잣나무 채종원의 유전간벌을 위하여 재적생장에 대한 개량 효과와 유효클론수를 이용한 유전다양성을 평가하였다. 유전 간벌은 클론의 일반조합능력으로 나타나는 육종가(breeding value), 암꽃과 수꽃 개화량을 이용한 종자생산 기여도, 클론별 ramet수 등를 이용한 클론별 변이를 기초로 하였다. 차대 검정 결과에 의하여 산출된 재적생장에 대한 클론별 일반조합능력(genetic value) 및 1991년부터 2003년까지 조사된 개화량 성적을 이용하여 잣나무 채종원(1981년 조성) 179클론에 대하여 간벌 강도에 따른 유전다양성 및 개량효과를 분석하였다. 이때 채종원 외부로부터의 화분오염율은 30%(gene migration = 15%)로 설정하였다. 그 결과 재적생장에 대한 개량효과는 간벌율이 10%에서 60%까지 높아짐에 따라서 점차 증가하였다. 하지만 이보다 더 높은 간벌 강도에서 현저한 개량효과 증가는 나타나지 않았다. 유효클론수는 간벌강도 10%에서 60% 사이에서는 40클론으로 나타났으며, 70% 간벌율 이상에서는 증가하거나 감소하는 변동을 나타냈다. 따라서 본 잣나무 채종원에 대해서는 50%에서 60% 수준의 간벌 강도가 적당한 것으로 판단된다.
본 연구는 배 유전자원의 유전적 변이를 DNA 수준에서 비교함으로써 육종의 기초 자료로 활용하기 위하여 유전자원 60점을 대상으로 AFLP 분석을 수행하였다. 총 20종의 AFLP 프라이머 조합을 이용하여 522개의 다형성 밴드를 얻었다. 획득된 다형성 밴드를 이용하여 UPGMA 방식으로 유사도 및 집괴분석을 수행한 결과 유전적 유사도 0.691를 기준으로 4개의 그룹으로 분류되었다. 첫 번째 그룹에는 Pyrus communis에 속하는 품종 및 P. nivalis, P. cordata 등이 포함되었다. P. betulaefolia와 P. fauriei에 속하는 콩배 계통들이 두 번째 그룹에 속하였고, P. calleryana와 P. koehnei를 포함한 콩배 계통들이 세 번째 그룹으로 분류되었다. 네 번째 그룹에는 P. pyrifolia와 P. ussuriensis에 속하는 재배품종, 교잡종 및 그 외의 종들이 대부분 속하여 동아시아에서 유래한 유전자원들은 P. pyrifolia나 P. ussuriensis와 서로 밀접히 연관되어 있음을 확인할 수 있었다. 유전자원 간 유전적 유사도는 0.584에서 0.879범위로 평균 유전적 유사도는 0.686이었다.
시클라멘의 꽃 및 꽃눈의 색, 잎의 모양과 무늬 등의 질적 형질에 대한 유전 분석을 위하여 이들의 특성이 다른 계통을 교잡한 후, $F_1$, $F_2$ 및 여교잡 세대에서 분리비를 조사하였다. 화색은 $F_1$이 양친의 중간색을 나타냈고, $F_2$는 자방친 화색: 중간 색($F_1$과 동일): 화분친 화색이 1: 2 : 1로 분리되어 한 쌍의 대립유전자가 불완전우성으로 유전하는 것으로 나타났다. 꽃눈 색은 흰색 ${\times}$ 빨간색 계통의 조합에서 $F_1$이 빨간색으로 나타났고, $F_2$에서 빨간색 3: 흰색 1로 분리되어 한 쌍의 대립유전자가 우성으로 작용하는 것으로 밝혀졌다. 모인 꽃잎 형태는 흐트러진 꽃잎 형태에 대하여 완전우성으로 유전하는 것으로 나타났다. 잎 형질에 있어서는 넓은 은색 무늬 잎이 선형 무늬 잎에 대하여, 그리고 피침형 잎 끝이 타원형 잎 끝에 대하여 각각 우성으로 작용하는 한 쌍의 대립유전자가 관여하는 것으로 나타났다. 이와 같이 시클라멘의 질적형질의 발현에는 한 쌍의 대립 유전자가 작용하며 꽃의 색은 불완전우성으로, 꽃눈의 색, 잎의 형태 및 무늬는 완전우성으로 유전되는 것으로 밝혀졌다.
DNA재조작 기법에 비해 비교적 잘 알려지지 않은 유전공학의 새로운 기술로서, 성교배 없이 세포를 융합하여 유전물질을 이전하는 방법이 있다. 이 기술은 DNA재조작 기법에서 반 드시 필요한 유전자의 규명과 분리작업이 없이도 유전자 집단간의 교환이 허용되므로 매우 기대되는 방법이다.
이러한 방법은 앞으로 몇 년내에 한 종에서 다른 종으로 유전자 집단의 이전을 가능케 해줄 것이며, 한 예로서 잡초가 지닌 제초제 저항력을 농작물이 갖게 될 것이다.
