[논문]배추 속 작물의 개화형 판별 마커 시스템 개발

김진아; 김정선; 홍준기; 이연희; 이수인; 정미정

doi:10.5010/jpb.2017.44.4.438

배추 속 작물의 개화형 판별 마커 시스템 개발
Development of a marker system to discern the flowering type in Brassica rapa crops 원문보기

Journal of plant biotechnology = 식물생명공학회지, v.44 no.4, 2017년, pp.438 - 447

김진아 (농촌진흥청 국립농업과학원 생물소재공학과) , 김정선 (농촌진흥청 국립농업과학원 생물소재공학과) , 홍준기 (농촌진흥청 국립농업과학원 생물소재공학과) , 이연희 (농촌진흥청 국립농업과학원 생물소재공학과) , 이수인 (농촌진흥청 국립농업과학원 생물소재공학과) , 정미정 (농촌진흥청 국립농업과학원 생물소재공학과)

초록
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개화는 배추종 작물의 생산성과 연관된 중요 발달 특성 중 하나이다. 이식 후, 갑작스러운 저온에 노출되어 때이른 개화를 하게 되면 수확되는 생산물의 양과 질이 떨어지게 된다. 따라서, 개화조절 메커니즘을 이해하는 것은 배추 종 작물의 농업적 생산성을 향상시키는데 도움을 줄 것이다. 춘화는 배추과 작물에서 일반적으로 알려져 있는 개화를 유도하는 중요한 요소이다. 그러나 옐로우 사순이나 코마수나와 같은 배추 아종은 춘화처리 없이도 개화한다. 1일을 주기로 하여 생물의 생리기작을 조절하는 생체시계 유전자는 일장감응형의 개화 조절에 중요한 역할을 하지만 춘화처리를 통해 개화를 유도하는 기작과도 연관되어 있다. 본 논문에서는 22개의 배추 아종을 개화에 춘화처리가 필요한 춘화형과 춘화처리 없이도 개화하는 비춘화형으로 나누어 보존된 생체시계 유전자, BrPRR1 군의 염기서열 분석을 수행하였다. 그 중 BrPRR1b 유전자의 결손 영역으로 춘화형과 비춘화형 두 그룹을 구분할 수 있었다. 이 서열변이를 증폭할 수 있는 PCR 프라이머를 디자인하여 비춘화형 배추 아종에서는 451 bp의 긴밴드를, 춘화형 배추에서는 422 bp의 작은 크기의 밴드를 증폭할 수 있었다. 이 프라이머 세트는 43개 배추 아종과 4개의 배추속 작물, 브로콜리, 양배추, 갓, 그리고 유채의 개화형을 구분하는데 적용되었다. 각 작물의 PCR 결과와 개화시기에 대한 정보를 통하여 프라이머 세트가 개화형을 판별할 수 있는 마커로 이용될 수 있음이 확인되었다. 이 마커시스템은 배추 종 작물 육종에 유묘 단계에서 개화형을 판단하는데 이용할 수 을 것이다. 또한 이 결과들은 생체시계 유전자가 배추 종 작물의 개화를 조절하는 좋은 전략이 될 수 있음을 보여주었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Flowering is one of the most important development traits related to the production of Brassica rapa crops. After planting, a sudden low temperature triggers premature flowering, which leads to a reduction in the yield and quality of harvested production. Therefore, understanding the mechanism of flowering control is important in the agricultural productivity for preventing Brassica rapa crops. Vernalization is generally known as the main factor of flowering in the Brassica plant. However, in the subspecies of Brassica rapa, some accession such as Yellow sarson and Komatsuna display the flowering phenotype without vernalization. Circadian genes, which diurnally regulate plant physiology, have a role for photoperiodic flowering but are related to the regulation of the vernalizarion mechanism. In this report, the 22 B. rapa accession were divided into two groups, vernalization and non-vernalization, and the sequenced circadian gene, BrPRR1s. Among them, the BrPRR1b gene was found to have deletion regions, which could classify the two groups. The PCR primer was designed to amplify a short band of 422bp in the vernalization type and a long band of 451bp in the non-vernalization type. This primer set was applied to distinguish the flowering types in the 43 B. rapa accession and 4 Brassica genus crop, Broccoli, cabbage, mustard, and rape. The PCR analysis results and flowering time information of each crop demonstrated that the primer set can be used as marker to discern the flowering type in Brassica crops. This marker system can be applied to the B. rapa breeding when selecting the flowering character of new progenies or introducing varieties at an early stage. In addition, these results displayed that the circadian clock genes can be a good strategy for the flowering control of B. rapa crops.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 배추 제놈에 보존되어 있는 생체시계 유전자의 서열변이를 이용하여 배추속 식물의 개화형을 춘화형과 비춘화형으로 구분하여 주는 마커를 개발하였다. 이러한 연구결과는 배추속 식물의 생육 초기에 개화형을 판별하여 재배 작형 예측에 활용되어, 배추속 식물의 교배 육종 및 채종 재배 시 선발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.
2007)이 잘 알려져 있고 이 유전자의 발현을 조절하여 개화시기를 조절하려는 시도들이 있었다. 본 논문은 배추종 작물의 개화와 생체시계와의 연관 가능성을 제시하였다. 앞으로 BrPRR1b 유전자를 비롯한 생체시계 유전자의 기능연구가 좀더 필요하며, 이러한 연구들은 개화조절을 작물의 생산성을 증대 시키는 전략에 새로운 가능성을 줄 수 있을 것이다.
본 논문은 생체시계 유전자 BrPRR1b가 배추 아종과 배추속 식물에서 춘화와 관련된 개화 기작과 연관되어 있을 수 있음을 제시하였다. 또한 이를 이용하여 배추 속 식물의 개화형을 춘화형과 비춘화형으로 구분하여 주는 마커를 개발하였다.

