• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권3호
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• pp.332-340
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• 2016

Seed size traits are controlled by multiple genes in crops and determine grain yield, quality and appearance. However, the molecular mechanisms controlling the size of plant seeds remain unclear. We performed functional analysis of BrPATL4 encoding Sec14-like protein to determine the genetic architecture of seed size, shape and their association analyses. We used 60 $T_3$ transgenic rice lines to evaluate seed length, seed width and seed height as seed size traits, and the ratios of these values as seed shape traits. Pleiotropic effects on general architecture included small seed size, erect panicles, decreased grain weight, reduced plant height and increased sterility, which are common to other mutants deficient in gibberellic acid (GA) biosynthesis. To test whether BrPATL4 overexpression is deleterious for GA signal transduction, we compared the relative expression of GA related gene and the growth rate of second leaf sheath supplied with exogenous $GA_3$. Overexpression of BrPATL4 did not affect GA biosynthesis or signaling pathway, with the same response shown under GA treatment compared to the wild type. However, the causal genes for the small seed phenotype (D1, SRS1, and SRS5) and the erection of panicles showed significantly decreased levels in mRNA accumulation compared to the wild type. These results suggest that the overexpression of BrPATL4 can control seed size through the suppression of those genes related to seed size regulation. Although the molecular function of BrPATL4 is not clear for small seed and erect panicles of BrPALT4 overexpression line, this study provides some clues about the genetic engineering of rice seed architecture.

• 원예과학기술지
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• 제30권1호
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• pp.93-96
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• 2012

1999년 'Bristol Fairy' 유래의 결실되는 아조변이체인 'Gyp99' 계통을 선발하였고, 계통의 실생 중 선발을 거듭한 결과, 특성이 우수한 'Gyp08-63' 계통을 선발하여 2년간 특성검정을 통해 'Double Shine' 품종을 육성하였다. 'Double Shine' 품종의 초형은 개장형이고, 잎 모양은 둥근 피침형, 소화는 꽃잎수가 많고 암술이 2개인 밝은 백색 겹꽃으로 꽃잎은 주걱형, 꽃받침 모양은 컵형인 식물체 고유 특성을 가졌다. 또한 화경이 단단하고, 흰가루병과 충해에도 강한 편이다. 여름절화 작형에서 'Double Shine' 개화는 대조품종인 'Bristol Fairy'보다 16일 늦고 절간장과 화경장이 길었으며, 측지 분화가 많고 줄기가 굵고 분지각은 작았고, 기형화 발생이 없었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권4호
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• pp.302-311
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• 2018

3종의 일반토마토 '대프니스', '도태랑다이아', '마스카라'를 대목 'B블로킹'에 접목하고 접목 활착 후 10일부터 10일 간격으로 40일 까지 육묘용 표준양액(S)의 0.5S, 1,0S, 2,0S 로 시비수준 처리를 하였다. 각 시기별로 묘의 생육인자들을 조사하였고, 묘소질 지표인 TR율, 충실도, DQI를 계산하였다. 그리고 생육인자들과 묘소질 지표와의 상관관계를 분석하였고, 묘령별로 야간온도를 10, 15, $25^{\circ}C$를 목표로 3수준으로 처리하여 상대생장률(RGR)을 분석하였다. 그 결과, 토마토 접목묘의 양적인 생육인자들은 모두 시비농도가 높을수록 증가하였고, 다양한 크기 범위의 묘를 생산할 수 있었다. 그리고 묘의 바이오메스 관련 생육인자가 충실도와 DQI에 높은 정의상관이 있음을 알 수 있었으며, 충실도와 DQI의 고도로 유의한 1차 선형회귀식(($Y=-0.0256+0.0029^*X$, Adj $R^2=0.9480$, p<0.0001)이 도출되었다. 정식 후 2주간의 RGR은 묘령이 높아질수록 감소하는 경향을 보였고, 육묘기 시비수준에 따라서는 접목활착 후 30일묘와 40일묘에서 표준 시비수준 1.0S에서 RGR이 높았다. 시비수준별 육묘기 DQI와 정식후 초기 RGR과 유의한 선형회귀식을 도출하였으며, 표준 시비수준 1.0S에서 DQI가 높아짐에 따라 RGR이 높게 유지되었다. 이러한 결과는 DQI가 원통형 종이포트 토마토 접목묘의 묘소질의 지표로 이용될 수 있고, DQI와 정식 후 초기 상대생장률과의 관계분석을 통하여 우량묘의 기준 설정에 활용될 수 있을 것이다.

