• 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.

• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2001년도 춘계학술발표대회
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• pp.38-38
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• 2001

Spermatogonial stem cells은 sperrnatogenesis에서 중요한 역할을 하며, 곡세정관의 기저막에 위치하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 그 동안 이 세포에 특이하게 발현되는 marker가 거의 알려져 있지 않아 spermatogonial stem cell의 연구에 많은 어려움을 가져왔다. 최근 일반적인 stem cell이 갖는 특성 중, 기저막과 상호작용을 하는 surface protein으로 integrin이 존재한다는 사실을 이용하여, anti-$\alpha$$_{6}$/ 또는 anti-$\beta$$_1$ integrin항체로 germ cell을 선발하여 정소에 이식한 결과, 높은 효율로 이식세포유래의 정자발생이 가능하다는 결과가 보고되었다 (Shinohara et al., 1999). 한편, 항암제의 일종인 busulfan을 마우스에 투여(40mg/kg)한 후 4-5주가 경과하면 세정관의 기저막에 위치하는 spermatogonia를 제외하고 대부분의 생식세포는 소멸한다 본 실험의 목적은 이러한 사실들을 이용하여 spermatogonial stem cell의 특성을 밝히고, 이 생식세포를 보다 간편하고 손쉽게 선발할 수 있는 시스템을 확립하는데 있다. Busulfan처리 후 5주가 경과된 마우스와 정상적인 13주령의 마우스 testis로부터 세포를 분리한 후 FITC-conjugated anti-IgG를 이용한 면역형광법으로 측정.분석한 결과, 형광표식된 세포비율이 대조군과 비교하여 busulfan을 처리한 경우에서 유의적인 증가를 보였다.(17$\pm$3.8%. 0.7$\pm$0.3% busulfan vs control). 또한, IgG와 결합한 단백질이 존재하는 이들 세포들은 곡세정관의 기저막을 따라 위치하며, 단백질과 복합체를 형성한 IgG는 anti-Ig $G_{2a}$와 반응하지 않는다는 사실을 관찰했다. 이러한 IgG 복합체를 형성한 세포들의 특성을 이용하여, IgG와 반응을 하지 않는 것으로 확인된 이차 항체인 an1i-Ig $G_{2}$와 일차 항체인 anti-$\alpha$$_{6}$ 또는 anti-$\beta$$_1$ integrin항체를 이용하여 측정.분석하였다. Busulfan을 처리한 마우스 정소에서 분리한 세포를 다시 laminin으로 코팅된 dish에서 선발.회수해서, anti-lgG, anti-$\alpha$$_{6}$ 또는 anti-$\beta$$_1$ integrin항체로 각각 표식된 세포비율을 비교하였다. Laminin으로부터 선발.회수한 세포에서는 IgG복합체가 $\alpha$$_{6}$ 또 는 $\beta$$_1$integrin과 거의 같은 수준에서 높은 비율로 표식되었다. 결론적으로, busulfan에 의해 유도된 IgG와 결합가능한 단백질은 $\alpha$$_{6}$나 $\beta$$_1$ integrin과 마찬가지로 immunoglobulin G를 이용하여 spermatogonial stem cell의 선발을 가능하게 했다. 따라서, busulfan처리시 IgG는 미분화된 정조세포의 선발을 위한 하나의 marker로서 사용가능함을 시사한다.다.

