• Animal Bioscience
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• 제36권6호
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• pp.861-868
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• 2023

Objective: Loin muscle area (LMA) is an important target trait of pig breeding. This study aimed to identify single nucleotide polymorphisms (SNPs) and genes associated with LMA in the Duroc×(Landrace×Yorkshire) crossbred pigs (DLY). Methods: A genome-wide association study was performed using the Illumina 50K chip to map the genetic marker and genes associated with LMA in 511 DLY pigs (255 boars and 256 sows). Results: After quality control, we detected 35,426 SNPs, including six SNPs significantly associated with LMA in pigs, with MARC0094338 and ASGA0072817 being the two key SNPs responsible for 1.77% and 2.48% of the phenotypic variance of LMA, respectively. Based on previous research, we determined two candidate genes (growth hormone receptor [GHR] and 3-oxoacid Co A-transferase 1 [OXCT1]) that are associated with fat deposition and muscle growth and found further additional genes (MYOCD, ARHGAP44, ELAC2, MAP2K4, FBXO4, FBLL1, RARS1, SLIT3, and RANK3) that are presumed to have an effect on LMA. Conclusion: This study contributes to the identification of the mutation that underlies quantitative trait loci associated with LMA and to future pig breeding programs based on marker-assisted selection. Further studies are needed to elucidate the role of the identified candidate genes in the physiological processes involved in LMA regulation.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.25-25
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• 2022

Drought becomes frequent and severe because of continuous global warming, leading to a significant loss of crop yield. In soybean (Glycine max [L.]), most of quantitative trait loci (QTLs) analyses for drought tolerance have conducted by investigating yield changes under water-restricted conditions at the reproductive stages. More recently, the necessity of QTL studies to use physiological indices responding to drought at the early growth stages besides the reproductive ones has arisen due to the unpredictable and prevalent occurrence of drought throughout the soybean growing season. In this study, we thus identified QTLs conferring wilting scores and moisture contents of soybean subjected to drought stress in the early vegetative stage using an recombinant inbred line (RIL) population derived from a cross between Taekwang (drought-sensitive) and SS2-2 (drought-tolerant). For the two traits, the same major QTL was located on chromosome 10, accounting for up to 11.5% of phenotypic variance explained with LOD score of 12.5. This QTL overlaps with a reported QTL for the limited transpiration trait in soybean and harbors an ortholog of the Arabidopsis ABA and drought-induced RING-D UF1117 gene. Meanwhile, one of important features of plant drought tolerance is their ability to limit transpiration rates under high vapor pressure deficiency in response to mitigate water loss. However, monitoring their transpiration rates is time-consuming and laborious. Therefore, only a few population-level studies regarding transpiration rates under the drought condition have been reported so far. Via employing an Arduino-based platform, for the reasons addressed, we are measuring and recording total pot weights of soybean plants every hour from the 1^st day after water restriction to the days when the half of the RILs exhibited permanent tissue damage in at least one trifoliate. Gradual decrease in moisture of soil in pots as time passes refers increase in the severity of drought stress. By tracking changes in the total pot weights of soybean plants, we will infer transpiration rates of the mapping parents and their RILs according to different levels of VPD and drought stress. The profile of transpiration rates from different levels of severity in the stresses facilitates a better understanding of relationship between transpiration-related features, such as limited maximum transpiration rates, to water saving performances, as well as those to other drought-responsive phenotypes. Our findings will provide primary insights on drought tolerance mechanisms in soybean and useful resources for improvement of soybean varieties tolerant to drought stress.

