무( Raphanus sativus L.) 육종 계통의 종자 순도검정을 위한 S haplotype specific marker 개발과 SSR marker 탐색 Development of S haplotype Specific Marker and Detection of SSR Marker in Breeding Lines for Seed Purity Test in Radish( Rahpanus sativus L.)원문보기
무 F1 3품종 ‘8105(RS-1, S1 x RS-3, S10)’, ‘탑동(RS-1, S1 x RS-2, S10)’,'CW2002(RS-3, S10 x RS-4, S4)’의 양친 4계통을 대상으로 S1(Lim), S4(Lim), S10(Lim) S haplotype을 특이적으로 증폭하는 S haplotype specific marker를 개발하고 계통 특이적 밴드 크기를 나타내는 SSR marker를 탐색하여 무 종자 순도검정에 이용하고자 하였다. 첫 번째로, S haplotype specific marker 개발을 위해 총 9개 S haplotype[S1(Lim), S4(Lim), S5(Lim), S8(Lim), S10(Lim), S16(Lim),S18(Lim), S21(Lim), S26(Lim)]을 동형으로 가지는 것으로 추정되는 무 F1 품종 ‘8105’, ‘탑동’, ‘CW2002’의 양친 4 계통을 포함하는 22개 무 S 동형접합자 계통을 대상으로 실험하였다. 기존에 개발된 S haplotype specific marker 9종과 Class I SRK, SLG 공통 ...
무 F1 3품종 ‘8105(RS-1, S1 x RS-3, S10)’, ‘탑동(RS-1, S1 x RS-2, S10)’,'CW2002(RS-3, S10 x RS-4, S4)’의 양친 4계통을 대상으로 S1(Lim), S4(Lim), S10(Lim) S haplotype을 특이적으로 증폭하는 S haplotype specific marker를 개발하고 계통 특이적 밴드 크기를 나타내는 SSR marker를 탐색하여 무 종자 순도검정에 이용하고자 하였다. 첫 번째로, S haplotype specific marker 개발을 위해 총 9개 S haplotype[S1(Lim), S4(Lim), S5(Lim), S8(Lim), S10(Lim), S16(Lim),S18(Lim), S21(Lim), S26(Lim)]을 동형으로 가지는 것으로 추정되는 무 F1 품종 ‘8105’, ‘탑동’, ‘CW2002’의 양친 4 계통을 포함하는 22개 무 S 동형접합자 계통을 대상으로 실험하였다. 기존에 개발된 S haplotype specific marker 9종과 Class I SRK, SLG 공통 프라이머 세트 10종, Class II SRK, SLG 공통 프라이머 세트 4종을 이용하여 각 육종 계통이 가지고 있는 S haplotype의 SRK와SLG 유전자를 증폭하였다. 이후 sequencing 및 BLAST검색을 통해 기존에 NCBI database에 등록된 다른 S haplotype과 비교하였고 22개 무 S 동형접합자 계통 모두 9개의 S haplotype[S1(Lim), S4(Lim), S5(Lim), S8(Lim), S10(Lim),S16(Lim), S18(Lim), S21(Lim), S26(Lim)]을 동형으로 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이후 S1(Lim), S4(Lim), S10(Lim) S haplotype을 동정하기 위한 specific marker 제작을 위해 Class I, II SRK, SLG 공통 프라이머 세트를 사용하여 증폭한 후 sequencing하여 얻은 SRK kinase domain과 SLG 서열을 NCBI database에 등록된 다른 S haplotype의 SRK kinase domain과 SLG 서열을 Class I, II 별로 Multiple Sequence Alignment (MSA)하여 다형성을 나타내는 영역을 탐색하였다. Class I, II SRK kinase domain과 SLG 염기서열을 대상으로 MSA 분석한 결과를 토대로, SNP 및 InDel과 같은 염기서열 다형성을 나타내는 영역을 대상으로 S1(Lim), S4(Lim), S10(Lim)의 SRK kinase domian과 SLG 유전자에만 특이적으로 결합할 수 있는 S haplotype specific marker를 개발하였다. 또한, 9개의 S haplotype을 대상으로 증폭하여 특이적으로 결합하는지 확인하였다. 