초록 ▼

1. 배나무 주요 형질 연관 분자표자 개발
동양배 과실의 유용 형질에 연관된 분자표지를 개발하기 위해 1991년 원예연구소에서 재배종 '신고' 품종과 우리나라 재래종인 '수향리를 이용하여 환경적응성과 재해 저항성 품종 육성을 목표로 종간교배한 350계통 중에서 결실되는 150계통을 대상으로 특성을 조사하였다. 목표 과실형질은 5등급으로 나누어 각 계통의 특성을 분석하였다.
Bulked segregant analysis (BSA)를 통한 분자표지 개발을 하기 위해 각 형질의 특성이 현저히 구분되는 개체들을 그룹화 하여 각

1. 배나무 주요 형질 연관 분자표자 개발
동양배 과실의 유용 형질에 연관된 분자표지를 개발하기 위해 1991년 원예연구소에서 재배종 '신고' 품종과 우리나라 재래종인 '수향리를 이용하여 환경적응성과 재해 저항성 품종 육성을 목표로 종간교배한 350계통 중에서 결실되는 150계통을 대상으로 특성을 조사하였다. 목표 과실형질은 5등급으로 나누어 각 계통의 특성을 분석하였다.
Bulked segregant analysis (BSA)를 통한 분자표지 개발을 하기 위해 각 형질의 특성이 현저히 구분되는 개체들을 그룹화 하여 각 계통으로 부터 얻은 genomic DNA를 섞어 분자표지를 이용한 분석에 이용할 수 있도록 DNA bulk를 만들어 이용하였다. 분자표지의 탐색 및 분석은 RAPD, SSR 및 AFLP 표지들을 이용하였는데 전체 계통에 대한 분석전에 양친과 DNA bulk틀 이용하여 다형성이 존재하고 재현성이 뛰어난 primer들만 1차 선발하였다. 1차 선발된 primer들은 양친과 DNA bulk 의 각 개체들을 대상으로 주요 목표형질과의 연관 정도를 분석하였다.
선발된 분자표지는 추출하여 cloning한 후 그 염기서열 확인하고 원래의 primer가 가지고 있던 염기서열 정보나 제한효소에 의한 절단위치에 관한 정보가 일치할 경우 SCAR 등 범용표지로 개발하여 계통별로 다형성을 검정한 후 최종적으로 동양배 육종에 이용할 수 있도록 하였다.
2. 배나무 유전자 연관 지도 작성
장미과 과수의 genome연구에 기초 정보 제공을 위해 우리나라 재래배를 교배친으로 사용한 조합을 이용하여 유전자 연관 지도 작성을 수행하였다. 유전자 지도를 통해 얻을 수 있는 정보들은 목표 유전자 자체에 대한 자세한 정보없이도 유용한 유전자를 cloning할 수 있는 과수류의 map based cloning에 이용될 수 있을 것이다.
동양배 재배종인 신고 (P. pyr？folia) 와 우리나라 재래종인 수향리 (P. ussuriensis) 의 유전자 연관 지도는 double pseudo- testcross mapping 전략에 따라 RAPD, AFLP, SSR 분자 표지를 사용하여 작성하였다. 신고는 우리나라 최대 재배면적을 보이는 품종으로 고품질의 과실 특성을 가지고 있고 수향리는 다양한 병충해 저항성이나 환경적 응성을 보유하고 따라서 이 두 품종의 $F_{1}$ 집단을 사용하여 연관 지도를 작성한다면 다양한 질적, 양적 형질의 분자유전학적 분석을 통해 관섬있는 유전자에 대한 정밀한 분석이 가능하고 특정 목표 형질에 가깝게 연관된 분자표지가 개발되면 marker-assisted selection(MAS) 의 적용으로 과수 품종육성의 효율 증진에도 크게 기여할 수 있을 것이다.
