나리에 있어 Cucumber mosaic virus(CMV) 바이러스 저항 성 육종을 위해 주요 모본 및 부본으로 이용한 우수 유전자원 에 대해 바이러스 저항성 검정을 실시하였다. 바이러스 접종 원은 CMV-Taean으로 농업과학원에서 분양 받아 담배에 증식 하여 접종하였다. 바이러스 접종 식물체는 조직배양을 이용 하여 ‘Connecticut King’, ‘Party Diamond’, ‘Prato’, ‘Casa Blanca’, ‘Mona’, ‘Dublin’, ‘Rodrigo’, ‘Brunello’, ‘Avocado’ 품 종과 ‘FA08-17’ 계통에 대해 바이러스 무병주를 생산하여 실 험에 이용하였다. 바이러스 접종 효율을 높이기 위하여 접종 횟수를 1회와 2회로 나누어 실시하였으며 인산염 버퍼의 pH 를 6.9, 7.2, 7.5로 달리하여 접종하였다. 2회 접종, 인산염의 pH 6.9에서 접종 성공률이 높았다. ‘Casa Blanca’, ‘Avocado’ 품종의 잎에서 약한 모자이크와 노란색의 mottle 증상이 관측 되었으며 ‘Brunello’, ‘Rodrigo’, ‘FA08-17’에서 Hypersensitive response like 반응이 관찰되었다. ‘Brunello’, ‘Rodrigo’ 품종 에서 RT-PCR 검정 결과 바이러스가 검출되지 않았다. Reverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR) 결과 바이 러스가 검출되었던 ‘Connecticut King’, ‘Prato’, ‘Casa Blanca’ 의 경우 Enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA) 흡광도 가 낮게 나타났다. RT-PCR과 ELISA 검사 결과 잎과 구근에 서 CMV 검출이 다르게 나타남에 따라 나리에 있을 것으로 추측되며 바이러스 감염과 연관된 TOM1, OBE2, DND1 유 전자를 대상으로 발현 분석을 하였으나 유의한 결과를 얻지 못하였다.

Soft rot caused by Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum is a destructive disease of the fleshy storage tissues of vegetables and ornamentals that occurs worldwide. This study was carried out to find an effective method for evaluating soft rot disease on a massive scale in greenhouse and to screen resistant accession for the disease with lettuce germplasm. Spray method with 5 mL suspension of 109 colony formation unit per milliliter (CFU/mL) of P. carotovorum subsp. carotovorum per plant at the 6 ~ 7 foliage leaf stage was the most effective to evaluate soft rot disease. We evaluated resistance to soft rot using this method for 812 accessions of lettuce germplasm introduced from 52 countries. As the results, withered rates for each germplasm accession ranged from 0 to 100 percent and among 812 accessions of lettuce germplasm investigated, 21 accessions showed very high resistance. Among the 21 accessions, 11 accessions were from Korea, each 2 accessions were from USA and Israel, and each 1 accession was from Afghanistan, Germany, Hungary, Netherlands, Pakistan, and Uzbekistan. Accessions from Israel, Syria, and Afghanistan showed high resistance level. Among very high resistant 21 accessions, 12 were landraces, 6 were cultivars, and 3 were wild relatives. The 21 accessions were consisted of 12 leaf lettuce, 5 romaine type, 3 wild relatives, and 1 butterhead lettuce. Leaf lettuce accessions showed the highest resistance level while crisphead lettuce accessions had the lowest resistance level among the cultivated lettuce types. Wild relatives had greater resistance than landraces and cultivars. These accessions which resistance to soft rot will be used for soft rot resistance breeding program in lettuce.

