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이원필(Won Phil Lee),이준대(Jundae Lee),한정헌(Jung-Heon Han),강병철(Byoung-Cheorl Kang),윤재복(Jae Bok Yoon) 한국원예학회 2012 원예과학기술지 Vol.30 No.1
Phytophthora root rot has been causing a serious yield loss in pepper production. Since 2004, the year in which commercial cultivars resistant to the disease were firstly commercialized, it has been necessary to introduce the resistance into domestic pepper cultivars for dried red pepper. Therefore, developing molecular markers linked to the resistance is required for an accurate selection of resistant plants and increasing breeding efficiency. Until now, several markers associated with the major dominant gene resistant to Phytophthora root rot have been reported but they have some serious limitations for their usage. In this study, we aimed to develop molecular markers linked to the major dominant gene that can be used for almost of all genetic resources resistant to Phytophthora root rot. Two segregating F₂ populations derived from a 'Subicho' * 'CM334' combination and a commercial cultivar 'Dokyacheongcheong' were used to develop molecular markers associated with the resistance. After screening 1,024 AFLP primer combinations with bulked segregant analysis, three AFLP (AFLP1, AFLP2, and AFLP3) markers were identified and converted into three CAPS markers (M1-CAPS, M2-CAPS, and M3-CAPS), respectively. Among them, M3-CAPS marker was further studied in ten resistants, fourteen susceptibles, five hybrids and 53 commercial cultivars. As a result, M3-CAPS marker was more fitted to identify Phytophthora resistance than previously reported P5-SNAP and Phyto5.2-SCAR markers. The result indicated that the M3-CAPS marker will be useful for resistance breeding to Phytophthora root rot in chili pepper.
고추의 유전자적 웅성불임 유전자 ms<SUB>k</SUB>와 연관된 분자표지 개발
이준대(Jundae Lee),이원필(Won-Phil Lee),한정헌(Jung-Heon Han),윤재복(Jae Bok Yoon) 한국원예학회 2010 원예과학기술지 Vol.28 No.2
웅성불임성은 고추(Capsicum annuum L.) 일대잡종 F₁ 종자의 채종에 있어서 매우 중요하게 사용되고 있는 특성이다. 일반적으로 우리나라에서는 채종의 효율성 및 품종보호의 측면에서 유리한 세포질-유전자적 웅성불임성(CGMS, cytoplasmic-genic male sterility)을 주로 이용하고 있는 반면 유전자적 웅성불임성(GMS, genic male sterility)을 이용할 경우 다양한 종류의 세포질과 부계를 사용할 수 있다는 점, 웅성불임성이 상당히 안정하다는 점, 상대적으로 육종기간이 짧다는 점 등의 장점이 있다. 따라서 CMS가 불안정하여 이를 채종방법으로 이용하지 못하는 신미 대과종이나 피망류 등의 고추에서는 GMS를 대안으로 이용하고 있으며 우리나라에서는 주로 ms<SUB>k</SUB>를 이용하고 있다. 본 연구의 목적은 우리나라에서 사용하고 있는 GMS msk 유전자 연관 분자표지를 개발하여 이용함으로써 모계 육성의 효율성을 높이는 데 있다. 식물재료는 두 개의 시판 F₁(Ms<SUB>k</SUB>ms<SUB>k</SUB>) 품종을 자가 수정시킨 두 개의 F₂ 분리집단(GMSK-1과 GMSK-2)에서 117 개체와 142개체씩을 각각 이용하였고, 이 중 가임 8개체와 불임 8개체의 DNA를 각각 섞어 BSA-AFLP 방법으로 분석하였다. 총 256개의 AFLP 프라이머 조합(E-GNN/M-ANN)을 이용하여 다형성밴드를 탐색하였고, ms<SUB>k</SUB> 유전자에 상인으로 연관된 AFLP 분자표지 1개(E-GTA/M-ACG)를 찾았으며 이 AFLP 단편의 내부 염기서열을 분석 및 PCR walking 방법을 사용하여 주변 염기서열을 분석하였다. 가임(Ms<SUB>k</SUB>Ms<SUB>k</SUB>)과 불임(mskmsk) 개체의 염기서열을 비교한 결과 EcoRI 위치에 SNP가 존재함을 확인하였고 이 정보를 바탕으로 CAPS 분자표지(GMSK-CAPS)를 개발하였다. 그리고 GMSK-CAPS 마커를 이용하여 다시 두 개의 F₂ 분리집단(총 259개체)을 분석한 결과, 표현형의 분리와 분자표지 분리가 정확히 일치됨을 확인하였다. 