초록 ▼

□ 연구개요
선행연구로 벼 Roc10 유전자를 분리하였고 단백질은 핵으로 타깃되는 것을 확인하였다. Roc10 유전자의 과발현체와 RNAi 형질전환체를 제작하여 과발현체의 가뭄 저항 형질과 반대로 RNAi 형질전환체의 가뭄에 약한 형질을 확인하였다. 흥미로운 과발현체의 표현형은 벼의 지상부위에서 리그닌의 함량이 증가되었고, 뿌리에서는 리그닌 함량의 변화가 없음이 선행 연구되었다. 체계적인 Roc10 과발현체의 가뭄 저항성 분석과 리그닌의 합성 연구, 그리고 Roc10 유전자의 타깃 유전자를 발굴하여 가뭄 저항성과 리그닌 합성의

□ 연구개요
선행연구로 벼 Roc10 유전자를 분리하였고 단백질은 핵으로 타깃되는 것을 확인하였다. Roc10 유전자의 과발현체와 RNAi 형질전환체를 제작하여 과발현체의 가뭄 저항 형질과 반대로 RNAi 형질전환체의 가뭄에 약한 형질을 확인하였다. 흥미로운 과발현체의 표현형은 벼의 지상부위에서 리그닌의 함량이 증가되었고, 뿌리에서는 리그닌 함량의 변화가 없음이 선행 연구되었다. 체계적인 Roc10 과발현체의 가뭄 저항성 분석과 리그닌의 합성 연구, 그리고 Roc10 유전자의 타깃 유전자를 발굴하여 가뭄 저항성과 리그닌 합성의 상호작용기작에 관련된 연구를 진행하였다. 최종적으로 일반적인 성장조건에서는 작물 생산성이 증가하며 가뭄조건에서는 가뭄에 저항성이 있는 작물을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 벼 Roc10 과발현체의 작물생산성과 가뭄저항성 분석 및 Roc10에 의해 조절되어지는 하위 유전자들과 타깃 유전자 규명(1년차)
- Roc10 과발현 및 RNAi 식물체의 일반 및 가뭄조건에서 농업 형질을 분석하였다.
- RNAseq 및 ChIPseq을 수행하여 Roc10 하위 유전자들과 타깃 유전자를 규명하였다.
○ Roc10 타깃 유전자의 과발현체 제작 및 In situ hybridization 실험을 이용한 조직 내 발현 양상 연구 (2년차)
- Roc10 타깃 유전자의 전신과발현 및 CISPR/cas9을 이용한 knock-out 식물체를 제작하였다.
- Roc10 과발현 식물체가 가뭄 조건에서 대조구 및 RNAi 식물체보다 기공의 폐쇄가 증가함을 규명하였다.
○ Roc10 타깃유전자 과발현체의 가뭄 저항성과 리그닌 함량 분석을 통하여 리그닌 합성에 의한 벼 가뭄저항성 상호작용기작 규명 (3년차)
- Roc10 타깃유전자 (DHHC4, CASPL5B1, poxN/PRX38, Nodulin protein, AAA-type ATPase)의 과발현 식물체와 CRIPR/cas9를 이용한 knock-out 형질전환 식물체의 T1 종자를 야외 포장에 증식 및 분석하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
○ 국내에는 GM작물 실용화 사례가 없지만 향후 5-10년 이내에 실용화가 될 것으로 전망된다. 따라서 국내에서의 벼 연간 매출이 약10조원임을 감안할 때 본 연구에서 개발된 GM벼가 20%의 생산량 증가를 가져올 경우 총 가치창출은 연간 약2조원에 이를 것이다.
○ 지금까지 가뭄저항성 GM벼 개발을 위하여 연구되어진 유전자들은 많지만 생산성 향상을 위한 실험 (포장실험) 제한적이어서 GM작물개발로 이어지는 사례는 매우 드물다. 본 연구개발은 분자생물학적 연구와 농업형질조사와 같은 육종학적 연구를 동시에 진행함으로써 GM작물개발을 위한 이상적인 접근 방법일 것이다.
○ Roc10 유전자와 리그닌 합성의 분자생물학적 작용기작을 밝힘으로서 GM작물 개발을 보다 빠르게 이루어 낼 수 있으며, high impact 저널에 논문을 게재하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• ● 최종목표 ... 4
• ● 연구의 필요성 ... 4
• ● 연구범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• ● 1차년도 ... 4
• ● 2차년도 ... 7
• ● 3차년도 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 10