제안 방법

422 bp과 451 bp 두 밴드를 모두 보인 F1을 자가수분하여 F2를 육성하였으며, PCR 증폭을 시도하였다. Fig.
6B). 422 bp만 가진 개체 23개, 두 밴드를 모두 가진 개체 46개, 451 bp만 가진 개체 21개로 1:2:1의 분리비를 보인 F2 집단의 개화일수를 조사하였다. 젖은 3M 페이퍼에서 2일간 발아시킨 후 토양에 이식한 날로부터 춘화처리 없이 꽃봉오리가 생기는 날까지의 일수를 조사하였으며 130일까지 관찰하고 이후는 개화하지 않는 것으로 분류하였다.
BrPRR1b 유전자의 변이 부분을 증폭할 수 있는 프라이머 세트(Table 2)를 개발하고 배추 아종 22종을 포함한 배추 아종 43종 및 기타 배추 속 식물(브로콜리, 양배추, 갓, 영산유채)에 대해서도 PCR 증폭을 수행하였다 작물의 DNA를 주형으로 하여 PCR 분석을 하였다. PCR 조건은 배추 아종 내 BrPRR1b 유전자의 변이 탐색과 같은 방법으로 수행하였으며, 29bp의 밴드 크기 차이를 보기 위하여 2.
BrPRR1b 유전자의 변이 부분을 증폭할 수 있는 프라이머 세트(Table 2)를 개발하고 배추 아종 22종을 포함한 배추 아종 43종 및 기타 배추 속 식물(브로콜리, 양배추, 갓, 영산유채)에 대해서도 PCR 증폭을 수행하였다 작물의 DNA를 주형으로 하여 PCR 분석을 하였다. PCR 조건은 배추 아종 내 BrPRR1b 유전자의 변이 탐색과 같은 방법으로 수행하였으며, 29bp의 밴드 크기 차이를 보기 위하여 2.5% agarose gel electrophoresis에서 확인하였다.
(2006)의 방법으로 게놈 DNA를 추출하고 농도를 50 ng/ml로 희석하였다. Table 2의 프라이머 세트(BrPRR1a_L/R와 BrPRR1b_L/R)를 이용하여 추출한 DNA 내 BrPRR1b(Brassica rapa Pseudo-Response Regulators1b) 유전자(Kim et al. 2008; 2012)의 염기서열분석을 수행하였다. 분리한 DNA 200ng은 95°C에서 5분 변성시킨 후 변성 95°C 45초, 어닐링 58°C 45초 및 신장 75°C 1분 30초의 과정을 35 사이클반복한 후 다시 10분간 신장시켜증폭하였다.
각 배추 아종 작물들의 종자를 파종하여 본엽이 3-5장 정도 되었을 때 잎과 줄기를 채취하였다. 채취한 잎과 줄기를 마쇄한 후 Kim et al.
네덜란드 유전자원 센터(Centre for Genetic Resources, the Netherlands, http://www.cgn.wur.nl/UK)에서 분양 받은 종자 30종과 농촌진흥청이 보유하고 있던 지부, 장원 모, 부본, 그리고 동부한농종묘에서 분양 받은 권심, Chil, Hiro, 청경채, 백경채, 순무에 보존되어 있는 PRR1a와 1b두 유전자군의 염기서열 분석을 시도하였다. 염기서열분석이 잘 수행된 아종내 BrPRR1a와 1b 유전자의 계통분석을 하였는데 아종별로 두 유전자가 잘 보존되었음을 확인하였다(Fig.
본 논문은 생체시계 유전자 BrPRR1b가 배추 아종과 배추속 식물에서 춘화와 관련된 개화 기작과 연관되어 있을 수 있음을 제시하였다. 또한 이를 이용하여 배추 속 식물의 개화형을 춘화형과 비춘화형으로 구분하여 주는 마커를 개발하였다. 이 마커는 개화 생리를 생육 초기에 예측하게 하여 배추속 식물의 교배 육종 및 채종 재배 시 유용하게 이용될 수 있을 것이다.