실험결과, 개발한 SRK1-KD(Lim) 5개 프라이머 세트, SLG1(Lim) 1개 프라이머 세트와 SLG4(Lim) 1개 프라이머 세트 그리고 SRK10-KD(Lim) 1개 프라이머 세트, SLG10(Lim) 5개 프라이머 세트를 사용했을 때 모두 S1(Lim), S4(Lim), S10(Lim) S haplotype 에서만 특이적으로 증폭되었으며, in silico상으로 예측한 밴드 크기와도 일치하였다. 두번째로, 무 F1 품종 ‘8105’, ‘탑동’, ‘CW2002’의 양친 4계통과 무 육종 소재로 높은 가치를 가지는 7개 육종 계통을 포함하는 총 11개 무 육종 계통을 식별할 수 있는 SSR marker를 탐색하였다. 기존에 개발된 EST-SSR marker 55개와 genomic SSR marker 5개 중 PIC값이 가장 높은 EST-SSR marker 23개와 genomic SSR marker 3개로 구성된 SSR marker 26개를 선발하여 3회의 screening을 진행하였다. 1번째 screening 시 F1 품종 ‘8105’, ‘탑동’, ‘CW2002’ 4개 양친 계통 간 비교했을 때 SSR marker 20개에서 다형성을 탐색하였다. 이후 SSR marker 20개를 사용하여 2번째 screening을 진행했을 때, ‘8105’ 모계에서만 계통 특이적 밴드 크기를 나타내는 SSR marker 7개, ‘CW2002’ 부계에서만 계통 특이적 밴드 크기를 나타내는 SSR marker 2개를 탐색하였다. 마지막으로 3차 screening을 통해 ‘8105’, ‘탑동’, ‘CW2002’에 사용되는 양친 4계통에서 계통 특이적 밴드 크기를 나타내는 SSR marker를 찾고자 하였으나, ‘8105’ 모계의 ‘RSS0881’ SSR marker를 제외하고 나머지 3계통에서 계통 특이적 밴드 크기를 나타내는 SSR marker를 찾을 수 없었다. 이는 무 육종 계통의 수와 종류에 따라 길이 다형성을 나타내는 SSR marker 종류가 다를 수 있다는 것을 나타낸다. 따라서 1개 또는 적은 수의 SSR marker만 사용할 경우 혼입된 다른 계통 식별이 어려울 수 있기에 사용하는 무 육종 계통 집단을 대상으로 SSR screening 이후 최소 3개 이상의 SSR marker를 선발해서 사용해야 정확한 계통 분류, 순도검정이 가능할 것으로 판단되었다. 본 논문에서 개발한 S1(Lim), S4(Lim), S10(Lim) S haplotype specific marker와 SSR marker는 무 육종계통의 S haplotype 분석 및 종자 순도검정용으로 유용할 것으로 기대된다.
무 F1 3품종 ‘8105(RS-1, S1 x RS-3, S10)’, ‘탑동(RS-1, S1 x RS-2, S10)’,'CW2002(RS-3, S10 x RS-4, S4)’의 양친 4계통을 대상으로 S1(Lim), S4(Lim), S10(Lim) S haplotype을 특이적으로 증폭하는 S haplotype specific marker를 개발하고 계통 특이적 밴드 크기를 나타내는 SSR marker를 탐색하여 무 종자 순도검정에 이용하고자 하였다. 첫 번째로, S haplotype specific marker 개발을 위해 총 9개 S haplotype[S1(Lim), S4(Lim), S5(Lim), S8(Lim), S10(Lim), S16(Lim),S18(Lim), S21(Lim), S26(Lim)]을 동형으로 가지는 것으로 추정되는 무 F1 품종 ‘8105’, ‘탑동’, ‘CW2002’의 양친 4 계통을 포함하는 22개 무 S 동형접합자 계통을 대상으로 실험하였다. 기존에 개발된 S haplotype specific marker 9종과 Class I SRK, SLG 공통 프라이머 세트 10종, Class II SRK, SLG 공통 프라이머 세트 4종을 이용하여 각 육종 계통이 가지고 있는 S haplotype의 SRK와SLG 유전자를 증폭하였다. 