• 제목/요약/키워드: 유전육종

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멜론 및 참외 순도 검정을 위한 SNP 마커 개발 및 F1 종자 순도 검정 (SNP Marker Development for Purity Test of Oriental Melon and Melon)

  • 안송지;권진경;양희범;최혜정;정희진;김용재;최경자;강병철
    • 한국육종학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.397-406
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    • 2010
  • 멜론과 참외의 국내 소비 시장이 확대됨에 따라 다양한 $F_1$ 품종이 개발되고 있다. 멜론과 참외의 $F_1$ 품종의 순도를 검정하기 위해 포장재배 등의 순도검정법이 이용되고 있으나 시간과 노력이 매우 많이 소요되기 때문에 분자마커를 이용한 순도검정법의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 멜론의 EST 염기정보로부터 30개의 SNP 프라이머 조합을 고안하여 멜론과 참외의 순도 검정을 위한 HRM분석방법을 개발하였다. 멜론 두 품종과 참외 한 품종의 양친 사이에 HRM 해리곡선의 다형성을 보이는 10개의 마커를 선발하였으며 순도검정 마커를 선발하기 위해 blind test를 실시하였다. Blind test와 HRM 유전형 분석 결과가 일치하였으며 MEL SNP 2번과 12 마커를 이용하여 '레드 퀸'과 '얼쓰 VIP'의 $F_1$ 501개 개체에 대해 순도검정을 실시하였다. HRM분석한 결과 모두 이형집합체로 나타나 100%의 순도를 보였다. 또한 HRM 방법을 이용하여 개발한 SNP 마커를 CAPS 마커로 전환하였다. CAPS 마커는 HRM 분석 마커와 비교하여 볼 때 멜론과 참외의 순도검정용 마커로 더 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

수박에서 덩굴마름병 감수성 및 저항성 양친에 대한 차세대 염기서열 재분석으로 탐색된 SNP 기반 HRM 분자표지 개발 (Development of HRM Markers Based on SNPs Identified from Next Generation Resequencing of Susceptible and Resistant Parents to Gummy Stem Blight in Watermelon)

  • 이은수;김진희;홍종필;김도선;김민경;허윤찬;백창기;이준대;이혜은
    • 한국육종학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.424-433
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    • 2018
  • 수박(Citrullus lanatus)은 전세계에서 경제적으로 중요한 채소작물이며, 라이코펜과 시트룰린과 같은 기능성 물질을 함유하고 있다. Didymella bryoniae 병원균에 의해 발생하는 덩굴마름병은 수박 재배에서 가장 피해를 많이 주는 병해 중에 하나이다. 단일염기다형성(SNP)은 한 개 염기에 관해 개체 간에 발생하는 유전적 변이로서 유전자 연관 지도를 작성하는 것과 원예적 형질 및 병저항성에 연관된 분자표지를 개발하는 데 자주 사용된다. 본 연구에서는 수박에서 모친과 부친의 차세대 염기서열 재분석(next generation resequencing)을 통해 SNP 분자표지를 선발하였다. 식물재료는 C. lanatus '920533'(모친, 감수성)과 C. amarus 'PI 189225'(부친, 저항성) 및 이들의 $F_1$, $F_2$ 개체를 이용하였다. NGS 분석 결과, '920533'과 'PI 189225'에서 각각 13.6 Gbp와 13.1 Gbp의 염기서열을 얻었다. '920533'과 'PI 189225' 간의 SNP 수는 609만 개였고, 그 중 HRM 프라이머로 디자인이 가능한 SNP의 수는 354,860개였다. 그 중에 HRM 분석을 위한 330개 프라이머 쌍이 디자인되었다. 결과적으로 HRM 분석을 통해 총 61개의 HRM 분자표지를 개발하였다. 이번 연구의 결과는 SNP 기반의 유전자지도 작성에 이용될 수 있으며 덩굴마름병 저항성과 연관된 양적 형질 유전자좌(QTL) 분석에 활용될 수 있을 것이다.

