차세대바이오그린 사업 식물분자육종사업단 년 신규과제 공모...

차세대바이오그린 사업 식물분자육종사업단

년 신규과제 공모계획안

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과제구분 과제명예산(백만원/년)

시험연구비 출연금 계

사업단

기획과제

❍ 1-1 식량안보를 위한 초다수성

생리형질 개량 분자육종 기술100 600 700

❍ 1-2 국제경쟁력 강화 복합기능성 및

고품질 작물의 분자육종 기술100 200 300

❍ 1-3 비생물적 스트레스 및 해충

저항성 증진 분자육종 기술200 300 500

❍ 1-4 이종 게놈 및 돌연변이 자원

활용 분자육종 기술 0 400 400

❍ 2-1 농업 주요 형질 유전자지도 작성

및 분자표지 개발300 370 670

❍ 2-2 수요자 맞춤식 고효율 분자표지

기술 확립 및 실용화0 300 300

❍ 2-3 소면적 작물 분자표지 개발 및

기반기술 확립100 460 560

❍ 3-1 작물 생장과 발육 관여 유용

유전자 발굴0 600 600

식물분자육종사업단 연구과제 공모

사업개요

❍ 유전자, 유전체, 분자표지 및 QTL 정보를 개발하고 이용하는 기술과

형질전환 기법을 활용하는 식물 분자육종을 적용하여 안정적 식량

공급 기반을 확보하고, 불량 환경 및 기후변화에 대응할 수 있는

신 형질 작물을 개발

2015년도 과제 및 예산

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❍ 3-2 작물 생산성 및 기능성 성분

함량 증진 유전자 동정0 450 450

❍ 3-3 생물적 비생물적 스트레스

저항성 메카니즘 구명 및 육종 소재

개발

100 600 700

❍ 4-1 육종목표 유전자 표적 돌연변이

및 재조합 확대 기술0 600 600

사업단지정과제(비공모)

❍ 1-5 초형 조절과 신형질 도입에 의한

초다수 벼 분자육종 및 실용화0 660 660

사업단 운영

지원과제

❍ 식물분자육종사업단 운영지원과제 0 250 250

예산

합계900 5,790 6,690

응모시 고려사항

1. 연구책임자 응모 신청서 작성시 추가사항

❍ 과제구성은 단독과제 또는 중과제 형태로 참여할 수 있음.

❍ 과제제안요구서 (RFP)상의 일부 내용을 과제화할 수 있으며, 과

제명은 내용을 고려하여 RFP상의 제목과 다르게 부여할 수 있음.

❍ 위탁과제 및 국제공동연구 추진 시에는 농촌진흥청 농업과학기술

연구개발사업 운영규정 및 지침을 준수하여 응모하여야 함.

❍ 기업참여과제는 참여기업확약서 (첨부1), 중소기업인증서류 (해당 시),

중견기업인증서류 (해당 시)를 신청서와 같이 제출해야 함.

❍ 연구과제제안서를 온라인으로 제출(http://atis.rda.go.kr)

※ 마감일 17:00 이후에는 전산적으로 등록이 불가

❍ 과제 신청 관련 자세한 사항은 농촌진흥사업 종합관리시스템(ATIS)

홈페이지 (http://atis.rda.go.kr)에 “차세대바이오그린21사업 2015년

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도 신규과제 응모방법”을 참조해주시기 바랍니다.

※ 문의 전화 : 02-880-4978/4979

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(첨부 1)

참여기업 확약서

과 제 명

참여기업명

주관연구책임자

총 연구기간참여기업지원금

현금 천원

현물 천원

계 천원

당해년도참여기업지원금

현금 천원

현물 천원

계 천원

본 참여기업은 년도 식물분자육종사업단 의 일환으로 공모

중인 상기 과제의 참여를 확약합니다

년 월 일

참여기업명

대표 이사 직인

식물분자육종사업단장 귀하

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○ 세계 인구는 2025년 80~85억 명에 도달할 것으로 예상되어 식량수요는 매년

2% 증가하고 있으나 우리나라 곡물자급률은 23%대 (밀은 2% 이하)로 식량주권

이 훼손되고 있음.

○ 경지면적이 지속적으로 감소하고 있으므로 유일한 대안은 단위면적당 생산성 증

대임.

○ 수량성은 복합 유전자가 형질을 결정하므로 전통 교배육종법으로 형질을 개량하

는 데 한계가 있으므로 수량정체성 극복을 위한 새로운 개념의 육종전략의 수립

이 필요함.

○ 전통육종 기법을 이용한 다수성 품종 개발 기술은 선진국 기술수준과 대등하나

생명공학 및 유전체 기반 기법을 활용한 기술 수준은 선진국 대비 40% 수준임.

○ 전통육종 기법을 이용한 다수성 품종 개발 기술은 선진국 기술수준과 대등하나

생명공학 및 유전체 기반의 융복합 분자육종기술 수준은 선진국에 미치지 못하

과제제안요구서

1. 과제 개요

어젠다 18 대과제 66 전문분야 식물분자육종

주관과제명 식량안보를 위한 초다수성 생리형질 개량 분자육종 기술

사업단 식물분자육종사업단

연구수행형태 외부단독(○), 외부공동(○), 국제공동(○), 사업단장과제( ) 공모구분

연구개발단계 기초연구 ( ), 응용연구 (○), 개발연구 (○), 기타 ( )

연구기간 및

연구개발비

연구기간예상

과제수

연구개발비(3년, 백만원)시험연구비 출연금 합 계

’15~17

(3년)4 300 1,800 2,100

기획근거정책수요

기술수요 녹색기술수요조사

※ 연구개발비 총액 및 선정 과제수는 국가연구개발사업의 예산편성 및 평가결과에 따

라 조정될 수 있음

연구 필요성

연구목표

○ 주요 식량작물 초다수성 육종소재 개발 및 생리 형질개량 품종 개발

○ 생산성 향상 극대화를 위한 장애요인 해결 연구

○ “Omics” 기법을 활용한 초다수성을 위한 품종 개발 연구

선행연구 내용

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[내부수행과제]

○ 작물 수량 정체성 극복을 위한 IBT 융복합 육종 플랫폼 모델 확립 및 적용

- 콩의 수량 잠재력 및 한계요인 해석, 유전체 및 전사체 활용 육종 플랫폼 개발

[외부수행과제]

