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문제 정의
- 무의 가공용 품종의 가공 수율이 현재 약 70%로 버리는 부분이 많아 뿌리의 형태가 가공에 유리하도록 상부와 하부의 굵기가 유사한 품종을 육성코자 하였으며 웅성불임을 이용하여 채종함으로 종자의 순도도 높이고자 본 연구를 실시하였다. 가공용 품종은 특히 순도가 높아야 하므로 계통 육성 과정에서 순계로 고정되었는지 여부를 확인하기 위해 표현형 뿐 아니라 분자표지를 활용하여 증식된 종자의 순도를 검정하였다.
- 본 연구에서는 가공하기 유리한 형태의 무를 효과적으로 육성하기 위해 선발 과정에서 전통적인 성숙모본 선발방법에 의한 즉, 세대진전중인 분리계통들의 자식종자들을 원하는 재배작형(cultivation type)에 공시하여 분리5~ 6세대 동안 선발계의 자식계(selfing line)를 매년 파종하여 재배하면서 목적형질을 보유한 완전 성숙된 무 모본을 다양성 있게 선발하고 세대진전을 통하여 고정작업을 실시하여 표현형(phenotype)이 균일하고 선발목적에 부합된 우량한 내혼계(inbred line)를 획득하는 고난도의 전통적 계통육성방법에 의한 선발로 표현형(phenotype)상으로 순계(pure line)로 판정된 내혼계(inbred line)는 분자생물학적인 분자표지검정을 통하여 분리고정세대별 고정율 몇 순계세대를 확인(confirmation)하여 최종적으로 고순도 일대잡종 품종을 개발코자 하였다.
- 분리고정 5년차에 17조합과 대비품종 9품종을 공시하여 F1조합선발시험을 실시하여 육성목적 형질에 근접한 조합을 선발하고자 하였다. 재식거리는 50 cm x 27 cm, 파종립 수 는 파구당 2~3립, 공시주수는 20주 3반복으로 재배하였으며 원예적 특성조사는 초세, 엽색, 엽형, 엽장, 엽수, 잎몸털, 근형, 근장, 근경, 근중, 육질, 바람들이, 숙기, 육질갈변현상, 열근성, 내병성 등을 조사하였다.
제안 방법
- CGMS계 웅성불임계통(MSKD-A)을 모계친으로 확정하고 CGMS 유전자형의 MS계통과 유지친(B-line)의 인자를 분석하여 MS출현 여부를 검정하였다. MS계통(MSKD-A) 7주, 유지친(B-line) 7주(Fig.
- CGMS계 웅성불임계통(MSKD-A)을 모계친으로 확정하고 CGMS 유전자형의 MS계통과 유지친(B-line)의 인자를 분석하여 MS출현 여부를 검정하였다. MS계통(MSKD-A) 7주, 유지친(B-line) 7주(Fig. 2)를 교배실에 정식하고 A-line과 B-line간의 뇌수분(Bud crossing)를 통하여 종자를 생산하였다(Table 2). 이렇게 얻어진 종자를 다시 파종하여 개화시킨 후 화분(pollen)을 검경하여 MS여부를 검정한 결과 공시한 MS모계친이 모두 웅성불임계통으로 확인되었다.
- MS유지친(MS-B line)을 육성할 목적으로 ‘태상왕무’와 ‘서울봄무’ 합성조합의 F2세대를 전개하였다.
- MS친의 화분친으로 이용할 BN515-64, 718-61, 508-65, 624-61, 602-61, 602-61-G1 계통들의 자가불화합성 활력 및 임성을 검정하여 F1조합작성에 이용하고자 하였다(Table 1).
- PCR로 증폭한 생성물은(PCR amplicon) 2% 아가로스젤 및 PAGE 전기영동법(Poly Acrylamide Gel Electrophoresis)으로 분리하였다. PAGE 전기영동 및 은염색(silver staining) 방법은 6% denaturing polyacrylamide gel 상에서 90W로 2시간 전기영동을 한 후 시판되는 은염색 키트(k-1050, Bioneer, Korea)를 사용하여 염색하고, 상온에서 2시간 건조시킨 후 분석에 사용하였다.
