• 제목/요약/키워드: SSR Marker

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High-density genetic mapping using GBS in Chrysanthemum

  • Chung, Yong Suk;Cho, Jin Woong;Kim, Changsoo
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.57-57
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    • 2017
  • Chrysanthemum is one of the most important floral crop in Korea produced about 7 billion dollars (1 billion for pot and 6 billion for cutting) in 2013. However, it is difficult to breed and to do genetic study because 1) it is highly self-incompatible, 2) it is outcrossing crop having heterozygotes, and 3) commercial cultvars are hexaploid (2n = 6x = 54). Although low-density genetic map and QTL study were reported, it is not enough to apply for the marker assisted selection and other genetic studies. Therefore, we are trying to make high-density genetic mapping using GBS with about 100 $F_1s$ of C. boreale that is oHohhfd diploid (2n = 2x = 18, about 2.8Gb) instead of commercial culitvars. Since Chrysanthemum is outcrossing, two-way pseudo-testcross model would be used to construct genetic map. Also, genotype-by-sequencing (GBS) would be utilized to generate sufficient number of markers and to maximize genomic representation in a cost effective manner. Those completed sequences would be analyzed with TASSEL-GBS pipeline. In order to reduce sequence error, only first 64 sequences, which have almost zero percent error, would be incorporated in the pipeline for the analysis. In addition, to reduce errors that is common in heterozygotes crops caused by low coverage, two rare cutters (NsiI and MseI) were used to increase sequence depth. Maskov algorithm would also used to deal with missing data. Further, sparsely placed markers on the physical map would be used as anchors to overcome problems caused by low coverage. For this purpose, were generated from transcriptome of Chrysanthemum using MISA program. Among those, 10 simple sequence repeat (SSR) markers, which are evenly distributed along each chromosome and polymorphic between two parents, would be selected.

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Quality Protein Maize 육성계통의 지방산 및 아미노산 특성 (Characterization on Fatty Acids and Amino Acids of Quality Protein Maize Lines)

  • 김선림;손범영;정태욱;문현귀;손종록
    • 한국작물학회지
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    • 제51권5호
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    • pp.458-465
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    • 2006
  • Quality protein maize(QPM) 육성계통의 화학적 특성과 지방산 및 아미노산 조성을 검토하기 위하여 KS5/QPM 계통의 $BC_{1}F_{2}$ 및 KS135/QPM 계통의 $BC_{1}F_{2}$ 자식계통을 대상으로 opaque-2 specific micro-satellite marker인 umc1066를 사용하여 QPM 26계통을 선발하고 non-QPM 34계통을 공시하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. QPM계통은 non-QPM계통에 비하여 지방함량이 유의하게(p<0.05) 증가되었으나 단백질함량은 통계적 유의차가 없었다. 2. QPM 계통과 non-QPM 계통 모두 linoleic acid(Cl8:2)의 조성비가 가장 높고 oleic acid(Cl8:1), palmitic acid(Cl6:0), linolenic acid(Cl8:3), stearic acid(Cl8:0)의 순으로 지방산 조성비가 높았다. 3. QPM 계통은 non-QPM 계통에 비하여 포화지방산의 비율이 다소 높고 불포화지방산의 비율은 non-QPM 계통에 비하여 조성비가 낮았으나 통계적 유의성은 없었다. 4. QPM 계통은 non-QPM 계통에 비하여 lysine의 조성 비율이 높고 황함유 아미노산(cystine, methionine)의 비율이 증가되었다. 5. QPM 계통의 필수아미노산의 조성비율은 28.1%였고 non-QPM 계통은 27.1%로 QPM 계통이 영양학적인 면에서 유리한 것으로 판단되었다.

Identification of Quantitative Trait Loci Associated with Isoflavone Contents in Soybean Seed

