콩은 식물성 단백질과 기름의 주요 공급원이기 때문에 세계적으로 중요한 작물이다. 콩은 95개국에서 재배되는 글로벌 전략 콩과류 중 하나이며, 2019년에 전 세계적으로 1억 2050만 헥타가 재배되어 밀, 쌀, 옥수수에 이어 세계에서 네 번째로 많이 재배되는 작물이 되었다. 콩 생산을 제한 하는 요인 중 잡초가 크게 차지하고 있고 잡초를 방제하는 방법은 화학제초제를 기반으로 실행되고 있다. 생명공학기술을 통해 ...
콩은 식물성 단백질과 기름의 주요 공급원이기 때문에 세계적으로 중요한 작물이다. 콩은 95개국에서 재배되는 글로벌 전략 콩과류 중 하나이며, 2019년에 전 세계적으로 1억 2050만 헥타가 재배되어 밀, 쌀, 옥수수에 이어 세계에서 네 번째로 많이 재배되는 작물이 되었다. 콩 생산을 제한 하는 요인 중 잡초가 크게 차지하고 있고 잡초를 방제하는 방법은 화학제초제를 기반으로 실행되고 있다. 생명공학기술을 통해 제초제 저항성 콩을 개발하여 콩 생산에 이용하고 있지만 내성 잡초의 발생, 생명공학작물의 허용 등에 한계점이 있어 나라별 재배가 가능한 다양한 형태의 제초제 내성 콩 품종 개발이 필요하다. 벤타존은 광합성을 억제하여 목표 식물을 고사시키는 제초제로 주로 광엽잡초 방제에 이용되어 오고 있다. 콩은 광엽식물이지만 다양한 유전자원을 검정한 결과 벤타존에 상대적으로 내성인 자원이 보고되었다. 생명공학 기술에 의한 제초제 내성 작물 개발에 의해 콩 자원내에 있는 벤타존 변이에 대한 연구가 부족한 부분이 있었다. 따라서 본 연구에서는 벤타존에 내성인 콩을 선발하기 위한 벤타존 처리시기 및 벤타존 처리양을 결정하는 연구를 수행하였고, 내성 콩과 감수성 콩간의 생리학적 차이 검정과 콩 핵심집단을 이용하여 벤타존 처리 후 반응에 대한 genome wide association study(GWAS)를 통해 벤타존 내성을 조절하는 콩 유전체 영역을 확인하였다. 결과를 요약하면, 벤타존 처리 후 잎의 피해와 생육정도는 콩 자원, 벤타존 처리양 및 생육단계에 따라 영향을 받는 것으로 나타났다. 벤타존에 내성인 콩은 잎의 피해가 2%-3%인 반면 감수성인 콩은 23%-31%의 피해를 보였다. 콩의 영양생장시기 중 초엽기, 제1본엽기, 제2본엽기에 벤타존을 처리하였을 때 3개 생육단계간 잎의 피해 및 생육지표들은 차이가 나지 않았다. 또한 내성 품종간에는 벤타존 처리양에 따라 잎의 피해 차이가 나지 않았지만 감수성 품종간에는 차이가 인정이 되었다. 잎의 괴사정도는 1X 처리 보다 2X 처리에서 더 많이 보였으나 visual score는 두 처리 차이가 없었다. 이를 바탕으로 벤타존에 대한 콩의 반응을 검정할때는 콩 제1엽기에 벤타존 1X 처리가 적합한 것으로 제시를 하였다. 벤타존에 내성인 콩과 감수성 콩간의 생리적 지표와 식생지수 등을 비교하였을 때 내성 콩들이 photosynthesis rate, transpiration, stomatal conductance와 total conductance가 뛰어난 것으로 나타났다. 초분광 이미지를 이용한 normalized difference vegetation index, photochemical reflectance index와 anthocyanin reflectance index를 분석하였을 때 처리 후 2일째부터 내성콩과 감수성 콩이 차이나는 것을 확인하여 향후 이미지를 활용한 내성 및 감수성 콩 구별이 가능할 것으로 평가되었다. 138개의 한국 콩 품종에 대한 벤타존 반응을 분석한 결과 한국콩 품종은 평균적으로 약간 내성을 가진것으로 평가 되었다. 콩 품종중 청미인, 청자3, 신팔달, 중모3009, 대천 등이 벤타존에 강한 내성을 보인것으로 나타나 향후 벤타존 내성 품종개발의 자원으로 이용가능할 것이다. 한국에서 개발된 재배콩 핵심집단중 418개의 콩을 이용하여 벤타존 반응을 조사하였고, 이들 콩의 NGS 데이터를 이용하여 GWAS를 실시하였다. GWAS 결과 154개의 SNP가 벤타존 반응과 연관있는 것으로 나타났고 130개의 유전자들이 SNP와 연관이 있는 것으로 나타났다. 이들 유전자들 중에는 그 기능이 확정되지 않은 것들도 다수 존재했으며, 다수는 식물의 스트레스와 관련된 유전자들이었다. 향후 이들 유전자들이 벤타존 반응과 어떤 연관이 있는지에 대한 자세한 연구가 필요하다. 본 연구를 통해 얻은 결과들은 향후 벤타존 반응에 대한 콩 유전자 연구와 벤타존 내성 콩 품종개발에 기여할 수 있을 것이다.