○ 주요 식량작물 (밀,콩,옥수수,벼)의 분자육종 기술 확립 및 초다수성 품종 개발

- 작물의 생산성 향상을 위한 육종 소재의 개발

- 이종 게놈 정보 활용을 통한 생산성 향상 육종 소재 개발

○ 생산성 향상 극대화를 위한 생리형질개량 품종 개발

- 불량환경 지역 적응 작물 개발 통한 생산안정성 품종개발 연구

- 생산성 관련 생육발달 단계 생리형질 요인 분석 및 활용기술 개발

- 경지이용율 제고를 위한 동계작물 활용

○ 융합기술을 이용한 초다수성 품종육성

- “Omics” 기법, 배가반수체 기법 등 개발 및 활용

- 대량 전사체에 기반한 고생산성 관련 육종선발 마커 개발

- 맥류 종실발달 및 숙기 관련 생리형질 개량을 통한 고생산성 품종개발

고 있음.

○ 차세대바이오그린 프로젝트 등을 통한 기초원천 분자육종기술 확보 및 품종개발

연구가 진행되고 있음.

연구 내용

정량적 성과목표 년 연구기간

○ 정량적 목표 성과

항목

논문게재* 학술발표 산업재산권무상기술이전

유상이전기술료

(억원)

사업화

실적

정책제안 영농활용 품종개발홍보성과

(점수)

정보전산프로그램개발등록

SCI 비SCI 국제 국내 출원 등록 기관제출 채택 기관

제출 채택 출원 등록

수량(편,건) 8 1 4 8 4 1 1 0.5 4 1

항목

우량계통육성선발증식

유전자원 및

품종 증식분양보급

생명정보 등록기탁(분자표지)

생물자원 등록 기탁

농자재

심사등록

기능성

물질 소재개발

형질전환생물개발활용

형질전환 생물 증식

중간형질전환체

(식물)

전문서등 저술활동

자료발간

DB 구축

우수인력양성지원

국내외

기술협력협정체결

학술기술연수지원

제도개선

기준지침규정작성

수량(편,건) 11 1

※ 농촌진흥청 연구성과지표에 준함

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한 글 초다수성, 바이오매스, 생리형질, 분자표지 이용 선발, 반수체육종

영 문high yield, biomass, physiological trait, marker-assisted selection, haploid breeding

○ 단독 및 공동과제로 과제를 구성할 수 있으며 제시된 성과목표와 예산규모 범

위에서 다수 과제 채택 가능함.

○ 제시된 연구내용 중에서 특정 연구 분야에만 집중하여 과제를 구성할 수 있음.

○ 생산된 모든 생명 정보는 사업단이 지정하는 장소에 등록해야 함.

○ 상기 과제제안서에 부합되는 과제가 없을 시 타 제안서 과제로 예산을 배정함.

7. 연구결과의 기대효과 및 활용방안

○ 생산성 향상을 위한 품종 개발 기반기술 확보

○ 분자표지 및 유전자원 등 분자육종 기반기술 확보

○ 다수성 품종 개발을 통한 식량의 안정적 공급 및 식량 안보 달성

과제제안 시 유의사항

검색어

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○ 경제 성장으로 소득수준이 향상됨으로 고품질, 기능성 품질에 대한 요구도가 증

대됨.

○ 수입농산물에 대응하여 우리 농산물의 품질경쟁력을 향상시키기 위해서는 다양

한 기능성과 적응성을 갖는 품종을 육종해야 함.

○ 복합기능성 및 고품질 품종은 기존 품종에 비해 부가가치가 매우 높으므로 관행

적인 육종목표 설정과 차별화된 목표설정 필요함.

○ 기능성 및 품질관련 형질은 이차대사산물의 축적과 관련이 높으며 각 성분지표

별 분석 및 육종전략의 수립이 필요함.

○ 단맛과 기능성 성분 함량이 증대된 양파(미국), 항암 성분을 대량 포함하는 슈퍼

브로콜리(영국), 항암·항비만 성분을 대량 생산하는 고추(일본), 불포화 지방산을

대량 함유하는 유채(캐나다) 등이 보고되고 있음.

○ 국내에서는 가바 성분 및 안토시아닌 성분이 높은 쌀, 항당뇨 고추 등이 개발된


1. 과제 개요


주관과제명 국제경쟁력 강화 복합기능성 및 고품질 작물의 분자육종 기술




연구기간 및

연구개발비

연구기간예상

과제수


’15~17

(3년)2 300 600 900





연구 필요성

연구목표

○ 주요 작물별 고영양 생리활성 물질 탐색 및 기능성 물질 고 함유 육종 소재와

분자표지 육종 기반 확보

○ 식량, 채소 및 기타 작물의 고품질 기능성 품종 개발

선행연구 내용

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○ 국산 밀 품종의 글리아딘 프로파일링 및 저장단백질 돌연변이 소재 개발

- 글리아딘 유전자좌 분석, 고분해능 정량 프로테옴 지도 작성, 돌연변이체 분석


○ 주요 작물별 기능성 물질 고함유 다양한 소재의 유전자원의 선발 및 분자육종

- 작물의 용도별 맞춤형 분자육종

- 가공성, 전분, 단백질, 색도, 신미, 비타민 등 QTL 동정 및 분자표지 개발

- 미네랄 함량 등 신기능성 물질 조절 유전자원 발굴

- 육종연한 단축기술개발

- 고부가성 유지작물 육종소재 개발

○ 분자육종 기술을 활용한 기능성 및 고품질 조절 인자의 구명을 통한 품종 개발

- 기능성 성분 및 품질 성분 관련 유전자 등 육종소재를 탐색하고 개발하며, 관여

유전자의 분자표지 개발

바 있음.

○ 주요 작물 품질 관여 유전자 및 분자표지 개발 연구가 진행되고 있음.