  • Kim Myung Sik;Park Min Jung;Hwang Jung Gyu;Jo Soo Ho;Ko Mi Suk;Chung Ill Min;Chung Jong Il
    • 한국작물학회지
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    • 제49권5호
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    • pp.423-428
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    • 2004
  • Soybean seeds contain high amounts of isoflavones that display biological effects and isoflavone content of soybean seed can vary by year, environment, and genotype. Objective of this study was to identify quantitative trait loci that underlie isoflavone content in soybean seeds. The study involved 85 $F_2$ populations derived from Korean soybean cultivar 'Kwangkyo' and wild type soybean 'IT182305' for QTL analysis associated with isoflavone content. Isoflavone content of seeds was determined by HPLC. The genetic map of 33 linkage groups with 207 markers was constructed. The linkage map spanned 2,607.5 cM across all 33 linkage groups. The average linkage distance between pair of markers among all linkage groups was 12.6 cM in Kosambi map units. Isoflavone content in $F_2$ generations varied in a fashion that suggested a continuous, polygenic inheritance. Eleven markers (4 RAPD, 3 SSR, 4 AFLP) were significantly associated with isoflavone content. Only two markers, Satt419 and CTCGAG3 had F-tests that were significant at P<0.01 in $F_2$ generation for isoflavone content. Interval mapping using the $F_2$ data revealed only two putative QTLs for isoflavone content. The peak QTL region on linkage group 3, which was near OPAG03c, explained $14\%$ variation for isoflavone content. The peak QTL region on linkage group 5, which was located near OPN14 accounted for $35.3\%$ variation for isoflavone content. Using both Map-Maker-QTL $(LOD{\geq}2.0)$ and single-factor analysis $(P{\leq}0.05)$, one marker, CTCGAG3 in linkage group 3 was associated with QTLs for isoflavone content. This information would then be used in identification of QTLs for isoflavone content with precision

콩에서 종실의 무게와 oil 및 단백질 함량을 조절하는 양적 형질 유전자좌와 연관된 simple sequence repeat marker (Simple Sequence Repeat Markers Linked to Quantitative Trait Loci Controlling Seed Weight, Protein and Oil Contents in Soybean)

  • 김현경;강성택;정명근;정찬식;오기원;백인열;손병구
    • 생명과학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.949-954
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    • 2006
  • 콩은 전 세계 시장의 48%를 차지하는 중요한 유료작물이다. 콩 종자를 구성하는 양적인 부분과 질적인 부분의 개선은 콩 육종 목표의 중요한 부분이다. 단백질함량과 종실의 크기는 두부와 콩나물의 질을 평가하는 중요한 특성이다. 따라서 본 연구는 콩에서 종실의 크기와 단백질 및 oil 함량을 조절하는 양적형질유전자좌(QTLs)를 확인하기 위하여 실시하였다. 시험재료로는 큰올콩과 신팔달콩을 교배한 후 $F_2$유래 $F_10$세대의 RIL을 이용하였으며, 이를 바탕으로 종실의 무게와 oil 및 단백질 함량과 관련된 QTLs를 탐색하였다. 종실의 무게와 단백질 및 oil 함량의 협의의 유전력은 각각 0.8과 0.78 및 0.71을 나타내었다. 종실의 무게와 관련된 QTLs는 연관군 F, I와 K의 세 개의 독립적인 QTLs를 확인하였다. 단백질함량과 관련된 QTLs는 연관군 D1b, E, H, I와 L의 다섯 개의 독립적인 QTLs를 확인하였다. 그리고 oil 함량과 관련된 QTLs는 연관군 D1b, E, G, I, J와 N의 여섯 개의 독립적인 QTLs를 확인하였다. oil 및 단백질 함량과 관련된 QTLs는 연관군 D1b, E와 I에서 공통적으로 나타났다. 따라서 이들 주요 QTL은 콩 품종 육성과정에서 품질의 개선하기 위한 선발 마커로서 활용가치가 높은 것으로 판단된다.

DH 집단을 이용한 벼멸구 저항성 연관 QTLs 분석 (Analysis of QTLs Related to Resistance to Brown Planthopper in Rice)

