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Won Gi Chae(채원기),Sang Woo Choi(최상우),Gyung Young Kang(강경영),Jong Il Chung(정종일) 한국생명과학회 2020 생명과학회지 Vol.30 No.7
성숙 콩[Glycine max (L.) Merr.] 종자는 약 40%의 단백질을 함유하고 있으며 아이소플라본, 사포닌, 루테인, 비타민등 다양한 기능성 성분을 함유하고 있다. 그러나, Kunitz Trypsin Inhibitor (KTI) 단백질, 렉틴 단백질, 7S α" 서버유닛 단백질이 함유되어져 있어 콩의 품질과 기능성을 저하시키고 있다. 본 연구는 콩 및 콩 제품의 품질과 기능성을 저하시키는 KTI, 렉틴 및 7S α" 서버유닛 3가지 단백질이 모두 유전적으로 결핍된 콩 계통(titilelecgy1cgy1 유전자형)을 선발하기 위하여 진행되었다. 3개의 모본(개척2호, PI506876, Le-16)을 이용한 유전집단으로부터 성숙종자에서 KTI, 렉틴 및 7S α" 서버유닛 3가지 단백질이 모두 없는 titilelecgy1cgy1 유전자형을 가진 1개의 계통을 개발하였다. 개발된 계통은 자주색 꽃, 유한신육형, 노란종피을 가지고 있으며 초장은 58 cm로 대원콩(46 cm)보다 길었다. 백립중은 27.1 g으로 대원콩(29.0 g)보다 작았다. 본 연구를 통하여 선발된 계통은 KTI, 렉틴 및 7S α" 서버유닛 3가지 단백질이 모두 없는 고품질 기능성 콩 품종 육성을 위한 중간모본으로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다. Soybean [Glycine max (L.) Merr.] seeds contain an average of 40% protein on a dry weight basis, but they also contain antinutritional elements such as lectin, Kunitz trypsin inhibitor (KTI), and 7S α"- subunit protein. The objective of this research was to develop a new soybean genotype with triple recessive alleles for these elements. Three parents (Gaechuck#2, PI506876, and Le-16) were used to develop the genetic population, and the presence of lectin and KTI ㅔprotein was detected using Western blot while 7S α" subunit protein was detected using SDS-PAGE. One F3 plant strain with proper agronomical traits such as type, height, seed quality, and 100-seed weight was selected. The genotype of the developed strain is titilelecgy1cgy1, that is KTI, lectin, and 7S α" subunit protein free. The new strain has a purple flower, determinate growth habit, and light yellow pods at maturity. The seed has a buffer hilum and is yellow in color. The new strain’s height was 58 cm compared to the Daewonkong cultivar at 46 cm, and its 100-seed weight was 27.1 g, smaller than the Daewonkong at 29.0 g. This is the first new soybean strain with the titilelecgy1cgy1 genotype, and it can be used to improve yellow soybean cultivars of high quality and function.
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A Stack of Recessive Alleles of Kunitz Trypsin Inhibitor, Lectin, and Stachyose in Soybean
Sang Woo Choi(최상우),Won Gi Chae(채원기),Gyung Young Kang(강경영),Jong Il Chung(정종일) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.7
성숙 콩[Glycine max (L.) Merr.] 종자에는 단백질, 지방, 탄수화물의 3대 영양소와 아이소플라본 등 다양한 기능성 성분이 함유되어 있다. 그러나, Kunitz Trypsin Inhibitor (KTI) 단백질, 렉틴 단백질, 난소화성 올리고당인 stachyose 성분이 함유되어져 있어 품질과 기능성을 저하시키고 있다. 본 연구는 콩 및 콩 제품의 품질과 기능성을 저하시키는 KTI 및 렉틴 단백질과 stachyose의 성분 함량과 관련된 유전자들이 모두 열성으로 작용하는 콩 계통(triple recessive genotype)을 선발하기 위하여 진행되었다. 3개의 모본(개척2호, PI200508, 14G20)을 이용한 육종집단으로부터 성숙 종자에서KTI 및 렉틴 단백질이 없으면서 stachyose의 함량이 일반콩보다 현저히 적은 triple recessive 유전자형(titilelers2rs2) 개체를 선발하였다. 선발된 계통의 초장은 51 cm 정도였으며 백립중은 31.0 g으로 대립이었으며 종피색 및 제색은 노란색이었다. Stachyose의 함량(g/kg)은 일반콩(13.5 g/kg)보다 훨씬 낮았다(3.8 g/kg). 본 연구를 통하여 선발된 계통은 KTI 단백질과 렉틴 단백질이 동시에 없으며 stachyose의 함량이 낮은 다양한 콩 품종 육성을 위한 중간모본으로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다. Soybean [Glycine max (L.) Merr.] is one of the major food sources of protein, oil, carbohydrates, isoflavones, and other nutrients for both humans and animals. However, soybean seeds contain antinutritional factors, such as lectin protein, Kunitz Trypsin Inhibitor (KTI) protein, and stachyose. The objective of this research was to stack recessive alleles for development a triple recessive genotype, titilelers2rs2, with low KTI protein, lectin protein, and stachyose contents. Three parents (Gaechuck#2, PI200508, and 14G20) were used to develop the breeding population. The presence or absence of the lectin and KTI proteins was detected by western blotting. The stachyose content in mature seeds was determined by HPLC. Agronomic traits, such as plant type, plant height, maturity date, lodging, seed quality, and 100-seed weight, were evaluated for the four F3 plant strains. One F4 plant strain with the desired agronomical traits was selected. One new strain with the triple recessive titilelers2rs2 genotype was developed. The plant height of the new strain was 51 cm and the 100-seed weight was 31.0g. The new strain had a yellow seed coat and yellow hilum. The stachyose content of the new strain was 3.8 g/kg. One strain developed in this research will be used to produce improved yellow soybean cultivars that are free of lectin and KTI proteins and low in stachyose content.
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