60년대와 70년대의 녹색혁명은 전통적인 육종의 성과이지만, 최근의 육종기술은 유용유전자의 유전자형을 활용한 분자표지 마커를 활용하고 있다. 목적 형질을 갖고 있는 계통을 선발하는 MAS(Marker assisted selection) 마커는 많은 육종가들에 의해 활용되고 있지만, 유전자의 SNP(Single nucleotide polymorphism)을 활용한 MAB(Marker assisted backcross) 마커는 거의 활용되고 있지 않다. SNP 마커는 단 하나의 염기서열의 차이를 구별할 수 있어, 유전적으로 매우 가까운 계통들도 구분할 수 있으며, 자동화 분석이 가능하다는 점에서 활용도가 높다. 솔젠트(주)에서는 내수 및 종자수출에서 차지하는 산업적 비중이 가장 큰 채소작물 중 고추 병저항성 관련 유전자를 활용한 multiplex 고추병 진단 제품을 개발했다. 이 제품에는 오이모자이크바이러스(CMV), 담배 etch 바이러스(TEV), 토마토반점위조바이러스(TSWV), 토바모바이러스(TMV), 세균성점무늬병(BS), Chilli venial mottle virus(ChiVMV), 고추역병에 관련된 저항성 유전자의 SNP을 활용해 개발했으며, 본 제품을 활용해 고추 육종가들이 쉽고 간편하게 육종 소재에 적용해 신품종 육종에 도움을 줄 것으로 기대한다.

전통육종과 marker assisted selection(MAS)를 함께 활용하는 방법이 최근 국내 상업육종에서 활발히 사용되고 있다. 식물 유전학의 빠른 발달과 차세대 유전체 염기서열 분석(NGS) 기술이 발전함에 따라, 대량 분자표지를 저렴한 가격에 확보할 수 있는 시대가 되었기 때문이다. 본 연구에서는 고추의 전사체 정보를 이용하여 SNP를 분석하고 Fluidign probe를 자동으로 디자인할 수 있는 파이프라인을 작성하였다. 또한 SNP를 calling하기 위해 총 6개의 accession(5개의 C. annuum과 1개의 C. chinense)의 전사체 염기서열을 Illumina 플랫폼으로 분석하였고, reference 염기서열은 고추 EST DB를 사용하였다. 분석한 SNP의 유전적 위치를 알기 위하여, UC-DAVIS의 고밀도 고추 유전자 지도와 연계하였다. Fluidigm probe를 design할 수 있는 조건으로 SNP를 filtering한 결과, short read의 depth가 10 이상을 기준으로 총 567개의 SNP를 분석하였고, 총 412개의 probe를 디자인하였다. 제작한 412개의 porbe와 논문에 공개된 SSRs, COSII 분자표지들, 2개의 고추 내병성 형질을 이용하여, 현재 내병성 고추 품종을 육성하기 위한 marker assistant breeding(MAB)을 진행 중에 있다.

2009년에 ‘MS-BGT’와 ‘NHMF’의 고정계통을 교배하여 육성한 특성 및 수량이 우수한 품종으로 ‘티티찰’을 육성하였다. ‘티티찰’의 주요특성은 TMV, TYLCV, TSWV, 잎곰팡이에 내병성으로 7~9월에 정식하는 품종이다. 숙기는 중조생종으로 당도가 평균 9~10 brix로 높으며 식미가 우수하고 평균과중은 23~25 g 내외의 중대과종 대추형 방울토마토이다. 경도가 강하여 저장성이 우수하며 열과 발생이 적고, 초세가 비교적 강하면서 이상줄기 발생이 적어 재배가 용이한 품종이다.

‘MS-CDE’와 ‘VFR’의 고정된 계통을 교배하여 특성 및 수량이 우수한 F1 품종인 ‘TY알토랑’을 육성하였다. ‘TY알토랑’의 주요특성은 TMV, TYLCV, 근부위조병, 잎곰팡이병에 내병성이며, 2~3월, 7~9월에 정식하는 품종으로 숙기는 중조생종으로 평균과중 225 g 내외의 고구형의 완숙 대과종토마토이다. 경도가 강하여 저장성이 우수하고 과형이 정연하며, 착과가 안정되어 수량성이 높다. 또한 초세가 강하면서 이상줄기 발생이 적어 재배가 안정적인 품종이다.

토마토 과실의 숙성기간은 운송기간과 상품성에 상당한 영향을 미친다. 특히, 고온에서는 과실숙성이 빨라지므로, 숙성기간은 열대지방에 수출하는 토마토 품종에서 반드시 고려되어야 한다. 토마토 과실숙성을 효과적으로 차단하는 RIPENING-INHIBITOR (Rin) 유전자는 열성 유전하는 돌연변이체에서 보고되었고, 교잡후대(Rin/rin)에서는 숙성이 느리게 진행되어 저장성이 상당히 향상된다고 알려졌다. 따라서, 본 연구에서는 수출용 토마토 품종의 육성을 위해, 과실 숙성의 저해와 관련한 Rin 유전자 특이적인 분자 표지를 개발하고자 하였다. Rin과 rin유전자의 mRNA와 genomic DNA의 염기서열 정보를 확보하고 다형성을 나타내는 프라이머 조합을 선발하여, 공우성 SCAR 분자표지로 개발하였다. 토마토 육성 라인 24주에서 과실숙성 정도와 PCR밴드를 비교한 결과, 공우성 마커는 동형(Rin/Rin, rin/rin)과 이형(Rin/rin)의 유전자형을 구별하기에 적합하였으며 이를 이용하여 저장성이 좋은 토마토 품종개발에 도움이 될 것으로 기대한다.