정호원 연구실
동아대학교 응용생명과학과
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정호원 연구실
동아대학교 응용생명과학과 정호원 교수
정호원 연구실은 식물병분자생물학을 기반으로 식물의 전신면역, 방어 프라이밍, 후성유전학 및 NMD 기반 병저항성 조절 기작을 규명하고, 토양미생물총과 농업 플라스틱 오염이 식물-미생물 상호작용에 미치는 영향을 해석하며, 이를 바탕으로 미생물 유래 저항성 증진제와 CRISPR/Cas9 기반 내병성·고기능성 작물 개발까지 확장하는 융합 연구를 수행하고 있다.
대표 연구 분야
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식물 전신면역과 방어 프라이밍
식물 전신면역과 방어 프라이밍
후성유전학 및 NMD 기반 식물 병저항성 조절
토양미생물총·환경오염·유전자교정을 연계한 작물 적응성 향상
주요 논문
3
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1
article
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인용수 0
·
2025Agri-plastics in soils drive changes in the rhizosphere bacterial community and plant transcriptome in Arabidopsis
Dohui Lee, Eunji Lee, Yeon Su Lee, Min Kyoung Shin, Ji Yang, Myoungsub Kim, Mee Kyung Sang, Hee Jin Park, Ho Won Jung
IF 5.7
Journal of Experimental Botany
Farmers use plastic mulching films to suppress weeds and protect plants from biotic and abiotic stresses; however, these films can become a source of microplastics in ecosystems. To better understand how plastic film-derived microplastics influence the rhizosphere microbiome and plant health, we examined the effects of plastic residues on Arabidopsis thaliana grown in treated soils. Plastic residues (≥5 mm) were mixed with agricultural soils at 5% (w/w) and incubated at 25 °C and 80% relative humidity in the dark for 120 d to allow microbial community stabilization. Neither the presence of plastics, soil incubation, nor their interaction significantly affected seedling growth or flowering time. However, rhizobacterial compositions were significantly changed by plastic treatment, incubation, and their interaction, despite no change in the α-diversity within each bacterial community tested in this study. Notably, the abundance of bacterial families, such as Alcanivoracaceae, Cytophagaceae, and Latescibacteraceae, shifted in response to plastic. Additionally, changes in the microbiome and treatment conditions induced transcriptional alterations in genes involved in photosynthesis, nitrogen assimilation, and the response to oxidative stress. These findings suggest that plastic residues in soil indirectly affect the bacterial community and plant gene expression; thus, their interaction should be considered to maintain sustainable agroecosystems.
https://doi.org/10.1093/jxb/eraf336
Rhizosphere
Soil water
Biology
Abiotic component
Microbiome
Microbial population biology
Ecosystem
Seedling
Microplastics
Arabidopsis thaliana
2
editorial
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gold
·
인용수 2·
2024Editorial: Epigenetic regulation behind plant-microbe interactions
Juan Ignacio Vílchez, Serena Varotto, Ho Won Jung
IF 4.8
Frontiers in Plant Science
Keywords: epigenetics, plant-microbe associations, DNA methylation, hyper/hypomethylated regions, bisulfite sequencing (BS-seq)
https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1385356
Epigenetics
DNA methylation
Biology
Bisulfite
Bisulfite sequencing
Methylation
Computational biology
Genetics
Epigenesis
DNA
3
editorial
|
gold
·
인용수 5·
2023Editorial: Systemic resistance and defense priming against pathogens
Ho Won Jung, Nicolás M. Cecchini
IF 4.8
Frontiers in Plant Science