열대, 아열대 지역 수집 렌즈콩, 병아리콩, 송이콩 유전자원의 농업형질과 이화학적 특성 비교 (Comparison of Agricultural Traits and Physicochemical Properties of Lentil (Lens culinaris Med.), Chickpea (Cicer aretinum L.), and Guar (Cyamopsis tetragonoloba L.) Germplasms Collected from Tropical and Subtropical Regions)

  • 최유미;이수경;이명철;오세종;허온숙;조규택;윤문섭;현도윤
    • 한국육종학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.453-462
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    • 2018
  • 본 연구는 열대, 아열대 지역에서 수집된 다양한 두류 작물의 국내적응성을 검토하기 위하여 농업형질을 조사하고, 유용성분을 평가하여 정보를 제공하므로써 자원의 활용가치를 높이고자 수행하였다. 시험에는 렌즈콩 68, 병아리콩 72, 송이콩 61자원, 총 3작물 201자원을 공시하였다. 작물별 개화일수 평균은 56.7일에서 60.8일로 큰 차이를 보이지 않았으나, 작물별 성숙일수 평균은 26.1일(렌즈콩)에서 107.3일(송이콩)로 변이가 매우 컸다. 작물별 생육일수의 평균은 렌즈콩이 86.8일로 가장 짧고, 병아리콩 108.4일, 송이콩이 163.9일로 가장 길었다. 열대, 아열대 수집 두류 중 병아리콩과 송이콩은 정상적인 개화, 결실로 국내재배가 가능하였으나, 송이콩의 생육일수를 줄일 수 있는 작형개발이 필요하며, 렌즈콩은 5월 이후 기온 상승으로 인해 정상적인 개화, 결실에 어려움이 있어 늦여름 작형을 고려해봐야 할 것으로 보인다. 작물별 100립중의 평균과 범위는 렌즈콩 2.2 g, 1.8-5.3 g, 병아리콩 22.9 g, 7.4-74.6 g, 송이콩 3.8 g, 3.2-5.0 g이었다. 두과 작물은 단백질과 섬유질이 풍부한 것으로 알려졌으며 본 결과의 작물별 조단백 함량 평균은 17.3-26.4%, 조섬유 함량 평균은 4.3-9.5%로 조단백, 조섬유 모두 송이콩의 평균 함량이 가장 높았다. 작물별 식이섬유 함량 평균은 15.7-50.7%로 렌즈콩, 병아리콩은 대조품종인 신선두와 유사한 수준이었으나 송이콩은 월등히 높아(평균 50.7%, 최고 56.3%, IT208112) 식이섬유 고함유 작물로서 활용가치가 있을 것으로 보인다. 렌즈콩, 병아리콩, 송이콩 모두 100립중과 조섬유, 식이섬유 함량간에 높은 부의 상관을 보였으며, 병아리콩의 100립중 변이가 큼에 따라 상관관계가 있는 모든 성분 함량의 변이도 컸다. 전통적으로 활용하고 있는 작물인 강낭콩의 성분 함량과 비교한 결과 평균 조단백 함량은 송이콩과 렌즈콩에서, 조지방, 조섬유 함량은 송이콩과 병아리콩에서 식이섬유 함량은 송이콩에서 우수하였다. 송이콩은 조단백, 조섬유, 식이섬유 함량이 다른 두류 작물보다 월등히 우수한 것으로 나타나 가공용, 기능성용, 산업용 등 용도를 발굴하여 활용할 가치가 있을 것으로 보인다.