• 원예과학기술지
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• 제34권1호
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• pp.112-121
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• 2016

GM작물의 개발은 병 저항성, 제초제 저항성, 스트레스 저항성, 기능성 물질의 증진 등의 목적으로 기존 작물에 존재하지 않은 새로운 형질을 도입시킬 수 있게 하였다. 이렇게 개발된 GM작물의 상업화를 위해서는 형질전환 식물체에 도입된 T-DNA가 여러 세대에 걸쳐 안정적인 유전과 표현형의 발현이 요구된다. 본 연구는 암 예방 효과가 있는 PEITC 물질이 증가된 형질전환체, IGA 계통의 $T_1$ 및 $T_2$ 세대에서 도입된 T-DNA의 안정성을 확인하였다. 이를 위해 $T_1$ 세대의 IGA 1-3번 계통과 $T_2$ 세대의 IGA 1-3-5번 계통을 PCR로 선발하였으며 선발된 $T_1$ 세대의 IGA 1-3번 계통에서 도입된 T-DNA의 삽입위치를 VA-TAIL PCR로 확인한 결과 배추 게놈 내 intergenic 부위에 삽입되었음을 확인하였다. 또한, 도입 유전자의 세대별 안정성은 IGA 1-3번 계통과 IGA 1-3-5번 계통에서 T-DNA의 내부구조와 flanking 지역을 PCR 분석으로 비교함으로써 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서 IGA1번 계통으로 도입된 T-DNA는 구조의 변이 없이 안정적으로 후대로 유전 되었으며, IGA 1번 계통의 $T_1$ 및 $T_2$ 세대의 PEITC 함량의 증가로 표현형적 형질 또한 안정적으로 유전 되는 것으로 확인하였다. 마지막으로 IGA 1번 계통의 $T_1$ 및 $T_2$ 세대에서 QR 활성을 확인하여 암 예방 효과 또한 확인하였다.

• 원예과학기술지
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• 제33권5호
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• pp.712-721
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• 2015

동양배의 교배육종 효율을 증진시키기 위하여 13품종의 교배친을 이용한 15개 교배조합으로부터 얻어진 실생 4,035주를 시험재료로 과실숙기에 대한 유전력, 양친 평균과 실생 평균과의 상관과 후대 실생의 분포 특성을 분석하였다. 10년간 조사된 교배친 13품종의 숙기 평균과 표준편차 및 변이계수를 분석한 결과 대부분의 조생종의 숙기가 만생종에 비해 숙기 변이가 큰 것으로 나타났다. 그러나 모든 품종의 숙기 변이 계수는 0.92-3.41사이로 과실의 다른 형질에 비해 변이 폭이 좁고 안정된 형질임을 보여주었다. 유전력은 대부분의 조합에서 0.8 이상의 높은 값을 나타내었다. 숙기의 유전력은 다른 형질에 비해 매우 높아 표현형에 의해 양친을 선택하여 교배하였을 때 후대 실생의 평균치를 추정할 수 있었다. 교배 실생의 숙기 변이의 방향은 만생종 품종을 교배친으로 한 조합에서는 교배 실생의 평균숙기가 양친 평균보다 빨라 만생에 비해 조생이 우성으로 작용하는 것으로 생각되었다. 그러나 중생종 ${\times}$ 조생종 조합이나 중생종 ${\times}$ 중생종 조합에서는 평균 숙기와 거의 일치되었다. 배 과실 숙기의 양친 평균과 실생 평균간에는 높은 정의 상관(r = $0.68^{**}$)이 인정되었다. 배 과실의 숙기와 과중 사이에 밀접한 상관이 존재함으로 숙기에 대해 선발을 행하는 경우 과중에 대해서도 간접적으로 선발이 가능한 것으로 판단되었다.

• 한국육종학회지
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• 제41권3호
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• pp.319-323
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• 2009

딸기는 근연교배가 다른 작물에 비해 상대적으로 약한 타 식성 작물이다. 딸기의 대다수 품종 육성방법은 품종간 교잡으로 부터 우수한 개체를 선발하는 선발육종을 기본으로 하여 왔다. 그러나 계통 육성방법도 우수한 유전자를 집적하기 위한 방법으로 많이 이용되어 왔었다. 따라서 딸기의 육종효율을 증진시키기 위해 자식 또는 근계교배를 통하여 조합능력이 높은 유전자형을 가진 근교계를 만들고자 형질이 우수한 품종을 대상으로 자식을 실시하였다. 이 자식계통 중 초세, 당도, 경도 등 원예적 형질이 아주 우수한 "원교 3111호"를 선발하였다. "원교 3111호"의 주요 특성을 보면 초형은 직립형이고, 초세가 매우 강하며 화아분화가 매우 빠르다. 과형은 원추형이고, 과색은 선홍색이며, 화방 당 화수는 16~17개 정도이고, 평균과중이 17.2 g이다. 과실의 당도는 11.3 $^{\circ}Bx$, 산도는 0.50%, 경도는 21.7 g/$mm^2$로 대조 품종에 비해 단산비가 상당히 높고 경도도 우수하다. 전체 수량은 대조품종과 큰 차이가 없으나 저온기 착과성이 떨어져 상품과율이 대조 품종에 비해 떨어지고, 흰가루병, 탄저병 등 내병성에 약한 경향이 있어 재배품종보다는 신품종 육성을 위한 중간모본용으로 적합하다.

