KR20100009694A - 피망형 고추의 유전자적 웅성불임성 유전자 ms1과 연관된분자표지 개발 및 이를 이용한 선발과 계통 육성 방법 - Google Patents

피망형 고추의 유전자적 웅성불임성 유전자 ms1과 연관된분자표지 개발 및 이를 이용한 선발과 계통 육성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유럽 소과종 벨타입 고추의 일대잡종 종자생산에 사용하고 있는 유전자적 웅성불임(GMS) 유전자 중의 하나인 엠에스원(ms 1 ) 유전자와 연관된 분자표지를 개발하고 이를 이용하여 새로운 계통 및 품종 육성 과정 중에 엠에스원(ms 1 ) 유전자좌의 유전자형을 조기에 판별하여 선발하는 방법과 이 방법을 이용하여 새로운 고추 계통 및 품종을 효율적으로 육성하는 방법과 전략에 관한 것이다.
고추 일대잡종 종자생산에 이용되는 방법에는 제웅교배 및 웅성불임성의 이용 등이 있다. 그러나 제웅교배는 종자생산 비용이 높고 생산 효율성이 낮아 거의 모든 나라에서 웅성불임성 이용에 집중하고 있다. 고추의 웅성불임성은 크게 세포질-유전자적 웅성불임성(CGMS)과 유전자적 웅성불임성(GMS)으로 나누어지며 전자의 방법이 채종효율과 품종보호 기능면에 있어서 가장 우수하다고 알려져 있으나 환경이나 특정한 고추 형태에 있어서 웅성불임성이 불안정한 문제 때문에 지금까지는 우리나라를 비롯하여 중국, 인도 및 인도네시아의 일부 회사들만이 이를 사용하고 있는 실정이다. 따라서 다른 많은 나라에서는 오래전부터 유전자적 웅성불임성(GMS)을 많이 사용하고 있다. 그러나 지금까지 알려졌거나 이용되고 있는 모든 유전자적 웅성불임 유전자는 열성이므로 새로운 계통 및 품종육종 과정에 있어서 유전자적 웅성불임성(GMS)을 우리가 원하는 계통에 도입하고자 할 때, 열성 유전자 여교잡 육종법을 이용하게 되는데, 이는 가임 개체들 중에 동형접합체(homozygote, Ms 1 Ms 1 )와 이형접합체(heterozygote, Ms 1 ms 1 )를 당대에 표현형으로 구분할 수 없으므로 반드시 후대검정을 통해 이를 구분하고 원하는 이형접합체 개체를 선발하여야 한다. 따라서 신품종을 개발하는데 필요한 육종연한이 길어짐은 물론 많은 노동력과 넓은 포장을 필요로 하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 유럽의 소과종 벨타입 고추에 주로 사용되고 있는 유전자적 웅성불임 유전자의 하나인 엠에스원(ms 1 )에 대한 연관마커를 개발하고 이를 이용하여 새로운 계통 및 품종을 육성하는 방법 및 전략에 관한 것으로서 엠에스원(ms 1 )에 의해 웅성 가임과 불임이 분리가 일어나는 집단을 만드는 단계, 증폭단편길이다형성(AFLP) 방법과 벌크분리분석(BSA) 방법을 함께 사용하여 연관 분자표지를 탐색하는 단계, 그리고 육종 프로그램에 쉽게 적용할 수 있는 증폭단편절단다형성(CAPS) 분자표지로 전환하는 단계, 개발된 증폭단편절단다형성(CAPS) 분자표지로 엠에스원(ms 1 ) 유전자형을 판별하고 선발하는 단계 및 본 기술을 이용하여 새로운 계통 및 품종을 개발하는 전략을 제시하는 것에 특징이 있다.
이 분자표지는 엠에스원(ms 1 ) 유전자적 웅성불임성(GMS)을 이용하여 새로운 웅성불임 계통(모계)을 개발하는 것에 적용될 수 있으며, 분리 집단에서 웅성가임의 동형접합체와 이형접합체를 구분할 수 있어 후대검정을 할 필요가 없기 때문에 기존의 전통적인 육종 방법에 비하여 웅성불임 계통 육종 연한을 획기적으로 단축 시킬 수 있어 육종효율을 향상 시킬 수 있을 뿐만 아니라 적은 노동력 투입과 육종에 필요한 포장 사용량 감소 등에 따른 육종비용 절감 효과가 매우 클 것으로 판단된다.
