• Molecules and Cells
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• 제21권3호
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• pp.411-417
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• 2006

We have developed a polymerase chain reactionrestriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) marker that can distinguish male-fertile (N) and male-sterile (S) cytoplasm in onions. The PCR-RFLP marker was located in a chloroplast psbA gene amplicon. Digesting the amplicons from different cytoplasm-containing varieties with the restriction enzyme MspI revealed that N-cytoplasm plants have a functional MspI site (CCGG), whereas the S-cytoplasm plants has a substitution in that site (CTGG), and thus no MspI target. The results obtained using this PCR-RFLP marker to distinguish between cytoplasmic male sterile factors in 35 onion varieties corresponded with those using a CMS-specific sequence-characterized amplified region (SCAR) marker. Moreover, the PCR-RFLP marker can identify N- ot S-cytoplasms in DNA sample mixtures in which they are in up to a 10-fold minority, indicating that use of the marker has high diagnostic precision. We also demonstrated the usefulness of the SNP detected in the psbA gene for high-throughput discrimination of CMS factors using Real-time PCR and a TaqMan probe assay.

• Molecules and Cells
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• 제26권2호
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• pp.146-151
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• 2008

The brown planthopper (BPH) is a major insect pest in rice, and damages these plants by sucking phloem-sap and transmitting viral diseases. Many BPH resistance genes have been identified in indica varieties and wild rice accessions, but none has yet been cloned. In the present study we report fine mapping of the region containing the Bph1 locus, which enabled us to perform marker-aided selection (MAS). We used 273 F8 recombinant inbred lines (RILs) derived from a cross between Cheongcheongbyeo, an indica type variety harboring Bph1 from Mudgo, and Hwayeongbyeo, a BPH susceptible japonica variety. By random amplification of polymorphic DNA (RAPD) analysis using 656 random 10-mer primers, three RAPD markers (OPH09, OPA10 and OPA15) linked to Bph1 were identified and converted to SCAR (sequence characterized amplified region) markers. These markers were found to be contained in two BAC clones derived from chromosome 12: OPH09 on OSJNBa0011B18, and both OPA10 and OPA15 on OSJNBa0040E10. By sequence analysis of ten additional BAC clones evenly distributed between OSJNBa0011B18 and OSJNBa0040E10, we developed 15 STS markers. Of these, pBPH4 and pBPH14 flanked Bph1 at distances of 0.2 cM and 0.8 cM, respectively. The STS markers pBPH9, pBPH19, pBPH20, and pBPH21 co-segregated with Bph1. These markers were shown to be very useful for marker-assisted selection (MAS) in breeding populations of 32 F6 RILs from a cross between Andabyeo and IR71190, and 32 F5 RILs from a cross between Andabyeo and Suwon452.

• 생명과학회지
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• 제25권9호
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• pp.1059-1071
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• 2015

수박과 멜론은 경제적 중요성을 지니는 대표적인 박과 작물이다. 최근 유전자 지도 작성 및 차세대 유전체 염기서열 분석에 기반한 분자마커 개발과 염기서열변이 탐색은 마커 이용 선발 및 여교잡 등 분자육종을 통한 품종육성에 필수적 기술이다. 본 연구에서는 이들 작물에 대한 국내외 유전체 분석 과 분자마커 개발 현황에 대해 분석ㆍ정리함으로서 향후 분자육종에 활용할 수 있는 정보를 제공하고자 하였다. 수박과 멜론은 참조유전체의 염기서열이 밝혀졌으며 다수의 유전자 지도가 작성되어 수량, 과특성, 내병성과 같은 주요 형질과 연관된 마커의 개발과 관련 유전자의 탐색이 꾸준히 진행되고 있다. 현재까지 해외에서 보고된 유전자지도는 수박 멜론 각 각 16종 이상이며, 40개 이상의 주요형질에 대한 유전자좌와 연관 마커들이 존재한다. 더욱이 고밀도 유전자 지도와 유전자지도 기반 클로닝을 통해 이러한 형질을 조절하는 기능 유전자에 정보가 밝혀지고 있다. 또한 참조게놈정보를 기반으로 한 다양한 유전자원의 전장유전체염기서열 재분석이 꾸준히 이루어지고 있다. 새로운 분자마커의 자체적 개발과 더불어 이와 같이 현재 활용 가능한 공개된 마커들의 정보를 통해 유전체학 이용 육종과정을 크게 앞당길 수 있을 것이다.

