| 초록 |
□ 연구개요 작물이 생산할 수 있는 능력을 100%로 보았을 때 실제 생산량은 21%에 불과 하며 총생산량의 약 69%는 가뭄, 냉해, 염해 등을 비롯한 환경재해에 의하여 손실되게 된다. 따라서 이러한 손실을 단 1%만 줄일 수 있다면 미래 인류가 당면할 식량 문제를 획기적으로 개선할 것이다. 환경재해 신호전달에 대한 연구는 분자 유전학적 연구가 가능한 Arbidopsis를 모델식물로 사용함으로서 많은 진전을 보이게 되었다. 그러나 Arabidopsis는 스트레스에 약한 식물 종 (glycophyte)이기 때문에, Arabidopsis에서 얻은 정보만으로 환경스트레스 저항성 작물체를 개발하는 데는 많은 한계점이 있다. 본 연구진은 환경이 아주 열악한 극지에서도 생존이 가능한 halophyte식물에 대한 연구를 다년간 수행하여 왔다. 이들 식물은 강한 재해 저항성을 가지고 있을 뿐만이 아니라, 작은 식물 크기, 다량의 종자 생산, 짧은 수명 주기, 애기장대 2배 정도의 작은 게놈을 가지고 있고 형질전환이 가능하여 분자유전학적인 연구 할 수 있는 이점이 있다. 따라서 본 연구에서는 이들 식물을 연구재료로 사용하여 환경재해신호전달에 관한 연구를 수행하고자 하며, 이렇게 얻은 정보를 궁극적으로는 환경재해에 강한 작물을 개발하는데 이용하고자 하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 단계기간 동안 당초 총 6편의 SCI논문 (매년2편 발표) 발표를 목표로 하였으나, 본 3년 동안의 연구를 통하여 PNAS, Molecular Plant, Plant Cell, Plant Physiology 등 식물학분야 최상위논문을 비롯하여 총 13편의 논문을 교신 저자로 발표하여 당시 목표치의 216%를 달성하였으며 그 내용은 다음과 같다. - 식물저온 신호전달에 관여하는 HOS15의 기능을 해석하고 식물이 어떻게 추위를 인식하고 방어하는지에 대한 분자기전을 밝혔다. 또한 HOS15와 결합하는 단백질들을 분리하고 그 특성을 규명하였다. - 건조스트레스 신호를 매개하는 ABA의 표현형을 보이는 신규 Receptor Kinase를 동정하고 그 기능해석을 행하였다. - 식물이 환경스트레스에 노출되었을 때 생체시계 및 후성유전학적인 조절을 통하여 어떻게 개화시기를 조절하는지에 대한 분자기전을 규명하였다. - Glycophyte식물과 halophyte식물에서 HKT1이 각각 sodium transporter와 potassium transporter로서 작용함을 표현형적으로 규명하였다. - 본 연구를 통해서 분리한 유용유전자를 벼 및 대두(soybean)에 도입하고 그 특성분석을 행하였다. □ 연구개발결과의 중요성 학술적인 면에서는 기존에 사용해 왔던 모델식물인 애기장대 (Arabidopsis)가 아닌 새로운 식물인 극지생존식물체로 부터 분자 유전학적인 방법을 이용하여 유용유전자를 확보할 수 있음으로서 식물학 발전에 크게 이바지 할 것으로 기대된다. 또한 원천 기술 확보를 통한 환경재해저항성 식물체 개발은 인류의 미래 생존에 직결된 식량 문제를 해결하는데 크게 기여 할 것으로 생각 한다. 인력양성면에서는 식물생명과학 분야의 전문성을 갖춘 세계적인 연구경쟁력을 배출할 수 있을 것으로 기대한다. (출처 : 연구결과 요약문 3p) |