유럽종 고추, 일대잡종종자, 에프원, 채종, 유전자적 웅성불임성, 지엠에스, 엠에스원 유전자, 분자표지, 에이에프엘피, 캡스 마커

Description

피망형 고추의 유전자적 웅성불임성 유전자 ms1과 연관된 분자표지 개발 및 이를 이용한 선발과 계통 육성 방법{Development of molecular markers linked to the ms1 gene of genic male sterility in sweet bell pepper and their use for identifying the ms1 allele and developing new inbred lines}
본 발명은 유럽의 벨타입 소과종 고추에서 사용하고 있는 유전자적 웅성불임(GMS) 유전자 중의 하나인 엠에스원(ms 1 ) 유전자와 연관된 분자표지를 개발하고 이 분자표지를 이용하여 새로운 품종 육성 과정 중에 엠에스원(ms 1 ) 유전자좌의 유전자형을 판별하여 선발하는 방법은 물론 이 분자표지를 이용하여 새로운 고추 계통 및 품종을 단기간에 육성하는 방법과 전략에 관한 것이다.
우리나라와 미국을 비롯하여 유럽의 많은 농업선진국의 재배용 고추는 대부분 교잡육종법과 잡종강세육종법을 이용한 일대잡종(F1) 품종이며, 이들 품종의 종자생산(채종)에는 제웅교배 및 웅성불임성이 이용되고 있다. 최근 들어 거의 모든 나라에서는 제웅교배보다는 채종경제성이 높은 웅성불임성을 이용한 채종 기술을 사용하고 있다. 일대잡종 종자 생산에 사용되고 있는 웅성불임성은 불임을 유기하 는 유전자가 핵 내에 존재하는지 또는 세포질 내에 존재하는지에 따라서 유전자적 웅성불임성(GMS)과 세포질-유전자적 웅성불임성(CGMS)으로 크게 구분할 수 있다. 유전자적 웅성불임성은 불임을 야기하는 유전자가 핵 내에 존재하며 열성 동형접합체(msms)의 경우에만 불임이 표현형으로 나타나게 되며 전 세계적으로 약 20여개의 유전자가 보고되고 있다. 반면 세포질-유전자적 웅성불임성은 불임을 만드는 유전자는 세포질의 미토콘드리아에 존재하며 우성으로 작용하는 핵 내의 회복유전자(Rf)가 존재할 경우에는 가임이 되지만 회복유전자가 열성 동형접합체(S, rfrf)일 경우에는 불임이 된다. 전자의 경우에는 반드시 매 세대마다 웅성불임 유전자좌가 열성 동형접합체인 불임개체(msms)와 이형접합체(Msms)와의 교잡을 통해서 웅성불임성을 유지해야 하는 반면 후자의 경우에는 세포질이 불임이고 회복유전자좌가 열성 동형접합체인 불임개체(S, rfrf)와 세포질은 정상이면서 회복유전자좌가 열성 동형접합체인 가임개체(N, rfrf)와의 교잡을 통해서 불임을 유지할 수 있다.