배추 아종 43종 중 네덜란드 유전자원 센터에 개화형이 명시된 22종을 우선 선발하여 춘화형과 비춘화형 두 그룹으로 분류하였다. 춘화형 그룹은 파종 2주 후에 45일간 저온(4°C)에 두어 춘화처리를 하였고, 비춘화형은 25°C 온실에서 생육하여 파종 후부터 개화까지의 소요 일수를 조사하였다.
분리한 DNA 200ng은 95°C에서 5분 변성시킨 후 변성 95°C 45초, 어닐링 58°C 45초 및 신장 75°C 1분 30초의 과정을 35 사이클반복한 후 다시 10분간 신장시켜증폭하였다.
2). 이 결손 영역을 증폭하여 비춘화형 아종의 경우 451bp의 긴 PCR 밴드만, 춘화형 아종은 422 bp의 짧은 PCR 밴드만 확인되도록 프라이머 세트(Table 2)를 디자인하였으며, 22 아종을 대상으로 PCR 분석을 수행하였다(Fig. 3B). 개화 일수가 100일 이상의 극만추대형(WB24, WB27 및 LP04) (Table1, 3)의 경우에는 두 밴드가 모두 관찰되었는데 이는 자연상태에서 두 타입의 BrPRR1b 유전자를 모두 가지고 있는 hetero allele로 추정된다.
분리한 DNA 200ng은 95°C에서 5분 변성시킨 후 변성 95°C 45초, 어닐링 58°C 45초 및 신장 75°C 1분 30초의 과정을 35 사이클반복한 후 다시 10분간 신장시켜증폭하였다. 이렇게 증폭된 PCR 밴드를 분리하여 핵산서열 분석 후, DNASTAR Lasergene7을 사용하여 multi-alignment를 수행하고 변이 영역을 탐색하였다.
422 bp만 가진 개체 23개, 두 밴드를 모두 가진 개체 46개, 451 bp만 가진 개체 21개로 1:2:1의 분리비를 보인 F2 집단의 개화일수를 조사하였다. 젖은 3M 페이퍼에서 2일간 발아시킨 후 토양에 이식한 날로부터 춘화처리 없이 꽃봉오리가 생기는 날까지의 일수를 조사하였으며 130일까지 관찰하고 이후는 개화하지 않는 것으로 분류하였다. 마커 PCR결과 451 bp 밴드를 보여 비춘화형으로 분류된 21개의 F2 식물체들 중 12개는 120일 이전에 개화하였고 9개 식물체는 개화하지 않았으며, 개화한 식물체의 대부분이 85일 이전에 개화하였다.
1997). 종자 수확을 위해 관행으로 춘화처리를 해오던 지부, 장원, 권심 등과 분양받은 종자의 개화형을 참고하여(Table 1), 개화를 위해 일정기간(약 45일)의 저온처리가 필요한 춘화형과 발아 후 약 40일 전후 장일 조건에서 개화하는 비춘화형 배추 아종 22개를 선발하여 개화조사를 실시하였다. 조숙종인 LP30(R-O-18)을 비롯하여 비춘화형으로 분류된 아종은 파종 후 38일부터 48일 사이에 추대하여 개화하였으나 춘화형으로 분류된 아종은 추대하지 않았으며, 45일 춘화처리 후에 37일부터 65일 사이에 개화하였다(Table 3, Fig.
춘화형 배추와 비춘화형 배추를 교배하여 후대 분석을 시도하였다. 지부를 모본으로 하고, LP08 (YS-033)을 부본으로 하여 교배하였고, 모본과 부본을 바꾸어 교배한 F1의 개화형과 마커 PCR 결과를 비교하였다. 그 결과, 지부를 모본으로 하고 LP08을 부본으로 하여 교배한 경우는 춘화형이며 422bp과 451 bp 두 밴드를 모두 가지고 있었고(Fig.
춘화형 그룹은 파종 2주 후에 45일간 저온(4°C)에 두어 춘화처리를 하였고, 비춘화형은 25°C 온실에서 생육하여 파종 후부터 개화까지의 소요 일수를 조사하였다.
춘화형 배추와 비춘화형 배추를 교배하여 후대 분석을 시도하였다. 지부를 모본으로 하고, LP08 (YS-033)을 부본으로 하여 교배하였고, 모본과 부본을 바꾸어 교배한 F1의 개화형과 마커 PCR 결과를 비교하였다.

