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.

느타리 품종구분을 위한 마커의 개발을 위하여 곤지7호 의 어버이 일핵 균사중의 하나인 MT07156-97의 전체 유전자 염기서열을 바탕으로 제작한 251개의 SSR 프라이머를 제작하였다. 우선적으로 수한1호, 곤지7호, 흑타리 품종에 다형성 여부를 관찰하여 20개의 SSR을 선발하고, 이를 10개 품종에 적용하였다. 단일의 프라이머로는 일부 품종이 구분되지 않았으므로, 선발된 프라이머 간의 다양한 조합(multiplex 방식)을 적용한 결과 모든 품종을 판별 할 수 있는 분자마커 다형성을 보인 프라이머 "166+115" 조합을 선발하였다. 별도로 프라이머 115와 166가 만들어 낸 산술적인 유전자좌(loci) 31개보다 12개 많은 40개의 유전자좌가 증폭되어 다양한 품종에 특이적인 분자마커를 제공할 수 있었다. 개발된 분자마커는 종균의 품질관리, 품종의 판별, 신품종 보호에 활용될 수 있을 것이다.

본 연구에서는 국내 콩 유전체의 변이밀집영역(dVB)에서 유 래한 27개 InDel 마커를 신품종 20개에 적용하여 품종판별용 마커로서 범용성을 검증하고 신품종의 구별성과 국내 품종의 유전적 다양성을 확인하였다. 20개 신품종과 MyCrops에 포함된 기존 149개 품종과의 유사도는 평균 61.3%이고, 최저 25.9%에서 최대 96.3%의 유사도로 완전 일치(100%)되는 바코드는 없어 20개 신품종의 유전적 구별성을 모두 확인할 수 있었다. 유연관계를 분석한 결과에서는 신품종을 포함한 국내 169품종이 4개의 유전집단으로 구분되었으며 풋콩 및 단기성 콩의 80%가 I-2 소그룹, 나물콩의 65.9%가 II-2 소그룹에 주로 속한 반면, 장류 및 두부콩은 I-1 (44.4%), I-2 (26.4%), II-2 (23.6%) 소그룹에 고르게 분포하였다. 20개 신품종에 대한 계보도는 나물콩 주요 계보와 장류 및 두부콩으로 크게 두 그룹으로 나누어지며 유연 관계분석을 뒷받침하였다. 품종판별을 위한 최소 마커를 선발 하기 위해 PIC가 높은 공통마커와 품종별 특이마커를 선발하는 2단계 과정을 통해 품종에 따라 7~9개의 최소 마커로 신품종의 진위를 판별할 수 있었다. 이처럼 콩 변이밀집영역에서 유래된 27개 InDel 마커와 이를 이용한 신품종 바코드 정보의 지속적인 업데이트는 수입산에 대한 국산 품종의 보호와 육성가의 권리 증진에 기여하며, 더불어 육종과정 중 신규 유전변이를 도입하고 목표형질을 선발하는 등 육종 효율을 개선하는데도 도움이 될 것으로 기대한다.

사과는 배우체형 자가불화합성을 나타내는데 이는 S-locus의 복대립유전자에 의해 조절된다. 본 연구는 S-allele specific PCR분석을 통해 신품종을 포함한 24종의 사과 주요 재배품종과 7종의 꽃사과 품종의 자가불화합성 유전자형(S-genotype)을 결정하고자 수행하였다. 31종의 재배품종과 꽃사과 품종 을 23종의 S-allele specific primer을 이용하여 분석한 결과 12개의 S-allele (S1, S2, S3, S5, S7, S9, S10, S16, S21, S23, S26, S29)이 동정되었다. 그 중에서 24종의 재배품종에는 S1(41.7%), S3(58.3%), S7(29.2%), S9(54.2%)의 S-allele이 흔히 존재하는 것으로 확인되었다. 국내육성 신품종인 ‘아리수’와 ‘황옥’의 S-genotype은 각각 S3S7과 S3S9으로 동정되었다. 본 실험에서 얻은 S-genotype 정보는 안정적인 사과 과실생산에 적합한 수분수 선발과 육종프로그램에서 교배조합 작성에 유용 하게 활용될 것이다.

