• 한국자원식물학회지
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• 제31권5호
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• pp.489-497
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• 2018

본 연구는 메밀 유전자원의 재배시기별 농업특성과 플라보노이드 함량을 수집 지역별로 비교하여 메밀 신품종 육성을 위한 소재와 기초정보를 제공하기 위해 수행되었다. 메밀의 개화기와 성숙기는 봄 재배에서는 파종일로부터 각각 40일과 90일이 소요되었으며, 가을재배에서는 31일과 69일로 가을 재배시 더 빠른 개화기와 성숙기를 보였다. 수량성과 관계된 주경절수와 총분지수 조사결과 봄 재배시 주경절수는 평균 15.6개, 가을 재배시 11.7개였고, 총분지수는 봄 재배에서 15.9개, 가을 재배에서 10.6개로 조사되어 봄 재배시 영양생장이 왕성함을 알 수 있었다. 그러나 백립중은 가을 재배시 평균 3.38 g으로 봄 재배의 2.51 g보다 더 무겁게 조사되었다. 수집지역별 특성을 조사한 결과 주경절수와 총분지수는 봄, 가을 재배 모두에서 전남 수집자원이 가장 많은 것으로 확인되었으며, 강원 수집자원이 가낭 낮게 조사되었다. 백립중은 강원 수집자원이 봄, 가을 재배에서 각각 2.63 g과 3.66 g으로 가장 높았으며 전남 수집자원은 반대로 가장 낮은 백립중인 2.40 g과 3.14 g을 나타내었다. 이 결과들은 메밀 유전자원의 재배 시기 및 수집 지역에 따라 생육특성 및 종자 생산이 달라짐을 의미한다. 메밀 플라보노이드 함량을 조사한 결과 봄 재배에서 0.20 mg/g DW, 가을 재배에서 0.40 mg/g DW의 플라보노이드 함량이 검출되어 봄 재배보다 가을 재배에서 2배 정도 높은 플라보노이드 함량을 확인하였다. 성숙 종자의 대부분을 차지하는 rutin 함량은 가을 재배에서 봄 재배보다 최소 1.2배에서 최대 3.8배 이상 높게 나타났다. 이는 봄과 가을 재배 시 비록 같은 자원을 사용했더라도 재배 환경이 플라보노이드 축적에 많을 영향을 주었으며, 재배 시기가 플라보노이드 축적에 중요한 요인임을 시사한다. 이들 결과를 종합할 때 메밀 품종 육성 시 유전자원의 재배시기별 특성과 플라보노이드 함량을 고려한 재료선발이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제31권5호
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• pp.498-514
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• 2018

본 연구는 선행연구에서 개발된 근적외선 분광분석(NIRS) 예측모델을 활용하여 측정된 국내외 육성품종 벼 유전자원의 아밀로스 및 단백질 함량 자료를 통계처리 하여 자원의 지리적 특성과 함량에 대한 정확한 정보를 제공하기 위해 실시하였다. 정규분포분석 결과 육성품종 벼 자원의 단백질 평균은 8.0%였고, 찰벼 아밀로스 평균은 8.8%였고, 메벼 아밀로스 평균은 22.7%였다. 전체자원의 95%를 차지하는 자원들의 함량범위는 단백질의 경우 5.4-10.6%, 찰벼 아밀로스는 5.9-11.5%, 메벼 아밀로스는 16.9-28.5%였다. 자원의 다양성지수는 단백질의 경우 0.59, 찰벼 아밀로스는 0.81, 메벼 아밀로스는 0.64였다. ANOVA, DMRT 처리 자원 수는 중국 자원의 경우 1,542, 일본은 1,409, 한국은 413, 인도는 287자원이었다. 국가별 아밀로스 평균함량은 일본 자원의 경우 18.85%, 한국 자원은 19.99%, 중국 자원은 20.27%, 인도 자원은 25.46%였다. 단백질 평균함량은 한국 자원의 경우 7.23%, 일본 자원은 7.73%, 중국 자원은 8.01%, 인도 자원은 8.17%였다. ANOVA 분석결과 벼 유전자원의 아밀로스 및 단백질 함량은 국가별 차이가 있었고 1% 유의수준에서 차이가 인정되었다. DMRT 분석결과 국가별 아밀로스 함량은 일본, 중국과 한국, 인도의 세 집단으로 나눌 수 있었으며 각 집단 간 아밀로스 함량차이는 1% 유의수준에서 차이가 인정되었다. 단백질 함량의 경우 한국, 일본, 인도와 중국의 세 집단으로 나눌수 있었으며, 각 집단 간 단백질 함량차이는 1% 유의수준에서 차이가 인정되었다. 일본 자원은 가장 낮은 아밀로스 평균함량을 나타냈고, 한국 자원은 가장 낮은 단백질 평균함량을 나타냈다. 이에 비해 인도 자원은 가장 높은 아밀로스와 단백질 평균함량을 나타냈다. 이러한 지리적 분포에 따른 육성품종 벼 자원 간 함량 차이는 각 지역별 자원 선호도와 육종 방향이 반영된 결과라고 할 수 있다.