  • 김석만;친양;송재근
    • 한국육종학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.236-243
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    • 2009
  • 벼멸구 저항성 유전자의 mapping, 벼멸구 저항성 관련 QTL 분석, 주요 농업형질과 벼멸구 저항성과의 관계 분석 등에 관한 연구를 수행 하여 얻은 결과는 다음과 같다. 벼멸구 저항성을 가진 통일형 벼인 '삼강'과 자포니카형 벼인 '낙동'을 교배하여 양성된 $F_1$의 약을 배양하여 육성된 120 DH 계통을 유전자 지도 작성을 위한 mapping 재료로 이용 하였다. Maker 검정에서 양친에 다양성을 나타낸 SSR 73, STS 89개 등 총 162개의 marker를 이용하여 전체 길이가 1,884 cM이고 평균 marker간 거리가 11.6 cM인 연관지도를 작성하였다. 유전자지도 작성에 이용된 120 DH 계통에 대한 벼멸구 저항성 정도를 조사하여 저항성 관련 QTL을 분석한 바, 3번, 6번, 7번, 8번 그리고 12번 염색체에서 1개씩 총 5개의 QTL을 확인하고 이들을 qBPR3, qBPR6, qBPR7, qBPR8, qBPR12로 명명하였다. 간장, 수장, 수수 및 출수일수에 대한 QTL을 분석하여, 총8개의 QTL이 7개의 염색체에 위치하는 것으로 확인되었다. 벼멸구 저항성과 주요 농업형질관련 QTL과의 연관관계를 분석한 바, 3번 염색체 상의 벼멸구 저항성 QTL(qBPR3)이 간장 및 수수 관련 QTL(qCL3, qNP6)과 연관되어 있었으며, 7번 염색체 상의 qBPR7은 분상질립 관련 QTL qPGC7.1과 qPWBP7.2과 그리고 8번 염색체상의 벼멸구 저항성 QTL 역시 간장관련 QTL(qCL8)과 연관되어 있는 것으로 나타났다.

SSR 분자표지이용 콩 불마름병 저항성 관여 양적형질 유전자좌(QTL) 분석 (Identification of Quantitative Trait Loci Associated with Resistance to Bacterial Pustule (Xanthomonas axonopodis pv. glycines) in Soybean)

  • 서민정;강성택;문중경;이석기;김율호;정광호;윤홍태
    • 한국육종학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.456-462
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    • 2009
  • 본 연구는 최근 우리나라에서 급격하게 발생되고 있는 콩 불마름병에 대한 저항성 중간모본을 육성하고자 할 때 marker-assisted selection에 적용할 수 있는 저항성 근접 분자표지를 개발하고자 수행하였다. 1. 불마름병에 이병성인 큰올콩과 저항성인 신팔달콩의 RIL 116 계통에 대하여 콩 불마름병 균주 8ra에 대한 저항성과 연관된 QTL을 탐색한 결과 포장에서는 연관군 B2, D2, I와 K에서, 온실에서는 연관군 D2, C1과 F에서 불마름병과 관련된 QTL이 나타났다. 2. 포장과 온실에서 공통적으로 탐색된 QTL은 연관군 D2에 위치해 있었는데 정확한 위치는 포장과 온실에서 각각 Satt135와 Satt397의 사이에서 LOD score 6.64와 3.43으로 Satt135에서 14.01 cM과 0.01 cM 떨어진 위치에서 탐색되었다.

SCAR 마커 개발 및 이를 활용한 국내 육성 복숭아 품종 판별 (Identification of new Breeding Lines by Prunus Persica Cultivar-Specific SCAR Primers)

  • 한상은;조강희;남은영;신일섭;김정희;김현란;김대현
    • 한국육종학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.495-501
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    • 2010
  • 복숭아의 기원은 중국으로 알려져 있으며, 저장기간이 짧아 소비자들의 선호도가 낮았다. 이런 이유로 육종가들은 저장성을 높이는 것과 향과 맛을 좋게 하는데 육종 목표를 설정했으며, 국립원예특작과학원 육종가들은 이 목표에 따라 새로운 품종('천홍', '수홍', '하홍', '유명', '백미조생', '천향', '진미', '수미', '미스홍', '유미')을 육성하였다. 국립원예특작과학원 과수과에서는 육성 품종의 보호와 특허권을 확보하기 위해 분자생물학적 마커의 개발이 필요하여, 235 세트의 Operon 프라이머를 이용하여 품종 특이적인 DNA 절편 134개를 확보했고, 염기서열 분석을 통해 SCAR 마커를 개발하였다. 개발된 마커 14 세트를 이용하여 육성 품종과 육성 품종의 모본 부본이 포함된 30품종에 대해 구분이 가능하였다. 이 결과를 토대로 국립원예특작과학원 과수과에서 육성한 품종에 대한 분자생물학적 근거로 특허권을 확보하고, 묘목시장에서 품종에 대한 정확한 근거를 제시할 것으로 기대된다.