3. 고추에서 세포질·유전자적 웅성불임성 (CGMS)의 효율적인 이용을 위한 분자표지 개발
고추 육종애 있어서 없어서는 안 될 중요한 특성에 연관된 분자표지를 개발하여 고추 육종의 국제 경쟁력을 높이려는 목적으로 본 연구를 수행하였다. 특히 고추 육종에 있어서 세포질 웅성불임성 (CMS) 의 이용은 $F_{1}$ 채종 경 비를 줄이는데 결정적인 역할을 하고 있으나 현재 이는 고추 내에서 제한적으로 이용되고 있다. 그 이유는 세포질 웅성불임성이 불완전하게 발현되고 불완전하고 회복되기 때문인데 이에 관여하는 유전자가 최근 보고 되고 있어서 그에 연관된 분자표지를 개발하려고 하였다.
고추에 있어서 세포질 웅성불임성의 회복이 완전하게 일어나는 개체(S, Rf/Rf, $St^{2}$/$St^{2}$)와 불완전하게 회복되는 개체(S, Rf/Rf, $St^{u}$/$St^{u}$) 사이에서 유래한 $BC_{3}F_{2}$ 분리 집단을 이용하여 $St^{2}$ 혹은 $St^{u}$ 대립유전자에 연관된 분자표지를 개발하려 하였고, AFLP 방법과 BSA 방법을 동시에 이용ㅇ하여 다형성 밴드(polyrnorphism)를 찾으려고 하였다. 그리고 찾아진 AFLP 분자표지는 실제 MAS에 적합한 STS 분자표지로 전환하려고 하였다.
4. 고추의 Pepper Mottle Virus (PepMoV) 에 대한 저항성 유전자 분자표지 개발 및 지도 작성
고추 PepMoV 저항성 연관 분자표지 개발을 통하여 국내 상용 고추의 육종 경쟁력 증진하고 분자육종과 PepMoV 저항성 유전자 클로닝을 위한 기초 자료 제공을 목표로 본 연구를 수행하였다.
고추에 존재하는 potyvirus의 일종인 PepMoV에 대한 저항성은 일반적으로 양적유전형질(QTL)의 양식을 취하고 있다.
이러한 고추 PepMoV에 대한 저항성과 연관된 quantitative resistance loC？(QRSs)을 밝히기 위해 저항성인 'CM334'와 감수성인 '칠성초' 사이의 종내 교잡을 통한 100개체의 F1 집단을 이용하여 일차적인 유전자 지도 작성을 시도하였다. PepMoV저항성 연관 QRLs을 밝히기 위한 유전자 지도는 AFLP 표지를 이용하여 포화도를 높이고자하였다.
5. 고추 표준 유전자지 도 작생
고추의 통합유전자지도를 작성하고자 유전자 연관 지도 작성용 교배조합을 육성하고 분자표지 시스템을 확립하기 위해 국제 컴소시엄으로부터 정보를 수집하고 본 과제에서 사용하고 있는 조합에 응용하고자 하였다. 한편 국제적인 흐름을 따라잡기 위하여 국내의 주요 재료를 이용하여 유전자지도를 작성하고 국제 표준지도에 우려의 지도를 삽입하여 그들의 연구자료를 공동 활용하며, 복합내병성 품종육성 등의 기초 자료로 이용할 수 있는 표준유전자지도의 작성을 수행하였다.