개발된 마커를 이용하여 서로 다른 여러 개의 분리집단에 적용해 본 결과 GMSK-CAPS 분자표지는 ms<SUB>k</SUB>를 이용한 모계 육종에 있어서 아주 유용하게 사용될 것으로 생각된다. Male sterility is the most important trait for F1 hybrid seed production in chili pepper (Capsicum annuum L.). Although cytoplasmic-genic male sterility (CGMS) system has advantages in aspects of cultivar development and variety protection, a genic male sterility (GMS) system has been used for producing hybrid seeds with the advantages of using diverse germplasm of different cytoplasm and restorers, stable male sterility, and short duration for cultivar development. In Korea, a GMS ms<SUB>k</SUB> line has been used as an alternative of CGMS in some pepper breeding materials showing unstable CGMS. In this study, we aimed to develop msk-linked markers for increasing selection efficiency of maternal male sterile lines. Two F₂ segregating populations (GMSK-1 and GMSK-2) were made by selfing hybrids (Ms<SUB>k</SUB>ms<SUB>k</SUB>) and subjected to BSA-AFLP using 256 primer combinations (E-GNN/M-ANN). Among four reproducible polymorphic primer combinations (E-GAG/M-ACG, E-GTA/M-ACG, E-GTC/M-ACG and E-GGG/M-ATC), an AFLP marker E-GTA/M-ACG<SUB>100</SUB> was converted to a codominant cleavage amplified polymorphic sequence (CAPS) marker by using PCR walking method. This marker, named GMSK-CAPS, cosegregates with ms<SUB>k</SUB> gene with estimated linkage distance 0 cM. The marker validity has been confirmed and the marker is being used for breeding maternal lines of GMS in Korean chili pepper.
토마토반점위조바이러스(TSWV) 저항성 토마토 유전자원 탐색
한정헌(Jung-Heon Han),최학순(Hak-Soon Choi),이준대(Jundae Lee),김재덕(Jae-Deok Kim),이원필(Won Phil Lee),최홍수(Hong-Soo Choi),김정수(Jung-Soo Kim),윤재복(Jae Bok Yoon) 한국원예학회 2012 원예과학기술지 Vol.30 No.2
Sw5-2 SCAR 분자표지와 생물검정법을 이용하여 토마토유전자원 94종의 Tomato spotted wilt virus(TSWV) 저항성을 조사하였다. Sw5-2 SCAR 분자표지의 PCR 산물은 대략 574bp, 500bp, 462bp였는데, 크기가 가장 큰 PCR 산물이 Sw5-b 저항성 대립유전자와 연관되어 있었다. Sw5-b 저항성 대립유전자는 3개 수집종('Eureta', 10-318, 10-321)에서 관찰되었는데, 접종한 개체 가운데 이들 가운데 일부는 TSWV-pb1(토마토 분리주)에 일시적으로 감염되어 회복되거나 줄기에 괴사 병징을 보였다. ELISA 검사에서 음성으로 판명된 수집종 당 1개체씩 총 35개체를 선발하여 병징 발현 및 바이러스 감염 유무를 추가로 조사하였다. 접종 5개월 이후에 병징이 나타나지 않은 26개체를 대상으로 RT-PCR을 이용하여 TSWV 감염유무를 조사한 결과, 모든 개체에서 TSWV의 RT-PCR 산물이 약하게 증폭되었고, 이들 PCR 산물의 증폭수준은 'Eureta'와 비슷하였다. 선발된 유전자원의 저항성은 조직 내 TSWV의 농도를 낮게 하는데 중요한 역할을 하고 이들은 Sw5를 포함한 여러 가지 유전자들에 의해 양적으로 조절되는 것으로 판단된다. A total of 94 tomato accessions were evaluated for the resistance to tomato spotted wilt virus (TSWV) using a Sw5-2 SCAR marker and bioassay. PCR products of the marker were approximately 574 bp, 500 bp, and 462 bp, among which the longest was linked to TSWV resistance allele of Sw5-b. This allele was only found in three accessions (09-438, 10-318, and 10-321) in which some individuals showed apparent recovery or stem necrosis symptom to a tomato isolate of TSWV-pb1. Thirty-five individuals (one per each accession) which were non-infected by ELISA were selected for further observation. Among these, 26 individuals that did not show any symptom at 5 months after inoculation were confirmed for viral infection by RT-PCR. TSWV-specific PCR amplicon was weakly detected in all 26 individuals including 'Eureta', a commercial F1 possessing the resistance allele of Sw5-b. The resistant genes in the selected individuals may play an important role for reducing the viral concentration in tissues of inoculated tomato plants and seems to be quantitatively controlled by several factors including Sw5-b gene.