본 과제는 “고추 육종가 맞춤식 고효율 분자육종시스템 실용화” 과제의 주관과제인, 고추 탄저병 및 CMV 저항성 마커 개발과 복합내병성 품종 육성(고추와 육종, 윤재복)으로, 세부과제인 고추 유용 분자표지의 foreground selection용 multiplexing 기술 개발(전북대학교, 이준대)과 협업을 통해 2015~2017 년까지 탄저병과 오이모자이크바이러스(cucumber mosaic virus, CMV)에 대한 복합내병성 품종 개발을 목표로 하고 있다. 탄저병과 CMV는 국내외에서 심각한 문제를 일으키고 있는 병원체로, 저항성 품종 육성 효율을 높이기 위해서는, 탄저병 저항성 연관 신규 분자표지와 CMV 강병원성 계통(기존 저항성 Cmr1 극복 CMV, CMV-P1)에 대한 저항성 연관 분자표지 개발이 필요하다. 본 과제의 성공적인 수행을 위해 현재까지 진행된 연구결과는 다음과 같다. 탄저병 저항성 연관 신규 분자표지 개발의 경우, 탄저병 및 CMV복합 CMS모계(B)와 부계(C) 계통, GMS 모계는 각각 BC1F3와 F4, F5, BC1F6 까지 세대 진전하였다. 탄저병과 바이러스에 단독 혹은 복합 내병성을 지닌 CMS와 GMS 모계, 탄저병저항성 C계통 간에 156개 교배조합을 작성하였고, 시교 사업은 경북, 경남, 충북, 충남, 전남, 전북, 강원, 인천, 제주지역을 포함하는 138개 지역에 수행하고 있다. CMV-P1 저항성 연관 분자표지 개발의 경우, 국내에서 분리된 18개 CMV 분리의 저항성 정도를 평가하여 4가지 유형으로 분류하였고, 이들을 이용해 고추유전자원의 CMV 저항성을 조사한 다음 CMV 병원형 판별 품종 후보를 선발하였다. 한편, 고추 포장에서 CMV에 강 저항을 보인 개체의 후대를 대상으로 CMV-P1대한 저항성 유전 분석을 수행하였고, 분자표지 검정을 통해 저항성과 연관된 후보 마커를 선발하였다. 금년 하반기에는 새로운 탄저병 저항성 마커 개발을 위한 저항성 유전분석 및 분리집단을 선발할 예정이며, 차년도에는 탄저병 및 CMV복합 계통의 세대진전과 신규교배 조합을 작성할 예정이다. 또한 새로운 탄저병 저항성 분자표지 개발 및 CMV-P1 저항성 연관 후보 분자표지를 이용해 CMV 병원형 판별 계통을 최종적으로 선발하고자 한다.

매운맛은 고추품질에 영향을 주는 주요형질 가운데 하나이 다. 매운맛 분석은 번거롭고 시간이 많이 소요되는 작업이다. 매운맛 분석 효율을 개선하기 위해 본 연구에서는 0.1 N NaOH 와 0.2% 2,6-dichloroquinone chlorimide 용액을 이용한 간 이분석법을 개발하였다. 이 방법을 분무법으로 명명하였는데, 위 분무액을 과피를 제거한 고추 과실에 직접 분무하거나 고 추 절단면이 찍힌 종이 위에 분무함으로써 캡사이시노이드를 5분 이내에 분석할 수 있었다. 분무법의 캡사이시노이드 검출 감도는 40 ppm이었고, 분무법으로 캡사이시노이드 유무, 대 략적인 양, 과에서의 분포를 육안으로 판독할 수 있었다. 분무 법은 고신미 고추 품종을 육성하는 고추 육성 현장에 매우 유 용할 것으로 판단된다. 사

고추 매운맛은 캡사이시노이드(capsaicinoids) 물질에 의해 나타나며, 그 중 캡사이신(capsaicin)과 다이하이드로캡사이신(dihydrocapsaicin)이 양적인 측면에서 주를 이루고 있다. Capsicum annuum 종의 피망이나 파프리카는 캡사이시노이드를 합성하는 Pun1(acyltransferase)유전자의 기능이 소실된 pun1(나중에 pun11로 명명) 대립유전자를 가지고 있어 매운맛이 없다. 최근 C. chinense와 C. frutescens 종에서도 매운맛이 없는 고추를 대립성 검정 분석을 하여 Pun1 유전자의 기능이 소실된 또 다른 대립유전자인 pun12와 pun13을 각각 찾아내었다. 또한 C. annuum ‘CH-19 Sweet’에서는 pAMT(putative aminotransferase) 유전자의 기능이 소실되어 매운맛이 나타나지 않는다고 보고하였다. 본 연구에서는 정상적인 Pun1 유전자가 없음에도 불구하고 매운맛이 나타나는 재료를 확보하였고, 이에 대한 유전분석을 수행하였다. 모친으로 사용된 135T는 Pun1/Pun1으로 매운맛이 있는 계통이고, 부친으로 사용된 147BG는 pun1/pun1으로 매운맛이 없는 계통이다. 하지만 147BG계통은 다른 매운맛 계통에 교배하면 F1에서 매운맛 함량이 보다 높아지는 경향을 보이는 계통이다. 135Tx147BG 조합의 F2 집단 85개체에 대해 매운맛(pun1) 마커를 분석하고, capsaicinoids 함량을 HPLC로 측정하였다. 그 결과, 27개체가 매운맛 마커로 pun1/pun1으로 genotyping되었는데, 기존 이론에 의하면 이 개체들은 모두 매운맛이 없어야 하나, HPLC 분석에서 capsaicinoids 함량이 있는 개체들이 있었다. Dihydrocapsaicin은 27개체 모두 검출되지 않았으나, capsaicin은 27개체 중 19개체(함량범위: 2~95mg/100g)에서 검출되었다. 이 결과는 Pun1 유전자가 없어도 capsaicin만을 합성할 수 있는 유전자(Pun3로 명명)가 존재함을 의미한다. 따라서 Pun3 유전자에 연관된 분자표지를 개발하기 위해 집단 크기를 늘려 올해 추가적인 실험을 수행 중이다.