초록 ▼

□ 연구개요
● 수박의 육종형질 연관 분자마커 개발 연구에 효율적으로 적용 가능한 목표유전자 대량염기서열 분석(Targeted gene parallel sequencing) 신규 기술 개발
● Pacbio SMRT Sequencing을 이용한 수박 과특성 형질 대립유전자 변이(allele variaton) 대량 탐색
● 탐색된 대립유전자 변이체(allele variants) 정보를 기반으로 과특성 형질 마커이용선발(Marker Assisted Selection, MAS)용 분자마커 세트(Gene-based unive

□ 연구개요
● 수박의 육종형질 연관 분자마커 개발 연구에 효율적으로 적용 가능한 목표유전자 대량염기서열 분석(Targeted gene parallel sequencing) 신규 기술 개발
● Pacbio SMRT Sequencing을 이용한 수박 과특성 형질 대립유전자 변이(allele variaton) 대량 탐색
● 탐색된 대립유전자 변이체(allele variants) 정보를 기반으로 과특성 형질 마커이용선발(Marker Assisted Selection, MAS)용 분자마커 세트(Gene-based universal marker set) 개발 및 기술이전을 통한 산업화

□ 연구 목표대비 연구결과
● 다양한 과특성 형질의 96개 수박 계통 유전자원 확보 및 형질특성 조사
● 과특성 연관 목표유전자 9종의 전장염기서열 및 유전자의 구조 분석
● SMRT sequencing을 위한 목표유전자의 gene-specific primer 제작 및 96 계통의 목표유전자 영역 PCR 증폭
● PCR 이후 96개의 barcoded PCR product에 대한 SMRTbell Express Template Prep Kit 2.0 (Pacific Bioscience, Menlo Park, CA, USA)를 이용하여 Library를 제작하고 Pacbio Sequel 1을 이용한 SMRT sequencing 수행
● 계통당 최소 41.48%(2930), 최대 100%(2980)로 평균 84.54%의 coverage, 목표유전자당 최소 62.80%, 최대 99.37%, 평균 84.54%의 sequence coverage 확보
● Allele variant 탐색 결과 96 계통 내에서 총 70개의 SNP 및 63개의 InDel이 탐색되었으며 총 확보된 유효좌 중 SNP의 경우 27좌, Indel은 15좌가 목표 유전자 영역에 위치하고 있음을 확인
● 확보된 allele variants 중 과형 유전자에 장타, 단타, 원형을 구분하는 deletion과 SNP, 과육색 유전자에서 황육과 적육, 오렌지육을 구분할 수 있는 SNPs 탐색
● 탐색된 SNP를 이용하여 과형 유전자에서 2개, 과육색 관련 유전자에서 3개의 CAPS 마커를 개발하였으며 12개의 수박 계통을 이용하여 검증 수행
● 추가적인 QTL-seq 연구를 통해 과피색(흑피/녹피)과 호분형성 관련 후보유전자를 탐색하였고 유전자 기반 마커를 개발

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
● SMRT sequencing을 이용한 목표유전자 분석으로서 Targeted sequencing) 기술의 장단점을 파악하고, 타 작물의 분자육종에 활용될 수 있는 사례를 마련함으로서 곤련 연구자들에게 정보 및 분석 지원 제공
● SMRT Sequencing 기반의 새로운 유전자 분석 및 육종에 필요한 분자마커 개발 기술에 대한 지적 재산권 출원, 논문 게재 및 대학원생 인력 양성
● 복대립유전자 정보와 개발된 분자마커는 민간육종회사, 육종기술지원센터 등에 기술이전함으로서 품종 육성과 산업화에 적극 활용하고 국가기관의 서비스 기능 확대
● 향후 개발된 과특성 분자마커세트 기반의 MAS 프로그램을 통해 소비자 기호 및 맞춤형의 다양한 품종 개발이 가속화되고 육종회사의 국가 경쟁력 제고 및 수박 산업의 활성화 유도

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구개발의 목적 ... 4
• 나. 연구개발의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 가. 1차년도 (2020) ... 5
• 나. 2차년도 (2021) ... 5
• 다. 3차년도 (2022) ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 자체점검표 ... 12
• 7. 참고문헌 ... 13
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
• 끝페이지 ... 19