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J Plant Biotechnol 2017; 44(3): 243-263

Published online September 30, 2017

https://doi.org/10.5010/JPB.2017.44.3.243

© The Korean Society of Plant Biotechnology

한국 육성 벼 품종의 DNA profiling에 의한 유전적 다양성 분석 및 품종 판별

김미선, 송재영, 강권규, 조용구*

충북대학교 식물자원학과,
한경대학교 원예생명과학과

Received: 22 September 2017; Revised: 23 September 2017; Accepted: 25 September 2017

Discrimination of Korean rice varieties as revealed by DNA profiling and its relationship with genetic diversity

Me-Sun Kim, Jae-Young Song, Kwon-Kyoo Kang, and Yong-Gu Cho*

Department of Crop Science, Chungbuk National University, Cheongju 28644, Korea,
Department of Horticultural Life Science, Hankyong National University, Ansung 17579, Korea

Correspondence to : e-mail: ygcho@cbnu.ac.kr

Received: 22 September 2017; Revised: 23 September 2017; Accepted: 25 September 2017

This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

This study is to establish the varietal discrimination based on DNA profiling of different varieties of rice. We examined the genetic distance among Korean rice varieties using allele frequencies and a genetic diversity analysis with Simple Sequence Repeats (SSRs) markers. The analysis of the genetic diversity and genetic relationships of 243 Korean rice varieties was varied out using 20 SSRs markers. A total of 268 alleles were detected, ranging from 6 to 32, with an average of 13.45 alleles per locus, and and average of gene diversity (GD) of 0.556. Seven SSR markers were selected as key markers for discrimination among the Korean rice varieties. Concerning the results, 243 varieties (100%) were discriminated among by using acrylamide gel and fragment analyzer-based markers. In conclusion, this study provides useful basic data that can be utilized concerning Korean rice varieties breeding and development. In addition, we will have to manage and conserve as a valuable genetic resource, without losing the diversity of Korean rice varieties.

Keywords Discrimination, Korean rice variety, Genetic diversity, Simple sequence repeats (SSRs)

벼(Oryza sativa L.)는 밀, 옥수수와 함께 세계 3대 식량 작물 중 하나로서 전 세계 60억 인구가 주식으로 이용하고 있다. 또한 벼 염색체 완전해독연구(http://rgp.dna.affrc.go.jp/IRGSP/)가 2004년 완료된 이후 전세계적으로 벼 유전자 3만여 개의 기능을 밝히고 유용 형질 유전자 분리 및 타 작물 유전자와의 비교 분석 연구를 통한 실용화 연구에 박차를 가하고 있다(Park et al. 2011; Yoon et al. 2011).

최근, 종자산업법에서는 육종가, 발명자의 권리를 보호하고자 신품종 개발 시 기존 품종과의 차별성을 제시하도록 하고 있으며, 국제신품종보호동맹(International Union for the Protection of New Varieties of Plants, UPOV)에서도 신품종의 구별성 검정에 DNA 마커의 활용을 적극 검토하고 있다(Kim et al. 2011).

1970년대 초반부터 여러 종류의 분자 마커가 개발되어 왔으며, 지금까지 개발된 DNA 마커로는 RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), AFLP (Amplified Frangment Length Polymorphic DNA), SSRs (Simple Sequence Repeats), STS (Sequence Tagged Sites), SNP (Single Nucleotide Polymorphism) 등이 널리 사용되고 있다. 이러한 마커는 비용이 적게 들며, 간편하고, 시발체에 대한 정보가 불필요하며, 많은 정보를 제공하여 다형성 탐지, 종간 구분, 진화계통도 정립 등에 크게 기여하였다(Kim et al. 2006; Hwang et al. 2008; Jang et al. 2009; Hwang et al. 2012).

