| 초록 |
□ 연구개요 질소비료의 과용으로 인하여 식물에 사용되지 않은 질소의 유실로 토양과 수질의 오염이 심각하게 대두되고 있다. 이에 대한 해결 방안으로 작물에 투입된 질소의 이용효율을 높여 질소의 토양 유실을 막을 연구가 필요하다. 본 연구에서는 세계 3대 식량작물 중 하나인 벼의 전사조절인자를 조절하여 작물의 질소이용효율을 높여 작물 생산성을 높이는 연구를 수행하였다. bZIP 전사조절인자 중 쌍자엽 모델식물인 Arabidopsis에서 질소이용효율을 높인다고 보고된 Hypocotyl elongation5 유전자를 최신 생명공학기술인 유전자 가위를 이용하여 돌연변이 식물체를 생산하고 형질전환으로 과발현 식물체를 제작하여 유전자의 기능을 벼에서 연구하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 - 잠재적인 질소 이용효율을 높일 수 있는 유전자의 발견. 질소이용효을 높일 수 있는 유전자를 벼에서 탐색하기 위하여 Arabidopsis 연구를 기반으로 bZIP 전사인자의 아미노산 서열 유사도 검색을 진행하여 벼에서 Homologous 유전자를 탐색한 후 RACE-PCR을 이용하여 full-length cDAN를 클로닝 완료함. - 작물 수량 증가의 필수 원소인 질소의 이용효율이 높아진 작물체 생산. 고정된 과발현 형질전환체에서 질소이용효율 기내 평가 완료함. - 첨단 분자육종기술인 CRISPR/Cas9 genome editing 기술의 활용으로 GM-free 작물 생산. 유전자가위 기술을 이용하여 벼에서 Oshy5_1, Oshy5_2, Oshy5_3 유전자의 염기서열 편집에 따른 돌연변이 확인 및 외부유전자가 제거된 식물체 확인 완료함 - 광반응에 따른 유전자의 발현량 변화 확인 쌍자엽 식물과 단자엽 식물 HY5의 광반응이 서로 반대의 결과를 보이고 있어 이에 따른 규명이 필요해 보임. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 경제적 농업적 측면 벼의 유전자원 확보와 유용유전자에 대한 지적소유권의 확보는 한국의 벼 종자 산업이 국제적인 경쟁력을 갖는데 중요한 핵심 사업이다. 본 연구를 통해서 궁극적인 목표는 새로운 유용 유전자를 규명하는 것에 있다. 이러한 실험을 통하여 벼 유전자의 생물학적, 농업적 유용성을 검증하고 이러한 자료를 근거로 유용 유전 인자와 유전자원에 대한 지적 소유권과 물적 자산을 확보할 수 있도록 하는 것이다. - 학문적 파급효과 벼에 있어서 transcription factor의 발현 기작을 밝힘으로써 다른 단자엽 식물로의 응용과 적용이 가능성이 높아 다른 작물에서의 발현조절에 대한 이해를 높일 수 있으며, 식물의 전반적인 발현 조절을 이용하는데 도움이 될 것으로 판단된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
