초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
❍ 궁극적 목표: 미개척 분야로 남아있는 식물엑디스테로이드(PE) 생합성계를 구명하여 초광범위 내충성작물 분자육종 기술 기반을 마련함.
❍ 본 연구목표: 식물엑디스테로이드 생합성 유전자들을 동정하여 생합성 지도를 완성하고, 식물엑디스테로이드 대사계를 조절할 수 있는 시스템을 구축함.

◼ 전체 내용
❍ 시금치 전사체 분석 데이터 기반 PE 생합성 후보유전자 선발(30종 내외)
❍ 일시적인 유전자 발현조절 기반 후보유전자 기능분석을 통해 PE 생합성 잠정유

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
❍ 궁극적 목표: 미개척 분야로 남아있는 식물엑디스테로이드(PE) 생합성계를 구명하여 초광범위 내충성작물 분자육종 기술 기반을 마련함.
❍ 본 연구목표: 식물엑디스테로이드 생합성 유전자들을 동정하여 생합성 지도를 완성하고, 식물엑디스테로이드 대사계를 조절할 수 있는 시스템을 구축함.

◼ 전체 내용
❍ 시금치 전사체 분석 데이터 기반 PE 생합성 후보유전자 선발(30종 내외)
❍ 일시적인 유전자 발현조절 기반 후보유전자 기능분석을 통해 PE 생합성 잠정유전자 5~10종 선발
❍ PE 생합성 잠정유전자 정밀 기능분석을 위한 시금치 조직배양/형질전환계 활성화 및 최적화
❍ PE 생합성 잠정유전자(5~10종) 도입 형질전환시금치 제작 및 개체 증식
❍ 형질전환시금치의 분자생물학적 검증 및 PE 대사체 분석을 통한 잠정유전자 기능 검증 및 PE 대사제어 시스템 구축

◼ 1단계(2016~2018)
❏ 목표
❍ 시금치 PE 생합성 잠정유전자 5~10종 선발
❏ 내용
❍ 시금치 전사체 분석 기반 PE 생합성 후보유전자 선발(30종 내외)
❍ 일시적인 유전자 발현억제 및 과발현을 통한 후보유전자 기능 분석
❍ 시금치 PE 생합성 잠정유전자 5~10종 선발

◼ 2단계(2019~2021)
❏ 목표
❍ PE 생합성 잠정유전자 도입 형질전환시금치 제작
❏ 내용
❍ 시금치 조직배양/형질전환계 활성화 및 최적화
❍ 잠정유전자 과발현 및 발현억제 식물발현벡터 제작
❍ 아그로박테리움 매개 형질전환시금치 제작

◼ 3단계(2022~2023)
❏ 목표
❍ 시금치 PE 생합성 유전자 동정 및 대사제어 시스템 구축
❏ 내용
❍ 형질전환시금치 분자생물학적 검증
❍ 형질전환시금치 PE 대사체 분석
❍ 시금치 PE 생합성 유전자 동정 및 대사제어 시스템 구축

□ 연구개발성과
❍ 1단계(2016~2018): 시금치 전사체(RNA-seq) 분석을 통해 20E(활성형 PE) 생합성 후보유전자 36종(CYP450: 33, 기타: 3종) 선발, 시금치를 대상으로 한 유전자의 일시적인 발현억제(VIGS) 및 과발현(TGOE) 시스템을 기반으로 20E 생합성 잠정유전자 최종 10종 선발
❍ 2단계(2019~2021): 시금치 조직배양계 및 형질전환계를 활성화/최적화, 잠정유전자 10종에 대한 과발현/발현억제 식물발현벡터를 제작하여 각각에 대한 형질전환시금치 제작
❍ 3단계(2022~2023): 잠정유전자 10종 과발현/발현억제 형질전환시금치 중 개체 증식이 완료된 개체들을 대상으로 분자생물학적 검증 및 20E 생합성 변화 분석, 시금치 20E 생합성지도 초안 완성, 잠점유전자 10종을 일시적으로 과발현 시킨 담배를 제작하여 20E 생합성계 복원 가능성 확인
❍ 논문: SCI급 7편 게재, 특허(국내): 출원 1건, 등록 1건, 학술발표: 국내 2건, 국제 12건

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
❍ 시금치 20E 생합성 잠정유전자 10종 동정 및 생합성 지도 초안은 현재까지 거의 밝혀져 있지 않은 식물 20E 생합성계를 구명하는 핵심 연구성과로써 후속연구(한국연구재단 우수신진연구 등)를 지속적으로 진행하여 식물의 20E 생합성계를 명확히 구명함과 동시에 대사제 어를 통한 생합성계 복원기술 확립에 지속적으로 활용해 나갈 계획임.
❍ 본 연구를 통해 확립한 연구 시스템 및 성과들은 미개척 분야로 남아 있는 식물엑디스테로이드(20E) 생합성계 구명을 통한 내충성작물 분자육종 신기술 개발의 중요한 기반이 되어 관련 분야의 학문적/기술적/경제적 파급효과 뿐만 아니라 농업기술의 국가경쟁력 제고에도 크게 기여할 수 있을 것으로 기대됨.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구초점 ... 4
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 4
• 1-3. 최종목표 및 연차별 연구범위 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 내용 ... 7
• 2-1. 본 연구의 모델식물 시금치 ... 7
• 2-2. 연차별 수행 내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성도 ... 10
• 3-1. 연차별 수행 결과 ... 10
• 3-2. 정성적 연구개발성과 및 목표달성도 ... 23
• 3-3. 정량적 연구개발성과 ... 24
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여도 ... 28
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 29
• 6. 참고문헌 ... 29
• 끝페이지 ... 31