Simple sequence repeats (SSRs)는 대부분 2 ~ 9 bp의 단일염기의 반복으로 이루어진 DNA 염기서열로 DNA 복제 과정 중에 DNA polymerase의 미끄러짐 현상이나 불공평한 교차로 인하여 품종 또는 개체 간의 다형성이 생긴다. SSR 마커는 PCR을 기반으로 다형성과 재현성이 높아 품종판별 및 유전적 다양성 분석에 특히 많이 이용되고 있다(He et al. 2003; Hwang et al. 2012). 그러나 국내에서는 여러 작물에 대한 DNA Profile의 데이터베이스를 구축하여 다방면에 활용하고 있으나(Hong et al. 2013a; Hong et al. 2013b; Kwon and Choi 2013), 국제신품종보호동맹(UPOV)의 사례와 같이 국가적이고 표준화된 데이터베이스의 구축은 미흡한 실정으로 차후에 분석결과의 신뢰도 및 공정성에 대한 문제점이 발생할 수 있을 것으로 예상된다.

따라서, 본 연구는 벼 품종의 DNA profiling을 위하여 SSR 마커 20종을 국내 육성 벼 243개 품종에 적용하여 이들의 유전자좌의 다양성을 이용하여 품종 판별 여부를 확인하였다. 또한, 향후 국내 육성 품종, 육성계통 및 다양한 유전자원을 대상으로 이들의 유전적 다형성 분석, 구별성 및 균일성 검정 등에 활용하고자 수행하였다.

시험재료 및 재배법

시험재료는 국내에서 육성된 벼 품종 중 Japonica 벼 품종의 육성이 본격화 되었던 1982년부터 2013년까지 국립종자원을 통하여 보급된 243개 벼 품종이 사용되었다(Table 1). 벼 품종은 2015년과 2016년에 충북대학교 시험포장에 이앙하여 재배하였다. 품종 당 1주 1본씩, 16주/열, 3열로 이앙하였으며 물 관리와 비료의 시용 및 병, 해충의 방제는 농촌진흥청 벼 표준재배법에 준하여 수행하였다(RDA 2003).

