[보고서]상추 유전자원 활용을 통한 유전체 정보기반 병저항성 및 품질관련 유용 유전자/분자표지 대량 동정과 육종적 적용

김태성

상추 유전자원 활용을 통한 유전체 정보기반 병저항성 및 품질관련 유용 유전자/분자표지 대량 동정과 육종적 적용
The integration of high end genomics approaches for lettuce (Lactuca sativa L.) improvements on the disease resistances and other agronomic qualities though GWAS based high throughput discoveries and systemic applications of useful alleles/molecular markers 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	한국방송통신대학교 Korea National Open University
연구책임자	김태성
참여연구자	장석우 , 김정화
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2018-02
과제시작연도	2017
주관부처	농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA)
등록번호	TRKO201800043652
과제고유번호	1395049080
사업명	차세대바이오그린21
DB 구축일자	2019-05-18
키워드	상추유전자원.분자육종기술.유용대립유전자 대량발굴.자원활용도 제고.재배안정성 개선.Lettuce.Molecular breeding technique.Allele mining.Germplasm utilization.cultivation stability.
DOI	https://doi.org/10.23000/TRKO201800043652

초록

본 연구 국내에서 효율적으로 이용되지 못했던 상추 유전체정보를 활용하여 현재 시설 상추 재배 생산성 향상에 시급히 요구되는 시들음병 저항성 등 품질관련 유용대립유전자 및 분자표지를 대량 발굴하여, 육종에 활용할 수 있게 하는 첨단 분자 육종 기술을 개발하는데 있음

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

Purpose&Contents
The main purpose of this proposal is to establish molecular breeding infrastructure in lettuce improvement program, which is not well exploited in related domestic industry .

Results
○ Establishment and field evaluation of lettuce allele mining set .
○ Optimization of GBS(Genotyping by sequencing) library construction and SNP calling.
○ Phylogenetic analysis of the allele mining set to infer their genetic relatedness.
○ Development of mass disease screening system for Fusarium wilt.
○ Construction of genetic population to dissect resistance gene for Fusarium wilt
○ Selection of resistant line against Fusarium wilt.

Expected Contribution
○ Direct Contribution to the future lettuce genetic/breeding research especially underlying Fusarium wilt resistance and other important agricultural traits.

(출처 : Summary 5p)

목차 Contents

표지 ... 1
제 출 문 ... 2
보고서 요약서 ... 3
국 문 요 약 문 ... 4
Summary ... 5
목차 ... 6
제 1 장 연구 개발 과제의 개요 ... 7
제1절 연구 개발 목적 ... 7
제2절 연구 개발의 필요성 ... 7
제3절 연구 개발 범위 ... 9
제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 12
제1절 국내 기술 수준 및 시장 현황 ... 12
제2절 국외 기술 수준 및 시장 현황 ... 12
제 3 장 연구 수행 내용 및 결과 ... 14
제1절 제1세부: 상추 유전자원 활용을 통한 유전체 정보기반 병저항성 및 품질관련 유용 유전자/분자표지 대량 동정과 육종적 적용 ... 14
제 4 장 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 51
제1절 : 목표대비 달성도 ... 51
제2절 : 정량적 성과(논문게재, 특허출원, 기타)를 기술 ... 51
제 5 장 연구 결과의 활용 계획 ... 53
제 6 장 연구 과정에서 수집한 해외 과학 기술 정보 ... 54
제 7 장 연구 개발 결과의 보안 등급 ... 54
제 8 장 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 55
제 9 장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 56
제 10 장 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 59
제 11 장 기타사항 ... 60
제 12 장 참고문헌 ... 61
끝페이지 ... 63

표/그림 (42)