최근 콩 재배지에서 선충 피해가 지속적으로 나타나고 있으며 이는 수량감소와 직·간접적으로 연결되어 있으나 국내 콩 재배품종에서는 씨스트 선충 저항성 품종이 전무한 실정이다. 콩 씨스트선충 저항성 유전자는 양적형질로 알려져 있으며 기 보고된 유전자 외의 씨스트선충 저항성 유전자를 탐색함으로써 콩 씨스트 선충 저항성 품종 구별을 위한 마커개발과 씨스트선충 저항성 콩 품종 육성에 기여하고자 본 연구를 진행하였다. 유전적 다양성 집단의 HG-type 분류를 위하여 사용되는 Lee74를 포함한 지표 8품종을 실험재료로 RAPD 분석을 통하여 저항성 기대 유전자를 선발 분석하였다. 520개의 Operon사의 random primer를 이용하여 다형성을 확인하고 저항성 기대 유전자를 선발하였다. 전체 520개의 primer를 이용하여 2327개의 band를 확인하였고 74(3.1%)개의 다형성 band를 나타내었으며, 콩 씨스트선충 저항성에 기대되는 다형성 band를 16(0.7%)개 선발하여 sequence 분석과 유전자 기능을 탐색하였다. 선발된 band 분석 결과 serine-threonine kinase domain과 연관된 것으로 나타났으며, 이는 선충 관련 저항성 후보 유전자와 관련된 단백질 구조를 가지고 있어 콩 선충 저항성 유전자로 기대된다.

꼬마배나무이 (Cacopsylla pyricola)에 저항성 품종육성을 위한 육종재료를 선발코자 월동형 성충수, 단과지내의 산란수, 과총엽내의약충수 및 수관 전체적인 그을음 발생정도를 15개 종 및 종간잡종133개 유전자원을 대상으로 조사하였다. 월동형 성충수는 Pyrus.calleryana 4.6마리, 단과지내 산란수는 P. calleryana 0.3개, 과총엽내약충수는 P. calleryana 0마리, 그리고 그을음 발생정도는 P.betulaefolia, P. calleryana, P. communis, P. hybrid (P.pyrifolia × P.communis), P. lindleyi 0으로 발생 및 피해정도가 가장 낮았으며 종간의 차이가 뚜렷하였다. 전체적으로 대목으로 이용하고 있는 콩배인P. calleryana와 P. betulaefolia가 조사 대상 유전자원 중 가장 높은 항객성(antixenosis)을 보였으나 품질개량에 많은 기간이 요구됨에 따라 실용적으로는 서양배(P. communis) 중 ‘Conference', 'Cascade','Bosc', 'Winter Nelis' 가 가장 낮은 발생 및 피해정도를 보여 꼬마배나무이 저항성 품종 육성을 위한 좋은 육종재료로 판단되었다.

Etofenprox에 대해 저항성과 감수성을 보이는 복숭아혹진딧물(Myzus persicae) 개체군을 가지고, 진딧물이 섭식하는 동안 약제에 노출되었을 때 반응하는 양상을 EPG패턴을 비교함으로써 처리된 약제에 대한 저항성 발달 여부를 검토하였다. 본 실험에서 사용한 복숭아혹진딧물 야외와 실내개체군은 etofenprox의 추천농도 처리 후 48시간에 각각 36.7과 86.7%의 살충율을 보였으며, 반수치사농도에 있어 30배 이상의 차이를 나타내어 야외에서 채집한 개체군의 경우 etofenprox에 저항성을 나타내는 개체군으로 사용하였다. 또한 교차저항성 발달 여부를 확인하기 위해 fenpropathrin 처리 후 살충율을 조사한 결과, 두 개체군 모두에서 각각 28%와 29%로 낮은 살충율을 보였으며, thiamethoxam에 대해서는 48시간 후에 저항성개체군이 57%, 감수성 개체군은 79%를 나타내었다. 또한 EPG 기록시작 후 1시간 뒤, 약제를 살포하고, potential drop, contact signal의 빈도 수, 총 섭식 시간, 총 구침을 빼고 있는 시간, pathway activity 패턴 등을 조사하였다. Etofenprox 처리 후 조사한 결과, 처리 전의 섭식행동에 있어서는 유사하였으나, 처리 후 저항성 개체군의 경우는 섭식 및 탐침 시간이 감수성 개체군에 비해 훨씬 길게 나타나 약제에 노출된 이후에도 활발히 일어나는 경향을 보였으며, fenpropathrin의 결과에서는 조사한 EPG 조사패턴 모두에서 두 개체군간 큰 차이를 보이지 않았다.

131개 땅콩품종을 공시하여 녹병, 검은무늬병, Phaeoisariopsis 점무늬병에 대한 복합저항성을 조사한 결과 7개품종이 저항성이었고 11개품종은 중도저항성이었다. 각 품종들의 발병 정도와 수량에 대한 효과가 논의되었다.

