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연구개발목표 및 내용
최종 목표
고려인삼의 다양한 육종소재를 대상으로 육종 연구, 유전체연구 및 유전자기능 연구에 대한 공동 연구를 수행하고자 한다. 이를 위해 염색체 수준 유전체와 SNP 칩을 고도화하고 인삼 유전자원의 디지털 지노타이핑 데이터베이스를 구축하고 적용하여, 유전형과 표현형의 연관분석을 통해 주요 형질 유전자에서 분자표지를 개발하고 육종 소재를 발굴할 뿐 아니라 인삼의 광 반응성 및 진세노사이드 관련 유전자의 기능을 발굴하고 분자육종을 고도화한다.
전체 내용
<주관과제> 인삼 표준유전체 기반 SN

연구개발목표 및 내용
최종 목표
고려인삼의 다양한 육종소재를 대상으로 육종 연구, 유전체연구 및 유전자기능 연구에 대한 공동 연구를 수행하고자 한다. 이를 위해 염색체 수준 유전체와 SNP 칩을 고도화하고 인삼 유전자원의 디지털 지노타이핑 데이터베이스를 구축하고 적용하여, 유전형과 표현형의 연관분석을 통해 주요 형질 유전자에서 분자표지를 개발하고 육종 소재를 발굴할 뿐 아니라 인삼의 광 반응성 및 진세노사이드 관련 유전자의 기능을 발굴하고 분자육종을 고도화한다.
전체 내용
<주관과제> 인삼 표준유전체 기반 SNP 칩 개발, 디지털 지노타이핑 및 광과 진세노사이드 관련 유전자기능연구
1) 고려인삼의 염색체 수준 고품질 표준유전체 고도화
- 3단계 BG21과제로 완성된 염색체 수준의 scaffold 검정 및 보완
- 최근 보고된 근연종인 Panax notoginseng 의 유전체 서열과 비교 분석
- 다른 이배체 근연종 Panax vietnamensis 표준 유전체 완성 및 비교
2) 고품질 유전체 기반 SNP 칩 고도화
- 인삼 2품종의 표준유전체 비교분석을 통해 기능성 유전자 SNP 발굴
- 염색체 대표 scaffold 당 SNP 추가 제작
- 고품질 SNP 선발을 통한 96-plex SNP 칩 셋 완성
3) SNP 칩 이용 인삼 유전자원 디지털 지노타이핑 데이터베이스 구축
- 인삼 계통 SNP칩 기반 디지털 지노타이핑을 진행하여 유전형 정보 수집
- 농촌진흥청 인삼육종팀과 협력을 통해 우수형질 관련 SNP 후보 발굴
- SNP 칩 기반 인삼자원 식별체계를 확립 및 디지털 분자육종시스템 개발
4) 분자적 수준에서 인삼의 광주기 반응성 규명
- 3단계 BG21과제로 확보한 광수용체의 보존적 특성 비교 검정
- 광 신호전달 매개 광주기 특이적 진세노사이드 생합성 기작 분석
- 광주기 반응성과 생장 및 발달 사이의 상관관계 탐색
5) 광질 반응성과 진세노사이드 생합성 상관관계 규명
- 광질 반응 유전자 발현 및 진세노사이드 생합성 분석
- TIFY 및 bHLH 유전자들의 기능 탐색
- 광수용체와 TIFY 및 bHLH 단백질들 사이의 상관관계 규명
6) 진세노사이드 관련 유용 마커 유전자 확보 및 분자육종 고도화
- 광 반응성 관련 과발현 및 돌연변이 중간 식물체 확보
- 생체 내 진세노사이드 생합성 핵심 유전자 기능 확인
- 광 신호전달 관련 분자메모리 조절 기능 유전자 확보
<공동과제> 인삼 유전자원 농업형질조사 및 유용유전자 연관 분자표지 개발
1) 인삼 유전자원 농업형질조사
- 인삼 조사분석기준(Test Guideline)에 준하여 질적형질 12개, 양적형질 14개항목 조사
- 표현형 조사 데이터와 유전자형 데이터와 비교 분석
2) 주요형질 유전자 분자표지 개발 및 유전자원 디지털 유전자형 분석
- 인삼 전사체 rawdata 확보 및 유전자 내 대규모 변이 탐색
- 인삼 주요 형질 유전자 관련 분자표지 개발
- 다양한 인삼 유전자원들의 디지털 유전자형 분석 및 육종소재 개발

연구개발성과
<주관과제>
○ 최신 기술을 이용한 검정 작업을 통한 인삼의 유전체 고도화
○ 2배체 근연종 P. vietnamensis 유전체 초안 완성 및 인삼 유전체와 비교를 통한 1:2 synteny 확인
○ 인삼 염색체 수준 유전체 기반 71개 SNP 추가발굴을 통한 SNP 칩 고도화 및 총 192개 SNP로 구성된 96x96 SNP 칩 2 set 개발
○ 인삼의 지상부와 지하부의 광질 반응성이 상이하고 또한 품종에 따라 광질 반응성이 달라짐을 확인
○ 광질에 따른 반응성이 높은 유전자들을 선별하였고 그 중 PgHMGR1, PgSS1, PgDDS1 및 원적색광 반응 PgUGTs 유전자들을 고품질 진세노사이드 함유 인삼 생산을 위한 분자육종 마커후보로 제시
<공동과제>
○ 인삼 전사체 정보 기반 대규모 변이 탐색 pipeline 정립
○ 유전자 변이 연관 KASP 분자표지 개발
○ 다형성 KASP 분자표지 기반 인삼 95계통 유전자형 및 유전적 다양성 분석

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
<활용계획>
- 유전자형 데이터베이스 기반 분류체계 이용 인삼자원 유연관계 파악
- SNP 칩 이용 고효율 디지털 지노타이핑 기술 및 다양한 분석기술을 통해 디지털 분자육종의 비젼 제시
- 진세노사이드 생합성 조절 관련 원천기술 획득으로 고상품성 품종 개발 기반 구축
- 광주기 및 광질 반응 생장 및 발달, 2차 대사산물 합성 조절 메커니즘 규명을 통한 도시농업에서의 활용
- 실내 재배환경 최적화 품종 선별 및 분자육종을 위한 핵심 정보 제공
<기대효과>
- 분자육종기술의 기반 구축을 통한 육종 기간 단축
- 고품질 서열정보 및 SNP 칩 적용 결과 데이터베이스 공개로 인한 국내 인삼 연구의 비약적 발전 도모
- 광 신호전달 네트워크 구축 및 진세노사이드 생합성 메커니즘 구축을 통한 분자육종 기술 선점
- 환경 신호 조절 유용유전자 확보를 통한 우수 품종 개발 및 국내외 농업 경쟁력 향상

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 20
• 1) 연구 수행 결과 ... 20
• 2) 목표 달성 수준 ... 95
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 95
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 95
• 2) 자체 보완활동 ... 95
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 96
• 5. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 96
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 97
• 끝페이지 ... 99