초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구는 단자엽 식물인 Brachypodium distachyon 유전체 정보 및 파이토크롬 광수용체 유전자 도입 형질전환체를 활용하여 단자엽 식물의 광신호 조절 유전자들을 발굴하여 그 기능을 분석함으로써, 작물의 농업형질 개선을 위한 단자엽 식물유래 유용 유전자원을 제공하고, 아직까지 신호전달 체계가 확립되지 못한 단자엽 식물에서의 광신호 조절 체계 확립에 기여하고자 한다.

□ 연구개발성과
- 논문의 경우, SCI논문 6편 목표에서 2020년도까지 Nature Communicati

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구는 단자엽 식물인 Brachypodium distachyon 유전체 정보 및 파이토크롬 광수용체 유전자 도입 형질전환체를 활용하여 단자엽 식물의 광신호 조절 유전자들을 발굴하여 그 기능을 분석함으로써, 작물의 농업형질 개선을 위한 단자엽 식물유래 유용 유전자원을 제공하고, 아직까지 신호전달 체계가 확립되지 못한 단자엽 식물에서의 광신호 조절 체계 확립에 기여하고자 한다.

□ 연구개발성과
- 논문의 경우, SCI논문 6편 목표에서 2020년도까지 Nature Communications (IF 12.121) 포함 SCI논문 5편 및 1편의 비SCI 논문이 발표되었으며, 2021년 2월 on-line 발표된 SCI논문이 있어 성과가 달성됨.
- 학술발표의 경우, 국제 4건/국내 6건 목표에서 2020년도까지 국제 9건/국내 11건으로 초과 달성함. 특히 2019년 중국에서 개최된 The 9th Asia and Oceania Conference of Photobiology (AOCP 2019) 국제학술대회에서 초청연사로 Brachypodium phytochrome 관련 주제를 발표하였음.
- 생명정보 등록·기탁 성과도 계획대로 매년 1건씩, 총 3건을 만들었음 (1-2년차는 전사체 분석 정보, 3년차는 유용 유전자 정보 등록).
- 정성적으로는, Brachypodium 광신호 조절 유전자들로 5종의 BdPIF, 3종의 BdHY5, 6종의 BdARGOS 등 14종을 확보하여 기능을 분석함.
- 또한 yeast two-hybrid screening을 통해 광신호 조절 유전자들을 확보하였으며, 원적색광 뿐만 아니라 적색광 반응성 조절 가능한 BdphyA 및 chimeric 파이토크롬 유전자들도 확보함.
- Brachypodium 단자엽 식물에서 파이토크롬에 의한 광 반응성 조절기전 제시와 함께, 식물의 광 반응성 증대 및 바이오매스 증대 가능한 유용 유전자원 제시 (BdPHYB, BdARGOS 등)

□ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
- 단자엽 식물에서의 광신호전달 관련 연구 촉진
- 본 연구에서 확보된 단자엽 유래 유용 유전자를 이용하여 광 반응성 증대를 통한 식물 생산성 향상 방법 제시 가능
- 연구 결과를 이용한 후속 연구과제 추진

(출처 : 국문 요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose&Contents
The specific aim of this research is to provide useful genes for the improvement of agronomic traits of crops derived from monocotyledonous plants by analyzing the functions of light signal-regulating genes isolated from the genome of Brachypodium distachyon and transgenic plan

□ Purpose&Contents
The specific aim of this research is to provide useful genes for the improvement of agronomic traits of crops derived from monocotyledonous plants by analyzing the functions of light signal-regulating genes isolated from the genome of Brachypodium distachyon and transgenic plants expressing phytochrome photoreceptors, which contributes to elucidating regulatory mechanisms of photoresponses in the monocot plant that has not yet been established.

□ Results
- In the case of papers, out of the goal of 6 SCI papers, 5 SCI papers including Nature Communications (IF 12.121) and 1 non-SCI paper were published by 2020, and one SCI paper is on-line published now. Thus, the goal was achieved.
- In the case of presentations in domestic and international conferences, out of the goal of 4 international/6 domestic cases, 9 international/11 domestic presentations were accomplished by 2020, which exceeded the goal. In particular, a topic related to Brachypodium phytochromes was presented as an invited speaker at “The 9th Asia and Oceania Conference of Photobiology (AOCP 2019)” international conference held in China in 2019.
- In the case of the registration and donation of life information, a total of three cases were created, one each year, as planned (transcriptome analysis data for the first and second years, and useful gene information for the last year).
- Qualitatively, 14 genes were obtained as Brachypodium light signal-regulating genes, including 5 BdPIF, 3 BdHY5, and 6 BdARGOS, and their functions were investigated.
- In addition, through yeast two-hybrid screening, several light signal-regulating genes were newly isolated, and BdphyA and chimeric phytochrome genes capable of regulating red light signaling as well as far-red light signaling were also secured.
- The regulatory mechanism of phytochrome-mediated light signaling in Brachypodium has been proposed, and useful genes that can increase the photoresponse and biomass of plants are provided (BdPHYB, BdARGOS etc.)

□ Expected Contribution
- Promote researches related to light signaling in monocotyledonous plants
- Propose the ways for enhancing plant productivity by inducing better optimized photoresponses using the useful monocot-originated genes obtained in this study
- Progress follow-up research projects using the results obtained

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국 문 요 약 문 ... 4
• Summary ... 5
• 목차 ... 6
• 제 1 장 연구 개발 과제의 개요 ... 7
• 제 1 절 연구 개발 목적 ... 7
• 제 2 절 연구 개발의 필요성 ... 7
• 제 3 절 연구 개발 범위 ... 8
• 제 2 장 연구 수행 내용 및 결과 ... 9
• 제 1 절 Brachypodium에서의 파이토크롬에 의한 광신호 조절 연구 ... 9
• 제 2 절 단자엽/쌍자엽 파이토크롬에 의한 광신호 조절기전 비교 ... 14
• 제 3 절 Brachypodium 유전체 내 신규 광신호전달인자 발굴 ... 20
• 제 4 절 광신호 조절 가능한 Brachypodium 유용 유전자원 확보 ... 25
• 제 3 장 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 30
• 제 1 절 목표대비 달성도 ... 30
• 제 2 절 정량적 성과 ... 33
• 제 4 장 연구 결과의 활용 계획 ... 34
• 제 1 절 추가연구의 필요성 ... 34
• 제 2 절 타연구에의 응용 ... 34
• 제 3 절 기업화 추진방안 ... 35
• 제 5 장 연구 개발 결과의 보안 등급 ... 36
• 제 6 장 연구시설·장비종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 36
• 제 7 장 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 36
• 제 8 장 기타사항 ... 36
• 끝페이지 ... 37