• 한국작물학회지
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• 제63권3호
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• pp.257-264
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• 2018

작물의 병해충 발생은 환경의 여러 가지 요인으로 발생하며 현재 기후의 급격한 변화는 해충류의 급격한 발생빈도 증가를 야기하여 궁극적으로 안정적인 식량 공급의 위협요인이 된다. 본 연구에서는 국내 콩 재배에 있어 많은 피해를 입힐 수 있는 싸리수염진딧물에 대한 저항성 검정지표설정과 저항성 자원발굴을 실시하였다. 기존 콩진딧물에서 사용하는 검정지표는 이동성이 높은 싸리수염진딧물에서 조사의 어려움 있어 비가림온실과 생장상에서의 진딧물 피해 정도를 분석 한 결과를 토대로 싸리수염진딧물 검정지표를 검정한 결과 싸리수염 진딧물은 식물의 피해정도가 안정적으로 나타났고, 간편하게는 접종 14일 후 최초 접종엽의 피해 정도가 싸리수염진딧물 검정지표로 가장 우수하였다. 국내 콩 유전자원의 재배종과 야생종 1,115점의 자원에 대한 Choice test 결과 재배종 23점과 야생종 44점으로 총 67개의 저항성 자원을 선발하였으며 No-Choice test를 통해 재배종에서 8점, 야생종에서 23점으로 항생성을 가진 31개의 유전자원을 선발 할 수 있었다. 선발된 저항성 자원은 생존성 검정결과 선발된 저항성자원에서 진딧물의 생존성이 매우 낮았으며 항생성과 비선호성간에 저항성 반응도 상이함을 확인할 수 있었다. 이상에서 밝혀진 싸리수염저항성 검정지표 및 선발된 자원은 금후 해충저항성 품종개발과 기작구명에 유용하게 활용 가능할 것으로 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제41권3호
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• pp.146-158
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• 2014

카멜리나(Camelina sativa)는 십자화과(Brassicaceae)에 속하는 유지작물이다. 카멜리나 종자에는 건물 중의 약 40%에 해당하는 저장 오일을 가지고 있고, 이러한 저장오일은 식품뿐만 아니라 산업재료로 이용이 가능하다. Microsomal delta-12 fatty acid desaturase2 (FAD2) 효소는 oleic acid를 linoleic acid로 전환시키는데, 종자 내 oleic acid의 함량 차이를 보이는 품종들에서 FAD2 유전자의 polymorphism이 보고되었다. 본 연구에서는 카멜리나(Camelina sativa L. 품종 CAME)에 존재하는 3개의 FAD2 유전자를 발달하는 종자로부터 분리하였다. 3개의 카멜리나 FAD2 유전자의 염기서열 및 아미노산 서열은 카멜리나 품종 Sunesone과 SRS933으로부터 확인된 FAD2 유전자들과 여러 단자엽 및 쌍자엽 식물의 FAD2 유전자들의 염기서열 및 아미노산 서열과 상동성을 비교하였다. FAD2 효소의 활성을 결정짓는다고 알려진 histidine motif (HECGHH, HRRHH 그리고 HVAHH)와 효소 활성에 영향을 주는 SNP (single nucleotide polymorphism) 마커라고 알려진 소수성 아미노산 계열인 valine 혹은 isoleucine이 3 개의 카멜리나 FAD2에서도 잘 보존되어 있음을 확인하였다. 세개의 카멜리나 FAD2 유전자들 중 CsFAD2-1의 경우 카멜리나의 발달하는 조직에서 전반적으로 높은 발현 양상을 보이는 반면 CsFAD2-2와 CsFAD2-3.1은 꽃과 발달하는 종자에서 특이적인 발현을 보였다. 애기장대 fad2-2 돌연변이체에 3개의 카멜리나 FAD2를 각각 도입한 형질전환 식물체의 종자에는 애기장대 fad2-2 돌연변이체 종자대비 oleic acid의 함량이 감소하고, linoleic acid 함량은 증가하는 표현형이 관찰되었다. 이러한 결과는 카멜리나로부터 분리된 3개의 FAD2가 효소로서 활성을 가지고 있다는 것을 의미한다. 더불어 분리된 카멜리나의 FAD2 유전자는 종자 오일 성분이 변화된 유지작물을 개발하는데 응용될 수 있을 것이다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제29권1호
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• pp.1-6
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• 2009

