유묘기의 저온 스트레스는 벼의 초기 생육 및 성장을 방해하여 수량 감소에 영향을 준다. 유묘기 내냉성 육종을 위해서는 내냉성을 조절하는 유전자좌를 탐색하고, 유용한 대립유전자를 도입하여 유묘기의 내냉성을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 한국형 벼 핵심집단 134 계통의 유묘기 내냉성을 검정하고 전장유전체 연관 분석을 통해 해당 형질과 연관된 QTL 및 후보 유전자를 탐색하였다. 생육 10일 된 벼 유묘에 8°C의 저온을 3일 동안 처리한 후, 달관평가를 통해 1-10단계로 내냉성을 평가하였다. 1,781,068개의 SNP 마커를 이용한 전장유전체 분석을 통해 3, 5, 6, 9번 염색체에서 유묘기 내냉성 형질과 높은 연관성을 보인 4개의 QTL을 탐지하였다. 4개의 QTL 지역 중 염색체 5번에 위치한 qCTS5는 2개의 분석 모델에서 일관적으로 발견되어 높은 신뢰성을 보였다. qCTS5의 물리적 위치를 기준으로 24개의 유전자가 확인되었고, 이중 8개 유전자가 내냉성 형질과 관련 있다고 보고되었다. 추후 bi-parental population을 이용하여 유전자를 동정하고, 저온 환경에서의 역할을 명확히 밝히고자 한다.

Natural populations of numerous species have decreased sharply in recent years, and a number of mammalian species are also now at elevated risk of extinction globally. The long-tailed goral Naemorhedus caudatus, a vulnerable and protected species designated by IUCN (International Union for Conservation of Nature) and CITES (the Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora), is distributed in Northeast Asia including the Korean Peninsula. In South Korea, the Seoraksan National Park is known as the largest core habitat for the long-tailed goral population. In this study, phylogenetic relationships and population genetic features of the Seoraksan goral population were analyzed using fecal samples with both mitochondrial DNA and microsatellite markers. We found that Seoraksan gorals were the most closely related to Russian population, and also found that a unique Seoraksan lineage evolved there. In addition, the Seoraksan goral population showed higher genetic diversity than other South Korean populations, suggesting that this population might represent the most ecologically and evolutionarily important remnants of the long-tailed goral in South Korea. The Seoraksan goral population had a low level of genetic differentiation and a rather single genetic structure, suggesting that non-negligible levels of gene flow might have occurred across populations. Moreover, microsatellite genotype-based individual identification estimated that the population size was ≥81 in the Seoraksan National Park. Findings of our study suggest that effective conservation and restoration actions are needed for long-term conservation of N. caudatus in this protected area.

본 연구는 동해유입하천 (강릉 연곡천, 양양 남대천), 한강수계 (섬강, 속사천), 낙동강수계 (길안천)에 서식하는 참갈겨니 (Zacco koreanus) 개체군을 대상으로 채집된 110개 체로부터 미토콘드리아 DNA COI 유전자 (mitochondrial DNA cytochrome oxidase I)를 분자마커로 이용하여 계통지리학적 분석을 수행하고, 추가적으로 강릉 연곡천 상·중· 하류 개체군을 대상으로 집단유전학적 분석을 수행하였다. 계통지리학 분석 결과, 동해유입하천과 한강수계의 참갈겨니 개체군은 동일한 단일계통을 나타내었고, 낙동강수계의 개체군은 상이한 계통으로 분기됨을 나타내었으며, 다른 수계 계통과의 유전적 거리 수치 범위가 평균 4.0% (3.7~4.2%)로서 동일종 이상 수준을 보여 잠재종 가능성을 시사하였다. 참갈겨니가 서식하는 수계에 따른 형태학적 차이는 연구된 바 있으나 DNA 염기서열의 변이를 이용한 분자유전학적 연구는 부족한 실정이므로 본 연구 결과는 향후 낙동강수계 참갈겨니 개체군의 계통분류학적 연구에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 추후 집단유전체학 및 생태학적 분석을 통하여 관찰된 낙동강수계 계통이 다른 종, 잠재종 혹은 단순히 큰 수준의 종내 변이를 나타내는지에 대한 추가적인 연구가 필요하다. 강릉 연곡천 상·중·하류에 서식하는 개체군의 집단유전학 분석을 통해 중류의 개체군이 상대적으로 높은 다양성을 나타냈으며 상·중·하류 개체군 간의 유전적 차이는 나타나지 않았다. 이는 상·중·하류 개체군 간 유전자 확산이 원활하게 이루어지고 있음을 의미하며 하천의 개체군 간 연결성을 판단할 수 있는 지표로 활용될 수 있다. 하지만 생태학적 시간 스케일의 연구에 더 적합한 분자마커를 이용한 추후 연구가 필요할 것으로 사료된다.