대상 데이터

) Czern.), 영산유채(Brassica napus L.) 및 애기장대(Arabidopsis thaliana, col-0)를 실험에 사용하였다. 배추 아종 30종의 종자는 네덜란드 유전자원 센터(Centre for Genetic Resources, the Netherlands, http://www.
또 다른 시도에서는 90개체 중 21개체는 451 bp밴드를 23개체는 422 bp 밴드만을 보였으며, 두 밴드를 모두 보인 개체수는 46으로 역시 PCR 결과상으로의 춘화형과 비춘화형은 3:1의 분리비를 보였다. 두 세트의 실험결과에서 422 bp 밴드를 단독으로 가진 개체수는 15개와 23개체로 상이하였다. 식물체의 모양은 대부분 PCR 분석의 결과에 상응하여 춘화형으로 판별된 경우는 지부배추의 모양과 비슷하고 같은 기간 경과 후 추대하지 않았으나, 비춘화형으로 판별된 경우는 유묘 때 하배축이 긴 LP08의 특징을 보였으며, 일정 기간 경과 후 특별한 처리 없이 개화하였다(Fig.
) 및 애기장대(Arabidopsis thaliana, col-0)를 실험에 사용하였다. 배추 아종 30종의 종자는 네덜란드 유전자원 센터(Centre for Genetic Resources, the Netherlands, http://www.cgn.wur.nl/UK)에서 분양 받았으며(Table 1, No.1-30), 지부(Chiifu), 장원 모, 부(Jangwon female/male)본은 농촌진흥청이 보유한 종자(Table 1, No.31-33), 권심(KenshinA, B), Chil, Hiro, 청경채(PakChoi), 백경채(White PakChoi), 순무(TurnipA, B)와 배추종이 아닌 타작물로 배추속에 속하는 브로콜리(Broccoli)와 양배추(Cabbage), 갓(Leaf mustard), 유채(Rape) (Table 1, No. 34-45번)는 동부한농종묘에서 분양받았다. 네덜란드 유전자원 센터 자료를 참고하여 자원들의 개화형을 Table 1에 함께 표시하였다.

