초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
1. 제1세부연구과제 : 야생콩 유전자원의 분자유전학적 다양성 평가와 유용형질 발굴
영남대에서 이미 보유하고 있던 계통 및 새로 수집한 야생콩 1,565계통을 대상으로 기본적인 종실특성 조사를 하였고 400계통의 순계분리를 완료하였다. Vigna spp.도 국외에서 도입 및 국내 수집을 통하여 574점의 유전자원을 확보하였다. 야생콩 222계통의 oligosaccharide 함량과 249계통의 isoflavone 함량 및 SDS-PAGE를 이용한 1,044계통의 단백질 pattern을 분석하였고 95계

Ⅳ. 연구개발결과
1. 제1세부연구과제 : 야생콩 유전자원의 분자유전학적 다양성 평가와 유용형질 발굴
영남대에서 이미 보유하고 있던 계통 및 새로 수집한 야생콩 1,565계통을 대상으로 기본적인 종실특성 조사를 하였고 400계통의 순계분리를 완료하였다. Vigna spp.도 국외에서 도입 및 국내 수집을 통하여 574점의 유전자원을 확보하였다. 야생콩 222계통의 oligosaccharide 함량과 249계통의 isoflavone 함량 및 SDS-PAGE를 이용한 1,044계통의 단백질 pattern을 분석하였고 95계통의 종피 특성을 조사하여 hard seed 특성이 없는 계통을 발굴하였고 SSR marker를 이용하여 500계통의 유전적 다양성을 분석하였으며, 추후 활용 가치가 높은 유망자원을 제시하였다. 평가가 완료된 야생콩 계통들은 국립농업유전자원센터에 저장 의뢰하였다.
2. 보리 유전자원의 분자유전학적 다양성 평가와 유용형질 탐색
외국으로부터 야생보리 유전자원 100계통을 도입하여 형태적 특성을 조사하고 발아기·유묘기 내염성을 검정한 결과 우수한 유전자원(WBDC21, WBDC23, WBDC31, WBDC4, WBDC61)을 선발하였으며 종실 내 β-glucan 함량을 분석한 결과 1.97~10.05%의 범위에 평균 6.3%로 나타났다. RAPD분석을 이용하여 야생보리 60계통의 유연관계를 분석하여 4개군으로 구분하였으며 (야생보리 x 재배종보리) 교잡집단에서 12개 양적형질에 대한 16개의 새로운 QTLs를 확인하였다. 일본 오까야마대학에서 역도입한 우리나라 재래종보리 368계통의 농업적 형질을 조사하였고 4점의 재래종 보리를 사료용 육성소재로 선발하였으며 300계통의 주요 작물학적 특성과 영상자료를 만든 뒤 자료집 출간하였다.
3. 제2협동연구과제 : 프로테오믹스를 이용한 밭작물 유용형질 탐색 및 밀 합성 유용 변이체 개발
국제밀옥수수연구소로부터 합성품종 500점을 도입하였으며 국내외 연구기관으로부터 분양 받은 야생밀 유전자원 212계통의 농업형질을 평가하고 합성품종 개발을 위해 (청계밀 x PI613281) 등 63조합의 인공교배 및 세대촉진을 실시하였다. 야생종 2배체 밀과 듀럼밀의 AA, BB, DD, AABB게놈으로부터 총 146개의 단백질이 동정되었는데 에너지 및 물질대사에 관련 단백질(16%)과 종자 저장단백질(21%)이 가장 많았다. 야생종 2배체 밀은 게놈 조성과 유전자 차이에 따라 발현되는 단백질이 달랐으며, MALDI-TOF/MS 및 LCQ-MS를 이용하여 동정한 결과 각각 총 213개, 총 1,569개의 단백질이 동정되었는데, AA 게놈에서는 밀 품질, BB 게놈에서는 스트레스와 재해저항성, DD 게놈에서는 에너지 관련 단백질이 많이 동정되었다. 붉은색, 녹색, 흰색, 검은색 계통의 밀 중 검은색 계통의 rutin 함량이 가장 높았으며, 재배종밀 자원을 이용해 스트레스 관련 유전자를 탐색하기 위하여 단백질 해석을 하였는데 abiotic stress 관련 단백질은 345개, biotic stress 관련 단백질은 185개를 동정하였다.
