고추의 유전자적 웅성불임 유전자 msk와 연관된 분자표지 개발

• Published in: Weon'ye gwahag gi'sulji Vol. 28; no. 2; pp. 270 - 274
• Main Authors: 이준대(Jundae Lee), 이원필(Won-Phil Lee), 한정헌(Jung-Heon Han), 윤재복(Jae Bok Yoon)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국원예학회HST 01.04.2010; 한국원예학회
• Subjects: 농학; BSA; AFLP; Capsicum annuum; marker-assisted selection; GMS; 마커선발; CAPS
• ISSN: 1226-8763; 2465-8588

웅성불임성은 고추(Capsicum annuum L.) 일대잡종 F1 종자의 채종에 있어서 매우 중요하게 사용되고 있는 특성이다. 일반적으로 우리나라에서는 채종의 효율성 및 품종보호의 측면에서 유리한 세포질-유전자적 웅성불임성(CGMS, cytoplasmic-genic male sterility)을 주로 이용하고 있는 반면 유전자적 웅성불임성(GMS, genic male sterility)을 이용할 경우 다양한 종류의 세포질과 부계를 사용할 수 있다는 점, 웅성불임성이 상당히 안정하다는 점, 상대적으로 육종기간이 짧다는 점 등의 장점이 있다. 따라서 CMS가 불안정하여 이를 채종방법으로 이용하지 못하는 신미 대과종이나 피망류 등의 고추에서는 GMS를 대안으로 이용하고 있으며 우리나라에서는 주로 msk를 이용하고 있다. 본 연구의 목적은 우리나라에서 사용하고 있는 GMS msk 유전자 연관 분자 표지를 개발하여 이용함으로써 모계 육성의 효율성을 높이는 데 있다. 식물재료는 두 개의 시판 F1(Mskmsk) 품종을 자가 수정시킨 두 개의 F2 분리집단(GMSK-1과 GMSK-2)에서 117 개체와 142개체씩을 각각 이용하였고, 이 중 가임 8개체와 불임 8개체의 DNA를 각각 섞어 BSA-AFLP 방법으로 분석하였다. 총 256개의 AFLP 프라이머 조합(E-GNN/M-ANN)을 이용하여 다형성밴드를 탐색하였고, msk 유전자에 상인으로 연관된 AFLP 분자표지 1개(E-GTA/M-ACG)를 찾았으며 이 AFLP 단편의 내부 염기서열을 분석 및 PCR walking 방법을 사용하여 주변 염기서열을 분석하였다. 가임(MskMsk)과 불임(mskmsk) 개체의 염기서열을 비교한 결과 EcoRI 위치에 SNP가 존재함을 확인하였고 이 정보를 바탕으로 CAPS 분자표지(GMSK-CAPS)를 개발하였다. 그리고 GMSK-CAPS 마커를 이용하여 다시 두 개의 F2 분리집단(총 259개체)을 분석한 결과, 표현형의 분리와 분자표지 분리가 정확히 일치됨을 확인하였다. 개발된 마커를 이용하여 서로 다른 여러 개의 분리집단에 적용해 본 결과 GMSK-CAPS 분자표지는 msk를 이용한 모계 육종에 있어서 아주 유용하게 사용될 것으로 생각된다. Male sterility is the most important trait for F1 hybrid seed production in chili pepper (Capsicum annuum L.). Although cytoplasmic-genic male sterility (CGMS) system has advantages in aspects of cultivar development and variety protection, a genic male sterility (GMS) system has been used for producing hybrid seeds with the advantages of using diverse germplasm of different cytoplasm and restorers, stable male sterility, and short duration for cultivar development. In Korea, a GMS msk line has been used as an alternative of CGMS in some pepper breeding materials showing unstable CGMS. In this study, we aimed to develop msk-linked markers for increasing selection efficiency of maternal male sterile lines. Two F2 segregating populations (GMSK-1 and GMSK-2) were made by selfing hybrids (Mskmsk) and subjected to BSA-AFLP using 256 primer combinations (E-GNN/M-ANN). Among four reproducible polymorphic primer combinations (E-GAG/M-ACG, E-GTA/M-ACG, E-GTC/M-ACG and E-GGG/M-ATC), an AFLP marker E-GTA/M-ACG100 was converted to a codominant cleavage amplified polymorphic sequence (CAPS) marker by using PCR walking method. This marker, named GMSK-CAPS, cosegregates with msk gene with estimated linkage distance 0 cM. The marker validity has been confirmed and the marker is being used for breeding maternal lines of GMS in Korean chili pepper. KCI Citation Count: 9