- PCR 반응 조건은 94°C에서 4분간의 변성(denaturation)을 한 후에, DNA 변성 단계 94°C에서 45초간, 결합(annealing) 단계에서는 각 primer별 적정온도에서 45초간, 신장 단계 72°C에서 45초간으로 35반복을 하였으며, 최종 신장 단계는 72°C에서 7분간으로 하였다(Bioneer, Deajeon, Korea).
- PCR 반응의 조성은 0.1 unit의 Taq polymerase (Intron, Daejeon, Korea), 각각 0.5 μM의 Primer, 250 μM의 dNTP 혼합용액(각 2.5 mM), 2.0 mM의 MgCl2, 1 μL의 10X PCR 완충액, 10 ~ 15 ng의 genomic DNA를 주형으로 하였으며 총 반응조성물 부피는 10 μL로 하였다.
- 가공용 쌈무 F1품종육성을 목적으로 우수계통을 육성하기 위하여 (주)코레곤에서 보유하고 있는 고정계통 및 분리중인 계통 81점(BN501~581)을 이용하여 가을 노지 작형에 2005년 8월25일에 파종하여 11월5일부터 11월20일까지 계통에 따라 시차를 두고 유용한 72계통에서 362주의 성숙모본(成熟母本)을 선발하여 아그렙토마이신 1,000배로 가볍게 수세하여 근 표피건조 후 육성하우스에 정식하였다. 계통육성을 위하여 모본을 선발하고 세대진전은 6세대까지 실시하였다.
- 무의 가공용 품종의 가공 수율이 현재 약 70%로 버리는 부분이 많아 뿌리의 형태가 가공에 유리하도록 상부와 하부의 굵기가 유사한 품종을 육성코자 하였으며 웅성불임을 이용하여 채종함으로 종자의 순도도 높이고자 본 연구를 실시하였다. 가공용 품종은 특히 순도가 높아야 하므로 계통 육성 과정에서 순계로 고정되었는지 여부를 확인하기 위해 표현형 뿐 아니라 분자표지를 활용하여 증식된 종자의 순도를 검정하였다. 우수 품종 육성을 위해 A친은 (‘관동여름’ x ‘계룡봄무’)의 후대에서 위황병에 저항성이며 추대성이 늦고 고온기 재배에서 근비대성이 타 계통보다 양호한 담록수 계통을 고정하였고, B친은 (‘태상왕’ x ‘서울봄무’)의 후대에서 위황병, 근류병에 저항성이며 잎색은 진한 녹색으로 청수색이 강하고 근비대성, 육질치밀성인 계통을 선발 고정하였다.
- 고순도의 일대잡종 F1품종육성을 목적으로 육성한 CGMS 유전자형의 MS계통과 유지친의 인자를 분석하여 MS출현의 안정성검정을 실시하였다. 근형이 우수하여 육성한 MS계통(MSKD-A) 7주 선발하고 유지친(B-line)도 7주 선발하여 내혼계(inbred-line) A-line과 B-line간의 뇌수분(Bud pollination)를 통하여 차대MS 검정을 실시하여 MS출현율에 관한 시험을 실시하고자 하였다.
- 공시한 81계통 중 ‘관동여름무’와 ‘계룡봄무’의 합성조합후대고정계를 CGMS계통에 여교잡(back cross)하여 육성한 웅성불임계통(MSKD-A)을 모계친으로 선발하였으며 MS친의 부계친을 선발할 목적으로 ‘태상왕무’와 ‘서울봄무’ 합성조합간의 F2분리세대(분리1세대)에서 계통육성번호 BN515-64분리계가 육성목적에 부합되어 6세대에 걸쳐 성숙 모본선발방법으로 계통 고정작업을 실시하여 완전 분리고정된 6세대(602-61-G1)계통에 계통명(E04M)을 부여하여 편친으로 확정하였다(Fig. 1).
