초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 최종목표는 21세기 지속가능한 사회발전을 위해 식량, 환경, 에너지, 보건문제 등 제반 사회현안문제를 해결할 수 있는 “글로벌 구원투수 고구마”의 산업화/실용화에 가장 문제점이 되는 수확 후 저온저장성 향상과 고위도지역 재배지역 확대를 위해 1단계(2015.11~2018.10)에서 수행한 오믹스기반 저장성연구 성과의 심화연구(advanced study)를 통하여 고구마 저장성 향상 및 저온내성 고구마 개발에 필요한 산업적 가치가 있는 핵심기술 (industrial platform)을 확보하고자 함.

□ 연구개요
본 연구의 최종목표는 21세기 지속가능한 사회발전을 위해 식량, 환경, 에너지, 보건문제 등 제반 사회현안문제를 해결할 수 있는 “글로벌 구원투수 고구마”의 산업화/실용화에 가장 문제점이 되는 수확 후 저온저장성 향상과 고위도지역 재배지역 확대를 위해 1단계(2015.11~2018.10)에서 수행한 오믹스기반 저장성연구 성과의 심화연구(advanced study)를 통하여 고구마 저장성 향상 및 저온내성 고구마 개발에 필요한 산업적 가치가 있는 핵심기술 (industrial platform)을 확보하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 1단계 선행연구에서 확보한 저온저장성 내성 유전자군/단백질군/SNP군에 대해 과제책임자가 제안하여 “한중일고구마연구협의회(TRAS)”에서 추진 중인 고구마 유전체(6배체, 2.8Gb) 완전해독(2018년 연말 예정) 결과를 이용하여 심화해석하고, 저온저장성 향상 유전자군을 이용한 현재 제작중인 형질전환 고구마를 재배하여 고구마의 특성을 규명하고 고구마 저장성 및 식물체의 저온내성향상 고구마 개발에 필요한 핵심기술을 확보하고자 함. 아울러 저장성 향상에 중요한 큐어링(curing) 관련 핵심인자도 탐색할 예정이며 주요 연구내용은 다음과 같음.

- 저온저장성 우수/취약성 품종간 비교전사체 결과(유전자군: 264개)의 심화해석
· 6주 저온처리: 209개 유전자(발현증가), 55개유전자(발현감소)
- 저온저장성 우수/취약성 품종간 단백질체 연구결과(단백질군: 58개)의 심화해석
· 8주 저온처리: 58개 단백질(발현증가)
- 저온저장성 내성 유전자(6개) 도입 형질전환 고구마의 저온저장성 향상 유용성 검정
· 리그닌 생합성 유전자: IbLfAP, IbCAD1
· 지질대사 유전자: IbFAD3, IbFAD8, IbPLDα1(발현억제)
· 신호전달 유전자: IbWRKY31
- 저온저장성 내성 유전자(6개) 도입 형질전환 고구마의 저온내성 향상 유용성 검정
- 저온저장성 향상에 중요한 큐어링 핵심인자 탐색 및 이용기술 개발
- 저온저장성 내성 분자마커(SNP군: 106개)의 검정 및 활용기술 개발

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
(1) 활용방안
○ 저장성 향상에 관련된 유전자는 고구마 품질제고, 에너지 절약형 생명공학 고구마 품종개발에 활용되어 다양한 GM작물, Gene editing (유전자교정) 개발에 활용 가능함
○ 저온 저장성향상은 저온내성에도 관여하는 것이 확인되어 북한을 포함한 중국내몽고, 중앙아시아 등 고위도 지역에 적합한 저온내성 고구마 품종육성에 활용될 수 있음.
○ 저온저장성 향상관련 분자마커는 저장성향상 품종 선발을 육종선발마커로 활용될 수 있음

(2) 학문적·기술적 측면
○ 고구마 저장성 향상 핵심인자는 고구마 품종선발 및 생명공학 품종개발에 핵심기술로 이용될 수있음
○ 고구마 저장성 향상 핵심인자는 다른 열대/아열대 작물의 수확 후 저장성 향상을 위한 기초정보로활용
○ 오믹스 기반 핵심인자(전사체, 단백질체 등)는 기존 품종들과 비교하면 저장성향상 메카니즘 이해에 도움

(3) 경제적·산업적 측면
○ 저장성 향상으로 1,000억 원 이상 국내 고구마 농가 및 유통업체 손실절감 효과 기대
○ 현재 전량 수입에 의존하는 연간 3,000억원 이상의 가공용 고구마 수입 대체 효과 창출
○ 글로벌 조건 불리지역 고구마 대량재배로 국가 식량안보 및 고구마기반 바이오소재 생산에 기여
○ 저장성 향상을 통해 향후 유럽 등 선진국에 수출량 증대가 가능함.
○ 고구마 저온저장 관련 다수의 핵심 유전자들의 국내외 특허출원으로 지적재산권 확보 가능

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발과제의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 목표 및 내용 ... 7
• 1) 연구개발과제의 최종목표 ... 7
• 2) 연구개발과제의 내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 19
• 붙임1 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 25
• 끝페이지 ... 40