Md-ACS1 및 Md-ACO1 분자표지를 이용한 국내육성사과의 저장성 예측
사과는 에틸렌에 의해 호흡량이 일시적으로 상승하는 호흡급등형 과실이다. 에틸렌 발생은 세포벽분해효소 활성화와 세포벽 연화를 진행시켜 사과의 상품성과 저장성을 떨어뜨리는 원인이 된다. 사과의 에틸렌 생합성 과정에는 Md-ACS1 및 Md-ACO1 유전자가 연관되어 있으며, 두 유전자는 과실의 에틸렌 발생량과 경도에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 사과 국내육성 28품종의 Md-ACS1 및 Md-ACO1 대립유전자형을 분석하고, ‘Fuji(FJ)', ‘RubyS (RS)', ‘Hongro(HR)', ‘Arisoo(AS)', ‘Summer King(SK)', ‘Greenball(GB)', ‘Golden Supreme(GS)'을 대상으로 수확 후 25일까지의 에틸렌 발생량 및 상온저장(20℃) 20일 동안의 경도 연화율을 조사하였다. 그 결과, 낮은 에틸렌 발생량과 관련 된 대립유전자(favorable alleles0(FA)) ACS1-2, ACO1-1이 많을수록 에틸렌 발생량과 경도 연화율이 낮은 경향을 보였다. GS은 ACS1-1/1, ACO1-1/2(FA 1)으로 모든 품종 중 가장 높은 에틸렌 발생 수치와 경도 연화율를 보였다. SK와 GB은 ACS1-1/2, ACO1-1/2(FA 2)으로 ACS1-2/2, ACO1-1/2(FA 3)인 HR와 AS 보다는 높고 GS 보다 낮은 에틸렌 발생량과 경도 연화율을 보였다. ACS1-2/2, ACO1-1/1(FA 4)인 FJ는 RS를 제외한 모든 품종 중에 에틸렌 발생량과 경도 연화율이 가장 낮았다. 본 실험의 결과 Md-ACS1 및 Md-ACO1 대립유전자형과 사과의 에틸렌 발생량 및 경도 연화율은 상관성이 있는 것으로 확인되었다. 따라서, Md-ACS1 및 Md-ACO1 분자표지를 사과 국내육성 품종의 저장성 예측과 육종 효율 향상을 위한 Markerassisted selection에 활용할 수 있을 것으로 생각 된다.
Apple (Malus domestica) is a climacteric fruit because of its high respiration and ethylene production. Ethylene affects the fruit by decreasing its quality and storability. Md-ACS1 and Md-ACO1 genes are involved in ethylene biosynthesis in apple; the Md-ACS1-2 and Md-ACO1-1 alleles are associated with low ethylene production. We conducted an analysis to study Md-ACS1 and Md-ACO1, and to examine ethylene production and softening rate of fruit at room temperature (20℃) storage in ‘Fuji (FJ)’, ‘Golden Supreme (GS)’, and 5 cultivars of Korean apples (‘RubyS (RS)’, ‘Hongro (HR)’, ‘Arisoo (AS)’, ‘Summer King (SK)’, ‘Greenball (GB)’). The result showed that an increase in the number of the alleles (ACS1-2, ACO1-1) decreased the ethylene production and softening rate. The presence of ACS1-1/1, ACO1-1/2 was confirmed in GS and the highest ethylene production and softening rate was observed. Ethylene production and softening rate of SK and GB expressing ACS1-1/2, ACO1-1/2 were higher than that of HR and AS, expressing ACS1-2/2, ACO1-1/2, but lower than GS. FJ with ACS1-2/2, ACO1-1/1 showed the lowest ethylene production and softening rate among all cultivars except RS. The Md-ACS1 and Md-ACO1 DNA markers could potentially be used to estimate storability and applied in marker assisted selection the improve the efficiency of apple breeding.