콩 [Glycine max (L.) Merr.]은 단백질, 지방, 탄수화물의 3대 영양소와 다양한 기능성 성분의 주요 공급원이다. 녹색종피와 자엽을 가진 콩 품종은 눈건강에 유익한 루테인 성분을 많이 함유하고 있지만, 항영양성분으로 알려진 쿠니츠트립신인히비터 단백질, 렉틴 단백질 및 P34 단백질을 가지고 있어 품질과 기능성을 저하시킨다. 이러한 성분이 유전적으로 제거된 품종의 육성이 필요하다. 녹색종피와 자엽을 가지고 있지만, 쿠니츠트립 신인히비터, 렉틴, P34의 3가지 단백질이 모두 없는 triple null 유전자형을 가진 콩 계통을 육성하기 위하여 본 연구가 진행되었다. 4개의 유전자원 (Gaechuck#2, PI548392, PI567476, Seonyack)을 이용하여 창성된 두 모본의 교배로 육종집단이 창성되었다. Western blot 기술을 이용하여 쿠니츠트립신인히비터, 렉틴 및 P34 단백질의 존재여부를 확인하였다. 녹색종피 및 자엽과 쿠니츠트립신인히비터, 렉틴, P34의 3가지 단백질이 모두 없는 triple null 유전자형 (titilelep34p34)을 가진 6개의 F2 종자가 선발되었다. F2 식물체 세대와 농업형질 평가를 통하여 한 개의 계통이 선발되었으며 F4 종자에서 3가지 단백질에 대한 유전적 고정을 확인하였다. 선발 계통의 경장은 73 cm 정도였으며 백립중은 19.5 g으로 중립에 속하였고 종피색은 녹색이고 제색은 검정색이며 성숙 자엽색은 녹색이었다. 본 연구를 통하여 선발된 계통은 성숙 콩 종실에서 품질과 기능성을 저하시키는 쿠니츠트립신인히비터, 렉틴, P34의 3가지 단백질이 모두 없으며 녹색종피와 자엽을 가진 유색콩 품종 육성을 위한 재료로 이용될 수 있을 것으로 사료되었다.

인체내에서 소화불량 및 알레르기 반응을 일으킴으로써 콩의 품질을 저하시키는 물질인 Kunitz trypsin inhibitor(KTI) 단백질이 결핍되고, P34 단백질을 적게 함유하는 콩 계통을 선발하기 위해서, 현재까지 보고되지 않은 KTI 단백질의 유무와 P34 단백질 함량간의 유전관계에 대한 정보를 얻기 위하여 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 07B1과 PI567476의 교배를 통해 얻어진 479개의 F2 종자를 대상으로 SDS-PAGE를 이용한 KTI 단백질의 유무를 확인한 결과, KTI 단백질이 존재하는 종자의 수는 353개, 결핍된 종자는 126개로 3 : 1로 분리하였다. 2 Western blot을 이용한 P34 단백질의 함량을 확인 한 결과, P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자가 363개, 함량이 낮은 종자는 116개로 P34 단백질 함량에 대한 유전분리비는 3 : 1로 나타났다. 3. 전체 F2 종자 479개 중에서 KTI 단백질이 존재하며, P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자가 266개, KTI 단백질이 존재하고 P34 단백질 함량이 낮은 종자가 88개, KTI 단백질이 결핍이고 P34 단백질함량이 보통 또는 높은 종자가 102개, KTI 단백질이 결핍이며 P34 단백질 함량이 적은 종자가 23개로 9:3:3:1의 분리비에 적합하여 KTI 단백질 유무와 P34 단백질 함량간에는 독립유전을 하였다.

Soybean proteins are widely used for human and animal feeds worldwide. The use of soybean protein has been expanded in the food industry due to their excellent nutritional benefits. But, antinutritional and allergenic factors are present in the raw mature soybean. P34 protein, referred as Gly m Bd 30K, has been identified as a predominant immunodominant allergen. The objective of this research is to identify the genetic mode of P34 protein for the improvement of soybean cultivar with a very low level of P34 protein. Two F2 populations were developed from the cross of "Pungsannamulkong" x PI567476 and "Gaechuck2ho" x PI567476 (very low level of P34 protein). Relative amount of P34 protein was observed by Western blot analysis. The observed data for the progeny of "Pungsannamulkong" and PI567476 were 133 seeds with normal content of P34 protein and 35 seeds with very low level of P34 protein (X2=1.157, P=0.20-0.30). For the progeny of "Gaechuck#1" and PI567476, the observed data were 177 seeds with normal content of P34 protein and 73 seeds with very low level of P34 protein (X2=2.353, P=0.10-0.20). From pooled data, observed data were 310 seeds with normal content of P34 protein and 108 seeds with very low level of P34 protein (X2=0.156, P=0.50-0.70). The segregation ratio (3:1) and the Chi-square value obtained from the two populations suggested that P34 protein in mature soybean seed is controlled by a single major gene. Single gene inheritance of P34 protein was confirmed in 32 F2 derived lines in F3 seeds, which were germinated from the low level of P34 protein obtained from the cross of "Pungsannamulkong" and PI567476. These results may provide valuable information to breed for new soybean line with low level of P34 protein and identification of molecular markers linked to P34 locus.

콩 알레르기에 민감한 사람들은 15가지가 넘는 콩 알레르기 단백질을 인지한다. 이러한 알레르기 단백질 때문에 콩의 광범위한 사용이 제한적이다. 시스테인 프로테아제에 속하는 P34 단백질은 콩의 주된 알러젠이다. 미국 국무부에서 16,226개의 유전자원에서 P34 단백질이 결핍된 PI567476 유전자원을 찾아냈다. P34 유전자 염기서열과 P34 유전자가 결실된 염기서열을 NCBI 데이터베이스에서 확인한 결과 P34 유전자가 결실된 염기서열에서 4 bp

Soybean (Glycine max(L.) Merr.) is an important source of high protein and oil. Use of soybean meal bythe food industry is increasing, but severely limiting dietary choices and the quality of life of food-allergic individuals. Gly m Bd 30K (P34) is known as the main seed allergens in soybean-sensitive patients. The objective of this work was to determine the molecular basis of the low mutation of soybean P34 and to design polyclonal antibody for the selection of the causative mutations for wild homozygous, heterozygous and mutant homozygous. Using soybean genome assembly, we knew that soybean P34 genes are existing 2 copies in LG A1 and 1 copy in LG A2 in soybean genome. Actually, we confirmed that 3 copies for P34 gene were existed on soybean genome with Southern blot analysis. Glyma08g12270 of those was expressed at significantly higher level compared with Glyma08g12280 and Glyma05g29130by RT-PCR and western analysis. However this gene was not expressed in the low-P34 germplasm accessions. We develop a co-dominant marker based on the sequence of Glyma08g12270 containing a four-base pair insertion at the P34 start codon. Also, we make a polyclonal antibody for investigation of P34 protein levels. Further study, we will perform the crossing between low P34 accession and elite variety, backcrossing and allergen test using low P34 line.