들잔디의 최적 조직배양 조건을 확립하기 위하여 들잔디 성숙종자로부터 재분화능이 높은 배발생 캘러스 유도효율에 미치는 몇 가지 요인에 관하여 조사하였다. 성죽종자의 소독은 30% (v/v) NaOCl 농도로 60분간 처리하였을 때 가장 낮은 오염율과 가장 높은 캘러스 유도 효율을 보였다. 옥신류의 혼용처리에 따른 배발생 캘러스 유도효율은 2,4-D와 diacamba를 각각 3 mg/L로 혼용처리 하였을 때 가장 높은 배발생 캘러스 유도효율을 나타내었다. 배지첨가 물질 처리에 따른 캘러스 유도효율은 1 g/L casein hydrolysate와 500mg/L L-proline를 동시에 첨가해 주었을 때 높은 효율을 나타내었으며, 항산화제로는 5mg/L $AgNO_3$와 20mg/L cysteine 동시에 첨가해 주었을 때 가장 높은 효율을 나타내었다. 탄소원 종류에 따른 배발생 캘러스 유도효율은 15g/L glucose와 15g/L sucrose를 혼용처리 하였을 때 가장 높은 배발생 캘러스 유도효율을 나타내었다. 이와 같은 조직배양조건에 관한 결과들은 금후 고효율 들잔디 형질전환체계 확립에 있어서 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2003년도 춘계 학술발표대회
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• pp.61-62
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• 2003

Clonal propagation of high-value forest trees through somatic embryogenesis (SE) has the potential to rapidly capture the benefits of breeding or genetic engineering programs and to improve raw material uniformity and quality. A major barrier to the commercialization of this technology is the low quality of the resulting embryos. Several factors limit commercialization of SE for Corsican pine, including low initiation rates, low culture survival, culture decline causing low or no embryo production, and inability of somatic embryos to fully mature, resulting in low germination and reduced vigour of somatic seedlings. The objective was to develop a Corsican pine maturation medium that would produce cotyledonary embryos capable of germination. Treatments were arranged in a completely randomized design. Data were analyzed by analysis of variance, and significant differences between treatments determined by multiple range test at P=0.05. Corsican pine (Pinus nigra var. maritima) cultures were initiated on modified !P6 medium. Modifications of the same media were used for culture multiplication and maintenance. Embryogenic cultures were maintained on the same medium semi solidified with 2.5 g/l Gelrite. A maturation medium, capable of promoting the development of Corsican pine somatic embryos that can germinate, is a combination of iP6 modified salts, 2% maltose, 13% polyethylene glycol (PEG), 5 mg!l abscisic acid (ABA), and 2.5 g/l Gelrite. After initiation and once enough tissue developed they were grown in liquid medium. Embryogenic cell suspensions were established by adding 0.951.05 g of 10- to 14-day-old semisolid-grown embryogenic tissue to 9 ml of liquid maintenance media in a 250ml Erlenmeyer flask. Cultures were then incubated in the dark at 2022$^{\circ}$C and rotated at 120 rpm. After 2.53 months on maturation medium, somatic embryos were selected that exhibited normal embryo shape. Ten embryos were placed horizontally on 20 ml of either germination medium ($\frac{2}{1}$strength Murashige and Skoog (1962) salts with 2.5 g/l activated charcoal) or same medium with copper sulphate adjusted to 0.25 mg/1 to compensate for copper adsorption by activated carbon. 2% and 4% maltose was substituted by 7.5% and 13% PEG respectively to improve the yield of the embryos. Substitution of' maltose with PEG was clearly beneficial to embryo development. When 2% of the maltose was replaced with 7.5% PEG, many embryos developed to large bullet-shaped embryos. At latter stages of development most embryos callused and stopped development. A few short, barrel-shaped cotyledonary embryos formed that were covered by callus on the sides and base. When 4% of the maltose was removed and substituted with 13% PEG, the embryos developed further, emerging from the callus and increasing yield slightly. Microscopic examination of the cultures showed differing morphologies, varying from mostly single cells or clumps to well-formed somatic embryos that resembled early zygotic embryos only liquid cultures with organized early-stag. A procedure for converting and acclimating germinants to growth in soil and greenhouse conditions is also tested. Seedling conversion and growth were highly related to the quality of the germinant at the time of planting. Germinants with larger shoots, longer, straighter hypocotyls and longer roots performed best. When mature zygotic embryos germinate the root emerges, before or coincident with the shoot. In contrast, somatic embryos germinate in reverse sequence, with the cotyledons greening first, then shoot emergence and then, much later, if at all, the appearance of the root. Somatic seedlings, produced from the maturation medium, showed 100% survival when planted in a field setting. Somatic seedlings showed normal yearly growth relative to standard seedlings from natural seed.