Bakanae (foolish seedling) disease caused by Gibberella fujikuroi creates serious problems in the foremost rice growing countries. This study was conducted to identify new resistance genetic sources to Bakanae disease. Bioassay showed that 11 varieties including Gwangmyeongbyeo, Hawn, Wonseadaesoo, Erguailai etc. were resistant to bakanae disease among 254 rice germplasm. Mismatch ratio between phenotype on bakanae disease bioassay and allele type of RM9, a SSR marker closely linked the bakanae disease resistant QTL, qBK1, were 38.3%. These results suggest that RM9 might be used for selecting qBK1, but it cannot be used for wide range of rice germplasm. Resistant germplasm in this study might be have resistant genes different from qBK1. The eleven varieties resistant to selected in this study will be used to identify new resistant alleles or genes to improve bakanae disease resistance in rice.

기상조건의 변화로 우리나라에 벼멸구의 발생이 점차 증가하며 피해가 커지고 있다. 이에 다양한 벼멸구 저항성 유전자를 가진 벼 품종의 육성이 필요하다. 국내 육성 자포니카 벼 품종 중 벼멸구 저항성 품종은 Bph18 유전자를 가진 ‘안미’를 제외하고 모두 bph2(‘화청’, ‘하남’, ‘다청’, ‘친농’, ‘친들’) 유전자를 가지고 있다. 유묘검정 결과 bph2 유전자를 가진 품종은 벼멸구 흡즙에 중도저항성을 보인 후 4주 이상 지나며 고사되는 반면, ‘안미(Bph18)’는 계속해서 강한 저항성 반응을 나타낸다. 인공교배를 통해 Bph18 유전자를 가진 계통을 육성하였다. 빠른 DNA 마커 검정을 위해 12번 염색체의 Bph18 유전자와 연관된 마커를 검색하여 PCR 후 전기영동을 수행한 결과 RM3331이 저항성 유전자별 밴드의 위치가 다른 증폭 반응을 보였다. 각 계통에 대한 밴드분석 결과 벼멸구 저항성 유전자가 없는 ‘TN1’과 ‘호평’은 위치가 다른 밴드를 보였는데 이는 인디카와 자포니카의 유전적 백그라운드의 차이로 프라이머의 증폭 부위가 달라 발생한 것으로 추측된다. Bph18 유전자를 가진 ‘익산562호’와 Bph1 유전자를 가진 ‘청청벼’, ‘Mudgo’, ‘IR09N379’의 밴드 위치가 같은 것은 두 유전자가 중복되어 위치해 있기 때문인 것으로 보인다. 따라서 RM3331로 생성된 PCR 산물의 크기는 제한효소 처리없이 2% agarose gel로 분석이 가능한 간편성을 가지고 있지만, 저항성 유전자가 중복되어 있는 Bph18과 Bph1 유전자를 구분하기는 어려우며 벼멸구 저항성 유전자를 가지고 있지 않은 계통과의 구분에 선택적으로 사용하는 것이 적합할 것으로 보인다.

기상조건의 변화로 우리나라에 벼멸구의 발생이 점차 증가하며 피해가 커지고 있다. 다양한 벼멸구 저항성 유전 자를 가진 벼 품종의 육성이 필요하다. 본 연구는 Marker-assisted Selection(MAS)을 통한 벼멸구 저항성 유전자 Bph3 보유 벼 품종 육성을 위해 Bph3 연관마커 탐색을 수행하였다. 각각 서로 다른 벼멸구 저항성 유전자를 가진 9개 품종의 DNA를 추출한 후 6번 염색체의 Bph3 유전자 인근의 8개의 SSR 마커를 가지고 PCR을 수행하였다. 8개 SSR 마커중 bph4를 제외한 나머지 유전자와 다른 위치의 밴드를 나타내는 RM586이 가장 적합한 마커로 판단되었 다. 선발된 RM586의 MAS 능력을 검정하기 위해 벼멸구에 감수성인 벼 품종 새누리와 Bph3 유전자를 보유한 저항 성 벼 품종 BG367-2를 교배하여 F1을 육성하였고 다시 새누리를 반복친으로 여교배 하여 BC1F1 80개체를 얻었다. 80개체를 벼멸구 저항성 검정 결과 1:1의 저항성과 감수성 분리비를 보였으며, 이들 개체의 DNA를 분리하여 RM586 마커로 PCR 후 전기영동 했을시 저항성 개체와 감수성 개체는 서로 다른 크기의 밴드를 형성 하였다. RM586로 생성된 PCR 산물의 크기는 2% agarose gel로 쉽게 분석이 가능하다. 따라서 RM586은 Bph3 유전자를 가 지는 벼멸구 저항성 품종 육성에 MAS를 사용하는데 적합한 마커로 확인되었다

