[표지]
요약문
목차
Abstract 14
I. 서론 15
II. 연구내용 및 방법 19
1. CO₂ 농도처리에 따른 애기장대의 형태적 반응 19
가. 애기장대 파종 및 발아 19
나. 애기장대 이식 및 CO₂ 농도 처리 19
다. CO₂ 농도 처리에 따른 생리·생태적 반응 21
라. 식물체 및 데이터 결과 분석 22
2. 고농도의 CO₂ 환경에 따른 식물체 내 발현 유전자 분석 23
가. 연구내용 23
나. 연구방법 23
3. 환경스트레스에 따른 식물체 내 발현 유전자 분석 25
가. YUCCA6 유전자의 건조 저항성 관련 연구 25
나. 구상나무에서 기후변화 취약 진단마커 동정을 위한 유전자 추출 26
4. 고농도의 CO₂ 환경에 따른 식물의 병원체 반응 분석 27
가. 전분대사와 식물병원균의 연관성 조사 27
나. CO₂ 증가에 의한 식물의 병원체 반응 분석 28
5. 국내 자생 애기장대의 생리·생태학적 특성비교 30
가. 연구내용 30
나. 연구방법 30
III. 연구결과 및 고찰 32
1. CO₂ 농도 처리에 따른 애기장대의 형태적 반응 32
가. CO₂ 농도 증가에 따른 애기장대의 표현형 관찰 32
나. CO₂ 농도 증가에 따른 애기장대의 형태적 반응 분석 34
2. 고농도의 CO₂ 환경에 따른 식물체 내 발현 유전자 분석 47
가. CO₂ 증가에 따른 애기장대의 다양한 유전자의 발현 분석 47
3. 환경스트레스에 따른 식물체 내 발현 유전자 분석 76
가. 식물생장호르몬 관련유전자(YUCCA6)의 환경스트레스 관련성 연구 76
나. 구상나무에서 기후변화 취약 진단마커 동정을 위한 유전자 추출 82
4. 고농도의 CO₂ 환경에 따른 식물의 병원체 반응 분석 83
가. 전분대사와 식물병원균의 연관성 조사 83
나. CO₂ 증가에 의한 식물의 병원체 반응 분석 85
5. 국내 자생 애기장대의 채집 및 생리·생태학적 특징 연구 87
가. 국내 자생 애기장대 시료 및 화상자료 확보 결과 87
나. 국내 자생 애기장대의 형태학적 특징 분석 90
IV. 결론 93
가. 결론 93
나. 향후계획 94
다. 기대효과 95
참고문헌 96
부록 102
부록 1. 일별·CO₂ 농도별 생산서열 품질 102
부록 2. 7일 350 ppm에서 현저한 발현변화량을 나타내는 유전자 108
표 1. Measurement contents 21
표 2. CO₂ 농도별 샘플링 시간과 샘플의 무게 24
표 3. 애기장대의 생물계절 반응 41
표 4. CO₂ 구배별 식물의 유전자 발현 RNA-seq Overview 48
표 5. 일별 CO₂ 농도 구배별 유전자 발현 비교 49
표 6. CO₂농도에 증가에 특이적으로 발현되는 유전자마커 후보군 75
표 7. 국내 애기장대 채집위치와 Ecotype 87
그림 1. RNA-Seq 실험 방법 17
그림 2. 처리구 별 CO₂ gas 공급 모식도 20
그림 3. CO₂ 농도 처리에 따른 CO₂ Growth Chamber 21
그림 4. CO₂ 농도에 따른 식물병원균 측정 모식도 30
그림 5. CO₂ 농도 처리 시간에 따른 식물 형태학적 차이 비교 32
그림 6. CO₂ 농도 처리 시간에 따른 잎 및 지상부 반응 비교 33
그림 7. CO₂ 농도 증가에 따른 식물의 반응 분석 35
그림 8. CO₂ 농도 증가에 따른 식물체 반응 37
그림 9. CO₂ 농도 증가에 따른 줄기 길이와 Silique의 반응 39
그림 10. CO₂ 농도 증가에 따른 엽록소 함량 분석 40
그림 11. SEM(Scanning Electron Microscope)으로 촬영한 줄기 두께 42
그림 12. CO₂ 농도 별 줄기 두께 비교 43