철과 아연 함량이 높고 향기가 있는 벼 '향철아' ('Hyangcheola', A New Fragrant Rice Variety with High Iron and Zinc Content)

  • 정응기;안억근;원용재;이정희;이상복;정종민;오세관;조영찬;이점호;서정필;현웅조;정오영;김보경;손지영
    • 한국육종학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.472-477
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    • 2018
  • '향철아'는 2005년 하계에 철과 아연을 함유한 '조령벼'와 구수한 누룽지 향을 가지고 있는 '설향찰'을 인공교배하였다. $F_1$을 양성하며 조기에 육성계통의 유전특성을 고정하고자 꽃가루 배양을 실시하고 세대 진전 후 SR30627-HB2968-2계통을 선발하여 수원562호로 계통명을 부여하였다. 2012년부터 지역 적응시험 3년을 실시하고, 그 결과를 2014년 12월 농촌진흥청 직무육성 신품종선정위원회에 상정하여 '중모1043호'로 선정되었다. 농가에 보급 되는 과정에서 수요자의 편이성과 품종의 특성을 쉽게 알리고자 2016년에 특허청에 '향철아' 상표등록(40-1189378)하여 농가에 보급하게 되었다. '향철아'의 출수기는 보통기 재배에서 평균 출수기가 7월 28일로 '화성'보다 12일 빠른 조생종이고, 이삭길이는 22 cm, 주당 이삭수 13개로 화성과 비슷한 특성을 보였다. 이삭당 입수는 86개로 '화성'보다 적었고, 등숙률도 77.8%로 '화성'보다 낮았으며, 현미 천립중이 22.8 g으로 중립종이다. '향철아'는 도열병에 중정도 저항성을 보였고, 줄무늬잎마름병에 저항성을 보였지만 흰잎마름병, 오갈병 및 멸구류에 대한 저항성은 없었다. '향철아'는 도복에는 보통이며, 수발아는 10.1%로 '화성'보다 강했으며, 내냉성은 '화성'비슷한 수준을 보였다. '향철아'의 알칼리붕괴도는 6.5, 아밀로스함량은 19.3%로 '화성'하고 비슷하였으나 단백질함량은 8.2%로 높았다. '향철아'는 구수한 누룽지 향이 있으며, 현미 100 g당 철분 함량이 15.12 mg으로 '화성' 11.43 mg보다 높았으며, 아연 함량은 32.24 mg으로 '화성' 23.49 mg보다 많이 함유하고 있었다. '향철아'의 쌀수량은 중부평야지 4개 지역에서 보통기 보비재배 평균 4.8 MT/ha로 '화성'의 5.3 MT/ha 대비 89% 정도의 수량성을 보였다.

중생 복합내병성 고품질 벼 '삼광1호' ('Samkwang1', a Medium Maturing, Multiple Disease Resistant, and High-quality Rice)

  • 이정희;원용재;조영찬;이점호;양창인;김명기;안억근;서정필;이상복;전용희;성열규;정응기;하운구;장재기;정국현;윤미라;강경호;박향미;노재환;김보경
    • 한국육종학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.490-496
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    • 2018
  • '삼광1호'는 중부지역 적응하는 고품질 품종을 육성할 목적으로 2005년 하계에 중생이고 단간이며 도복에 강한 '수원152호'와 중만생이고 흰잎마름병에 저항성이며 도정특성이 좋은 최고품질 품종 '삼광'를 인공교배한 잡종1세대에 삼광을 여교배하였다. 삼광이 여교배된 $F_1$개체를 양성하며 조기에 유전특성을 고정하고자 꽃가루 배양을 실시하고 육성계통 세대 진전 후 SR30176-HB2946-B-32-1-1계통을 선발하여 수원566호로 계통명을 부여하였다. 2013년부터 2015년까지 지역적응시험 3년을 실시한 결과 그 우수성이 인정되어 2015년 12월 농촌진흥청 직무육성 신품종선정위원회에서 신품종으로 선정됨과 동시에 '삼광1호'으로 명명되었다. '삼광1호'의 출수기는 보통기 재배에서 평균 출수기가 8월 8일로 '화성'보다 2일 빠른 중생종이고, 벼 간장은 77 cm로 '화성'보다 7 cm 작은 준단간이며, 이삭길이는 20 cm, 주당 이삭수 13개로 화성과 같은 특성이나, 이삭당 입수는 128개로 '화성'보다 많았고. 등숙률은 87.4%로 '화성'보다 낮았으며, 현미 천립중이 21.7 g으로 중소립종이다. '삼광1호'는 도열병에 강한 저항성을 보였고, 흰잎마름병은 K1, K2, K3 균계에 저항성을 보였지만, 오갈병 및 멸구류에 대한 저항성은 없었다. '삼광1호'는 도복에는 중정도이며, 수발아는 화성보다 강한 반응을 보였고, 내냉성은 '화성'과 비슷한 수준을 보였다. '삼광1호'의 백미외관은 심백이 0으로 아주 맑고 투명하였다. 알칼리붕괴도는 6.2, 단백질함량은 6.2%, 아밀로스함량은 18.9%로 '화성'보다 낮아서 미질특성이 우수하였고, 관능검정 결과 밥맛은 0.35로 '화성'보다 매우 우수한 품종이었다. 제현율, 현백률 및 도정률은 '화성'과 비슷하였으나 도정된 쌀의 완전립률이 94.2%로 '화성'의 81.6%보다 높은 편이었고 완전미도정수율도 70.5%로 '화성'보다 우수하였다. '삼광1호'의 쌀수량은 중부평야지와 중서부해안지 등 11개 지역에서 보통기 보비재배 평균 5.62 MT/ha로 '화성'의 5.22 MT/ha 보다 8% 높았다. 최고품질 품종 '삼광1호'의 적응지역은 중부 평야지와 중서부해안지이다.