본 연구에서는 한국에서 개발한 23개의 양송이 품종과 42개의 도입품종의 유전적 다양성과 집단 구조를 SSR 마커를 이용하여 분석하였다. 양송이 품종의 NA는 약 13, HO는 약 0.59, HE는 약 0.74, PIC값은 약 0.71 이었다. 양송이 품종은 군집분석에 의하여 3개의 Group으로 구분되 었고 다양한 국가의 품종으로 구성된 Group2의 다양성이 높았으며, 구조분석에 의하여 2개의 subpopulation으로 구분되었고, 품종의 수가 많은 Pop2의 다양성이 높았다. 한국의 양송이 품종들은 주로 Group 3에 분포하고, subpopulation 간 분포에는 큰 차이를 보이지 않았다. 본 연구의 결과는 양송이의 육종소재의 개발, 다양성 확보 등과 같은 품종의 개발과정에 이용될 수 있을 것이다.

본 연구는 국내 금지급 과실파리인 오리엔탈과실파리(Bactrocera dorsalis)에 대한 유전적 변이를 분석하였다. 이를 위해 오리엔탈과실파리 가 자생하는 대만 지역을 대상으로 2019년 동일한 시기(3일간: 7월 30일~8월 1일)에 서로 다른 세 지역(타이페이, 타이중, 카오슝)에서 과실파리류를 채집하여 나이 변이 및 미토콘드리아 서열 변이를 각각 비교하였다. 세 지역에서 채집된 오리엔탈과실파리는 1,085마리로서 메틸유제놀 유인제에 모두 유인되었으며, 큐루어 유인제에는 30마리의 오이과실파리(Zeugodacus cucurbitae) 및 1마리의 타우과실파리(Bactrocera tau)만 채집 되었다. 단백질먹이 유인제에는 총 6마리가 포획되었으며 이 가운데 오리엔탈과실파리는 1마리가 포함되었으며 나머지는 오이과실파리였다. 오리 엔탈과실파리 수컷의 머리에는 테린이 포함되었으며 나이가 증가함에 따라 각 머리에는 32 μg에서 59 μg까지 테린 함량이 증가하였다. 대만 세 지역의 수컷 집단들은 테린 양에 차이를 나타냈으며, 카오슝 집단이 타이페이와 타이중 집단에 비해 적은 테린 양을 보유하였다. 이들 세 지역 사이에 유전적 거리가 RAPD (random amplified polymorphic DNA)를 이용하여 분석되었으며 타이페이 집단이 타이중 및 카오슝 집단들과 차이를 나타내는 것으로 나타났다. 유전적 변이는 미토콘드리아의 cytochrome oxidase I (CO-I)과 NADH dehydrogenase I (ND-I)을 각각 비교 하였다. CO-I 영역 가운데 360개 염기서열을 비교한 결과 7.8%의 염기서열 변이를 나타냈다. ND-I 영역을 비교한 결과 213개 염기서열 가운데 6.6%의 염기서열 변이를 보였다. 이들 변이 서열을 대만 지역에 발생하는 오리엔탈과실파리의 특이적 SNP (single nucleotide polymorphism) 마커로 개발하는 데 추천한다.

본 연구는 한우 보증씨수소 844두를 출생년도를 기준으로 8개 집단으로 분류하고, 각 개체들의 친자확인용 유전자 마커정보를 농협경제지주 한우개량사업소 홈페이지에서 제공 받아 유전적 다양성 및 구조 변화 분석에 활용하였다. 한우 보증씨수소 전체 집단의 대립유전자수(number of alleles)의 평균은 10.54개, 기대 및 관측 이형접합율(Hex, Hob)의 평균은 각각 0.764, 0.773, 다형성 정보량 지수(PIC)의 평균은 0.727 그리고 Fis의 평균은 –0.014로 확인되었다. 한우 보증씨수소 집단을 출생년도 별로 구분한 8개 집단의 유전적 다양성 및 구조 분석 결과, D집단(2005-2004년)의 기대이형접합율(0.777), 관측이형접합율(0.792) 그리고 다형성정보지수(0.740)가 가장 높은 것으로 확인되었다. C집단(2003-2004년)과 E집단(2007-2008년)에서는 기대이형접합율이 관측이형접합율 보다 큰 것으로 확인되었고, 나머지 그룹 모두에서는 관측이형접합율이 기대이형접합율 보다 큰 것으로 확인되었다. 대립유전자 출현빈도를 기반으로 유전적 조성과 구조를 추론하기 위해 STRUCTURE software를 이용하여 분석한 결과 세대가 지남에 따라 특정 유전적 성분의 변화 또는 비중의 증감을 확인 할 수 있었다. 이는 개량 목표를 설정하고 지속적으로 추진되고 있는 개량 사업이 한우 씨수소 집단의 유전적 구조 변화에 영향을 미치고 있음을 확인 할 수 있는 중요한 자료로, 한우 개량 사업의 효율적인 추진을 위해 유용하게 활용 될것으로 사료된다.

