밀은 세계 3대 주요 작물이지만 우리나라는 대부분 수입에 의존하고 있으며, 자급률이 1%도 도달하지 못한 실정이다. 국내 밀 품종은 40여 종 이상으로 지속적으로 개발되고 있으며, 품종마다 용도와 농업적 특성이 달라 목표 형질에 맞는 적절한 품종을 선택하여 재배하는 것이 중요하다. 품종을 정확하고 빠르게 판별하기 위해선 분자 마커 기술이 필요하다. 분자 마커는 생육 환경과 시기에 영향을 받지 않고 다양한 품종을 신속하고 정확하게 구분할 수 있어 유전적 변이성, 농업 형질 등을 분석하기에 유용하다. 본 연구는 기존에 보고된 국내 밀 32품종에 대한 SCAR (Sequence Characterized Amplified Region) 판별 마커를 재검정하여 재현성이 높은 마커를 선별하였으며, 기존에 검정되지 않은 국내 밀 9품종에 추가 적용하여 비교분석하였다. 15개의 마커 세트 중 6개의 마커가 재현성과 정확도가 높은 것으로 확인되었고, 최종적으로 국내 41품종 중 4, 7, 8, 10, 11, 12번 마커를 이용하여 다홍, 금강, 밀성, 조은, 수강, 한백, 조광, 영광을 판별할 수 있었다. 또한, 4번 마커를 통한 증폭산물의 염기서열 분석을 통해 SNP (Single Nucleotide Polymorphism)를 발굴하여 ‘올밀’에 대한 새로운 품종 판별 마커인 SdHRM1과 SdHRM2를 개발하여 HRM (High Resolution Melts) 분석을 시행하여 육안으로 판단하기 어려운 SNP를 정확하게 판별할 수 있었다. 품종간의 SNP를 활용한 품종 마커 기술은 다양한 농업형질에 적용할 수 있으며, 분자 육종 프로그램에 실질적인 도움이 되는데 큰 기여를 할 것으로 사료된다.

This study tested the association between genotypes of the single nucleotide polymorphism (SNP) marker, rs81437607 and capric acid (FA_C10_0) compositions in longissimus dorsi muscle in pigs. Eighteen fatty acid (FA) compositions were measured in a total of 974 F2 animals among 1,106 F2 progeny produced between Landrace and Jeju Black Pig (JBP). Among FA compositions tested, we identified a cluster of highly significant SNPs for capric acid compositions on 58 Mb position of Sus scrofa chromosome 12 (SSC12) using genome-wide association study (GWAS) with F2 genotypes from SNP panel analysis. GWAS results showed that the rs81437607 was the highest trait-related SNP marker with capric acid levels. Three genotypes (C/C, C/T and T/T) of rs81437607 marker were found in F2 population by further pyrosequencing. Association analysis results showed the significant differences between rs81437607 genotypes and capric acid compositions (P<0.05). The F2 pigs harboring rs81437607 C/C (0.119±0.002%) and C/T (0.116±0.002%) genotypes showed additively higher levels of capric acid content than those of T/T homozygotes (0.109±0.002%) (P=1.30×10-12). These results suggested that the genetic variations of rs81437607 may be helpful to find causative variants and assist as molecular genetic markers for improving the capric acid contents in longissimus dorsi muscle in pigs.

3종의 초위성체 마커를 이용해 분석한 대립유전자형을 F0, F1 그리고 F2로 세대 간 구분 하여 동일한 개체 출현확률 값을 추정한 결과 F2의 무작위교배집단으로 가정한 경우 13종의 초위성체 마커는 3.84 × 10-23의 추정치를 나타내 37개의 SNP 마커를 이용할 경우와 유사한 동일개체 출현확률 추정치를 유추할 수 있었다. 본 연구에 사용한 실험축군은 2품종 상호교배로 만들어졌다. 친자감정확률 추정치를 전체집단을 대상으로 13종의 초위성체 마커와 37개의 SNP 마커를 이용하여 분석한 결과 부모를 동시에 찾을 수 있는 추정치인 PEpu의 경우 초위성체 마커는 0.97897이고 SNP 마커는 0.99149였으며, 한쪽 부모를 찾을 수 있는 추정치인 PE의 경우 초위성체 마커는 0.99916이고 SNP 마커는 0.99949로 나타났다. 또한 가능한 후보 부모들로부터 가장 확률이 높은 부모를 찾을 추정치인 PNEpp의 경우는 초위성체 마커와 SNP 마커 둘 다 1.00000으로 추정 되었다. 한정된 부모집단 내 한정된 대립유전자형을 통해 대량의 비육돈이 생산되는 국내의 양돈산업의 경우 DNA 마커의 특성, 분석집단의 크기, 유전자형 분석의 정확도와 비용, 분석된 자료 관리의 용이성 및 기존 분석 시스템과의 호환성 등을 고려하여 효율성과 경제성이 높은 마커를 선정해 마커 조합을 만드는 것이 필요할 것으로 사료된다.

Leaf mold disease in tomato (Solanum lycopersicum) is caused by Cladosporium fulvum, a fungal leaf pathogen. One of effective ways to control leaf mold is to breed disease-resistant tomato cultivars. Cf-4 and Cf-9 resistance (R) genes encode proteins that carry a leucine rich repeat domain and are located in plasma membrane. They trigger hypersensitive response following recognition of corresponding Avr4 and Avr9 proteins of C. fulvum, respectively. Cf-4 and Cf-9 genes are originated from wild tomato species S. habrochaites and S. pimpinellifolium and have been introgressed into commercial tomato cultivars. These two highly homologous orthologs exist as a cluster with four highly homologous paralogs. Due to this reason, development of genetic markers to distinguish these two functional R genes from their orthologs and paralogs is difficult. In this study, we tried to develop single-nucleotide polymorphism (SNP) markers to select tomato cultivars carrying resistant Cf-9 genotype. The genomic sequences of resistant Cf-4 and Cf-9 alleles, susceptible cf-9 alleles, and their paralogs were obtained from the GenBank database, and two functional SNPs causing non-synonymous substitution were found among them. Based on two SNPs, the Cf-9_2-SNP-F/R primer set for high resolution melting (HRM) analysis was developed. HRM analysis with this primer set could successfully distinguish tomato cultivars carrying resistant Cf-9 allele among 30 commercial tomato cultivars, which were characterized with the gene-based marker. These indicate that the SNP marker developed in this study is useful to trace Cf-9 genotype efficiently in marker-assisted selection in tomato.