Abstract ▼

1. Development of Molecular Markers Linked to Valuable Characters In Asian Pear (Pyrus spp.)
To development of molecular markers linked to valuable fruit characters in Asian pear, we used the interspecific hybrid population was made between 'Niitaka' and 'Suhyangri' at the National Horticultural

1. Development of Molecular Markers Linked to Valuable Characters In Asian Pear (Pyrus spp.)
To development of molecular markers linked to valuable fruit characters in Asian pear, we used the interspecific hybrid population was made between 'Niitaka' and 'Suhyangri' at the National Horticultural Research Institute, Suwon, Korea in 1991 to develop well-adapted pears for the domestic environmental condition. Out of total 350 seedlings, 135 fruiting trees from the cross were chose and characterized. Their fruit characteristics were scored and graded.
DNA bulks were prepared for bulked segregant analysis (BSA) with an equal amount of genomic DNA from the individuals those were pooled among the hybrid pear population had respective phenotypes in each characteristic. Any RAPD, SSR, and AFLP primers detecting a same polymorphism between the parents and between the both bulks were preliminarily selected and then tested again on the individual DNA samples.
Selected molecular markers were excised and purified to cloning and sequence analaysis. The analyzed markers were designed as sequence based markers to use for practical use in pear breeding.
2. Construction of Genetic Linkage Map for Pear Trees (Pyrus spp.)
Construction of genetic linkage map for Korean native pear trees are fundamental and organizational tools for genomic research. Linkage maps facilitate the genomic localization of genes responsible for monogenic and polygenic traits, and the cloning of genes whose products are initially unknown.
Genetic linkage maps for Asian pear of P. pyrifolia 'Niitaka' and P. ussuriensis 'Suhyangri' were reported according to the double pseudo-testcross mapping strategy using RAPD, AFLP, and SSR markers. The F1 population, derived from the crossing 'Niitaka' with excellent fruit quality and 'Suhyangri' with desirable growth habit and pathogenic resistance, was used for the genetic studies. The resulting genetic linkage maps might provide information for the investigation of individual genomic segments underlying qualitative as well as quantitative variations and enhance efficiency of selective breeding through marker-assisted selection (MAS).
3. Development of Molecular Markers for Efficient Use of Cytoplasmic-Genic Male Sterility in Chili Pepper (Capsicum annuum L.)
Cytoplasmic-genic male sterility (CGMS) system is an economically important method for Fl seed production. However, in chili pepper (Capsicum annuum L.) the CGMS system has not been used for several groups such as Chinese group and sweet bell-typed group. It is the reason that maintainer lines cannot stably maintain cytoplasmic male sterility and restorer lines cannot fully restore male fertility. The 'St locus' was reported to be responsible for this phenomenon. Therefore, we will develop molecular markers lined to St locus for the marker-assisted selection (MAS) and increase international competitiveness in pepper breeding.
To develop molecular markers linked to St locus, we used the segregating populations ($BC_{3}F_{2}$) that were obtained by crossing a homozygous stable fertile plant (S, Rf/Rf, $St^{2}$/$St^{2}$) with a homozygous unstable fertile plant (S, Rf/Rf, $St^{u}$/$St^{u}$) as a donor parent and a recurrent parent, respectively. St-linked markers were found through AFLP and BSA methods and changed into STS marker for MAS.
4. Development of Pepper Molecular Markers and Linkage Map of Resistance Gene against Pepper Mottle Virus
For the enhancement of competitive power in the part of commercial pepper breeding, the development of molecular markers linked to pepper mottle virus (PepMoV) resistance is essential in Korea. The resistance in chili pepper plants in to pepMoV, a member of potyvirus genus is mainly controlled in quantitative manner.
To identify the quantitative resistance loci (QRLs) of PepMoV in chili pepper, a mapping population of 100 $F_{2}$ individuals from the cross of Capsicum annuum 'CM334' (resistant) and C. annuum 'Chilsungcho' (susceptible) was bred and subjected to artificial fragment length polymorphism (AFLP) analysis for intraspecific molecular map.
5. Construction of Integrated Linkage Map of Pepper(Capsicum spp.)
To construct the integrated molecular genetic map in hot pepper, we bred the mapping population, collected and evaluated the developed DNA marker systems. We also tried to make the first Korean standard map with our mapping populations using consensus DNA marker systems.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 최종보고서 ...3
• 요약문 ...5
• SUMMARY ...11
• CONTENTS ...17
• 목차 ...18
• 제 1 장 서 론 ...19
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ...24
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ...30
• 제 1 절 배나무 주요 형질 연관 분자표지 개발 ...30
• 제 2 절 배나무 유전자 연관 지도 작성 ...42
• 제 3 절 고추에서 세포질.유전자적 웅성불임성 (CGMS) 의 효율적인 이용을 위한 분자표지 개발 ...53
• 제 4 절 고추의 Pepper Mottle V？rus 에 대한 저항성 유전자 분자표지 개발 및 지도 작성 ...66
• 제 5절 고추 표준 유전자지도 작성 ...72
• 제 4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ...92
• 제 5장 연구개발결과의 활용계획 ...94
• 제 6장 참고문헌 ...96