• 한국육종학회지
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• 제51권4호
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• pp.395-403
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• 2019

우리나라의 도열병 균계에 내구저항성을 보이는 자포니카 벼 품종 팔공의 저항성 유전좌위를 분석한 결과, 팔공 allele에 의한 저항성 관련 putative QTLs가 2번, 4번, 7번, 11번 염색체상에서 9개 좌위들이 확인되었다. 팔공의 allele에 의한 도열병 저항성 연관 유전자좌들 중 qBn2.3 (Ch r. 2), qBn4.2 (Ch r. 4), qBn11.1 및 qBn11.2 (Ch r. 11) 등 4개 좌위는 표현형 변이의 28-56.7%를 설명하는 major QTL이었고, 이들 좌위에서는 1-4개의 저항성 관련 유전자들이 위치하는 것으로 보고되었다. 팔공 allele의 5개 QTLs qBn2.1, qBn2.4 (Ch r. 2), qBn4.1 (Chr. 4), qBn7.1 및 qBn7.2 (Ch r. 7) 등은 표현형 변이를 9.7-18.8% 설명하였으며, 이들 좌위들 중 2번 염색체상의 qBn2.1를 제외한 4개 QTLs 좌위에서는 다른 유전자의 보고가 없어 팔공 고유의 도열병 저항성 관련 유전 요소들로 추정 된다. 팔공의 도열병 내구 저항성은 2번, 4번, 7번, 11번 염색체상의 9개 QTLs들의 상호 작용에 의한 것으로 생각되며, 특히 목도열병 내구 저항성 유전자 Pb1이 위치하는 것으로 보고된 좌위의 qBn11.2는 표현형 변이 56.7%를 설명하였고 내구저항성에서 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다. 팔공의 줄무늬잎마름병 저항성은 qBn11.2 좌위의 Stvb-i 유전자에 의한 것으로 생각된다.

• 한국작물학회지
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• 제53권1호
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• pp.85-92
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• 2008

신팔달콩2호와 GC83006를 교잡하여 총 118개의 $F_7$ 계통을 육성하였다. 127개의 분자마커를 사용하여 유전자지도를 이용하여 종실 및 생육특성에 대한 QTLs분석을 실시하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 100립중, 경장, 엽면적 그리고 개화까지 일수는 정규분포를 보였다. 100립중을 제외한 3개의 형질에서 양친의 값을 벗어나는 초월변이 계통이 관찰되었는데, 특히 개화까지의 일수는 개화기가 지연되는 쪽으로 초월변이 계통이 다수 관찰되었다. 2. 100립중, 경장, 엽면적 그리고 개차까지 일수에 대한 QTL분석 결과, 전체 7개의 QTL이 탐지되었다. 100립중에 관여하는 3개의 QTL은 전체변이의 $10.1%\;{\sim}\;12.5%$를 설명하였고, 경장은 전체변이의 22%를 설명하는 1개의 QTL이 탐지되었다. 엽면적은 전체 변이의 10% 및 8.6%를 설명하는 2개의 QTL이 탐지되었으며 개화기 일수는 전체 변이의 41.0%를 설명하는 1개의 QTL이 탐지되었다. 3. 신팔달콩2호와 GC83006의 모용은 각각 회색과 갈색이었으며 모용색은 1개의 유전자가 관여하는 것으로 나타났다. 분석결과 모용색은 연관군 C2에 위치하는 Satt134 마커와 밀접히 연관되어 있었다. 제색은 신팔달콩2호와 GC83006이 각각 흑색과 황색이었으며 후대 중에는 갈색의 배꼽을 갖고 있는 계통도 발견되었다. 종피색은 신팔달콩 2호와 GC83006이 각각 황색과 녹색을 보였으며 후대에서 황색과 녹색 계통이 1 : 1의 분리비를 보여 종피색에는 하나의 유전자가 관여하는 것으로 나타났고, 이 유전자는 연관군 D1a의 마커 Satt077과 밀접한 연관을 보였다.

• 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.