본 연구는 농협 한우개량사업소 후대검정우 552두의 도체중, 배최장근단면적, 등지방두께 및 근내지방도를 측정한 후 고밀도 SNP 패널(777K)을 사용하여 유전체 혈연 행렬(Genetic Relationship Matrix, GRM)을 추정하고 GBLUP (Genomic Best Linear Unbiased Prediction) 방법으로 GEBV (Genomic Estimated Breeding Value)를 구하여 교차 검증(Cross-validation) 방법으로 그 정확도를 추정함으로써 유전체 선발 기법을 한우 유전평가 체계에 적용하기 위한 기초자료로 이용하고자 수행하였다. 교차 검증 방법으로 각 형질별로 추정된 유전체 육종가의 정확도는 0.915~0.957로 상당히 높게 추정되었다. 대립유전자의 빈도로 계산된 유전체 혈연 행렬을 이용하여 GBLUP 방법으로 추정된 육종가 정확도의 최대 차이는 후대검정우 534두에 대하여 도체중, 배최장근단면적, 등지방 두께 및 근내지방도 순으로 각각 9.56%, 5.78%, 5.78% 및 4.18% 정도의 수준으로 상승했고, 혈통 기록상의 모든 개체 3,674두에 대해서는 형질 별로 최대 13.54%, 6.50%, 6.50% 및 4.31% 정도의 수준으로 증가한 결과가 추정되었다. 이는 한우 보증씨수소의 선발 시스템에서 아직 표현형 자료를 생산할 수 없는 당대검정 후보축 대한 집단을 조성할 때 유전체 정보를 이용한 사전 선발을 활용하면 기존의 상대적으로 낮았던 육종가의 정확도의 상승 효과와 세대 간격의 단축으로 인하여 유전적 개량량을 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서 genomic breeding value 추정을 위하여 조성된 집단의 경우는 후대 검정우 집단으로서 개체들 간의 혈연관계가 높으며, 이미 전통적인 BLUP 방법으로도 상당히 높은 정확도를 가진 집단을 이용하였다. 그러나, 현재 한우 집단에 대한 유전체 자료 구축 시 이용할 수 있는 정확한 자료는 후대검정우 집단 외에는 참조 집단을 조성할 수 있는 대안이 없으므로, 지속적인 유전체 검정을 위해서는 다양한 유전적 조성이 구축된 참조 집단을 구축해야 할 것으로 사료된다. 또한 유전체 검정을 통한 정확도 상승효과를 기대하기 위해서 지속적으로 참조 집단의 크기를 늘릴 필요성이 있다.
본 연구에서는 전복의 성장형질에 대한 가계변이를 비교분석하기 위한 목적으로 2011년에 생산된 선발 3세대 북방전복 5,334마리에 대한 18개월령 성장형질인 각장, 각폭 및 중량의 전체 계측자료를 이용하여 유전모수와 육종가를 추정하였으며, 그 중 개체수가 많은 상위 10가계의 865마리 대한 가계변이를 조사하였다. 가계효과를 추정하기 위해 개체모형에 근거한 선형모형을 이용하였고, 유전모수 및 육종가는 생산시기를 고정 효과로 처리하고, EM-REML algorithm을 전산 프로그램화한 REMLF90을 이용하여 최적선형불편예측법에 의해 추정하였다. 본 연구에서 조사된 18개월령 북방전복의 표현형에 있어 각장, 각폭 및 중량의 전체평균은 각각 54.5 mm, 36.8 mm 및 21.3 g로 나타났고, 중량의 변이계수가 51.0%로 나타나 각장의 21.1% 및 각폭의 20.7% 보다 자료의 변동성이 크게 나타났다. 개체수가 많은 상위 10가계를 대상으로 각장과 중량의 관계를 산점도로 표시한 결과 상관관계식이 TW = $0.0002SL^{2.8796}$ ($R^2$ = 0.9864) 과 같이 지수곡선식으로 추정되었다. 가계효과에 있어서는 각 가계별로 유의적인 차이를 보였으며 (p < 0.05), 각장, 각폭 및 중량의 유전력은 각각 0.370, 0.382 및 0.367로 중도의 유전력을 보여 개체선발 보다는 가계선발이 유리할 것으로 사료된다. 또한 각 형질 간 상관계수는 매우 높은 정의 상관관계를 보여 한 형질만의 개량으로 다른 형질의 개량효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 추정된 각장 및 중량의 육종가를 토대로 개체수가 많은 상위 10가계에 대한 각 개체별 분포와 순위를 조사하기 위해 표준화육종가로 변환하여 이용하였으며, 각장을 기준으로 상위 5.4%의 개체 수는 152마리, 하위 5.4%의 개체 수는 8마리로 조사되었고, 중량의 경우 상위 5.4%의 개체 수는 164마리, 하위 5.4%의 개체 수는 1마리로 조사되었다. 이와 같이 가계간의 표현형 및 유전적인 다양한 변이를 확인 할 수 있었고, 다음 세대 생산을 위한 모집단의 유전모수와 육종가를 추정하여 선발과 교배에 적절히 이용한다면 보다 나은 육종효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.