유전자적 웅성불임성은 세포질-유전자적 웅성불임성을 사용하지 못하는 거의 대부분의 유럽 국가들과 중국, 미국 등의 나라에서 가장 많이 사용되고 있는 방법이며 우리나라의 경우에도 하우스 재배용 풋고추 품종이나 단기간에 새로운 품종을 개발할 목적으로 사용되고 있으나, 이 방법은 전술한 바와 같이 웅성불임성이 열성유전자에 의해 조절되기 때문에 모계를 육성하는데 많은 시간과 노력이 소요된다. 유전자적 웅성불임성(GMS)을 이용하여 웅성불임 계통(모계)을 개발하는 기존의 방법을 살펴보면, 일반적인 열성유전자 도입을 위한 여교잡 육종 방법을 사용하게 되는데, 크게 우량한 특성을 가지고 잡종강세를 많이 보이는 계통(모계)에 유전자적 GMS를 도입하는 단계와 형매교배(sib crossing)를 통한 유전자적 웅성불임성을 유지하는 단계로 나눌 수 있다. 우선 GMS를 도입하는 방법을 살펴보면, i) 모계를 교배하여 일대잡종(F1, Ms 1 ms 1 )을 얻고 이 후에 자가수정하여 에프투(F2) 세대에서 웅성불임 개체(ms 1 ms 1 )를 선발하고 여기에 다시 모계를 여교잡하는 방법과 ii) 바로 모계와 여교잡하여 이들을 각각 자가수정하여 분리가 일어나는 집단에서 웅성불임 개체(ms 1 ms 1 )를 선발하는 방법이 있다. 실제 육종에서는 전자보다 후자의 방법이 주로 많이 이용되는데, 이는 육종 연한이 전자의 방법보다 짧기 때문이다. 위의 두 방법에서 대부분의 원예적 특성이 모계 쪽으로 고정이 된 후에는 형매교배(sib crossing)를 통하여 웅성불임성을 유지하게 되는데 가임(Ms 1 Ms 1 또는 Ms 1 ms 1 )과 불임(ms 1 ms 1 )이 분리되었을 때, 가임을 불임에 교배한 후대에서 모두 가임이 나오는 경우는 교배한 가임이 Ms 1 Ms 1 이고, 가임과 불임이 분리가 일어나는 경우는 교배한 가임이 Ms 1 ms 1 이다. 따라서 분리가 일어나는 집단을 선발하고 여기에서 가임(Ms 1 ms 1 )과 불임(ms 1 ms 1 )을 교배하면 계속 1:1(가임:불임) 웅성불임 계통을 유지할 수가 있다.
또한 위의 방법과는 다르게 유전자적 웅성불임성(GMS)을 이용한 상용 품종(F1 varieties)으로부터 새로운 웅성불임계통을 개발하는 방법이 있다. 우선 일대잡종종자(F1)를 자가수정하여 그 후대(F2)에서 특성이 좋은 가임 개체(Ms 1 Ms 1 또는 Ms 1 ms 1 )를 선발하고 자가수정하여 다음 세대(F3)에서 모두 가임이 나타나면 에프투 (F2) 개체의 유전자형은 Ms 1 Ms 1 이고, 에프쓰리(F3)에서 가임과 불임이 분리되면 에프투(F2) 개체의 유전자형은 Ms 1 ms 1 이다. 이 때 동형접합체(Ms 1 Ms 1 )는 선발하지 않고, 이형접합체(Ms 1 ms 1 )만 선발하여 자가수정한다. 또 이와 함께 웅성불임성이 육성 중간에 소실되는 것을 막기 위해 에프투(F2) 세대의 가임 개체와 불임 개체를 교배하는 형매교배(sib crossing)를 매 세대마다 실시하게 된다. 그리고 선발된 이형접합체(Ms 1 ms 1 )의 자가수정을 계속 반복 및 선발하여 나머지 특성들이 상당히 고정(homozygous)되었을 때, 위의 두 방법에서와 마찬가지로 형매교배(sib-crossing)를 통하여 불임 모계를 유지하게 된다. 위에 열거한 어떠한 방법을 사용하더라도 유전자적 웅성불임성을 이용한 일대잡종 종자생산에 있어서는 채종포에서 웅성불임 계통에서 발생하는 50％의 가임주를 반드시 제거해야 하는 번거로움이 따르게 된다.
[문헌 1] Daskaloff, S. 1968. A male sterile pepper (C. annuum L.) mutant. Teor. Appl. Genet. 38:370-372.
[문헌 2] Lee, J., Yoon, J.B., and H.G. Park. 2007. A CAPS marker associated with the partial restoration of cytoplasmic male sterility in chili pepper (C. annuum L.). Mol. Breed. 21:95-104.
[문헌 3] Shifriss, C. 1973. Additional spontaneous male-sterile mutant in C. annuum L. Euphytica 22:527-529.
[문헌 4] Shifriss, C. 1997. Male sterility in pepper (Capsicum annuum L.). Euphytica 93:83-88.
[문헌 5] Shifriss, C and I. Rylsky. 1972. A male sterile (ms-2) gene in 'California Wonder' pepper (C. annuum L.). HortScience 7(1):36.
