• 한국작물학회지
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• 제46권4호
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• pp.341-343
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• 2001

Molecular markers have become fundamental tools for crop genome study. The objective of this study was to construct a genetic linkage map for cowpea with PCR-based molecular markers. Five hundred and twenty random RAPD primers were screened for parental polymorphism. Ninety RAPD markers from sixty primers was segregated in 75 F2 mapping population derived from the cross of local cultivars GSC01 and GSC02. 70 RAPD markers were found to be genetically linked and formed 11 linkage groups. Linkage map spanned 474.1 cM across all 11 linkage groups. There are six linkage groups of 40 cM or more, and five smaller linkage groups range from 4.9 to 24.8 cM. The average linkage distance between pairs of markers among all linkage groups was 6.87 cM. The number of markers per linkage group ranged from 2 to 32. The longest group 1 spans 190.6 cM, while the length of shortest group 11 is 4.9 cM. This map is further needed to be saturated with the various markers such as RFLP, AFLP, SSR and more various populations and primers. In addition, morphological markers and biochemical markers should be united to construct a comprehensive linkage map.

• Plant Resources
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• 제7권2호
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• pp.141-146
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• 2004

Frequent occurrence of off-type plants in a given cultivar has been a serious problem in both breeder's and farmer's fields. An experiment was designed to examine the differences in rate of occurrence of off-type plants among Tongil-type cultivars (high yielding cultivars derived from indica/japonica hybridization) from which the possible cause of higher occurrence of off-type plant in a specific cultivar was deduced. Among five Tongil-type cultivars examined for morphological variant in the field, only one cultivar, Dasanbyeo, had off-type plants. When analyzed with SSR markers, off-type plants showed different band patterns from original cultivar, having several extra bands in addition to cultivar-specific band, suggesting that off-type plants were originated from Dasanbyeo, rather than originated from mixing or mishandling of seed materials with other cultivars. The possible cause of off-type occurrence seems to be natural pollination with other cuItivars adjacent to the original cultivar during seed multiplication. This was supported from the observation that self-crossed progeny of the off type plants showed a wide range of variation of agronomic traits which could not be observed when there was a smaller introduction of genes to the fixed germplasm as happened in the case of cultivar mutation. Another evidence supported this idea that Dasanbyeo showed much of difference in floral organ and behavior to other cultivar to be subjected to higher out-crossing than other cultivars examined.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.66-66
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• 2022

속성수로 활용되는 버드나무속 식물들은 생식기관과 영양기관의 성장 시기가 달라 형태적 특성 평가를 위해 수년간의 조사 기간이 요구된다. 따라서 바이오매스 우수 버드나무속 교잡종 육성의 성공 여부를 조기 판별하기 위한 식별 기술이 필요하다. DNA 마커는 식물의 생장단계와 관련 없이 탐색할 수 있으며 환경에 영향을 받지 않는 장점이 있다. 식물의 계통 분류 시 주로 사용되는 엽록체 DNA는 유전자 염기서열의 변이가 비교적 크지 않은 장점이 있으나 대부분의 활엽수에서 모계를 통해 유전되는 특징이 있다. 하지만 종간 교잡종의 식별은 각각의 부모종과 구분할 수 있어야 하므로 본 연구는 엽록체 DNA가 아닌 핵 DNA를 대상으로 분석하였다. 본 연구의 목적은 호랑버들을 암나무로 갯버들을 수나무로 인공교배하여 육성된 종간 교잡종을 식별하는 핵 DNA 마커를 탐색하는 것이다. 이를 위해 버드나무속에서 개발된 총 35개의 nSSR (nuclear Simple Sequence Repeat) 마커를 대상으로 호랑버들과 갯버들, 종간 교잡종의 식별 가능성을 평가하였다. 분석 결과 호랑버들과 갯버들, 종간 교잡종 간 차이를 나타내는 2개의 핵 DNA 마커를 선발하였다. 따라서 선발된 핵 DNA 마커를 활용하여 호랑버들과 갯버들, 종간 교잡종의 조기 식별에 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2020년도 춘계학술대회
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• pp.120-120
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• 2020

