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.

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.

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.

Sesame is queen of oil seed crops and widely cultivated in Asia and Africa. The aim of this study was to develop a mini sub core set representing the diverse germplasm of sesame and to assess the genetic diversity, population structure and phylogenetic relationship of the resulted sub core set to be used in whole genome resequencing platform. One hundred twelve accessions out of 277 accessions were selected by the PowerCore program. A total of 155 alleles were captured from the 158 alleles detected in the primary core population, and rare alleles and specific alleles were also maintained in the sub core set accessions representing almost 100% of the primary core population. Among the sub core set accessions, four sub populations were observed with some admixture accessions. Although the genetic diversity of Pop-1 which includes most accessions from Korea is relatively lower than that of other three sub populations, it can maintain maximum number of accessions in the sub core set with the same percentage as in the primary core set probably because of the specific features of these accessions. Based on this framework of genetically defined populations, the effective use and conservation management of Sesamum indicum for crop improvement might be possible.

본 연구는 효율적인 자원보존과 유전자원의 작물육종 활용 성 제고를 위한 기초정보제공을 목적으로, 29개 SSR marker 를 이용하여 아시아지역의 10개 국가에서 수집된 벼 유전자원 에 대해 유전적 다양성 및 집단 구조 분석을 수행하였다. 1. 총 85점의 벼 유전자원이 수집되었으며, 29개 SSR 마커 에 의해 증폭된 allele 수는 총 342개 였다. Allele 수는 2 개에서 28개 범위로 나타났으며, 마커당 평균 allele 수는 11.8 개 였다. 유전적 다양성을 나타내는 genetic diversity와 PIC 값의 범위는 각각 0.12-0.93과 0.11-0.93으로 나타났고, 평균은 각각 0.73과 0.71로 나타났다. 2. 국가별 벼 자원의 유전적 거리를 기초로 유연관계를 분 석한 결과 2개 그룹으로 구분되었다. BⅠ 그룹에는 남아시아 지역에 속하는 스리랑카, 인도, 방글라데시, 파키스탄이 포함 되었고, BII 그룹에는 라오스를 제외한 동남아시아 지역인 미 얀마, 부탄, 베트남, 필리핀, 태국이 포함되었다. 3. 수집 국가별 마커당 평균 allele 수는 미얀마가 1.28개로 가장 낮았고, 필리핀이 7.03개로 가장 높았으며, PIC 값 역시 필리핀이 0.64로 가장 높은 값을 보였고, 미얀마는 가장 낮은 0.15로 관찰됐다. 4. 유전적 거리와 Structure ver2.2를 이용하여 집단의 구조 를 분석한 결과, 75%의 확률에서 85개 자원 중 80개 자원 (64.1%)는 3개의 subpopulation으로 나눌 수 있었으며, 5개 자원(5.9%)은 유전적으로 혼입된 형태를 나타냈다. 5. 각각의 subpopulation은 수집 국가의 특성과 일치하지 않 았으며, 대부분 자원은 각각의 subpopulation에 불규칙적으로 분포되었다.

수원을 비롯한 전국 29개 지역에서 썩덩나무노린재를 채집하여 미토콘드리아 의 Cytochrome Oxidase I 유전자를 분리, 염기서열을 조사하여, 각 지역 계통 간 DNA의 염기서열과 비교, 분석하였다. 또한 미국 5개 지역으로부터 수집된 표본도 분석에 포함하여 유전적 근친도를 분석하였다. 분석 결과, 우리나라의 썩덩나무노 린재 유전자 근친도는 미국에 비해 국내 지역 계통간 서로 매우 가까운 것으로 밝혀 졌다. 발원지는 경기도 북부 지역으로 추정되며, 이 후 남쪽으로 계속 확대해간 것 으로 추정된다. 미국 종과 비교해 보면 차이가 많으나, 일부 지역에서는 미국 종과 유사성을 보이고 있다. 썩덩나무노린재가 국내 고유종으로 인정되고 있으나 미국 종들 보다 유전적 변이가 적고, 일부 중북부 지역에서 채집한 지역종이 미국 종과 유전적 근친도가 높은 점, 그리고 국내 지역 종들 간 유전적 친화도가 매우 높은 점 은 이들의 원산지에 대해 다시 한 번 생각하게 한다. 우리나라에서는 중북부 지역에 서 속하는 계통이 비교적 짧은 시간에 전국적으로 퍼져나간 것으로 추정된다. 따라 서 썩덩나무노린재는 북쪽에서 남쪽으로 전파한 것으로 생각되어 북쪽의 썩덩나 무노린재의 유전적 다양성 연구가 필요한 상황이며, 보다 면밀한 연구를 위해 개체 변이를 측정할 수 있는 마커를 가지고 심도 있는 집단 유전 연구가 필요하다.

