전 세계적으로 채소 종자시장의 규모가 커짐에 따라 종자 시장 보호를 위한 다양한 전략이 요구되고 있다. 최근 육종 편의성을 높이고 우수한 유전자원을 보호하기 위한 분자생물학적인 방법들이 활발하게 개발되고 있다. 이원적 전사 유도시스템(Binary trans-acitvation system)은 목적 유전자의 발현을 유도하는 프로모터가 전사촉진인자를 가지고 있는 배우체와의 교배를 통해서만 활성화 되는 형질전환 시스템이다. F1 식물체에서 선택적으로 유전자의 발현시킬 수 있는 이 시스템은 모본과 부본의 교배를 통해 생산되는 작물에서 F1 선택적으로 불임을 유도는 방법으로 활용되어 유전자원 보호 및 육종 편의성 증대를 위한 재료로 이용될 수 있다. 본 실험에서는 배추 작물에서 이 시스템의 이용 가능성을 신속하게 검정하기 위하여 이원적 전사촉진시스템 카세트가 각각 도입된 T0 형질전환체를 교배하는 방법을 사용하였다. 이를 위하여 토양미생물(Agrobacterium tumefaciens)을 이용하여 전사유도 카세트와 활성화 카세트를 각각 형질전환하여 T0 형질전환체를 생산한 후 유전자 도입이 확인된 T0 형질전환체를 모부본으로 F1을 생산하였다. 또한 모본과 부본의 교배조합 능력을 검정하기 위하여 두 카세트가 모본과 부본, 또는 부본과 모본이 되도록 조합하여 유전자 발현 및 유전적 안정성을 F1세대에서 검정하였다.

마늘은 양파 및 파와 더불어 백합과 작물로 오랜 재배 역사를 거치면서 돌연변이와 선발에 의해 전 세계적으로 많은 지역종으로 분화되어 오기는 하였으나 유전적 변이가 상당히 제한되어 있다. 마늘은 최근에 임성이 있는 마늘이 발견되어 육종에 이용되기는 하나 유전적 변이가 제한적인 문제점을 가지고 있다. 대부분의 마늘은 불임으로 유성생식이 불가능하여 교잡에 의한 품종육성이 어렵다. 마늘은 특히 영양번식 작물로 바이러스 감염에 의해 수량감소가 극심한 편으로 바이러스 감염에 의해 36～60%의 수량감소가 일어난다고 보고되고 있다. 이외에 마늘재배에 문제가 되는 형질을 개량하기 위해서는 육종방법의 개발이 필요하다. 이를 위한 방법으로 마늘에서 형질전환 방법의 개발이 필요하게 되었으며, 성공적인 형질전환을 위해서는 외부 유전자를 마늘의 게놈으로 도입하기 위한 세부적인 방법이 개발되어야 한다. 마늘의 형질전환은 어려운 것으로 보고되고 있는데, 우리는 마늘에서 효율적인 형질전환 방법을 개발하였으며, 형질전환 실험결과 ‘단양마늘’ 및 ‘삼척마늘’에서 제초제저항성이 도입된 형질전환 식물체를 획득하였다. 마늘 형질전환체의 확인은 PCR과 Southern blot, Northern blot 및 생물검정을 통해 마늘게놈에 안정적으로 도입된 것을 확인할 수 있었다. 기내에서 재분화되어 선발된 마늘 형질전환체가 염색체 수준에서 변화가 있는지를 확인하기 위해서 ploidy analyser를 이용하여 배수성을 조사한 결과 대부분의 마늘 형질전환체는 정상적인 염색체를 가지고 있었으나 형질전환체 중 2개의 개체가 4배체인 것을 확인할 수 있었다. 이는 조직배양 과정 중 캘러스 단계를 거치면서 염색체가 배가 된 것으로 판단되며, 형질전환체는 배수성 분석을 통해 비 정상적인 개체를 제거하는 것이 필요할 것으로 판단된다. 4배체인 형질전환 마늘은 수확기가 일반적인 형질전환체에 비해 빠르며, 수량특성은 정상적인 염색체를 가진 형질전환 마늘과 비슷한 것으로 판단된다.