Totally, 26 collections, 17 from Korea and 9 from China, were investigated for their sequences of 5S rDNA, especially the non-transcribed spacers (NTSs). Sequences of 5S rDNA were isolated by PCR using the primers, 5s-rRNA1 and 5s-rRNA2. Genomic DNA PCR produced single amplification of 300, 330, or 350 base pair fragments. Sequence analysis revealed that all inserts contained the part of 5S rDNA gene sequence and the full length of the NTS region. Three different sizes of the fragments were confirmed due to different size of NTS and their length were 300bp, 330bp and 350bp, respectively. Among 17 Korean foxtail millets tested, 14 collections showed single 300bp amplification. Longest fragment amplification, 350bp, was obtained only from the foxtail millet from China origin, even though 2 of them include 300bp fragment. CLUSTALW multiple alignments of 26 foxtail millets clearly revealed 4 areas with certain degree of sequence heterogeneity (region I, II, III, IV). Among 4 boxed areas, foxtail millet genotypes from China have distinct insertion especially in region III. Five of them have extra insertion of sequence and their additional sequences were either 45 or 48 base pair. Three Korean foxtail millets have 32 bp insertion. Other 8 Korean collections have short insert sequences (6 to 8 bp), 3 with 8 bp and 5 with 6 bp. In addition to insert, deletion sequences were also confirmed as major deletion was observed in region II of Chinese collection. The size of deletion was 7 bp long. According to phylogenic tree constructed using MEGA4 program, clear grouping was not revealed. To obtain more convincing results various collections from many countries should be obtained and analyzed to distinguish different germplasm from different origin.

This study was carried out to identify Korean ginseng cultivars using peptide nucleic acid (PNA) microarray. Sixty-seven probes were designed based on nucleotide variation to distinguish Korean ginseng cultivars of Panax ginseng. Among those PNA probes, three (PGB74, PGB110 and PGB130) have been developed to distinguish five Korean ginseng cultivars. Five Korean ginseng cultivars were denoted as barcode numbers depending on their fluorescent signal patterns of each cultivar using three probe sets in the PNA microarray. Five Korean ginseng cultivars, Chunpoong, Yunpoong, Gopoong, Gumpoong and Sunpoong, were simply denoted as '111', '222', '211', '221' and '122', respectively. This is the first report of PNA microarray which provided an objective and reliable method for the authentication of Korean ginseng cultivars. Also, the PNA microarray will be useful for management system and pure guarantee in ginseng seed.

This study was conducted to investigate the genetic diversity and to develop a technique for cultivar identification using SSR markers in grapevine. Thirty Korean bred and introduced grapevine cultivars were evaluated by 28 SSR markers. A total of 143 alleles were produced ranging from 2 to 8 alleles with an average of 5.1 alleles per locus. Polymorphic information contents (PIC) were ranged from 0.666 (VVIp02) to 0.975 (VVIn33 and VVIn62) with an average of 0.882. UPGMA (unweighted pair-group method arithmetic average) clustering analysis based on genetic distances using 143 alleles classified 30 grapevine cultivars into 7 clusters by similarity index of 0.685. Similarity values among the tested grapevine cultivars ranged from 0.575 to 1.00, and the average similarity value was 0.661. The similarity index was the highest (1.00) between 'Jinok' and 'Campbell Early', and the lowest (0.575) between 'Alden' and 'Narsha'. The genetic relationships among the 30 studied grapevine cultivars were basically consistent with the known pedigree. The three SSR markers sets (VVIn61, VVIt60, and VVIu20) selected from 28 primers were differentiated all grapevine cultivars except for 'Jinok' and 'Campbell Early'. Five cultivars ('Narsha, 'Alden', 'Dutchess', 'Pione', and 'Muscat Hamburg') were identified by VVIn61 at the first step. Then 21 cultivars including 'Hongsodam' by VVIt60 at the second step and 2 cultivars ('Heukbosuck' and 'Suok') by VVIu20 at the third step were identified. These markers could be used as a reliable tool for the identification of Korean grapevine cultivars.

The principal objective of this study was to develop a discrimination method using SSR markers in Korean ginseng cultivars. Five cultivars--Chunpoong, Yunpoong, Gopoong, Sunpoong, and Kumpoong--were evaluated by nine markers out of 22 SSR markers. A total of 23 alleles were detected, ranging from 1 to 4, with an average of 2.6 alleles per locus, and an averages of gene diversity (GD) of 0.480. Nine markers were tested in order to distinguish among five Korean ginseng cultivars. Two markers out of nine SSR markers, GB-PG-065 and GB-PG-142, were selected as key markers for discrimination among Korean ginseng cultivars. Two genotypes were detected in GB-PG-065. Chunpoong and Kumpoong shared the same allele type, and Yunpoong, Gopoong, and Sunpoong shared another identical allele type. In the case of GB-PG-142, a specific allele type differentiated from those of other four cultivars was observed only in Sunpoong cultivar. Consequently, the SSR markers developed in this study may prove useful for the identification of Korean ginseng cultivars and the development of ginseng seed management systems, as well as tests to guarantee the purity of ginseng seeds.

