무(Raphanus sativus L., 2n=18)는 배추과(Brassicaceae)에 속하는 채소작물로, 재배작형 및 이용 목적에 따라 다양한 품종이 개발되고 있다. 무는 잡종강세 현상을 활용한 F1 종자를 품종으로 이용하며, 우수한 품종의 개발을 위해서 모·부본으로 이용할 수 있는 우수한 엘리트라인 또는 계통을 검정할 필요가 있다. 하지만 보유한 우량 계통의 숫자가 많을 경우, 포장특성검정과 조합능력검정에 많은 시간과 노력이 요구된다. 따라서 본 연구는 간단하고 저렴하게 무 품종을 구분하고, 육종단계에서 유전적으로 유사한 중복계통을 쉽게 식별할 수 있는 최소 숫자의 분자표지를 개발하고자 수행하였다. 선행연구를 통해 무 유전자원 분석용으로 기개발된 PCR 기반의 36개의 분자표지를 봄, 여름, 가을, 겨울 재배작형 별 3품종씩 총 12품종에 적용하였다. 그 결과 polymorphism을 보이는 21개의 분자표지를 선발하였고 이를 국내에서 시판되고 있는 일반무 70품종(봄무 17품종, 여름무 17품종, 가을무 29품종, 겨울무 7품종), 열무 10품종, 소형무 4품종, 단무지무 4품종, 알타리무 9품종, 시래기무 4품종, 자색무 2품종을 포함한 총 105개의 품종과 팜한농(주)에서 제공한 115개의 계통에 적용하였다. Genotyping 결과를 이용하여 비가중산술방식(Unweighted Pair Group Method using Arithmetic average, UPGMA)을 통한 ...
무(Raphanus sativus L., 2n=18)는 배추과(Brassicaceae)에 속하는 채소작물로, 재배작형 및 이용 목적에 따라 다양한 품종이 개발되고 있다. 무는 잡종강세 현상을 활용한 F1 종자를 품종으로 이용하며, 우수한 품종의 개발을 위해서 모·부본으로 이용할 수 있는 우수한 엘리트라인 또는 계통을 검정할 필요가 있다. 하지만 보유한 우량 계통의 숫자가 많을 경우, 포장특성검정과 조합능력검정에 많은 시간과 노력이 요구된다. 따라서 본 연구는 간단하고 저렴하게 무 품종을 구분하고, 육종단계에서 유전적으로 유사한 중복계통을 쉽게 식별할 수 있는 최소 숫자의 분자표지를 개발하고자 수행하였다. 선행연구를 통해 무 유전자원 분석용으로 기개발된 PCR 기반의 36개의 분자표지를 봄, 여름, 가을, 겨울 재배작형 별 3품종씩 총 12품종에 적용하였다. 그 결과 polymorphism을 보이는 21개의 분자표지를 선발하였고 이를 국내에서 시판되고 있는 일반무 70품종(봄무 17품종, 여름무 17품종, 가을무 29품종, 겨울무 7품종), 열무 10품종, 소형무 4품종, 단무지무 4품종, 알타리무 9품종, 시래기무 4품종, 자색무 2품종을 포함한 총 105개의 품종과 팜한농(주)에서 제공한 115개의 계통에 적용하였다. Genotyping 결과를 이용하여 비가중산술방식(Unweighted Pair Group Method using Arithmetic average, UPGMA)을 통한 군집분석을 수행하였고 주좌표분석(PCoA, Principal coordinate analysis)을 진행하였으며, STRUCTURE 프로그램을 이용하여 품종과 계통의 population structure를 분석하였다. 또한 각 분자표지의 효용성은 Polymorphic information content(PIC) 값으로 나타내었다. 36개 분자표지를 이용하여 12개 품종을 genotyping한 결과 총 65개의 amplicon이 증폭되었으며 이중 각 품종 간 amplicon의 크기 차이가 육안으로 뚜렷하게 식별되지 않는 15개의 분자표지를 제외한 21개의 분자표지를 선발하였다. 선발된 21개의 분자표지를 105 품종에 적용하여 genotyping하고 각 분자표지의 염색체상의 위치, PIC 추정값 및 대립유전자 수를 바탕으로 품종식별용 분자표지 11개를 선발하였다. 