돼지의 체장, 체폭, 체중 등의 연속적인 변이를 가지는 양적형질에 속하는 형질인 성장형질은 양돈업에 있어서 생산성과 수익성에 직결된 중요한 경제 형질이다. 성장형질로는 일당증체량, 등지방두께, 등심단면적 및 도체품질 등이 있으며, 그중에서 등심단면적과 관련이 있는 후보 유전자를 Genome-wide 수준에서 선발하기 위하여 Illumina 사의 Porcine SNP 60K chip을 이용하여 순종 Landrace 집단(수컷 : 50두, 암컷 : 440두)을 분석하였다. Plink program을 이용하여 filtering 과정을 거쳐 최종적으로 31,960개의 SNP marker를 선별하였으며, Genome-wide 임계수준을 bonferroni correction (i.e.1/31957=3.12×10-5)을 이용해서 결정했을 때, SSC16에서 유의성 있는 4개의 SNP marker들을 발견하였다. 이 중 가장 유의성 있는 SNP marker인 DRGA0016148(P=1.38×10-5)와 근접한 후보유전자로 PDE4D를 선정하였고, PDE4D에서 2개(g.9870 T>C, g3976 C>T)의 SNP를 탐색하였다. 본 연구에서는 Genome-wide association study (GWAS)를 이용하여 등심단면적과 관련성이 있는 SNP를 선발하여, 등심단면적과 후보유전자 PDE4D와의 관련성을 규명하고자 연구를 실시하였으나, PDE4D g.9870 T>C 에서는 Hardy-weinberg equilibrium P-value 0.7581로 음의 상관관계를 나타내었으며, PDE4D g.3976 C>T에서는 모두 호모타입이 확인되었다.

본 연구는 농촌진흥청 국립축산과학원에서 사육중인 제주재래돼지와 랜드레이스의 상호교차교배를 통해 생산된 417두의 F2집단을 대상으로 성장형질(생시체중, 3주령 체중, 10주령 체중, 20주령 체중)을 측정하고, 개체별 혈액으로부터 Illumina Porcine SNP 60k BeadChip을 이용하여 유전자형 분석을 실시하여 성장형질과 유전체 전장의 단일염기다형의 유전자형 간에 연관성을 알아보았다. 단일연기다형의 유전자형 분석은 돼지의 성염색체를 제외한 18개의 상염색체 내에 나타난 52,574개의 SNP표지인자 중다형성이 나타나지 않은 7,564개의 표지인자, 모든 개체에서 이형으로 나타난 47개 표지인자 및 결측률이 10 % 이상인 1,830개의 표지인자가 나타나 분석에 앞서 사전 제거를 실시하였으며, 남은 44,133개의 표지인자를 체중형질과 표지인자간 연관성 분석하는데 이용하였다. 체중에 영향하는 고정효과에 대해 일반선형모형을 설정하여 사전 보정을 실시하였으며, 여기서 얻어진 잔차값을 이용하여 표지인자와 월령별 체중간의 연관성 분석을 실시하였다. 분석결과 전장의 유전체 정보 중 통계적 판단의 오류를 고려하여 연관성이 강한(p <10-6)표지인자가 생시(BWB), 3주령(BW3), 10주령(BW10) 및 20주령(BW20) 체중에서 각각 657개, 846개, 49개, 122개로 추정되었다. 생시와 3주령 체중에 공통으로 유의적 영향을 하는 표지인자가 286개로 나타났으며, BWB와 BW10에서 5개, BWB와 BW20에서 8개, BW3와 BW10에서 13개, BW3과 BW20에서 11개, BW10과 BW20에서 1개로 나타났다. 또한 염색체별 성장형질에 영향하는 표지인자의 분포를 조사한 결과, 주령별 체중에 영향하는 표지인자는 전장의 유전체에 고르게 분포하는 것으로 조사되었으며, 특히 생시 및 3주령 체중에 영향하는 표지인자는 특정 염색체(SSC9)에서 고도의 통계적 유의차(p <10-15)를 나타내는 유전자 좌위가 있는 것으로 추정되었다.

