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식물시스템공학연구센터

식물시스템공학연구센터

미래사회에 풍요를 더합니다.

목표
글로벌 기후변화 대응, 식량문제, 에너지문제 해결에 필요한 식물생명공학의 중요한 산업적 원천기술을 개발함
  • 식물유전체, 전사체, 대사체 연구, 핵심 유전자 및 분자마커 발굴, 식물개량기술 개발
  • 식물기반 글로벌 녹색기술 개발을 위하여 환경 스트레스 내성식물 및 유용물질 생산 산업식물 개발 및 글로벌 협력네트워크 구축
연구원
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연구원
성명 연구분야
김현순 센터장
  • 식물-기반 유용물질 생산 (분자농업) 효율 증대를 위한 제반 원천기술 활용 연구
곽상수 책임연구원
  • 기후변화 및 사막화확산 방지를 위한 산업용 식물 개발
  • 오믹스 기반 고구마 저장성 향상 및 저온내성 연구
김혜란 책임연구원
  • 기능성 물질 관련 식물 유전 육종 및 유전자 기능 연구
  • 유전체 기반 식물 개량기술 및 분자마커 개발 연구
민성란 책임연구원
  • 유용 유전자 기능분석 연구
  • 유용 물질생산 약용식물 배양 기술 개발
유병태 책임연구원
  • 식물 환경/병 저항성 향상 소재 발굴 및 실용화 연구
  • 식물기반 합성고무 대체 바이오고무 생산 원천기술 개발
이행순 책임연구원
  • 고구마 색소항산화물질 대사공학 연구
  • 환경스트레스 내성 형질전환 식물 개발
권석윤 책임연구원
  • 식물 유전체 및 유전자 기능 분석
  • Bioinformatics기반 유용유전자 고발현 원천 기술 개발
문제선 책임연구원
  • 병원체의 진단을 위한 다중 올리고 DNA 칩의 개발
  • 식물 유전자 기능 연구를 위한 바이러스 유도 유전자 침묵 (virus induced gene silencing) 범용 벡터 개발
  • 식물 바이러스를 활용한 의약 소재 생산 신규 시스템 개발
박정미 책임연구원
  • 식물-미생물 상호작용
  • 식물 분자 면역
조혜선 책임연구원
  • 식물분자육종을 위한 기능재설계
  • 식물생산성 증대 유전자 발굴 및 활용
  • 단백질구조변화 조절기작
정원중 책임연구원
  • 미세조류 및 거대조류 대사재설계 기술개발
  • 엽록체 유전자 발현 조절기술 개발
전재흥 책임연구원
  • 우량종묘의 대량생산 시스템 개발 및 확립을 위한 기반 연구
  • 농업형질 개선을 위한 형질전환 식물 개발
이정여 선임연구원
  • 식물 영양성분 증대를 위한 기능유전체 연구
  • 식물 기반 기능성물질 함량 개량 기술 개발
연구분야
  • 식물 오믹스 (유전체, 전사체, 대사체 등) 기반 식물개량기술개발 연구
  • 유용 유전자 기능분석 및 분자마커 개발연구
  • 고구마 저장성 향상 및 색소 항산화물질 대사공학 연구
  • 석유화학 대체 식물기반 바이오고무 생산 원천기술 개발연구
  • 식물기반 글로벌 녹색기술 협력을 위한 중국, 카자흐스탄 등과 협력연구
  • 고부가가치 유용물질(바이오의약/소재)의 지속가능 생산을 위한 식물세포 기능재설계 원천 기술 개발 연구
연구성과
  • 식물 유전체 해독 및 정보자원화
    • 고구마 (6X, 2.4Gb) 유전체 완전해독을 위해 한중일 컨소시엄에 참여하여 고구마 각 부위별, 환경스트레스별 전사체 분석을 하고 정보자원화 하였다.
    • 양배추 주요 유전자원 41계통의 유전체 정보해독, 유전변이체 분석, 기본 유전자지도 작성, 표준유전자세트 확보하였다.
