SSR 마커를 이용하여 우리나라 콩의 품종판별 기술을 확립하기 위하여 1913년부터 2002년까지 국내에서 육성된 콩 91개 품종에 대하여 5개의 SSR마커(Sat_043, Sat_036, Sat_022, Sat_088 및 Satt045)를 이용하여 판별하였다. 판별용으로 이용된 SSR 5개 마커의 총 대립인자수는 64개이었고, 범위는 $10{\sim}15$개이었으며, 평균 대립인자 수는 12.8개이었다. PIC값은 $0.790(Satt045){\sim}0.905(Sat_043)$의 범위이었으며, 평균 PIC값은 0.857이었다. SSR 마커 5개의 조합으로 5단계의 판별을 통하여 총 91품종 중에서 82품종이 구별되어 약 90%가 판별되었다. 판별 1단계에서 Sat_043으로 판별하였을때 부석의 1품종이, 2단계의 Sat_036으로는 호장콩 등 34품종이, 3단계의 Sat_022로는 단경콩 등 29품종이, 4단계의 Sat_088로는 신팔달콩2호 등 12품종이, 5단계의 Satt045로는 새별콩 등 6품종이 판별되었다. 서로 간에 판별되지 않은 품종들은 형태적 특성에 의하여 구별이 가능하였다.
SSR 마커를 이용하여 우리나라 콩의 품종판별 기술을 확립하기 위하여 1913년부터 2002년까지 국내에서 육성된 콩 91개 품종에 대하여 5개의 SSR마커(Sat_043, Sat_036, Sat_022, Sat_088 및 Satt045)를 이용하여 판별하였다. 판별용으로 이용된 SSR 5개 마커의 총 대립인자수는 64개이었고, 범위는 $10{\sim}15$개이었으며, 평균 대립인자 수는 12.8개이었다. PIC값은 $0.790(Satt045){\sim}0.905(Sat_043)$의 범위이었으며, 평균 PIC값은 0.857이었다. SSR 마커 5개의 조합으로 5단계의 판별을 통하여 총 91품종 중에서 82품종이 구별되어 약 90%가 판별되었다. 판별 1단계에서 Sat_043으로 판별하였을때 부석의 1품종이, 2단계의 Sat_036으로는 호장콩 등 34품종이, 3단계의 Sat_022로는 단경콩 등 29품종이, 4단계의 Sat_088로는 신팔달콩2호 등 12품종이, 5단계의 Satt045로는 새별콩 등 6품종이 판별되었다. 서로 간에 판별되지 않은 품종들은 형태적 특성에 의하여 구별이 가능하였다.
The objective of this study was to develop a technique for the cultivar discrimination using SSR markers in soybean. A total of 91 soybean cultivars developed from 1913 to 2002 in Korea were evaluated by five polymorphic SSR markers (Sat_043, Sat_036, Sat_022, Sat_088 and Satt045). Five SSR markers ...
The objective of this study was to develop a technique for the cultivar discrimination using SSR markers in soybean. A total of 91 soybean cultivars developed from 1913 to 2002 in Korea were evaluated by five polymorphic SSR markers (Sat_043, Sat_036, Sat_022, Sat_088 and Satt045). Five SSR markers generated a total of 64 alleles and the number of alleles for each SSR marker ranged from 10 to 15 with average of 12.8. Polymorphic information contents (PIC) by five markers of 91 cultivars were ranged from 0.790 to 0.905 with average of 0.857. A total of 82 cultivars (90%) among 91 soybean cultivars could be individually discriminated by combination of five SSR markers through five step analysis. A cultivar, Buseok, by Sat_043 at the first step, 34 cultivars including Hojangkong by Sat_036 at the second step, 29 cultivars including Dankyeongkong by Sat_022 at the third step, 12 cultivars including Sinpaldalkong 2 by Sat_088 at the fourth step, and 6 cultivars including Saebyeolkong by Satt045 at the fifth step were discriminated. Soybean cultivars which were not discriminated by SSR markers could be discriminated by morphological characteristics.
The objective of this study was to develop a technique for the cultivar discrimination using SSR markers in soybean. A total of 91 soybean cultivars developed from 1913 to 2002 in Korea were evaluated by five polymorphic SSR markers (Sat_043, Sat_036, Sat_022, Sat_088 and Satt045). Five SSR markers generated a total of 64 alleles and the number of alleles for each SSR marker ranged from 10 to 15 with average of 12.8. Polymorphic information contents (PIC) by five markers of 91 cultivars were ranged from 0.790 to 0.905 with average of 0.857. A total of 82 cultivars (90%) among 91 soybean cultivars could be individually discriminated by combination of five SSR markers through five step analysis. A cultivar, Buseok, by Sat_043 at the first step, 34 cultivars including Hojangkong by Sat_036 at the second step, 29 cultivars including Dankyeongkong by Sat_022 at the third step, 12 cultivars including Sinpaldalkong 2 by Sat_088 at the fourth step, and 6 cultivars including Saebyeolkong by Satt045 at the fifth step were discriminated. Soybean cultivars which were not discriminated by SSR markers could be discriminated by morphological characteristics.
