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콩에서 180k Axiom◯R Soybean SNP Genotyping Array를 이용한 고밀도 유전자 지도 작성
한국육종학회 한국육종학회 2014 한국육종학회 심포지엄 Vol.2014 No.07
콩에서 유전자지도 작성은 마커간의 상대적인 위치를 설정하여 금후 genome 상에 목표 유전자 위치를 확보하고 이를 표지화하는데 매우 요긴한 수단으로 활용된다. 최근 많은 연구자들이 콩에서 고밀도의 유전자지도 작성을 위해 노력하였고, 현재 soybean consensus map이 soybase(www.soybase.org) 에 공유되고 있다. 본 연구에서는 고밀 도의 콩 유전자 지도 작성을 위해 genotyping은 한국과 중국의 콩 genome resequencing결과 얻어진 약 4백만 개의 SNP중에서 선정된 약 180만개의 SNP로 만들어진 180k Axiom SoyaSNP array를 이용하였고, 실험집단은 큰올콩/신 팔달콩 및 큰올콩/익산10호의 교배후대로 작성된 F12 RIL집단을 활용하였다. 유전자지도 작성결과 큰올콩/신팔달 콩 집단에서 사용된 166,279개의 SNP 중 27,308개의 SNP가 다형성을 보였고 이중 6,535개의 SNP가 유전자지도상 에 표기되어 지도의 총 거리는(total coverage)는 약 3,313cM을 나타내었다. 한편 큰올콩/익산10호 집단에서는 사용 된 166,279개의 SNP 중 23,581개의 SNP가 다형성을 보였고 이중 6,597개의 SNP가 유전자지도상에 표기되어 지도 의 총 거리는(total coverage)는 약 5,017cM을 나타내었다. 본 연구를 통해 작성된 유전자지도에서 마커간 평균거리 는 큰올콩/신팔달콩 0.51cM, 큰올콩/익산10호 0.76cM으로 나타나 매우 고밀도의 유전자 지도가 작성되었음을 나 타내었다.
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한국육종학회 한국육종학회 2014 한국육종학회 심포지엄 Vol.2014 No.07
Next generation sequencing technologies have proven to be a rapid and cost-effective means to assemble and characterize gene content and identify molecular markers in various organisms. Pepper (Capsicum annuum L., Solanaceae), is a major staple vegetable crop, which is economically important and has worldwide distribution. High-throughput transcriptome profiling of two pepper cultivars, Mandarin and Blackcluster using 454 GS-FLX pyrosequencing yielded 279,221 and 316,357 sequenced reads with a total 120.44 and 142.54 Mb of sequence data (average read length of 431 and 450 nucleotides). These reads resulted from 17,525 and 16,341 ‘isogroups’ and were assembled into 19,388 and 18,057 isotigs, and 22,217 and 13,153 singletons for both the cultivars, respectively. Assembled sequences were annotated functionally based on homology to genes in multiple public databases. Detailed sequence variants analysis identified a total of 9,701 and 12,741 potential SNPs for both cultivars, which eventually resulted in 1,025 and 1,059 genotype specific SNPs, for both the varieties, respectively. These markers for pepper will be highly valuable for marker-assisted breeding and other genetic studies.
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한국육종학회 한국육종학회 2014 한국육종학회 심포지엄 Vol.2014 No.07
Solanum nigrum is one of useful sources for improving resistance to several diseases in potato (S. tuberosum). For enhancing late blight resistance, introgression of late blight resistance from S. nigrum was attempted into the cultivated potatoes using somatic hybridization due to their sexual incompatibility. Therefore, we sequenced the chloroplast genome of S nigrum and compared it with those of Nicotiana tabacum, S. bulbocastanum, S. tuberosum and S. lycopersicum. The complete sequence of the chloroplast genome of S. nigrum consists of 155,432 bp in length including a pair of inverted repeat regions (Ira, Irb) of 25,589 bp each, a small single copy region of 18,402 bp and a large single copy region of 85,852 bp. The genome contains 107 genes. A comparison of chloroplast genome of five solanaceous species revealed that the gene contents and their relative positions of S. nigrum are similar to the other four species. Detailed comparison identified 35 indels, including 22 insertion and 13 deletion, in the intergenic and intragenic regions. The phylogenetic tree of chloroplast sequences of five solanaceous species shows that S nigrum is located at a same node with N. tabacum and is secondly close to S. lycopersicum. A sister clade with S. bulbocastanum and S. tuberosum is the farthest. The results obtained in this study will facilitate the development of PCR-based markers to select somatic fusion products.
