| 초록 |
□ 연구개요 전 지구적인 급격한 기후변화로 인해 해양은 수온상승, 산성화, 염분변화 등 다양한 환경변화를 겪고 있다. 이러한 해양환경변화에 따른 해양생물 군집변화는 장기적으로 해양생태계의 재편을 가져올 것이며, 환경스트레스 적응기작을 가진 해양생물들이 우점하여 핵심종의 역할을 할 것이다. 본 연구에서는 해양생물의 환경스트레스 내성/적응 기작을 밝히기 위해 유전체와 전사체분석을 이용하여 연구를 수행하고 이런 연구들을 기반으로 해양생태계의 변화에서 적응력이 있는 해양생물들의 생태학적인 주요 역할들을 전망해보고, 환경적응 메커니즘과 관련된 유용 유전자원들을 활용할 수 있는 기반을 마련하는데 목적이 있다. □ 연구 목표대비 연구결과 연구기간 동안 20여개의 연안정점에서 총 90여개의 해양식물플랑크톤 배양주가 분리 되었으며, 환경스트레스(온도, 염분, pH, 빛 조건 등)에 적응을 보이는 14종의 배양주를 성공적으로 선별하였다. 이 중에는 신종 후보 4종이 포함되어있다. 환경 스트레스 적응성 해양 식물플랑크톤 14종, 거대해조류(홍조류, 녹조류) 2종, 해양산호 1종, 해양 갑각류 2종을 선별하여 유전체 및 전사체 데이터를 생산하여 분석 완료 및 진행 중에 있다. 광합성 제한 조건에서 장기간 생존이 가능한 규조류 3종을 이용하여 전사체 시퀀싱 완료 및 유전자 발현패턴 비교 분석 수행하였으며, 현재 유전체 자료 및 metylome 데이터를 추가로 생산하여 DNA metylation 패턴분석 진행중이다. 고염환경에서 적응 가능한 Artemia franciscana의 전사체 분석을 위해 해수조건(35psu) 및 해수보다 높은 다양한 염분조건(50, 100, 150, 230psu)에서 RNA시퀀싱을 수행하여 고염분 적응 메커니즘을 유전자 수준에서 분석하여 해당내용을 SCI논문으로 출판하였다. 전세계 최대 양식새우인 흰다리새우(Penaeus vannamei)를 이용하여 미세플라스틱에 대한 영향을 알아보기 위해 미세플라스틱에 노출된 개체들의 전사체 시퀀싱 데이터를 이용하여 분석을 수행하였고, 해당 결과를 SCI논문으로 출판하였다. 또한, 국제협력연구를 통해 하와이 토착 산호 4종에 대한 고품질 유전체 데이터를 완성하였으며 이 중에서 환경스트레스 저항성을가지는 M. capitata 는 염색체 수준의 유전체를 완성하여 SCI논문으로 출판하였다. 그리고 메타지놈 분석을 통해 홍조산호의 군체 내에 분포하는 호기성 및 혐기성 질소고정 박테리아가 홍조산호의 생장에 큰 영향을 준다는 것을 밝혀내어 일반학술지에 논문을 출판하였다. 본 연구를 통해 해양생물이 환경스트레스에 반응하는 메커니즘들 뿐만 아니라 다양한 방법론적 기반을 마련할 수 있었다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 규조류는 해양 광합성 진핵생물 중에서 생물량, 종 다양성, 일차생산력 면에서 가장 높은 기여를 하고 있는 그룹이기 때문에 생태학적으로도 매우 중요하다. 본 연구를 통해 발굴한 종속영양(삼투영양) 생활사를 나타내는 규조류의 경우 전 세계적으로도 보고된 사례가 몇 건밖에 없을 정도로 희귀한 그룹이다. 이번 연구결과들을 기반으로 해양 규조류의 특이적인 환경적응 메커니즘 및 진화 연구를 주제로 후속연구를 이어나갈 예정이다. 물론 이 외에도 다양한 환경스트레스 저항성을 동시에 나타내는 규조류와 미세녹조류 배양주들이 확보되어 있기 때문에, 지속적인 연구를 통해 복합 환경스트레스 적응 메커니즘 연구와 해양 식물플랑크톤 그룹들 간에 더욱 다양한 적응메커니즘을 규명하여 관련 유용 유전자원을 활용하는 등의 기대효과가 있다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