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문제 정의
따라서 본 연구는 SSR 마커를 이용하여 국내에서 육성된 품종을 판별하고, SSR 마커로 판별되지 않은 품종들은 형태적 특성으로 구별 가능한가를 검토하여 콩 품종판별의 기초자료로 이용하고자 실시하였다.
제안 방법
품종판별은 SSR 밴드의 분자량 차이를 이용하여 91개 품종을 단계별로 판별하였다. 1단계에서 가장 많은 대립인자 수를 가진 SSR 마커를 이용하여 품종을 판별하였고, 2단계에서는 두번째로 대립인자 수가 많은 마커로 1단계에서 구별되지 않은 품종들을 판별하는 방법으로 5단계까지 품종을 판별하였다. 5단계까지 판별되지 않은 품종은 형태적 특성을 이용하여 구별하였다.
1단계에서 가장 많은 대립인자 수를 가진 SSR 마커를 이용하여 품종을 판별하였고, 2단계에서는 두번째로 대립인자 수가 많은 마커로 1단계에서 구별되지 않은 품종들을 판별하는 방법으로 5단계까지 품종을 판별하였다. 5단계까지 판별되지 않은 품종은 형태적 특성을 이용하여 구별하였다.
5 mM MgCl?와 1 unit의 Taq DNA polymerase# 혼합하였다. DNA 증폭은 AB(Applied Biosystem)사의 GeneAmp PCR system 2700과 MJ Research사의 Thermal Cycler(PTC-100, USA)를 사용하여, Hot step을 94°C에서 5분간 실시하였고, 94°C 에서 1분간 denaturation, SSR 마커에 따라 Sat_043은 48°C, Sat_036은 55°C, Sat_022은 47°C, Sat_088은 48°C 및 Satt045은 55 °C 로 1 분간 annealing, 72°C 에서 1 분간 exten- sion의 과정을 32회 반복하였고, 5분 동안 최종 extension을 수행하였다. SSR 마커의 PCR 증폭 DNA는 6% polyacry lamide gel상에서 전기영동하여 silver staining 하였다.
위의 연구결과들과 비교하여 볼 때 본 연구에서 5개의 SSR 마커로 콩 91개 품종 중에서 82 품종이 판별된 것은 매우 효율성이 높은 것으로 생각된다. SSR 마커로 판별되지 않은 콩 품종들을 형태적 특성에 의한 판별 가능성을 확인하기 위하여 농업과학논문집과 한국육종학회지에 보고된 각 품종의 특성(Shin et al., 1998;Baek et al., 1998; Park et al., 1996; Shin et al., 1994; Hong et al., 1992; Kim et al., 1989; Hong et al., 1989; Shin et al.. 1989; Ham et al., 1969)을 비교하였다(Table 6). SSR 그룹분류(Table 1)의 I그룹에 속하는 광교와 장경 콩은 형태적 특성 8개 중에서 신육형, 꽃색 및 눈색이, 무한 콩과 남해콩은 신육형, 꽃색과 모용색이, 검정올콩과 일품 검정콩 간에는 협색이, V그룹에 속하는 신팔달콩, 두유 콩 및 금강콩의 3품종은 모용색, 협색 및 눈색이 차이가 있었다.
SSR 마커를 이용하여 우리나라 콩의 품종판별 기술을 확립하기 위하여 1913년부터 2002년까지 국내에서 육성된 콩 91개 품종에 대하여 5개의 SSR 마커(Sat_043, Sat_036, Sat _022, Sat_088 및 Satt045)를 이용하여 판별하였다. 판별용으로 이용된 SSR 5개 마커의 총 대 립 인자수는 64개이 었고, 범위는 10〜15개이었으며, 평균 대립인자 수는 12.
SSR 마커를 이용한 콩 품종의 판별은 우선 대립인자 수가 많으며 PIC 값이 높은 Sat_043을 이용하여 판별하였고, 다음으로 Sat_O36, Sat_022, Sat_088, 및 Satt045 등의 순서로 하여 5단계로 이루어졌다. 국내에서 1913년부터 2002년까지 육성된 콩 품종 91개에 대하여 단계별(1-5단계)로 품종을 판별한 모식도는 Table 4와 같으며, 그 판별결과는 Table 5와 같다.
높은 다형성을 보인 5개의 SSR 마커를 사용하여 PCR로 증폭된 산물을 6% 폴리아크릴아마이드 겔에서 분리한 DNA 밴드들을 분자량 확인용 10 bp DNA ladder band를 기준으로 SSR밴드의 분자량을 확인하였다. 품종판별은 SSR 밴드의 분자량 차이를 이용하여 91개 품종을 단계별로 판별하였다.
