초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 지금까지 식물체내에서 정확한 생화학적, 분자적, 생리학적 기능이 밝혀지지 않은 보편적 스트레스 단백질 (Universal stress protein, USP)들의 저온스트레스와 식물발달과정에서의 분자 메카니즘 및 생리학적인 기능 규명하고자 합니다. 이 연구 결과를 토대로 하여 작물에 응용하여 작물의 성장 및 수확량 증대, 그리고 저온 스트레스에 저항성을 가지는 작물식물체를 개발 하고자 합니다. 더 나아가 다양한 환경스트레스들에 저항성을 가지는 작물식물체 개발에도 응용하고자 합니다.

□ 연구

□ 연구개요
본 연구는 지금까지 식물체내에서 정확한 생화학적, 분자적, 생리학적 기능이 밝혀지지 않은 보편적 스트레스 단백질 (Universal stress protein, USP)들의 저온스트레스와 식물발달과정에서의 분자 메카니즘 및 생리학적인 기능 규명하고자 합니다. 이 연구 결과를 토대로 하여 작물에 응용하여 작물의 성장 및 수확량 증대, 그리고 저온 스트레스에 저항성을 가지는 작물식물체를 개발 하고자 합니다. 더 나아가 다양한 환경스트레스들에 저항성을 가지는 작물식물체 개발에도 응용하고자 합니다.

□ 연구 목표대비 연구결과
▶저온스트레스와 식물발달과정에서의 분자및 생리학적인 기능을 규명하기 위해서 애기장대에서 14개의 AtUSP 유전자들을 클로닝 및 유전자들 확보하였고 또한 AtUSP 유전자들의 T-DNA insertion mutant homo line 구축하였다.
▶Bioinformatics tool 이용과 qPCR 분석을 통하여 AtUSP 유전자들이 식물발달과정 및 여러 가지 환경스트레스들에 관여함을 알 수 있었다.
▶세포내 위치 및 과발현 형질전환체 제작을 위한 Binary vector에 AtUSP 유전자들이 포함되어있는 construct 제조 하여 HA, Flag, GFP 항체를 이용한 과발현 AtUSP 형질전환식물체 (애기장대) 라인 선별하였다.
▶ 선별된 라인에서 과발현 AtUSP 형질전환식물체 (애기장대)들의 homo 라인 구축하였다.
▶ 식물발달과정에서의 WT, 과발현체 (OE), mutant 라인들의 표현형(잎의 크기 및 모양, 개화시기, 꽃 크기 및 모양, 씨 크기, 수확량 등)을 관찰해본 결과 과발현체가 대조군인 WT과 mutant 라인보다 성장이 증대됨을 알 수 있었다.
▶식물 해부학적 측면에서 WT, 과발현체 (OE), mutant 라인들의 rosette leaf에서 세포의 크기와 개수 측정을 하여 분석중에 있으며 또한 저온 스트레스 하에서 표현형 관찰과 스트레스 인자 (Fresh weight, Chlorophyll content, Electrolyte leakage, 광합성 효율 측정 분석)들을 분석해본 결과 과발현체에서 강한 저항성을 가짐을 알수 있었다.
▶AtUSP의 샤페론 기능과 구조변화의 상관성을 알아보기 위해서 Native gel을 이용하여 저온스트레스 하에서 저항성을 가지는 과발현체 (OE)에서의 AtUSP의 구조변화를 분석중에 있다.
▶AtUSP 식물성장 증대에 대한 WT, 과발현체 (OE), mutant 라인들의 Cell cycle 및 elongation 관련된 유전자들 분석 및 저온스트레스 하에서 AtUSP의 저항성 방어기작을 알아보기 위해서 WT, 과발현체 (OE), mutant 라인들에 대한 유전자 및 단백질 발현 분석을 위해서 식물 라인들을 샘플링 단계에 있으며 그 후 RNAseq 및 LC-MS을 의뢰하여 분석하고자 한다.
▶AtUSP를 작물 (벼, 토마토, 고구마, 콩등)에 적용하기 위해서 pCAMBIA1300::AtUSP construct가 포함되어있는 Agrobacterium을 이용하여 형질 전환체 제조중에 있다.

□ 연구개발결과의 중요성
식물발달과정과 저온스트레스에 대한 식물 보편적 스트레스 단백질의 분자 및 생리학적 기능규명과 작물에 대한 응용성에 대한 연구 결과들로 얻어질 분자 및 생리학적 원천기술들은 식물생명공학 분야의 기반기술로 활용될 수 있다. 이 기술을 가지고 식물 성장증대를 통해서 생산성을 높이고 특히 저온스트레스에서 저항성을 가지는 작물체 개발연구에 응용할 수 있다. 본 연구가 성공적으로 수행되면 그 결과들에 대한 특허출원 등을 통한 지적 재산권 확보가 가능하며 식물생명공학을 기반으로 하는 바이오기업들과의 공동연구 및 기술이전을 함으로써 국가경쟁력을 향상 시키는데 큰 기여를 할 수 있을 것으로 예상된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 13
• 끝페이지 ... 14