- 공시한 81계통 중에서 ‘관동여름무’와 ‘계룡봄무’의 합성조합 후대고정계를 CGMS계통에 여교잡(back cross)하여 육성한 웅성불임계통(MSKD-A)을 세대진전하여 웅성불임성의 유전적 안정성을 시험하였고 MS친의 화분친으로 사용할 부계친은 ‘태상왕 무‘와 ‘서울봄무’ 합성조합의 F2분리세대(분리1세대)를 전개한 결과 육성목적에 근접하는 분리계로 예측되는 계통육성번호 BN515에서 12개체(12계통)를 선발하여 그 중 선발계통 BN515-64를 쌈무 계통육성 목적으로 선발하여 F7세대(분리6세대)까지 세대진전을 실시하고자 하였다.
- 고순도의 일대잡종 F1품종육성을 목적으로 육성한 CGMS 유전자형의 MS계통과 유지친의 인자를 분석하여 MS출현의 안정성검정을 실시하였다. 근형이 우수하여 육성한 MS계통(MSKD-A) 7주 선발하고 유지친(B-line)도 7주 선발하여 내혼계(inbred-line) A-line과 B-line간의 뇌수분(Bud pollination)를 통하여 차대MS 검정을 실시하여 MS출현율에 관한 시험을 실시하고자 하였다.
- 우수 품종 육성을 위해 A친은 (‘관동여름’ x ‘계룡봄무’)의 후대에서 위황병에 저항성이며 추대성이 늦고 고온기 재배에서 근비대성이 타 계통보다 양호한 담록수 계통을 고정하였고, B친은 (‘태상왕’ x ‘서울봄무’)의 후대에서 위황병, 근류병에 저항성이며 잎색은 진한 녹색으로 청수색이 강하고 근비대성, 육질치밀성인 계통을 선발 고정하였다.
- 조합선발시험을 실시하여 육성목적 형질에 근접한 조합을 선발하고자 하였다. 재식거리는 50 cm x 27 cm, 파종립 수 는 파구당 2~3립, 공시주수는 20주 3반복으로 재배하였으며 원예적 특성조사는 초세, 엽색, 엽형, 엽장, 엽수, 잎몸털, 근형, 근장, 근경, 근중, 육질, 바람들이, 숙기, 육질갈변현상, 열근성, 내병성 등을 조사하였다.
- DNA는 Genomic DNA Extraction Kit Protocol (RBC Real Biotech Corp, Korea)에 따라 추출하였다. 추출한 DNA를 0.8%의 아가로스젤에 전기영동하여 추출여부를 확인하였고, DNA의 농도는 260 nm의 UV 흡광도를 spectrophotometer로 측정하였다. DNA 농도는 PCR 반응에 사용하기 전에 시료간에 농도가 크게 차이가 나지 않도록 5-10 ng/µL로 희석하여 등분하였다.
대상 데이터
- MS유지친(MS-B line)을 육성할 목적으로 ‘태상왕무’와 ‘서울봄무’ 합성조합의 F2세대를 전개하였다. 계통육성번호 BN515의 F2세대에서 12개체를 선발하고, 그 중 BN515-64를 성숙모본으로 선발한 후, F7세대까지 세대진전을 실시하였다.
- 가공용 쌈무 F1품종육성을 목적으로 우수계통을 육성하기 위하여 (주)코레곤에서 보유하고 있는 고정계통 및 분리중인 계통 81점(BN501~581)을 이용하여 가을 노지 작형에 2005년 8월25일에 파종하여 11월5일부터 11월20일까지 계통에 따라 시차를 두고 유용한 72계통에서 362주의 성숙모본(成熟母本)을 선발하여 아그렙토마이신 1,000배로 가볍게 수세하여 근 표피건조 후 육성하우스에 정식하였다. 계통육성을 위하여 모본을 선발하고 세대진전은 6세대까지 실시하였다.