SSR밴드의 분자량을 확인하였다. 품종판별은 SSR 밴드의 분자량 차이를 이용하여 91개 품종을 단계별로 판별하였다. 1단계에서 가장 많은 대립인자 수를 가진 SSR 마커를 이용하여 품종을 판별하였고, 2단계에서는 두번째로 대립인자 수가 많은 마커로 1단계에서 구별되지 않은 품종들을 판별하는 방법으로 5단계까지 품종을 판별하였다.
대상 데이터
Table 3. Number of alleles, range of allele size and PIC values estimated by five SSR markers of 91 Korean soybean cultivars.
방법에 의하여 수행하였다. SSR 분석은 한국 콩 육성품종의 SSR 마커에 의한 유전적 다양성과 유연관계 분석(Kim et al., 2006)에서 이용한 20개 마커 중에서 다형성이 높았던 Sat_043, Sat_036, Sat_022, Sat_088 및 Satt045 의 5개 마커를 선발하여 이용하였다(Table 2). PCR 용액은 30 ng의 genomic DNA, 10X PCR buffer, 0.
본 연구에 이용된 91개 품종은 20개의 SSR 마커에 의하여 검정콩 4호를 제외하고 7그룹으로 분류되어졌는데(Kim et al., 2006), I그룹에는 26품종, II그룹에는 6품종, III 그룹에는 2품종, IV그룹에는 24품종, V그룹에는 5품종, VI 그룹에는 18품종 그리고 VII그룹에 9품종이 속하였다(Table 1). 품종판별을 위한 SSR 5개 마커들의 대립인자수는 Sat_043 과 Sat_036。] 15개, Sat_022는 13개, Sat_088은 11개 그리고 Satt045는 10개로 총 대립인자수는 64개이었고 평균 대립인 자수는 12.
시험재료는 국내에서 1913년부터 2002년까지 육성된 콩 품종 99개중에서 8개 품종(은대두, 육우3호, 금강소립, 덕유콩, 큰올콩, 갈미콩, 다올콩 및 단미풋콩)이 제외된 91개 품종이 었다. 용도별로는 장류 및 두부용콩 50품종, 나물콩 25 품종, 밥밑콩 9품종과 풋콩 및 올콩 7품종이 었다(Table 1).
판별용으로 이용된 SSR 5개 마커의 총 대 립 인자수는 64개이 었고, 범위는 10〜15개이었으며, 평균 대립인자 수는 12.8개이었다. PIC값은 0.
이론/모형
DNA분리는 파종 후 15일된 어린 잎을 채취하여 Cho et al(2000)의 방법에 의하여 수행하였다. SSR 분석은 한국 콩 육성품종의 SSR 마커에 의한 유전적 다양성과 유연관계 분석(Kim et al.
성능/효과
1단계에서 Sat_043으로 판별하였을 때 부석(172 bp)의 1품종만이 판별되었으며, 나머지 품종들은 분자량의 차이에 따라 14그룹으로 구분되었다. 2단계의 Sat_ 036으로 1단계에서 판별되지 않은 90품종 중에서 호장콩 (90bp) 등 34품종이, 3단계의 Sat_022으로는 2단계에서 판별되지 않은 56품종 중에서 단경콩(230 bp) 등 29품종이, 4 단계의 Sat_088로는 신팔달콩2호(160 bp) 등 12품종이 판별되었다. 5단계의 Satt045로는 새별콩(132 bp) 등 6품종이 판별되었다.
, 1969)을 비교하였다(Table 6). SSR 그룹분류(Table 1)의 I그룹에 속하는 광교와 장경 콩은 형태적 특성 8개 중에서 신육형, 꽃색 및 눈색이, 무한 콩과 남해콩은 신육형, 꽃색과 모용색이, 검정올콩과 일품 검정콩 간에는 협색이, V그룹에 속하는 신팔달콩, 두유 콩 및 금강콩의 3품종은 모용색, 협색 및 눈색이 차이가 있었다. 따라서 SSR 마커에 의한 다형성이 검출되지 않은 품종 상호 간에는 형태적 특성에 의하여 구별이 가능하였다.
857이었다. SSR 마커 5개의 조합으로 5단계의 판별을 통하여 총 91품종 중에서 82품종이 구별되어 약 90%가 판별되었다. 판별 1단계에서 Sat_043으로 판별하였을 때 부석의 1품종이, 2단계의 Sat_036으로는 호장콩 등 34품종이, 3단계의 Sat_022로는 단경콩 등 29품종이, 4단계의 Sat_088로는 신팔달콩2호 등 12품종이, 5단계의 Satt045로는 새별콩 등 6품종이 판별되었다.
