• 환경생물
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• 제39권3호
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• pp.329-335
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• 2021

2017년 이후 강원도 고랭지배추는 클로버씨스트선충에 의한 피해를 받아 왔다. 저항성 배추 품종 재배는 씨스트선충 피해를 줄일 수 있는 가장 경제적인 방제 방법이다. 본 연구에서는 클로버씨스트선충 저항성 배추 신품종 육성을 위한 육종 소재 탐색을 위해 배추류 유전자원 총 57자원을 대상으로 클로버씨스트선충에 대한 저항성 검정을 수행하였다. 배추(Brassica rapa subsp. pekinensis), 순무(B. rapa), Brassica sp., 갓(B. juncea), 겨자류(B. carinata, B. tournefortii), 경수채(B. rapa subsp. nipposinica), 다채(B. rapasubsp. narinosa), 평지(B. rapa var. perviridis), 루타바가(B. napus var. napobrassica), 로켓샐러드(Eruca sativa) 54자원은 뿌리에 클로버씨스트선충 암컷이 300개 이상 증식되어 매우 감수성인 것으로 나타났다. 겨자류 2자원(B. carinata, B. tournefortii)도 클로버씨스트선충 암컷이 각각 144개, 110개 증식되어 감수성인 것으로 나타났다. 반면, 겨자류 중에서 African mustard (B. tournefortii, 씨앗은행 관리번호 IT218058)는 클로버씨스트선충 암컷이 평균 4±1.8로 증식되어 저항성인 배추류 유전자원인 것으로 나타났다. 본 연구에서 선발된 African mustard (IT218058)는 클로버씨스트선충 저항성 배추 품종 육성을 위한 육종 소재로 활용 가능할 것으로 판단된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권5호
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• pp.600-606
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• 2012

Studies into the cell death program termed apoptosis have resulted in new information regarding how cells control and execute their own demise, including insights into the mechanism by which death-preventing factors can inhibit Bax-induced caspase activation. We investigated high temperature stress-induced cell death in Brassica rapa. Using a yeast functional screening from a Brassica rapa cDNA library, the BH5-127 EST clone encoding an apoptotic suppressor peptide was identified. However, a phylogenic tree showed that BH5-127 clusters within a clade containing SUMO-1 (Small Ubiquitin-like Modifier-1). BH5-127 was confirmed similar to have function to SUMO-1 as Fas suppression. Expression of BH5-127 showed that substantial suppression of cell death survived on SD-galactose-$Leu^-$-$Ura^-$ medium. The results suggest that BrSE ($\underline{B}$rassica rapa $\underline{S}$entrin $\underline{E}$ST, BH5-127) is one of the important regulatory proteins in programming cell death, especially in the seedling stage of Chinese cabbage.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제7권1호
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• pp.27-35
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• 2005

Eighty-five different cultivars of Brassica rapa, B. juncea, B. nap us, B. carinata, B. oleracea and hexaploid Brassica collected from Bangladesh, Japan, China and Denmark were analyzed by SDS-PAGE for seed and leaf protein variations, using esterase, acid phosphatase and peroxidase isozyme analysis. Ten polymorphic bands were identified from seed protein however no identifiable polymorphic band was found in the leaf protein. Polymorphic markers clearly distinguished the different Brassica species as well as yellow sarson (YS) and brown seeded (BS) cultivars of B. rapa. The $F_1$ cross between YS and brown seeded cultivars showed the existance of all poly-morphic bands of the respective parents. The Bangla-deshi and Japanese cultivars of B. rapa differed in the amount of seed protein. In the case of isozyme analysis, esterase showed the highest number of polymorphic bands (13) followed by acid phosphatase (9) and peroxidase (5). These polymorphic markers were very effec-tive for classification of all the species studied in this experiment. In parentage tests using isozymes, the hybridity of intra-and-interspecific crosses of almost all the seedlings could be identified from their respective cross combinations. Esterase polymorphism showed a clear differentiation between YS and BS types of B. rapa. In addition, two esterase polymorphic markers were iden ified to differentiate some cultivars of B. juncea. Segregation patterns in these two esterase bands showed a simple Mendelian monohybrid ratio of 3:1 in $F_2$, 1:1 in test cross and 1:0 in back cross progenies. No polymorphic band was identified to distinguish different cultivars of the same species by acid phosphatase or peroxidase. Polymerase Chain Reaction (PCR) was carried out with seed coat color specific marker of B. juncea. The yellow seeded cultivars produced a strong band at 0.5 kb and weak band 1.2 kb. In the addition of these two specific bands, Japanese yellow-seeded cultivars expressed two more weak bands at 1.0 kb and 1.1 kb. Where the brown seeded cultivars generated a single strong band at 1.1 kb. In segregating population, the yellow seed coat color marker segregated at a ratio 15 (brown) : 1 (yellow), indicating the digenic inheritance pattern of the trait.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권3호
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• pp.153-160
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• 2006

