생시기에 생식세포들이 형성되어 나머지 생애동안 따로 유지되는 반면, 현화식물의 경우 생애주기의 마지막 짧은 시기에 한 번의 감수분열과 두 번의 유사분열을 포함하는 화분발달과정을 통하여 웅성 생식세포계보가 형성된다. 본 과제의 목표는 ‘애기장대에서 웅성 생식계보가 분화되지 못하여 `무정자’ 혹은 ‘다배수성 정자’ 화분을 생산하는 세 가지의 독립적인 변이체인 gem3, tiolike1, tiolike2 들을 도구로 하여 중복수정에 필요한 웅성생식

□ 연구개요
화분발달과정은 웅성배우자를 만드는 식물의 생식세대이다. 동물의 경우 배 발생시기에 생식세포들이 형성되어 나머지 생애동안 따로 유지되는 반면, 현화식물의 경우 생애주기의 마지막 짧은 시기에 한 번의 감수분열과 두 번의 유사분열을 포함하는 화분발달과정을 통하여 웅성 생식세포계보가 형성된다. 본 과제의 목표는 ‘애기장대에서 웅성 생식계보가 분화되지 못하여 `무정자’ 혹은 ‘다배수성 정자’ 화분을 생산하는 세 가지의 독립적인 변이체인 gem3, tiolike1, tiolike2 들을 도구로 하여 중복수정에 필요한 웅성생식계보 결정유전자들을 클로닝하고 그 생체기능을 규명’하는 것이다. 또한 여기서 도출될 연구결과를 같은 3세포성 화분에 속하는 ‘주요 식량자원인 벼에 도입하여 농업적 활용성을 탐색’하는 것이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
애기장대의 웅성생식계보 형성이 교란된 세 화분발달 변이체들이 연구의 주재료이자, 도구이다. 각 변이체를 대상으로 유전학, 분자생물학, 세포생물학적 방법이 적용되었다. 우선 염색체지도 기반 혹은 TAIL PCR 기반으로 ‘무정자’ 혹은 ‘거대정자 화분’을 유발하는 원인유전자 후보군을 동정하고, complementation 및 유사한 화분표현형을 갖는 독립적인 변이체를 확인함으로써 GEM3/AUG6, TIOLIKE1/COG8, TIOLIKE2/DUF707 세 유전자를 클로닝하였다. 둘째, 해당유전자들에 대해 RT-PCR 및 프로모터-GUS 형질전환체를 사용하여 다양한 조직과 세포에서 유전자 발현양상을 확인하였다. 셋째, 해당유전자의 프로모터 및 단백질 인지부위가 형광표식단백질에 연결된 형질전환체를 확보하여 해당단백질의 세포내 분포를 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 특정 세포타입-, 세포내 소기관-, 구조물-특이적인 형광단백질 마커들과 이중 형질전환체를 확립하고 해당유전자의 기능을 규명하는데 대해 보다 직접적인 근거를 확보하였다. 상기한 내용으로 GEM3/AUG6의 경우 논문게재 하였으며, TIOLIKE1/COG8, TIOLIKE2/DUF707에 대한 내용도 현재 논문작성 중으로 가까운 시일 내에 발표할 수 있을 것이다. 그러나, 당초 연구계획에 포함하였던 벼를 대상으로 위의 세 원인유전자들의 활용성을 타진해 보는 부분은 미 수행되었다.

□ 연구개발결과의 중요성
현화식물의 웅성배우자인 화분은 두 개의 정세포와 한 개의 영양세포로 구성되어있다. 영양세포가 형성하는 화분관을 통하여 운반된 두 정세포가 자성배우자의 난자세포 및 중심세포와 중복수정한 산물이 종자 및 배유가 된다. 지구상의 생명체가 이 중복수정의 산물에 의존하는 정도가 지극히 높고 지구온난화로 인한 고온스트레스 등이 화분발생 과정에 치명적이라는 점에 비추어 화분발생과정에 관한 유전학적 이해는 우리의 당면과제라고 할 수 있다. 본 연구에서는 현화식물의 대표적인 모델식물체인 애기장대에서 선발한 ‘무정자’ 혹은 ‘거대정자’ 화분을 생산하는 세 화분발달 관련변이체들에서 GEM3/AUG6, TIOLIKE1/COG8, TIOLIKE2/DUF707 세 원인유전자들을 규명하여 웅성생식계보 형성에 중요한 기능을 밝힌 중요한 의미가 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 가. gem3 변이체연구 결과 ... 4
• 나. tiolike1 변이체연구 결과 ... 6
• 다. tiolike2 변이체연구 결과 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 10