변이밀집영역 유래 27개 InDel 마커를 이용한 콩(Glycine max (L.) Merrill) 신품종 판별 및 국내 149 품종과 유연관계 분석

Genetic Identification and Phylogenic Analysis of New Varieties and 149 Korean Cultivars using 27 InDel Markers Selected from Dense Variation Blocks in Soybean (Glycine max (L.) Merrill)

본 연구에서는 국내 콩 유전체의 변이밀집영역(dVB)에서 유래한 27개 InDel 마커를 신품종 20개에 적용하여 품종판별용 마커로서 범용성을 검증하고 신품종의 구별성과 국내 품종의 유전적 다양성을 확인하였다. 20개 신품종과 MyCrops에 포함된기존 149개 품종과의 유사도는 평균 61.3%이고, 최저 25.9%에서 최대 96.3%의 유사도로 완전 일치(100%)되는 바코드는 없어20개 신품종의 유전적 구별성을 모두 확인할 수 있었다. 유연관계를 분석한 결과에서는 신품종을 포함한 국내 169품종이 4개의 유전집단으로 구분되었으며 풋콩 및 단기성 콩의 80%가 I-2소그룹, 나물콩의 65.9%가 II-2 소그룹에 주로 속한 반면, 장류및 두부콩은 I-1 (44.4%), I-2 (26.4%), II-2 (23.6%) 소그룹에고르게 분포하였다. 20개 신품종에 대한 계보도는 나물콩 주요계보와 장류 및 두부콩으로 크게 두 그룹으로 나누어지며 유연관계분석을 뒷받침하였다. 품종판별을 위한 최소 마커를 선발하기 위해 PIC가 높은 공통마커와 품종별 특이마커를 선발하는2단계 과정을 통해 품종에 따라 7~9개의 최소 마커로 신품종의진위를 판별할 수 있었다. 이처럼 콩 변이밀집영역에서 유래된27개 InDel 마커와 이를 이용한 신품종 바코드 정보의 지속적인업데이트는 수입산에 대한 국산 품종의 보호와 육성가의 권리증진에 기여하며, 더불어 육종과정 중 신규 유전변이를 도입하고 목표형질을 선발하는 등 육종 효율을 개선하는데도 도움이될 것으로 기대한다.

Twenty soybean cultivars developed recently were assessed using 27 insertion and deletion (InDel) markersderived from dense variation blocks (dVBs) of soybean genome. The objective of this study is to identify the distinctnessand genetic relationships among a total of 169 soybean accessions including new cultivars. The genetic homology between149 accessions in the soybean barcode system and 20 new cultivars was 61.3% on average with the range from 25.9% to96.3%, demonstrating the versatile application of these markers for cultivars identification. The phylogenic analysisrevealed four subgroups related to their usage. The 80% of cultivars for vegetable and early maturity and the 65.9% ofcultivars for bean sprouts were clustered in subgroup I-2 and II-2, respectively, indicating of the limited gene pools of theircrossing parents in breeding. On the other hands, the cultivars for soy sauce and tofu with considerable gene flow by genomereshuffling were distributed evenly to several subgroups, I-1 (44.4%), I-2 (26.4%) and II-2 (23.6%). We believe that the 27InDel markers specific to dVBs can be used not only for cultivar identification and genetic diversity, but also in breedingpurposes such as introduction of genetic resources and selection of breeding lines with target traits.