📌본 연구실은 분자유전학 및 분자생물학적 기초 연구와 최신 유전자 교정 기술을 융합하여 식물의 생장, 방어 및 대사를 조절하는 핵심 유전자와 분자 네트워크를 규명하고, 이를 정밀 육종에 적용하여 미래 농업에 필요한 고부가가치 작물을 개발하는 것을 목표로 합니다.

 🍅고부가가치 신육종 소재 개발

    · 식물의 자연 방어 능력이 강화된 해충 저항성 토마토 개발

    · Lycopene, β-Carotene 등 유용 대사물질이 증진된 기능성 작물 개발

 🌱식물 발달 및 대사 네트워크 규명

    · 모용체(trichome) 발달과 이차대사물질 생합성을 제어하는 핵심 유전자 발굴

    · 자스몬산(JA), 옥신(Auxin) 등 식물 호르몬을 매개로 한 생장과 방어의 조절 기작 해석

 🧬미래 농업을 위한 정밀 육종 플랫폼 구축

    · CRISPR-Cas 기반 유전자 편집 기술을 활용한 맞춤형 형질 개량 및 작물 육종 시스템 확립

2. 토마토 모용체 발달 및 이차대사물질 조절 연구

식물 모용체는 표피세포가 특수하게 분화한 구조로, 식물 종에 따라 형태와  기능이 다양합니다. 아라비돕시스의 모용체는 단일 세포로 구성되어 비교적 잘 연구되어 있는 반면, 토마토를 포함한 가지과 식물의 모용체는 여러 세포로 이루어진 다양한 형태를 보이며, 특히 선모성 모용체는 다양한 이차대사물질을 생산하는 ‘식물 화학 공장’으로 알려져 있습니다.

토마토 모용체는 형태와 기능에 따라 glandular trichome과 nonglandular trichome으로 구분되며, glandular trichome은 해충 저항성에 중요한 테르페노이드, 플라보노이드, 아실슈가 등을 합성합니다. 특히 type VI 모용체는 토마토 잎에 풍부하게 분포하며, 병충해 저항성 물질 생산과 관련하여 활발히 연구되고 있습니다.

본 연구실은 토마토 모용체 발달 돌연변이체를 활용하여 모용체 형성과 이차대사물질 생합성에 관여하는 핵심 유전자를 동정하고, 유전학·생화학·분자생물학적 접근을 통해 그 조절 기작을 규명하고 있습니다. 또한 고추, 감자 등 가지과 작물과의 비교 분석을 통해 모용체 발달과 방어 기작의 진화적 특성을  이해하고자 합니다.

4. 식물 호르몬 신호전달과 방어 기작 연구

식물 호르몬은 식물의 생장과 발달뿐만 아니라 병해충과 환경 스트레스에 대한 반응을 조절하는 핵심 인자입니다. 특히 자스몬산(jasmonic acid, JA)과 옥신(auxin)은 모용체 발달, 이차대사물질 합성, 곤충 방어 반응에 중요한 역할을 합니다.

자스몬산은 곤충과 병원균에 대한 방어 반응을 유도하고, UV, 오존 등 환경 스트레스에 대한 적응에도 관여합니다. 또한 화분, 배아, 모용체 발달 등 다양한 식물 발달 과정에도 중요한 역할을 합니다. 그러나 토마토를 포함한 가지과 식물에서 자스몬산이 어떻게 모용체 발달과 방어 관련 이차대사물질 생합성을 조절하는지는 아직 충분히 밝혀지지 않았습니다.

본 연구실은 토마토, 고추, 감자 등 가지과 작물을 활용하여 자스몬산과 옥신에 의해 조절되는 유전자와 신호전달 경로를 규명하고, 이를 통해 생장과 방어 능력이 균형 있게 향상된 작물 개발을 목표로 합니다.