미국과 유럽 등의 많은 나라에서 일대잡종 F1 종자의 채종방법으로서 GMS를 주로 이용하고 있으나, 열성유전에 따른 선발의 어려움, 긴 육종연한, 그리고 채종포에서의 가임주 제거 노력 등이 문제점으로 남아 있다. 즉, 가임 개체들 중에 동형접합체(Ms 1 Ms 1 )와 이형접합체(Ms 1 ms 1 )를 표현형으로 구분할 수 없어 후대검정을 수행해야 하기 때문에 육종 연한이 많이 걸리게 될 뿐만 아니라 많은 노동력과 넓은 포장을 필요로 하게 된다. 또한 형매교배(sib crossing) 시, 표현형으로 선발된 가임주 모두(Ms 1 Ms 1 와 Ms 1 ms 1 )를 불임주(ms 1 ms 1 )와 교배하게 된다. 하지만 당대에 유전자형만 알 수 있다면, 가임주 중에 동형가임주는 교배할 필요없이 이형가임주(Ms 1 ms 1 )만 교배하면 된다. 따라서 유전자형을 구분할 수 있는 공우성(codominant) 분자표지를 개발한다면 이러한 문제들을 해결할 수 있다.
본 발명은 유전자적 웅성불임성(GMS)을 일으키는 것으로 확인된 유전자 중에 서 유럽 소과종 벨타입 고추에 주로 사용되고 있는 엠에스원(ms 1 )와 연관된 공우성 분자표지를 개발한 것으로, ms 1 에 의해 웅성 가임과 불임이 분리가 일어나는 집단을 만드는 단계, 증폭단편길이다형성(AFLP, amplified fragment length polymorphism) 방법과 벌크분리분석(BSA, bulked segregant analysis) 방법을 함께 사용하여 연관 분자표지를 탐색하는 단계, 그리고 육종 프로그램에 쉽게 적용할 수 있는 염기서열특이적증폭다형성(SCAR, sequence characterized amplified regions) 분자표지로 전환하는 단계, 개발된 염기서열특이적증폭다형성(SCAR) 분자표지로 엠에스쓰리(ms 1 ) 유전자형을 판별하고 선발하는 단계 및 개발된 분자표지를 이용하여 새로운 웅성불임 계통을 육성하는 방법과 전략에 관한 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.
본 발명은 유럽 소과종 벨타입 고추의 유전자적 웅성불임성(GMS)을 일으키는 유전자 중의 하나인 엠에스원(ms 1 ) 유전자와 연관된 공우성 분자표지를 개발한 것으로서, 도1과 2에서 보는바와 같이 유전자적 웅성불임(GMS)이 분리되는 집단에서 가임주와 불임주를 구분하는 것은 물론 가임주들 중에 동형접합체(Ms 1 Ms 1 )와 이형접합체(Ms 1 ms 1 )를 구분할 수 있어, 불필요한 가임주의 자가수정 노력을 줄이고 유전자적 웅성불임성(GMS)의 소실 위험 방지를 위한 형매교배(sib crossing) 과정을 삭제할 수 있게 된다. 또한 형매교배를 통하여 불임 모계의 고정화를 진행시키는 기존의 방법에 비하여 빠른 시간 안에 계통을 육성할 수 있음을 물론 형매교배(sib crossing) 시 일어날 수 있는 원예적 특성의 불안정성도 해결할 수 있다.
본 발명에서는 유럽 소과종 벨타입 고추의 유전자적 웅성불임성(GMS)을 일으키는 엠에스원(ms 1 ) 유전자와 연관된 공우성 분자표지를 개발하기 위해서, 우선 엠에스원(ms 1 )에 의해 웅성 가임(Ms 1 ms 1 )과 불임(ms 1 ms 1 )이 분리되는 집단을 만들었다. 유전자적 웅성불임 엠에스원(ms 1 )을 사용하여 개발된 유럽 소과종 F1 품종(Ms 1 ms 1 )을 자가수정하여 작성한 F2 분리집단에서 불임개체(ms 1 ms 1 )를 선발한 후 지속적으로 매세대마다 이형접합형(heterozygous, Ms 1 ms 1 ) 개체만을 선발하여 자식 함으로써 원예적 특성은 고정되면서 웅성불임이 3:1로 분리되는 집단을 만들었다. 이 집단 내 개체들의 유전자형을 분석하여 최종적으로 이형접합형 가임주를 선발하였고 이를 동일세대의 불임주와 교배하여 가임(Ms 1 ms 1 )과 불임(ms 1 ms 1 )이 1:1로 분리되는 집단을 작성하였다.
