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김원찬 연구실
경북대학교 응용생명과학과 김원찬 교수
GATA 전사인자
NAC 전사인자
2차 세포벽 생합성
연구 영역
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논문·특허
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김원찬 연구실

경북대학교 응용생명과학과 김원찬 교수

김원찬 연구실은 작물 유전자 조절과 식물-미생물 상호작용을 바탕으로 농업적 스트레스 대응 및 바이오매스 고도화 기술을 개발합니다. GATA 계열 전사조절인자 및 NAC-domain 전사인자 조절망을 분석하여 2차 세포벽 형성의 상위 유전자 네트워크를 규명합니다. 동시에 수분결핍 조건에서 내생균·뿌리주변 세균이 유도하는 항산화 반응과 호르몬 균형 변화를 평가합니다. CRISPR/Cas9 기반 편집 전략과 hypocotyl-derived protoplast 분석 플랫폼을 활용해 유전자 기능을 정량적으로 검증하며, 이를 리그노셀룰로스 조성 제어 및 나노 셀룰로스 수득률 향상 연구로 연계합니다.

GATA 전사인자NAC 전사인자2차 세포벽 생합성식물-미생물 상호작용가뭄 스트레스 내성
대표 연구 분야
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미생물 기반 가뭄 스트레스 내성 및 생물방제 연구 thumbnail
미생물 기반 가뭄 스트레스 내성 및 생물방제 연구
Microbial biostimulants for drought tolerance and biocontrol
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
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1
Article
|
인용수 6
·
2025
Establishment of efficient hypocotyl-derived protoplast isolation and its application in soybean (Glycine max [L.] Merr.)
Ki-Hwan Kim, Jun‐Seop Shin, Jeong-Dong Lee, Wonchan Kim
IF 4.8 (2025)
Frontiers in Plant Science
배양 기간. 과피(下胚軸) 유래 원형질체 시스템의 일시적 유전자 발현을 통한 신뢰성 검증은 대두에서 유전적 형질을 분석하기 위한 견고한 플랫폼으로서의 유용성을 보여준다. 이는 대두에서 생리적 반응과 관련된 세포 간 상호작용을 이해하기 위한 적용 범위를 확장할 수 있다.
https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1587927
Protoplast
Hypocotyl
Glycine
Isolation (microbiology)
Botany
Biology
Microbiology
Genetics
Amino acid
2
Article
|
·
인용수 7
·
2023
The strategy of knock-in with homology-directed genome editing in the model ornamental plant Petunia using CRISPR/Cas9 ribonucleoprotein complex
Ki-Hwan Kim, Chang Kil Kim, Wonchan Kim
IF 3.9 (2023)
Scientia Horticulturae
https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.112714
CRISPR
Trans-activating crRNA
Genome editing
Petunia
Cas9
Biology
Guide RNA
Ribonucleoprotein
Genetics
Computational biology
3
Article
|
인용수 30
·
2023
Seed Bio-priming of wheat with a novel bacterial strain to modulate drought stress in Daegu, South Korea
Shifa Shaffique, Muhammad Imran, ⋅Sang-Mo Kang, Muhammad Aaqil Khan, Sajjad Asaf, Wonchan Kim, In‐Jung Lee