이론/모형

CGN: Centre for Genetic Resources, The Netherlands. The accessions were obtained from CGN in Wageningen^bTAG2005 code: Genotype names of B. rapa collections in Zhao et al. (2005)^cabbreviation: BRO, Broccoletto; CC, Chinese cabbage; FT, fodder turnip; KOM, Komatsuna; Miz, Mizuna; PC, Pak choi, Caixin and Wutacai; SO, Spring turnip rape; TG, turnip green; VT, Vegetable turnip; WO, Winter turnip rape; YS, Yellow sarson.
각 배추 아종 작물들의 종자를 파종하여 본엽이 3-5장 정도 되었을 때 잎과 줄기를 채취하였다. 채취한 잎과 줄기를 마쇄한 후 Kim et al. (2006)의 방법으로 게놈 DNA를 추출하고 농도를 50 ng/ml로 희석하였다. Table 2의 프라이머 세트(BrPRR1a_L/R와 BrPRR1b_L/R)를 이용하여 추출한 DNA 내 BrPRR1b(Brassica rapa Pseudo-Response Regulators1b) 유전자(Kim et al.

성능/효과

43개 배추 아종을 대상으로 PCR 분석을 수행한 결과 모든배추 아종에서 밴드를 확인하였으며 451 bp 밴드가 나온 아종은 비춘화형, 422 bp 밴드 단독 또는 451 bp와 422 bp 두 밴드가 함께 나온 아종은 춘화형으로 확인되었다(Table 1, Fig. 4). 종이 다른 배추속 작물인 브로콜리, 양배추, 갓, 유채에 대해서도 PCR 분석을 수행한 결과 관행으로 춘화처리를 해왔던배추속 작물은 춘화형으로 확인되었으며, 여름에 불시추대를 한다고 알려진 갓은 451 bp 밴드를 가지는 비춘화형임을 확인할 수 있었다.
422 bp과 451 bp 두 밴드를 모두 보인 F1을 자가수분하여 F2를 육성하였으며, PCR 증폭을 시도하였다. Fig. 6A의 결과에서 91개 F2 중 68개체는 422 bp 밴드를 보이거나(15개) 422와 451 bp (53개) 밴드를 모두 보였고, 23개체는 451 bp밴드를 보여 춘화형과 비춘화형의 분리비가 3:1이 됨을 확인하였다. 또 다른 시도에서는 90개체 중 21개체는 451 bp밴드를 23개체는 422 bp 밴드만을 보였으며, 두 밴드를 모두 보인 개체수는 46으로 역시 PCR 결과상으로의 춘화형과 비춘화형은 3:1의 분리비를 보였다.
지부를 모본으로 하고, LP08 (YS-033)을 부본으로 하여 교배하였고, 모본과 부본을 바꾸어 교배한 F1의 개화형과 마커 PCR 결과를 비교하였다. 그 결과, 지부를 모본으로 하고 LP08을 부본으로 하여 교배한 경우는 춘화형이며 422bp과 451 bp 두 밴드를 모두 가지고 있었고(Fig. 5A), 모본과 부본을 바꿔 교배한 경우는 451bp 밴드만을 보였으며 비춘화형이었다(Fig. 5B). LP08 아종이나 PRR1b 유전자가 모계 유전의 특징을 가진 것인지, 아니면 화분의 퇴화나 활력 또는 수정 능력의 차이에 기인한 의한 것인지(Kim et al.
마커 PCR결과 451 bp 밴드를 보여 비춘화형으로 분류된 21개의 F2 식물체들 중 12개는 120일 이전에 개화하였고 9개 식물체는 개화하지 않았으며, 개화한 식물체의 대부분이 85일 이전에 개화하였다. 단독으로 422 bp 밴드만을 보인 23개 식물체중 14개가 그리고 422 bp와 451 bp 두 PCR 밴드를 모두 가지는 46개 식물체중 19개가 개화를 하지 않았고 개화한 경우도 대부분 이식 후 100일이 지난 이후에 개화하였다(Fig. 6C).
