초록 ▼

□ 연구개요
본 연구과제의 최종 목표는 ‘기후변화가 식물과 곤충의 공진화와 관련 있는 식물의 2차 대사산물의 발현에 미치는 영향을 밝히는 것’으로, 특이적 2차 대사산물을 합성하는 쥐방울덩굴을 연구 대상 종으로 선정하여 이를 규명하고자 하였다. 쥐방울덩굴의 최적 생육 환경조건을 규명하였으며, 초식 스트레스와 기후변화로 예상되는 환경변화 조건에서의 2차 대사산물 합성 양상 변화와 전사체 변화를 파악하였다. 이로부터 기후변화로 인한 환경 변화가 식물의 2차 대사산물 합성 양상에 영향을 미쳐 특이적 초식 곤충의 적합도에도 영향을 미

□ 연구개요
본 연구과제의 최종 목표는 ‘기후변화가 식물과 곤충의 공진화와 관련 있는 식물의 2차 대사산물의 발현에 미치는 영향을 밝히는 것’으로, 특이적 2차 대사산물을 합성하는 쥐방울덩굴을 연구 대상 종으로 선정하여 이를 규명하고자 하였다. 쥐방울덩굴의 최적 생육 환경조건을 규명하였으며, 초식 스트레스와 기후변화로 예상되는 환경변화 조건에서의 2차 대사산물 합성 양상 변화와 전사체 변화를 파악하였다. 이로부터 기후변화로 인한 환경 변화가 식물의 2차 대사산물 합성 양상에 영향을 미쳐 특이적 초식 곤충의 적합도에도 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다.

□ 연구 목표대비연구결과
세부 목표 1 ‘국내 서식 쥐방울덩굴 개체군별 생리․생태적 특성 확인’에 대해서 문헌조사를 바탕으로 쥐방울덩굴 개체군의 서식지를 확보하였으며, 이에 대한 서식 환경과 쥐방울덩굴의 생육 양상을 조사하였다. 또한, 쥐방울덩굴 각 개체군의 2차 대사산물 합성 양상과 유전적 다양성을 파악하여 향후 실험 계획에 활용할 수 있는 자료를 확보하였다. 이와같이 세부 목표 1을 100% 달성하였다.
세부 목표 2 ‘기후변화에 따른 환경 변화가 쥐방울덩굴의 생리적 특성에 미치는 영향 파악’에 대해서는 물리적 피해와 환경 변화에 따른 쥐방울덩굴의 생육 양상 및 2차 대사산물의 변화를 확인하였다. 또한, 2차 대사산물 합성과 관련하여 발현량이 변화할 것으로 예상되는 후보 유전자를 선정하고, 이와 상동 관계에 있는 쥐방울덩굴의 유전자를 확인하였다. 이와같이 세부 목표 2를 100% 달성하였다.
세부 목표 3 ‘외부 스트레스에 따른 쥐방울덩굴의 생리적 반응과 관련된 신호전달체계 유전자 확인’에 대해서는 섭식 피해에 대한 쥐방울덩굴의 방어 관련 유전자 발현 양상을 파악하고, 이러한 양상이 기후변화로 인한 환경 변화에 따라 변화가 나타나는지 그 여부를 비교ㆍ분석하였다. 이와같이 세부 목표 3을 100% 달성하였다.
이로부터 최종 목표인 ‘기후변화가 식물과 곤충의 공진화와 관련 있는 식물의 2차대사산물의 발현에 미치는 영향’을 규명하였다. 당초 가설은 ‘기후변화로 인해 변화한 환경 조건에서 식물의 특이적 2차 대사산물의 합성 및 축적은 약화될 것이다’였으나, 실제로 기후변화로 인한 환경 변화 조건에서 쥐방울덩굴의 2차 대사산물 축적은 오히려 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 연구 목표는 100% 달성하였지만, 기후변화에 따른 공진화 관계의 변화를 보다 명확히 파악하기 위해서는 환경 변화에 따른 식물의 변화가 특이적 초식 곤충에 실질적으로 미치는 영향을 파악하는 후속연구가 필요한 것으로 판단하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구 결과는 기후변화에 따른 생물간 상호작용 변화, 그 중에서도 식물과 곤충의 공진화 관계에 대한 이해를 높이는 데 있어 학문적으로 기여하였다고 할 수 있다. 또한 생태학 연구에 있어 더불어 화학생태학․분자생물학적 방법을 활용하며 국내에서의 생태학 분야의 융합 연구의 가능성을 제시하였다. 또한 본 연구과제를 통하여 생태학 분야의 전문인력을 배출하였으며, 생태학 분야에 새로운 방법을 적용할수 있도록 학문 분야의 발전과 확산에 기여할 것이다.
본 연구에서 초본 식물에 대한 기후변화 환경 조건을 조성하기 위하여 제작 및 적용한 상부 개방형 온실은 쥐방울덩굴과 꼬리명주나비의 특이적 종간 상호작용과 관련된 후속 연구뿐만 아니라 기후변화 관련 다양한 식물-곤충 상호작용 관계 변화 연구에 지속적으로 활용할 예정이다. 또한 본 연구를 통해 도출한 쥐방울덩굴의 최적생육 환경은 쥐방울덩굴과 꼬리명주나비의 보전에 활용될 수 있다.
연구 성과 중 현재 학술지 투고 준비 중인 2편의 논문과 더불어 및 후속 분석 수행 중인 연구에 대해서도 추후 학술지 논문 형태로 작성하여 투고할 예정이다. 또한 기후변화에 따른 식물과 특이적 초식 곤충의 상호작용 변화에 기반한 공진화적 변화를 규명하기 위한 특이적 초식 곤충의 실질적인 적합도와 관련된 장기 후속 연구를 추진할 예정이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구의 필요성 ... 4
• 2) 연구 목표와 연구 범위 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 연구과제의 수행 과정 ... 5
• 2) 세부목표 1: 국내 서식 쥐방울덩굴 개체군별 생리, 생태적 특성 확인 ... 6
• 3) 세부목표 2: 기후변화에 따른 환경 변화가 쥐방울덩굴의 생리적 특성에 미치는 영향 파악 ... 8
• 4) 세부목표 3: 외부 스트레스에 따른 쥐방울덩굴의 생리적 반응과 관련된 신호전달체계 유전자 파악 ... 10
• 5) 종합 결론 ... 12
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 14
• 1) 학문적 기여 ... 14
• 2) 기술적․사회적 기여 ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 15
• 6. 참고문헌 ... 16
• 붙임1 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 24
• 끝페이지 ... 39