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문제 정의
- 본 연구에서는 칠복1호 x KC980, KC995, KC999, KC1009, KC1055 의 조합의 F2와 BC1F1세대(Tran, 2007)에서부터 F4와 BC1F3 세대까지 풋마름병-역병 복합저항성 선발을 실시하였다. 또한 BC1F2에서 선발된 개체들을 세포질웅 성불임성의 칠복-A(Srfrf)에 교배하여 화분친의 세포 질웅성불임 회복유전자형을 구명하고자 한 결과를 보고하고자 한다.
제안 방법
- 2차 조사이후 7월 13일에 선발 된 개체를 영양에서 채집한 풋마름병 균주(Rs001)를 주당 10ml씩 관주 접종하고 이틀 후에 18구로 이식하였다. 풋마름병은 저항성 조사는 실시하지 않고 병들어 시드는 개체를 도태하고 살아남는 개체를 선발하여 채종하였다.
- BC1F2 선발개체를 칠복CMS-A라인에 교배를 하여 F1의 임성을 보고 화분친의 CMS-Rf유전자형을 검정하였다. 대부분 Nrfrf로 고정되고, 칠복 x KC995, 칠복 x KC1009 조합의 일부 개체가 이형(heterozygote) 상태인 것으로 확인되었다.
- 까지 역병-풋마름병 복합 저항성 선발을 2009년도와 2010년도에 걸쳐 수행하였다. 매 세대 역병을 접종하여 저항성을 평가하여 선발하고 선발개체에 풋마름병을 접종하여 감염되는 개체는 도태하였다.
- 각 주당 유주자낭현탁액을 5 ml 씩 관주하여 접종하였다.병원균을 접종하고 7일 간격으로 2회 지상부와 지하부의 발병도를 조사하였다. 발병도의 조사 기준은 지상부의 발병도의 경우 1= 줄기 밑동(지제부)에 병징이 없는 것; 2= 줄기 밑동에 암갈색의 병반이 있으나 시들지 않고 살아 있는 것; 3= 발병하여 시들고 있는것, 4=말라죽은 것의 4등급으로 조사하였다.
- 3의 농도로 조정하여 주당 10ml씩 관주접종을 실시하고 따로 저항성 평가는 하지 않고 12월 30일 살아남은 개체를 선발하여 2010년 1월 05일 18구 트레이에 이식하였다. 선발개체는 계속 18구 트레이에 재배하여 차세대 종자를 채종하였으며, 일부 선발개체는 직경 30㎝화분의 토양에 이식하여 세포질 웅성불임성 회복유전자 검정을 위한 교배모본으로 사용하였다.
- 전체적으로 보아 역병 저항성 육성 품종 칠복1호에 여교배한 집단(BC1)은 F2에 비해 발병이 적었다. 여기서 발병이 적은 개체들을 골라 18구트레이의 원조믹스 상토로 이식한 후 풋마름병을 접종하여 발병하는 개체는 도태하고 생존하는 개체에서 종자를 받아 세대진행을 하였다. 또한 바이러스병에 심하게 걸리는 개체도 도태하였다.
- 역병 균주는 영양 입암에서 수집하여 실험실에서 보관중인 Pc003 균주를 사용하였다. 역병 접종은 V8배지(Agar 20 g, V-8 Juice 200 ml, CaCO3 3 g, Distilied Water 800 ml)에서 순수 배양된 병원균 균사를 주키니계 호박 과실에 넓이 5 x 5 mm, 깊이 5 mm의 역5면체 모양으로 조직을 잘라낸 다음 V8 배지의 배양균사를 접종하였다. 잘라낸 호박 역5면체에서 조직의 위(과실의 안쪽) 부분을 잘라내고 남은 호박 표피 조직편을 접종 구에 덮어 균사가 마르는 것을 방지하였다.
- 역병접종 후 7일 간격으로 총 4회 조사를 하였고, 12월 19일 4회 조사 이후에 선발된 개체에 풋마름병을 접종하였다. 사용된 균주는 영양에서 채집한 Rs001 균주로 OD값 0.
- 호박 과실표면에 유주자낭이 충분히 형성되면 이를 해부도로 긁어 증류수에 타서 유주자낭 현탁액을 준비하였다. 유주자낭 현탁액을 2겹의 거즈로 여과한 후 광학현미경 100배시야에서 유주자낭의 수를 25개로 조정하였다. 각 주당 유주자낭현탁액을 5 ml 씩 관주하여 접종하였다.
- 발병도의 조사 기준은 지상부의 발병도의 경우 1= 줄기 밑동(지제부)에 병징이 없는 것; 2= 줄기 밑동에 암갈색의 병반이 있으나 시들지 않고 살아 있는 것; 3= 발병하여 시들고 있는것, 4=말라죽은 것의 4등급으로 조사하였다. 지하부의 발병도는 1=뿌리의 갈변이 없는 것; 2=전체 뿌리의약 25% 갈변; 3=전체뿌리의 약 50%갈변; 4=전체 뿌리의 약 75% 갈변; 5=전체 뿌리의 100% 갈변의 5등급으로 조사하였다.