• 생명과학회지
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• 제18권9호
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• pp.1225-1229
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• 2008

본 연구는 한우의 5번 염색체 내에 존재하고 있는 10개의 microsatellite marker의 대립유전자 빈도를 이용하여 한우의 경제형질과의 연관성을 지닌 좌위를 탐색하기 위하여 실시하였다. 한우 326두를 대상으로 10개의 유전좌위를 분석한 결과 총 169개의 대립유전자가 검출되었다. 모든 유전좌위에서 다형성이 검출되었으며 각 유전좌위 별 대립유전자의 수는 9에서 28개로 나타났으며 평균 16.9로 나타났다. 가장 높은 PIC 값을 가진 유전좌위는 DIK2400(0.908)이었으며 가장 낮은 유전좌위는 DIK2718 (0.603)으로 검출되었다. 관측된 이형접합도에서는 DIK1048 (0.655)가 가장 높게 나타났으며, DIK2400 (0.906)은 가장 낮은 것으로 검출되었다. 분석된 MS marker들의 대립유전자의 빈도를 이용하여 경제형질과의 연관성을 탐색하기 위하여 각 경제형질별 육종가를 대상으로 상위그룹과 하위그룹으로 나누어 Chi-square검정을 실시하였다. 분석결과 DIK2828의 239 대립유전자는 근내지방도에서 상위그룹과 하위그룹의 빈도차가 유의적인 차이를 보이는 것으로 나타났다. BMC1009의 279 대립유전자는 도체중과 등지방두께에서 유의적인 차이를 확인하였으며 285대립유전자는 도체중, 등지방두께 그리고 근내지방도에서 유의적인 차이가 확인되었다. DIK4329의 200대립유전자는 등심단면적과 등지방두께에서 유의적인 차이가 확인되었다. 본 연구에서 유의적인 차이가 확인된 유전자좌위는 5번 염색체 내 20 (DIK2828), 41 (BMC1009) 그리고 95 (DIK4329) cM로 나타났다.

• 원예과학기술지
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• 제33권4호
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• pp.566-574
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• 2015

Yellow or transparent fruit peel color is caused by the accumulation or lack of naringenin chalcone (NG, C) in fruit peel and determines the red or pink appearance of tomato fruit, respectively. NGC biosynthesis is regulated by the SlMYB12 gene of the Y locus on chromosome 1, and DNA markers derived from SlMYB12 would be useful for marker-assisted selection (MAS) of tomato fruit color. To develop a gene-based marker, 4.9 kb of the SlMYB12 gene including a potential promoter region was sequenced from the red-fruited (YY) line 'FCR' and pink-fruited (yy) line 'FCP'. Sequence alignment of these SlMYB12 alleles revealed no sequence variations between 'FCR' and 'FCP'. To identify SlMYB12-linked single nucleotide polymorphisms (SNPs), 'FCR' and 'FCP' were genotyped using a SolCAP Tomato SNP array and CAPS markers (CAPS-456, 531, 13762, and 38123) were developed from the four SNPs (solcap_snp_sl_456, 531, 13762, and 38123) most closely flanking the SlMYB12. These CAPS markers were mapped using $F_2$ plants derived from 'FCR' ${\times}$ 'FCP'. The map positions of the fruit peel color locus (Y) were CAPS-13762 (0 cM) - 456 (11.09 cM) - Y (15.71 cM) - 38123 (17.82 cM) - 531 (30.86 cM), and the DNA sequence of SlMYB12 was physically anchored in the middle of CAPS-456 and CAPS-38123, indicating that fruit peel color in domesticated tomato is controlled by SlMYB12. A total of 64 SolCAP tomato germplasms were evaluated for their fruit peel color and SNPs located between solcap_snp_sl_456 and 38123. Seven SNPs that were detected in this interval were highly conserved for pink-fruited accessions and specific to transparent fruit peel traits, as depicted by a phenetic tree of 64 accessions based on the seven SNPs.

