초록 ▼

IV. 연구개발결과
1. 신품종 생산판매 신고 및 품종보호출원

2. 병 저항성 및 유용형질 판별 분자표지 개발(10점)
가. 관행 접종방법과 병행하여 유용한 내병성 DNA marker 개발(7점)
(J3;근부위조병, Cf9; 잎곰팡이병, K; 갈색근부병, F3; 시들음병 레이스3, Ty-2 TYLCV, PM-Lv; 흰가루병, GLS; 반점병)
나. 유용형질 판별 분자표지 개발(3점)
(sp; self pruning, j ; jointless, 배축색)

3. 토마토 생체잎으로

IV. 연구개발결과
1. 신품종 생산판매 신고 및 품종보호출원

2. 병 저항성 및 유용형질 판별 분자표지 개발(10점)
가. 관행 접종방법과 병행하여 유용한 내병성 DNA marker 개발(7점)
(J3;근부위조병, Cf9; 잎곰팡이병, K; 갈색근부병, F3; 시들음병 레이스3, Ty-2 TYLCV, PM-Lv; 흰가루병, GLS; 반점병)
나. 유용형질 판별 분자표지 개발(3점)
(sp; self pruning, j ; jointless, 배축색)

3. 토마토 생체잎으로부터 동시에 대량으로 genomic DNA를 추출할 수 있는 시스템을 마련하였다. 96 well plate와 3mm stainless bead, 그리고 TissueLyser를 이용하여 1명의 연구자가 하루 8시간동안 16~24 plate를 처리할 수 있게 되었다. 고온건조와 동결건조한 토마토 잎에 대한 genomic DNA 추출, PCR 실험에서 생체잎과 동일한 실험결과를 얻어 분석 샘플의 원거리수송에 의한 마커분석지원이 가능한 시스템을 구성하였다. 샘플 분석단가를 낮추기 위하여 SNP 분석에 사용되는 PCR plate간 비교, probe 농도에 따른 SNP 결과 비교, PCR master mixture와 실험실에서 제조한 master mixture 간의 SNP 결과 비교, film에 따른 비교, passive reference인 "ROX“의 농도에 따른 SNP 결과 비교 등을 수행하여 SNP 분석을 위한 최저 단가를 구성하였다.

4. 1년차부터 5년차까지의 토마토 sample을 대상으로 lycopene, glutamate 및 a-glucosidase 저해 활성을 정량 분석하였다. Lycopene과 glutamate의 함량은 계절적 요인과 재배 요인에 의해 변화의 폭이 컸으나 같은 재배 조건의 경우 함량의 변이가 크게 나타나고 있다. 일부의 시료에 대해 혈당 강하에 관여하는 a-glucosidase 저해 활성을 측정하여 추후 혈당강하 기능을 갖는 기능성 토마토의 육성 가능성을 타진하였다. 그 결과 계통별로 a-glucosidase 저해 활성의 변이 폭이 커 일부의 계통은 기능성 토마토의 육성 가능성을 제시하고 있다. a-glucosidase 저해 활성을 갖는 토마토는 장내 소화효소인 a-glucosidase의 활성을 억제해 비만이나 당뇨에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. 열안정성과 pH안정성을 확인해 본 결과 80°C이상, pH 9 이상에서도 AGI가 변성되지 않는 것으로 나타났다. 본 연구에서 확보된 데이터는 토마토 육종의 기초 자료로 활용이 가능 할 것으로 판단된다.

(출처 : 요약문 7p)

Abstract ▼

O Tomato is one of the most important vegetables in the world. The estimated area of tomato cultivation is about 4.5 million ha and the major tomato growing countries are China (1.3 million ha) and India (0.54 million ha). In Korea, the value of the tomato seed market is estimated to be more than 17

O Tomato is one of the most important vegetables in the world. The estimated area of tomato cultivation is about 4.5 million ha and the major tomato growing countries are China (1.3 million ha) and India (0.54 million ha). In Korea, the value of the tomato seed market is estimated to be more than 17 billion dollars and Japanese and European seed companies accounted for more than 70 % of the domestic seed market. Thus, the development of new varieties for import substitution is urgently needed. Molecular markers have been used for identification of genes (QTLs) for agronomically important traits in tomato. Market-assisted breeding helps breeders accelerate the development of new varieties. Tomatoes are the major source of lycopene and contain other metabolites with health benefits. A diverse collection of tomato germplasm should be screened to develop a valuable variety with the high concentrations of key metabolites, which would potentially be used as a source for human consumption.
We registerd multi-disease resistant 6 varieties for domestic greenhouse culture, multi-disease resistant 2 varieties for india, indonesia open field culture and 1 variety for china, north africa of long shelf life cherry tomato in greenhouse. Especially, We registerd 4 varieties for plant variety protection in korea. Development of multi-disease varieties improve farm income and the import substitution effect can be expected.