Pituitary-specific transcription factor (PIT1) 유전자는 동물의 성장을 조절하고 근육 형성에 관여하는 유전자로서 최근에는 단일염기다형성 변이가 한우를 비롯한 동물에서 관찰되었으며, 한우의 경제 형질과 연관성이 보고되었다. 본 연구는 PIT1 유전자의 단일염기다형성 변이가 한우에서 성장 인자에 미치는 영향과 경제 형질에 대한 유전자형간 육종가와의 상관성에 대해 알아보고자 하였다. 도체 성적을 보유하고 있는 한우 후보종모우 집단 268두를 대상으로 PIT1 유전자 A1256G 다형성을 조사하여 유전자형의 빈도를 분석하였고 각각의 유전형에 따른 기본적인 검정 성적을 바탕으로 경제 형질과의 연관성을 비교 분석하였다. 268두의 한우에서 PIT1 유전자의 A1256G 유전자형 빈도는 MseI 제한 효소를 사용했을 때 A 유전자 빈도(0.37)보다 G 유전자 빈도(0.62)가 높게 나타났다. 통계적 분석을 통하여 각 유전자형에 대한 경제 형질과의 관련성을 분석한 결과, 각 유전자형 간에 12개월령 체중 (body weight 12, BW12)에서 유의한 차이를 보였고, 등지방 두께 육종가 (Backfat thickness-estimated breeding value, BF-EBV)와도 유의한 차이가 있었지만 (p<0.05), marbling score (MS), carcass weight (CW), M. longissimus dorsi area (LDA) 등 다른 경제 형질과는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다. PIT1 유전자의 A1256G 다형성은 한우의 성장과 도체체중에 관여하는 인자로 작용하는 것으로 보여진다.
국내 육성된 보리 품종의 유전적 다양성을 조사하기 위하여 microsatellite marker의 이용 가능성에 대한 연구를 수행하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 보리 70품종을 20개의 microsatellite marker를 이용하여 분석하였을 때 대립유전자의 수는 2~9개로 비교적 다양한 분포를 나타내었으며 전체 124개의 대립유전자가 분석되었다. PIC 값은 0.498~0.882 범위에 속하였으며 평균값은 0.734로 나타났다. microsatellite marker를 이용하여 작성된 보리70품종의 품종간 유전적 거리는 0.10~0.91의 범위로 나타났고, 유사도 지수 0.15를 기준으로 할 때 70개 품종은 2조 보리 그룹과 6조 보리 그룹으로 나눌 수 있었으며, 공시 품종 모두 microsatellite marker의 genotype에 의해 뚜렷이 구분되었다. 이 연구결과는 보리의 유전적 다양성 및 품종식별을 위한 기초 자료로 유용하게 이용될 수 있는 것으로 사료된다.
포스트 코로나 이후 먹거리에 대한 소비자의 인식전환으로 건강먹거리인 야콘에 대한 관심이 증가하고 있다. 야콘은 남미 안데스에서 도입된지 40여년 되었으며 달콤한 맛과 아삭아삭한 식감을 가져 생식용과 야콘즙으로 인기있으나 현재 국내 육종된 품종이 없다. 따라서, 다양한 유전자원을 확보하고 자원에 대한 평가를 통해 신품종 육성을 위한 기초 자료로 활용하고자 실시하였다. 연구에 사용된 재료는 국립식량과학원에서 보유하고 있는 5개 자원을 대상으로 초장, 엽수, 줄기수, 생체중, 관아수량, 괴근수량 등을 조사하였으며, 조사방법은 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사 분석기준(RDA, 2012) 준하였다. 야콘 유전자원의 지상부 특성 결과, 초장이 92-127cm 범위를 보였으며, 줄기수는 8-12개, 경엽중은 1,433-2,855kg, 엽수는 152-195개의 범위를 보였다. 또한, 유전자원별 지하부 특성을 살펴보면, 유전자 원별 HY1이 관아수가 가장 많고, 관아수량도 352/10a으로 가장 무거웠다. 괴근수량을 살펴보면, HYL2가 총수량이 5,197 kg/10a, 상품수량이 4,213 kg/10a으로로 가장 많았으며, HYL3, HYL4, HYL5, HYL1 순이었다. 유전자원의 생리장해 결과를 조사한 결과, 열근 및 부패발생은 HYL1이 가장 심하였으며, HLY5가 상대적으로 약했다. 유전자원의 품질특성을 조사한 결과, 당도는 HYL5가 12.5로 가장 높았으며, HYL1이 8.7로 가장 낮았다. 이상의 결과를 바탕으로, 향후 야콘의 인공교배 단계에서부터 육종프로그램에 활용할 계획이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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