IF 4.1 (2023)
Frontiers in Plant Science
밀(Wheat)은 전 세계에서 재배되는 주요 식량 작물 중 하나이며, 따라서 전 세계적인 기아 위기 완화에 핵심적인 역할을 한다. 가뭄 스트레스의 영향은 전 세계적으로 작물 수확량을 최대 50%까지 감소시킬 수 있다. 가뭄 내성 세균을 이용한 바이오프라이밍(biopriming)은, 가뭄 스트레스가 작물 식물에 미치는 부정적 영향을 상쇄함으로써 작물 수확량을 향상시킬 수 있다. 종자 바이오프라이밍은 스트레스 기억(stress memory) 메커니즘을 통해 스트레스에 대한 세포 방어 반응을 강화할 수 있으며, 이 과정은 항산화 시스템을 활성화하고 식물호르몬 생성(phytohormone production)을 유도한다. 본 연구에서는 대한민국 대구 인근의 포항 해변(Pohang Beach)에서 Artemisia 식물 주변의 근권(rhizospheric) 토양으로부터 세균 균주를 분리하였다. 총 73개 분리주를 선별하여 생장촉진 특성과 생화학적 특성을 평가하였다. 그중에서도 세균 균주 SH-8은 다음과 같은 식물 생장촉진 박테리아 특성을 바탕으로 선호 균주로 선택되었다: 아브시스산(abscisic acid, ABA) 농도 = 1.08 ± 0.05 ng/mL, 인산 가용화 지수(phosphate-solubilizing index) = 4.14 ± 0.30, 자당(sucrose) 생산 = 0.61 ± 0.13 mg/mL. 새롭게 규명된 균주 SH-8은 높은 수준의 산화 스트레스 내성을 보였다. 항산화 분석 결과 또한 SH-8이 카탈레이스(CAT), 초산화물 불균등화효소(SOD), 아스코르빈산 과산화효소(ascorbic peroxidase, APX)에서 유의하게 더 높은 수준을 함유함을 나타냈다. 본 연구에서는 새 균주 SH-8로 종자 바이오프라이밍한 밀(Triticum aestivum) 종자의 효과를 정량화하고 평가하였다. SH-8은 바이오프라이밍 종자의 가뭄 내성을 강화하는 데 매우 효과적이었으며, 대조군과 비교하여 종자의 가뭄 내성과 발아 잠재력(germination potential, GP)은 각각 최대 20% 및 60%까지 증가하였다. 가뭄 스트레스 영향이 가장 낮은 수준과 발아 잠재력, 종자 활력 지수(seed vigor index, SVI), 발아 에너지(germination energy, GE) 중 가장 높은 값(각각 90%, 2160, 80%)은 SH-8로 바이오프라이밍한 종자에서 기록되었다. 이러한 결과는 SH-8이 가뭄 스트레스 내성을 최대 20%까지 향상시킨다는 것을 보여준다. 본 연구는 새로운 근권 세균인 SH-8(유전자 접근번호 gene accession number OM535901)이 밀 식물에서 가뭄 스트레스 내성을 개선하는 유용한 생물자극제(biostimulant)이며, 가뭄 조건에서 생물비료(biofertilizer)로 활용될 가능성이 있음을 시사한다.
https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1118941
APX
Catalase
Crop
Germination
Ascorbic acid
Abscisic acid
Biology
Superoxide dismutase
Horticulture
Drought tolerance
최신 정부 과제
24
과제 전체보기
1
2025년 8월-2028년 8월
|64,230,000
나노 셀룰로스 수득률 향상을 위한 리그노셀룰로스 조성 제어 기반 식물 바이오매스 고도화 연구
본 연구의 최종 목표는 소재 혁신을 통해 다양한 용도에서 생분해 가능한 대체재료의 사용을 촉진함으로써 지속 가능한 미래 발전에 이바지하는 것이다. 이를 위해 본 연구팀은 소재 기술의 혁신을 통해 탄소중립을 달성하고, 바이오 플라스틱 소재 기술의 발전 및 생산을 가능하게 하는 기초를 확립하고자 한다.구분내용최종목표소재의 혁신을 통해 탄소중립을 달성하고, 바이...
나노 셀룰로스
바이오 플라스틱
탄소중립
유전자 적체
소재 기술 혁신
2
주관|
2021년 5월-2027년 2월
|540,000,000
핵심연구지원센터조성지원과제(차세대시퀀싱 핵심연구지원센터)
