유향성 호접란의 향기성분의 분석 및 유전자 발현 Analysis of Fragrant Compounds and Gene Expression in Fragrant Phalaenopsis
pp.255-263
향기를 가진 미니다화성계 품종을 육성하기 위해 강하 고 향기를 가지는 P. violacea 와 붉은색 화색을 가지는 중륜계 품종인 P. George Vasquize 간 인공교잡을 통해 잡종후대를 육성하였다. 무균파종과 조직배양을 통해 약 280개의 잡종후대를 얻어냈으며 각각의 개체들이 향기의 강도와 종류가 달랐지만 대부분 모든 잡종개체들에서 향 기가 있었다. 개화기에 화색과 화형 그리고 향기의 유무 등을 고려하여 7개체를 1차 선발하였고 2차 개화시기에 꽃배열, 화수, 생육속도 등을 조사하여 최종적으로 향기 가 강하고 화색이 밝은 적색인 미니다화성 한 계통(06- SC-29) 을 선발 육성하였다. SPME-CG/MS를 통한 향 기 분석에서 51개의 성분을 검출하였고 그 중 myrcene, sabinene, ocimene, cineolebergamototene, cardinene 과 linalool 등이 성분함량이 높게 검출되어 이 물질들이 주 요 향기성분 인 것으로 추정되었다. 향기발현 관련유전 자를 분리하기 위해 유향성 꽃에서 mRNA를 분리 후 NGS 분석을 시도하여 염기서열정보를 확보하고 이미 알려 진 향기관련 유전자의 정보를 통해 호접란 향기발현관련 유 전자 정보를 가진 contig와unigene을 찾아내었다. 꽃향기 발 현에 중요한 역할을 하는 4개의 효소 linalool synthase(LIS), geranyl diphosphate synthase(GDPS), ocimene synthase(OS), farnesol kinase(FNK)를 coding하는 유전자 염기서열정보를 확보하여 다른 식물의 향기 유전자와 homology를 비교 하고, 꽃의 발달단계별, 꽃의 화기조직별 향기관련 유전자들에 대한 발현 정도를 검정하였다. 꽃의 발달 단계별 향기유전자는 유향종에서는 정도 차이는 있지만 거의 모 든 단계에서 발현이 관찰되었으나 무향종에서는 발현되 지 않거나 아주 약하게 발현되었다. 유향종의 화기조직 별 발현유무검정에서는 4개의 유전자가 꽃잎, 꽃받침, 암 술, 꽃술대에서 모두 고르게 발현되었다.
Cross hybridization was made between P. violacea and P. George Vasquize for selection of scented and mini multiflora type. Total 280 hybrid plants were obtained from this cross combination. We selected a hybrid line (06- SC-29) which has strong fragrance and multi-branching type. From results of GC/MS analysis using the fragrant breeding line (06-SC-29), we identified about 61 compounds. Myrcene, sabinene, ocimene, cineole bergamototene, cardinene, and linalool were major compounds. To isolate fragrance gene from this fragrant line, we tried next generation sequencing (NGS) analysis with mRNA isolated from the flower. By contig and unigene alignment obtained NGS, we found conserved region of linalool synthase (LIS), geranyl diphosphate synthase (GDPS), ocimene synthase (OS), farnesol kinase (FNK) and terpene synthase (TS) gene. With fragrant gene information obtained from fragrant Phalaenopsis line (06-SC-29), we compared homology of DNA sequences to those of other plants. Fragrant genes were expressed in all flowering stages (from floral bud to blooming flower) of fragrant lines (06-SC-29). But expression of fragrant genes was not or very weakly detected in all flowering stages of the non-fragrant cultivar (P. Tri-prince). In the test of gene expression on different floral organ, expression of fragrant genes was evenly detected in petals, sepals, pistil and column of fragrant line.