• 한국약용작물학회지
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• 제1권2호
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• pp.137-157
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• 1993

할미꽃의 재배화(裁培化)를 위한 기초실험(基礎實驗)으로 대량번식(大量繁殖) 체계(體系)의 확립(確立)과 품종개량(品種改良)에 있어 그 가능성(可能性)을 검토(檢討)하고자 엽조직(葉組織) 배양시(培養時) 적정한 배지(培地) 및 생장조절제(生葬調節制)의 종류(種類)와 농도(濃度)를 구명(究明)하고 약배양(葯培量)에 적합(適合)한 시기(時期)와 저온처리(低溫處理)에 의한 화분(花粉) 2형현상(型現象)및 캘러스 유기(誘起)에 미치는 효과와 식물체(植物體) 분화(分化)에 알맞는 배양조건(培養條件)에 관하여 조사 하였으며, 재분화(再分化)된 식물체(植物體)의 염색체수(染色體數) 및 동위효소(同位酵素) 분석(分析)을 하였다. MS 기본배지(基本培地)에서 엽조직(葉組織)으로부터 캘러스 유기(誘起) 및 생장(生長)에는 auxin 단독처리(單獨處理)보다는 zeatin과의 혼합처리(混合處理)에서 가장 양호하였다. Auxin 단독처리시(單獨處理時) IBA처리구(處理區)에서는 캘러스가 연색(緣色)을 띠는 경향(傾向)이었으나 auxin과 zeatin의 혼합첨가시(混合添加時) IBA는 오히려 연색(緣色)이 멸소(滅少)하였고, NAA와 2,4-D는 연색(緣色)이 증가하였으며 zeatin 1.0mg/l 과의 혼용(混用)에서 더욱 연색(緣色)이 증가하였다. 경엽분화(莖葉分化)는 auxin류(類)만의 단독처리(單獨處理)보다는 zeatin과의 혼합처리(混合處理) 효과가 현저하여 zeatin 1.0mg/l + NAA 1.0 mg/l에서 가장 양호(良好)하였으며 2,4-D는 경엽분화(莖葉分化)에 억제적으로 작용하였다. 근(根)의 발생(發生)은 MT배지(培地)가 MS, LS, $B_5$배지(培地)에 비하여 양호하였고 auxin 단독처리(單獨處理)보다는 zeatin과의 혼합처리(混合處理)가 효과적이었고 zeatin 2.0 mg/ㅣ + 1.0 mg/l 에서 근(根)의 발생(發生)이 가장 양호하였다. 자연상태(自然狀態)의 S 화분(花粉)은 35%였으나 $4^{\circ}C$에서 4일간 저온처리(低溫處理)한 경우에는 53%로 높아졌으며 약(約)으로부 터 캘러스 유기(誘起)에 가장 적합한 화분발육시기(花紛發育時期)는 1핵성(核性) 소포자기(小包子期)였다. 또한 1핵성(核性) 소포자기(小包子期)의 약(葯)을 $B_5$배지(培地)에 NAA $0.5mg/ㅣ + xeatin 1.0 mg/l$를 첨가(添加)하여 배양(培養)했을때 가장 양호한 캘러스 유기율(誘起率)을 나타내었으며 植物體分化(식물체분화)는 NAA 0.5 mg/l + zeatin 0.5 mg/l에서 가장 우수하였다. 약배양(葯培養)에서 2세포성(細胞性) 소포자(小胞子)의 균등 불균등분열의 비율은 비슷하였다. 약배양(葯培養)에 의한 캘러스를 MT 배지(培地)에 $NH_{4}NO_3,\;KNO_3$의 유(有) 무(無) 및 zeatin을 혼합첨가(混合添加)하여 배양(培養)했을때 식물체(植物體) 발생(發生)에 $NH_4NO3$가 $KNO_3$보다 효과적이었으며 zeatin 2.0 mg/l 에서 70.5%로 가장 양호하였다. 약배양유내(葯培養由來) 식물체(植物體)의 배수성(倍數性)은 반수체(半數體)(2n=8)가 28%, 2배체(培體)(2n=16)가 47%로 나타났으며 나머지는 3배체(培體), 4배체(培體)와 혼수체(混數體)였다. 분화(分化)된 캘러스, 반수성(半數性) 및 2배체(培體) 식물체(植物體)의 엽(葉)과 엽병(葉炳)을 동위효색(同位酵索) 분석(分析) 하였던 바 캘러스, 반수성(半數性) 식물체(稙物體) 및 2배체간(倍體間)에 E.S.T, P.X, M.D.H banding pattern에서 뚜렷한 차이를 나타내었으며 2배체(培體)의 엽(藥)과 약병간(藥炳間)에는 차이가 없었다.

