1. 벼 기능성 stay-green 및 주요 수량성 QTL 유전자 지도기초분리, 기능 구명과 글로벌 GM 벼 개발

(1) 엽록소분해촉진 SGR1 (At4g22920)의 유사유전자인 SGR2 (At4g11910: 벼 genome에는 없는 유전자) 과발현체 및 sgr2 T-DNA 돌연변이체 연구하여 SGR1의 엽록소분해 촉진기능과는 정반대로 SGR2가 엽록소 분해를 억제하는 기능을 증명하여 SGR2-과발현 stay-green GM 벼 개발

(2) SGR1-CCE(chlorophyll catabolic enzymes) LHCII complex 안에 아직 미확인된 추가단백질 분리하여 SGR1-CCE-LHCII complex 구성요소 가능성 탐색, 최종적으로 신규 complex 구성 유전자-tagging 과발현체 및 T-DNA 돌연변이 라인 확보하여 stay-green 형질 획득 여부 구명

(3) 밀양23호/SNU-SG1 F8 RIL 세대에서 QTL 후보유전자 지역이 heterozygote로 유지되어온 라인들 후대(F8:9 HIF-NIL) 집단에서 기능성 stay-green 표현형 분리 집단을 이용하여 QTL fine-mapping 분석 후 strong candidate gene 지역 최종 선정하고 phenotype-genotype 상관을 이용한 QTL fine mapping 및 next generation sequencing(NGS) 결과와 QTL candidate gene 지역에서 최종적으로 기능성 stay-green 유전자 선발

2. 벼 수량성 유전자 지도기초분리, 생체기능 구명 및 유용유전자 형질전환체 개발

(1) Zebra2 (Z2) 유전자 지도기초 동정 및 Z2 단백질 기능 연구
- 잎에 옅은 황록색 줄무늬가 사선으로 나타나는 단순열성표현형을 조절하는 유전자는 카로티노이드 생합성 과정에 관여하는 효소 중 하나인 carotenoid isomerase를 코딩하는 OsCRTISO로 확인

(2) Narrow leaf2/Narrow leaf3 유전자의 지도기초 동정 및 기능연구
- nal2/3 유전자는 잎의 가장가리 기관의 발달과 관다발 수 조절에 중요한 역할을 함
- 생체 내 auxin 양 측정, exogenous auxin 처리 등 실험 결과 auxin transport에 문제가
발생하여 기관 발달이 저해됨

(3) Rolled fine stripe (Rfs) 유전자의 지도기초 동정 및 기능연구
- rfs 표현형을 나타나게 하는 잎과 엽록소 발달 관련 유전자들의 발현패턴이 chromatin level에서 acetylation, methylation의 변화에 따라 조절될 것

(4) Faded freen leaf (Fgl) 유전자 코딩 단백질 OsPorB의 불량환경시 엽록소 합성 기능 연구
- OsPorB가 암 조건에서 prolamellar body 형성과 광 조건에서의 엽록소 형성에 중요한 역할을 함을 밝힘

3. 벼의 일주기리듬 조절자의 출수기 및 종자생산성 조절 기능 연구

(1) 벼의 일주기리듬 조절자(14종) 변이체들을 이용하여 개화기 및 종자생산성에 미치는 영향을 조사하고 각각의 유전자 기능을 분자생물학적 방법으로 구명한다.

(2) 우리나라 고유의 극조생종 벼 품종(6종)에 있는 신규 조기개화 Hd-QTL 유전자를 지도기초 동정한다.

(3) 조생 다수 형질을 보이는 osprr37(L710P) 자연변이 유전자를 우리나라 고품질벼(6종)에 SNP 분자표지를 이용하여 속성여교배(advanced backcross) 방법으로 도입한다. 과제결과를 국제학술지 게재하고 연구 중 얻어진 우수 자연변이 및 형질전환 벼들은 식물분자육종의 조생·다수·고품질 벼 품종개발을 위한 육종모본이 될 것이다.