본 사업은 유전체·마이크로바이옴 연구를 하는 연구자에게 대용량 NGS 기반 분석 서비스를 제공하는 차세대 시퀀싱 핵심연구지원센터 구축 연구임. 연구목표는 정확하고 빠른 피드백을 제공해 기업 의뢰 시 비용 부담과 이해도 한계를 완화하고, 전장 유전체 및 마이크로바이옴 연구를 확산하는 데 있음. 핵심연구내용은 시료 특성에 맞춘 DNA 추출, whole genome sequencing library·amplicon library 제작, Oxford Nanopore MiniON·Illumina Miseq·IonTorrent PGM 플랫폼 sequencing 및 Linux server 기반 genome assembly & annotation, diversity, core microbiome, functional gene prediction, correlation analysis 수행, LEfSe·randomForest·Support vector machine·CNN·YOLO·GAN 서비스 제공과 전장 유전체·마이크로바이옴 database 구축임. 기대효과는 학계·산학 공동연구 인프라 및 국가 연구경쟁력 증진, 기초자료 제공임.
차세대 염기서열 분석차세대 시퀀싱 서비스전장 유전체 분석미생물 군집 분석머신러닝 및 딥러닝 분석
3
협동|
2021년 3월-2023년 12월
|80,000,000
복숭아나무 수지증상 발생원인 구명 및 종합 방제시스템 개발
[연구개발 개요 및 최종목표] ○ 본 연구는 우리나라의 농업 현장에서 사용되고 있거나 선행연구를 통해 농·산업적 유용성이 입증된 세균 및 진균 미생물을 이용하여 복숭아 수지증의 발생원인을 규명하고, 이를 기반으로 한 친환경적인 종합 방제 시스템의 개발을 목표로 함. ● 복숭아 수지증은 과수의 줄기나 가지에 진한 갈색의 수지(Gummosis)가 분비되는 현상으로 발생시 생산량과 품질의 저하되고 식물체의 고사를 통해 나무 전체를 제거해야 하므로 농가 수익이 감소되고 있는 실정임. ● 복숭아 수지증의 주된 원인균은 Botryosphaeria sp. 에 속하는 Lasiodiplodia theobromae, Diplodia seriata 및 Botryosphaeria dothidea로 알려져 있음. ● 복숭아 수지증은 병변 발생전 예방적 차원에서의 관리방법만 알려져 있으며 발생 후 이를 방제하기에는 어려운 실정임. ● 따라서, 수지증원균의 균사 생장 억제 효과가 있는 미생물 배양액과 복숭아 나무의 근권과 식물내생균의 미생물 군집변화를 확인하여 친환경제제/생리학적 방제 통합 체계의 개발을 목표로 함. ■ 주관연구기관 · Plant Microbe interaction을 통한 복숭아 수지증의 발생원인 구명 및 식물·미생물 유래의 유용물질을 활용한 생물방제물질 개발 ○ 복숭아 수지증 제어와 관련된 식물 내생 및 근권 미생물 확보 ○ 수지증 병변발생 유무에 따른 복숭아나무 근권, 내생 미생물 군집 분석 ○ 규명된 병변 발생원의 군집분석을 활용한 Machine learning 기반 방제 체계연구 ○ 복숭아 수지증의 친환경적 종합 방제 기술 개발을 위한 친환경제제/생리학적 방제 통합 체계 개발 ○ 복숭아 수지증 방제 미생물의 분리, 선발 및 동정 ○ 복숭아 수지 병원균 방제 길항미생물의 유전적 구성조사 및 생리학적 특성 조사 ○ 복숭아 수지 병원균 생육 억제 작용기작 구명 ○ 복숭아 수지 병원균에 대한 방제 길항미생물의 효율적
수지증
농업용미생물
미생물군집
생물학적조절
머신러닝
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2023바실러스 벨레젠시스 KTA01 균주 및 이를 유효성분으로 포함하는 식물병 방제용 조성물1020230060904
거절2023열 안정성을 갖는 에스터레이즈 및 이의 제조방법1020230013262
등록2019가뭄 스트레스 특이적인 cis-regulatory element의 특성에 기반한 신규 프로모터 및 이의 제조방법1020190137771
전체 특허

바실러스 벨레젠시스 KTA01 균주 및 이를 유효성분으로 포함하는 식물병 방제용 조성물

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230060904

열 안정성을 갖는 에스터레이즈 및 이의 제조방법

상태
거절
출원연도
2023
출원번호
1020230013262

가뭄 스트레스 특이적인 cis-regulatory element의 특성에 기반한 신규 프로모터 및 이의 제조방법

상태
등록
출원연도
2019
출원번호
1020190137771