Based on the simple sequence repeat (SSR) marker, a Korean wheat core collection were established with 616 wheat accessions. Among them, the SNP genotyping for the entire genome was performed using DNA chip array to clarify the whole genome SNP profiles. Consequently, a total of 35,143 SNPs were found and we re-established a mini-core collection with 247 accessions. Population diversity and phylogenetic analysis revealed genetic diversity and relationships from the mini core set. In addition, genome-wide association study (GWAS) was performed on 19 phenotypic traits; ear type, awn length, culm length, ear length, awn color, seed coat color, culm color, ear color, loading, leaf length, leaf width, seeding stand, cold damage, weight, auricle, plant type, heading stage, maturation period, upright habit, and degree of flag leaf. The GWAS was performed using the fixed and random model circulating probability unification (FarmCPU), which identified 14 to 258 SNP loci related to 19 phenotypic traits. Our study indicates that this Korean wheat mini-core collection is a set of germplasm useful for basic and applied research with the aim of understanding and exploiting the genetic diversity of Korean wheat varieties.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제39권1호
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• pp.33-48
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• 2012

작물의 구조와 기능을 이해하려는 과학적 탐구심과 이를 작물 육종에 적용하려는 실험적 노력의 일환으로 다양한 작물에서 유전자 지도가 개발되었다. 특히, 배추과 작물의 경우 모델식물인 애기장대의 유전체 정보가 공개된 이후 다양한 정보 (염기서열 정보, 유전자 구조 및 기능정보 등)의 이용이 가능해져 유전자 지도 작성이 가속화 되었으며 이는 최근 $B.$ $rapa$ A genome (배추)유전체 해독이라는 결과를 가져왔다. 배추과 작물의 유전자 지도 작성에 있어서 초기에는 RFLP 마커들이 사용되었으나 이후 분자마커, 즉, RAPD, AFLP, SSR 등과 같이 비교적 사용이 간단하고 시간적 제약이 없는 PCR 마커의 형태로 점차 바뀌었다. 배추과 작물의 경제적, 학문적 가치가 고려되어 $B.$ $rapa$ (배추)를 표준재료로 A genome 유전체 염기서열 해독이라는 목표로 다국적 유전체 프로젝트가 결성되었고 2011년 국내연구진이 주도적으로 참여한 국제 컨소시엄 (BrGSPC, $B.$ $rapa$ Genome Sequencing Project Consortium)에 의해 배추 (10개 염색체)의 유전자 영역(gene space), 약 98% (83.8 Mb)의 염기서열이 해독되어 발표되었다. 유전체 해독 과정에서 축적된 염기서열 정보는 대량의 SSR, SNP, IBP 마커의 개발을 가능하게 하였고 이들 마커는 $B.$ $rapa$ A genome 유전자 지도와 물리 지도 작성에 이용되어 이후 배추과 작물연구 전반에 널리 적용되고 있다. 대량의 분자마커 개발은 유전자 지도 작성을 가속화하여 더욱 정밀한 유전자 지도를 가능하게 하였고 공통의 분자마커 정보는 애기장대와 배추과 작물 간 비교유전체 연구를 통해 농업적 우수 형질의 클로닝, 마커도움선발 (MAS)등의 방법으로 분자육종의 기반을 제공하고 있다. 뿐만 아니라. 최근 등장한 NGS 유전체 해독 기술로 생산된 대량의 정보는 분자육종 실현 가능성을 높여 분자육종 실용화에 박차를 가하는 계기가 되고 있다. 본 논문에서는 $B.$ $rapa$에서 분자마커를 이용한 유전자 지도 개발의 과정과 농업적 유용형질 탐색을 위한 양적 형질 유전자좌 (QTLs)의 연구 현황에 대하여 알아보고 유전체연구에서 유전자 지도의 중요성과 육종에의 응용에 대하여 서술하였다. 또한 다양한 유전체 정보와 오믹스 정보를 국내 배추과 분자육종에 효율적으로 활용하여 분자육종 실용화를 가능하게 하기 위해 사용자가 쉽게 사용할 수 있는 데이터베이스를 구축함으로서 연구자와 육종가 간의 간격을 좁히고 원활한 정보교환의 필요성을 제기하였다.