Development of dry milling suitable rice cultivar to invigorate rice processing products

  • Jeung, Ji-Ung
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.10-10
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    • 2017
  • Rice consumption has been continuously decreasing as the eating habits of Koreans have become westernized and diversified. The per capita annual rice consumption in Korea has dropped sharply from 136.4 kg in 1970 to 61.9 kg in 2016. The Korean government, therefore, has been trying to promote rice consumption by invigorating the processed food industry using rice flour. To facilitate the market for processed rice foods, it is essential to develop proper milling technology in terms of flour particle size and damaged starch content to produce high quality rice flour at competitive cost. Dry milling and wet milling are the two major processes used to produce rice flour. Although the dry milling process is relatively simple with a lower production cost, damaged starch content increases because of the high grain hardness of rice. In wet milling, the quality of rice flour is improved by reducing flour particle size as well as damaged starch content through soaking procedures. However, the production costs are high because of the additional expenses associated with the disposal of waste water, sterilization and drying of the wet flour. Recently developed technologies such as jet milling and cryogenic milling also require expensive investment and production. Therefore, developing new rice cultivars with dry milling adaptability as well as good processing properties is an important goal of rice breeding in Korea. 'Suweon 542' is a floury endosperm mutant line derived from sodium azide treatment on a high-yield, early maturing, and non-glutinous japonica rice cultivar, 'Namil'. Compared with the wild type, after dry milling process, the grain hardness of 'Suweon 542' was significantly lower because of its round and loosely packed starch granules. Also, the flour of 'Suweon 542' had significantly smaller particles and less damaged starch than 'Namil' and other rice cultivars and its particle size distribution was similar to a commercial wheat cultivar. Recently, through collaborations with nine universities and food companies, a total of 21 kinds of processed prototypes, using the dry milling flour of 'Suweon 542', were evaluated. In the production of major rice processing products, there was no significant quality difference between the flours prepared by wet milling and dry milling. Although the amount of water added to the dough was slightly increased, it was confirmed that the recipe applying the wet flour could be used without significant change. To efficiently transfer the floury endosperm characteristics of 'Suweon 542' to other commercial rice cultivars, it is essential to develop DNA marker tightly linked to the target gene. Association analysis using 70 genome-wide SSR markers and 94 F2 plants derived from 'Suweon 542'/'Milyang 23' showed that markers on chromosome 5 explained a large portion of the variation in floury grains percentage (FGP). Further analysis with an increased number of SSR markers revealed that the floury endosperm of 'Suweon 542' was directed by a major recessive locus, flo7(t), located in the 19.33-19.86 Mbp region of chromosome 5, with RM18639 explaining 92.2% of FGP variation in the F2 population. Through further physical mapping, a co-segregate and co-dominant DNA marker with the locus, flo7(t) was successfully developed, by which, thereby, breeding efficiency of rice cultivars having proper dry milling adaptability with high yield potential or useful functional materials would be improved. 'Suweon 542' maintained the early maturity of the wild type, Namil, which can be used in rice-wheat double cropping systems in Korea not only for improved arable land but also for sharing flour production facilities. In addition to the high susceptibility against major rice diseases, nevertheless, another possible drawback of 'Suweon 542' is the high rate of viviparous under prolonged rainfall during the harvesting season. To overcome susceptibility and vivipary of 'Suweon 542', the progeny lines, derived from the crosses 'Suweon 542' and 'Jopyeong', an early maturing rice cultivar with multiple resistance against rice blast, bacterial blight, and rice strip virus, and 'Heugjinju', a anthocyanin pigment containing black rice cultivar, were intensively evaluated. As the outputs, three dry milling suitable rice elite lines, 'Jeonju614', 'Jeonju615', and 'Jeonju616' were developed.

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잡초성벼인 강화앵미11 유래 잎도열병 저항성 유전자 탐색 (Identification of Leaf Blast Resistance Genes Derived from a Korean Weedy Rice, Ganghwaaengmi 11)