• 한국작물학회지
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• 제58권1호
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• pp.1-7
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• 2013

본 연구는 국내 외에서 수집한 동부 유전자원 245점에 대한 작물학적 특성을 조사하여 품종육성 기초자료로 활용하고자 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 개화일수는 41~50일(51.5%), 51~60일(43.7%), 등숙일수는 21~30일(53.9%), 31~40일(23.7%), 생육일수는 71~80일(26.9%), 81~90일(23.4%) 순으로 많이 분포하였다. 2. 신육형은 무한형 72.7%, 중간형 25.7%, 및 유한형 1.6%, 초형은 포복형 78.8%와 직립형 21.2%, 잎 모양은 심장형 98.4%와 피침(결각)형 1.6%, 꽃색은 보라색 85.2%, 백색 13.6% 및 연주색 1.2%씩 분포하였다. 3. 성숙 꼬투리색은 갈색 54.7%와 황갈색 37.6%, 착협위치는 아래로 향함 90.6%, 중간 5.7% 및 곧추섬 3.7%씩 분포하였다. 4. 종피색은 갈색 25.3%, 흑색 23.3%, 백색 20.8%, 종자모양은 계란형 66.9%, 장방형 24.9%, 신장형 8.2%씩 분포하였다. 5. 협장은 10.1~20.0 cm 89.0%, 20.1~30.0 cm 8.6%, 협당립수는 12.1~15립 62.0%, 9.1~12립 25.7%, 15.1~18립 9.1% 씩 분포하였다. 6. 백립중은 15.1~20.0 g 37.6%, 10.1~15.0 g 28.6%, 주당수량은 100.1~200.0 g 52.7%, 100.0 g 미만 22.9%, 200.1~300.0 g 15.9% 씩 분포하였다 7. 선발한 7자원 종실의 전분 함량은 44.1~57.0%, 단백질 함량은 23.3~27.5% 범위로 유의차가 있었다. Sucrose 함량은 자원에 따라 1.46~2.03% 범위에 포함되어 유의차가 인정되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제29권3호
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• pp.151-159
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• 2002

