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스테비아(Stevia rebaudiana Bertoni)는 국화과 다년생 초본으로 원산지는 남미 브라질과 파라과이 국경지대에 인접한 고산지대로 칼로리가 거의 없고 단맛이 강하여 감미료로써 최근 그 중요성이 대두되고 있는 작물이다. 스테비아는 체세포형 자가불화합성(sporophytic self-incompatibility)을 가지고 있어 타가수정을 하며, ...

스테비아(Stevia rebaudiana Bertoni)는 국화과 다년생 초본으로 원산지는 남미 브라질과 파라과이 국경지대에 인접한 고산지대로 칼로리가 거의 없고 단맛이 강하여 감미료로써 최근 그 중요성이 대두되고 있는 작물이다. 스테비아는 체세포형 자가불화합성(sporophytic self-incompatibility)을 가지고 있어 타가수정을 하며, 발아율이 낮아 대부분 집단육종을 통해 우수한 개체를 선발하여 영양번식으로 계통을 유지한다. 따라서, 우수한 개체를 선발하기 위한 유전적 및 표현형 특성의 다양성을 확인하는 것이 중요하다. 이에 본 논문에서는 국내외에서 수집한 스테비아 유전자원과 육종계통집단을 비교평가하기 위해 발아율, 유전적 및 형태적 특성의 다양성을 분석하였다. 발아율에 관한 실험으로는 스테비아 종자의 계통, 종피색, 발아환경[배양실(25℃±1, 명/암: 16/8), 온실 환경(18~42℃, 자연 광주기)]에 따른 발아율 실험을 진행하였다. 계통별 발아율은 ‘다정’, SV2, SV7-4, SV9-4, SV30-3이 각각 10~12%, 18~20%, 52~60%, 64~66%, 30~32%로 나타났다. 종피색에 따른 발아율은 검은색 종피 종자는 11~85%, 갈색종피 종자는 0~2%의 발아율을 나타내었고 환경에 의한 발아율은 SV7-4만이 56%에서 85%로 상승하여 유의미한 차이를 나타내었다. 유연관계 분석에 관한 실험으로는 수집한 국내외 6개의 유전자원(대비종: ‘수원 11호’, ‘다정’, ‘다감’, ‘중국 유전자원’, ‘이스라엘 유전자원’, ‘브라질 유전자원’)과 56개 육종 계통의 유연관계 분석을 평가하기 위하여 16개의 EST-SSR primer sets (Expressed Sequence Tag - Simple Sequence Repeat)와1개의 RNAseq-SSR primer set (RNA Sequencing based Simple Sequence Repeat)를 사용하였다. 유전적 유사도는 55~85%로 대비종과 육성계통의 대부분을 구별할 수 있었다. 표현형적 특성을 평가하기 위해 식물체 항목에서 3가지(생장모양, 높이, 1차분지 수), 줄기에서 4가지(굵기, 안토시아닌 유무, 마디의 수, 털의 밀도), 잎에서 5가지(모양, 크기, 두께, 녹색의 정도, 결각의 정도)를 측정하여 계통수를 작성한 결과 유사도는 55~95%로 나타났다. 표현형의 피어슨 상관 관계 분석 결과 양과 음의 상관관계가 모두 발견되었다. 생장모양은 줄기의 두께는 -0.19, 결각은 -0.21의 음의 상관관계를 나타내었다. 가장 많은 상관관계를 나타낸 초장(Plant height)은 마디 수는 0.49, 분지 수는 0.44, 줄기의 두께는 0.35, 당도와 0.26, 줄기의 털밀도는 0.25, 결각은 0.20, 개화기와는 -0.20의 상관관계를 나타내었다. 분지 수는 줄기의 두께는 0.40, 마디 수는 0.32, 잎의 모양은 -0.17, 개화기와는 -0.22의 상관관계를 나타내었다. 줄기의 두께는 결각은 0.26, 개화기와는 -0.19의 상관관계를 나타내었다. 안토시아닌의 발현여부는 잎의 두께와 0.22의 상관관계를 나타내었으며 잎의 크기는 잎의 녹색강도와 0.30의 상관관계를 나타내었다. 잎의 모양은 잎의 크기는 0.28, 잎의 녹색강도는 0.28의 상관관계를 나타내었다. 또한 재배방법 차이가 형태적(표현형) 특성에 미치는 영향을 확인하기 위해 유전자원(대비종: ‘다정’, ‘이스라엘 유전자원’, ‘브라질 유전자원’)과 육종 계통을 포트와 노지포장에서 재배하여 특성조사를 진행하였다. 실험 결과 줄기의 두께, 마디의 수, 잎의 두께, 잎의 녹색 강도, 잎의 결각, 개화기에서 유의미한 차이를 나타내었다. 14개의 형태적 특성과 17개의 SSR primer sets간의 연관성을 찾기 위해 Mantel 테스트를 진행하였으나 특별한 상관관계를 찾아내지 못하였다. 본 연구는 향후 스테비아 육종을 위한 유전적 및 형태적 다양성 분석을 통하여 효율적인 육성계통을 선발하기 위한 실험이었으며, 연구결과는 스테비아 육종의 세대 진전에 따른 유전적 및 형태적 특성을 이해하는데 유용한 정보를 제공하여 향후 스테비아 육종에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

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