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신규 무 유전자원(꼬투리무 및 노란꽃무)의 수집 및 증식
한국육종학회 한국육종학회 2014 한국육종학회 심포지엄 Vol.2014 No.07
무의 핵심집단 구축을 위해 국내외의 유전자원을 수집하여 평가 중, 국내에 잘 알려져 있지 않은 꼬투리무 및 노란 꽃무를 발견하였기에 그 형태적 특성을 조사하여 보고하고자 한다. 꼬투리무는 십자화과 무속(Raphanus sativus L.)에 속하는 1년생 초본으로, 어린꼬투리를 이용하는 채소이다. 인도, 파키스탄, 아프가니스탄 지역으로부터, 타 이, 인도네시아 등 동남아시아 지역에 걸쳐서 분포하며, 식물체가 성장해도 뿌리의 비대는 이루어지지 않는다. 꼬 투리무는 파종 후 약 45일-70일경에 화서가 신장하여 추대하고, 옅은 보라색 꽃을 피우며, 개화 후 꼬투리는 콩처럼 얇고 길게 신장한다. 일반무는 화아분화 및 추대에 저온을 요구하나, 꼬투리무는 저온감응을 필요로 하지 않는 것 이 특징이다. 주당 다수의 꼬투리가 달리며, 종자를 맺을 때에는 콩처럼 꼬투리가 20cm이상까지 신장한다(일반무 의 꼬투리는 5cm 전후). 동남아시아에서는 10cm 전후의 어린 꼬투리를 샐러드, 볶음요리 혹은 카레의 재료로 이용 하며, 맛은 어린꼬투리일수록 더욱 매운맛을 보인다. 무꽃은 전형적인 십자화과 꽃의 모습으로, 4장의 꽃잎이 십 자모양으로 개화한다. 화색은 일반적으로 백색이나 옅은 자색이 많으나, 매우 드물게 노란꽃을 피는 무도 있다. 본 연구실에서는 노란꽃 무를 수집하여, 형질 고정을 위해 4세대 이상 자식 후 증식 중에 있다. 노란꽃 무는 F3세대를 공시하여 형질 평가를 실시한 결과, 시험한 100주 전부에서 노란꽃이 보였으며, 파종 후 약 37일경에 개화하였다.
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재배안정성이 우수한 조생 다수성 황색 메조 ‘다황메’ 육성
한국육종학회 한국육종학회 2014 한국육종학회 심포지엄 Vol.2014 No.07
웰빙 트랜드에 따라 잡곡수요는 점차 늘어나고 있으나, 농가에서 재배되고 있는 조의 경우 태풍, 폭우 등 급증하는 환경 재해에 취약하여 수량이 낮은 실정이므로 재해저항성이 강하고 수량이 높은 조 품종의 개발이 필요하다. 다 황메는 충북 보은지역에서 2008년 수집된 재래조를 기본집단으로 하여 분리육종법을 통해 2013년 육성된 신품종 이다. 다황메의 고유특성은 잎은 녹색이나 생육후기에는 황록색으로 변하고 노화속도는 늦고 줄기의 분얼개도는 직립이고 강하며, 마디수는 많은 편이다. 이삭의 형태는 방추형으로 길며 아래로 처지는 자세이고 착립밀도는 보 통이고 탈립은 잘 안되며, 낟알은 황색을 띄고 배유특성은 메성이다. 출수기는 대비품종인 황금조보다 보통기에 서 3일, 이모작재배시 5일 늦고, 생육일수는 보통기 108일로 황금조(105일)보다 3일 많은 조생종이다. 간장(131 cm)과 수장(20.3 cm)은 황금조(각각 122 및 19.8 cm)에 비하여 큰 편이며, 줄기의 마디수는 17개로 3개 정도 많다. 다황메의 주당 수수는 황금조와 비슷하나 수당 종실무게는 13.3 g으로 황금조보다 2 g 정도 무거우며, 등숙비율은 67.8%로 황금조보다 2% 정도 높다. 천립중은 조곡 2.84 g, 현곡 2.57 g으로 대비품종 황금조(각각 2.74 및 2.44 g)에 비해 무겁다. 도복은 황금조보다 강한 편이고 불임내성 또한 강한 것으로 조사되었으며, 조도열병과 조노균병은 발생하지 않았고 줄무늬잎마름병은 경미한 발생을 보였다. 생산력검정시험 결과 다황메의 조곡 평균수량은 보통 기 및 이모작재배에서 각각 400 및 293 kg/10a으로서 대비품종인 황금조에 비하여 각각 17 및 16% 증수되었고 특히 만식재배(257 kg/10a)에서는 62% 증수되어 내만식성이 우수하였다. 지역적응시험에서 전국 7개 지역의 수량은 대 비품종 황금조에 비하여 보통기재배 평균수량은 296 kg/10a로 24% 증수되었고 이모작 재배는 263 kg/10a로 23% 증수되었다. 다황메의 제현율은 82.4%, 도정수율 75.6%, 완전미도정수율 71.3%로 대비품종 황금조(각각 79.7, 72.0 및 67.9%)보다 높았다. 품질특성은 대비품종 황금조에 비하여 아밀로스 함량은 약간 높은 펀이나 조단백, 칼 리, 칼슘 및 마그네슘 함량은 비슷한 함량을 보였다.
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한국육종학회 한국육종학회 2014 한국육종학회 심포지엄 Vol.2014 No.07
기능성 산채로 부가가치가 높은 두릅나무의 우량 품종을 육성하기 위하여 경기 가평 등 21지역에서 새순의 특성이 우수한 192개체를 선발하였다. 기존에 육성된 충북1호, 건국1호, 논산1호 그리고 일본도입종 자오 등 4개의 품종 을 대조구로 하여 새순의 수확시기, 무게 등 새순특성을 분석하였다. 새순의 수확시기는 길이가 15~20cm일 때를 적기로 판단하였으며, 최적 수확시기는 4월 29일부터 5월 13일까지 15일 정도로 나타났다. 선발개체의 전체평균 특성은 새순길이 14.0㎝, 새순굵기 13.7㎜, 새순무게 12.0g으로 나타났으며, 새순색은 녹색, 적녹색, 적색으로 각각 나타났다. 새순 특성이 우량한 개체선발을 위하여 새순의 무게를 기준으로 상위 5% 및 10%에 해당하는 새순이 크 고 무거운 개체를 각각 10본, 19본을 선발하였다. 선발효과는 각각 210%, 193%로 나타났으며 특히, 대조품종인 건 국1호, 충북1호, 논산1호 및 자오에 비해서 새순특성이 우수한 것으로 나타났다.
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한국육종학회 한국육종학회 2014 한국육종학회 심포지엄 Vol.2014 No.07
고구마는 주로 괴근(덩이뿌리)을 식용으로 이용하지만 최근 고구마 줄기에 대한 영양성분이 알려지면서 다양한 요리 재료로 이용되고 있다. 고구마 줄기(잎, 잎자루)에는 탄수화물, 당류, 단백질 등의 에너지원과 칼슘, 철 등의 여러 무기질이 함유되어 있으며, 비타민 함량은 괴근보다 더 많다고 알려져 있다. 현재 농가에서 주로 재배하고 있 는 잎자루 채소용 고구마 품종은 국립식량과학원에서 육성한 ‘신미’ 품종으로, 그 이외에 잎자루 채소용 고구마의 품종 육성은 미흡한 실정이다. 따라서 본 시험은 잎자루 채소용 고구마의 육종 선발 지표를 개발하고 이를 통해 우 수 계통을 선발하고자 수행되었다. 시험품종은 ‘신미’(잎자루색 녹색)와 ‘하얀미’(자주색+녹색)를 대조품종으로 하여 온실에서 15일 간격으로 6차례 수확 한 후 우수한 7계통을 선발하여 생육 및 품질특성을 조사하였다. 잎자루 생체수량은 계통 MI 2010-01-18가 신미 62,150kg/10a에 비해 57,167kg/10a로 낮았으나, 잎자루 갯수는 5,730천개로 ‘신미’와 비슷하였다. 잎자루 길이는 ‘신미’가 6회 평균 34cm인 반면 MI 2009-33-12는 38cm로 길었다. 잎자루의 당 도는 수확시기에 따라 큰 차이는 보이지 않았으나 MI 2009-33-12는 6회 평균 3.0Brix°로 ‘신미’ 2.7, ‘하얀미’ 2.72Brix° 보다 높았다. 총폴리페놀 함량은 자주색을 띠고 있는 하얀미가 8.8mg/100g(건물중)으로 가장 높았고 MI 2010-01-18이 5.5 mg/100g으로 신미 4.5 mg/100g 보다 높았다. 잎자루 경도는 신미 0.134kg에 비하여 MI 2010-05-03 이 0.086kg으로 가장 유연하였고 MI 2009-33-12는 0.177로 가장 단단하였다. 고구마 잎자루용 품종을 육성하기 위 해서는 생육 및 수량 특성 뿐만 아니라 당도, 생체 경도 및 데친 후 경도, 무름성, 껍질 벗김성 등 여러 가지 부분을 고려한 지표 개발이 필요할 것으로 사료된다.
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