다음은 증폭단편길이다형성(AFLP) 방법과 벌크분리분석(BSA) 방법을 함께 사용하여 웅성불임과 연관된 분자표지를 탐색하였는데, 이는 고춧잎에서 DNA를 추출하는 단계 및 증폭단편길이다형성(AFLP)분석과 벌크분리분석(BSA) 단계로 나눌 수 있으며 고춧잎에서 DNA를 추출하는 단계는 아래 실시예A에서 자세하게 설명하였다. 벌크분리분석(BSA)은 Michelmore 등(1991, Identification of markers linked to disease resistance genes by bulked segregant analysis: a rapid method to detect markers in specific genomic regions by using segregating populations. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:9828-9832)의 방법을 응용하여 수행하였는데, 가임(Ms 1 ms 1 )과 불임(ms 1 ms 1 )이 1:1로 분리되는 집단에서 표현형 분석을 통하여 가임 8개체, 불임 8개체의 DNA를 각각 풀링(pooling)하였다. 증폭단편길이다형성(AFLP)분석은 Vos 등(1995, AFLP: A new technique for DNA fingerprinting. Nucl. Acids Res. 23:4407-4414)의 방법에 따라 전선택증폭(pre-selective amplification) 과정 후에 선택증폭(selective amplification)을 수행하였다. 총 256개의 프라이머(primer) 조합(E-ANN/M-GNN)에 대한 분석을 실시하였다. 그 결과 1개의 분자표지[E-AGC/M-GTG (491-bp)]를 최종적으로 선발하였고(도1), 이를 분리집단의 93개체에 적용한 결과 표현형과 마커형이 약 3 cM 정도로 연관되어 있음을 확인하였다(도1).
그리고 이 증폭단편길이다형성(AFLP) 분자표지를 육종 프로그램에 쉽게 적용할 수 있는 염기서열특이적증폭다형성(SCAR) 분자표지로 전환하기 위해서 증폭단편길이다형성(AFLP) 단편의 내부 염기서열을 다음과 같이 분석하였다. 증폭단편길이다형성(AFLP) 젤로부터 목적하는 단편을 잘라낸 다음 증폭된 DNA를 용출하고 이를 기질(template)로 사용하여 동일 프라이머 조합으로 선택증폭(selective amplification)을 수행하였다. 증폭 산물을 아가로스(agarose) 젤에서 확인하고 DNA를 용출한 다음 증폭산물(PCR product)을 바로 염기서열결정(direct sequencing)하였다(서열목록1). 그 다음 가임개체(Msms)와 불임개체(msms)의 염기서열을 비교하였다(서열목록1과 2). 그 결과 서열목록1과 2의 염기서열 길이 차이 (42-bp)가 있음을 확인하였고 이를 이용하여 염기특이적증폭다형성(SCAR) 분자표지를 개발하였다(도2). 염기특이적증폭다형성(SCAR) 분자표지 실험 방법은 아래 실시예B에서 자세하게 기술하였다.
다음은 개발된 염기특이적증폭다형성(SCAR) 분자표지로 파프리카의 웅성불임 유전자형을 판별하고 선발하는 방법이다. 도2에서 보듯이 하나의 윗밴드만 나타나는 개체는 유전자형이 ms 1 ms 1 로 웅성불임개체이고, 두 개의 밴드가 보이는 개체는 유전자형이 Ms 1 ms 1 로 웅성가임개체이다. 그리고 도3과 4에서와 같이 여교잡(도4)이나 자가수정(도3)을 하여 이형접합체(Ms 1 ms 1 )만을 계속 선발하여 새로운 웅성불임친을 개발하게 되는데, 도4의 경우 육종 과정 중간에 생기는 분리집단에서 표현형적으로 모두 가임이기 때문에 동형접합체(Ms 1 Ms 1 )와 이형접합체(Ms 1 ms 1 )를 구분할 수 없으나, 본 발명에서 개발한 분자표지를 사용하면 이를 구분할 수 있고 이형접합체(Ms 1 ms 1 )만을 선발할 수 있다. 그리고 도3의 경우도 육종 과정 중간에 생기는 분리집단에서 본 발명의 분자표지를 사용하면 웅성가임 중에 동형접합체(Ms 1 Ms 1 )와 이형접합체(Ms 1 ms 1 )를 구분할 수 있기 때문에 쉽게 이형접합체(Ms 1 ms 1 )를 선발할 수 있다.