또한 춘화형 배추 아종의 BrPRR1b 유전자의 핵산서열 내에 총 46bp의 결손(deletion) 영역이 확인되었다(Fig. 2). 이 결손 영역을 증폭하여 비춘화형 아종의 경우 451bp의 긴 PCR 밴드만, 춘화형 아종은 422 bp의 짧은 PCR 밴드만 확인되도록 프라이머 세트(Table 2)를 디자인하였으며, 22 아종을 대상으로 PCR 분석을 수행하였다(Fig.
젖은 3M 페이퍼에서 2일간 발아시킨 후 토양에 이식한 날로부터 춘화처리 없이 꽃봉오리가 생기는 날까지의 일수를 조사하였으며 130일까지 관찰하고 이후는 개화하지 않는 것으로 분류하였다. 마커 PCR결과 451 bp 밴드를 보여 비춘화형으로 분류된 21개의 F2 식물체들 중 12개는 120일 이전에 개화하였고 9개 식물체는 개화하지 않았으며, 개화한 식물체의 대부분이 85일 이전에 개화하였다. 단독으로 422 bp 밴드만을 보인 23개 식물체중 14개가 그리고 422 bp와 451 bp 두 PCR 밴드를 모두 가지는 46개 식물체중 19개가 개화를 하지 않았고 개화한 경우도 대부분 이식 후 100일이 지난 이후에 개화하였다(Fig.
두 세트의 실험결과에서 422 bp 밴드를 단독으로 가진 개체수는 15개와 23개체로 상이하였다. 식물체의 모양은 대부분 PCR 분석의 결과에 상응하여 춘화형으로 판별된 경우는 지부배추의 모양과 비슷하고 같은 기간 경과 후 추대하지 않았으나, 비춘화형으로 판별된 경우는 유묘 때 하배축이 긴 LP08의 특징을 보였으며, 일정 기간 경과 후 특별한 처리 없이 개화하였다(Fig. 6B). 422 bp만 가진 개체 23개, 두 밴드를 모두 가진 개체 46개, 451 bp만 가진 개체 21개로 1:2:1의 분리비를 보인 F2 집단의 개화일수를 조사하였다.
nl/UK)에서 분양 받은 종자 30종과 농촌진흥청이 보유하고 있던 지부, 장원 모, 부본, 그리고 동부한농종묘에서 분양 받은 권심, Chil, Hiro, 청경채, 백경채, 순무에 보존되어 있는 PRR1a와 1b두 유전자군의 염기서열 분석을 시도하였다. 염기서열분석이 잘 수행된 아종내 BrPRR1a와 1b 유전자의 계통분석을 하였는데 아종별로 두 유전자가 잘 보존되었음을 확인하였다(Fig. 1). 그러나 일부 아종에 대하여는 염기서열분석이 잘 되지 못하였으며, BrPRR1b의 경우 각 아종별로 SNP(Single nucleotide polymorphism)와 삽입/결손 등 다양한 서열변이 영역이 발견되었다(Fig.
종자 수확을 위해 관행으로 춘화처리를 해오던 지부, 장원, 권심 등과 분양받은 종자의 개화형을 참고하여(Table 1), 개화를 위해 일정기간(약 45일)의 저온처리가 필요한 춘화형과 발아 후 약 40일 전후 장일 조건에서 개화하는 비춘화형 배추 아종 22개를 선발하여 개화조사를 실시하였다. 조숙종인 LP30(R-O-18)을 비롯하여 비춘화형으로 분류된 아종은 파종 후 38일부터 48일 사이에 추대하여 개화하였으나 춘화형으로 분류된 아종은 추대하지 않았으며, 45일 춘화처리 후에 37일부터 65일 사이에 개화하였다(Table 3, Fig. 3A).
4). 종이 다른 배추속 작물인 브로콜리, 양배추, 갓, 유채에 대해서도 PCR 분석을 수행한 결과 관행으로 춘화처리를 해왔던배추속 작물은 춘화형으로 확인되었으며, 여름에 불시추대를 한다고 알려진 갓은 451 bp 밴드를 가지는 비춘화형임을 확인할 수 있었다.