연구 내용



항목



(억원)

사업화

실적


(점수)




수량(편,건) 4 1 3 4 2 2

항목


유전자원 및




농자재

심사등록

기능성

물질 소재개발




(식물)


자료발간

DB 구축


국내외



제도개선


수량(편,건) 5 2



○ 고품질 기능성 품종 개발을 위한 분자육종 기반 기술 확보

○ 분자표지 및 유전자원 등 기초원천 기술 확보

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○ 사업단간 융합 연구 장려


○ 기능성 및 고품질 품종 개발을 통한 국민 건강 증진 및 품종의 국제경쟁력 확보


검색어

한 글 기능성 물질, 품질, 분자표지 이용 선발, 고단백, 육종소재

영 문functional compound, quality, marker-assisted selection, high protein, breeding materials

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○ 글로벌 생명공학 회사의 경우 생명공학 기술 및 유전체 정보를 활용한 한발 저

항성 및 내침수성 등 재해저항성 품종 개발.

○ 우리나라는 전통육종 기법을 활용해 유전자원을 발굴하고 한발 및 내염성 품종

등을 개발하고 있음.

○ 식량작물과 주요 채소작물의 주요 해충에 대한 단순유전 저항성에 대한 분자표

지는 단편적으로 실용화 단계임.


1. 과제 개요


주관과제명 비생물학적 스트레스 및 해충 저항성 증진 분자육종 기술




연구기간 및

연구개발비

연구기간예상

과제수


’15~17

(3년)4 600 900 1,500





연구 필요성

○ 기후변화의 영향으로 2100년까지 세계 평균기온은 약 4°C 상승하고, 기후변화에

의한 피해는 고온, 저온, 가뭄 등으로 다양하여 복합적인 대응책이 필요한 실정

○ 농산물 수량 감소의 50%이상이 병해충과 잡초에 의한 피해로 육종의 3대 목표

의 하나임.

○ 내재해성의 복잡한 유전성과 안정적 해충저항성 품종 개발을 위한 분자육종기술

의 확립이 필요함.

연구목표

○ 주요작물 재해저항성 및 해충저항성 육종 소재, 분자표지 및 검정기술의 개발

○ 해충저항성 선발을 위한 분자표지의 개발 및 육종기술의 확립

○ 염농도 0.5% 적응 사료작물 육종소재 개발 및 계통 육성

선행연구 내용

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○ 벼멸구 광범위 저항성 유전자 탐색 및 분자표지 개발

- 벼멸구 광범위 저항성 유전자 지도 작성 및 분자표지를 개발하여 분자육종 기

반 확립

○ 작물 내염성 유전자원의 탐색 및 발굴 (사업단간 협력 과제)

- 사료작물 유전자원의 내염성 검정 및 계통육성


○ 식물 내재해성 유전 분석 및 유전자발굴과 분자표지 개발을 통한 내재해성 품종

개발 기반 확립

- 내염성 관련 무기성분의 작물흡수 조절 유전자의 탐색 및 분자표지 개발

- 유전체 및 표현체 기법을 이용한 내재해성 선발 기술의 개발

○ 내재해성 품종 개발의 모듈과 융복합 기술을 활용한 품종 개발

- 유전체정보의 선별적 운용을 통한 표지분자 개발 및 분자육종 기술의 확립

- 불량환경 저항성 작물 품종의 개발

- 분자마커를 활용한 다양한 재배지 적합 맞춤형 품종의 개발

○ 해충 저항성 품종 개발을 위한 소재의 확보, 분자표지 육종 기술의 확립

- MAS를 활용한 해충 저항성 육종 기술 확립

연구 내용



항목

논문게재* 학술발표 산업재산권

기술이전


(억원)

사업화

실적


(점수)




수량(편,건) 6 1 4 6 3 1 0.5 2

항목


유전자원 및




농자재

심사등록

기능성

물질 소재개발




(식물)


자료발간

DB 구축


국내외



제도개선


수량(편,건) 8 2


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○ 재해 및 해충 저항성 작물 분자육종 기반 기술 확보

○ 분자표지 및 유전자원 등 기초원천 기술 확보

○ 내재해성 및 해충 저항성 품종 개발로 우리 품종의 국제 경쟁력 확보


검색어

한 글 비생물적 스트레스, 내염성, 해충저항성, 벼멸구저항성, 분자표지

영 문abiotic stress, salt tolerance, insect pest resistance, brownplanthopper resistance, DNA marker

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○ 글로벌 종자회사들에서는 내부적으로 주요 형질에 대한 분자마커를 개발하여 보

유하고 있을 뿐 아니라 SNP에 기반한 대규모 유전자형 분석 방법을 개발하여

이를 야생종의 유전자를 여교잡의 효율성을 향상을 위해 이미 활용하고 있음.

○ 돌연변이 집단이 구축되어 유전자 기능연구가 가능함.

○ NGS 기법을 이용한 돌연변이 유전자 동정 기법의 확립되어 있음.


1. 과제 개요


주관과제명 이종 게놈 및 돌연변이 자원 활용 분자육종 기술


연구수행형태 외부단독(○), 외부공동( ), 국제공동(○), 사업단장과제( ) 공모구분


연구기간 및

연구개발비

연구기간예상

과제수


’15~17

(3년)3 0 1,200 1,200





연구 필요성

○ 기존의 육종소재에 있는 유용변이가 소진되어가므로 야생유전자원이나 돌연변이

집단으로부터 유용형질을 발굴해야 함.

○ 야생종으로부터 유용유전자를 발굴하고 이를 신속히 도입할 수 있는 육종 기술

의 개발이 필요함

○ 야생종의 유전체 이입집단의 작성과 변이탐색을 위한 수집단의 작성이 필요함.

○ 기후 및 생산기반 변화에 따른 신규 병해충 저항성 품종의 신속 개발 필요함.

○ 전장 염기서열 정보를 활용한 유용유전자 발굴기술의 개발이 필요함.

