Balloon flower (Platycodon grandiflorum A. DC.) is a perennial plant of mainly Campanulaceae family, which have been widely used as a food ingredient and herbal medicine in East Asia. Although demands on related products and yearly cultivation area for balloon flower are increasing, diverse fundamental technologies and molecular breeding studies are not very well supported in Platycodons. In this study, 30 random amplification of polymorphic DNA (RAPD) primers were test in an attempt to explore genetic diversities. In addition, sequences information of the actin gene, a well conserved gene encoding a globular protein that forms microfilaments, was retrieved and analyzed. Two actin homologs were recovered; 3.4 kb fragment is a Pg-actin and 1.4 kb fragment is a Pg-actin homolog with 28.6% similarity. We have confirmed that the Pg-actin gene is configured into 4 exons and 3 introns. A single nucleotide polymorphism (SNP), G↔A, was detected on the intron 3, which served as a target for the CAPS marker development. The marker Pg-Actin-Int3 was applied to 32 balloon flower accessions. Balloon flower DNA sequence information generated in this study is expected to contribute to the analysis and molecular breeding and genetic diversity analysis of balloon flowers.

최근 흑토마토는 기능성 토마토로써 소비자에게 각광을 받고 있으며 다양한 품종이 개발되고 있다. 흑토마토 형 질 결정 유전자를 기반으로 흑토마토 판별용 분자표지 셋트를 개발하였으며, 이를 국내 시판 토마토 품종에 적용 시켜본 결과, 대부분의 흑토마토를 정확하게 판별해 낼 수 있음을 확인할 수 있었다. 토마토 반신위조병 (Verticillium wilt)은 Verticillium dahliae와 Verticillium alboatrum에 의한 곰팡이병으로 전형적인 토양전염성 병해이 다. 토마토 황화 잎말림 바이러스(TYLCV; Tomato yellow leaf curl virus)는 담배가루이를 매개로 전염되며, 최근 기 후온난화와 더불어 미국, 남미, 유럽, 동남아시아, 일본, 중국 등지로 확산되고 있어 다양한 TYLCV에 대한 안정적 저항성을 지닌 품종의 육성이 요구된다. 토마토 반신위조병에 대한 저항성 유전자인 Ve1은 extracellular leucine-rich repeat (eLRR) receptor-like protein으로써 cell surface receptor를, TYLCV 저항성 Ty-1은 RNA-dependent RNA polymerase 를 각기 암호화하고 있음이 기존에 확인된 바 있다. Ve1와 Ty-1에 대한 연관 분자표지는 각기 개발 되어 분자육종에 적극 활용 중에 있으나, 본 연구에서는 유전자 염기서열 내의 다형성에 기반을 둔 functional marker의 개발을 진행하였다. 저항성 Ve1과 이병성 ve1의 염기서열 상의 다형성 중, 이병성 ve1에서 premature stop codon을형성하여 저항성 여부를 직접적으로 결정하는 다형성을 기반으로 cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS) 분자표지를 개발하였다. 저항성 Ty-1과 이병성 ty-1의 염기서열 상의 7개의 SNP를 비교분석하여, 단백질 서열 상의 차이를 유도하는 다형성을 기반으로 CAPS 분자표지로 제작하였다. TYLCV 저항성 중 열성유전양상을 보인다고 알려져 있는 ty5저항성에 대해서도 유전자 기반 분자표지를 제작하였다. 본 연구에서 개발된 흑토마토, Ve1, Ty-1, ty5 에 대한 기능성 분자표지는 과색판별 및 병저항성 육종의 효율 및 정확도 향상에 크게 기여할 것으로 기대된다.