개발된 11개의 분자표지 세트는 3개의 Intron–Based Polymorphism(IBP) 분자표지와 3개의 Simple Sequence Repeat(SSR) 분자표지, 5개의 Insert and Deletion(InDel) 기반 primer쌍으로 구성되었고 105개의 품종을 모두 구분해낼 수 있었다. 품종식별용 분자표지 세트는 총 23개의 amplicon을 증폭하여 분자표지 당 평균 2.09개의 대립유전자 수를 보였다. 증폭된 amplicon은 육안으로 식별이 가능하고, 100 – 500bp 이내에 분포하였으며 PIC 추정값은 0.28 – 0.71의 범위 내에 있었으며 평균 0.46이었다. 본 연구를 통해 개발된 무 품종식별 분자표지세트를 국내 모든 품종을 식별할 수 있는지 검정하기 위해, 기존의 연구를 통해 유전적으로 유사하다고 보고된 ‘백자무’와 ‘옥봉무’, ‘청진주무’와 ‘평강김장무’, ‘백운무’와 ‘백자무’, ‘평강김장무’와 ‘태광무’, ‘YR신청장군’과 ‘전무후무’, ‘청운’과 ‘서호’ 그리고 유전적으로 동일하다고 보고된 ‘토광골드’와 ‘슈퍼토광’을 개발된 분자표지세트로 genotyping하여 비교한 결과 상기한 모든 품종 쌍이 최소한 하나 이상의 분자표지에서 polymorphism을 보이는 것으로 확인되었다. 품종식별용 분자표지세트 개발과 동일한 방법으로 총 14개의 분자표지로 구성된 무 중복계통을 구분용 분자표지세트를 선발하였다. 개발된 14개의 분자표지 세트는 실험에 이용된 모든 115 계통을 구분했으며 4개의 IBP, 3개의 SSR, 7개의 InDel 분자표지로 구성되어 있으며, 모든 분자표지는 간단한 PCR과 전기영동 과정만을 통해 결과를 확인할 수 있었다. 14개의 분자표지는 총 29개의 amplicon을 증폭시켜 분자표지 당 평균 2.07개의 대립유전자를 가지고 있었으며 PIC 값은 0.28 – 0.88의 범위로 평균값은 0.43이었다. UPGMA 군집분석 결과 계통간 유전적 유사도는 0.36에서 0.93의 범위로 나타났으며, 배추 2품종과 115개의 무 계통은 0.14의 유전적 유사도에서 구분되었다. 특히 본 분자표지세트는 같은 모, 부계의 교배로부터 지속적인 선발로 F5 – F6세대까지 유지된 후 분리된 유사 계통들도 모두 구분이 가능하여 중복계통의 구분에 적합한 것으로 판단되었다. 본 연구에서 개발한 품종 식별 및 중복 계통 구분용 분자표지 세트는 각각 11개와 14개의 적은 숫자의 분자표지를 사용하므로 경제적인 품종 및 중복 계통을 식별이 가능하고 간단한 PCR과 전기영동으로 분석이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 품종군 및 계통의 표현형적 특성과 군집분석 결과가 일치하지 않는 단점이 있어 무 품종 및 계통의 유전적 근연관계의 분석에는 적합하지 않은 것으로 판단된다.
무(Raphanus sativus L., 2n=18)는 배추과(Brassicaceae)에 속하는 채소작물로, 재배작형 및 이용 목적에 따라 다양한 품종이 개발되고 있다. 무는 잡종강세 현상을 활용한 F1 종자를 품종으로 이용하며, 우수한 품종의 개발을 위해서 모·부본으로 이용할 수 있는 우수한 엘리트라인 또는 계통을 검정할 필요가 있다. 하지만 보유한 우량 계통의 숫자가 많을 경우, 포장특성검정과 조합능력검정에 많은 시간과 노력이 요구된다. 따라서 본 연구는 간단하고 저렴하게 무 품종을 구분하고, 육종단계에서 유전적으로 유사한 중복계통을 쉽게 식별할 수 있는 최소 숫자의 분자표지를 개발하고자 수행하였다. 선행연구를 통해 무 유전자원 분석용으로 기개발된 PCR 기반의 36개의 분자표지를 봄, 여름, 가을, 겨울 재배작형 별 3품종씩 총 12품종에 적용하였다. 그 결과 polymorphism을 보이는 21개의 분자표지를 선발하였고 이를 국내에서 시판되고 있는 일반무 70품종(봄무 17품종, 여름무 17품종, 가을무 29품종, 겨울무 7품종), 열무 10품종, 소형무 4품종, 단무지무 4품종, 알타리무 9품종, 시래기무 4품종, 자색무 2품종을 포함한 총 105개의 품종과 팜한농(주)에서 제공한 115개의 계통에 적용하였다. Genotyping 결과를 이용하여 비가중산술방식(Unweighted Pair Group Method using Arithmetic average, UPGMA)을 통한 군집분석을 수행하였고 주좌표분석(PCoA, Principal coordinate analysis)을 진행하였으며, STRUCTURE 프로그램을 이용하여 품종과 계통의 population structure를 분석하였다. 