연구목표

○ 야생 유전자원 및 돌연변이 유용유전자를 이용한 품종 개발

○ 이종 게놈 이입 집단의 작성 및 양적형질 연관 분자표지 개발

○ 야생자원 수집단을 이용한 분자표지의 개발 및 유용 유전자 발굴

선행연구 내용

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○ 야생종 집단을 이용한 유용 유전자원 발굴

- 야생종에서 유용 QTL 동정

- 이종 게놈 이입집단을 이용한 유용유전자 발굴

○ 야생종 자원을 이용한 유용형질 분자육종 기반 확립 및 품종 개발

- 야생자원을 이용한 고기능성 물질 품종 개발

- 유전자원 핵심집단을 활용한 유용유전자 발굴 및 마커개발

- 작물 유전자원의 분자세포유전학적 해석과 염색체 특이 마커 개발

○ 돌연변이 집단의 유전분석 및 분자육종 기반 확립

- 다양한 돌연변이체의 유전 분석 (형태형질 및 매운 맛 색소 등) 및 유전자 동정

- NGS 기법을 이용한 돌연변이 유전자 동정 기법의 확립

○ 돌연변이를 이용한 육종소재 및 품종 개발

- Reverse genetics approach를 통한 돌연변이체 선발 기술 구축

- 돌연변이 집단의 database 구축 (이미지, DNA, 종자)

- 유용 돌연변이 탐색 및 품종 개발

연구 내용



항목



(억원)

사업화

실적


(점수)




수량(편,건) 5 1 6 8 2 1 0.5 2 1

항목


유전자원 및




농자재

심사등록

기능성

물질 소재개발




(식물)


자료발간

DB 구축


국내외



제도개선


수량(편,건) 6 2



○ 새로운 유전자원 육종 소재 개발

○ 야생형 및 돌연변이 유래 분자표지 및 유전자 등 기초원천 기술 확보

○ 신형질 도입 품종 개발을 통한 식량의 안정적 공급 및 식량안보 달성

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검색어

한 글 이종게놈, 수자원, 점돌연변이, 이입집단, 분자마커, 틸링

영 문 alien genome, core collection, point mutant, introgression line, TILLING

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○ 다양한 초형 관여 변이 자원 확보 및 잡종집단 육성 - 키, 분얼, 이삭, 립형 등 다양한 변이 자원의 확보 및 잡종집단 대상 유전분석 중 ○ 생산성 관련 유전자 및 QTL 정보 확보 및 분자표지화 연구 착수 - 자체 개발 및 기 개발 유전자/QTL을 활용한 고효율 분자표지 개발 착수○ 열대 절수 및 저인산 조건에 적응하는 유전 연구 중 - QTL 분석, Pup1 이용 등에 대한 재료 육성 및 분석 진행 중임.


1. 과제 개요


주관과제명초형 조절과 신형질 도입에 의한 초다수 벼 분자육종 및 실용화

(기반과제)


연구수행형태 외부단독( ), 외부공동( ), 국제공동(○), 사업단장과제(○) 공모구분

연구개발단계 기초연구 ( ), 응용연구 (○), 개발연구 ( ), 기타 ( )

연구기간 및

연구개발비

연구기간예상

과제수

연구개발비(3년, 백만원)

시험연구비 출연금 합 계’15~17

(3년)1 0 1,980 1,980

기획근거정책수요 중장기계획




연구 필요성

○ 벼의 관세화에 대응하여 국제경쟁력을 제고하기 위한 유일한 방법은 생산성 향

상으로 단위생산비를 절감하고, 고급화를 도모하는 것임.

○ 수량 관여 형질들에 대해 변이를 창출하고, 분자표지 육종의 방법으로 정밀 개

량하여 신형질벼를 육성하고, 실용화를 신속히 도모하여야 함.

연구목표

○ 벼의 초형을 관여 유전현상 구명 및 분자육종 기반 확립

- 키, 분얼, 이삭 등 초형을 조절하는 유전자, QTL 구명과 분자표지 시스템 확립

○ 열대지역 절수재배 및 저인산 적응성 벼 계통 육성 분자육종 기반 확립

- 절수재배 및 저인산 적응성 유전 구명 및 우수 계통 육성

○ 고생산성 계통 분자육종 및 실용화

- 초형 다양화 생산성 우수 신형질 계통 분자육종 및 실용화

선행연구 내용

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○ 벼 다양화 초형 개발

- 유전자원 및 잡종집단 양성 후 선발하여 초형 각도, 분얼수, 수확지수 다양화

초형 개발

○ 초형 관여 유전자 지도 작성, 유전자 분리 및 QTL 분석 및 고효율 분자표지 개발

- 이삭 및 식물체 형태 형질의 유전자지도 작성, QTL분석 및 유전자 분리

- 유전자 및 지도에 기초한 수량성 관여 형질 분자표지 개발 및 고효율 kit화

○ 열대지역 절수재배 및 저인산 적응 벼 육성 연구

- QTL 분석, 분자표지 개발 및 우수계통 육성

○ 생산성 우수 신형질 계통 개발 및 실용화

- 분자표지 및 염기서열 정보 선발 육종에 의한 신형질벼 품종 개발

연구 내용



항목



(억원)

사업화

실적


(점수)




수량(편,건) 7 1 5 10 3 1 0.5 3 1

항목


유전자원 및




농자재

심사등록

기능성

물질 소재개발




(식물)


자료발간

DB 구축


국내외



제도개선


수량(편,건) 9 2



○ 우리 쌀의 국제경쟁력 향상과 식량안보 강화를 위한 기술적 기반을 제공함

○ 벼 분자표지 및 유전체 이용 육종 기반 기술 확립


○ 사업단(단장) 기반과제임

검색어

한 글 초형, 수량 형질, 저인산 적응성, 초다수, 분자표지

영 문plant type, yield trait, low phosphorous adaptability, high yield, molecular marker

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○ 고추 주요 병저항성 고효율 분자표지 개발 및 품종 육성

- 분자표지 개발 및 실용화로 우수계통 육성

○ 건강기능성 지방산 생산 유지작물 육종 소재 개발


1. 과제 개요


주관과제명 농업 주요 형질 유전자지도 작성 및 분자표지 개발




연구기간 및

연구개발비

연구기간예상

과제수


’15~17

(3년)4 900 1,110 2,010





연구 필요성

○ 주요작물에 대한 다양한 유용형질의 분자표지 개발 미흡

○ 유전체해독 정보 활용한 분자표지 개발 기술 확대 요구

○ 분자육종을 위한 실용적 활용가능한 유전지도와 분자표지 다수 요구

연구목표

○ 주요 작물에서 주요 농업형질의 유전자 및 QTL 지도를 작성하고, 그에 기반한

유전자 탐색과 분자표지를 개발함

- 농업적으로 중요한 질적 및 양적 형질에 대한 유전자 기반 및 형질 연관 분자

표지를 개발하고 분자육종 시스템 구축

선행연구 내용

○ 주요 식량 및 채소 등 작물에서 유전자지도 작성 유전분석에 이용되고 있음.

