차나무에서 RNA 서열분석에 의한 SSR 표지 탐색 및 기초 유전자 지도 작성

Exploration of RNAseq-based SSR Markers and the Construction of a Preliminary Linkage Map in Tea Plants

본 연구는 국내 차나무 ‘금설’ 품종과 아샘 계통 ‘Ai37’ 간의 교배 분리집단에서 유전 분석을 위한 RNAseq SSR 탐색하고 기초 유전자 지도 작성을 통하여 분자표지 이용 선발 체계를 확립코자 수행되었다. 아샘 계통 ‘Ai 37’의 꽃과 신초로부터 전사체의 서열을 분석하고 ‘금설’의 전사체 분석 서열과 비교하여 1,800개의 다형성 SSR를 탐색하고 226개의 SSR primers를 제작하였다. 양친과 6개의 교배실생에 대해 다형성 여부를 검정하여 96개 primers를 선발하였다. 이를 양친과 66개체의 F1 집단에 확대 적용한 결과, SSR 표지의 명확한 분리를 확인할 수 있는 primers는 최종 87개로 나타났다. 이들 SSR 증폭 및 유전자형의 분리 결과를 JoinMap 4.0 프로그램을 사용하여 연관분석을 수행하고, MapChat 2.32 프로그램으로 기초 유전자 지도를 작성하였다. 기초 유전자 지도는 총 14개의 SSR 표지에 의한 5개 연관군으로 구성되었으며, 전체 유전적 거리는 167.0 cM이고, 표지 사이의 평균 거리는 11.9 cM이었다. 유전자 지도에 위치하는 SSR 표지의 대립 유전자의 수는 1~4개였고, 표지 당 평균 2.4개의 대립유전자형을 나타내었다. 본 연구결과, RNA-seq 기반의 SSR 표지개발 및 유전분석은 RNA pool의 조성, 양친의 유전적 유사성 및 분리집단의 규모에 따라 영향받게 되며, 향후 포화도를 높이기 위한 전략과 추가적인 연구가 필요함을 확인할 수 있었다.

This study was conducted to establish a system of molecular marker-assisted selection through exploring RNAseq SSRs and constructing a preliminary linkage map for genetic analysis using the segregation population crossed between Chinese type, ‘Keumsull’ and Assamese type, ‘Ai37’. First, transcripts of flowers and young shoots collected from ‘Ai37’ were sequenced and compared to the transcript sequences of ‘Keumsull’. Then, 1,800 SSR motifs were mined, and 226 SSR primers were designed. These primers were validated for the presence of polymorphism with two parents and six progenies together, and then 96 primers were selected. After extensively applying to two parents and 66 hybrids of the F1 population, 87 primers showing apparent recognition for segregation of SSR markers were finally selected. Linkage analysis for SSR amplification and genotype segregation was performed using the JoinMap 4.0 program, and then a preliminary genetic map was constructed using MapChat 2.32 program. The preliminary genetic map consisted of 5 linkage groups with 14 SSR markers and had a total genetic distance of 167.0 cM with an average distance between the markers of 11.9 cM. The number of loci for the SSR markers located on the genetic map was 2 to 5 consisting of 1 to 4 alleles in a locus, and an average of 2 alleles per locus was identified. The results indicated that the development of RNAseq-based SSR markers and genetic analysis might be affected by the composition of RNA pool, parent genetic similarity, and segregation population size. A strategy for improving saturation and further studies are required in the future.