• 한국작물학회지
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• 제55권3호
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• pp.253-258
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• 2010

국내 수집 재래종 인삼과 기존육성품종과의 유전적 연관을 통해 풍기지역 고유의 재래인삼 특성을 구명하고 지리적 표시제 및 신품종 육성을 위한 자료로 활용하기 위하여 수행한 결과는 다음과 같다. 유전적 연관 분석에서 가장 먼 것으로 분류된 풍기지역 수집종 331002 등 5점과 금산지역 수집종 332009 등 5점간의 형태적 특성을 비교한바 풍기 재래종 인삼의 경수는 1~2개로 금산지역 수집종과 차이가 없었으나, 장엽수, 경색, 엽병색, 소엽 모양에서는 금산지역 수집종과 차이를 보였다. 즉 풍기 재래종은 장엽수가 5개이고 소엽 모양이 타원형이며, 경색과 엽병색이 자색, 연자색, 진자색 등 다양한 것이 특징적이었다. 특히 유전적 연관에서 풍기지역 수집종 중 331002, 331005, 331007 및 331026은 함께 grouping 되었지만 331002는 대비 품종인 천풍과 99.5%에서 함께 group지어져 있었다. 특히 331002 등 이 3개의 풍기 수집종은 기존 품종과 유전적 차이를 나타내보였다. 이를 통해 풍기 수집종 331002, 331005, 331007은 국내 재래종에서 순계분리법으로 선발된 기존육성품종과는 유전적 차이가 있음을 알 수 있었다. 특히 331007은 농가 조사에서 나타난 주요 특성을 모두 갖추고 있어 풍기 재래인삼의 고유 특성을 가진 것으로 추측 되었다. 본 연구를 통해 풍기지역 재래 인삼의 주요 형태적 특성을 확인하였고, 유전적인 면에서도 타 지역 수집종과 기존육성품종과도 구분되어짐을 확인하였다. 더불어 선발된 OPD05 등 9개의 prime는 경수 1개, 장엽수 5개, 소엽 모양은 타원형, 경색과 엽병색이 자색계열인 특성을 지닌 풍기 재래인삼을 구분하는데 유용하게 활용될 수 있어서 인삼 유전자원의 특성 구분 및 품종개량에 유익하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제15권6호
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• pp.968-971
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• 2005

본 연구는 Duroc, Landrace, Berkshire, Yorkshire를 기초 축으로 이용한 1003두에 대해 MC4R유전자의 PCR-RFLP를 이용하여 그 다형성을 조사하고 돼지의 일당증체량, 등지방 두께, 사료 요구율, 정육율과 그 유전자형 간의 연관성을 규명하고자 실시하였다. MC4R유전자에 대해 PCR-RFLP를 이용하여 226bp산물을 증폭한후 Taq I 체한효소로 사용하였다. 얻어진 MC4R gene의 유전자 빈도는 품종별로 다르게 나타났다. 통계적 분석을 통하여 각 유전자형에 대한 경제형질과 관련성을 분석한 결과 일당 증체량과 사료요구량은 NN 유전자형을 가진 개체들이 DN이나 DD유전자형을 가진 개체들에 비해 유의적으로 우수한 능력을 보였다(P < 0.05). 하지만 D 대립유전자는 높은 정육율과 낮은 등지방두께에 연관성이 있음을 관찰하였다. 따라서 돼지의 성장과 정육율과 관련된 선발력을 높이기 위해서 MC4R유전자의 다형성분석에서 검증된 PCR marker를 우량돼지육종 계획에 있어 분자생물학적 선발 marker로 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 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.

• 한국육종학회지
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• 제41권4호
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• pp.474-481
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• 2009