작물의 신품종 육성 과정에 있어서 선발은 육종의 성패를 좌우하는 중요한 과정이다. 하지만 개체가 나타내는 표현형은 유전적 요인과 환경적 요인이 동시에 작용하여 나타나기 때문에 유전적인 효과만 구분하여 선발하는 것은 매우 어렵다. 최근에 분자생물학 분야의 연구가 급속도로 발전함에 따라 분자 수준의 표지 인자를 유용 유전자의 간접선발 지표로 활용하여 선발 효율을 높일 수 있게 되었다. 작물의 유전자 지도 및 분자 표지인자는 작물 육종에 매우 유용하게 활용될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 무에서 양친인 '835'와 'B$_2$'에서 유래한 여교잡 집단 82개체를 이용하여 RAPD 유전자군 지도를 작성하고 관련 마커를 탐색하여 육종에 이용하고자 연구를 수행하였다. Primer 375종류를 이용하여 양친, 835와 B$_2$ 사이의 다형화 밴드 128개를 찾았다. BC$_1$F$_1$집단 조사를 통해 MAPMAK ER/EXP를 이용하여 연관군 지도를 작성하였다. 분리 분석된 RAPD 표지인자 128개 중 126개는 멘델의 이론 분리비 1:1에 적합하였으며. 2개는 동형접합체 (모본형) 쪽으로 편중되어 분리되었다. LOD 3.0 수준에서 128개의 표지인자가 9개의 연관군으로 나뉘어졌고 전체거리는 1,688.3 cM이었으며, 표지인자 간 평균거리는 13.8 cM으로 Lefebvre 등 (1996)이 발표한 자료를 참고하여 무 genome 전체의 유전적 거리를 계산한 결과 무의 유전자지도는 무 genome전체의 68.7%~80.1%를 포함하는 것으로 추정할 수 있었다. RAPD 마커에서 문제시되는 재현성 문제를 검정하기 위해 이를 STS 마커로 변환하고자 OPE10 primer에 의해 증폭된 특정 밴드를 클로닝하고 염기서열을 분석한 다음 얻어진 염기서열을 기본으로 하여 primer를 제작하여 PCR 하였다. 그 결과 10mer인 OPE10을 이용하여 분석했을 때와 동일하였으며 목적 밴드 외 다른 밴드는 생성되지 않아 앞으로 분자 마커로서 충분히 이용될 수 있음을 보여주었다.

• 원예과학기술지
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• 제28권3호
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• pp.442-448
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• 2010

본 연구는 gene tagging system(plasmid rescue와 inverse polymerase chain reaction)을 사용하여 얻은 배추($Brassica$ $rapa$ ssp. $pekinensis$) 형질전환체 계통을 분석하고 이들의 표현형을 관찰하고자 수행되었다. 배추의 기능유전체 연구를 위해 $Agrobacterium$의 전이 DNA(T-DNA)를 사용하여 삽입돌연변이체를 유기하였다. 형질전환체는 '서울' 배추 품종의 pRCV2 vector를 가진 $Agrobacterium$ $tumefaciens$을 접종하여 얻었다. 형질전환 $T_1$ 세대는 비형질전환체와 비교하여, 수술 수의 감소, 크거나 작은 꽃, 직립생장형, 잎에 털이 없는 것, 잎의 황백화 현상, 잎이 좁거나 결각이 깊은 것과 같은 다양한 표현형을 보였다. 형질전환 계통 중에서 발견된 13개의 돌연변이 계통의 표현형 변화는 체세포의 배수성 분석을 통하여 염색체 수의 변화에 기인하지 않은 것을 확인하였다. 배추 genomic DNA에서 T-DNA의 위치 확인을 위해 multiple copy와 single copy 형질전환체에 plasmid rescue와 inverse PCR 방법을 각각 적용하였다. 비형질전환체와 비교하여 뚜렷한 표현형적 차이를 보이고 Southern blot 분석 결과 1 copy의 T-DNA를 가지며 염색체 수가 20(2n)인 돌연변이체를 선발하여, flanking DNA 염기서열을 확인하고 배추 염색체내에서 각각의 유전자좌를 표시하였으며 이들 계통들에 대하여 데이터베이스를 작성 중에 있다.