통일형 벼에서 메소트리온계 제초제 저항성 연관 DNA marker 탐색 (Identification of DNA Markers Related to Resistance to Herbicide Containing Mesotrione in Tongil Type Rice)

  • 이지윤;조준현;이종희;조수민;권영호;박동수;송유천;고종민
    • 한국육종학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.387-395
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    • 2018
  • 다산 등 15개의 통일형 벼 품종을 이용하여 mesotrione을 처리한 후 5일부터 다산 등 13개 품종들은 신엽에서 백화현상이 발생하였으나, 밀양154호와 수원382호는 백화현상이 발생하지 않아 저항성 품종으로 선발되었다. Mesotrione 처리 후 다산 등 13개 품종들의 초장 및 건물중 억제율은 밀양154호와 수원382호보다 더 높았으며 약량에 따른 억제율이 증가하였다. 한아름2호/밀양154호의 $F_2$ 집단을 이용한 유전분석 결과 저항성이 149개체, 감수성이 41개체로 이론적 분리비 3:1($X^2=1.19$, P=0.31)에 적합하여, mesotrione 저항성 관련 유전자는 1개의 우성유전자에 지배되는 것으로 나타났다. BSA방법을 이용하여 mesotrione 저항성 관련 유전자를 탐색한 결과, 2번 염색체의 10.2 Mb에 위치한 SSR marker RM1358과 RM3501을 선발하였다. Fine mapping을 위해 선발된 5개의 저항성 개체 중에서 $F_2-137$은 RM12921부터 RM3501까지 재조환이 일어났고, $F_2-76$은 RM324부터 RM5101까지 재조환이 일어났다. 따라서, mesotrione 저항성 관련 유전자는 RM3501과 RM324 사이인 10.2 Mb~11.4 Mb에 존재하며, RM3501과 RM324의 조환률이 각각 0.53%과 2.65%이므로, RM3501을 mesotrione저항성 유전자 DNA 연관 marker로 선발하였다. 다산 등 20개 통일형 품종 및 mesotrione에 저항성을 나타내는 자포니카 품종인 운광과 감수성인 통일형 한아름의 $BC_2F_2$ 집단을 이용하여 RM3501의 MAS 이용 가능성을 검토한 결과, mesotrione 저항성 선발 marker로 활용은 가능하나, 정확한 선발 maker로 활용하기 위해서는 추가적인 실험이 필요할 것으로 판단된다.