Plant genetic resources are fundamental materials for crop improvement to enhance productivity and an insurance against unforeseen threats to agricultural production. Continuous advancement in crop improvement depends on discovery of new sources of genetic variation, accurate identification of lines with favorable traits, and their efficient and judicious use. Core collections (~10% of the entire collection) and mini core collections (~10% of the core or ~1% of the entire collection) have been suggested as a gateway to enhance utilization of germplasm. Using passport data, characterization and evaluation data, core and/or mini core collections have been developed in chickpea, groundnut, pigeonpea, pearl millet, sorghum, finger millet and foxtail millet at ICRISAT, Patancheru, India. Evaluation of these subsets has resulted in identification of new sources of genotypic variation. The concept and process of developing mini core collections has been recognized worldwide as an “International Public Good” (IPG). Many national programs have shown immense interest in evaluating mini core collections for identification of new sources of variation for use in crop improvement programs. To date, 84 sets of mini core of chickpea, groundnut, pigeonpea, sorghum, pearl millet, foxtail millet and finger millet have been supplied to researchers in 13 countries. Feedback revealed that researchers in national programs were able to identify new sources of variation for favorable traits, such as early maturity, resistance to pests and diseases, large seed size, and high grain yield. Seeds of mini core collections could be available to researchers globally for research and training purpose.

This study was conducted to find out that how much does it effects as it considered not only animal additive genetic effect but also maternal genetic effect for improving litter traits of pigs. The data of 10,836 records on 2,636 sows in Landrace and 14,463 records on sows in Yorkshire were analyzed which had been measured from 1998 to July 2017 in a nucleus herd of pig population. The traits used on this analysis were total number of born with (TNB2) and without mummy (TNB1) and number of born alive (NBA). Two different multivariate animal mixed models were considered and compared of variance components estimated from these models. The one (Model 1) was set up with assumed to parity, return events and batch effects as fixed and service sire, permanent environment and animal additive genetic effects as random. The other (Model 2) was same with Model 1 except considering maternal additive genetic effects as random. (Co)variance for random effects and genetic parameters were estimated using restricted maximum likelihood method and breeding values as best linear unbiased prediction were estimated using preconditioned conjugate gradient algorithm on each model and breed. From these models, heritability estimates for NBA were about 0.10 and 0.11 on both models in Landrace and Yorkshire, respectively. Forthermore, it was estimated that there were little variations in the maternal genetic effects with roughly 1~2% of total variation. Result from comparing estimated breeding values for each trait between each model, ranking of genetic capability through total breeding values on model 1 and on model 2 showed highly correlated with more than 0.92. Consequently, for improving litter traits, selection based on breeding values by direct genetic effects without considering maternal genetic effects were reccommendable.