- 이를 다시 자식하여 얻은 종자를 파종하여 성숙모본 508-65을 선발하였고, 다시 자식하여 얻은 종자를 파종하여 성숙모본 624-61을 선발하였다. 동일한 방법으로 602-61을 선발하고 다시 자식하여, 순계인 602-61-G1 원원종을 확보하였다(Table 3, Fig. 3).
- 분자마커 재료로는 배추 내혼계 ‘Chiifu-401-41’의 genomic 염기서열을 기반으로 개발하여 배추 유전자 지도에 사용된 SSR 마커 중 선발된 2개의 프라이머(ACMP-490, cnu-316)를 이용하여 F2부터 F6까지 매세대 선발하였다.
- 선발방법은 1년차에 BN515-64를 선발하고 자식종자(selfing seed)를 얻어, 파종 후 재배하여 성숙모본으로 718-61을 선발하였다. 이를 다시 자식하여 얻은 종자를 파종하여 성숙모본 508-65을 선발하였고, 다시 자식하여 얻은 종자를 파종하여 성숙모본 624-61을 선발하였다.
- 육성 최초 세대에서 상하 근경 비대 차이가 적고 가공 손실률이 적을 것으로 ‘BN515’에서 12개체를 선발하였다.
- 선발방법은 1년차에 BN515-64를 선발하고 자식종자(selfing seed)를 얻어, 파종 후 재배하여 성숙모본으로 718-61을 선발하였다. 이를 다시 자식하여 얻은 종자를 파종하여 성숙모본 508-65을 선발하였고, 다시 자식하여 얻은 종자를 파종하여 성숙모본 624-61을 선발하였다. 동일한 방법으로 602-61을 선발하고 다시 자식하여, 순계인 602-61-G1 원원종을 확보하였다(Table 3, Fig.
이론/모형
- 5 mL micro centrifuge 튜브에 옮겼다. DNA는 Genomic DNA Extraction Kit Protocol (RBC Real Biotech Corp, Korea)에 따라 추출하였다. 추출한 DNA를 0.
- PCR 반응 조건은 94°C에서 4분간의 변성(denaturation)을 한 후에, DNA 변성 단계 94°C에서 45초간, 결합(annealing) 단계에서는 각 primer별 적정온도에서 45초간, 신장 단계 72°C에서 45초간으로 35반복을 하였으며, 최종 신장 단계는 72°C에서 7분간으로 하였다(Bioneer, Deajeon, Korea). PCR로 증폭한 생성물은(PCR amplicon) 2% 아가로스젤 및 PAGE 전기영동법(Poly Acrylamide Gel Electrophoresis)으로 분리하였다. PAGE 전기영동 및 은염색(silver staining) 방법은 6% denaturing polyacrylamide gel 상에서 90W로 2시간 전기영동을 한 후 시판되는 은염색 키트(k-1050, Bioneer, Korea)를 사용하여 염색하고, 상온에서 2시간 건조시킨 후 분석에 사용하였다.
성능/효과
- ‘624-61’의 후대 80점의 원예적 특성 검정 결과 ‘602-61’을 선발하였고, 그 후대48점 시료를 이용하여 분석한 결과 ACMP-490에서는 46점의 공동밴드 검출로 95.8%, cnu-316에서는 48점의 공동밴드 검출로 100%의 고정율을 보였다(Fig. 4E).
- ‘718-61’ 후대의 80점의 원예적 특성 조사 결과 ‘508-65’를 선발하였고, 이를 세대진전 하여 그 종자 48점의 시료를 분석한 결과 ACMP-490에서는 45점의 공동밴드 검출로 93.8%, cnu-316에서는 48점의 공동밴드 검출로 100%의 고정율을 보였다(Fig. 4C).