O Recently, a breeding using only traditional breeding method is difficult to be performed in profitable crops. In addition, low genetic diversity of breeding sources limits development of new cultivars with novel traits. Meanwhile, DNA marker have been developed since 1980’s, and nowadays actively applied on commercial breeding. In multinational corporations, molecular breeding systems were constructed and combined with traditional breeding system, and these combined systems increased highly new cultivar development and yield production. These breeding systems helped by application of molecular markers have several benefits. The benefits are 1) breeding period shortening from 10 in 5 years, 2) running cost saving such as labor and facilities, 3) increasing cultivar combination numbers due to early selection of seedlings, 4) stable selection of quantitative characteristics using linked markers, 5) intragenerational developing of cultivars containing multi-traits.
In the beginning of this study, 5 resistant (Cf-9, K, J3, F3, PM-Lv) and 3 functional (SP, AH (Anthocyanin Hoffman), and J (Jointless)) molecular markers were necessary in tomato breeding program. Firstly, we selected these traits to develop molecular markers because resistant marker was so important for tomato yield production, and functional marker was too. Secondly, to develop molecular markers linked to the 8 traits, all plant materials were supported by tomato breeding team in Nongwoobio Co. Ltd. Finally, the developed molecular markers are 7 resistant (J3, Cf9, K, F3, Ty-2(TYLCV), PM-Lv, GLS) and 3 functional (SP, AH (Anthocyanin Hoffman), J (Jointless)) markers. The developed markers have been used actively in tomato breeding program in Nongwoobio Co. Ltd. These applications will be increasingly used to use the breeding program.

〇 Molecular markers linked to disease resistance are important tool in tomato breeding for reducing time needed to make lines homozygous. Most global tomato breeding companies uses DNA markers for their breeding programs, therefore, a high-throughput DNA marker analysis system is need to us to make competitive tomato FI hybrids in the markert. Generally, we can proceed two generations in a year for tomato breeding, spring and fall. The time of a nursery to soil is about 7 to 10 days. In this period, we have to finish genotyping of tomato breeding materials about fifty thousands of samples. In addition, life cycles of most vegetable crops are the same with each other, then the time for marker analysis is overlapped among the crops. It’s the reason why we need a high-throughput DNA marker analysis system. We changed the DNA marker system, CAPS to SNP and set up the SNP analysis platform reducing a cost per sample. Additionally high-throughput genomic DNA extraction protocol was also developed in this project. For the five years of this project, we analysed two hundreds twenty-four thousands of samples for tomato breeding project. Eight tomato CAPS markers which were used high frequently in tomato breeding, for example, Tm-2a and Ty-1, were converted to SNPs. The SNP system resulted in time saving of 50% compare to CAPS system and the cost per sample for SNP analysis was down to a half of recommended commercial master mixture.

(출처 : SUMMARY 11p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 11
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 14
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 15
• 제1절 연구개발의 필요성 및 배경 ... 15
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• 제1절 연구개발대상 기술의 국내·외 현황 ... 21
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 25
• 제1절 토마토 복합내병성 품종 개발 ... 25
• 1. 토마토 유전자원 도입 ... 25
• 2. 계통특성 검정 및 F1 조합 선발 ... 26
• 3. 생산력 검정 ... 80
• 4. 농가 적응성 시험 및 신품종 출원 ... 82
• 제2절 토마토 신품종 육성을 위한 분자표지 개발 ... 101
• 1. 내병성 분자표지 개발 ... 101
• 2. 기능성 분자표지 개발 ... 120
• 제3절 SNP 마커 시스템을 이용한 토마토 품종육성 재료의 대량인자 분석 ... 129
• 1. 실험 방법 ... 129
• 2. 실험 결과 ... 130
• 제4절 고기능성 토마토 품종 육성을 위한 토마토계통의 평가 ... 145
• 1. 실험방법 ... 145
• 2. 실험결과 ... 150
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 204
• 제1절 목표달성도 ... 204
• 제2절 관련분야의 기여도 ... 208
• 제5장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 210
• 제1절 연구개발 성과 및 활용 계획 ... 210
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 212
• 제7장 참고문헌 ... 215
• 끝페이지 ... 216