4. 제3협동연구과제 : 잡곡 재래종 유전자원 특성평가 및 자원화 연구
잡곡류 26계통을 국내외로부터 수집하였으며 재래종 조 368, 기장 348, 수수 560, 팥 280, 녹두 443계통에 대한 작물학적 특성을 조사하였다. 조와 기장은 식물체의 영상자료도 구축하였는데 이를 바탕으로 재래종 조 유전자원 특성집과 재래종 기장 유전자원 특성집을 발간하였다. 조, 기장, 수수의 안토시아닌, 페놀, 항상화능 등을 분석하여 작물 종류 및 계통간 비교하였는데 수수의 평균치가가장 높았다. . RAPD 표지인자에 의한 조 136, 기장 137계통의 유전적 다양성과 유연관계를 분석하였으며 동일하게 조 365, 기장 345, 수수 178계통을 분석하여 핵심집단을 작성하였다.
5. 제4협동연구과제 : 야생콩과 보리 유전자원의 농업적 특성평가
영남대학교, 국립농업유전자원센터, 미국농무성, 북해도대학으로부터 총 1,639 야생콩 계통의 유전자원을 분양받아 pure line 재배를 하면서 특성조사를 실시하였다. NIR을 이용하여 분석한 결과 종실 단백질과 지방 함량 평균이 각각 45.2 및 8.0%였다. 유전학적 다양성을 21개 SSR 마커를 이용하여 분석하였고 모집단의 모든 대립인자를 가지는 439개로 구성된 핵심집단을 작성하였다. 특성평가가 완료된 야생콩 유전자원 709점 및 야생콩 DNA 1,272점을 국립농업유전자원센터에 저장하였다. 국내외 연구협력기관으로부터 분양받은 야생보리 494점의 유전자원에 대해 농업형질 특성조사를 실시하였으며 SSR 마커를 이용하여 모집단을 대표할 모든 대립인자를 함유하는 435개로 이루어진 핵심집단을 작성하였다. ICARDA에서 도입된 야생보리 유전자원 349점의 영상자료를 구축하였으며 이들도 국립농업유전자원센터 입고하였다.

Abstract ▼

Ⅳ. Results
1. Evaluation of genetic diversity and screening for useful trails in wild soybean
Seed traits of 1,565 wild soybean lines including conserved stocks in Yeungnam University and new collection in Korea were evaluated and 400 pure lines from them were obtained by single seed culture.

Ⅳ. Results
1. Evaluation of genetic diversity and screening for useful trails in wild soybean
Seed traits of 1,565 wild soybean lines including conserved stocks in Yeungnam University and new collection in Korea were evaluated and 400 pure lines from them were obtained by single seed culture. And 574 Vigna spp. were also obtained from foreign countries and new collection in Korea. Oligosaccharide and isoflavone contents of 222 and 249 wild soybean lines were analyzed respectively. Protein band patterns of 1,044 lines were analyzed using SDS-PAGE, and also hardseedness lines were selected fron 95 wild soybean lines using anatomical observation of seed coat and water absorption process. Genetic diversity of 500 lines were also analyzed and finally useful lines for further study and resources were selected. Seed lots of wild soybean lines finished the evaluation were sent to NAC for the conservation.
2. Evaluation of genetic diversity and screening for useful traits in wild and landrace barley
One hundred wild barley accessions were collected from other countries and major agronomic traits were evaluated. Germination and growth parameters of young seedlings under salinity stress were screened and resistant wild barley accessions(WBDC21, WBDC23, WBDC31, WBDC4, WBDC61) were selected. Total β-glucan content of wild barley accessions ranged from 1.97% to 10.05% with a mean of 6.30%. Genetic diversity were evaluated for 60 accessions by RAPD fragments, and classified into 4 groups. Furthermore, chromosomal locations of the quantitative trait loci (QTLs) associated with 12 traits were mapped using a Harrington/OUH602 BC2F8 population, and 16 new QTLs were identified. Diversity of 21 major agronomic and morphological traits was investigated for 386 accessions of Korean landrace barley which were back-introduced from Okayama University, Japan, and 4 lines were selected for the breeding materials of feed crop. And photographic images of whole plant, spike, and seed were taken for the Korean landrace barley. Finally, a source book on the morphological and agronomic characteristics of Korean native barley was published.