북방종개(Iksookimia pacifica)의 유전적 다양성과 구조적 특징을 밝히기 위해 동해 독립하천들에 서식하는 10개의 집단들을 대상으로 핵유전자와 미토콘드리아 유전자에 기반한 집단유전학적 분석을 실시하였다. 일부 예외적인 경우를 제외하고, 미토콘드리아와 핵유전자 모두 통계적으로 유의미한 집단 간 유전적 분화가 관찰되었다. 핵유전자들의 DNA 서열자료에서 추출한 유전자형 자료를 Bayesian 방법으로 분석한 결과 북방종개는 천진천과 양양남대천을 기준으로 북쪽과 남쪽의 두 개의 그룹으로 나뉘는 구조를 보였다. 현재 동해 하천들이 지리적으로 단절되어 온 독립 수계라는 것을 감안했을 때, 남북으로 구별되는 집단유전적 구조는 북방종개가 한반도에 정착했던 초기 조상 집단이 남북으로 갈라지는 지리적인 분리 사건과 관련되었을 것으로 해석되며, 이러한 초기 조상집단의 지리적 분리 이후, 두 조상 그룹들은 남북의 지리적인 범위 내에서 하천 별 고립에 따른 추가적인 분화 과정을 거쳤을 것으로 추정된다. 주목할 점으론, 자산천 집단의 많은 개체들이 지리적 거리가 먼 양양남대천 및 강릉남대천 집단과 하나의 유전적 cluster를 형성하고 있는 것이다. 이와 함께 미토콘드리아 유전자의 경우 몇몇 이웃하는 집단들 사이에 현저히 낮은 유전적 분화도 그리고 일부 집단들에서 매우 낮은 유전적 다양성이 관찰되었다. 본 집단유전학적 결과는 향후 북방종개의 보존 및 관리를 위한 기초자료로 제시될 것이다.

최근 기온이 높아지면서 강원도 대관령 감자 재배지로 날아오는 진딧물 발생이 늘어나고 있다. 진딧물은 감자바이러스의 주요 매개체로 감자잎말림바이러스(PLRV)와 감자Y바이러스(PVY)등을 감자에 전염시킨다. 본 연구는 진딧물중 감자에서 가장 발생량이 많은 복숭아혹진딧물(Myzus persicae)의 발생원인 규명과 집단유전학적 군집구조 분석을위한 초위성체마커(microsatellite)를 탐색하고 개발하였다. 집단유전학 분석과 관련된 11편의 논문에서 사용된 총26개의 마커가 탐색되었다. 이중 가장 사용빈도가 높은 총 9개의 마커(M37, M40, M49, M63, myz2, myz9, myz25,S17b, S23)를 최종 선정하였고 증폭 조건을 수립하였다. 이들은 3개의 multiplex PCR set로 집단유전학 분석에 활용할수 있도록 개발하여 향후 집단유전학 연구에 활용하고자 한다

애멸구는 직접적인 흡즙과 식물병원성 바이러스 매개로 쌀 생산량 감소에 영향을 주는 주요 해충이다. 국내와 중국 집단의 유전자 구조를 미토콘드리아 마커를 기반으로 비교하였다. 국내 집단은 33개의 유전형으로 구성되어 있었고, 이 중에서 16개는 새롭게 밝혀졌다. 유전형과 뉴클로타이드의 변이는 각각 0.791-0.909와 0.0018-0.0029였으며, 지역 집단 간의 유전자 거리는 매우 낮았다(FST = -0.030~0.089). 국가 간 유전적 변이는 약 3.6%였으며, 덴드로그램 상에서는 3개의 그룹으로 구분이 되었다 (FCT = 0.201, P < 0.0001). 국내 집단은 7개 중국 집단과 그룹을 이루었는데, 해당 지역은 기존 문헌을 통해 밝혀진 비래 근원 지역을 포함하여 중국 내 이동 집단이 분포하는 지역인 것으로 밝혀졌다. 분자 생태학을 기반으로 한 집단 구조 연구는 비래 근원 추적 연구와 국내 집단에 미치는 영향을 이해하는데 중요한 정보를 제공해 줄 것이다.

우리나라 8개의 배추 생산지에서 배추좀나방을 채집하여 아세틸콜린에스테라제 유전자 AceI 의 SNP를 조사하여, 집단 간 유사도를 비교하였다. 또한 10개의 채집 지역 배추좀나방 계통에 대해 8종의 방제 약제로 생물 검정을 실시한 후 추천 농도에 대한 상대적 저항성 비로 군집 분석을 실시, SNP의 군집 분석 결과와 비교하였다. SNP 비율에 의한 군집 분석으로 배추좀나방은 크게 태백산맥 고지대에서 서식하는 배추좀나방과 태백산맥 서쪽 저지대에서 서식하 는 배추좀나방 군으로 분류되었는데, 이는 배추좀나방의 지역 정착, 발달 패턴이 두 지역 간 서로 달랐음을 암시한다. 그러나 약제반응에 의한 군집 분류는 지역 간 어떤 공통점을 보이지 않아 약제 저항성은 배추좀나방의 지역 정착 후 짧은 시간에 약제저항성이 발달한 것으로 추정된다.