파종기 이동에 따른 참깨 품종들의 유용형질 변화 및 품종간 차이 (Effects of Planting Date on Agronomic Characteristics and Varietal Differences in Sesame Varieties)

  • 이정일;이승택;엄기철;박찬호
    • 한국작물학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.268-275
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    • 1982
  • 참깨육종과 재배기술 개선연구를 위한 기초자료를 얻고저 조기파종, 보통기파종, 맥후작시기인 만기파종에서 참깨 국내외 주요품종 82품종을 공시, 참깨 유용형질들의 변이와 품종간 차를 조사하여 유용 유전자원을 분류 확보함과 동시에 참깨 작형과 지대에 적응한 유용형질들의 재조합을 위한 기본적인 정보를 얻고저 본 시험이 시도되었든 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 참깨 영양생장의 지표형질인 경태와 초장은 저온의 조기파종기에서 가장 컸으며 고온만파에서 가장 적어서 만파할수록 영양생장이 빈약하였다. 따라서 발아에 지장이 없다면 현재의 단작재배파종기보다 조파하는 것이 유리하다. 2. 파종기에 따른 주당삭수와 삭당입수의 변화에서는 조기파종(4월 20일파)에서 평균 88삭의 착삭과 삭당 평균 54입의 입수를 가진데 대해 만기파종(6월 15일파)에서는 불과 주당 25삭과 삭당 40입만이 확보되어 만파가 크게 뒤지고 있었다. 3. 등숙율과 1,000입중에 있어서는 저온장일인 4월 20일 파종의 조파가 평균 78%의 등숙율과 2.3gr의 1,000입중을 보이는데 대해 고온기인 6월 15일 파종에서는 58%의 등숙과 2.1gr의 1,000입중을 보여 만파할수록 등숙이 불량하였다. 4. $1m^2당$ 종실수량에서는 저온장일인 4월 20일 파종이 평균 112gr인데 대해 5월 15일 파종은 78gr이며 만파인 6월 15일 파종은 불과 18gr밖에 되지 않아 파종시기가 늦어질수록 수량은 급격히 떨어졌다. 5. 참깨 재배시기 이동에 따른 참깨품종들의 영양생장과 생식생장의 차이와 수량반응으로부터 조파적응형, 보통기적응형, 만파적응형, 중간형의 4군으로 구분할 수 있었다. 6. 일조시수와 적산온도 및 주요형질과의 상관에서는 일조시수와 온도가 대부분의 수량형질들과 높은 정의 상관이 있었다. 따라서 참깨수량은 일조와 온도에 밀접한 관계를 가지고 있음이 확인됐다. 7. 참깨 품종중에는 주당삭수 150개이상인 구례와 재래종 12003가 조사되었으며 삭당입수 75입이상인 해남, 우강품종, 등숙비율에서도 90%이상인 품종 수원 8호, 청송등이 있었다. 8. 참깨는 품종에 따라 만파적응력이 다르므로 맥후작재배용 품종육성은 반드시 맥후작 재배조건에 맞추어 별도의 육종계획으로 실시하는 것이 효과적이다.

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내건성 및 BPH 내성 계통의 육성을 위한 농업형질 고정여부 조사 (Investigation into Whether Agronomic Traits Are Fixed for the Breeding of Drought Tolerance and BPH-resistant Crosses)

  • 이소영;김은경;박재령;김경민
    • 생명과학회지
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    • 제30권9호
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    • pp.798-803
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    • 2020
  • 1960년대 후반 인디카 품종과 자포니카 품종의 교잡에 의하여 새로운 통일형 벼 품종을 육성했고 그 재배기술을 확립했으며, 현재까지 이 재배기술을 이용하여 소비자들의 기호에 맞게 그리고 극한환경에 대응할 수 있는 다양한 품종들이 만들어졌다. 서로 다른 작물끼리 교배하여 얻은 F1을 가지고 반복적인 세대 진전을 통하여 도입을 원하는 우량한 유전자원의 형질이 더 이상 분리되지 않을 때 교배시킨 형질이 고정되었다고 볼 수 있으며 비로소 신품종이 될 수 있다. 본 연구에서는 가뭄에 저항성을 띠는 HV23 계통을 모품종인 Ilmi와 교배한 집단과 벼멸구에 내성을 갖는 Drimi2ho와 교배한 집단의 F4, F5, 그리고 F6의 농업형질을 조사하여 고정 여부를 확인했다. HV23와 Drimi2ho/HV23 계통의 F5, F6를 비교하였을 때 그리고 Ilmi/HV23 계통의 F4, F5를 비교하였을 때 모두 유의하지 않은 정도의 형질 변이가 나타났기 때문에 농업형질이 고정되었다고 판단할 수 있었다. 일반적인 계통 육종법은 품종개량에 10년 이상의 시간이 드는 반면 본 연구에서는 4-5년 만에 형질이 고정되었음을 확인하였다.