    • 재래종 참외의 표준유전체정보 해독, 딸기 유전체 정보해독 등의 유전체 정보자원을 확보하여 데이터베이스화하였다.
  • 복합 환경스트레스 내성식물 개발 및 특성 규명
    • 산화스트레스 유도성 SWPA2 프로모터 조절 하에 AtNDPK2 유전자, IbOrange 유전자 등이 도입된 형질전환 고구마, 알팔파, 포플러를 개발하여 건조, 고염 및 산화스트레스에 대한 내성을 조사하였다.
  • 색소 항산화물질이 강화된 형질전환 고구마 개발
    • ß-Carotene hydroxylase (CHY-ß) 혹은 lycopene ε-cyclase (LCY-ε)의 발현을 억제하여 β-카로틴의 함량이 높은 형질전환 고구마 배양세포가 개발되었다. 또한 카로티노이드 축적에 관여하는 IbOrange 유전자를 자색 고구마에 도입하여 안토시아닌과 카로티노이드를 동시에 축적하는 형질전환 고구마를 개발하였다.
  • 러시아민들레에서 천연고무 생산기술 개발
    • 러시안민들레 latex조직의 유전체 분석 및 천연고무 생합성회로 유전자군을 분리하고 동정하였다
    • 러시안민들레 고무함량 증가 유도하는 미생물 및 화학물질 처리기술 개발하고 특허출원하였다.
  • 엽록체 형질전환기술 개발
    • 엽록체 내에 다양한 형태의 extrachromosome이 존재함을 밝히고, 이의 활용기술연구를 성공적으로 수행하였다.
  • 약용식물 대량 증식 기술 개발
    • 약용식물 반하의 현탁배양세포로부터 microtuber를 대량 증식하는 기술을 개발하였다.
  • 식물개량 기술 및 분자 마커 개발
    • 양배추의 육종연한을 단축하고 정밀육종을 가능하게 하는 여교배선발용 마커, 품종순도검정 마커, 계통고정검정 마커, 기능성물질 함량검정 마커를 개발하여 현장적용하고 있으며 참외의 품종 구별 분자마커를 개발하였다.
  • 식물 기반 바이오 의약 소재 생산 시스템 구축
    • 식물 기반 유용 단백질 또는 물질 생산을 위한 신규 바이러스 벡터의 제작
  • 식물 유전자 기능 연구를 위한 바이러스 유도 유전자 침묵 벡터의 개발
    • 가지과, 박과, 십자화과, 및 콩과 작물의 유전자 기능 연구를 위한 범용 벡터의 제작
  • 단백질 구조제어 유전자군의 세포내 미세조절기작 규명
    • Post-translational 조절기작에 관여하는 이뮤노필린 유전자의 단자엽 작물 분류체계를 최초로 확립하였고, 환경변화에 의한 타겟 단백질의 구조 안정화 기능을 규명함
  • 가지과 유전체분석을 위한 국내외 협력 연구
    • 2004년부터 시작된 가지과 식물(토마토)의 유전체 해독을 위한 국제콘소시움에 참여하여 2012년 Nature에 토마토 유전체를 발표하고, 2014년 한국팀만으로 고추 유전체를 분석하여 Nature Genetics에 논문을 발표하였음
  • 기능 유전체 연구를 위한 플랫폼 기술 개발
    • 유전자의 대규모 스크리닝을 위해 개발된 바이러스 유도 유전자 침묵기술은 현재 Nicotiana benthamiana, 고추, 토마토를 포함하여 많은 종류의 가지과식물의 스크리닝에 사용하고 있음
  • 식물의 병저항성 관련 식물의 자가세포사멸 기작 규명
    • 바이러스 유도 유전자 침묵기술을 이용하여 바이러스, 박테리아 침입에 대항하는 식물의 자살메커니즘 관련 유전자를 발굴하고, 이들의 식물병 저항성 기능을 연구하였음
  • 식물세포배양을 통한 재조합단백질 및 유용물질 생산 기반 구축
    • 산업적 또는 의약용으로 효용가치가 우수한 재조합단백질을 높은 발현 수준으로 식물세포에서 생산하기 위한 시스템을 구축하였으며, 이와 더불어 천연물의약 소재로서의 효능이 밝혀진 식물자원을 세포/조직배양을 통하여 지속적이고 안정적으로 생산하기 위한 기반을 구축하고 있음
우수논문
  • Sang-Soo Kwak (Corresponding) Physiol Plant. 153: 525-537
    • Overexpression of the IbMYB1 gene in an orange-fleshed sweetpotato cultivar produces a dual-pigmentated transgneic sweetpotato with improved antioxidant activity responses and salt tolerance
  • Sang-Soo Kwak (Corresponding) PLoS One. 10(6):e0126050
    • Transgenic alfalfa plants expressing the sweetpotato Orange gene exhibit enhanced abiotic stress tolerance
  • Sang-Soo Kwak (Corresponding) Plant Physiol Biochem 94: 19-27
    • Transgenic poplar expressing Arabidopsis YUCCA6 exhibits auxin-overproduction phenotypes and increased tolerance to abiotic stress
