초록 ▼

배추 소포자 배양을 통한 무사마귀병 저항성 계통 육성을 위하여 일본 저항성 품종인 ‘MSH-128’ 등 4품종과 국내 시판 품종인 봄재배용 ‘노랑봄’ 등 2품종, 여름재배용 ‘노랑여름’ 등 3품종 가을재배용 ‘노랑김장’ 등 3품종 및 겨울재배용 ‘월동’ 등 4품종의 꽃가루를 혼합하여 작성한 F₁ 12조합과 중국으로부터 도입된 ‘Beijing xin 3’ 등 67품종에 선발된 배지 조건인 NLN + BA0.05mg·L$^{-1}$ 를 적용하여 소포자 배양법을 확립하였다. 소포자 유래 개체의 배수성 검정은 ploid

배추 소포자 배양을 통한 무사마귀병 저항성 계통 육성을 위하여 일본 저항성 품종인 ‘MSH-128’ 등 4품종과 국내 시판 품종인 봄재배용 ‘노랑봄’ 등 2품종, 여름재배용 ‘노랑여름’ 등 3품종 가을재배용 ‘노랑김장’ 등 3품종 및 겨울재배용 ‘월동’ 등 4품종의 꽃가루를 혼합하여 작성한 F₁ 12조합과 중국으로부터 도입된 ‘Beijing xin 3’ 등 67품종에 선발된 배지 조건인 NLN + BA0.05mg·L$^{-1}$ 를 적용하여 소포자 배양법을 확립하였다. 소포자 유래 개체의 배수성 검정은 ploidy analyzer(Patec PA-1, Germany)를 이용한 핵 내의 DNA 함량으로 조사하였다. 소포자 유래 454개체의 잎을 0.5cm×0.5cm 크기로 절단하여 잎 조직 분리 용액 HR(High resolution plant)-A(Partec, Germany) 0.5mL를 절편체 위에 부어 날카로운 칼로 잘게 잘랐다. 잘게 자른 시료 용액을 20~30㎛ 체에 걸러 조직을 제거한 후 형광 염색 시약인 HR-B(DAPI, 4,6-diamidino, Partec Germany) 2mL 첨가하여 배수성 판정기에서 핵 내의 DNA량을 조사하였다. 분자표지 개발을 위하여 식물재료는 CR-새로나의 양친, F₁, 및 F₂ 집단을 이용하였다. 또한 저항성 유전양식 분석을 위해 두개의 backcross 세대 (BC₁p₁, BC₁P₂)를 제작하여 저항성 검정을 수행하였다. 식물체 DNA 추출은 Plant DNA exraction kit(G-Spin IIp™, Invitrogen, Korea, USA)를 이용하였으며 추출된 DNA는 DNA fluorometer (NanoDrop ND-100, Nanodrop Tech, USA)을 이용하여 정량하여 10ng/ul로 희석하였으며 1.4% agarose 젤 전기영동으로 확인하였다. DNA 표지인자 개발을 위하여 Bulked segregant analysis(BSA) 방법을 응용하여 수행하였다. 두개의 Bulk 간 다형화 현상을 나타내는 primer를 선발 후 개체별로 다형화 밴드의 유무를 판단하여 저항성 유전자와 RAPD 표지인자와 연관거리를 검정하였다. 무사마귀병 저항성 유전자에 대한 marker 개발과 이를 통한 저항성 유전자 cloning을 위해 연구가 진행되어왔다. 무사마귀병 저항성 계통인 CR shinki를 이용하여 유전 분석을 실시하였으며 이를 통하여 저항성 유전자가 단인자우성인 것을 확인하였고 이의 분자마커를 개발하고 궁극적으로 관련 저항성 유전자를 확보하기 위하여 본 연구를 실시하였다. 이를 위하여 CR shinki와 94SK계통을 이용하여 유전집단을 작성하였으며 이를 이용하여 연관지도를 만들고, Genetic map을 이용하여 marker의 위치를 탐색하고 기존 작성되어진 지부계 배추 KBrH 및 KBrB BAC library와 무사마귀병 저항성 계통인 CR shinki CRBrB BAC library 및 연관지도, Arabidopsis의 염기서열을 바탕으로 작성된 contig를 기준으로 이미 확보되어 있는 fingerprinting 방법을 사용하여 물리지도를 작성하였다. Multicolor FISH, fiber-FISH 방법을 이용하여 배추 chromosome내 CRb의 실질적인 유전자좌를 탐색하였고, 완성된 contig 및 유전자와 좀 더 가까운 마커를 이용하여 cloning 및 염기서열 분석을 실행하여 무사마귀병 저항성 유전자 CRb에 좀 더 가까운 분자 마커를 개발하였다. 무름병균 유전자 분리 및 발병실험, 무름병균 병원성 인자 분리확인 및 무름병균 병원성 분해효소 균주선별, 무름병균 병원성 분해효소 유전자 cloning 및 발현패턴분석, 무름병균 병원성 인자 정밀분석, 무름병균 병원성 분해효소 유전자 식물 vector에 cloning 및 배추의 형질전환이다. 이밖에 배추의 효율적인 재분화와 형질전환기술 개발에 대해 연구했으며 현재의 배추과 작물에 대한 형질전환기술 현황과 최근에 대두되고 있는 배추의 무사마귀병과 무름병에 대한 국내외적 동향을 조사했다.