표 상추 주요 생산국 순위 (단위, 백만톤(MT)) [관련 자료: UN Food & Agriculture Organization]
표 최근 15년간 상추의 재배면적(A) 및 생산량(B) [관련자료: 2014년 시설채소 온실현황 및 채소류 생산실적]
표 잎상추 가격의 월별 동향 [관련자료: 2014년 시설채소 온실현황 및 채소류 생산실적]
표 상추시설재배에 창궐된 시들음병 증상. [관련자료 (A):http://johab.nong21.co.kr/bh/bm05.html]
표 고온기에 발생빈도가 높은 조기 추대 현상 [관련자료:http://blog.daum.net/lettucekorea]
표 상추의 건강 기능성 요약 [관련자료:https://www.pinterest.com]
표 GBS 활용 연구분야 및 GBS가 적용된 주요 배수체 작물
표 Changes of average leaf dry weight of the lettuce grown in soils mixed with different rates of arsenopyrite gravel
표 노지 재배에서의 품종간 시들음병 병발생정도 차이. [관련자료: Scott et al (2010) Plant Pathology. 59, 139-146]
표 수원 호 매실동에 소재한 본 연구팀 실험포장에서 수행된 allele mining set에 대한 증식. a-b. 하우스 내 증식 전경. c-d. 포트 증식 전경
표 상추 allele mining set의 생육 시기별 평균 중량, 엽수, 엽수 당 중량 및 엽장/엽폭비 비교. **은 simple one-way ANOVA test에서 P<0.001 일 때 표시 됨
표 Allele mining set 개체 간 생육 시기별 유효 엽수 중량 비교. a. Allele mining set의 각 개체간 생육시기별 중량의 correlation test. b. Allele set의 생육 시기별(4주:검정실선, 5주:빨강점선) 유효 엽수 중량의 빈도분포 비교. c. Allele mining set 개체 간 1주간 중량 증가율 빈도 분포 비교
표 allele mining set에 대한 추대 소요일수 요약
표 allele mining set의 추대까지의 소요 적산온도
표 신규로 해독된 상추 Salina 품종(좌) 과 관련 상추 유전체의 pseudo-molecule 당 염기서열 길이정보 예시 (우)
표 본 연구에서 사용된 GBS(Genotyping by sequencing) system의 주요결과. a. GBS libray제작에 사용된 adaptor 개요. b. Adaptor ligation 후 각 ligate에 대한 일루미나 P5/P7 primer 기반 Amplicon의 전기영동 결과. c. pooling 된 P5/P7 Amplicon에 대한 Bio-analyzer 결과
표 No. of SNPs across Lettuce genome through GBS
표 GBS로 추출된 SNP기반으로 예측된 상추 genome의 평균 LD decay 및 각 chromosome 간의 SNP분포밀도
표 Chromosome 내의 각 LD block에 대한 SNP의 분포밀도
표 본 연구팀이 구축한 상추 유전체 DB. 이를 통해 gene structure와 function에 대한 정보를 쉽게 접근 가능함
표 UPGMA tree analysis to infer genetic relationship among various types
표 상추 유전체의 SSR repeat 당 밀도
표 본 연구팀이 보유한 타입 별 상추 유전자원
표 Fusarium Oxysporum f. sp. Lactucae 의 다른 온도 환경에서의 생장 차이. PDA 고형배지에서 접종 후 2일 후 사진
표 선풍을 대상으로 한 시들음병 균주 선정 및 접종농도 규명 결과 예시
표 본 연구팀의 시들음병 대량접종 시스템 개발에 대한 개요
표 시들음병 대량 접종을 통한 저항성 계통 선발에 대한 예시
표 Comparison of disease severity among representative lettuce germplasm
표 Distribution of disease severity (Fusarium wilt) among tested lettuce germplasm by types
표 Comparison of disease severity(Fusarium wilt) among tested lettuce germplasm by types
표 본 연구팀에서 상추 유전자원을 대상으로 수행한 추대조사와 개화조사의 방법 예시
표 USDA 상추 germplasm collection의 자원들의 고온기 추대소요 적산온도 분포
표 USDA germplasm collection에서의 추대까지 소요일수 분포
표 상추 USDA germplasm collection에서 선발된 고온기 추대에 강한 상추 유전자원 list
표 상추 USDA germplasm collection의 타입별 추대까지의 적산온도 분푸
표 상추 USDA germplasm collection의 타입 내 자원 간 추대 적산온도의 비교 예시
표 분 연구팀에서 수행된 allele mining set대상 상추 생산성 및 개화기 관련 GBS기반 GWAS 결과
표 본 연구팀이 육성 중인 F2집단 육성 모습
표 본 연구팀에서 선발된 우량 고세대 계통
표 본 연구팀에서 조사한 선발계통의 상추 수량 조사
표 본 연구팀에서 선발한 우량계통
표 Reys-Chin-Wo et al (2017)Nature Communication에서 보여 준 상추 유전체의 genome duplication정도

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