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Capsicum baccatum 종내 교잡에서 SNP 분자표지를 이용한 유전자 지도 작성

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/302563
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한국육종학회 (The Korean Breeding Society)
초록

고추 탄저병은 국내에서 큰 피해를 일으키는 병 중의 하나이다. 최근에는 우리나라 주요 재배종인 Capsicum annuum에 C. baccatum의 탄저병 저항성을 종간교잡을 통하여 도입한 탄저병 저항성 품종이 보고되고 있다. 고추 탄저병 저항성 품종 육성에 사용된 유전자원은 C. baccatum ‘PBC81’인데, 최근에는 이보다 더 다양한 탄저병 균주범위에 저항성을 보이는 C. baccatum ‘PI594137’을 이용하려고 한다. 따라서 고추의 탄저병 유전자원인 C. baccatum ‘PI594137’의 저항성에 대한 QTL 분석을 수행할 필요가 있는데, C. baccatum과 C. annuum의 종간 후대에서는 종간잡종 불화합성으로 인해 유전자 지도를 그리기가 힘들어 C. baccatum 종내 교잡을 통하여 유전자지도를 작성하였다. 탄저병에 이병성인 C. baccatum ‘Golden aji’와 탄저병에 저항성인 C. baccatum ‘PI594137’을 교잡하여 얻은 F1을 자가수정하여 F2 분리집단 93개체를 유전자지도 작성에 사용하였으며, 양친의 대량 염기서열 분석(NGS)을 통해 찾은 SNP를 바탕으로 HRM 분자표지를 개발하였다. 총 555개의 HRM 분자표지 용 프라이머를 디자인하였으며, 그 중 45.3%인 275개만이 실제로 다형성이 존재하였고, 이를 이용하여 유전자 연관 지도를 작성할 수 있었다. 총 연관거리는 1,057cM이며, 20개의 연관군이 나타났다. Chr. 1, 5 및 6번의 경우 하나의 연관군으로 연결되지 않았으며 나머지 염색체는 모두 하나의 연관군으로 연결되었다. 그리고 reference genome으로 사용된 C. annuum의 physical map과 C. baccatum의 genetic map을 서로 비교하여 보았는데, Chr. 2, 4, 5, 6, 7, 10, 11 및 12의 경우는 약간의 inversion이 있었지만 전반적으로 synteny를 잘 유지하고 있었다. 특히 2개의 translocation을 발견할 수 있었는데, Chr. 1과 8의 translocation 경우는 본 연구 이전에 wild C. annuum, C. frutescens 그리고 C. chinense 등에서도 보고된 것이고, Chr. 3과 9번의 translocation의 경우는 본 실험에서 처음 발견하여 보고하는 것이다. 이 Chr. 3과 9번의 translocation으로 인해 C. annuum과 C. baccatum 사이에 종간불화합이 일어나는 것으로 생각된다. 본 연구 결과는 C. baccatum 종내에서의 최초의 유전자 지도 작성이라는 큰 의미가 있으며, 이를 이용하여 탄저병 저항성 QTL 탐색에 활용될 수 있을 것이며, 또한 C. baccatum의 de novo sequencing 작성에 기초 자료로도 활용이 가능할 것이다.

저자
  • 이예린(전북대학교 원예학과)
  • 정규미(전북대학교 원예학과)
  • 김해인(전북대학교 원예학과)
  • 은민호(전북대학교 원예학과)
  • 이준대(전북대학교 원예학과) 주저자