- ‘508-65’ 후대의 80점의 원예적 특성 검정 결과 가공 적성이 뛰어난 ‘624-61’을 선발하였고, 그 후대 종자 48점의 시료를 이용하여 분석한 결과 ACMP-490에서는 45점의 공동밴드 검출로 93.8%, cnu-316에서는 48점의 공동밴드 검출로 100%의 고정율을 보였다(Fig. 4D).
- SSR마커를 이용하여 순도를 검정한 결과 ‘cnu-316’ 표지에서 2년 연속 100%를 보였으며, 표현형도 상당히 고정된 것으로 판단되어 ‘602-61’을 원종으로 선발하고 이를 다시 자식하여 602-61-G1 원원종을 확보하였다(Fig. 4F).
- 그 중 가장 우수한 ‘BN515-64’를 성숙모본으로 선발하였으며, 그 후대 종자 48점의 순도를 SSR 마커를 이용하여 조사한 결과 ACMP-490에서는 31점의 공동밴드 검출로 64.6%, cnu-316에서는 32점의 공동밴드 검출로 66.7%의 고정율을 보였다(Fig. 4A).
- 8%, cnu-316은 100%의 고정율을 보였고. 분리 5 세대 ACMP-490은 95.8%, cnu-316은 100%의 고정율을 보였고, 분리 6 세대 ACMP-490은 100%, cnu-316은 100%의 고정율을 보여 원원종을 확보하였다. 고정이 확인된 계통을 이용하여 조합을 작성한 결과 뿌리의 형태가 가공에 적합하고 순도가 우수하여 이를 ‘YR 오래(YR ORE)’로 2011년에 품종보호 출원하여 2013년 신품종으로 등록 되었다(품종보호 제 4550호, 2013.
- ‘BN515-64’의 자식종자 80점의 원예적 특성을 조사하여 가공적성이 우수한 ‘718-61’을 선발하였다. 선발된 개체는 뇌수분하여 세대를 진전하였으며 수확된 후대 종자 48점의 순도를 검정한 결과 ACMP-490에서는 33점의 공동밴드 검출로 68.8%, cnu-316에서는 34점의 공동밴드 검출로 70.8%의 고정율을 보였다(Fig. 4B).
- 2)를 교배실에 정식하고 A-line과 B-line간의 뇌수분(Bud crossing)를 통하여 종자를 생산하였다(Table 2). 이렇게 얻어진 종자를 다시 파종하여 개화시킨 후 화분(pollen)을 검경하여 MS여부를 검정한 결과 공시한 MS모계친이 모두 웅성불임계통으로 확인되었다. MS-A line과 유지친인 B-line은 근 형태와 원예적 특성이 동일하며 자가불화합성인자(S-allele)도 동일하였다.
- 우수 품종 육성을 위해 A친은 (‘관동여름’ x ‘계룡봄무’)의 후대에서 위황병에 저항성이며 추대성이 늦고 고온기 재배에서 근비대성이 타 계통보다 양호한 담록수 계통을 고정하였고, B친은 (‘태상왕’ x ‘서울봄무’)의 후대에서 위황병, 근류병에 저항성이며 잎색은 진한 녹색으로 청수색이 강하고 근비대성, 육질치밀성인 계통을 선발 고정하였다. 화분친(C친)은 개체선발법으로 세대를 진전하였으며 분리세대 순도 검정을 위해 각 세대별로 종자 48점을 ACMP-490, cnu-316 프라이머를 이용하여 분석한 결과 분리 1 세대 ACMP490은 64.6%, cnu-316은 66.7%의 고정율을 보였으며, 분리 2 세대 ACMP-490은 68.8%, cnu-316은 70.8%의 고정율을 보였고, 분리 3 세대 ACMP-490은 93.8%, cnu-316은 100%의 고정율을 나타냈으며, 분리 4 세대 ACMP-490은 93.8%, cnu-316은 100%의 고정율을 보였고. 분리 5 세대 ACMP-490은 95.
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