본 연구는 전이인자 Ac/Ds를 이용하여 세계적인 경쟁력을 갖춘 삽입변이 집단을 구축하고 Ds 삽입에 대한 분자학적 정보를 획득하여 database 화에 이용하는 것을 목적으로 하였다. 또한 농업적 유용유전자들의 생물학적 기능을 구명하고 생명공학적 방법을 통하여 새로운 작물 창출에 활용하고자 한다. 본연구를 통하여 얻을 수 있는 자료와 정보는 벼의 유전자 기능분석을 보다 효율적으로 실시하고 유용 유전자를 선발하여 육종에 이용함과 아울러 또한 이들의 지적 소유권 획득에 기초자료로 이용될 수 있을 것이다. 1. T1 진전에 의한 대량 고정종자 생산 확보를 위해 Largescale screening 활용하고 발아 활력 유지를 위해 종자를 장기보존하였다. 그 결과 Ds Knockout 육종소재의 안정적 재료공급 체계 확립하였는데 종자 증식용 파종상의 규격화를 통한대량 증식 방법 확립였고 증식계통의 목적에 맞는 재배 방법채택을 통한 편의성을 증진하였다. 2. 변이체의 선발은 각 생육 시기별 변이체 특성검정 및 선발하였으며 2008년도에는 변이율이 5.15%를 보였으나 2009년에는 4.34%로 낮았으며 평균 4.75%의 변이율을 나타냈다. 2010년 증식계통은 생육이 불량하여 표현형 조사는 불가하여 바로 이앙하여 증식하였다. 특히 spotted leaf(spl)의 형태를 나타내는 변이형이 우점하였다. 유묘기의 Ds 증식 집단에서의 표현형 변이는 주로 엽록소 이상을 보이는 변이체가 많이 관찰되었다. 3. 흑미 삽입변이체의 종자특이 전사인자의 발현 분석을 수행하기 위하여 컴퓨터 분석법을 이용하여 흑미 종자의 안토시아닌 생합성 발현 유전자를 동정하고 안토시아닌 생합성 유전자의 발현 분석을 통한 합성 기작 연구를 수행하였다. 그 결과 흑미 종자 삽입변이체 선발하였는데 115,000점의 Ac/Ds 삽입변이체 중 흑미 9계통을 선발하였다. 4. 흑미 종자의 유전자 발현 분석을 연구하기 위하여 Microarray 통계분석을 실시하였는데 672개의 안토시아닌 생합성 관련 유전자 중 전이인자 hyper-geometric 통계 분석으로 12개 전이인자 분류별 82개의 생합성 관련 전이인자 유전자 선발하였다. 5. 최근 기능유전체 연구의 효율을 높이기 위하여 변이체에대한 총체적인 해석과 함께 변이체의 표현형 변이와 삽입염기서열 분석의 연관성을 데이터 베이스화하는 이른바 Phenome 데이터베이스로 가는 추세이다. 이러한 Phenome 분석에 삽입변이집단의 데이터베이스가 활용될 것으로 기대된다.

Oriental fruit moth, Grapholita molesta, is a serious pest on apples. To control this pest in an environmentally friendly method, mating disruption strategy using sex pheromone has been developed. Area-wide application of mating disruption has been needed to be effective, with little understanding on how much size of apple cultivating area should be treated in one time application of the mating disruption technique. On this matter, we needed to determine a minimal mating active zone of G. molesta that should be applied with mating disrupters to be effective. Molecular markers to discriminate a specific population should be developed to trace population migration for reproductive behaviors. Here we developed two effective molecular markers using random amplified polymorphic DNA (RAPD) technique. Different field populations of G. molesta, based on locations and seasons, were analyzed with these markers. In a specific location, G. molesta populations varied in genetic composition with different seasons. Different local populations showed differential variation according to their relative distances among apple orchards. In overall, genetic variation among different populations became lessen with progression of seasons.

본 논문에서는 우리나라에 58개 지역에 분포하는 2 배체 및 3배체 참나리 86계통을 이용하여 각 genome 간의 유연관계와 유전적 변이성을 분석하기 위해 RAPD 분석을 실시하였다. 참나리의 배수성은 flow cytometer에 의해 분석되었다. 그 결과 PCR반응에 사 용된 10개의 RAPD primer에서 총 69개의 band가 관찰되었으며, 이중에서 다형화를 나타내는 band의 수 는 42개(60.9%)로, 1개의 RAPD primer당 평균 4.2 개의 다형화 band가 관찰되었다. 수집된 참나리 86계 통에 대하여 RAPD 분석에서 증폭된 다형화 band들 을 이용하여 UPGMA 방법에 따라 dendrogram을 작 성하였다. 그 결과 유전적 유사성 85% 수준에서 크게 2개의 그룹으로 분리되었는데, 첫 번째 그룹에는 강화 도를 포함한 내륙지역에서 수집한 대부분의 3배체 계 통들과 일부 예외적인 2배체 12계통을 포함하고 있었 으며 두 번째 그룹에는 대부분의 2배체 계통들과 백령 도에서 수집한 3배체 1계통(42) 그리고 2배체와 중나 리간에 교잡된 2계통(60, 61)을 포함하고 있었다. 대체 로 3배체 참나리는 제 I 그룹에 포함되었고 2배체 참 나리는 제 II 그룹에 포함되었다. 유전적 변이성은 3 배체 참나리 집단보다 2배체 참나리 집단에서 보다 높 은 것으로 나타났다.