• 한국육종학회지
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• 제43권5호
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• pp.464-469
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• 2011

벼 줄무늬잎마름병 저항성 유전자 및 연관 DNA 마커 탐색을 위하여 줄무늬잎마름병에 저항성인 통일형 품종인 신광 벼 이용 여교잡 집단을 육성하였다. 줄무늬잎마름병 저항성 유전자에 대한 QTL을 분석한 결과 11번 염색체에 위치하는 SSR 마커 RM6897이 탐색되었으며 전체 표현형 변이의 44.2%를 설명하였다. DNA 마커 RM6897은 여교잡 집단에서 생물검정과 유전자형이 일치하였다. 또한 자포니카 품종들에서 저항성 27품종과 감수성 23품종에 대해 구분이 가능하였다. 따라서 신광벼 유래의 줄무늬잎마름병 저항성원 및 분자마커는 자포니카 품종의 바이러스 저항성 향상에 효율적으로 활용될 것으로 기대된다.

• 아시안잔디학회지
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• 제22권1호
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• pp.85-100
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• 2008

Gray leaf spot (GLS)은 Pyricufaria oryzae Cavara에 의해 발병하는 중요한 곰팡이병으로 최근 주요 잔디류 및 목초류에 해당하는 퍼레니얼 라이그래스 (Perennial ryegrass; Lolium perenne L.)에서 발생되는 것으로 보고되었다. 또한 이 곰팡이는 벼의 도열병을 일으키는데, 이는 기주 저항성에 의해 방제될 수 있지만 이 저항성의 지속기간에 문제가 있는 것으로 알려져 있다. 지금까지 퍼레니얼 라이그래스에서는 GLS 저항성에 관한 내용이 거의 보고되지 않았다. 그러나 이탈리안 라이그래스 x 퍼레니얼 라이그래스 mapping population에서 GLS 저항성에 관한 주요 양적형질 유전자좌 (QTL)가 연관군 (linkage group) 3과 6 상에서 각각 발견되었다. 이 두 가지 양적형질 유전자좌가 다음 세대에서도 여전히 나타나고, 이들이 다른 유전적 배경 하에서도 기능할 수 있다는 사실을 확인하기 위해 기존의 mapping population으로부터 나온 저항성 개체를 저항성을 갖고 있지 않은 다른 퍼레니얼 클론과 교잡시켜 새로운 mapping population을 만들었다. 이 새로운 mapping population에서 RAPD, RFLP 및 SSR 마커를 이용하여 QTL 분석을 실시하였다. 이 결과, 비록 연관군 6 상에서는 양적형질 유전자좌가 확인되지 않았지만 연관군 3 상의 양적형질 유전자좌는 새로운 mapping population에서도 여전히 나타나고 있음이 확인되었다. 또한 두 개의 새로운 양적형질 유전자좌가 저항성을 갖고 있지 않았던 부모개체에서도 발견되었다. 본 실험 결과는 라이그래스에 있어서 GLS 저항성의 유전적 구조를 이해하는데 도움을 줄 뿐만 아니라 퍼레니얼 라이그래스 육종 프로그램에 사용상 편의성을 제고시킬 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권4호
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• pp.326-335
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• 2015

감귤은 전 세계적으로 가장 많이 생산되는 주요 과수작물이고 비타민 C와 구연산 및 감귤 고유의 플라보노이드를 비롯한 다양한 기능성 성분으로 인해 건강 기능성 식품 소재로도 각광받고 있다. 그러나 긴 유년기와 배우체 불임, 주심배 발생 및 고도의 유전적 잡종성 등 감귤 특유의 생식생물학적 특성으로 인해 교배를 통한 전통 육종의 품종개발에 있어서는 가장 어려운 작물에 속한다. 지구 온난화, 소비자 욕구 변화 등으로 인해 고품질 감귤의 안정적 생산과 품종 다양화를 위한 체계적 육종 프로그램의 도입이 시급한 실정이다. 감귤에서도 분자 육종 프로그램을 통한 품종 육성을 위해 세계적으로 가장 많이 재배되는 스위트 오렌지와 클레멘타인 만다린에 대한 고품질 표준 유전체 정보가 최근에 확보되었다. 표준유전체 서열을 기반으로 다양한 품종 및 교배집단들에 대한 유전체 해독, 비교유전체 분석, GBS 등을 통해 형질연관 마커 발굴, 유전자 기능 연구 등이 이루어질 것으로 전망된다. 아울러 다양한 전사체 분석이 이루어지고 있으며, 유전자 기능 및 유전자 co-expression 네트워크의 이해를 증진할 수 있을 것이다. 유전체 및 전사체 분석을 통해 확보한 대규모 SNP, InDel 및 SSR의 다형성 분자마커 big data를 이용한 고밀도 연관 및 물리 지도 작성이 이루어지고 있고, 궁극적으로 통합지도 작성이 이루어지게 될 것이다. 이를 통해 가까운 장래에 감귤 특이 주요 농업형질 연관 유전자의 정확도 높은 map-based 클로닝 및 빠르고 효율적인 분자표지 선발육종이 이루어질 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권4호
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• pp.342-349
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• 2015