○ 주요 양적형질에 대한 QTL 분석과 분자표지가 개발되고 있음.

○ 단순 유전자 관여 주요 형질들의 유전자와 분자표지는 선발에 활용되고 있음.

연구 내용

- 21 -

- 건강기능성 지방산인, GLA, 팔미토렌산 등 함량 증대 유채/들깨 소재 개발

○ 벼 유전체 정보의 선별적 활용을 통한 유용형질 분자표지 개발 및 활용체계 확립

- 특정 표현형 변이체와 포화유전자지도 이용 분자표지 개발 및 활용


○ 작물의 기능성 및 품질성분 관여 유전자 탐색과 분자표지 개발 활용

- 유전자지도 작성, 유전체 정보 활용, 유전자원 및 육종소재 개발

- 선발을 위한 분자표지 개발

○ 작물 내재해 적응성, 탈립성 등 주요 형질의 유전자 탐색과 분자표지 개발 활용

- 유전자지도 작성, 유전체 정보 활용, 유전자원 및 육종소재 개발

- 선발을 위한 분자표지 개발

○ 고추 등 작물의 주요 병해 저항성 분자표지 개발과 실용화

- 유전자원, 잡종집단, 유전자지도 및 유전체 정보 활용, 저항성 소재 개발

○ 채소의 신규 웅성불임 및 임성회복 유전자 분자표지 개발 및 실용화

- 분자표지 개발과 MAS로 십자화과 도입하여 우수 일대잡종 개발

○ 분자육종시스템 구축 및 실용화와 접목되는 연구내용



항목



(억원)

사업화

실적


(점수)




수량(편,건) 10 4 12 12 9 2 1 1 1

항목


유전자원 및




농자재

심사등록

기능성

물질 소재개발




(식물)


자료발간

DB 구축


국내외



제도개선


수량(편,건) 12 2



○ 주요 작물과 원예작물의 분자육종 시스템과 국제경쟁력 강화

○ 우수 농업형질에 대한 활용가능한 분자표지 대량 발굴


- 22 -

○ 실용 가능한 분자표지의 개발 및 구현







검색어

한 글 분자표지, 유전지도, 병저항성, 품질성분, 신규웅성불임

영 문DNA marker, genetic map, disease resistance, quality component, new male sterility

- 23 -

○ 유전체 해독이 완료된 작물에서 분자육종을 위한 유전체분석 모듈개발

- 주요 양적형질 대상 GEBV 개발 등

○ 분자육종 기반 확립을 위한 작물별 대규모 데이터 활용 및 고효율 생물정보분석

시스템 구축

- 전사체, 유전체 재분석, GBS 데이타의 생산, 가공, 고효율 정보 활용시스템 등


1. 과제 개요


주관과제명 수요자 맞춤식 고효율 분자표지 기술 확립 및 실용화




연구기간 및

연구개발비

연구기간예상

과제수


’15~17

(3년)3 0 900 900





연구 필요성

○ 주요작물에 대한 유전체해독 정보 완성 및 유전체분석기술 비약적 발전

○ 유전체해독이 완료된 작물에 대한 유전체해독 정보 활용기술 미흡

○ 분자육종을 위한 실용적 활용가능한 유전지도와 분자표지 고효율분석기술 필요

연구목표

○ 유전체 해독이 완료된 중요작물에서 육종목표 형질별 유전체정보를 효율적으로

분자육종에 활용하는 시스템을 구축함

- 중요 육종 목표형질별 분자표지 및 유전체 정보 이용 선발 체계 확립

- 유용유전자 변이와 분자표지 대량 발굴 및 고효율시스템 구축

선행연구 내용

○ 주요식량 및 채소작물의 염기서열 재분석 기술이 활성화되어 있음

○ 주요 질적형질에 대한 multiplex 분자표지 시스템이 개발되고 있음.

연구 내용

- 24 -

- 유용형질의 분자표지 발굴을 위한 정보 기반 제공

○ 축적된 유전체 정보를 활용한 작물별 농업유용형질 고효율 분자표지 대량 개발

- 여러 형질의 동시 선발을 위한 multiplex 기술 확립

- 형질별 high throughput 분자표지 기술 확립

○ 작물별 육종목표별 맞춤형 DNA칩 개발 및 활용

- 육종효율 증진을 위한 신속간편 유전자형 진단킷 개발 및 활용

○ 육종가가 활용할 수 있는 수요자 맞춤식 생물정보분석시스템 구축

○ 실용 가능한 데이터 생산 구현









항목



(억원)

사업화

실적


(점수)




수량(편,건) 5 2 4 5 5 1 1

항목


유전자원 및




농자재

심사등록

기능성

물질 소재개발




(식물)


자료발간

DB 구축


국내외



제도개선


수량(편,건) 6 1 1



○ 분자육종 시스템 강화를 위한 고효율 생물정보분석 기반 구축 및 상용화

○ 우수 농업형질에 대한 분자표지 대량 발굴 및 신속 정밀 분자육종 실현


검색어

한 글 분자표지, 생물정보분석 모듈, 고효율 시스템, 형질별 분자표지 킽, DNA 칩

영 문DNA marker, bioinformatics module, high troughput system, trait-specific marker kit, DNA chip

- 25 -

○ 약용, 특용, 자원식물 등 소면적 작물들에 대한 분자지표 개발 연구가 단편적으

로 진행 중임. 인삼의 경우에는 1세대 바이오그린 사업에서 유전체 분석 상당한

진전

○ 소면적 작물의 분자표지 육종 연구는 초기 상태이며 일부 작물에서 유전자지도

작성과 유전체 분석 등이 시작되고 있음.