• 한국육종학회지
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• 제43권5호
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• pp.360-367
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• 2011

Beta-carotene producing transformants were produced in the background of 'Nagdongbyeo', a Japonica rice cultivar. Introgression of the carotenoid locus in the transformant, PAC4-2 into the elite cultivar 'Ilpumbyeo' was started. To initiate a backcrossing program, we surveyed 220 SSR markers and found that 38% of them were polymorphic between 'Ilpumbyeo' as a recurrent parent and the PAC4-2 as a recipient parent. The selection strategy comprising foreground and background selection was employed. First, foreground selection was practiced in $BC_1$, $BC_2$, and $BC_3$ generations using the transgene specific PCR-based marker in addition to visual scoring of the seed color. Marker-based background selection combined with phenotypic selection was employed from $BC_3F_2$ to $BC_3F_4$ generations. Blast search indicated that the transgene PAC4-2 was located between SSR markers, RM6 and RM482. 240 $BC_3F_3$ and 63 $BC_3F_4$ lines were evaluated for four agronomic traits including days to heading. Most of the lines were similar to Ilpumbyeo in agronomic traits evaluated. The percentage of PAC4-2 genome ranged from 4% to 21% with a mean of 12.5%, which was higher than the expected for an unselected $BC_3$ backcross population. This could be explained by the fact that two genes for beta-carotene and the stripe virus resistance were targeted in this study. We selected 10 representative $BC_3F_5$ lines from 63 $BC_3F_4$ lines based on agronomic traits and carotenoids content. The selection strategy would be appropriate for the introgression of beta-carotene gene in a breeding program.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제11권1호
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• pp.81-101
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• 1995

지표-형질의 상관은 우량 개체 선발과 유전획득량의 증대를 위해 임목 육종에서 해결되어야 할 중요한 과제 중의 하나로 최근 분자유전학적 수준에서의 임의 증폭 다형 디엔에이 (RAPD) 기술의 발달로 이의 해결이 눈 앞에 다가왔다. 호주 퀸즈랜드산림청과 퀸즈랜드대 임목생물공학연구소가 공동 연구하고 있는 슬래쉬소나무, 카리비아소나무 및 그 교잡종에 있어 이 기술을 이용한 수피 두께에 대한 연구 및 육종 계획 전략을 소개한다. 1대 잡종에서 186개의 지표를 포함한 총 길이 1641cM의 16개 연관군의 유전적 지도가 작성되었고, 이 연관군 지도에 수피 두께를 지배하는 6개의 유전자좌가 추정되었다. 또한, 유전적 지표를 이용한 조기 선발을 위해 먼저 중요 형질을 지배하는 유전자들에 대한 종 특성 유전적 지표를 결정하고, 다음 여러가지 대립유전자형에 대한 지표-대립유전자 상관을 구명하는 2단계 전략이 제시되었다. 소나무류는 발아시 양료로 쓰이는 자성배우체는 모수에서 유래하나, 접합자인 배는 양친수로부터 유래하므로 이러한 이질적 유전 조성을 갖인 종자의 발달을 이용한 RAPD 지표와 형질의 상관 연구는 배 단계에서도 우량 개체의 선발을 가능하게 하여 소나무류 육종의 장래를 밝게 하고 있다.

• 한국육종학회지
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• 제40권3호
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• pp.286-290
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• 2008

본 연구에서 분자육종을 위한 신속 DNA추출법을 개발하고자, 2% CTAB 추출법을 시스템적으로 개량한 Modified CTAB법에 대한 결과를 요약하면 아래와 같다. 1. DNA 추출용 샘플마쇄는 Voltex mixer, 3개 텅스텐 구슬 및 96 deep well block을 이용하였으며, 5분 이내에 96개 샘플을 분쇄할 수 있었다. 2. Modified CTAB DNA 추출법은 1.5 ml E-tube 대신에 1.2 ml 8연식 tube를 사용하였으며 DNA 추출, PCR작업 및 전기영동까지 일련의 작업이 8채널 멀티피펫을 이용할 수 있는 시스템적으로 개선하였다. 3. Modified CTAB법은 어린잎 뿐 만 아니라 이앙 후 30일째 채취한 잎에서도 DNA 추출이 가능하기 때문에 기존의 육종포장에 재식된 재료를 활용할 수 있는 장점이 있다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.277-277
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• 2022