기후변화에 따른 지구온난화로 작물을 가해하는 해충의 대발생 가능성이 증가됨에 따라 안정적인 식량 공급에 필수적인 내충성 품종 개발이 필요하다. 해충에 대한 저항성 자원 탐색과 관련 저항성 유전자 확보가 우선되어야 하며, 관련 유전자에 대한 분자육종시스템 적용을 위한 DNA marker 개발 등 관련기술 확보가 필수적이다. 본 연구 에서는 우리나라에서 콩을 가해하는 3대 진딧물 중 하나인 싸리수염진딧물에 대한 저항성 유전자 탐색을 실시하 였다. 싸리수염진딧물에 대한 저항성 검정에는 감수성 품종인 Williams 82와 저항성 품종인 PI366121의 인공 교배 를 통해 유래된 144개의 RIL 집단을 이용하였다. 완전임의배치법을 이용하여 Pot에 파종 후 3본엽이 전개되기 전 에 접종을 실시하였다. 접종된 RIL 집단을 Growth Chamber로 이동 후 2주간 관찰하였다. RIL 집단에 SNP marker를 이용하여 genotyping을 실시하고 이를 이용하여 QTL분석을 하였다. 분석결과 콩 Chromosom 7번에서 BARC- 0428150084와 BRAC-015945-020 marker 사이에 저항성 유전자가 위치하였고, 이때 LOD 값은 46.0으로 나타나 매 우 높은 QTL 효과를 보여 향후 본 유전자를 이용한 저항성 품종육성가능성을 보여주었다

고추 탄저병은 국내에서 아주 피해가 심한 병 중의 하나로 본 연구팀은 십수 년 동안 탄저병 저항성에 대해 유전분석을 수행하는 동시에 저항성 품종 육성에 노력을 기울여 왔다. 이전에 사용하였던 탄저병 저항성 소재는 Capsicum baccatum 종의 PBC81 accession이었는데, 이와 가장 교잡화합성이 높았던 C. annuum 종의 SP21 계통을 모친으로 사용하여 종간 교잡을 수행하였고, 이에 대한 BC1F1과 BC1F2 분리집단에서 QTL mapping을 수행하여 두 가지의 탄저병(Colletotrichum acutatum과 C. capsici)에 대한 각각의 저항성 주동 QTL을 탐색함과 동시에 연관된 분자표지를 개발하였다. 본 연구에서는 탄저병 저항성 소재로 PBC81이 아닌 PI594137과 AR을 사용하여 NGS re-sequencing을 수행한 후 대량의 SNP를 탐색하고자 하였다. PI594137은 C. baccatum 종에 속하며, PBC81보다 좀 더 broad spectrum resistance를 보인다. AR은 AVRDC에서 분양 받은 재료인데, C. chinense Jacq. PBC932의 열성 저항성을 C. annuum에 도입한 계통이다. 탄저병 저항성 QTL mapping은 Golden aji(C. baccatum, 탄저병 이병성)와 PI594137의 F2 분리집단과 SP211(C. annuum, 탄저병 이병성)과 AR의 F2 분리집단에서 수행할 계획이어서 각각의 양친 사이(Golden aji vs. PI594137과 SP211 vs. AR)에서 SNP를 탐색하였다. NGS re-sequencing을 통해 읽혀진 염기서열 총 길이는 PI594137이 40.5Gbp, Golden aji가 12.1Gbp, AR이 12.8Gbp, SP211이 11.5Gbp였다. 이 염기서열을 사용하여 생물정보학적 분석((주)씨더스에 의뢰)을 수행하였는데, PI594137과 Golden aji 사이에서 333,816개, AR과 SP211 사이에서 1,218,595개의 SNP를 최종적으로 탐색할 수 있었다. 탐색된 SNP는 탄저병 저항성 QTL mapping 분석에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

