초록 ▼

□ 연구개요
○ UN 소속 식량농업기구(FAO)의 조사에 의하면 2050년까지의 인구는 약 91억으로 증가할 것이며 이에 따른 세계 식량 생산량이 75-80% 증가해야한다고 예보함.
○ 하지만, 세계 전체식량의 약 1/3 이상인 13억 톤이 매년 수확과정과 연관해 손실 또는 낭비되어 이를 해결할 기술 개발이 시급함.
○ 따라서, 수확과정과 밀접한 기관 탈리에 중요한 애기장대 유전자 INFLORESCENCE DEFICIENT IN ABSCISSION(IDA)의 토마토(Solanum lycopersicum) homolo

□ 연구개요
○ UN 소속 식량농업기구(FAO)의 조사에 의하면 2050년까지의 인구는 약 91억으로 증가할 것이며 이에 따른 세계 식량 생산량이 75-80% 증가해야한다고 예보함.
○ 하지만, 세계 전체식량의 약 1/3 이상인 13억 톤이 매년 수확과정과 연관해 손실 또는 낭비되어 이를 해결할 기술 개발이 시급함.
○ 따라서, 수확과정과 밀접한 기관 탈리에 중요한 애기장대 유전자 INFLORESCENCE DEFICIENT IN ABSCISSION(IDA)의 토마토(Solanum lycopersicum) homolog인 SlIDA의 기능연구를 수행하여 토마토의 수량성 향상에 기여할 육종학적 신규 가능성을 높이고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 토마토 형질전환체 SlIDA1 RNAi, GUS RNAi(control)를 이용하여 SlIDA1의 기능을 연구한 바, 애기장대와는 달리 토마토에서는 화병 탈리조절에 그 기능이 있지 않고, 탈리발생 시 기회주의적 병원균 침입에 물리적으로 boundary layer를 형성하고 defense response 관련 유전자를 조절하는데 있는 것으로 사려됨.
○ 추가 stress실험에서 SlIDA1의 기능이 salt와 ROS 반응 조절에 positive regulator로 작용하며, 호흡급등형 과채류인 토마토의 탈리 및 과숙에 있어서 SlIDA1의 기능은 IDA 유전자보다 ethylene의 역할이 더 중요함.
○ IDA-like 유전자 기능연구의 확장으로 뿌리혹 선충 (Meloydogine incongnita)의 IDA-like 유전자 homolog(MiIDL1)의 기능연구 결과 MiIDL1가 식물 IDA 신호전달 체계의 functional mimic이며 기주식물내 병원성과 연관된 선충 peptide effector임을 확인함.
○ 또한 SlIDA1 RNAi 화병 탈리층 RNA-seq 분석 결과 토마토 화병 탈리특이적 신규 SlIDA6, SlIDA7, SlIDA8를 동정, 현재 CRISPR-Cas9를 이용하여 신규 동정한 세 유전자에 대한 Knock-out line을 생성하였음.

□ 연구개발결과의 중요성
○ 기관탈리 및 노화를 조절하는 신호 전달체계에 대한 연구가 식물 ethylene과 jasmonic acid 등 노화호르몬을 중심으로 급속도로 진행되고 있고, 신규 펩타이드 호르몬인 IDA의 기능 연구 및 신호전달지도가 애기장대에서만 상당한 수준으로 작성되었음.
○ 기존 IDA 기능 연구가 애기장대에 국한되어져 있었는데 본 연구에서 작물에서 최초로 그 기능 연구를 실시하였음.
○ 본 연구를 통해서 토마토 수량향상을 위한 SlIDA1의 내재해성에 주 기능이 있음을 밝혔고, 신규 유전자인 SlIDA6, SlIDA7, SlIDA8 동정을 통해 수량성 향상 기초 연구 및 육종학적 신규 가능성을 제고하였다고 사려됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1) 토마토 화병 탈리과정에서의 SlIDA 유전자 기능 연구 ... 4
• 2) 토마토 발달과정에서의 SlIDA 유전자 기능 ... 5
• 3) 토마토 생식생장에서의 ethylene과 SlIDA의 연관성 ... 6
• 4) 토마토 SlIDA 신호전달 하위 유전자 동정 ... 7
• 5) 토마토 신규 SlIDA 유전자 동정 ... 8
• 6) 식물 기생충 뿌리혹 선충 IDA-like homolog(MiIDL1)의 병원성 관련 기능연구 ... 13
• 7) SlIDA의 내재해성 기능연구 ... 14
• 7) 동정된 신규 토마토 SlIDA 유전자 knock-out 생성 ... 16
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 24
• 끝페이지 ... 30