Lignin modification has been a breeding target for the improvements of forage digestibility and fermentation in whole crop silage(WCS) rice. In rice, gold hull and internode 2 (gh2) was identified as a lignin-deficient mutant. gh2 exhibits a reddish-brown pigmentation in the hull and the internode is located on the short arm of chromosome 2 and codes for cinnamyl-alcohol dehydrogenase (CAD). To develop WCS rice variety improved digestibility and fermentation, we measured acid detergent fiber (ADF), lignin and total digestible nutrient (TDN) calculated from ADF (TDN=88.9-(0.79% × ADF) and performed marker-assisted selection using CAD(Os2g0187800) gene first intron region specific marker with 55 Jungmo1038/J.collection lines. Those lines had lignin content range from 0.82 to 6.61%, ADF from 15.8 to 45.8%, TDN from 52.7 to 78.8 compared to 'Jungmo1038'(1.53,20.7,72.6), 'J.collection'(0.98,12.8,78.8%) and gh2 were introgressed into 44 lines. Considering on these genotype and low-lignin phenotype, we finally selected 2 elite lines(Suweon668, Suweon669). Suweon668 and Suweon669 line are high biomass-low lignin lines that the ADF content is relatively low, even though the dry matter weight is high. Also they have lodging and shattering resistance and glabrous leaf and hull important to improve cattle palatability. Our results will provide that rice can be improved for forage digestibility and fermentation with low lignin concentration.

• Horticulture, Environment, and Biotechnology : HEB
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• 제59권6호
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• pp.857-864
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• 2018

Previous studies have not detected transcripts of the gene encoding anthocyanidin synthase (ANS) in white pomegranates (Punica granatum L.) and suggest that a large-sized insertion in the coding region of the ANS gene might be the causal mutation. To elucidate the identity of the putative insertion, 3887-bp 5' and 3392-bp 3' partial sequences of the insertion site were obtained by genome walking and a gene coding for an expansin-like protein was identified in these genome-walked sequences. An identical protein (GenBank accession OWM71963) isolated from pomegranate was identified from BLAST search. Based on information of OWM71963, a 5.8-Mb scaffold sequence with genes coding for the expansin-like protein and ANS were identified. The scaffold sequence assembled from a red pomegranate cultivar also contained all genome-walked sequences. Analysis of positions and orientations of these genes and genome-walked sequences revealed that the 27,786-bp region, including the 88-bp 5' partial sequences of the ANS gene, might be translocated into an approximately 22-kb upstream region in an inverted orientation. Borders of the translocated region were confirmed by PCR amplification and sequencing. Based on the translocation mutation, a simple PCR codominant marker was developed for efficient genotyping of the ANS gene. This molecular marker could serve as a useful tool for selecting desirable plants at young seedling stages in pomegranate breeding programs.

• 생명과학회지
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• 제19권1호
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• pp.152-155
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• 2009

old-gold-crimson ($og^c$) 과색 돌연변이는 라이코펜의 함량이 증가된 진붉은색 토마토 과실을 생산한다. 이러한 돌연변이는 토마토의 carotenoid 생합성경로에 관여하여 라이코펜을 ${\beta}$-carotene으로 전환시키는 라이코펜 ${\beta}$-cyclase (Crt-b) 유전자(B)에 point mutation을 일으켜 정상적인 효소생성을 저해한다. 높은 함량의 라이코펜을 생성시키는 토마토 품종개발은 유전자 연관 DNA 마커를 이용한 분자표지이용선발(MAS)을 통해 가속화 될 수 있다. $og^c$ 돌연변이는 라이코펜 ${\beta}$-cyclase(Crt-b) 유전자 내 poly-A 서열반복 지점에서 adenine (A) 단일 뉴클레오티드의 결손에 의한 frame-shift mutation에 의해 일어나며, 이러한 대립유전자의 운영과 검증을 위해 $og^c$ 대립유전자로부터 합성되는 PCR 산물에 Hin fI 제한효소 인식부위가 인위적으로 생성되도록 PCR 프라이머에 단일 뉴클레오티드 mismatch 부위를 만들어 dCAPS 마커를 개발하였다. 본 dCAPS 마커는 유전자 유래의 공우성 PCR 마커로서 고함량 라이코펜 토마토개발을 위한 육종 프로그램의 MAS에 효과적으로 사용될 수 있다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.183-183
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• 2021