배추속은 전세계적으로 재배되는 중요한 경제작물을 포함하고 있으며, 종의 진화 및 배수성 연구를 위해 학문적으로 중요한 가치를 가지고 있다. 그러나 대부분의 작물이 교잡육종을 통해 종자를 생산하기 때문에 고정 계통을 육성하는 데 많은 시간과 노력이 필요하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 인위적인 방법으로 반수체 식물체를 유도하여 형질이 고정된 계통을 단시간에 육성함으로써 연구 및 육종 소재로 활용할 수 있는 다양한 기내배양법이 시도되었다. 본 논문에서는지금까지 배추속 작물에서 시도된 기내배양법의 연구현황을살펴보고 반수체 생산에 영향을 미치는 요인들을 조사하여 효율적인 반수체 생산 기술에 대한 정보를 제공하고자 하였다.

글루코시놀레이트는 십자화과 채소에 다량으로 함유되어 있으며 병해충 저항성 및 항균 기능을 가지는 식물의 이 차대사산물 중 하나이다. 최근에는 글루코시놀레이트가 가지는 항암 기능이 알려지면서 기능성 물질로써 주목을 모으고 있다. 식물에서 글루코시놀레이트 생합성 조절을 위한 분자생물학적 연구는 애기장대를 중심으로 진행되 었고, 그 결과 글루코시놀레이트 생합성과 관련된 MYB 전사 조절 인자의 기능이 확인된 바 있다. 본 연구에서는 십자화과 채소인 배추에서 글루코시놀레이트 생합성에 관련된 MYB 전사 조절 인자를 탐색하고, 유전자의 발현 을 분석함으로써 글루코시놀레이트 생합성과 관련된 MYB 전사 조절 인자의 발현 기작을 규명하고자 하였다. 배 추 유전체 연구를 통해 밝혀진 정보를 바탕으로 글루코시놀레이트 생합성에 관여하는 것으로 알려진 BrMYB 유 전자 13종이 확인되었다. 전사 조절 인자 13종의 microarray 데이터를 분석한 결과, 식물의 생육 단계별로 다양한 발현 양상이 관찰되었고, 몇몇 전사 조절 인자의 경우 abiotic stress 처리에서 강한 유전자 발현이 관찰되었다. 다양 한 표현형을 가진 배추 유전자원 35 계통을 대상으로 각 전사조절 인자의 발현을 Real-time PCR 방법으로 분석한 결과, 전사 조절 인자 간 유전자 발현양에 유의한 상관관계가 확인되었다. 또한 HPLC 분석을 통하여 확인된 배추 유전자원 35계통의 글루코시놀레이트 성분 분석 결과와 유전자 발현 간에 상관관계를 분석한 결과, 각 전사 조절 인자와 글루코시놀레이트 성분 간 유의한 상관관계가 관찰되었다. 본 실험의 결과 배추의 글루코시놀레이트 생합 성에 관여하는 BrMYB 전사 조절 인자의 발현 분석을 통해 글루코시놀레이트 함량에 관여할 것으로 추정되는 주 요 BrMYB 전사 조절 인자를 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 배추 VCS3M-DH 집단의 75개 계통을 대상으로 캘러스 유도 및 식물체 재분화 능력을 검정하고 이와 관련된 유전자의 염색체상의 위치를 밝히고 연관 QTL을 탐색하여 배추의 조직배양 능력에 관련된 유전자를 분리하는데 활용하고자 하였다. 양친 계통인 VC-1-2와 SR5의 교배를 통해 얻어진 F1의 소포자 배양에 의해 총 91개의 VCS3M-DH(Double haploid) 집단이 획득되었다. 이들 중 75개 계통을 사용하여 각 계통의 캘러스 유도 및 식물체 재분화 능력을 조사하였다. 그 결과 0-95%의 매우 광범위한 범위의 캘러스 유도율이 관찰되었고 63 계통에서 캘러스의 유도가 관찰되었고 13 계통에서 50% 이상의 높은 캘러스 유도율이 관찰되었다. 배축 절편체로부터 캘러스가 획득된 66 계통을 대상으로 재분화 유도율을 조사한 결과 27 계통에서 재분화 식물체가 관찰되었고 VCS3M-85는 34.5%의 가장 높은 식물체 재분화율이 관찰되었다. 본 실험의 결과 배추의 배축 절편체로부터 캘러스 유도 및 식물체 재분화 능력은 계통별로 현저한 차이가 관찰되었고 이러한 계통별 차이는 배추의 조직 배양 능력이 유전적 요인에 의해 조절되고 있다는 것을 나타낸다. 또한 캘러스 유도율과 재분화율은 1% 유의수준에서 상관관계가 성립되어 캘러스 유도율이 높은 계통에서 높은 재분화율이 관찰되었다. 이상의 결과를 토대로 VCS3M-DH집단의 캘러스 유도 능력 및 재분화 능력에 관여하는 QTL을 composite interval mapping 분석을 통하여 탐색한 결과 캘러스 유도에 관련된 6개의 QTL과 재분화 유도에 관련된 5개의 QTL이 확인되었다. 향후, 본 실험의 결과를 바탕으로 배추의 식물 조직배양 능력에 관여하는 유전자를 탐색하고 map-based cloning에 활용할 예정이다.