한우에 있어서 유전체 육종가 추정 (Prediction of genomic breeding values of carcass traits using whole genome SNP data in Hanwoo (Korean cattle))

  • 이승환;김형철;임다정;당창권;조용민;김시동;이학교;이준헌;양보석;오성종;홍성구;장원경
    • 농업과학연구
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    • 제39권3호
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    • pp.357-364
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    • 2012
  • Genomic breeding value (GEBV) has recently become available in the beef cattle industry. Genomic selection methods are exceptionally valuable for selecting traits, such as marbling, that are difficult to measure until later in life. One method to utilize information from sparse marker panels is the Bayesian model selection method with RJMCMC. The accuracy of prediction varies between a multiple SNP model with RJMCMC (0.47 to 0.73) and a least squares method (0.11 to 0.41) when using SNP information, while the accuracy of prediction increases in the multiple SNP (0.56 to 0.90) and least square methods (0.21 to 0.63) when including a polygenic effect. In the multiple SNP model with RJMCMC model selection method, the accuracy ($r^2$) of GEBV for marbling predicted based only on SNP effects was 0.47, while the $r^2$ of GEBV predicted by SNP plus polygenic effect was 0.56. The accuracies of GEBV predicted using only SNP information were 0.62, 0.68 and 0.73 for CWT, EMA and BF, respectively. However, when polygenic effects were included, the accuracies of GEBV were increased to 0.89, 0.90 and 0.89 for CWT, EMA and BF, respectively. Our data demonstrate that SNP information alone is missing genetic variation information that contributes to phenotypes for carcass traits, and that polygenic effects compensate genetic variation that whole genome SNP data do not explain. Overall, the multiple SNP model with the RJMCMC model selection method provides a better prediction of GEBV than does the least squares method (single marker regression).

벼 형질전환계통의 미질특성에 대한 고찰 (Studies on the Grain Quality Characteristics of Rice Transgenic Lines)

  • 정종민;정지웅;강경호;이상복;모영준;김정곤;김경민;손재근
    • 한국작물학회지
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    • 제58권2호
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    • pp.203-211
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    • 2013
  • 국내 대학과 국립식량과학원 간의 협력 연구를 통해 확보된 32개 벼 형질전환 계통들 중 작물학적 성능이 유망한 11개 계통들에 대해 작물학적 특성과 미질 특성이 평가되었다. 주요 결과는 아래와 같다. 1. 이들 계통들은 수량성, 환경스트레스저항성, 내병성에 관여하는 7종의 유전자가 니폰바레, 낙동벼, 동진벼 등에 형질전환 되어 육성된 계통들이다. 2. 미질 특성과 관련된 11개 조사형질을 이용한 다변량 분석결과, 형질전환에 이용된 모품종과 도입유전자들에 대한 각 형질전환 계통군들의 뚜렷한 집구현상은 관찰되지 않았다. 3. 실용적 측면에서는 작물학적 특성이 모품종과 유사하면서 미질 특성이 양호한 계통이 다수 확인되었다. 4. 그러나 모품종의 유용한 작물학적 특성, 즉 '상품성'을 온전히 견지하고 있다고 판단되는 계통은 선정하기 어려웠다. 5. 도입할 유전자의 선정과 유전적으로 고정된 형질전환 계통을 확보하는데 소요되는 경비와 시간을 고려할 때, 향후 우량 벼 형질전환 계통의 육성효율을 제고하기 위해서는 기존에 비해 보다 구체적이며 차별화 된 육종전략의 개발이 필요하다고 판단되었다.