• 한국자원식물학회지
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• 제32권4호
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• pp.303-311
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• 2019

과피와 과육의 다양한 색은 복숭아 분류에 가장 널리 사용되는 상업적 기준 중 하나이다. 새로운 적색 과육 품종을 육성하기 위해서는 많은 교배 조합과 세대가 진전되어야 한다. 따라서 육종 효율을 높이기 위해서는 목적 형질을 가진 개체에 적용할 조기 선발 분자표지를 개발할 필요가 있다. 과육색이 다르게 발현되는 복숭아 품종의 유전자 발현을 비교하기 위해 2개의 cDNA library를 제작하였다. 적색 과육 품종인 '조생혈도'와 백색 과육 품종인 '미백도'의 유전자 발현 차이를 보기 위해 차세대 염기서열 분석(NGS) 기술을 사용하였고, 두 품종으로부터 얻은 EST의 염기서열을 결정하고 기존에 보고된 유전자와의 상동성을 분석하였다. '조생혈도'와 '미백도'의 EST database로부터 72쌍의 SNP 분자표지를 선발하였고, 적색 과육 품종 8개와 백색 과육 품종 24개를 구분할 수 있는 SNP 분자표지를 HRM 방법으로 분석하였다. 본 연구에서는 복숭아 EST database를 기반으로 HRM 분석 방법을 이용하여 복숭아 품종의 적육계와 백육계를 구분할 수 있는 효율적인 SNP 분자표지를 개발하였다. 이러한 SNP 분자표지는 복숭아 육종에 유용하게 사용할 수 있으며, 복숭아 품종의 다양한 색 변화에 관한 분자 기작 연구에 좋은 참고자료가 될 수 있을 것이다.

• 한국버섯학회지
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• 제19권4호
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• pp.279-284
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• 2021

팽이(Flammulina velutipes)는 주름버섯목(Agaricales), 뽕나무버섯과(Physalacriaceae)에 속하는 담자균류로서, 국내 생산량은 연간 31,818톤('19)으로 전체 생산량의 약 18%이며 버섯 전체 수출액의 약 36%를 차지할 정도로 대표적인 식용버섯이다. 그러나 국내 재배되고 있는 팽이 국산품종의 비중이 31.6%(20')로 매우 낮으므로 국제 경쟁력이 우수한 국내육성 품종확보가 필요하며 수출 버섯으로서 보다 품질이 우수한 품종 육성이 필요하다. 이에 본 연구는 농진청에서 육성한 '백승'과 '우리1호'의 단핵균주를 확보하여 mon-mon교잡을 통해 '설한' 품종을 육성하였다. 균사배양 특성은 25℃에서 균사생장이 가장 좋았으며 20, 25℃에서 대조품종보다 균사 생장속도가 빨랐다. 병재배 시 배양 최적온도는 15~17℃로 배지온도가 20℃이상 되지 않게 관리해야하며 생육온도는 7~8℃로 대조품종에 비해 다소 높다. 또한 자실체 수량은 병당(850 mL) 226.5±8.0 g으로 대조품종에 비해 18.4% 증수하였으며 초발이일수가 2일 빨라 전체적인 생육기간이 단축되었다. 또한 설한의 외형은 대조품종보다 갓이 작고 대는 굵었으며 갓 색이 더 밝았다. 대치배양과 유전적 다형성 검정 결과, 설한이 다른 흰색 품종들과 유전적으로 구별되는 것을 확인하였다.

• 원예과학기술지
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• 제28권5호
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• pp.828-835
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• 2010

사과 품종을 구분하는 일반적인 방법은 형태적인 특성 평가를 근거로 하지만 유전적으로 밀접하게 연관되어 있는 품종들은 형태적 형질에 의해 품종을 구별하기는 불가능하다. 본 연구는 사과 국내 육성 품종을 정확히 판별할 수 있는 DNA 마커를 개발하고자 수행하였다. 국내육성과 도입 사과 31품종으로부터 30종의 임의 프라이머를 이용한 RAPD 분석을 통해 품종 간 다형성을 나타내는 마커 83종을 얻었다. SCAR 마커로 전환하기 위해 52종의 RAPD 단편들을 클로닝 및 염기서열 분석을 하였고 이들 중에서 17종의 SCAR 마커가 클로닝된 RAPD 단편과 동일한 크기의 단일 밴드가 증폭되었다. SCAR 마커 중 6종(AN11_433, AN08_566, A408_592, AK17_653, AO04_711, AO04_779와 AW15_368, AN11_433, A408_592, AK17_653, AO04_711, AO04_779, 또 는 AL1_427, AN11_433, AN08_566, A408_592, AK17_653, AO04_779) 또는 7종의(AL1_427, AN11_433, AN08_566, A408_592, AK17_653, AM16_708, AO04_779와 A330_424, AN11_433, AG14_502, AN08_566, A408_592, AK17_653, AO04_779 또는 A330_424, AN11_433, AK14_564, A408_592, AK17_653, AM16_708, AT14_789) 조합을 이용하여 국내 육성 16품종의 판별이 가능하였다. 따라서 17종의 SCAR 마커를 적용하여 총 31품종의 국내 육성 또는 도입품종의 구분이 가능하였으며 이들 SCAR 마커는 금후 사과 국내 육성 품종 판별을 위해 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 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.