네 가지 다형 동위효소를 이용하여 야외 월동세대의 배추좀나방(Plutella xylostella(Linne))의 집단 유전분석이 실시되었다. 세 지역 (안동, 영천, 양산)의 야외집단들은 모든 동위효소 유전좌위에서 서로 다른 대립유전자빈도를 보였다. 특히 두 동위효소(acid phosphatase and phosphoglucomutase)에서 나타나는 유전자 빈도의 불균형은 집단간에 임의교배가 이루어져 있지 않음을 나타냈다. 추정된 집단간 Nei의 유전거리는 0.0151(양산집단과 영천집단)에서 0.0877(안동집단과 영천집단)까지 다양했다. 기존의 배추좀나방 야외집단들의 유전거리 추정치에 비해 이러한 월동 초기세대들이 보인 다소 높은 유전분화는 이들 집단이 월동과정중 지역적 환경요인에 따른 상이한 도태압이 작용하여 유전적 병목현상이 초래되었음을 내포한다.

소맥(小麥) 집단(集團)에 있어서 조숙(早熟) 다수성(多收性) 계통(系統)의 효율적(效率的)인 선발(選拔)에 관(關)한 기초자료(基礎資料)를 얻고자 중숙(中熟)조숙(早熟)(올밀/새밀), 만숙중숙(中熟)(Naphal/청계밀) 두 조합(組合)을 공시(供試)하여 집단(集團)의 유전적(遺傳的) 변이(變異)를 조사(調査)하고 경로분석(徑路分析)을 한바 얻어진 결과(結果)는 다음과 같다. 유전변이계수(遺傳變異係數)는 올밀새밀 조합(組合)에서는 수획지수(收獲指數), 립수(粒數), 수량(收量), 간장(稈長)의 순(順)으로, Naphal청계밀 조합(組合)에서는 수획지수(收獲指數), 간장(稈長), 1,000 립중(粒重)의 순(順)으로 높았다. 유전력(遺傳力)(협의(狹意))은 양조합(兩組合)에서 출수기(出穗期), 성숙기(成熟期), 간장(稈長), 수획지수(收獲指數)가 높았고(0.525~0.808) 립수(粒數), 수량(收量)은 낮았다. 유전획득량(遺傳獲得量)(%)은 출수기(出穗期), 성숙기(成熟期)가 양조합(兩組合)에서 모두 높았고 수량(收量)은 낮았다. 1,000립중(粒重)의 유전획득량(遺傳獲得量)(%)은 Naphal청계밀 조합(組合)에서는 높게 나타났다. 수량(收量)과 수수(穗數) 및 립수(粒數)와는 높은 정(正)의 유의상관(有意相關)을 보였고 수량(收量)에 대(對)한 직접효과(直接效果)는 수수(穗數)가 가장 컸고 다음은 립수(粒數)였다.

Magnesium is important not only for the growth of rice itself, but also as an essential micronutrient component of half of the world population who are supported by rice. Here, we performed genome-wide association study (GWAS) with high-resolution density SNPs to identify natural allelic variation in Mg2+ increase from rice set, which is derived from a total 24,368 rice germplasms. The range of the concentration and distribution of Mg2+ in 295 core accessions of brown rice grain were wide, from 18.17mg/L to 57.11mg/L, with mean 39.71mg/L. In particular, GWAS result shows that the high peak found on chromosomes 3 and 11. The new natural variants identified through haplotyping analysis would be useful to develop new rice varieties with improved storage ability of the valuable mineral through the future molecular breeding.

We collected 32 maize inbred lines from eastern cereal and oilseed research center in Canada to develop new maize varieties. We also evaluated genetic diversity, genetic relationships, and population structure using 35 SSR markers. A total of 269 alleles were revealed in 35 loci with an average of 7.69 and a range between 3 and 15 alleles per locus. The genetic diversity values varied from 0.176 to 0.889 with an average of 0.691. The polymorphic information content varied from 0.171 to 0.879 with an average of 0.659. Population structure analysis indicated that 32 Canadian maize inbred lines comprised four major groups and one admixed group based on a membership probability threshold of 0.80. The four major groups contained 13, 2, 5 and 2 maize inbred lines, respectively. From genetic relationships analysis, the all inbred lines were divided into three main groups at 26% genetic similarity. Group I included 22 inbred lines, and Group II included 9 inbred lines. Group III consist of only one inbred line. The results in this study would be useful for the improvement and development of new cultivars, planning crosses for hybrids or development of inbred line in maize breeding program