1. 과제 개요


주관과제명 소면적 작물 분자표지 개발 및 기반기술 확립




연구기간 및

연구개발비

연구기간예상

과제수


’15~17

(3년)3 300 1,380 1,680





연구 필요성

○ 주요작물에 있어서 분자육종의 효율성이 입증되었지만 소면적 작물에 있어 분자

육종기반이 부재함

○ 나고야의정서 발효 등에 따라 자원식물에 대한 중요성이 부각되고 또한 다양한

기능성을 가지고 있는 소면적 작물의 육종지원 필요

○ 다양한 자원식물의 활용, 주권강화 및 분자육종 시스템 구축을 위해서는 소면적

작물에 있어서의 연구강화가 필요함

연구목표

○ 다양한 기능성을 가지고 있는 소면적 작물의 분자 육종 기반을 구축하고 지원하

기 위한 기반을 마련하고 더불어 주요 작물에 대한 관련 사업단 지원을 위해 분

자육종 시스템을 구축하고 글로벌 종자 경쟁력 강화 노력 경주

- 약용작물, 특용작물, 자원식물의 분자육종 기반 강화

- 소면적 작물의 유전자지도 작성, 유용형질에 대한 QTL 탐색

선행연구 내용

- 26 -


○ 약용작물(시호, 지황, 삽주)의 유전다양성 및 분자육종 기반 구축

- 시호, 지황, 삽주의 분자표지 개발, 유전다양성 분석, 유전자지도 작성


○ 인삼의 분자표지 육종 기반 구축

- 1단계에 확보한 유전체 정보 활용

- 육종목표 양적형질의 유전분석, 기능성 성분에 대한 분자표지 대량 개발, 분자

육종 DB 구축

○ 소면적 작물의 기능성 향상을 위한 분자육종 기반 구축

- 기능성 물질의 유전다양성 분석

- 고기능성 유전자의 분자표지 개발

○ 소면적 작물의 품질 향상을 위한 선발 기술 및 육종소재 개발

- 종자 고품질화에 필요한 분자표지 선발 기술 확립

○ 자원식물이나 소면적 작물의 분자육종 기반 구축

- 유용 형질의 유전지도 작성, QTL 분석, 분자표지 발굴, 세포유전학 연구

연구 내용



항목



(억원)

사업화

실적


(점수)




수량(편,건) 9 3 8 9 8 2 1 1

항목


유전자원 및




농자재

심사등록

기능성

물질 소재개발




(식물)


자료발간

DB 구축


국내외



제도개선


수량(편,건) 10 2



○ 주요 약용작물, 특용작물, 자원식물의 종자산업 확대를 위한 분자육종 시스템 구

축

- 27 -

○ 분자육종시스템 구축 및 실용화와 접목되는 연구내용

○ 소면적 작물에서도 실용 가능한 분자표지의 개발 및 구현







○ 우수 자원식물과 소면적작물의 우수 품종 개발 기반 확립 및 관련 산업 경쟁력

강화


검색어

한 글 소면적작물, 약용작물, 분자표지 유전지도, 기능성 성분, 분자육종 기반

영 문Minor Crop, medicinal crop, DNA marker, genetic map, functional compound, molecular breeding platform

- 28 -

○ 다양한 환경 및 영양 조건에서 작물의 생장 반응 관여 유전자 발굴 및 육종소재


1. 과제 개요


주관과제명 작물 생장과 발육 관여 유용 유전자 발굴



연구개발단계 기초연구 (○), 응용연구 (○), 개발연구 ( ), 기타 ( )

연구기간 및

연구개발비

연구기간예상

과제수


’15~17

(3년)4 0 1,800 1,800





연구 필요성

○ 유전체학 기술의 발달로 인한 다양한 식물의 염기서열 정보 해독 완료되었으나

70% 이상의 유전자 기능 미 동정 상태

○ 작물 생육과 발달 조절 유용형질 유전자 분리 및 동정이 절실히 요구됨.

연구목표

○ 식량, 원예, 공예작물을 포함한 다양한 식물의 성장, 개화, 종자발달에 필요한 유

용 유전자 다량 확보

○ 발굴 유전자를 이용한 유용 생명공학 변이체 작물 생산 및 분자표지 개발 정보/

재료 제공

선행연구 내용

○ 식량, 원예, 기능성 작물을 포함한 다양한 식물의 성장과 발달에 필요한 다양한

대사 작용, 단백질 안정성, 수명 등에 대한 유용 유전자가 발굴 진행 중이나 매

우 미흡한 상태임.

○ 다양한 유용 유전자들의 기능과 역할을 밝힐 신속 정교한 새로운 기술 개발에

관 한 연구 수행

연구 내용

- 29 -

개발

- 뿌리, 줄기, 잎, 화기, 종자 등의 생장 발육 상호작용 반응과 이에 관여하는 유

전자 분리

- 유전자 기능 구명과 검증을 통한 새로운 육종소재 개발

○ 유전자 번역 후 단백질 조절 기술을 이용한 신 육종소재 개발

- 단백질 변이 조절 및 단백질 디자인 공학 기술을 이용한 작물 생육과 종자 발달

조절 신규 유전자 대량 발굴 및 기능이 보강된 재조합 유용 유전자 개발

- 변이단백질 생산을 통한 유용 생명공학 변이체 작물 개발

○ 양분 흡수 및 동화 관여 유전자 및 변이체 개발

- 작물의 양분 흡수와 동화 조절 유전자 대량 확보를 통한 성장과 발달이 촉진된

고성능 유용 생명공학 변이체 작물 생산

○ 작물 질소 결핍 반응성 유전자 구명

- 작물 질소 결핍 스트레스 반응성 관여 유전 정보 분석 및 유전자 조절을 통한

육종소재 개발

○ 환경 스트레스에 반응하는 기작 구명 및 육종 소재 개발

- 환경, 영양 등에 대한 식물 반응의 master 조절자로 작용하는 TOR (Target of

Rapamycin) 신호전달체계와 관여 유전자 네트웤 구명을 통한 새로운 육종소재

개발



항목



(억원)

사업화

실적


(점수)




수량(편,건) 16 5 9 15 9 2 1 0.5

항목


유전자원 및


생명정보 등록기탁


농자재

심사등록

기능성

물질 소재개발




(식물)