Abstract ▼

To shorten the breeding period and rapidly obtain clubroot resistant lines in Chinese cabbage, microspore culture to facilitate haploid breeding was studied. NLN medium was more effective than 1/2NLN as a basal medium for embryo production. Many embryos were induced from microspores cultured from Ma

To shorten the breeding period and rapidly obtain clubroot resistant lines in Chinese cabbage, microspore culture to facilitate haploid breeding was studied. NLN medium was more effective than 1/2NLN as a basal medium for embryo production. Many embryos were induced from microspores cultured from March to April. Treatment with low concentration of cytokinin such as BA (0.05mg·L$^{-1}$), kinetin (0.05mg·L$^{-1}$) or thidiazuron (0.001mg·L$^{-1}$), was more effective in inducing embryogenesis than treatment with combinations of BA and NAA. Varietal differences for embryogenic ability were observed. Among 37 accessions evaluated, 'Baicai 98-1' showed the highest rate of embryo induction at 168.6 embryos per Petri dish (1×10$^5$ microspores), while 'Lubai 3' was the lowest at 0.2 embryos per Petri dish (1×10$^5$ microspores). The one or two dominant genes control the inheritance of resistance in SSI-race 4 identified by Williams differential hosts, depending on the susceptible parent used. When the resistant parent, 'ECD04' or 'IT033820 was crossed with the susceptible parent 'ECD05', the F₂ generations segregated with a ratio of three resistant to one susceptible when crossed with the susceptible parent 'BP079', the F₂ generations segregation ratio was fifteen resistant to one susceptible. To identify inheritance of clubroot disease resistance gene in Chinese cabbage, seedling tests of BC₁P₁, BC₁P₂ and F₂ population derived from F₁ hybrid (var. CR Saerona) using single spore isolate (race 4) were conducted. Resistance and susceptible plants were segregated to 1:0 and 1:1 in backcross to resistant and susceptible parents, respectively. And F₂ population were segregated to 3:1 ratio. Single dominant gene showed dominance effects in the resistance to race 4 of P. brassicae in CR Saerona. To develop DNA marker linked to clubroot resistance gene, 185 plants of CR Saerona among F₂ populations were used. Total of 300 arbitrary decamer were applied to F₂ population using BSA-RAPD(Bulked segregant analysis-Randomly amplified polymorphic DNA). One RAPD marker linked to clubroot resistance gene in CR Saerona (OPJ$_{1100}$) was identified. This marker was 3.1cM distant from resistance gene in F₂ population. This marker may be useful for a marker-assisted selection(MAS) in the clubroot disease resistant Chinese cabbage breeding program. Clubroot disease, caused by Plasmodiophora brassicae Wor., is highly damaging for Chinese cabbage production. The CR(Clubroot resistant) Shinki DH(doubled haploid) line of Chinese cabbage carries a single dominant gene, CRb. Chinese cabbage DH line "CR Shinki" confers complete resistance to race 2, 4 and 8 of Plasmodiophora brassicae. To develop molecular markers linked to clubroot resistance (CR) gene, a linkage analysis using AFLP markers was performed in an F2 population derived from a cross between the· donor CR Shinki and the susceptible inbred line 94SK, which segregated into 1RR: 2Rr: 1rr (resistant/susceptible) ratio. A total of about 12,910 AFLP fragments generated in 237 Pst I/Mse I primer combination were screened. The result showed that five co-dominant AFLP markers and four AFLP markers linked in. coupling linked to the resistance gene CRb. A reliable conversion procedure allowed six closely linked AFLP markers to be successfully. converted into CAPS and SCAR markers. A genetic map around CRb covering a total distance of 6.75 cM was constructed using an F₂ population (143 plants). Using three nearest. surrounded markers, 16 recombinants were detected in a segregating F₃ population (486 individuals). Among them, 11 recombinants were between TCR09 and CRb and seven between CRb and TCR01, respectively. To physically map the locus, the CRb linked markers were used to probe the CR Shinki BAC library(CRBrB). Construction of a contig map around the locus was underway with the aid of KBrH and KBrB.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...3
• 요약문...5
• SUMMARY...11
• CONTENTS...15
• 목차...17
• 제 1 장 서론...19
• 제 1 절 연구개발의 목적 및 필요성...19
• 제 2 절 본 연구의 기대효과...24
• 제 2장 국내외 기술개발 현황...25
• 제 1 절 국외의 기술개발 현황...25
• 제 2 절 국내의 기술개발 현황...34
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과...37
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...136
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...140
• 제 6 장 참고문헌...143