  • Haeng-Soon Lee (Corresponding) Mol Biol Rep 41: 8137-8148
    • Down-regulation of sweetpotato lycopene β-cyclase gene enhances tolerance to abiotic stress in transgenic calli
  • Stephen Beungtae Ryu (Corresponding) Plant Biotechnology J. 153: 525-537
    • Heterologous expression of chloroplast-localized geranylgeranyl pyrophosphate synthase confers fast plant growth, early flowering and increased seed yield
  • Stephen Beungtae Ryu (Corresponding) Frontier Plant Sci. 3:1-7
    • Translocation of phospholipase A2a to apoplasts is modulated by developmental stages and bacterial infection in Arabidopsis
  • Sung Ran Min (First author) Plant Biotechnol Rep 9:431-442
    • The fate of extrachromosomal DNAs in the progeny of plastid-transformed tobacco plants
  • Sung Ran Min (Corresponding) Plant Biotechnol Rep 9:331-338
    • Mass propagation of microtubers from suspension cultures of Pinellia ternata cells and quantitative analysis of succinic acid in Pinellia tubers
  • Jeongyeo Lee (1st), HyeRan Kim (Corresponding) J Agr Food Chem 61: 11222-11230
    • Metabolic dfferentiation of diamondback moth (Plutella xylostella (L.) resistance in cabbage (Brassica oleracea L. ssp. Capitata)
  • Jeongyeo Lee (1st), HyeRan Kim (Corresponding) BMC Genomics 15: 606
    • Functional innovations of three chronological mesohexaploid Brassica rapa genomes
  • Jeongyeo Lee (1st), HyeRan Kim (Corresponding) Process Biochem 50: 456-462
    • Differentiated cuticular wax content and expression patterns of cuticular wax biosynthetic genes in bloomed and bloomless broccoli (Brassica oleracea var. italica)
  • HyeRan Kim (Corresponding) Process Biochem 49: 1084-1091
    • Accumulation of anthocyanin and related genes expression during the development of cabbage seedlings
  • Hye Sun Cho (Co-corresponding) Plant, Cell & Environment 38(10):2071-2087
    • Rice cyclophilin OsCYP18-2 is translocated to the nucleus by an interaction with SKIP and enhances drought tolerance in rice and Arabidopsis
  • Won Joong Jeong (Corresponding) Front Microbiol 6:66
    • Threonine 286 of fatty acid desaturase 7 is essential for ω-3 fatty acid desaturation in the green microalga Chlamydomonas reinhardtii
  • Jae Heung Jeon and Hyun Soon Kim (Co-corresponding) Plant Cell Tiss Org Cult 120(1):57-68
    • The laccase promoter of potato confers strong tuber-specific expression in transgenic plants