3. Investigation of useful traits using protemics and development of synthetic variants in field crops
Five hundreds synthetic varieties of wheat were introduced from CIMMYT, 212 wild wheat lines obtained from domestic and foreign organizations were evaluated for agronomic traits, and 63 combinations for the breeding of synthetic varieties including (Chunggaemil x PI613281) were artificially crossed and generations were advanced in greenhouse. Large-scale proteomic analysis of diploid wild wheat and durum wheat with AA, BB, DD, and AABB genome were conducted and 146 proteins were identified, and proteins related to energy and metabolic process(16%) and storage proteins(21%) were comparatively abundant. Expressed proteins from diploid wild wheat species were different according to the genomes, 213 and 1,568 proteins were identified from the analysis using matrix assisted laser desorption/ionization-time of flight (MALDI-TOF-MS) and LCQ-MS respectively. Wheat quality related proteins from AA, stress and pest resistance related ones from BB, energy related ones from DD genome were abundantly identified respectively. Black wheat showed higher rutin content in seeds rather then red, white, and green ones. Wheat varieties were analyzed to search the stress related proteins using MALDI-TOF/MS, and 345 abiotic and 185 biotic stress related proteins were identified.
4. Screening of useful traits and industrialization of native minor cereals
Total 26 accessions of minor cereal accession were collected from foreign country and in Korea, and 368 foxtail millet, 348 common millet, 560 sorghum, 280 azuki bean, 443 mung bean lines were evaluated for the agronomic traits. Photographic images of whole plant, spike, and seed were taken for the Korean native millets, and source books on the morphological and agronomic characteristics of Korean native foxtail and common millet were published.
Anthocyanin and phenol contents, and antioxidant activity(DPPH) were analyzed to compare the differences and characteristics among species and lines, and sorghum showed the highest in all those contents. Genetic diversity and relationship among 136 foxtail millet and 137 common millet lines were analyzed using RAPD marker, and core populations were sorted from 365 foxtail millet and 345 common millet and 178 sorghum lines.
5. Evaluation of agronomic traits in wild soybean and barley germplasms
A total of 1,639 wild soybean germplasms from Korea, Japan, and USDA and agronomic characteristics were evaluated culturing pure line. Average crude protein and oil contents obtained by NIRs were 45.2% and 8.0%, respectively. The genetic diversity of the germplasm was analyzed with 21 SSR markers, and 439 germplam was selected as a wild soybean core collection that contain all allele types of entire population. Seed lots of 709 wild soybean lines and DNA of 1,272 lines were sent to NAC for the conservation. A total 494 wild barley line obtained from foreign and domestic organizations were evaluated for agronomic traits, and 435 germplam was selected as a wild barley core collection that contain all allele types of entire population. And photographic images of whole plant, spike, and seed were taken for the 349 wild barley lines introduced from ICARDA and these seed lots were also sent to NAC.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 12
• 목 차 ... 13
• 제 1 장 서 론 ... 14
• 1절 연구개발 대상 기술의 경제적 • 산업적 중요성 및 연구개발의 필요성 ... 14
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 16
• 1절 국내 연구 현황 ... 16
• 2절 국외 연구 현황 ... 17
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 20
• 1절 야생콩 유전자원의 분자유적학적 다양성 평가와 유용형질발굴 ... 20
• 2절 보리 유전자원의 분자유전학적 다양성 평가와 유용형질 탐색 ... 60
• 3절 프로테오믹스를 이용한 밭작물 유용 형질 탐색 및 밀 합성 유용 변이체 개발 ... 83
• 4절 : 잡곡 재래종 유전자원 특성평가 및 자원화 연구 ... 99
• 5절. 야생콩과 보리 유전자원의 농업적 특성평가 ... 111
• 제 4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 132
• 1절 : 목표대비 대외달성도 ... 132
• 2절 : 정량적 성과(논문게재, 특허출원, 기타)를 기술 ... 133
• 3절 : 기 타(유용유전자, 기능성물질, 형질전환체, 품종, 물질 등 실적) ... 141
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 143
• 1절 연구개발결과의 활용방안 ... 143
• 제 6 장 참고문헌 ... 144
• 끝페이지 ... 155