초록 ▼

① 쓴메밀 표준 유전체 초안 작성: 쓴메밀 해독용 순계 작성 (순계 5계통 육성, 5-1 계통 해독), 쓴메밀 유전체 해독 결과 (Scaffold : 2,566, length : 527Mb, N50 : 887Kb), 쓴메밀 유전체 해독률 및 정확도(K-mer 값 기준(624Mb) : 84.4% flowcytometry 기준(534Mb) : 98.6%, BAC clone 비교 정확도 : 99% 이상), 유전자 수 및 repeat 비율(유전자 수: 43,771개 Total repeat : 52%, protein-coding gene m

① 쓴메밀 표준 유전체 초안 작성: 쓴메밀 해독용 순계 작성 (순계 5계통 육성, 5-1 계통 해독), 쓴메밀 유전체 해독 결과 (Scaffold : 2,566, length : 527Mb, N50 : 887Kb), 쓴메밀 유전체 해독률 및 정확도(K-mer 값 기준(624Mb) : 84.4% flowcytometry 기준(534Mb) : 98.6%, BAC clone 비교 정확도 : 99% 이상), 유전자 수 및 repeat 비율(유전자 수: 43,771개 Total repeat : 52%, protein-coding gene models : 19.33%), BUSCO 분석(Single-copy : 63.4%, duplicated : 10%, Fragmented : 10.3, Missing : 16.3%), 분자계통학적 분류 분석(아마란스, 사탕무, 퀴노아 등으로부터 분화 후 한번의 whole genome duplication 겪었음) 쓴메밀과 일반메밀의 유전자수 비교(쓴메밀 특이 : 9,134, 일반메밀 특이 : 7,460, 공통 : 16,314) ② 쓴메밀 루틴 생합성 기작 해석 및 핵심 유전자 탐색: 루틴 생합성 유전자(fls1) 탐색(쓴메밀 3개, 일반메밀 1개), 식물체 부위별 루틴 함량분석(꽃>잎>줄기>뿌리), 식물체 부위별 RNA sequencing(생합성 기작 구명 및 발현구명) ➂ 분자표지 기반의 분자육종플랫폼 개발: 핵심유전자원 집단 구축, 쓴메밀 유전자원 루틴 함량 분석, 분자육종플랫폼 구축용 indel 탐색, 탐색된 indel 정확도 평가(50개), 쓴메밀 유전자원 식별관리 시스템 개발 ④ 쓴메밀 표준유전체 해독 인프라 구축: 쓴메밀 핵형 분석, 쓴메밀 BAC Library 제작 ④ 쓴메밀 유전체 해독 고루틴 고수율 계통 선발: 보통메밀 생태형별 표준집단 구축, 쓴메밀 주요형질별 표준품종 구축, 계통간 교배를 통한 형질분석

(출처 : 보고서 요약서 4p)

Abstract ▼

Purpose&Contents
Tartary buckwheat (Fagopyrum tataricum) is characterized by an extremely high content of rutin, a flavonoid known for antioxidant and other activities beneficial for human health. The seeds contain a hundreds-fold higher concentration of rutin compared to common buckwheat (F. esc

Purpose&Contents
Tartary buckwheat (Fagopyrum tataricum) is characterized by an extremely high content of rutin, a flavonoid known for antioxidant and other activities beneficial for human health. The seeds contain a hundreds-fold higher concentration of rutin compared to common buckwheat (F. esculentum). Comparative analyses for these two cultivated buckwheat species would reveal the genomic basis for the accumulation of rutin and adaptation to nutrient-poor soils in high altitude regions found in tartary buckwheat.

Results
A draft genome assembly of a high-rutin tartary buckwheat cultivar (Fagopyrum tataricum cv. Daegwan), which included 43,771 protein-coding gene models captured in 526.94 million base-pairs (Mbps) was unveiled. The diploid genome showed a signature of a single whole genome duplication dated before its divergence from common buckwheat (F. esculentum) and after the divergence from Amaranthaceae family crop species. Comparative analyses identified an enrichment of transcription factors among Fagopyrum-specific gene families. The genome of tartary buckwheat included higher copy numbers of gene loci encoding enzymes synthesizing precursors of rutin than those of common buckwheat and other Amaranthaceae family crops. Notably, we identified an inverted tandem duplication of gene loci encoding paralogs of flavonol synthase 1 (FtFLS1) that showed flower-specific expression patterns in the tartary buckwheat. The inverted tandem duplication was also present in the co-linear region in the genome of grape, another species known for high flavonol content, but absent in genomes of common buckwheat and other Amaranthaceae crops. The genomes uniquely expanded in tartary and common buckwheat included additional copies of enzymes representing metabolisms specialized in each species. The tartary buckwheat genome expanded gene families encoding nitrate and phosphate transporters as well as enzymes synthesizing phenylpropanoid and terpenoids, indicating an adaptive strategy employing defensive molecules in a nutrient-poor habitat.

Expected Contribution
A draft genome of tartary buckwheat and the comparative analyses provide valuable resources for studying genomic basis of adaptive evolution and high rutin content as well as the pan-genomes of both tartary buckwheat and the genus Fagopyrum.

(출처 : Summary 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 4
• 국 문 요 약 문 ... 5
• Summary ... 6
• 목차 ... 7
• 제 1 장 연구 개발 과제의 개요 ... 8
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 제 3 장 연구 수행 내용 및 결과 ... 10
• 제 1세부과제 : 메밀 유전체 해독소재 개발 및 집단 작성 ... 10
• 제 2세부과제 : 메밀 유전체구조 해독 및 고밀도 유전자지도 작성 ... 23
• 제 1협동과제 : 메밀 유전체 정보 분석 및 고밀도 유전지도 작성 지원 ... 59
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 91
• 제 5 장 연구 결과의 활용 계획 ... 92
• 제 6 장 연구 과정에서 수집한 해외 과학 기술 정보 ... 93
• 제 7 장 연구 개발 결과의 보안 등급 ... 94
• 제 8 장 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 95
• 제 9 장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 96
• 제 10 장 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 97
• 제 11 장 기타사항 ... 98
• 제 12 장 참고문헌 ... 99
• 끝페이지 ... 102