그림 13. 애기장대 잎 단면 사진 45
그림 14. 애기장대 잎 단면 두께 46
그림 15. 애기장대 잎 단면 세포 면적 46
그림 16. CO₂ 구배별 식물의 유전자 발현 RNA-seq. Overview 47
그림 17. 7일째 CO₂ 350 ppm 대 700 ppm 비교 50
그림 18. 7일째 CO₂ 350 ppm 대 1000 ppm 비교 51
그림 19. 7일째 CO₂ 350 ppm 대 4000 ppm 비교 52
그림 20. 14일째 CO₂ 350 ppm 대 700 ppm 비교 53
그림 21. 14일째 CO₂ 350 ppm 대 1000 ppm 비교 54
그림 22. 14일째 CO₂ 350 ppm 대 4000 ppm 비교 55
그림 23. 14일째 CO₂ 350 ppm 대 700 ppm 비교 56
그림 24. 14일째 CO₂ 350 ppm 대 1000 ppm 비교 57
그림 25. 21일째 CO₂ 350 ppm 대 4000 ppm 비교 58
그림 26. 28일째 CO₂ 350 ppm 대 700 ppm 비교 59
그림 27. 28일째 CO₂ 350 ppm 대 1000 ppm 비교 60
그림 28. 28일째 CO₂ 350 ppm 대 4000 ppm 비교 61
그림 29. 7일 350 ppm, 700 ppm에서 발현되는 특이유전자의 분포 63
그림 30. 7일 350 ppm, 1000 ppm에서 발현되는 특이유전자의 분포 64
그림 31. 7일 350 ppm, 4000 ppm에서 발현되는 특이유전자의 분포 65
그림 32. 14일 350 ppm, 700 ppm에서 발현되는 특이유전자의 분포 66
그림 33. 14일 350 ppm, 1000 ppm에서 발현되는 특이유전자의 분포 67
그림 34. 14일 350 ppm, 4000 ppm에서 발현되는 특이유전자의 분포 68
그림 35. 21일 350 ppm, 700 ppm에서 발현되는 특이유전자의 분포 69
그림 36. 21일 350 ppm, 1000 ppm에서 발현되는 특이유전자의 분포 70
그림 37. 21일 350 ppm, 4000 ppm에서 발현되는 특이유전자의 분포 71
그림 38. 28일 350 ppm, 700 ppm에서 발현되는 특이유전자의 분포 72
그림 39. 28일 350 ppm, 1000 ppm에서 발현되는 특이유전자의 분포 73
그림 40. 28일 350 ppm, 4000 ppm에서 발현되는 특이유전자의 분포 74
그림 41. yuc6-lD 식물의 건조스트레스 저항성과 ROS 억제기능 77
그림 42. YUC6가 포함하고 있는 TR 활성과 중요한 Cys-85잔기 78
그림 43. Cys-85 잔기가 건조스트레스와 ROS 억제에 관여 80
그림 44. YUC6 구조적·기능적 모델 81
그림 45. 구상나무 Genomic DNA 및 Total RNA 전기영동 사진 82
그림 46. 전분대사에 관여하는 유전자의 결핍이 세균병 민감성 유발 83
그림 47. 전장 유전체 분석을 통한 세균병 민감성의 유전적 원인 확인 84
그림 48. CO₂ 농도별 환경에서 PstDC3000에 대한 병징 85
그림 49. CO₂ 농도별 환경에서 식물 잎 조직 내의 세균 개체수 86
그림 50. 국내 자생 애기장대 생육지 및 생육모습 88
그림 51. 국내 자생 애기장대 생육지 및 생육모습(계속) 89
그림 52. 국내 자생 애기장대의 잎 넓이 비교 사진 90
그림 53. 국내 자생 애기장대의 잎 넓이 91
그림 54. 국내 자생 애기장대의 줄기 출현 시기 비교 사진 91
그림 55. 국내 자생 애기장대의 개체 별 비교 사진 92
그림 56. 2016년도 향후 계획 94
그림 57. 연구과제의 기대효과 95