후속연구

5B). LP08 아종이나 PRR1b 유전자가 모계 유전의 특징을 가진 것인지, 아니면 화분의 퇴화나 활력 또는 수정 능력의 차이에 기인한 의한 것인지(Kim et al., 2010)의 여부는 PRR1b 유전자의 기능과 연관하여 차후의 연구가 더 필요할 것이다.
또한 일장형 개화 식물과 달리 생체시계 유전자와 춘화형 개화조절과의 관계는 많이 알려져 있지 않다. 본 연구의 결과는 작물의 개화조절과 생체시계 유전자와의 연관성을 밝히고 이를 이용하여 작물의 개화를 조절하려는 최근의 연구들에 기여할 수 있을 것이다.
본 논문은 배추종 작물의 개화와 생체시계와의 연관 가능성을 제시하였다. 앞으로 BrPRR1b 유전자를 비롯한 생체시계 유전자의 기능연구가 좀더 필요하며, 이러한 연구들은 개화조절을 작물의 생산성을 증대 시키는 전략에 새로운 가능성을 줄 수 있을 것이다.
또한 이를 이용하여 배추 속 식물의 개화형을 춘화형과 비춘화형으로 구분하여 주는 마커를 개발하였다. 이 마커는 개화 생리를 생육 초기에 예측하게 하여 배추속 식물의 교배 육종 및 채종 재배 시 유용하게 이용될 수 있을 것이다. 그러나 BrPRR1b가 개화관련 유전자와 단순히 가깝게 연관되어 있는 유전자인지 아니면 배추 속 식물의 개화 기작에 직접적으로 관여하는지 여부는 분명하지 않다.
본 논문에서는 배추 제놈에 보존되어 있는 생체시계 유전자의 서열변이를 이용하여 배추속 식물의 개화형을 춘화형과 비춘화형으로 구분하여 주는 마커를 개발하였다. 이러한 연구결과는 배추속 식물의 생육 초기에 개화형을 판별하여 재배 작형 예측에 활용되어, 배추속 식물의 교배 육종 및 채종 재배 시 선발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다. 또한 일장형 개화 식물과 달리 생체시계 유전자와 춘화형 개화조절과의 관계는 많이 알려져 있지 않다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	개화란?	개화는 식물에게 있어서 가장 중요한 발달 특성 중 하나이다. 개화시기는 내생요인과 환경 자극 등에 의해 조절되는데, 개화 조절 기작에 관여하는 많은 유전자들이 모델식물인 애기장대를 중심으로 밝혀져 왔으며 광주기(photoperiod), 춘화(vernalization), 내생(endogenous) 그리고 지베렐린(GA)에 의해 유도되는 기작에 관련된 유전자들에 대한 많은 연구가 있어왔다(Simpson et al.
	배추속 식물의 개화형을 춘화형과 비춘화형으로 구분하여 주는 마커가 가져올 수 있는 이점은?	본 논문에서는 배추 제놈에 보존되어 있는 생체시계 유전자의 서열변이를 이용하여 배추속 식물의 개화형을 춘화형과 비춘화형으로 구분하여 주는 마커를 개발하였다. 이러한 연구결과는 배추속 식물의 생육 초기에 개화형을 판별하여 재배 작형 예측에 활용되어, 배추속 식물의 교배 육종 및 채종 재배 시 선발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다. 또한 일장형 개화 식물과 달리 생체시계 유전자와 춘화형 개화조절과의 관계는 많이 알려져 있지 않다.
	한국과 중국에서 소비량이 많은 배추에 속하는 품종은?	한국과 중국에서 소비량이 많은 배추 (Chinese cabbage)는 배추종(Brassica rapa)에 속하는 작물로, 배추(Chinese cabbage; ssp. pekinensis), 박초이(Pak choi; ssp. chinensis), 우타카이(Wutacai; ssp. narinosa), 순무(Turnip; ssp. rapa), 카이신(Caixin; ssp. parachinensis), 미즈나(Mizuna; ssp. nipposinica), 브로콜리토(Broccoletto; ssp. broccoletto)를 비롯하여 순무평지(Turnip rape; ssp. oleifera)나 옐로우사순(Yellow sarson; ssp. tricolaris)과 같은 유지종자 작물 등이 이에 속한다. 이들 자연 발생 배추 종들(natural accessions)의 개화 기작은 춘화와 연관이 있는 것으로 알려져 있으나, 유채종의 하나로 알려진 Yellow sarson 이나 일본 겨자 시금치로 알려져 있는 Komatsuna 등은 저온처리 없이도 파종 후 40일 전후가 지나면 추대한다(Gómez-Campo 1999).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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