- 칠성초에 역병 저항성을 도입한 칠복1호에 베트남 도입 풋마름병 저항성 계통을 교배하여 육성한 F2 및 BC1F1에서부터 F4 및 BC1F3까지 역병-풋마름병 복합 저항성 선발을 2009년도와 2010년도에 걸쳐 수행하였다. 매 세대 역병을 접종하여 저항성을 평가하여 선발하고 선발개체에 풋마름병을 접종하여 감염되는 개체는 도태하였다.
- 2009년 실험에서 선발된 개체와 대조품종 총 26계통을 2010년 7월 7일 원조믹스 상토를 사용하여 200구트레이에 파종하였다. 파종 후 45일경 2009년의 방법과 동일하게 고추 역병균주, Pc007을 호박에 접종하여 준비한 유주자낭 현탁액(4x104 zoosporangium/ml)을 관주 접종한 후 7일 간격으로 4회 조사한 뒤 선발된 개체에서 밀양 무안에서 채집한 풋마름병 균주, Rs005를 이전실험과 동일한 방법으로 OD값 0.5로 조정하여 접종하였다.
- 동년의 역병-풋마름병 저항성 검정에서 선발된 개체로부터 채종한 계통 47점을 10월 2일 128구 트레이에 원조믹스 상토를 사용하여 파종을 하였다. 파종후 30일경 32구 트레이로 이식을 하고, 45일경 인 11월 6일에 역병 접종을 실시하였다.
- 조합 12계통을 원조믹스 상토를 담은 200구에 파종하였다. 파종후 30일후 50구에 이식하여 첫 분지가 갈라지고 첫 꽃이 필 때 꽃을 육안 및 현미경을 사용하여 화분의 유무에 따라 가임과 불임으로 조사를 하였다.
- 그 중 09JJ05, 즉 BC1F2 (Chilbok x KC995-2)-4와 09JJ28, 즉 BC1F2 (Chilbok x KC1009-3)-4는 타 계통들보다 발병이 많아 우선 도태되었다. 풋마름병 접종 후 따로 발병도는 조사하지 않고 이병개체를 뽑아내고, 살아남은 개체를 유지하여 다음 세대 종자를 채종하였다.
대상 데이터
- 2009년 2차 실험에서 선발된 BC1F2 , F3 세대의 CMS-Rf 유전자 구명을 위해 ‘칠복1호’를 세포질 웅성 불임성(CMS-A, Srfrf)으로 육성한 칠복-A에 총 12개 선발계통을 교배하여 F1을 채종하였다.
- 2009년 실험에서 선발된 개체와 대조품종 총 26계통을 2010년 7월 7일 원조믹스 상토를 사용하여 200구트레이에 파종하였다. 파종 후 45일경 2009년의 방법과 동일하게 고추 역병균주, Pc007을 호박에 접종하여 준비한 유주자낭 현탁액(4x104 zoosporangium/ml)을 관주 접종한 후 7일 간격으로 4회 조사한 뒤 선발된 개체에서 밀양 무안에서 채집한 풋마름병 균주, Rs005를 이전실험과 동일한 방법으로 OD값 0.
- 2010년 7월7일 임성검정용 F1조합 12계통을 원조믹스 상토를 담은 200구에 파종하였다. 파종후 30일후 50구에 이식하여 첫 분지가 갈라지고 첫 꽃이 필 때 꽃을 육안 및 현미경을 사용하여 화분의 유무에 따라 가임과 불임으로 조사를 하였다.
- 동년의 역병-풋마름병 저항성 검정에서 선발된 개체로부터 채종한 계통 47점을 10월 2일 128구 트레이에 원조믹스 상토를 사용하여 파종을 하였다. 파종후 30일경 32구 트레이로 이식을 하고, 45일경 인 11월 6일에 역병 접종을 실시하였다.
- 그래서 2005년도에 ‘칠복1호’에 KC995 등 베트남에서 도입 선발된 풋마름병 저항성 계통을 교배하여 F2 및 BC1 집단을 육성하였다(Tran, 2007). 본 연구에서는 칠복1호 x KC980, KC995, KC999, KC1009, KC1055 의 조합의 F2와 BC1F1세대(Tran, 2007)에서부터 F4와 BC1F3 세대까지 풋마름병-역병 복합저항성 선발을 실시하였다. 또한 BC1F2에서 선발된 개체들을 세포질웅 성불임성의 칠복-A(Srfrf)에 교배하여 화분친의 세포 질웅성불임 회복유전자형을 구명하고자 한 결과를 보고하고자 한다.
