초록 |
□ 연구개요 본 연구는 식량작물로써 벼의 중요성에 따른 미생물총 연구의 필요성 증가에 따라 벼 (Oryza sativa)의 잎과 뿌리의 난배양성 미생물을 포함한 모든 미생물총의 염기서열을 수집해 분류학적 지도를 제작하고 벼 미생물의 기능적 역할을 규명하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 한국 소재 벼 재배지에서 벼의 잎과 근권에서 벼를 채취해 NGS 분석 및 수행 후 분류학적 지도 제작 및 벼 근권, 잎 미생물의 기능을 연구해 벼 군집 커뮤니티 이해를 돕고자 한다. □ 연구 목표대비 연구결과 ◾ 벼 분류학적 지도 제작 완성 벼의 metagenomics (균유전체학) 분석을 통해 난배양성 미생물을 포함한 분류학적 지도를 제작하였고, 실제 스크리닝을 통해 배양되는 미생물군집과 구성의 차이를 연구하였다. ◾ 벼 생장 촉진 미생물 확보 및 특성규명 벼 생장 촉진 미생물 확보하여 벼의 뿌리길이, 뿌리 털 증가, 전체적인 작물의 길이, 잎의 크기가 증가하는 것을 확인함으로써 그 영향을 확인하였다. ◾ 벼 미생물 발굴 벼 미생물 군집 조사과정에서 스크리닝을 수행하여 배양이 가능한 벼 미생물 군집을 16S rRNA 유전자분석으로 확보하였다. ◾ 신종 미생물 발굴 신종 (species) 후보 미생물을, 16S rRNA 유전자와 전장 게놈 분석을 기반으로 계통수를 작성하고, 분류학적 특성을 규명하여 신종미생물임을 확인하였다. ◾ 전장 유전체 분석 및 유전자 분석 게놈분석 수행을 통해 유전자를 분석, 발굴한 벼 미생물의 2차 대사산물 생합성 gene cluster와 알려진 in-silico 2차 대사산물과 비교하여 기능성이 있는 미생물을 발굴하였고, 실험을 통해 실제 기능을 하는지 확인하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ◾ 쌀은 중요 식량 작물이나, 군집연구는 비교적 최근에 시작한 것으로 확인되고 있으며, 벼 근권 미생물의 군집과 작물의 상호작용을 연구하며, 식물 생장촉진 미생물의 연구를 통해 질소비료를 비롯한 화학비료의 사용량을 감소시킬 수 있다. 따라서 환경적으로 건전한 미생물총을 활용한 기능성 미생물 비료생산의 토대를 마련해 친환경 경작 시스템 구축의 필요성이 강조된다. ◾ 현재 미생물 군집의 분류학적 구조 및 특성 등 에 국한된 연구에서 나아가 벼 microbiome 연구를 수행이 필요하며, 분류학적으로 구조화된 세균 군집은 속주의 건강에 중요한 기능을 가진다. ◾ 미생물총의 구성과 뿌리에서 획득패턴에 의해 어떻게 형성되는지 대한 지식이 제한적이며, 스크리닝을 수행하고, 미생물의 형성 및 기능에 대한 이해를 높이기 위해 미생물 모델 및 단순화된 커뮤니티를 확보한다. ◾ 미생물은 종마다 만들어내는 2차대사산물이 다르기 때문에 벼 미생물 군집 연구는 벼 관련된 신규물질 확보의 관여하고 있을 가능성이 있으며 본 연구를 통해 실마리를 찾을 수 있었다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |