Development of CAPS Markers Linked to St locus Resposible for Stability of Cytoplasmic-Genic Male Sterility in Chili Pepper (Capsicum annuum L.)

Jundae Lee,Do-Hyeon Lee,Hyo-Guen Park 한국원예학회 2006 한국원예학회 기타간행물 Vol.- No.-

Inheritance of Resistance to Phytophthora Root Rot in Chili Pepper Depending on Inoculum Density and Parental Genotypes

Jundae Lee,Won Phil Lee,Jae Bok Yoon,Byoung-Cheorl Kang 한국육종학회 2012 한국육종학회지 Vol.44 No.4

Phytophthora capsici Leonian causes root rot and stem blight in pepper (Capsicum spp.) and is a serious threat to pepper production because of its ability to infect every root, stem, and leaf at any developmental stage. Recently, pepper F1 cultivars resistant to Phytophthora root rot have been commercially released in Korea. However, despite many studies, the inheritance of resistance remains controversial due to differences in experimental methods, including pepper materials, pathogen isolates, inoculation conditions, and evaluation methods. Our aim was to determine the inheritance of Phytophthora root rot resistance by using three different F2 populations derived from crosses between ‘CM334’ (a resistant male parent) and three Korean landraces, ‘Subicho’ ‘Daehwacho’ and ‘Chilsungcho’ (susceptible female parents), and inoculating them with three different pathogen densities (1 -10 4 , 1 -105 , and 1 -106 zoospores/ml). The distribution patterns were varied, depending upon female parental susceptibility as well as inoculum densities. For example, as the inoculum density increased, pepper survival rates decreased. In all of the inheritance analyses, one common dominant resistant gene was participated in resistance to Phytophthora root rot. In addition, we found that a complementary gene, together with the major dominant gene, was necessary for resistance at a high (10 -6) inoculum density, based on a 9:7 (R:S) segregation ratio. This study will be helpful in developing molecular markers linked to genes that are resistant to Phytophthora root rot.

Development of Molecular Markers Linked to the ms3 Gene in Genic Male Sterility of Chili Pepper (Capsicum annuum L.)

Jundae Lee,Jung-Heon Han,Hyunmi Ryu,Won Phil Lee,Sang Hoon Kim,Hyo Guen Park,Jae Bok Yoon 한국원예학회 2008 한국원예학회 기타간행물 Vol.- No.-

A Codominant SCAR Marker Linked to the Genic Male Sterility Gene (ms1) in Chili Pepper (Capsicum annuum L.)

Jundae Lee,Jung-Heon Han,Won Phil Lee,Hyunmi Ryu,Sang Hoon Kim,Hyo Guen Park,Jae Bok Yoon 한국원예학회 2008 한국원예학회 기타간행물 Vol.- No.-

Dominant Subgenomes Revealed by Construction of a SNP-based Genetic Linkage Map in Octoploid Strawberry (Fragaria ×ananassa Duch.)

Jundae Lee,Ye Rin Lee 한국원예학회 2019 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2019 No.5

Identification of Candidate Genes for Genic Male Sterility (msk) in Capsicum annuum L.

Jundae Lee,Kyumi Jeong 한국원예학회 2017 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2017 No.10

파프리카 시판 품종에 대한 유전자적 웅성불임성의 대립성 및 분자표지의 유용성 검정

이준대(Jundae Lee),도재왕(Jae Wahng Do),한정헌(Jung-Heon Han),안철근(Chul-Geon An),권오열(Oh Yoel Kweon),김용권(Yong Kwon Kim),윤재복(Jae Bok Yoon) 한국원예학회 2011 원예과학기술지 Vol.29 No.2

우리나라에서 파프리카(착색단고추)는 재배면적, 생산량 및 수출량이 해마다 증가하는 추세에 있어 농가 소득에 매우 중요한 채소작물의 하나이지만 재배되고 있는 파프리카 종자는 전량 외국 종자회사에서 개발된 일대잡종종자를 수입하고 있다. 최근 파프리카 품종의 국산화를 위하여 정부의 지원을 받아 국내 종묘회사에서 파프리카 품종 개발에 힘쓰고 있다. 파프리카 일대잡종종자의 생산은 주로 유전자적 웅성불임성을 이용한다. 하지만 파프리카 품종에 사용된 유전자적 웅성불임성이 어떤 종류인지 몇 가지 종류가 사용되고 있는지 잘 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 시판되고 있는 8개의 파프리카 품종(‘Special’, ‘Debla’, ‘Plenty’, ‘Fiero’, ‘Boogie’, ‘Fiesta’, ‘Derby’ 및 ‘Minibell’)을 사용하여 이들의 유전자적 웅성불임 유전자가 같은 것인지 다른 것인지를 확인하기 위하여 반 이면교잡(half diallel cross)를 수행하였는데, ‘Minibell’을 제외한 나머지 7개의 파프리카 품종은 같은 유전자적 웅성불임을 사용하였다는 것을 알아냈다. 또한 어떤 종류의 유전자적 웅성불임 유전자인지를 확인하기 위하여 세 종류의 유전자적 웅성불임 계통(GMS3, GMSP 및 GMSK)에 교배하여 대립유전자 검정을 수행하였는데, ‘Minibell’은 msk 유전자를 사용하였고, 나머지 7개의 품종은 msp 유전자를 사용하였다는 것을 알아냈다. 따라서, ‘Minibell’ 품종에서는 기 개발된 GMSK-CAPS 분자표지를 사용할 수 있음을 확인하였고, ‘Fiesta’ 및 ‘Derby’ 품종에서는 PmsM1-CAPS 분자표지가 사용될 수 있음을 확인하였다. 또한 ‘Plenty’, ‘Fiero’ 및 ‘Boogie’ 품종 등에 사용할 수 있는 새로운 분자표지 PmsM2-CAPS를 개발하였다. 이들 분자표지는 새로운 파프리카 웅성불임(모계) 계통 및 품종개발에 큰 도움이 될 것으로 판단된다. Paprika (Capsicum annuum L.), a colored bell-type sweet pepper, is one of the most important money making vegetable crops in Korea. The cultivation area, total production, and exports of paprika are gradually getting increased, but the paprika cultivars used in Korea are all imported. It was well-known that the genic male sterility (GMS) is the main way to produce paprika hybrid seeds. However, it is little known that how many and what kinds of ms genes are used for breeding of paprika F₁ varieties. In this study, eight paprika cultivars (‘Special’, ‘Debla’, ‘Plenty’, ‘Fiero’, ‘Boogie’, ‘Fiesta’, ‘Derby’, and ‘Minibell’), popularly cultivated in Korea and three different genic male sterile lines (‘GMSP’, ‘GMS3’, and ‘GMSK’) were used. For allelism test among the F₁ cultivars, half diallel crosses were performed. The result demonstrated that the most of the GMS in paprika cultivars except for ‘Minibell’ were same allele. To identify which GMS gene(s) were used for paprika F₁ cultivars, top crosses between previously known GMS lines and the F₁ cultivars were performed. As a result, we found that the ms<SUB>k</SUB> and the ms<SUB>p</SUB> genes were alleles for the GMS of ‘Minibell’ and for the other cultivars, respectively. We also confirmed that the GMS gene identification using GMSK-CAPS marker linked to the ms<SUB>k</SUB> gene and the PmsM1-CAPS marker linked to the ms<SUB>p</SUB> gene in F₂ progenies of ‘Minibell’ and ‘Fiesta’ and ‘Derby’ cultivars, respectively. In addition, we developed the PmsM2-CAPS marker for ‘Plenty’, ‘Fiero’, and ‘Boogie’ cultivars. We expect that these markers will be very useful for breeding new maternal (male sterile) line of paprika.

고추의 유전자적 웅성불임 유전자 msk와 연관된 CAPS 분자표지 개발

이준대(Jundae Lee),이원필(Won-Phil Le),한정헌(Jung-Heon Han),윤재복(Jae Bok Yoon) 한국원예학회 2009 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2009 No.5

고추의 Tobamovirus 저항성 L 유전자좌와 연관된 대립유전자 특이적인 마커 세트

이준대(Jundae Lee),한정헌(Jung-Heon Han),윤재복(Jae Bok Yoon) 한국원예학회 2012 원예과학기술지 Vol.30 No.3

The resistance to Tobamovirus in Capsicum spp. has been known to be controlled by five different alleles (L0, L¹, L², L³, and L⁴) of L locus on the telomere of long arm of pepper chromosome 11. To develop a set of molecular markers differentiating all the alleles of L locus, we used five pepper differential hosts including Capsicum annuum Early California Wonder (ECW, L0L0), C. annuum Tisana (L¹L¹), C. annuum Criollo de Morelos 334 (CM334, L²L²), Capsicum chinense PI 159236 (L³L³), and Capsicum chacoense PI 260429 (L⁴L⁴). Developing a series of CAPS or SCAR markers specifically linked to the alleles was allowed by the sequence comparison of PCR amplicons of the L³-linked markers (189D23M, A339, and 253A1R) and BAC sequences (FJ597539 and FJ597541) in the pepper differentials. Genotypes deduced by these markers in 48 out of 53 F₁ hybrids of commercial pepper varieties were consistent with their phenotypes by bioassay using Tobamovirus pathotypes (P0, P₁, and P1,2). Consequently, these markers can be useful to differentiate L alleles and for breeding Tobamovirus resistance in pepper with marker-assisted selection. 고추에 있어서 Tobamovirus 저항성은 고추 염색체 11번긴 팔 끝부분에 위치한 L 유전자좌의 다섯 개 대립유전자 (L0, L¹, L², L³, and L⁴)에 의해 조절된다고 알려져 있다. 표현형 분석 없이 L 대립유전자를 구분할 수 있는 분자표지를 개발하기 위해서 다섯 개의 고추 판별 계통{Capsicum annuum Early California Wonder(ECW, L0L0), C. annuum Tisana(L¹L¹), C. annuum Criollo de Morelos 334(CM334, L²L²), Capsicum chinense PI 159236(L³L³), and Capsicum chacoense PI 260429(L⁴L⁴)}을 식물재료로 사용하였다. 대립유전자 특이적 분자표지는 고추 판별 계통에 대해 L³ 연관 분자표지(189D23M, A339, and 253A1R)와 BAC 염기서열(FJ597539 and FJ597541)의 PCR 증폭산물 염기서열을 비교 분석하여 개발되었다. 총 53개의 상용 고추 품종중 48개에서 분자표지에 의한 추정 유전자형과 Tobamovirus {Tobacco mosaic virus(pathotype 0, P0), Tomato mosaic virus(P₁), and Pepper mild mottle virus(P1,2)} 접종 표현형과 일치했다. 결과적으로 본 연구에서 개발된 분자표지는 고추 육종에 있어서 TMV 저항성 도입에 필요한 선발마커로 충분히 활용될 수 있을 것이다.