키위는 세계적으로 1970년대 이후 상업화되어 최근 재배가 급속히 확대되고 있는 신종 과수이며, 국내에서도 재배와 소비량이 급격히 증가하고 있다. 키위는 자웅이주 낙엽성 덩굴 식물로 과피에 털이 있고 과육색이 다양한 특성을 가지고 있으며 배수성도 다양하나, 산업적인 품종 구성은 매우 단순하다. 독특한 식물적 특성에 기인한 진화 및 생물학적 관점은 물론 다양한 품종의 효율적 개발의 요구에 따라 최근 유전체 해석 및 활용 연구가 활발히 진행되고 있다. 키위 유전체 draft 서열과 엽록체 서열이 Illumina HiSeq 기반으로 각각 2013년과 2015년에 해독 되었으며 gene annotation 연구가 계속적으로 진행되고 있다. 과거 ESTs 기반의 전사체 분석에서 최근 RNA-seq 기반의 전사체 분석으로 전환되어 과일의 아스코르브산 생합성, 과육색 발현 및 성숙, 그리고 나무의 궤양병 저항성 관련 유전적 발현조절과 유전자 발굴 연구가 중점적으로 진행되고 있다. 전통육종의 효율을 증대하기 위한 분자표지 개발 및 유전자지도 작성에 있어서는 이전의 RFLP, RAPD, AFLP 기반의 연구에서 벗어나 NGS 기반의 유전체 및 전사체 정보의 해독에 의한 SSR 및 SNP 기반의 농업적으로 중요한 형질연관 분자마커 개발 및 고밀도 유전자지도 작성이 연구되고 있다. 그러나 국내 연구는 아직 제한적인 수준에서 진행되고 있다. 향후 키위 유전체 및 전사체 분석 연구는 가까운 장래에 실질적으로 분자육종에 적용될 것으로 전망된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제33권3호
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• pp.199-205
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• 2009

인삼에 대한 microsatellite 개발은 다른 분자적 마커들에 비해 늦게 이루어져, 최근에 와서야 인삼의 microsatellite 들이 보고되고 있는 실정이다. 본 연구에서는, 분리된 microsatellite들 중에서 5 개의 다형성 마커를 선별하여 국내 경작지나 시장에서 유통되는 인삼을 대상으로 유전적 다형성을 조사하고, 각 마커의 특성을 규명하였다. 유전자형 분석은 변성 PAGE와 silver staining법으로 하거나 형광표지 primer로 표지한 PCR 산물을 자동 염기서열 분석기로 분석하였다. 본 연구에서 개발한 5개의 microsatellite 마커들의 평균 대립유전자 수는 3.2 개였으며, 평균 GD는 0.367 였다. 전체적으로 볼 때, PG1419가 가장 높은 다형성을 보였으며 (PIC: 0.460, GD: 0.543), PG770은 가장 낮은 다형성을 나타내었다 (PIC: 0.070, GD: 0.078). 각 좌위들의 예상 이형접합도 (H$_{exp}$)는 0.077에서 0.541 (mean = 0.313)로 계산되었으나, 관측 이형접합도 (H$_{obs}$)는 0.040에서 0.130 (mean = 0.083)으로 훨씬 낮게 관찰되었으며, 유전자형의 분포는 Hardy-Weinberg 평형상태에서 벗어남을 보였다. 본 연구에서 개발한 인삼의 microsatellite 마커들은 인삼의 분자적 마커의 데이터베이스 확립의 기초 자료로 활용될 뿐 아니라, 인삼의 분자적 구별법 및 QTL 좌위의 염색체지도 작성에 유용하게 활용될 것이다.