사업화 유망기술

유전자 및 형질전환 식물체

스트레스 내성을 향상시킨 유전자 및 형질전환 식물체

식물체의 비생물학적 스트레스 내성 증진용 조성물

보유기관 : 연세대학교       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

식물체의 비생물학적 스트레스 내성 증진용 조성물로, 기후에 무관한 신기능 작물 개발이 가능함

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
비생물학적 스트레스 내성 관련 유전자 및 형질전환 식물체 10-2011-0050802

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 본 기술은 식물체의 비생물학적 스트레스 내성 증진용 조성물로, 기후에 무관한 신기능 작물 개발이 가능함

- 본 기술을 이용한 조성물은 가뭄과 같은 비생물학적 스트레스에 대한 내성뿐만 아니라 ABA 호르몬 발현 억제로 식물체 발아성능을 개선함

대표도면

[AtAIRP2 유전자의 돌연변이체와 야생형 애기장대의 가뭄 스트레스에 대한 저항성을 비교]

기술의 필요성

- 재배지역과 기후에 영향을 받지 않는 새로운기능의 작물이 필요

- 작물의 생산성 증대를 위한 스트레스 내성 혹은 민감성 관련 유전자의 생물학적 메커니즘 지식 확대 시급

기존기술대비 우수성

- 식물체의 비생물학적 스트레스 내성 증진용 조성물 및 발아 촉진용 조성물 제공

- AtAIRP2 돌연변이 유전자를 삽입하여 비생물학적 스트레스에 대한 민감성 확대

- AtAIRP2 형질전환 식물을 ABA와 반응하여 비생물학적 스트레스 내성 획득 및 종자 발화 촉진

기술 구현방법

본 비생물학적 스트레스 내성 관련 유전자 및 형질전환 식물체는 다음과 같이 형성 됨

- 핵산분자 : 제2서열의 아미노산 서열 코딩 뉴클레오타이드 발현 억제
- 프로모터 : 핵산분자에 작동적으로 결합하고 식물세포에서 RNA 분자 형성
- 애기장대의 발아 촉진용 조성물 : RNA 분자의 3’-말단 폴리아데닐화 야기 폴리 A 시그널 서열 포함 식물발현용 재조합 벡터 완성

기술동향

- 2020년까지 제초제 저항성 형질 개발로는 glyphosphate와 다른 종류의 제초제(2,4-D 혹은 dicamba)에 동시에 저항성을 가지는 작물을 개발함

- Bacillus thuringiensis (Bt)의 독소 단백질 crystalline을 합성하는 유전자 도입하여 나방, 딱정벌레, 파리 등의 해충에 저항성을 가지는 식물(목화, 가지, 옥수수, 대두) 상용화를앞당기고 있음

- 아스파라진 합성 효소 발현 억제를 하여 감자를 고온 조리에도 발암 물질인 아크릴 아마이드가 형성되는 것을 억제하는 연구결과가 보고됨

시장동향

- 세계 식량종자시장 규모는 연평균 4.7% 상승을 보이며 2020년에는 460억 달러 예상

- 대표적인 GM 작물인 대두, 옥수수, 면화, 캐놀라의 비중이 49% 차지 하며 GM 작물의 재배면적이 지속적으로 확대될 전망임

- GM 종자의 시장규모는 2019년 258억 달러로 이는 세계 종자 시장의 약 35% 비중을 차지하는 수치임

[세계 식량종자 시장(좌), 세계 채소종자 시장(우)의 시장 규모]

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