콩은 식물성 단백질과 기름의 주요 공급원이기 때문에 세계적으로 중요한 작물이다. 콩은 95개국에서 재배되는 글로벌 전략 콩과류 중 하나이며, 2019년에 전 세계적으로 1억 2050만 헥타가 재배되어 밀, 쌀, 옥수수에 이어 세계에서 네 번째로 많이 재배되는 작물이 되었다. 콩 생산을 제한 하는 요인 중 잡초가 크게 차지하고 있고 잡초를 방제하는 방법은 화학제초제를 기반으로 실행되고 있다. 생명공학기술을 통해 제초제 저항성 콩을 개발하여 콩 생산에 이용하고 있지만 내성 잡초의 발생, 생명공학작물의 허용 등에 한계점이 있어 나라별 재배가 가능한 다양한 형태의 제초제 내성 콩 품종 개발이 필요하다. 벤타존은 광합성을 억제하여 목표 식물을 고사시키는 제초제로 주로 광엽잡초 방제에 이용되어 오고 있다. 콩은 광엽식물이지만 다양한 유전자원을 검정한 결과 벤타존에 상대적으로 내성인 자원이 보고되었다. 생명공학 기술에 의한 제초제 내성 작물 개발에 의해 콩 자원내에 있는 벤타존 변이에 대한 연구가 부족한 부분이 있었다. 따라서 본 연구에서는 벤타존에 내성인 콩을 선발하기 위한 벤타존 처리시기 및 벤타존 처리양을 결정하는 연구를 수행하였고, 내성 콩과 감수성 콩간의 생리학적 차이 검정과 콩 핵심집단을 이용하여 벤타존 처리 후 반응에 대한 genome wide association study(GWAS)를 통해 벤타존 내성을 조절하는 콩 유전체 영역을 확인하였다. 결과를 요약하면, 벤타존 처리 후 잎의 피해와 생육정도는 콩 자원, 벤타존 처리양 및 생육단계에 따라 영향을 받는 것으로 나타났다. 벤타존에 내성인 콩은 잎의 피해가 2%-3%인 반면 감수성인 콩은 23%-31%의 피해를 보였다. 콩의 영양생장시기 중 초엽기, 제1본엽기, 제2본엽기에 벤타존을 처리하였을 때 3개 생육단계간 잎의 피해 및 생육지표들은 차이가 나지 않았다. 또한 내성 품종간에는 벤타존 처리양에 따라 잎의 피해 차이가 나지 않았지만 감수성 품종간에는 차이가 인정이 되었다. 잎의 괴사정도는 1X 처리 보다 2X 처리에서 더 많이 보였으나 visual score는 두 처리 차이가 없었다. 이를 바탕으로 벤타존에 대한 콩의 반응을 검정할때는 콩 제1엽기에 벤타존 1X 처리가 적합한 것으로 제시를 하였다. 벤타존에 내성인 콩과 감수성 콩간의 생리적 지표와 식생지수 등을 비교하였을 때 내성 콩들이 photosynthesis rate, transpiration, stomatal conductance와 total conductance가 뛰어난 것으로 나타났다. 초분광 이미지를 이용한 normalized difference vegetation index, photochemical reflectance index와 anthocyanin reflectance index를 분석하였을 때 처리 후 2일째부터 내성콩과 감수성 콩이 차이나는 것을 확인하여 향후 이미지를 활용한 내성 및 감수성 콩 구별이 가능할 것으로 평가되었다. 138개의 한국 콩 품종에 대한 벤타존 반응을 분석한 결과 한국콩 품종은 평균적으로 약간 내성을 가진것으로 평가 되었다. 콩 품종중 청미인, 청자3, 신팔달, 중모3009, 대천 등이 벤타존에 강한 내성을 보인것으로 나타나 향후 벤타존 내성 품종개발의 자원으로 이용가능할 것이다. 한국에서 개발된 재배콩 핵심집단중 418개의 콩을 이용하여 벤타존 반응을 조사하였고, 이들 콩의 NGS 데이터를 이용하여 GWAS를 실시하였다. GWAS 결과 154개의 SNP가 벤타존 반응과 연관있는 것으로 나타났고 130개의 유전자들이 SNP와 연관이 있는 것으로 나타났다. 이들 유전자들 중에는 그 기능이 확정되지 않은 것들도 다수 존재했으며, 다수는 식물의 스트레스와 관련된 유전자들이었다. 향후 이들 유전자들이 벤타존 반응과 어떤 연관이 있는지에 대한 자세한 연구가 필요하다. 본 연구를 통해 얻은 결과들은 향후 벤타존 반응에 대한 콩 유전자 연구와 벤타존 내성 콩 품종개발에 기여할 수 있을 것이다.
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