유전체 연구란 목적하는 유전체의 구조를 밝히고 가지고 있는 모든 유전자의 기능 및 진화과정을 망라하여 이해하고자 하는 것이다. 계통발생학상 애기장대와 연관되어 있는 Brassica rapa는 채소, 유지 및 사료로 이용되는 중요한 작물의 하나이다. Brassica rapa의 유전체 연구를 착수하는 데는 적합한 유전학적 재료 및 유전체 재료가 있어야 한다. 우리는 배추 (Brassica rapa spp. pekinensis)를 재료로 하여 표준 mapping 집단을 개발하여, 78계통으로 구성된 DH집단과 약 250 계통으로 구성된 RI집단을 개발하였다. 2가지 제한효소 (HintIII, BamHI)를 이용해 세균인공염색체 (BAC) library (KBrH, KBrB)를 만들었고, 이들은 각각 56,592개와 50,688개의 클론으로 구성되어 있다. 또한 배추의 각기 다른 부위를 이용하여 만든 22가지의 cDNA library를 이용하여 평균 575bp의 길이를 가지는 104,914개의 EST 분석을 실시 하였다. 세계적으로 'Multinational Brassica Genome Project (MBGP)' 조직이 구성되었고 배추의 전 염기서열 분석을 하기로 2003년 결정되었다. 그 첫 단계로 104,914개의 BAC 클론의 BAC-end 염기서열분석이 제안되어 2006년 9월 5개국 공동 프로젝트로 추진하여 완성하게 되었다. 이러한 BAC-end 염기서열분석의 결과는 유전자의 염기서열 해석, 및 풍부하게 존재하는 반복염기서열 DNA를 분석함으로써 배추의 유전체 구조를 이해할 수 있는 실마리를 주었다. BAC 클론의 전체 염기서열분석은, 비록 단편 내에 유전자의 결실이 변화무쌍하게 일어나지만 배추 DNA 단편이 유전체에서 광범위하게 삼중복으로 존재함을 나타냈다. 이러한 BAC-end 염기서열을 아기장대 염기서열에 비교하여 629개의 종자 BAC을 선정하게 되었고, 이들의 염기서열 분석을 완성하였다. MBGP에서는2단계로서 배추의 전 유전체 염기서열 분석을 추진하게 되었고, 유전자지도에 위치한 종자 BAC을 이용하여 인접한 BAC 클론을 찾아 염기서열 분석하는 BAC-to-BAC 방법을 추진하고 있으며 8개국에서 참여하여 현재 염기서열 분석을 추진 중 이다. 최근에 각 국에서는 생물정보학기법을 활용한 염기서열 분석 기반에 대하여 많은 토론이 진행되고 있다. 앞으로 다양한 유전체 정보가 축적됨에 따라 배추의 유전체 구조를 이해하고 농업적으로 적용하고자 하는데 기여를 할 것이다.