A. DNA 추출
1. 어린 고추 잎 0.1g을 1.5㎖ 튜브에 채취하여 액체질소를 이용하여 잎을 완전히 파쇄하고, 60℃에 보관한 DNA 추출 버퍼(DNA extraction buffer) (50mM 트리스-염산(Tris-HCl); 20mM 이디티에이(EDTA); 1.4M 염화나트륨(NaCl), 0.5％ 에스디에스(SDS))를 550㎕씩 첨가하고, 0.05g 피브이피(PVP)와 12.5㎕ 베타-머캅토에탄올(β-mercaptoethanol)을 넣어 잘 섞은 다음 65℃ 진동수조에서 2시간 반응시켰다.
2. 반응 후 동량의 클로로포름:아이소아밀알콜(24:1)을 첨가하고 충분히 섞은 후 12,000rpm으로 15분간 원심분리하고, 상등액을 새로운 1.5㎖ 튜브로 옮겼다. 그리고 2배의 에탄올(ethanol)을 넣고 조심스럽게 섞으며 DNA를 침전시켰다.
3. 침전된 DNA를 건져내고 70％ 에탄올로 두 번 씻어낸 후, 65℃ 오븐에 넣어 말리고 멸균된 3차증류수(autoclaved TDW)를 넣어 DNA를 녹인다.
4. 티이 버퍼(TE buffer)에 녹아있는 DNA 튜브에 RNA 분해효소(RNase) 1㎕를 넣고 37℃에 1시간 넣어둔다. 그리고 DNA 농도는 DNA 형광계(fluorometer, Hoefer Co.)를 이용하여 10ng/㎕ 농도로 맞추었다.
B. 증폭산물절단다형성(CAPS) 분석
1. 위에서 추출한 DNA를 다음 두 개의 프라이머(primer) 5'-CTTTTACTCGCA-GACGATCA-3'와 5'-AACTTCAAATCGTGGTCTAGTTC-3'로 중합효소반응(PCR) 증폭[94℃ 3분 전변성(pre-denaturation); 94℃ 45초 변성(denaturation); 55℃ 45분 프라이머접합(annealing); 72℃ 45분 중합반응(extension); 35회 반복 후; 72℃ 3분 추가중합반응(post-extension)]하였다.
2. 증폭산물(PCR product)을 1.2％ 아가로스(agarose) 젤에 고정전압 200V로 1.5시간 동안 전기영동하여 자외선투과조명기(ultraviolet transilluminator) 위에서 디지털 카메라로 이미지를 얻었다(도2).
3. 도2에서 보듯이 하나의 윗밴드만 나타나는 개체는 유전자형이 ms 1 ms 1 로 웅성불임개체이고, 두 개의 밴드가 보이는 개체는 유전자형이 Ms 1 ms 1 로 웅성가임개체이다.