본 연구는 고온에 안정적인 TSWV 저항성 유전자원을 선발하기 위해 수행되었다. 우선, 저항성 검정조건을 마련하고자 8점의 TSWV 저항성 육성계통을 두 가지 온도 조건(주간 25℃ ± 3.1℃, 35℃ ± 2.2℃)에서 검정을 실시하였다. 8점 중 두 계통(11VR35와11VR51)은 25℃에서 이병율이 모두 0.0%이었으나 35℃에서는 각각 100%, 80%의 이병율을 보였다. 아울러11VR32 11VR47 11VR53 11VR54 는 25℃에서 이병율이28.6%, 37.5%, 10.0%, 10.0%를 보여 중도저항성으로 평가되었으나 35℃에서는 이병율이 모두 100%로 나타났다. 이러한 결과는 고온(30℃ 이상)에서 저항성이 변화한다는 기존 보고와 유사한 결과를 확인할 수 있었다. 따라서 TSWV저항성 검정은 고온에서 실시하는 것이 안정적이라고 판단되었다. 이러한 조건으로 저항성검정을 실시한 결과 5점의 TSWV 저항성 유전자원을 선발하였다. 5점의 TSWV 저항성 유전자원은 2 C.annuum (11PM25, 11PM28), 3 C.chinense (11FL34, 11FL38, 11FL44)이다. 그러나 이들은 Tsw에 의한 과민반응(hypersensitivity response; HR)과 같은 증상은 없었다. 따라서 5점의 TSWV 저항성 유전자원은 TSWV 저항성 품종육성에 새로운 저항성 재료로 사용될 것으로 기대된다.

벼줄무늬잎마름병은 애멸구에 의해 매개되며 우리나라, 일본, 중국 등 동아시아 지역에서 벼에 가장 많은 피해를 끼치는 바이러스병이다. 벼 줄무늬잎마름병 저항성 유전자는 6번 염색체에 존재하는 Stv-a 유전자와 11번 염색체에 존재하는 Stv-b 유전자 및 Stv-b 유전자의 복대립 유전자형인 Stv-bi 등이 알려져 있다. 단일유전자에 의한 저항성의 경우 바이러스 집단의 변화, 저항성 유전자의 기능소실 등에 의해 저항성의 붕괴가능성이 제기되면서 기존의 유전자 이외의 저항성 유전자를 추가 탐색하는 노력이 진행되고 있다. 본 연구는 국내 통일형 품종 및 국외 도입 유전자원을 중심으로 총 155 품종에 대한 저항성 생물검정과 기존에 개발된 Stv-bi 유전자 영역을 분자마커를 이용한 유전자형 검정을 통해 신규 유전자를 포함하는 저항성 자원을 선발함을 목적으로 수행하였다. 분자마커를 이용한 유전자원의 군집분석 결과 크게 2개의 군으로 분류되었으며 이는 또한 InDel 7에 의한 유전자형 구분결과와 일치하였다. 그 중 Daw dam 등 6품종은 InDel 7 marker에 의한 유전형 분석결과에서 감수성 allele을 나타내었으나 RSV 생물검정에서는 유전형과 반대인 저항성을 나타내어 InDel 7 marker로서 구분이 불가능 한 것으로 나타났으며 ST10에 대한 유전형에서도 감수성 allele을 나타내었다. 따라서 이들 6품종은 11번 염색체에 존재하는 Stv-bi 유전자가 아닌 다른 유전자에 의해 저항성을 나타낼 가능성이 높은 것으로 추정되었다. 이들 품종은 향후 유전분석과 유전자지도작성을 통하여 신규 유전자 여부 확인을 위한 좀 더 상세한 검토가 필요한 것으로 생각되며 향후 저항성 증진 또는 저항성 붕괴에 따른 대책으로 gene pyramiding등에도 이용 가능할 것으로 판단된다.