또한 각 분자표지의 효용성은 Polymorphic information content(PIC) 값으로 나타내었다. 36개 분자표지를 이용하여 12개 품종을 genotyping한 결과 총 65개의 amplicon이 증폭되었으며 이중 각 품종 간 amplicon의 크기 차이가 육안으로 뚜렷하게 식별되지 않는 15개의 분자표지를 제외한 21개의 분자표지를 선발하였다. 선발된 21개의 분자표지를 105 품종에 적용하여 genotyping하고 각 분자표지의 염색체상의 위치, PIC 추정값 및 대립유전자 수를 바탕으로 품종식별용 분자표지 11개를 선발하였다. 개발된 11개의 분자표지 세트는 3개의 Intron–Based Polymorphism(IBP) 분자표지와 3개의 Simple Sequence Repeat(SSR) 분자표지, 5개의 Insert and Deletion(InDel) 기반 primer쌍으로 구성되었고 105개의 품종을 모두 구분해낼 수 있었다. 품종식별용 분자표지 세트는 총 23개의 amplicon을 증폭하여 분자표지 당 평균 2.09개의 대립유전자 수를 보였다. 증폭된 amplicon은 육안으로 식별이 가능하고, 100 – 500bp 이내에 분포하였으며 PIC 추정값은 0.28 – 0.71의 범위 내에 있었으며 평균 0.46이었다. 본 연구를 통해 개발된 무 품종식별 분자표지세트를 국내 모든 품종을 식별할 수 있는지 검정하기 위해, 기존의 연구를 통해 유전적으로 유사하다고 보고된 ‘백자무’와 ‘옥봉무’, ‘청진주무’와 ‘평강김장무’, ‘백운무’와 ‘백자무’, ‘평강김장무’와 ‘태광무’, ‘YR신청장군’과 ‘전무후무’, ‘청운’과 ‘서호’ 그리고 유전적으로 동일하다고 보고된 ‘토광골드’와 ‘슈퍼토광’을 개발된 분자표지세트로 genotyping하여 비교한 결과 상기한 모든 품종 쌍이 최소한 하나 이상의 분자표지에서 polymorphism을 보이는 것으로 확인되었다. 품종식별용 분자표지세트 개발과 동일한 방법으로 총 14개의 분자표지로 구성된 무 중복계통을 구분용 분자표지세트를 선발하였다. 개발된 14개의 분자표지 세트는 실험에 이용된 모든 115 계통을 구분했으며 4개의 IBP, 3개의 SSR, 7개의 InDel 분자표지로 구성되어 있으며, 모든 분자표지는 간단한 PCR과 전기영동 과정만을 통해 결과를 확인할 수 있었다. 14개의 분자표지는 총 29개의 amplicon을 증폭시켜 분자표지 당 평균 2.07개의 대립유전자를 가지고 있었으며 PIC 값은 0.28 – 0.88의 범위로 평균값은 0.43이었다. UPGMA 군집분석 결과 계통간 유전적 유사도는 0.36에서 0.93의 범위로 나타났으며, 배추 2품종과 115개의 무 계통은 0.14의 유전적 유사도에서 구분되었다. 특히 본 분자표지세트는 같은 모, 부계의 교배로부터 지속적인 선발로 F5 – F6세대까지 유지된 후 분리된 유사 계통들도 모두 구분이 가능하여 중복계통의 구분에 적합한 것으로 판단되었다. 본 연구에서 개발한 품종 식별 및 중복 계통 구분용 분자표지 세트는 각각 11개와 14개의 적은 숫자의 분자표지를 사용하므로 경제적인 품종 및 중복 계통을 식별이 가능하고 간단한 PCR과 전기영동으로 분석이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 품종군 및 계통의 표현형적 특성과 군집분석 결과가 일치하지 않는 단점이 있어 무 품종 및 계통의 유전적 근연관계의 분석에는 적합하지 않은 것으로 판단된다.
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