  • 서정필;조영찬;김정주;신영섭;양창인;노재환;김연규
    • 한국육종학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.390-396
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    • 2010
  • 본 연구는 국내 수집 잡초성벼에 존재하는 잎도열병 저항성 관련 유전자를 탐색하고, 이 저항성유전자와 연관된 분자 마커를 탐색하는 것이다. 도열병에 감수성인 자포니카 품종인 낙동벼와 도열병에 강한 잡초성벼인 강화앵미11을 교잡하여 120개 RILs를 육성하여, 도열병 균주반응과 잎도열병 밭못자리검정을 통한 저항성 유전자 탐색에 이용하였다. 1. 총 45개 도열병 균주를 이용하여 양친들을 검정한 결과, 잡초성벼 강화앵미11은 25개 균주에 대하여 저항성 반응을 보였고, 낙동벼는 1개의 균주에만 저항성 반응을 보였다. 2. 강화앵미11이 저항성반응을 보이는 25개 균주 중에서 90-008등 9개 균주를 선발하여 120개 RILs에 대한 도열병 균주에 대한 저항성반응을 조사한 결과, 대부분의 RILs이 저항성반응으로 치우친 경향을 보였으며, 수원, 철원 및 남양 잎도열병 밭못자리 검정포장에서 실시한 120 RILs의 저항성반응 분포도 도열병 균주반응에서 나타난 결과와 유사한 경향을 보였다. 3. 12번 염색체 OSR32-RM101 영역에서 90-008, 97-268, 93-456, 04-226, 03-177 및 87-138 도열병 균주와 수원, 철원, 남양 지역 잎도열병 밭못자리 검정에 대한 저항성 유전자를 탐색하였으며, 이 저항성 유전자는 강화앵미11에서 유래되었고, 표현형변이를 60%이상 설명하는 주동유전자인 것으로 추정된다. 4. 90-008균주와 남양 잎도열병 밭못자리 검정에 대한 저항성 유전자는 12번 염색체 외에 11번 염색체에서도 탐색되었으며, 93-456 균주와 철원, 수원지역 잎도열병 밭못자리 검정에 대한 저항성유전자는 7번과 11번 염색체에서도 탐색되었고, 이들 저항성유전자는 낙동벼 대립유전자에 의해 저항성이 증가되었다.

감귤 분자육종을 위한 분자표지 개발 현황 및 전망 (Current status and prospects of molecular marker development for systematic breeding program in citrus)

  • 김호방;김재준;오창재;윤수현;송관정
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제43권3호
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    • pp.261-271
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    • 2016
  • 세계적인 과수작물로서의 경제적 중요성에도 불구하고, 감귤 생산은 주로 자연교잡 실생이나 눈 돌연변이로부터의 선발 또는 단순 품종 도입 등을 통해 이루어지고 있는 실정이다. 긴 유년기, 다배성, 자가불화합성과 같은 감귤 고유의 식물학적 특성, 주요 형질들(병저항성, 수량성, 품질 등)의 QTL에 의한 조절 등은 전통 육종을 통한 우수 품종의 개발을 어렵게 하는 요인이다. 지구 온난화에 의한 생산 여건의 급격한 변화, 소비자 요구 다양화 등은 고품질 감귤의 조기 선발과 안정적 생산, 품종 다양화, 육종 비용 절감 등을 위한 체계적인 감귤 분자육종 프로그램의 도입을 요구하고 있다. 동위효소를 이용한 최초의 감귤 연관지도 작성이 이루어진 이래, 다양한 분자표지를 이용한 연관지도 작성, 생물(CTV, CiLV, ABS, 선충] 및 비생물적(염분, 저온) 스트레스, 아포믹시스, 다배성, 과실착색(카로티노이드, 안토시아닌), 무종자, 웅성불임, 신맛 적음, 생식, 형태(나무, 잎, 꽃, 열매 등), 과실 품질, 종자수, 수량성, 조기 착과 등과 연관된 분자표지 발굴, QTL 맵핑 등이 이루어졌다. CTV 저항성과 적육(안토시아닌 축적) 형질에 대해서는 유전자 클로닝이 이루어졌고, 교배 육종 효율 증대 및 비용 절감을 위해 교잡배와 주심배를 구분하기 위한 다수의 simple sequence repeat (SSR) 분자표지가 개발되었다. 최근, 스위트오렌지와 '클레멘타인' 만다린에 대한 고품질의 표준 유전체가 완성되어 유전체 기반 감귤 분자육종을 위한 토대가 마련되었다. 표준 유전체 정보를 토대로 대규모 분자표지(SNP, SSR, InDel) 기반의 표준 연관 및 물리지도 작성, 비교 유전체 지도 작성, gene annotation, 전사체 분석 등이 활발히 이루어지고 있다. 감귤 유전자원 및 핵심집단에 대해 표준 유전체 기반 비교 유전체 분석, GBS (genotyping-by-sequencing), GWAS (genome wide association study) 등을 통해 감귤의 다양한 형질과 연관된 분자마커 발굴 및 개발, 유용/변이 유전자 클로닝 등에 관한 연구가 가속화될 것으로 전망된다. 또한 표적 유전체 교정 및 VIGS (virus-induced gene silencing) 기술도 유전자 마커의 검증을 비롯한 감귤 분자육종 프로그램에 활발히 이용될 것이다.