최근 생물다양성 협약의 발효로 유전자원 사용에 제한이 있게 되면서 국내 재래종 유전자원에 대한 유전변이 평가를 통한 육종소재로 활용 가능한 유용유전자원 확보는 대단히 중요한 과제로 대두 되었다. 그 중 벼 육종에 있어서 도열병 저항성은 재배안전성 측면에서 가장 중요한 형질 중의 한가지로서 많이 연구 되었는데 효율적인 수단으로는 저항성이 증대된 신품종을 육종하는 것이 가장 효율적인 방법이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 국내 재래종 벼 품종들에 대해 주요 도열병 저항성 유전자를 탐색 하고 재래종 벼의 유전적 특성을 분석하여 벼 품종육성의 기초자료로 제공하고자 수행하였다. 선행연구에서 보고된 도열병 유전자 정보를 이용하여 국내 재래종 벼를 대상으로 분석한 결과, 홍도, 홍사도, 사두초, 앵미, 효성재래종, 적선, 선, 한양조, 백곡나 등에서 Pi-b 저항성 유전자가 탐색 되었다. 추후 국내 재래종 유전자원은 병저항성 육성 소재로 활용 가능할 것으로 생각된다.

고추 탄저병은 국내외 고추 재배 시에 가장 많은 피해를 주는 병해이며, 해외 종자 수출 대상국에서도 많은 피해를 주고 있다. 고추 탄저병은 Colletotrichum spp.에 의해 발생하며 현재 가장 많은 분포를 나타내는 종은 C. acutatum으로 보고되고 있다. 탄저병 피해를 줄이기 위한 방법으로는 탄저병 저항성 품종을 재배하는 것이 최선이지만 아직까지 저항성 품종이 시판되지 않아 약제에 의한 화학적 방제가 이루어지고 있다. 이러한 이유로 고추 탄저병 저항성 품종육성을 위하여 다양한 유전자원을 대상으로 병원균에 강한 육종재료의 탐색이 이루어져 왔으나, 국내외적으로 가장 많이 재배하고 있는 C. annuum 종내에는 안정적인 저항성을 보이는 유전자원이 없는 것으로 알려지고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내외의 다양한 유전자원과 육성계통을 대상으로 무상처접종법과 포장검정을 통하여 기존에 알려진 저항성 이외의 새로운 저항성 계통을 탐색하여 고추 탄저병 저항성 품종육성에 이용하고자 수행하였다. 11A 1등 F4세대 13점, 2010 선발계통 22점, 신규도입 유전자원 2점 및 시판대비품종 2점을 대상으로 탄저병 저항성 검정을 수행한 결과 이병과율이 10%미만으로 강한 저항성을 보이는 11A9, 11A10, 11A11, 11A19, 11A26의 5계통을 선발하였다. 이들은 모두 무상처접종에 의한 저항성 검정에서도 동일한 결과를 보였다. 아울러 포장검정 결과 11A9와 11A10은 세균성 점무늬병, 11A19는 역병에 강한 저항성을 보여 금후 유묘검정 등을 통하여 탄저병 저항성 품종육성과 함께 이들 병해에 대한 저항성 연구 및 품종 육성에 이용될 것으로 기대한다.

벼 줄무늬잎마름병 저항성 유전자 및 연관 DNA 마커 탐색을 위하여 줄무늬잎마름병에 저항성인 통일형 품종인 신광 벼 이용 여교잡 집단을 육성하였다. 줄무늬잎마름병 저항성 유전자에 대한 QTL을 분석한 결과 11번 염색체에 위치하는 SSR 마커 RM6897이 탐색되었으며 전체 표현형 변이의 44.2%를 설명하였다. DNA 마커 RM6897은 여교잡 집단에서 생물검정과 유전자형이 일치하였다. 또한 자포니카 품종들에서 저항성 27품종과 감수성 23품종에 대해

본 연구는 국내 수집 잡초성벼에 존재하는 잎도열병 저항성 관련 유전자를 탐색하고, 이 저항성유전자와 연관된 분자마커를 탐색하는 것이다. 도열병에 감수성인 자포니카 품종인 낙동벼와 도열병에 강한 잡초성벼인 강화앵미11을 교잡하여 120개 RILs를 육성하여, 도열병 균주반응과 잎도열병 밭못자리검정을 통한 저항성 유전자 탐색에 이용하였다. 1. 총 45개 도열병 균주를 이용하여 양친들을 검정한 결과, 잡초성벼 강화앵미11은 25개 균주에 대하여 저항성 반응