양친의 대량 염기서열 해독을 통해 개발된 SNP 분자표지를 이용한 고추 유전자지도 작성

이준대(Jundae Lee),박석진(Seok Jin Park),도재왕(Jae Wahng Do),한정헌(Jung-Heon Han),최도일(Doil Choi),윤재복(Jae Bok Yoon) 한국원예학회 2013 원예과학기술지 Vol.31 No.4

효율적인 선발방법으로서 분자표지는 실제적인 고추(Capsicum annuum L.) 육종 과정에 사용되어 왔다. 최근에는 고추의 양적 형질로 알려진 매운맛, 색소 및 당 함량 등에 관한 다수의 유전분석 연구가 세계적으로 수행되고 있다. 또한 양적형질과 연관된 분자표지를 개발하기 위해서는 QTL mapping이 필수적이라고 보고되고 있다. 본 연구에서는 하나의 새로운 방법으로, 양친의 NGS resequencing을 통해 고추 유전자지도 상의 위치가 알려져 있는 분자표지를 일부 선발하여 SNP(HRM) 분자표지로 개발한 후 이를 이용하여 고추 유전체 전체를 포함하는 유전자지도 작성을 제안하고자 하였다. 식물재료는 C. annuum ‘NB1’(모친)과 C. chinense ‘Jolokia’ (부친) 및 이들의 F2 세대 94개체를 사용하였다. 양친에 대해 NGS resequencing을 수행하여 각각 4.6Gbp와 6.2Gbp의 염기서열을 얻었다. ‘NB1’과 ‘Jolokia’ 간의 총 SNP 수는 429만개였으며, 그 중 확실한 SNP 수는 176만개였다. 이 중에서 고추 유전자지도 내 위치를 고려하여 145개의 SNP(HRM) 분석용 프라이머를 디자인하였으며, 그 중 116개가 성공적으로 다형성을 보여 유전자지도 작성에 사용되었다. 총 연관거리는 1,167.9cM였고, 연관군 수는 고추의 기본염색체 수와 일치하는 12개였다. 결과적으로 본 연구에서 제시된 방법은 시간적인 효율성과 예측의 정확성 면에서 새로운 고추 유전자지도 작성에 매우 적합함은 물론 작성된 유전자지도는 양친에서 차이를 보이는 특정 형질에 대한 QTL분석을 하는데 바로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. Molecular markers, as an efficient selection tool, have been and is being used for practical breeding program in chili pepper (Capsicum annuum L.). Recently, a lot of researches on inheritance and genetic analysis for quantitative traits including capsaicinoids, carotenoids, and sugar content in pepper are being performed worldwide. It has been also reported that QTL mapping is a necessary tool to develop molecular markers associated with the quantitative traits. In this study, we suggested a new method to construct a pepper genetic map using SNP (HRM) markers generated from NGS resequencing of female and male parents. Plant materials were C. annuum ‘NB1’ (female parent), C. chinense ‘Jolokia’ (male parent), and their F2 population consisting of 94 progenies. Sequences of 4.6 Gbp and 6.2 Gbp were obtained from NGS resequencing of ‘NB1’ and ‘Jolokia’, respectively. Totally, 4.29 million SNPs between ‘NB1’ and ‘Jolokia’ were detected and the 1.76 million SNPs were clearly identified. Among them, total 145 SNP (HRM) primer pairs covering pepper genetic map were selected, and the 116 SNP (HRM) markers of them were located on this map. Total distance of the map, which consisted of 12 linkage groups and matched with basic chromosome numbers of pepper, was 1,167.9 cM. According to the mapping result, we concluded that our mapping method was suitable to construct a pepper genetic map fast and accurately. In addition, the genetic map could be directly used for QTL analysis of traits different between both parents.