EDITORIAL article Front. Plant Sci., 22 August 2023Sec. Plant Pathogen Interactions Volume 14 - 2023 | https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1267513
https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1267513
Pathogen
Priming (agriculture)
Biology
Resistance (ecology)
Plant defense against herbivory
Microbiology
Botany
Ecology
Genetics
Gene
정부 과제
24
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1
2024년 3월-2026년 12월
|620,000,000원유용소재 및 농업형질 개선 유전자교정 콩 육종소재 개발
○ 식품 및 건강 오일성분이 개선된 유전자 교정 콩 육종 소재개발 ○ 가공 이용성 및 생산성 증진 유전자교정 콩 육종소재 개발○ 기능성 및 생산성 증진 복합형질 유전자교정 콩 육종소재 개발○ 유전자교정기반 내재해성 및 병저항성 콩개발 및 육종소재개발
지방성분
생산성
내건성
내병성
유전자교정기반
2
주관|
2022년 2월-2026년 2월
|142,475,000원토양미생물총에 의한 토마토의 후성유전학적 변화 및 NMD에 의한 병저항성 유전자의 전사후조절 기작 규명
(1) 토양 미생물총 및 병원균 침입에 따른 토마토의 후성유전학적 변화 분석
(1-1) 토마토 재배 토양에서 미생물총 분리·선발 및 식물 생장 및 병저항성 반응 분석
● 부산 인근 토마토 재배지 토양을 채취하고 획득한 토양 미생물총을 살균된 식물 배양토양에 처리하고 토마토를 배양하여 ① 생장기 식물의 부피 ② 과일 성숙도 및 수그리고 ③ 병원균감염에 대한 저항성 반응을 평가함
(1-2) 토양 미생물총 분석
● 토양 미생물총 처리구와 무처리구 토양에서 생육한 토마토 근권에서 분리한 미생물총을 이용하여 16S rRNA 유전자 V3~V4 영역을 이용한 세균군집과 진균 ITS1/2 영역을 이용한 진균 군집을 분석함
(1-3) 토양미생물 및 병원균 침입에 따른 토마토의 후성유전학적 변형 분석
● 토양 미생물총에 따른 토마토가 보이는 표현형의 차이는 미생물총-식물 상호작용에 의한 차등적 유전자발현이 원인이며, 이를 위한 다양한 요인이 있겠으나 본 연구에서는 미생물총에 의한 식물의 후성유전학적 변형에 주목함
● 본 연구에서 활용하는 다양한 토양으로부터의 미생물총과 특정 병원미생물을 처리한 식물의 뿌리, 잎, 그리고 과일에서 히스톤단백질변형은 immuno-blotting을 이용하여 확인할 것이며 DNA methylation 변화는 DNA methyltransferase 발현 및 주요 유전자의 DNA methylation pattern을 확인하여 분석함
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(2) 토양 미생물총 및 병원미생물에 따른 식물 저항성 유전자의 NMD에 의한 전사체 조절 기전 분석
(2-1) UPF1과 UPF3 및 DNA methylation 연관 유전자의 ‘유전자교정 식물체’ 제조 및 병저항성 반응 분석
● 대상 유전자로는 토마토 UPF1, UPF3 과 DNA (de)methylation 관여 유전자 교정 식물체를 분양받지 못하는 경우에 대비하여 DNA demethylase2를 우선적으로 1차 연도에 형질전환을 할 것임
● 고정된 유전자 교정식물체에 병원균을 감염하여 병저항성 여부를 평가할 것이며, 토양 미생물총과의 상호작용에 의한 생장/발달/면역반응의 변화를 모니터링 할 것임
(2-2) 토마토에서 NMD-sensitive NLR 유전자 선발 및 평가
● Public DB 토마토 식물의 유전체 및 전사체 정보와 NMD classifier를 이용하여 잠재적인 NMD-sensitive NLR 유전자군을 선발하고 NMD-mimic 조건에서 전사체 안정화 여부를 평가하여 최종적으로 NMD-sensitive NLR 유전자군 확정함
● 토양 미생물총 및 병원미생물의 처리 후 NMD-sensitive NLR 및 marker 유전자의 안정성을 평가하여 식물-미생물 상호작용에서 NMD 효능 변화를 평가함
(2-3) 식물-미생물 상호관계에 따른 NMD 활성 변화와 저항성 유전자 발현 조절 현상 분석
● 1차 연도 제조할 토마토 UPF3 항체를 제조함
● 토마토에 의한 근권 생물총, 배양 가능한 미생물 핵심분류군, 그리고 병원미생물 인식 후에 토마토 UPF3단백질 분해 여부를 평가하여 다른 공생관계에 따라 다른 NMD 조절 기전이 존재하는지를 규명함
(3) 토양 미생물총/핵심분류군과 식물의 후성유전학적 변화 활용 지속가능한 농업생태계 모델링
● 핵심분류군을 활용하여 재배되는 토마토 품종의 유묘에 핵심분류군을 처리하여 유묘를 육성하고, 생육상 및 온실에서의 인위적 병 접종에 의한 병저항성 및 과일 성숙 등을 평가할 것이며, 동아대학교 대동농장 온실에서의 인위적 개입 없이 유묘기에 핵심분류균과 상호작용한 토마토를 생육하여 그 효과를 검증할 것임
토마토
토양미생물총
토양미생물군유전체
넌센스유래전령알엔에이분해
식물병저항성
후성유전학적 변화
통생명체
농업생
3
2022년 2월-2026년 2월
|128,228,000원토양미생물총에 의한 토마토의 후성유전학적 변화 및 NMD에 의한 병저항성 유전자의 전사후조절 기작 규명
연구의 개념: 토마토 농가에서 분리한 미생물총(microbiota)에 의한 토마토의 후성유전학적 변화가 병저항성과 과일 성숙에 미치는 영향과 미생물 집단 (편리·상리공생 및 기생균)에 따른 NMD에 의한 NLR 전사체 조절 기작 변화를 규명함으로써 통생명체로서의 토마토의 식물면역 및 생리현상을 이해하여 이를 농업생태계 설계에 활용하고자 한다.연구의 가설: ...
토마토
토양미생물총
토양미생물군유전체
넌센스유래전령알엔에이분해
식물병저항성
후성유전학적 변화
통생명체
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콩 SACPD-B 유전자편집을 위한 염기서열 및 이의 용도
상태
공개출원연도
2023출원번호
1020230176836대두 RIN4 유전자 교정을 위한 염기서열 및 이의 용도
상태
공개출원연도
2022출원번호
1020220146308아젤레익산과 바실러스 잔토실리 HS-1 균주 유래 2,3-디메칠 피라진을 함유하는 식물의 염류 및 고온내성 증진 조성물 및 이의 용도
상태
등록출원연도
2022출원번호
1020220146307