국내외에서 재배되는 12종의 마늘을 수집하여 총 143개의 임의의 primer를 이용하여 RAPD분석을 실시한 결과 55개의 primer로부터 종간에 다형성을 보이는 DNA밴드가 나타났다. RAPD에 의해 다형성을 보인 55개의 primer에서 확인된 총 DNA 밴드 수는 187개였으며, 그 중 128개(68.5%)가 12종의 마늘 지방종간에 다형성을 나타내었다. PCR에서 다형성을 보인 DNA 밴드를 대상으로 집단분석을 실시한 결과 유전적 유사도가 0.71이상에서 3개의 그룹으로 나누어 졌는데, 제1그룹은 의성, 서산, 삼척, 예천-A, 예천-B종, 의성노랑, 정선, 남도, 단양 및 육백종 등으로 대서종을 제외한 한국의 재배종이 모두 포함되었으며, 제2그룹과 제3그룹은 각각 몽골종과 대서종 단독으로 나누어졌다. 종 특이적으로 DNA밴드를 나타내는 primer를 분석한 결과 21개 primer에서 30개의 DNA밴드가 어느 특정의 지방종에만 나타나는 것으로 확인되어, 지방종 마늘 10종을 구분할 수 있는 30개의 RAPD 마커가 확인되었다.

우리나라에서 1994년부터 2007년까지 보급된 콩 20개 보급품종과 6개의 유망품종을 포함한 26개의 엘리트품종들을 SSR마커를 이용하여 유전적 다양성과 유연관계를 분석하고, 품종을 판별한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. SSR마커 15개를 이용하여 분석한 결과 총 201개의 대립인자가 확인되었고, 각 유전좌별로 최소 8개(Satt141)에서 최대 19개(Satt197)의 대립인자가 확인되었으며, 마커당 대립인자수는 평균 13.4개이었다. 2. 15개 SSR마커에 의한 국내 콩 엘리트품종들의 유전적다양성 (PIC값)은 평균 0.874이었고 그 범위는 0.931-0.782이었으며, 마커별로는 Satt197이 0.931로 가장 높았고 Satt141이 0.782로 가장 낮았다. 3. SSR마커를 이용한 유전적거리에 의한 군집분석한 결과, 26개 품종이 3개 그룹으로 분류되었으며, I그룹에 2품종(7.7%), II그룹에 7품종(26.9%), 그리고 III그룹에 17품종(65.4%)이 속하였다. 4. SSR마커에 의하여 분류된 3그룹내의 유전적 다양성은 0.720-0.799으로 평균 0.769이었고, 그룹간의 유전적 다양성은 0.725-0.857으로 평균 0.813이었다. 그룹간이 그룹내보다 유전적 다양성이 더 높았으며, 유연관계는 I그룹은 II그룹 및 III그룹과 유전적거리가 가까웠으며, II그룹과 III그룹간은 서로 유전적거리가 다소 멀었다. 5. 다형성이 높은 5개의 SSR마커 중에서 2개 마커를 이용한 5개조합(Satt197+Sat088 , Satt197+Satt245, Sat088+Sat036 , Sat088+Satt245 , Satt185+Satt245)이 선정되었으며, 이중 어느 조합을 사용하여도 26개 엘리트품종 모두의 판별이 가능하였다.

This study was conducted to develop the DNA markers for identification of the strawberry cultivars in Korea and Japan. We developed fifteen cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS) markers based on the Fragaria gene sequences. Among them six CAPS markers showed polymorphism exclusively in one cultivar. Five CAPS markers (ANR-MspI, ANRBamHI, ACO-HinfI, DFR-AseI, FGT-MspI) provided enough polymorphism to identify eight Korean strawberry cultivars except for ‘Maehyang’ and ‘Sunhong’. To complement the fifteen CAPS markers, we selected another fifteen sequence-related amplified polymorphism (SRAP) and one of them, me1/em5_460bp marker, made it possible to discriminate between ‘Maehyang’ and ‘Sunhong’. Therefore, application of the five CAPS markers and one SRAP marker were sufficient to identify the nineteen Korean and Japanese strawberry cultivars. These markers could be used practically for cultivar identification of Korean and Japanese strawberry.

Self incompatibility (SI) of Cruciferous crop has been studied not only to find out the evolution of the self incompat-ibility system, but also to identify the S haplotypes of the plant materials on the practical breeding programs. It has been reportedtha