초록 ▼

□ 연구개요
비기주저항성은 한 종의 식물이 한 종의 병원균에 대해 보이는 절대적인 저항성으로, 식물-병원균 모델에 따라 다양한 요소가 작용하여 비기주 저항성이 성립한다고 알려져 있다. 인류 역사에 기록될 만큼 심각한 식물병원균으로 알려진 감자역병균에 의해 자연상태에서 고추는 병이 걸리지 않는 비기주 식물이다. 선행연구를 통하여 고추 특이적으로 갖는 항생물질인 캡시다이올이 감자역병균에 대한 비기주 저항성에 중요한 요소임을 밝혔다. 본 연구는 병원균에 의해 캡시다이올 생합성 유전자의 발현이 단 시간에 높게 유도된다는 사실을 바탕으

□ 연구개요
비기주저항성은 한 종의 식물이 한 종의 병원균에 대해 보이는 절대적인 저항성으로, 식물-병원균 모델에 따라 다양한 요소가 작용하여 비기주 저항성이 성립한다고 알려져 있다. 인류 역사에 기록될 만큼 심각한 식물병원균으로 알려진 감자역병균에 의해 자연상태에서 고추는 병이 걸리지 않는 비기주 식물이다. 선행연구를 통하여 고추 특이적으로 갖는 항생물질인 캡시다이올이 감자역병균에 대한 비기주 저항성에 중요한 요소임을 밝혔다. 본 연구는 병원균에 의해 캡시다이올 생합성 유전자의 발현이 단 시간에 높게 유도된다는 사실을 바탕으로, 유전체 정보와 분자생물학적 기법을 이용하여 캡시다이올 생합성을 조절하는 전사조절인자를 동정하고 그 기작을 규명하여 궁극적으로 다양한 작물 보호에 활용할 수 있는 기반을 만들고자 수행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 전사체 정보를 이용한 후보 전사조절인자의 in silico 예측
- 고추와 병원균 및 Elicitor 사이의 상호작용을 나타내는 네 종류의 전사체를 제작 및 확보함.
- 여러 copy의 캡시다이올 생합성에 중요한 EAS 유전자 중에서, 감자역병균 접종시 가장 발현이 높게 증가하는 세 종류의 EAS 유전자를 in silico screening에 이용하고, cis-acting element를 분석함.
- Correlation analysis를 수행하여, EAS 유전자와 발현이 유사하게 변화하는 43개의 전사조절인자를 선발함.
2. 실험적 검증을 통한 캡시다이올 생합성에 관여하는 후보전사조절인자 선발
- 스크리닝 결과로 예측된 전사조절인자들의 in planta expression 벡터로의 클로닝을 완료함.
- 세 종류의 EAS 유전자의 프로모터 영역을 클로닝하여 GFP 유전자를 fusion
- 43개의 후보전사조절인자와 EAS-GFP를 각각 Nicotiana benthamiana에 일시적 과발현 시킨 후, 변화되는 GFP 형광을 관찰하여 캡시다이올 생합성에 관여하는 전사인자의 high-throughput screening을 완료함.
- 유의하게 GFP 형광을 증가시키거나 감소시키는 10개의 후보전사조절인자를 선발하였고, WRKY, ERF, C2H2 family가 이에 속함.
3. 후보전사조절인자의 캡시다이올 생합성의 전사조절기작 연구
- EAS promoter deletion assay를 통하여, 후보전사조절인자의 전사조절과 관련하여 중요한 프로모터 영역을 탐색함.
- 후보전사조절인자를 바이러스 벡터에 클로닝하여, 고추에서 Silencing을 한 후, 감자역병을 접종하여 병저항성과 관련한 기능분석을 수행함.
- 가지과 유전체 내에서의 후보조절인자의 계통수 분석을 통하여, 진화기작을 추론함.

□ 연구개발결과의 중요성
- 식물의 가장 일반적이고 강력한 저항성인 비기주 저항성과 관련한 Phytoalexin 유전자 조절기작 규명을 통한 학문적 이해 증진
- 다양한 전사체 정보를 이용하여 병저항성 관련 전사조절인자 예측 및 동정할 수 있는 실험방법을 구축하고, 타 실험모델에서 유전체 정보의 활용성을 확장함.
- 캡시다이올 생합성 유전자의 병저항성 품종 육종을 위한 활용 가능성을 높임으로서, 지속적인 병저항성 품종의 기반을 마련하여 화학농약 사용량 감소, 농업생산비 절감 및 식량위기에 대처함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 12
• 5. 연구성과 ... 13
• 끝페이지 ... 14