본 연구에서는 국내에서 개발된 국내에서 개발된 10개의 양송이 품종을 CAPS 마커를 이용하여 구분하였다. An 등 (2021)이 개발한 CAPS 마커 AB-gCAPs-017, AB-gCAPs- 047, AB-gCAPs-055, AB-gCAPs-071을 이용하여 새아, 새도, 새한, 새연, 새정, 도담, 설강, 다향, 호감, 하담을 구분 할 수 있었다. 본 연구의 결과는 국내 개발 양송이 품종에 대하여 품종간의 구별성과 유전적 다양성을 부여하여 품종 보호에 대한 분자생물학적 근거를 마련하였다.

The red imported fire ants, Solenopsis invicta Buren are one of the serious pests in the world. Recently, S. invicta and S. germinata were found at Gamman pier, Pusan port in Korea by Animal and Plant Quarantine Agency. It is difficult to discriminate between S. invicta and S. germinata because of their morphology. Although DNA barcoding is an efficient method for species identification based on partial sequence of the mitochondrial cytochrome oxidase I gene(COI), amplification of non-target sequences or heteroplasmic COI sequences may result in the failure of Sanger sequencing. To overcome these limitations, application of next generation sequencing platforms is an alternative method. Here, we developed SNP markers using NGS technologies to distinguish two fire ants accurately and easily. For read mapping from high-throughput sequencing data, we used S. invicta reference genome version Si_gnG downloaded from NCBI database. Samtools were used for genotypes calling after mapping read to reference genome by BWA. After coding sequence SNPs that clearly distinguish S. invicta and S. geminata from one candidate gene were selected, the SNPs were validated additional Sanger sequencing using various accessions, including S. invicta and S. geminata. Our results demonstrated that detection of S. invicta from Solenopsis genus group could be accurately and quickly detected by these markers.

The rice recombinant inbred lines derived from Milyang23 and Gihobyeo cross were used in genetic mapping and QTL analysis studies. In this study, we developed a new 101 CAPS markers based on the SNPs in the whole genome region between these varieties. As a result, the total genetic distance and average distances were 1,696.97 cM and 3.64 cM, respectively. In comparison to the distance of the previous genetic map constructed based on 365 DNA markers, the new genetic map was found to have a decreased distance. The map was applied for the detection of QTLs on all seven traits relevant to diameter of stem internode, length of culms, length of panicles and the number of panicles including the correlation analysis between each trait. The QTLs results were similar to the report in previous studies, whereas the distance between the markers was narrowed and accuracy increased with the addition of 101 CAPS markers. A total of 9 new QTLs were detected for stem internode traits. Among them, qI1D-6 had higher LOD of 5.1 and phenotype variation of 50.92%. In this experiment, a molecular map was constructed with CAPS markers using next generation sequencing showing high accuracy for markers and QTLs. In the future, developing more accurate QTL information on stem internode diameters with various agriculturally important traits will be possible for further rice breeding.

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.

The next-generation sequencing (NGS) technology is being used for more effective genetic mapping and genome analysis. In this study, we performed whole-genome sequencing on the genomic DNA of Milyang23 and Gihobyeo using NGS and developed new cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS) markers based on the single nucleotide polymorphisms (SNPs) in coding sequence between these varieties. Approximately, sequences of 60x coverage of the Nipponbare reference genome on average were obtained following Illumina sequencing. Totally, 1,726,798 SNPs between Milyang23 and Gihobyeo were detected. Among them, 149 SNP were selected for CAPS markers and located on genetic map with previously reported 219 PCR-based DNA markers. This map was applied to the detection of quantitative trait loci (QTLs) for stem internode diameters, culm length and panicle length in rice with MGRIL population. Newly 6 QTLs were detected for culm length (CL) and stem diameter (ID) traits including the first internode diameter (I1D), third internode diameter (I3D), and fourth internode diameter (I4D). Among those QTLs, qI1D5 and qCL5 had relatively higher LOD score and explained 8.99% and 4.24% of total variation. This study showed that the NGS allowed the rapid discovery of a large number of SNPs for CAPS marker. Only very small portion of SNPs through re-sequencing were used in this study. Furthermore, the results of QTL analysis described above shows relevance of molecular markers in mapping genes for useful traits.