품종판별을 위한 1단계에서 5단계의 판별과정에서 신팔달콩(35번), 두유콩(40번) 및 금강콩(50번)의 3품종, 광교(10번)와 장경콩(28번)의 2품종, 무한콩(29번)과 남해 콩(30번)의 2품종, 또한 검정올콩(58번)과 일품검정콩(61 번) 간에는 SSR 마커에 의한 다형성이 검출되지 않아 서로 간에 판별되지 않았다. 결과적으로 5단계까지 5개의 SSR 마커(Sat_043, Sat_036, Sat_022, Sat_088 및 Satt045)를 조합하여 총 91품종 중에서 82품종을 구별할 수 있었으며 약 90%가 판별되었다. 서로 간에 판별되지 않은 품종들은 SSR 그룹분류(Table 1)에서 동일그룹에 속하였는데 신팔달콩, 두유콩 및 금강콩은 V그룹에, 그외의 광교, 장경콩, 무한콩, 남해콩, 검정올콩 및 일품검정콩은 모두 I그룹에 속하였다.
분자마커를 이용한 유전적 다양성과 유전적 거리의 분석은 다형성이 높은 마커가 많이 사용될수록 정밀한 분석이 이루어지고 신뢰도가 증가된다. 그러나 품종판별을 목적으로 할 경우에는 경제성과 효율성을 감안하여 가능한 한 판별마커수가 적정수준에서 최소화 되어야 하는데(Kwon et al., 2003), 본 연구에서 이용된 5개 마커는 다형성이 높아 품종판별에 매우 효율적일 것으로 생각된다.
(2003)도 고추의 AFLP분석에 의한 품종구별에서 일부 2품종들 간에 판별이 어려웠는데 이 품종들은 작물학적 특성과 다양한 DNA 마커를 활용하면 품종 구별이 가능할 것이라고 하였다. 위의 연구결과들과 비교하여 볼 때 본 연구에서 5개의 SSR 마커로 콩 91개 품종 중에서 82 품종이 판별된 것은 매우 효율성이 높은 것으로 생각된다. SSR 마커로 판별되지 않은 콩 품종들을 형태적 특성에 의한 판별 가능성을 확인하기 위하여 농업과학논문집과 한국육종학회지에 보고된 각 품종의 특성(Shin et al.
이상의 결과와 같이 SSR 마커 5개로 국내에서 육성된 콩 품종 91개중에서 약 90%인 82품종이 판별 가능하였다. 따라서 본 연구에 이용된 SSR 5개 마커는 한국 콩 품종의 판별과 순도유지에 매우 효율적으로 이용할 수 있을 것으로 생각된다.
SSR 마커 5개의 조합으로 5단계의 판별을 통하여 총 91품종 중에서 82품종이 구별되어 약 90%가 판별되었다. 판별 1단계에서 Sat_043으로 판별하였을 때 부석의 1품종이, 2단계의 Sat_036으로는 호장콩 등 34품종이, 3단계의 Sat_022로는 단경콩 등 29품종이, 4단계의 Sat_088로는 신팔달콩2호 등 12품종이, 5단계의 Satt045로는 새별콩 등 6품종이 판별되었다. 서로 간에 판별되지 않은 품종들은 형태적 특성에 의하여 구별이 가능하였다.
5단계의 Satt045로는 새별콩(132 bp) 등 6품종이 판별되었다. 품종판별을 위한 1단계에서 5단계의 판별과정에서 신팔달콩(35번), 두유콩(40번) 및 금강콩(50번)의 3품종, 광교(10번)와 장경콩(28번)의 2품종, 무한콩(29번)과 남해 콩(30번)의 2품종, 또한 검정올콩(58번)과 일품검정콩(61 번) 간에는 SSR 마커에 의한 다형성이 검출되지 않아 서로 간에 판별되지 않았다. 결과적으로 5단계까지 5개의 SSR 마커(Sat_043, Sat_036, Sat_022, Sat_088 및 Satt045)를 조합하여 총 91품종 중에서 82품종을 구별할 수 있었으며 약 90%가 판별되었다.
후속연구
따라서 본 연구에 이용된 SSR 5개 마커는 한국 콩 품종의 판별과 순도유지에 매우 효율적으로 이용할 수 있을 것으로 생각된다.
품종판별을 위해서는 오래된 품종이나 새로운 품종들에 대하여 효율적으로 다형성을 검출하는 기술이 필요하므로 SSR 뿐만 아니 라 RFLP, RAPD 및 AFLP 등 DNA 다형성 정보를 계속해서 축적할 필요가 있다. 또한 저비용 화 및 조작의 간략화에 의한 실용성이 높은 기술을 개발하고, 형태 및 작물학적 특성정보도 계속적으로 이용되어야 할 것이다.
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