• 한국자원식물학회지
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• 제33권6호
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• pp.615-623
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• 2020

Brassica rapa is one of the most valuable vegetable crops worldwide. Cultivated varieties of B. rapa exhibit diverse developmental and morphological appearances, which includes important vegetables, oilseeds, and fodder crops. In this study, various phenotypes of recombinant inbred lines (RILs) of B. rapa were investigated, including their responses to five different pathogenic Botrytis cinerea isolates, responses to aphid and thrips during flowering stages, days to flowering, and plant heights. Responses of 113 RILs to five different B. cinerea isolates showed variations, suggesting that genetic factors controlling resistance or tolerance against each isolate were dependent on isolate/genotype pairs. Correlation analysis was performed to understand the nature of genetic factors and the relationship among these phenotypes. Although high levels of correlation were not detected between phenotypes assessed in this study, statistically significant correlation was detected for several combinations. Significant positive correlations were found for different B. cinerea isolates, supporting that certain levels of commonality could exist in genetic components controlling resistance against different B. cinerea isolates. Based on correlation analysis using numbers of insects counted on plants, it was speculated that genetic factors responsible for aphid tolerance or repellence might be also involved in the response against thrips. Relationship between vegetative growth and tolerance against B. cinereal or insects is rather more complicated. However, it was observed that shorter plants appeared to have a certain level of tolerance or repellence against both aphids and thrips. Data presented in this study could be used to assist further genetic studies and breeding efforts to obtain Botritis and insect resistance for B. rapa.

• 한국토양비료학회지
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• 제47권3호
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• pp.141-146
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• 2014

The necessity to develop economical and eco-friendly technologies is steadily increasing. Plant growth promoting rhizomicrobial strains PGPR are a group of microorganisms that actively colonize plant roots and increase plant growth and yield. Pot experiments were used to investigate the potential of some rhizobacterial strains to enhance the Brassica rapa growth. Microbial strains were successfully isolated from the rhizosphere of Panax ginseng and characterized based on its morphological and plant growth promotion characters. Surface disinfected seeds of Wisconsin Fast B. rapa were inoculated with the selected PGPR microorganisms. The different pots treatments were inoculated by its corresponding PGPR ($10^7cfu\;mL^{-1}$) and incubated in the growth chamber at $25^{\circ}C$ and 65% RH, the light period was adjusted to 24 hours (day). NPK chemical fertilizer and trade product (EMRO, USA) of effective microorganisms as well as un-inoculated control were used for comparison. Plants harvested in 40 days were found to have significant increase in leaf chlorophyll units and plant height and also in dry weight of root and shoot in the inoculated seedlings. Root and shoot length and also leaf surface area significantly were increased by bacterial inoculation in sterile soil. The study suggests that Rhodobacter capsulatus and Azotobacter chroococcum are beneficial for B. rapa growth as they enhance growth and induced IAA production and phosphorus solubilization. This study presents some rhizomicrobial strains that significantly promoted growth of Wisconsin Fast Plant B. rapa in pot experiment under different soil conditions.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.58-58
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• 2023

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권4호
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• pp.438-447
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• 2017

개화는 배추종 작물의 생산성과 연관된 중요 발달 특성 중 하나이다. 이식 후, 갑작스러운 저온에 노출되어 때이른 개화를 하게 되면 수확되는 생산물의 양과 질이 떨어지게 된다. 따라서, 개화조절 메커니즘을 이해하는 것은 배추 종 작물의 농업적 생산성을 향상시키는데 도움을 줄 것이다. 춘화는 배추과 작물에서 일반적으로 알려져 있는 개화를 유도하는 중요한 요소이다. 그러나 옐로우 사순이나 코마수나와 같은 배추 아종은 춘화처리 없이도 개화한다. 1일을 주기로 하여 생물의 생리기작을 조절하는 생체시계 유전자는 일장감응형의 개화 조절에 중요한 역할을 하지만 춘화처리를 통해 개화를 유도하는 기작과도 연관되어 있다. 본 논문에서는 22개의 배추 아종을 개화에 춘화처리가 필요한 춘화형과 춘화처리 없이도 개화하는 비춘화형으로 나누어 보존된 생체시계 유전자, BrPRR1 군의 염기서열 분석을 수행하였다. 그 중 BrPRR1b 유전자의 결손 영역으로 춘화형과 비춘화형 두 그룹을 구분할 수 있었다. 이 서열변이를 증폭할 수 있는 PCR 프라이머를 디자인하여 비춘화형 배추 아종에서는 451 bp의 긴밴드를, 춘화형 배추에서는 422 bp의 작은 크기의 밴드를 증폭할 수 있었다. 이 프라이머 세트는 43개 배추 아종과 4개의 배추속 작물, 브로콜리, 양배추, 갓, 그리고 유채의 개화형을 구분하는데 적용되었다. 각 작물의 PCR 결과와 개화시기에 대한 정보를 통하여 프라이머 세트가 개화형을 판별할 수 있는 마커로 이용될 수 있음이 확인되었다. 이 마커시스템은 배추 종 작물 육종에 유묘 단계에서 개화형을 판단하는데 이용할 수 을 것이다. 또한 이 결과들은 생체시계 유전자가 배추 종 작물의 개화를 조절하는 좋은 전략이 될 수 있음을 보여주었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권1호
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• pp.35-41
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• 2017