최근 급속하게 발달한 차세대 유전체분석기술을 기반으로 밀양23호와 기호벼의 유전체 서열을 분석하고, 새로운 CAPS 마커를 개발하였다. NGS를 통해 Nipponbare 유전체 길이의 60 배수만큼 염기서열을 결정하였고, CDS 안에서 두 품종간 특이적으로 나타나는 SNP를 CAPS 마커로 이용하였다. 새롭게 개발된 146개 CAPS 마커와 기존의 보고된 219개 마커를 통합하여 총 365개의 마커로 밀양23호/기호벼의 재조합자식 유전집단에 대해 분자 유전지도를 작성하였다. 벼의 줄기굵기와 간장 그리고 수장에 관한 QTL을 탐색한 결과, 총 19개의 유의성이 있는 QTL을 찾을 수 있었다. 이 중에 4개 줄기굵기 형질 관련 QTL과 2개 간장 형질 관련 QTL이 기존에 보고되지 않은 새로운 QTL이었다. 그 줄기굵기 QTL 중 가장 큰 LOD값을 갖는 qI1D5는 5번 염색체에서 탐색되었으며, 1절굵기 표현형 변이는 8.99%였다. 또한, 간장관련 QTL 중 가장 큰 LOD 값을 갖는 qCL5은 5번 염색체에서 탐색되었고, 이 QTL의 간장 표현형 변이는 4.24%였다. 재염기서열을 통해 밝혀진 SNP 중 소수만이 본 연구에 사용되었다. 향후 본 연구에서 밝혀진 SNP 정보를 이용한다면 더 많은 마커를 개발하여, 고밀도 유전지도 작성이 가능할 것이다. 더 나아가 MGRIL을 이용하여 농업적으로 유용한 형질에 대해 더 정확한 QTL 분석과 유용유전자의 개발이 가능하게 될 것이다.

본 연구에서는 국내 콩 산업의 경쟁력 제고를 위해 국내 콩품종을 간편하고 신속하게 판별을 할 수 있는 기술을 개발하였다. 공우성(Co-dominant)인 STS 마커는 RCR기반으로 한 agarose gel에서 쉽게 확인이 가능한 장점이 있어 대량의 유전자원 분석 및 품종판별에 효율적으로 사용 가능하다. 본 연구에서 MF technique을 이용하여 우리나라 대표품종인 황금콩의 Genomic DNA library를 작성하고 이를 해독한 염기서열 정보로부터 STS-CAPS 마커를 개발하여 국내 콩 품종판별에 적용한 결과를 요약하면 다음과 같다.1. 선발된 총 1440개의 클론 중에서 700 bp 이상인 887개의 콜로니에 대해 염기서열 분석을 하였다. 분석된 클론의 염기서열 정보를 이용하여 총 143쌍의 STS primer를 제작하고, 황금콩에서 단일밴드로 증폭되는 101쌍의 primer를 1차 선발하였다.2. 선발된 101쌍의 primer를 국내 주요 14품종에 적용하여, PCR 증폭 후 AluI, HaeIII 등 7종의 제한효소를 처리, 2% agarose gel에서 전기영동 한 후 품종 간 다형성을 확인하였다. 14개 주요 보급 콩 품종에 대해서 다형성 분석을 통해 총 18쌍의 STS primer를 선발하였다. 3. 콩 품종판별을 위하여 선발한 18개 STS-CAPS 조합(51개 조합)의 총 대립인자 수는 147개였으며, 대립인자 수의 범위는 2-6개이었고, 평균 대립인자 수는 2.9 였다. 분석에 사용한 51개의 STS-CAPS조합의 PIC value는 0.02-0.74 의 범위였으며 평균 PIC value는0.40이었다. 4. 110개 한국 육성 품종을 대상으로 단계별(14단계)로 품종판별을 하였다. 110 개의 품종 중 동일한 패턴을 보인 4개의 품종(진품콩과 진품콩 2호 및 소원콩과 신강콩) 을 제외하고 106(96.4%) 품종이 판별되었다.