• 생명과학회지
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• 제25권8호
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• pp.925-931
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• 2015

미립 품질 향상을 위하여 미립 형태를 결정하는 특성을 위한 분자육종기술을 확립하기 위하여 미립과 관련된 양적형질 유전자좌를 탐색하고, 이들 환경요인과 상호작용 효과를 분석한 결과는 다음과 같다. 인디카 품종인 ‘청청’과 자포니카형인 ‘낙동’이 교배된 조합 F₁의 약배양에 의해 양성된 120 계통(DH 집단)과 217개의 DNA 마커를 이용하여 전체 길이가 2,067cM이고, 마커간 평균거리가 9.5cM인 유전자 지도를 작성하였다. 미립형태 관련 유전자좌 분석에서 미립의 외형인 길이, 폭, 두께, 장폭비, 천립중과 관련하여 14개의 QTL이 탐색되었다. 현미의 미립길이 관련 3개의 QTL (qGL2, qGL5, qGL7), 미립 폭 관련 3개의 QTL (qGW2-1, qGW2-2, qGW2-3), 미립 두께 관련 1개의 QTL (qGT2), 장폭비 관련 6개의 QTL (qLWR2-1, qLWR2-2, qLWR2-3, qLWR2-4, qLWR7, qLWR12) 및 천립중 관련 1개의 QTL (qTGW8)이 선발되었다. 미립 장폭비 관련 4개의 QTL은 미립길이와 미립두께에서 동일한 염색체 상에서 확인되었다. 본 연구에서 구명된 QTL 마커들은 쌀 품종개량을 위하여 이용될 수 있을 것이라 판단된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제33권5호
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• pp.704-711
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• 2020

Objective: Muscle fiber types, numbers and area are crucial aspects associated with meat production and quality. However, there are few studies of pig muscle fibre traits in terms of the detection power, false discovery rate and confidence interval precision of whole-genome quantitative trait loci (QTL). We had previously performed genome scanning for muscle fibre traits using 183 microsatellites and detected 8 significant QTLs in a White Duroc×Erhualian F₂ population. The confidence intervals of these QTLs ranged between 11 and 127 centimorgan (cM), which contained hundreds of genes and hampered the identification of QTLs. A whole-genome sequence imputation of the population was used for fine mapping in this study. Methods: A whole-genome sequences association study was performed in the F₂ population. Genotyping was performed for 1,020 individuals (19 F₀, 68 F₁, and 933 F₂). The whole-genome variants were imputed and 21,624,800 single nucleotide polymorphisms (SNPs) were identified and examined for associations to 11 longissimus dorsi muscle fiber traits. Results: A total of 3,201 significant SNPs comprising 7 novel QTLs showing associations with the relative area of fiber type I (I_RA), the fiber number per square centimeter (FN) and the total fiber number (TFN). Moreover, one QTL on pig chromosome 14 was found to affect both FN and TFN. Furthermore, four plausible candidate genes associated with FN (kinase non-catalytic C-lobe domain containing [KNDC1]), TFN (KNDC1), and I_RA (solute carrier family 36 member 4, contactin associated protein like 5, and glutamate metabotropic receptor 8) were identified. Conclusion: An efficient and powerful imputation-based association approach was utilized to identify genes potentially associated with muscle fiber traits. These identified genes and SNPs could be explored to improve meat production and quality via marker-assisted selection in pigs.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권4호
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• pp.312-325
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• 2015