본 연구에서는 자포니카형인 '낙동'과 통일형인 '삼강' 조합의 DH 집단을 이용하여 식미를 결정하는 특성 중 하나인 호응집성과 미립의 이화학적 특성인 천립중, 장폭비, 아밀로즈 함량, 단백질 함량, 지질 함량 및 전분 함량 간 상관관계를 검정하였다. 또한 호응집성의 QTL을 분석하고, 각 QTL에 속하는 DNA marker와 DH 집단의 호응집성 및 품종별 호응집성 간 관계를 분석하였다. '삼강/낙동' DH 집단의 호응집성 범위는 35~94 mm로 비교적 넓은 범위의 변이를 나타내었고 양친의 범위를 벗어나는 초월분리현상을 나타내었다. '삼강/낙동' DH 집단에서 호응집성은 미립의 이화학적특성 중 아밀로즈 함량과는 연으로 분류된 계통에서만 부의 유의성 있는 상관관계를 나타내었고, 지질 함량과는 중 및 전체 계통에서는 부의 상관관계를 나타내었으나 연으로 분류된 계통과는 정의 상관관계를 나타내었다. 단백질 함량과는 연으로 분류된 계통과는 정의 상관관계, 중과 전체 계통에서는 부의 상관관계를 나타내었으며, 전분 함량에서는 연으로 분류된 계통에서만 호응집성과 부의 상관관계를 나타내었다. 호응집성과 연관된 QTL은 4번(qgc4)과 11번(qgc11) 염색체에서 탐색되었으며 LOD score는 각각 3.1, 2.9를 나타내었고 두 QTL의 설명 가능한 표현형 변이는 23%로 비교적 크게 작용하고 있었다. '삼강/낙동' DH 집단에서 gel의 길이가 긴 상위 10개 계통과 짧은 하위 10개 계통을 대상으로 QTL 연관 DNA marker와 호응집성간의 관계분석에서 S4026과 RM287은 gel의 길이와 연관성이 높은 것으로 나타났다.

• Plant Breeding and Biotechnology
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• 제6권4호
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• pp.391-403
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• 2018

Genome resequencing by next-generation sequencing technology can reveal numerous single nucleotide polymorphisms (SNPs) within a closely-related cultivar group, which would enable the development of sufficient SNP markers for mapping and the identification of useful genes present in the cultivar group. We analyzed genome sequence data from 13 Korean japonica rice varieties and discovered 740,566 SNPs. The SNPs were distributed at 100-kbp intervals throughout the rice genome, although the SNP density was uneven among the chromosomes. Of the 740,566 SNPs, 1,014 SNP sites were selected on the basis of polymorphism information content (PIC) value higher than 0.4 per 200-kbp interval, and 506 of these SNPs were converted to Kompetitive Allele-Specific PCR (KASP) markers. The 506 KASP markers were tested for genotyping with the 13 sequenced Korean japonica rice varieties, and polymorphisms were detected in 400 KASP markers (79.1%) which would be suitable for genetic analysis and molecular breeding. Additionally, a genetic map comprising 205 KASP markers was successfully constructed with 188 $F_2$ progenies derived from a cross between the varieties, Junam and Nampyeong. In a phylogenetic analysis with 81 KASP markers, 13 Korean japonica varieties showed close genetic relationships and were divided into three groups. More KASP markers are being developed and these markers will be utilized in gene mapping, quantitative trait locus (QTL) analysis, marker-assisted selection and other strategies relevant to crop improvement.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.267-267
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• 2022

Glutinous rice is a key grain quality trait occupying an important part during rice processing in most rice growing areas. Amylose content (AC) of rice determine eating quality which is one of the major traits in rice breeding program. In this study, a gene pyramiding approach was used to introduce two dull genes, responsible for low amylose contents, for glutinous rice breeding using marker assisted selection (MAS). Two dull genes were located on chromosome 6 (wx-mq, AC: 12.7 %) and chromosome 10 (du1, AC: 10.3%), respectively. To test whether these two dull genes have an epistatic interaction, we developed an F₂ population by crossing two nearly isogenic lines(NILs) harboring wx-mq and du1. Gene based marker and KASP marker were used to select NILs(NIL-nor, NIL-wxmq, NIL-du1, and NIL-wxmq/du1) from the F2 population. A two-way ANOVA revealed an epistatic interaction between the two genes in the F2 population. The mean of Amylose contents for NIL-nor, NIL-wxwq, NIL-(du1, and NIL-wxmq/du1 were 17.3%, 12.5%, 9.7%, and 7.2%, respectively. This interaction was confirmed by an analysis of NILs indicating that both genes are involved in the same genetic mechanism controlling amylose contents. This result will be useful for rice breeding related to amylose content.