자료발간

DB 구축


국내외



제도개선


수량(편,건) 14 4



○ 다양한 신규 유용유전자 확보 특허화 및 분자표지 개발에 활용

- 30 -

한 글 작물 생장과 발육, 번역 후 변이, 단백질 변이, 단백질공학, 생명공학 변이

체, 라파마이신 타켓

영 문

crop growth and development, post-translational modification, protein

modification, seed, protein engineering, transgenic plant, target of

rapamycin







○ 다양한 유용 생명공학 변이체 창성 및 신 육종 소재 개발


검색어

- 31 -

○ 벼, 콩, 감자, 옥수수 등 주요 식량 작물에서 다수성 품종 육성을 위한 유용 유

전자 분리 및 기능 연구 진행 중

○ 바이오매스 증진, 수량 안정성 조절과 스트레스 저항성 조절 유전자 분리 진행

중

○ 고품질 및 기능성 성분 함량 증진에 필요한 유전자 발굴을 위해서 유전자원 확

보 및 유전자 분리

○ 식량, 공예, 채소 작물로부터 유용한 대사물질 합성 유전자 탐색


1. 과제 개요


주관과제명 작물 생산성 및 기능성 성분 햠량 증진 유전자 동정




연구기간 및

연구개발비

연구기간예상

과제수


’15~17

(3년)3 0 1,350 1,350





연구 필요성

○ 인구증가로 인한 곡물 수요대비 공급량 부족과 기후 환경변화로 인한 곡물 생산

량 감소

○ 석유자원 고갈과 환경오염 대비 바이오에너지 생산 요구

○ 생활수준 향상으로 영양성분, 대사물질 보강된 고성능, 고품질 작물 수요 증가

연구목표

○ 식량, 원예 작물과 바이오매스, 바이오디젤 함유량이 증대된 작물 개발에 필요한

다양한 유용유전자 동정과 유용 생명공학 변이 작물 생산

○ 고품질과 고기능성 식량, 원예, 공예작물 개발을 위한 다양한 유용유전자 동정과

분리 동정된 유전자들의 유용작물에 도입에 의한 맞춤형 유용 생명공학 변이 작

물 생산

선행연구 내용

- 32 -

○ 작물 생산성 조절 유전자 구명 및 유용 변이체 개발

- 작물의 생산성 조절 유전자(yield intrinsic genes) 및 대사신호 전달 유전자 발

굴 구명

- 수량성 또는 바이오매스가 증대된 변이체 개발

○ 작물의 수량성 관여 유전자 발굴 및 육종 소재 개발

- 수량구성요소 관여 유전자 및 QTL 동정

- staygreen 등의 특성을 이용한 육종소재 개발

○ 콩의 불량환경 대응 유전자 발굴 구명 및 육종 소재 개발

- 고온, 저온, 염분, 가뭄 스트레스에 의해 발현이 유도되는 유전자 다량 발굴 및

유전자 발현 분석

- 형질전환 변이체 및 육종 소재 개발

○ 작물의 품질 조절 유전자 구명 및 변이체 개발

- 작물 생산을 위한 품질과 기능 조절 유전자, 밀 품질결정과 종자 저장단백질 및

알레르겐 합성 조절 유전자, 대사조절 유용 유전자 대량 발굴

- 고품질, 기능성 신 생명공학 변이체 육성

연구 내용



항목



(억원)

사업화

실적


(점수)




수량(편,건) 12 3 9 12 7 2 1 0.5

항목


유전자원 및




농자재

심사등록

기능성

물질 소재개발




(식물)


자료발간

DB 구축


국내외



제도개선


수량(편,건) 10 3



○ 생산성 및 기능성 성분 관여 신규 유용유전자 분리 특허화 및 분자표지 개발 활

용

○ 다양한 유용 생명공학변이체의 창성 및 육종 소재 이용

- 33 -

한 글 생산성 조절유전자, 바이오매스, 녹색지속성, 품질, 기능성 성분, 생명공학

변이체

영 문Yield intrinsic gene, biomass, staygreen, gene, quality, functional

components, transgenic plant








검색어

- 34 -


○ 면역성 유도 관여 유전자를 이용한 복합 병저항성 벼 육종소재 개발

- 면역성 유도 유전자의 프로모터를 이용한 벡터 개발 및 저항성 변이 육종소재

개발


1. 과제 개요


주관과제명 생물적 비생물적 스트레스 저항성 메카니즘 구명 및 육종 소재 개발



연구개발단계 기초연구 (○), 응용연구 (○), 개발연구 (○), 기타 ( )

연구기간 및

연구개발비

연구기간예상

과제수


’15~17

(3년)5 300 1,800 2,100





연구 필요성

○ 기후변화, 환경변화에 따른 생물적 비생물적 스트레스로 인한 곡물 생산량 감소

○ 다양한 스트레스 저항성 유전자 분리 동정 및 저항성 작물 개발이 절실히 요구됨

연구목표

○ 다양한 식량, 원예, 공예작물들로부터 복합 병, 재해, 스트레스 저항성 조절 유전

자 대량 확보와 발굴된 유전자들의 특허화 및 분리 동정된 유전자들의 유용작물

에 도입에 따른 유용 생명공학 변이체 생산

선행연구 내용

○ 다양한 식량작물에서 내충성, 내병성, 환경 스트레스 저항성 유전자 분리와 기능

분석 진행 중

○ 세포사멸 등 저항성 반응 연구와 이를 이용한 작물 저항성 증진 연구 진행중

○ 식물 생체시계와 환경과의 상호작용에 관한 연구와 이의 활용 연구가 진행중

연구 내용

- 35 -


○ 복합 병저항성 작물 육성을 위한 유전자 구명

- 면역유도 단백질 등 다양한 저항성 메카니즘 구명 및 관여 유전자 분리

○ 세포사멸 조절인자 발굴을 통한 식물 면역 및 발달 기작

- 세포사멸과 자식작용의 조절인자, 면역과 물관의 기능 등 구명을 통한 신형질

작물 개발

○ 복합 내병성 및 환경재해 적응성 네트워크 관여 유전자 구명 및 육종 소재 개발

- 복합 내병성 및 환경적응성 네트워크 간 관련성 구명,

- 유용 유전자를 이용한 복합 내병성 내재해성 변이체 육종 소재 개발

○ 비병원성인자의 역할 시뮬레이션을 통한 맞춤형 병저항성 작물 육종기술 개발

- 비병원성인자의 기주세포 내 역할의 단계별 규명을 통한 진균성 식물병원균 병

발생 메커니즘 입체적 구명과 육종소재 개발

○ 생체시계 유전자 alternative splicing에 의한 환경 신호 인지 및 이를 이용한 스

트레스 내성 작물 개발 기술

- splicing factor 구명과 환경내성 증진 육종소재



항목



(억원)

사업화

실적


(점수)




수량(편,건) 19 8 12 16 11 3 1 0.5

항목


유전자원 및




농자재

심사등록

기능성

물질 소재개발




(식물)