본 논문에서는 장미과 과수의 유전체 연구의 모델작물인 복숭아 유전체 연구에 대한 동향을 파악해서 국내 복숭아 유전체 연구 방향을 설정하고자 하였다. 분자육종을 위한 기반 연구인 유전자지도는 다양한 교배집단에서 작성되었고, 현재 차세대 염기서열분석을 통해 얻은 대량의 single nucleotide polymorphism 마커를 이용하여 고밀도화시키고 있다. 과실형질, 개화기, 병 저항성 등 질적형질과 양적형질에 관한 분자마커와 양적형질유전자좌가 동정되었고, 이중 과육의 용질성과 핵의 점리 형질에 대한 분자마커를 이용한 조기선발(marker assisted selection)의 활용성은 매우 높다. 애기장대, 포플라, 사과, 딸기 등 다른 작물과의 비교유전체, 복숭아의 성숙 및 발달, 플라보노이드 합성, 수확 후 저장기간에 발현하는 유전자 등에 대한 전사체, 과실 성숙기간에 발현되는 병 저항성 단백질 등에 대한 단백질체 연구도 보고되었다. 현재 차세대 염기서열 분석을 통해 대량 분자마커의 개발, 핵심 유전자원의 구축, 집단의 유전형 분석이 빠르게 진행되고 있다. 이를 통해 농업적으로 유용한 형질에 대해 더 정확한 양적형질 유전자좌 분석과 유용유전자의 개발이 가능하게 되고, 효율적인 분자육종의 기초기반을 구축할 수 있을 것으로 기대한다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제24권9호
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• pp.1184-1191
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• 2011

We attempted to generate a linkage map using Illumina Porcine 60K SNP Beadchip genotypes of the $F_2$ offspring from Korean native pig (KNP) crossed with Yorkshire (YS) pig, and to identify quantitative trait loci (QTL) using the line-cross model. Among the genotype information of the 62,136 SNPs obtained from the high-density SNP analysis, 45,308 SNPs were used to select informative markers with allelic frequencies >0.7 between the KNP (n = 16) and YS (n = 8) F0 animals. Of the selected SNP markers, a final set of 500 SNPs with polymorphic information contents (PIC) values of >0.300 in the $F_2$ groups (n = 252) was used for detection of thirty meat quality-related QTL on chromosomes at the 5% significance level and 10 QTL at the 1% significance level. The QTL for crude protein were detected on SSC2, SSC3, SSC6, SSC9 and SSC12; for intramuscular fat and marbling on SSC2, SSC8, SSC12, SSC14 and SSC18; meat color measurements on SSC1, SSC3, SSC4, SSC5, SSC6, SSC10, SSC11, SSC12, SSC16 and SSC18; water content related measurements in pork were detected on SSC4, SSC6, SSC7, SSC10, SSC12 and SSC14. Additional QTL of pork quality traits such as texture, tenderness and pH were detected on SSC6, SSC12, SSC13 and SSC16. The most important chromosomal region of superior pork quality in KNP compared to YS was identified on SSC12. Our results demonstrated that a QTL linkage map of the $F_2$ design in the pig breed can be generated with a selected data set of high density SNP genotypes. The QTL regions detected in this study will provide useful information for identifying genetic factors related to better pork quality in KNP.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제21권10호
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• pp.1389-1394
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• 2008

Abdominal fat characters are complex and economically important in the poultry industry. Their selection may benefit from the implementation of marker-assisted selection (MAS). The objective of this study was to identify the markers linked to QTL responsible for fatness traits. The Northeast Agricultural University broiler lines divergently selected for abdominal fat content (NEAUHLF) were used in the study. A total of 596 individuals from the divergent tails from the 6th to the 10th generations were genotyped at 23 microsatellite markers on chromosome 1. The differences of allele frequencies of all marker alleles between the divergent tails across the five generations were recorded. The allele frequencies of five markers, including LEI0209, LEI0146, MCW0036, ADL328 and MCW0115, had significant differences between the two tails in all five generations. The resulting p-values using Fisher's exact test on eleven markers, containing MCW248, MCW0010, MCW0106, LEI0252, LEI0068, MCW0018, MCW0061, LEI0088, MCW200, MCW283 and ROS0025, had a decreasing tendency from the 6th to the 10th generation. Statistical analysis showed that polymorphisms of the eight markers, including LEI0209, LEI0146, ROS0025, MCW0115, MCW0010, MCW0036, MCW283, ADL328, were significantly (p<0.0011) or suggestively (p<0.05) associated with abdominal fat content (AFW and AFP) across generations. It is concluded that the eight markers could be associated with the QTL affecting the deposition of abdominal fat in broiler chickens.