Abstract
Paprika (Capsicum annuum L.), a colored bell-type sweet pepper, is one of the most important money making vegetable crops in Korea. The cultivation area, total production, and exports of paprika are gradually getting increased, but the paprika cultivars used in Korea are all imported. It was well-known that the genic male sterility (GMS) is the main way to produce paprika hybrid seeds. However, it is little known that how many and what kinds of ms genes are used for breeding of paprika $F_1$ varieties. In this study, eight paprika cultivars ('Special', 'Debla', 'Plenty', 'Fiero', 'Boogie', 'Fiesta', 'Derby', and 'Minibell'), popularly cultivated in Korea and three different genic male sterile lines ('GMSP', 'GMS3', and 'GMSK') were used. For allelism test among the $F_1$ cultivars, half diallel crosses were performed. The result demonstrated that the most of the GMS in paprika cultivars except for 'Minibell' were same allele. To identify which GMS gene(s) were used for paprika $F_1$ cultivars, top crosses between previously known GMS lines and the $F_1$ cultivars were performed. As a result, we found that the $ms_k$ and the $ms_p$ genes were alleles for the GMS of 'Minibell' and for the other cultivars, respectively. We also confirmed that the GMS gene identification using GMSK-CAPS marker linked to the $ms_k$ gene and the PmsM1-CAPS marker linked to the $ms_p$ gene in $F_2$ progenies of 'Minibell' and 'Fiesta' and 'Derby' cultivars, respectively. In addition, we developed the PmsM2-CAPS marker for 'Plenty', 'Fiero', and 'Boogie' cultivars. We expect that these markers will be very useful for breeding new maternal (male sterile) line of paprika.
우리나라에서 파프리카(착색단고추)는 재배면적, 생산량 및 수출량이 해마다 증가하는 추세에 있어 농가 소득에 매우 중요한 채소작물의 하나이지만 재배되고 있는 파프리카 종자는 전량 외국 종자회사에서 개발된 일대잡종종자를 수입하고 있다. 최근 파프리카 품종의 국산화를 위하여 정부의 지원을 받아 국내 종묘회사에서 파프리카 품종 개발에 힘쓰고 있다. 파프리카 일대잡종종자의 생산은 주로 유전자적 웅성불임성을 이용한다. 하지만 파프리카 품종에 사용된 유전자적 웅성불임성이 어떤 종류인지 몇 가지 종류가 사용되고 있는지 잘 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 시판되고 있는 8개의 파프리카 품종('Special', 'Debla', 'Plenty', 'Fiero', 'Boogie', 'Fiesta', 'Derby' 및 'Minibell')을 사용하여 이들의 유전자적 웅성불임 유전자가 같은 것인지 다른 것인지를 확인하기 위하여 반 이면교잡(half diallel cross)를 수행하였는데, 'Minibell'을 제외한 나머지 7개의 파프리카 품종은 같은 유전자적 웅성불임을 사용하였다는 것을 알아냈다. 또한 어떤 종류의 유전자적 웅성불임 유전자인지를 확인하기 위하여 세 종류의 유전자적 웅성불임 계통(GMS3, GMSP 및 GMSK)에 교배하여 대립유전자 검정을 수행하였는데, 'Minibell'은 $ms_k$ 유전자를 사용하였고, 나머지 7개의 품종은 $ms_p$ 유전자를 사용하였다는 것을 알아냈다. 따라서, 'Minibell' 품종에서는 기 개발된 GMSK-CAPS 분자표지를 사용할 수 있음을 확인하였고, 'Fiesta' 및 'Derby' 품종에서는 PmsM1-CAPS 분자표지가 사용될 수 있음을 확인하였다. 또한 'Plenty', 'Fiero' 및 'Boogie' 품종 등에 사용할 수 있는 새로운 분자표지 PmsM2-CAPS를 개발하였다. 이들 분자표지는 새로운 파프리카 웅성불임(모계) 계통 및 품종개발에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.