지구 기후변화에 따라 아열대성 해충이 온대지역으로 이주를 통해 서식지를 넓히고 있다. 아열대성 해충인 콩명나방(Maruca vitrata)이 국 내에서 팥을 비롯한 콩과작물에 경제적 피해를 일으키고 있다. 비교적 유전적 변이가 큰 곤충으로 알려진 콩명나방에 대해서 국내 집단의 기원에 대해서 의문을 갖게 되었다. 국내 콩명나방 집단의 유전적 특성을 이해하기 위해 cytochrome oxidase subunit 1 (cox 1) 유전자의 염기서열을 판독 하였고, 이를 다른 지역 집단들과 분자계통학적으로 분석하였다. 전 세계에 분포하고 있는 콩명나방은 크게 3 그룹(아시아-아프리카, 아메리카, 오세아니아)으로 분류되었다. 이 가운데 국내 콩명나방은 아시아-아프리카 그룹에 속했다. 국내 집단의 살충제 감수성을 분석하기 위해 작용기작이 서로 다른 7 가지(4 종류의 신경독 약제, 1 종류의 곤충성장조절제, 2 종류의 생물농약)의 약제로 평가하였다. 콩명나방의 어린 유충은 분석된 모든 약제에 비교적 감수성이 높았다. 그러나 노숙 유충의 경우는 어린 유충에 비해 감수성이 현저하게 저하되었다. 처리 후 7 일간 분석된 살충력 조사에서 조사된 어느 약제도 콩명나방의 최종령 유충을 효과적(> 50% 방제가)으로 방제하지 못하였다.

멸강나방(Pseudaletia separata)은 국내에서 월동하지 못하나 해에 따라 다량으로 비래하여 목초지, 옥수수 등에서 큰 피해를 야기 시키는 비래 해충이다. 나방류의 경우 장기간 누대 사육하기가 쉽지 않으며 멸강나방도 예외는 아니다. 본 연구에서는 이러한 현상의 원인이 사육 개체군의 유전적 변화로 인한 결과일 것이라는 가정 하에 6개의 microsatellite 마커를 이용하여 2012년 2개 지역에서 채집하여 누대 사육한 4개의 집단과 2015년 채집된 3개 집단 총 224개체의 유전자 구조 분석을 수행하였다. AMOVA 검정 결과 집단간 전체 유전적 변이의 10%는 개체 간에, 7%는 집단 간에 그리고 83%는 개체 내에서부터 유래되었다. 집단 간 유전적 거리 차이를 보면 태안 2세대 개체군과 안성 개체군 간 차이가 가장 적었으며 (Fst=0.010), 태안 6세대 개체군과 수원 6세대 개체군 간 차이가 가장 컷다 (Fst=0.094). PCoA 분석결과 첫 두 주요인에 의한 분산이 전체 분산의 74.60%를 차지하였다. Structure 프로그램을 이용하여 집단 내 개체들이 가지는 유전자 구조 변화를 분석한 결과 누대 사육 초기에는 여러 유전자 cluster가 일정한 비율로 존재하였으나 6세대 누대 사육 개체군에서는 하나의 cluster가 비율이 급격하게 높은 개체들이 많아지는 방향으로 강력한 선택압이 진행되었음을 알 수 있었다.

톱다리개미허리노린재(Riptortus pedestris (Fabricius))는 한국, 일본, 중국 등을 포함한 아시아 지역에서 콩에 심각한 피해를 야기 시키는 해충이다. 본 연구에서는 NGS를 이용하여 얻은 톱다리개미허리노린재 유전자 정보를 바탕으로 4개의 microsatellite 마커를 선발하였다. 선발된 유전자 마커를 이용하여 국내 15개 지역 톱다리개미허리노린재 지역 집단들 간의 유전적 차이를 분석하였다. 총 384 개체를 이용하여 분석한 결과 초위성체 마커에 따라 대립유전자의 수는 7-21개 였다. AMOVA 검정 결과 전체 유전적 변이의 92%는 개체 간에, 7%는 집단 간에 그리고 1%는 개체 내에서부터 유래되었다. 집단 간 유전적 거리 차이를 보면 군산과 구례 개체군간 차이가 가장 적었으며 (Fst =0.005), 칠곡과 구례 개체군 간 차이가 가장 컸다 (Fst = 0.067). PCoA 분석결과 첫 두 주요인에 의한 분산이 전체 분산의 75.58%를 차지하였다. Bayesian clustering 결과 의 최대값은 K=3일 때 6.77로 가장 컸으며 이는 우리나라에 분포하는 톱다리개미허리노린재 개체군은 최소 3개의 공통 조상으로부터 유래되었다는 것을 의미한다.