자료발간

DB 구축


국내외



제도개선


수량(편,건) 18 3



○ 생물적 비생물적 스트레스 저항성 관여 유전자 확보 특허화 및 분자표지 개발 활용

○ 다양한 유용 생명공학변이체의 창성 및 육종 소재 이용

- 36 -








검색어

한 글 생물적 스트레스 저항성, 비생물적 스트레스 내성, 번역 후 변이, splicing factor, 유전적 메카니즘, 생명공학 변이체

영 문resistance to biotic stress, tolerance to abiotic stress, post-translational modification, splicing factor, genetic mechanism, transgenic plant

- 37 -

○ 작물에 적합한 유전자 표적 돌연변이 기술 개발, 검증 및 육종 소재 개발

○ 식물세포 전형성능 및 재분화 관련 분자생물학적 조절 메커니즘 이해

○ 식물 대사기작, 에피유전체학적 유전자발현조절, 세포성장 및 분열에 관여하는

단백질들의 기능조절을 통한 유전자 재조합 확대기술 개발

○ 벼, 밀, 수수, 애기장대 등 다양한 식물체에서 CRISPR/Cas9 기술이 적용된 사

례가 보고됨.


1. 과제 개요


주관과제명 육종목표 유전자 표적 돌연변이 및 재조합 확대 기술




연구기간 및

연구개발비

연구기간예상

과제수

연구개발비(3년, 백만원)

시험연구비 출연금 합 계’15~17

(3년)4 0 1,800 1,800





연구 필요성

○ 표적 유전자의 기능만 일정하게 증감 시키는 방법은 생명공학 기술의 핵심

○ 최근 CRISPR/Cas9 시스템을 적용한 유전체 편집 기술이 동물세포에서 성공적

으로 적용되었으며 식물에서도 주목할 만한 연구 결과가 발표되고 있음.

○ 식물에서 유전자 재조합은 모델식물을 위주로 알려지고 있음. 변이 확대를 위해

매우 필요한 기술임. 이를 효과적으로 이용하기 위해서는 작물의 전형성능 및 재

분화 메커니즘을 심층적으로 이해해야 함.

○ 작물의 전형성능 및 재분화 메커니즘은 에피유전학적 조절에 의한 것임이 동물

등의 시스템에서 일부 밝혀지고 있음.

연구목표

선행연구 내용

- 38 -

○ 식물에서 유전자 표적 변이 기술의 작물 적용성 구명

- ZFN, TALEN, RGEN 기술의 효용성 비교 분석

○ 작물에서 유전자 표적 기술의 확립

- 아그로박테리움 형질전환법, 식물 원형질체를 이용한 DNA 무첨가 유전자 교정

기술 확립, 원형질체 형질 전환 효율, 변이체 선발기술 제고

- 옥수수, 벼 등의 식물에서 20여개의 주요 목표 유전자에 대한 기능상실 돌연변

이체 작성

○ 유전자 재조합 (gene recombination) 효율을 조절하는 유전자 발굴 및 기능 확인

- 감수분열 및 재조합 관여 유전자 탐색 및 변이 소재 개발

○ 식물 재분화 효율 제고 기술 개발

- 재분화 조절 주요 전사인자 및 non-coding RNA의 기능 연구

○ 식물줄기세포 전형성능 메카니즘 구명

- 식물의 전형성능 관여 유전자 프로파일링 및 변이체 개발

항목


무상이전기술료

(억원)

사업화

실적


(점수)




수량(편,건) 17 2 13 9 9 2 1 1 1

항목


유전자원 및 품종

증식분양보급



농자재

심사등록

기능성

물질 소재개발




(식물)


자료발간

DB 구축


국내외



제도개선


수량(편,건) 13 2 1 4

○ 기존의 방법은 아그로박테리움을 통한 플라스미드 형질전환 방법을 따르고 있으

며, CRISPR/Cas9의 구성 요소인 sgRNA와 Cas9 유전자가 별도의 플라스미드

에 혹은 동일한 플라스미드에 함유됨.

○ 최근 국내 기초과학 연구원 (IBS)에서는 이 기술의 중요성을 감안하여 김진수

교수를 단장으로 하는 연구단을 발족 시켰으며 인간 유전체의 편집에 집중

○ 식물의 감수분열시 유전자 재조합 관여 유전자들의 일부가 알려지고 있음

○ 식물 재분화 및 전형성능 조절 핵심 전사인자 및 non-coding RNA 일부 발굴됨

연구 내용




- 39 -


○ CRISPR/Cas9 기술을 실용화함으로써 목표 유전자 돌연변이, 유전자 삽입, 유전

자 교정이 가능. 기존의 고전육종 내지는 분자육종과도 차별화 된 새로운 영역의

육종 소재가 탄생할 것으로 기대됨

○ 선발마커 등 외래유전자 도입 없이 식물체에 내재 되어있는 유전자를 조작 가능

함으로써 GMO에 대한 부정적 이미지를 불식시킬 수 있을 것임

○ 식물학 분야의 미제인 전형성능 및 가소성의 이해로 목표 작물의 유전자 재조합

작물 개발 기회 증대

○ RNA의 선택적 이어맞추기 (alternative splicing)와 환경인자간의 기능적 상관관

계 규명으로 유용 유전자 도입 기회 증대








검색어

한 글 유전체 편집, 표적 돌연변이, 비상동 말단 접합, 유전자재조합, 전형성능

영 문Gene editing, targeted mutagesis, non-homologous end Joining, gene

recombination, totipotency

- 40 -

참고 : 2015년 신규과제 공모계획(안)

(1) 평가 참고사항

❍ 응모한 과제 단위로 평가함.

❍ 평가위원회는 위원장 포함 10인 이내의 전문가로 구성하여 1차

서면평가와 2차 발표평가로 진행함.

❍ 사업단간 협력(융합)과제도 각 사업단 소속 과제로 자체 평가함.

(2) 평가 기준 개요

- 제안요청과제의 목적과 제안과제의 연구목표의 일치도

- 연구목표 달성을 위한 전략 및 추진체계

- 자체설정목표 달성 가능성(선행연구 포함)

- 목표 달성 시 파급효과

- 연구책임자의 연구 역량

차세대바이오그린 사업 식물분자육종사업단 년 신규과제 공모...

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