이후 sequencing 및 BLAST검색을 통해 기존에 NCBI database에 등록된 다른 S haplotype과 비교하였고 22개 무 S 동형접합자 계통 모두 9개의 S haplotype[S1(Lim), S4(Lim), S5(Lim), S8(Lim), S10(Lim),S16(Lim), S18(Lim), S21(Lim), S26(Lim)]을 동형으로 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이후 S1(Lim), S4(Lim), S10(Lim) S haplotype을 동정하기 위한 specific marker 제작을 위해 Class I, II SRK, SLG 공통 프라이머 세트를 사용하여 증폭한 후 sequencing하여 얻은 SRK kinase domain과 SLG 서열을 NCBI database에 등록된 다른 S haplotype의 SRK kinase domain과 SLG 서열을 Class I, II 별로 Multiple Sequence Alignment (MSA)하여 다형성을 나타내는 영역을 탐색하였다. Class I, II SRK kinase domain과 SLG 염기서열을 대상으로 MSA 분석한 결과를 토대로, SNP 및 InDel과 같은 염기서열 다형성을 나타내는 영역을 대상으로 S1(Lim), S4(Lim), S10(Lim)의 SRK kinase domian과 SLG 유전자에만 특이적으로 결합할 수 있는 S haplotype specific marker를 개발하였다. 또한, 9개의 S haplotype을 대상으로 증폭하여 특이적으로 결합하는지 확인하였다. 실험결과, 개발한 SRK1-KD(Lim) 5개 프라이머 세트, SLG1(Lim) 1개 프라이머 세트와 SLG4(Lim) 1개 프라이머 세트 그리고 SRK10-KD(Lim) 1개 프라이머 세트, SLG10(Lim) 5개 프라이머 세트를 사용했을 때 모두 S1(Lim), S4(Lim), S10(Lim) S haplotype 에서만 특이적으로 증폭되었으며, in silico상으로 예측한 밴드 크기와도 일치하였다. 두번째로, 무 F1 품종 ‘8105’, ‘탑동’, ‘CW2002’의 양친 4계통과 무 육종 소재로 높은 가치를 가지는 7개 육종 계통을 포함하는 총 11개 무 육종 계통을 식별할 수 있는 SSR marker를 탐색하였다. 기존에 개발된 EST-SSR marker 55개와 genomic SSR marker 5개 중 PIC값이 가장 높은 EST-SSR marker 23개와 genomic SSR marker 3개로 구성된 SSR marker 26개를 선발하여 3회의 screening을 진행하였다. 1번째 screening 시 F1 품종 ‘8105’, ‘탑동’, ‘CW2002’ 4개 양친 계통 간 비교했을 때 SSR marker 20개에서 다형성을 탐색하였다. 이후 SSR marker 20개를 사용하여 2번째 screening을 진행했을 때, ‘8105’ 모계에서만 계통 특이적 밴드 크기를 나타내는 SSR marker 7개, ‘CW2002’ 부계에서만 계통 특이적 밴드 크기를 나타내는 SSR marker 2개를 탐색하였다. 마지막으로 3차 screening을 통해 ‘8105’, ‘탑동’, ‘CW2002’에 사용되는 양친 4계통에서 계통 특이적 밴드 크기를 나타내는 SSR marker를 찾고자 하였으나, ‘8105’ 모계의 ‘RSS0881’ SSR marker를 제외하고 나머지 3계통에서 계통 특이적 밴드 크기를 나타내는 SSR marker를 찾을 수 없었다. 이는 무 육종 계통의 수와 종류에 따라 길이 다형성을 나타내는 SSR marker 종류가 다를 수 있다는 것을 나타낸다. 따라서 1개 또는 적은 수의 SSR marker만 사용할 경우 혼입된 다른 계통 식별이 어려울 수 있기에 사용하는 무 육종 계통 집단을 대상으로 SSR screening 이후 최소 3개 이상의 SSR marker를 선발해서 사용해야 정확한 계통 분류, 순도검정이 가능할 것으로 판단되었다. 본 논문에서 개발한 S1(Lim), S4(Lim), S10(Lim) S haplotype specific marker와 SSR marker는 무 육종계통의 S haplotype 분석 및 종자 순도검정용으로 유용할 것으로 기대된다.
주제어
#SRK(S locus receptor kinase) SLG(S locus glycoprotein) S haplotype specific marker SSR marker Seed purity test Radish
학위논문 정보
저자
허성호
학위수여기관
세종대학교 일반대학원
학위구분
국내석사
학과
바이오산업자원공학과 바이오산업자원공학
지도교수
박한용
발행연도
2023
총페이지
162
키워드
SRK(S locus receptor kinase) SLG(S locus glycoprotein) S haplotype specific marker SSR marker Seed purity test Radish
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.