본 연구에서는 유지형 배추인 LP08과 청경채형 LP21을 교배한 교잡종 $F_1$을 소포자 배양하여 유전적으로 고정된 계통을 획득하였다. 엽의 결각 유무 및 결각수에서 다양한 형태적 특징을 보이는 66개 고정계통을 대상으로 항암 및 항산화 물질로 알려진 플라보노이드의 함량을 분석하였다. 66개 고정 계통의 엽의 결각 유무와 플라보노이드 함량 간 상관관계는 관찰되지 않았다. 양친으로 사용된 LP08, LP21 그리고 결구 배추형 품종인 Chiifu를 대상으로 플라보노이드 분석을 실시한 결과, quercetin, naringenin, 및 kaempferol 함량의 다양한 분포가 관찰되었다. 또한 모계인 LP08에서 가장 높은 총 플라보노이드 함량을 나타내었고 결구 배추형인 Chiifu에서 가장 낮은 함량을 보였다. 66개 고정 계통을 대상으로 플라보노이드 함량을 분석한 결과, quercetin은 LP08 보다 높은 함량을 보이는 18 계통이 확인되었으나 naringenin과 kaempferol에서는 교배친 보다 높은 함량을 보이는 계통을 발견할 수 없었다. 총 플라보노이드 함량에서 kampferol은 79.7 %, quercetin은 17.4 %의 비율을 보였고 naringenin의 경우 2.8 %로 거의 대부분의 계통에서 가장 낮은 함량을 보이고 22개 계통에서는 전혀 발견되지 않았다. 또한 성분간 상관관계를 분석한 결과 quercetin과 kaempferol의 함량간에 유의한 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다. 본 실험의 결과는 향후 플라보노이드 생합성 기작 관련 유전자 탐색을 위한 자료로 활용할 예정이다. 또한 고정 계통을 대상으로 다양하고 광범위한 형질 조사를 실시하여 배추의 품종 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제37권2호
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• pp.166-173
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• 2010

식물생명공학 분야에 있어 기능유전체 연구는 식물체가 지니고 있는 유용한 유전자의 생물학적 기능을 밝히고, 농업적 유용성을 확보하여 가치를 부여하는 것을 목적으로 한다. 배추는 우리나라 대표 음식 중의 하나인 김치의 주원료이며 식품영양학적으로도 우수성이 인정되었고 약 5만 ha에서 연간 약 250만 톤이 생산되어 1조원의 국내 시장 및 1억 달러의 수출액을 기록하는 경제작물이다. 그리고 우리나라가 주요 종자수출국의 위치를 차지하고 있어 재배에 있어서나 경제적, 상업적으로 그 중요성이 매우 높은 작물이다. Multinational Brassica Genome Project (MBGP)가 시작되고 배추와 같은 속에 속하는 애기장대의 전 염기서열 분석이 완료됨으로써 배추의 기능유전체 연구가 더욱 활발해 질 수 있는 환경이 마련되었다. 또한 유전자 기능 분석 연구에 필요한 새로운 기술들이 계속 개발되고 있으며 우리나라를 선두로 하여 국제적으로도 연구가 이루어져 해마다 많은 성과들이 보고되고 있다. 본 총설에서는 기능유전체 연구의 첫 단계인 배추 돌연변이체 유기 방법을 시작으로 다양한 표현형의 돌연변이체를 소개하고 이 돌연변이 배추의 게놈내 flanking DNA 분석 및 유전자 동정, microarray를 이용한 유전자 분석, 대표적인 기능유전체 연구 사례를 제시하고자 하였다.