제1도는 유럽 소과종 벨타입 고추의 유전자적 웅성불임성(GMS) 유전자 ms 1 과 연관된 증폭단편길이다형성(AFLP) 분자표지 [E-AGC/M-GTG (491-bp)]
제2도는 유럽 소과종 벨타입 고추의 유전자적 웅성불임성(GMS) 유전자 ms 1 과 연관된 증폭단편길이다형성(AFLP) 분자표지인 E-AGC/M-GTG를 염기특이적증폭다형성(SCAR) 분자표지로 전환한 그림
제3도는 고추 잡종강세육종에서 유전자적 웅성불임성(GMS)과 연관된 분자표지를 사용하여 선발했을 때, 유전자적 웅성불임성(GMS)을 이용하여 개발된 상용 품종에서부터 자가수정을 통하여 새로운 웅성불임친(모계)을 개발하고 이를 유지하는 새로운 육종 전략의 개요도
제4도는 고추 잡종강세육종에서 유전자적 웅성불임성(GMS)과 연관된 분자표지를 사용하여 선발했을 때, 여교잡을 통하여 새로운 유전자적 웅성불임친(모계)을 개발하고 이를 유지하는 새로운 육종 전략의 개요도
<110> Yoon Jae Bok; Pepper and Breeding Institute <120> Development of molecular markers linked to the ms1 gene of genic male sterility in sweet bell pepper and their use for identifying the ms1 allele and developing new inbred lines <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 468 <212> DNA <213> Capsicum annuum <400> 1 gaattcagca ggatgaaagt tgctaaaatg ctcgatggag gtgtcattcg cgttgattgg 60 cttgatgttg gatgctttta ctcgcagacg atcaggattt tgtttaccag ctcgagctca 120 ctgctcgaga tttgggcatt gctttcgtag tttttcatat ttggctccag atagtttata 180 agctcttagt agttctccta tgaatgggat tatgtaaaat ttgaagatta ggtgataaca 240 taactagtga atttgcactc acattttcta tcatttctca tgtatttatt ttgattttct 300 atcatttctc tacttcagct gaggtagtgg tatggtctgc atacacttta ctctccgtag 360 accccacttt atgggggata cactgggcat gttgttgttg ttttgaacta gaccacgatt 420 tgaagttcga aggataatga tcttgtcggt ctacccttct ccacttaa 468 <210> 2 <211> 510 <212> DNA <213> Capsicum annuum <400> 2 gaattcagca ggatgaaagt tgctaaaatg ctcgatggag gtgtcattcg cgttgattgg 60 cttgatgttg gatgctttta ctcgcagacg atcaggattt tgttacgcca agtttaccag 120 cgcgagctca cggctcgaga tttgggcatt gctttcgtag tttttcatat ttggctccag 180 atagtttata agctcttagt agttctccta tgaatgggat tatgtaaaat ttgaagatta 240 ggtgataaca taactagtga atttgcactc acattttcct caagtagtat ggatatttct 300 ccttttctat catttctcat gtatttattt tgattttcta tcatttctct atttcagctg 360 agatagtggt atggtttgca tacactttac tctccgtaga ccccacttta tggggataca 420 ctgggcatgt tgttgttgtt gttttgaact agaccacgat ttgaagttat gaaggataat 480 gatcttgttg gtctaccctt ctccacttaa 510

Claims (4)

  1. a) 유럽 소과종 벨타입 고추의 시판 F1 품종으로부터 유전자적 웅성불임성(GMS) 유전자 ms 1 에 대하여 불임과 가임이 1:1로 분리되는 집단을 만드는 단계,
    b) 위의 a)단계의 분리집단을 이용하여 유전자적 웅성불임성 유전자 ms 1 과 연관된 분자표지를 개발하는 단계,
    c) 위의 b)단계에서 개발된 분자표지의 서열번호1과 2의 염기서열 중에서 선택되는 일련의 염기서열을 포함하는 중합효소반응(PCR)을 위한 프라이머쌍.
  2. a) 제1항의 염기서열을 바탕으로 제작된 프라이머쌍을 이용하여 고추의 게놈 DNA를 분석하여 실용적으로 사용할 수 있는 분자표지를 개발하는 단계,
    b) 위의 a)단계로부터 개발된 SCAR 마커에 있어서 프라이머(primer) 5'-CTTTTACTCGCAGACGATCA-3'와 5'-AACTTCAAATCGTGGTCTAGT-TC-3'를 이용하여 ms 1 유전자좌에 대해 원하는 유전자형를 선발하는 방법.
  3. a) 유전자적 웅성불임성 유전자 ms 1 을 이용한 유럽 소과종 벨타입 고추의 신품종 육종에 있어서 시판 F1 품종의 후대에서 웅성불임성 유전자형이 분리가 일어날 때, 제2항의 방법으로 웅성불임 유전자형을 판별하여 이형접합형 개체 (heterozygote, Ms 1 ms 1 )를 매 세대마다 선발하는 단계,
    b) 위의 a)단계에 의해서 선발된 개체의 자식 또는 여교잡 후대에서 분자표지를 이용하여 지속적으로 이형접합형 개체(heterozygote, Ms 1 ms 1 )를 선발하여 고정시킴으로서 새로운 웅성불임 계통을 육성하는 방법.
  4. 유전자적 웅성불임성 ms 1 을 이용한 고추 육종에 있어서 도면 3과 도면 4처럼 제3항의 방법을 이용하여 새로운 웅성불임계통을 육성하는 방법.
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