초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
◦ 참깨 국내 대표품종 및 야생근연종 유전체 해독
◦ 참깨 유전형 및 표현형 정보 컨텐츠 생성
◦ 내탈립 유전지도 작성 및 마커 발굴

○ 전체 내용
◦ 참깨(재배종, 야생종) 유전체 시퀀싱, 조립 및 annotation
◦ 참깨 집단 유전체 시퀀싱 및 변이 분석
◦ 전사체 분석 및 유용유전자 발굴
◦ 재배종-야생종 또는 참깨-타유지작물 유전체 비교
◦ 참깨 유전체 및 전사체 정보 컨텐츠 작성
◦ 참깨 유전체 해독소재 확보

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
◦ 참깨 국내 대표품종 및 야생근연종 유전체 해독
◦ 참깨 유전형 및 표현형 정보 컨텐츠 생성
◦ 내탈립 유전지도 작성 및 마커 발굴

○ 전체 내용
◦ 참깨(재배종, 야생종) 유전체 시퀀싱, 조립 및 annotation
◦ 참깨 집단 유전체 시퀀싱 및 변이 분석
◦ 전사체 분석 및 유용유전자 발굴
◦ 재배종-야생종 또는 참깨-타유지작물 유전체 비교
◦ 참깨 유전체 및 전사체 정보 컨텐츠 작성
◦ 참깨 유전체 해독소재 확보
◦ 주요 표현형 및 농업형질 특성 정보 생산
◦ 유전체해독 소재의 농업적 특성 통계분석 및 주요 교배모본 선발
◦ 내탈립 및 리그난 합성 관련 재조합자식계통 작성

□ 연구개발성과
◦ 유전체 해독 소재 발굴(16종)
◦ 참깨속 식물 유전체 조립
- (2n=26) S. indicum, S. alatum
- (2n=64) S. schinzianum
◦ 재배종 참깨(S. indicum cv. 건백) 참조유전체 해독
- 길이 282 Mb, 13개 염색체(갭 44개), 유전자 28,839개, BUSCO 98.6
◦ 유전체 갭 필링 방법 개발
- 다른 어셈블러(Falcon, Canu 등) 조립 결과물, 인접 종(species) 게놈 등 비교
- 연결부위 PCR 검증
◦ 재배종(2n=26)과 야생종(2n=32, 64) 염색체 관계 구명
- 염색체 개수가 같은 종 간 염색체 크기 차이 – 반복서열에 기인
- 염색체 개수가 다른 종 간 게놈 재정렬, 확장, 압축 등 구조변화 확인
◦ 유전체 해독 집단 농업형질 특성 정보 생산
- 개체 특성: 개화기, 성숙기, 경장, 초삭고, 착삭부위장, 분지수, 과성, 삭폭, 삭장, 실방,종피색, 천립중, 주당삭수, 수량 등
- 품질 특성: 리그난(세사민, 세사몰린 등), 단백질, 지방산 조성 등
◦ 유전체해독 소재의 농업적 특성 통계분석 및 주요 교배모본 선발
- 통계 분석: 상관관계, 분산분석
- 주요 교배모본 선발: 농업형질 및 품질특성이 우수한 자원 선발
◦ 내탈립 관련 재조합자식계통 작성 및 유전분석
- 교배조합: 수원195호 ✕ E.R.
- 세대진전: F5 → F6 → F7
- 내탈립성 조사: 재조합자식계통(F8) ~200계통
- 유전지도 작성 및 내탈립성 관련 마커 개발 (GBS분석: 외부 전문기관에 의뢰)
◦ 리그난 관련 재조합자식계통 작성 및 리그난 함량 분석
- 교배조합: 건백 ✕ 고마조우
- 세대진전: F3 → F4 → F5 → F6 → F7
- 종자생산 및 농업형질 조사: F8
- 리그난 함량 분석: 재조합자식계통(F8) ~200계통
◦ 참깨 표현형 정보 컨텐츠 작성
- 본 과제를 통해 생성된 표현형 정보를 NABIC 등 오믹스 공개 포털사이트가 제시하는 표준포맷으로 작성
◦ 지방조성 분석 및 내탈립 교배집단 유전형 분석
- 육종재료로 활용 가능한 조지방, 리그난 함량이 높은 자원 확보 (각 1종)
- 내탈립 교배집단으로부터 마커후보 선발(InDel 30개, KASP 21개)

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
◦ 연결성이 우수한 참깨 ‘건백’ 표준유전체는 내탈립성, 역병저항성 등 농업적으로 유용한 유전자 또는 마커의 발굴뿐만 아니라 염색체 구조변화, 판게놈 등 심화연구 등의 기준자료로 활용 가능
◦ 염색체 개수가 상이한 야생종들의 유전체 정보와 실물 종자는 염색체 다배체화-이배체화 등 진화 또는 작물화 기작 연구의 모델 제공
◦ 교배집단 유전체 서열정보, QTL(내탈립, 경장) 등은 참깨 유전체 정보 활용 연구의 재료로 활용 가능
◦ 종합적으로 참깨속 유전체 정보, 그로부터 파생되는 형질연관 정보와 수집·교배자원은 참깨 디지털 육종 연구의 기초를 제공

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 ... 6
• ○ 참깨속 염색체 수 측정 ... 6
• ○ 참깨 유전체 라이브러리 제작 및 시퀀싱 ... 6
• ○ 유전체 크기 예측 ... 6
• ○ 전사체 시퀀싱 ... 6
• ○ 전사체 분석 ... 6
• ○ 참깨(재배종ㆍ야생종) 유전체 시퀀싱과 조립 ... 7
• ○ 건백 유전체 유전자 annotation ... 7
• ○ 건백 유전자 차등발현 분석 ... 7
• ○ 재배종 참깨 건백(S. indicum) 조립 게놈 비교 ... 7
• ○ 조립도 향상 (갭필링) ... 8
• ○ 유전지도 작성을 위한 장단경종 교배 ... 8
• ○ 참깨속 식물 3종의 표현형과 karyotype 분석 ... 8
• ○ S. alatum, S. schinziamum 게놈 조립 ... 8
• ○ 참깨속 식물 게놈 비교 ... 8
• ○ 장단경 교배 집단의 변이분석 및 QTL 분석 ... 8
• ○ 참깨 유전자원 확보 및 순계화 ... 9
• ○ 참깨 다양성 집단의 농업적 형질 분석 ... 9
• ○ 참깨 다양성 집단의 조지방, 지방산조성, 조단백질, 리그난 함량 분석 ... 9
• ○ 내탈립 재조합자식계통 육성 및 표현형 조사 ... 9
• ○ 수원195호, E.R.(IT030100) 변이 분석 및 내탈립 분석용 마커 선발 ... 10
• ○ InDel, KASP 마커 이용 내탈립 재조합자식계통 유전형 분석 ... 10
• ○ 리그난 재조합자식계통 육성 및 종자증식 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 11
• 1) 연구 수행 결과 ... 11
• 2) 목표 달성 수준 ... 59
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 59
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 59
• 2) 자체 보완활동 ... 60
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 60
• 5. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 60
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 60
• 7. 참고문헌 ... 61
• 끝페이지 ... 67