- 사용된 균주는 영양에서 채집된 균주로 실험실에서 보관중인 것을 사용하였고 역병의 접종과 발병도는 위의 실험과 동일한 방법으로 실시하였다.
- 역병접종 후 7일 간격으로 총 4회 조사를 하였고, 12월 19일 4회 조사 이후에 선발된 개체에 풋마름병을 접종하였다. 사용된 균주는 영양에서 채집한 Rs001 균주로 OD값 0.3의 농도로 조정하여 주당 10ml씩 관주접종을 실시하고 따로 저항성 평가는 하지 않고 12월 30일 살아남은 개체를 선발하여 2010년 1월 05일 18구 트레이에 이식하였다. 선발개체는 계속 18구 트레이에 재배하여 차세대 종자를 채종하였으며, 일부 선발개체는 직경 30㎝화분의 토양에 이식하여 세포질 웅성불임성 회복유전자 검정을 위한 교배모본으로 사용하였다.
- 파종후 45일 경 32구에 이식한 후, 파종 후 약 60일경인 6월 18일에 역병을 접종하였다. 역병 균주는 영양 입암에서 수집하여 실험실에서 보관중인 Pc003 균주를 사용하였다. 역병 접종은 V8배지(Agar 20 g, V-8 Juice 200 ml, CaCO3 3 g, Distilied Water 800 ml)에서 순수 배양된 병원균 균사를 주키니계 호박 과실에 넓이 5 x 5 mm, 깊이 5 mm의 역5면체 모양으로 조직을 잘라낸 다음 V8 배지의 배양균사를 접종하였다.
- 역병-풋마름병 복합저항성 계통 육성을 위한 교배 조합의 BC1F1과 F2 집단 13점의 종자를 4월 22일 128구 트레이에 파종을 하였다. 파종후 45일 경 32구에 이식한 후, 파종 후 약 60일경인 6월 18일에 역병을 접종하였다.
성능/효과
- 의 임성을 검정한 결과는 Table 4와 같다. 교배 결과 BC1F2(Chilbok x KC995)-1-1와 BC1F2(Chilbok x KC1009)-1-5개체를 제외한 모든 개체가 CMS-A와의 교배에서 웅성불임성의 F1식물을 생산하여 유지계(CMS-B Line, Nrfrf)로 나타났다. 이는 ‘칠복'과 KC351은 유지계(Nrfrf)이며, KC995와 KC1009는 회복계(N(S)RfRf) 로 알려져 있음(Kim, 등, 2004a; Tran, 2007)을 감안하면 기대되는 바와 같이 나타났다.
- 의 임성을 보고 화분친의 CMS-Rf유전자형을 검정하였다. 대부분 Nrfrf로 고정되고, 칠복 x KC995, 칠복 x KC1009 조합의 일부 개체가 이형(heterozygote) 상태인 것으로 확인되었다.
- 역병에 대한 저항성은 선발과 함께 현저히 향상되었으며, 선발계통들은 역병 저항성으로 판매되고 있는 교배종 '무한질주'와 비슷한 수준의 저항성을 나타내었다.
- '무한질주'는시판 품종 중에서 역병 저항성 수준이 가장 높은 군에속하는 것으로 알려져 있다(Kim 등, 2010). 이병성 대조품종으로 공시된 칠성초, KC264, 금탑 품종이 모두 말라죽어 발병은 충분한 것으로 사료되었다. 한편 역병, 흰별무늬병(Stemphylium spp.
- 7의 범위로 나타났다. 전체적으로 보아 역병 저항성 육성 품종 칠복1호에 여교배한 집단(BC1)은 F2에 비해 발병이 적었다. 여기서 발병이 적은 개체들을 골라 18구트레이의 원조믹스 상토로 이식한 후 풋마름병을 접종하여 발병하는 개체는 도태하고 생존하는 개체에서 종자를 받아 세대진행을 하였다.
후속연구
- KC351은 그 자체가 Nrfrf이며, 칠복도 Nrfrf이므로 그 교배 후손도 모두 Nrfrf로 기대되는데 결과도 그렇게 나왔다. 유지계로 나타난 계통들은 모계로 최종 선발되면 CMS-A에 계속 여교배하여 웅성불임성으로 육성하면 역병과 풋마 름병에 저항성을 갖춘 웅성불임계로 되어 모계로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
- capsici균에 대한 선발압(selection pressure)으로 작용하여 보다 강한 병원력(virulence)을 갖춘 균의출현이 예상되며(Kim 등, 2010), 이에 대응하기 위해서는 양친에 모두 저항성을 도입하는 것이 필요할 것으로 생각된다. 이에 본 연구에서와 같이 육성된 저항성 세포질웅성불임계(CMS)는 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
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