Table 1 List of 243 Korean rice varieties used in this study

Code   Variety nameType (J/T)zRegistration year   Cross CombinationCode   Variety nameType (J/T)Registration year  Cross Combination
1KeumyeongJ2009Sanbaek/Iksan423//Sangju22131OnnuriJ2005Milyang165/HR14732-B-67-2-3
2DurujinmiJ2010Suwon478/Odae132WonkwangJ2000Seomjin Mutant
3ManhoJ2002Singeumo/Iksan423133WonmiJ2000Seomjin Mutant
4SandeuljinmiJ2006Sambaek/Yongseong12134WonhwangJ1998Milyang96//Iri390/Milyang5
5SamcheonbyeoJ1995Unbong/Fukei126135YunnongchamssalJ2008Dong poor rice/Glutinous rice
6UnjangbyeoJ1994Unbong///Suwon244/Hwasetoramojji//Sangnam136JoryeongbyeoJ1992Gosihikari/Seonam//Milyang79
7WonpyeongJ1999Hwaseong Mutant137JongnamJ2001Milyang96/YR12734-B-B-22-2
8JeokjinjuJ2000Obong//Obong/Syare138Juan1J2005Ilpum/SR18392-HB683-104
9JosaengheukchalJ2004Dongbukna149/Sx864139Jungmo1001J2004Cheolwon52/SR21049
10JoanJ2003Jinmi/jinbu10140Jungmo1012J2007Sambaek/Ou329
11Jungmo1011J2010Suwon478/Unbong33141Jungmo1014J2010Milyang207/Samgwang
12JinbongJ2000Jinmi/Unbong142Jungmo1009J2009YR22207//Iksan2443/Milyang165
13TaebongJ2000SR13330-13-3-5-2-1/Jinbu10143JungsanJ2000Sambaek/Milyang107
14TaeseongJ2002Cheolwon49/Jinbu10144CheongdamJ2006SR19200-HB826-34/Juan
15HwanggeumboraJ2006Jinbu/Odae//Fukei126145CheonghoJ2004Iri407/Iri417
16HeukseonchalJ1999Sanghaehyanghyeolra Mutant146PungmiJ2004Milyang165//YR16365Acp13/Iksan438
17GeurubyeoJ1997Suwon313/Cheolwon42147Pungmi1J2005YR13616Acp1/Milyang122
18GeumseongJ2003Hajjeubosi/Hyangmi148Hangangchal1T2006Hangangchal/YR8208-20
19DunnaebyeoJ1992SR11139-48-1/Suwon320149HanmaeumJ2004Milyang165//YR16365Acp13/Iksan438
20MannaJ2005Iksan438/Ilmi150Hanareum2T2010Milyang181/Milyang154
21ManchuJ2001Jinmi/Unbong12151HaepyeongJ2000Milyang101/Akichikara
22SambaekbyeoJ1993Gosihikkari/TR2406-2-1-1//Hukkurikku115/Cheolwon29152HaepyeongchalJ2004Haepeong Natural Mutant
23SangsanbyeoJ1993Sobaek/Daeseong153HyangnambyeoJ1995Iri389/Dohoku144
24SangjuchalbyeoJ1997YR4117-99-1-1-2-4/YR4200-2-3-2-2154HongjinjuJ2006SR18164F2/Suwon383
25SeolbaekJ2010Suwon360/Geuru155HwanambyeoJ1993Milyang95/Tamjin
26Sinunbong1J2005Sangju/Unbong17156HwadongbyeoJ1997Daejin/SR13345-20-1
27AnsanbyeoJ1995Rax102-123/Seonam157HwabongJ1998Milyang95/Iri390//Milyang101/Iri390
28WonhaeJ2007Dongjin Mutant158HwasambyeoJ1996Milyang101/Iri389
29WolbaekJ2010Milkikwin/Geuru159HwaseonchalbyeoJ1992Inabawase/Dongjin
30InwolJ1998Fukei127/Unbong160HwasinbyeoJ1995Iri390/Milyang110
31JounJ2009SR14880-173-3-3-2-2-2/Unbong20161HwaanJ2000Suwon362/SR10778-2-2
32Jungmo1007J2009Sanbaek/Unbong19162HwajungbyeoJ1993SaSanisiki/Cheonma
33JunghwabyeoJ1995Etznan126/Bokgang//Daeseong163HeukgawichalJ2008Iksan427/Gawichal
34CheongbaekchalJ2010SR20261-5-4-10/Jinbuchal164GeonganghongmiJ2010Sugary*2/Milyang152
35HyangmibyeoT1996IR841-76-1/Suwon334165GoamiJ2000Milyang95//Kimcheon poor rice/Ilpum
36GounJ2004Jinbu10/Jinbu17166GeumanJ2002SR11878-14-4-1/Suwon345
37NamilJ2002Ilpum/Namyang7167Geumobyeo2J1996Milyang96//YR6419Acp13/Palgong
38MananJ1998Milyang110/Milyang110/Yeongdeok7168NamgangbyeoJ1997Milyang95/Milyang96
39MunjangJ1999Sangsan/Suwon397169NogyangT2006Yongmun/IR67396-16-3-3-1
40SangmiJ1998Sambaek/Ou316170Daeripbyeo1J1993Niheunmasari ms/BG29
41SaesangjuJ2001Junghwa/Sambaek171DaepyeongJ2002HR14028-AC-5/Milyang122
42Odae1J2005Ilpum/Jinbu10172DongwonJ2011-
43UnduJ1998Odae/Jinbu13173ManmiJ2002Milyang95//Bukryukbanna/Milyang95
44WonpumJ2004Ilpum Mutant174MogyangJ2010SR24592-HB2319/IR3165-B-6-1-1
45JeokjinjuchalJ2010Sangnambat/Jeokjinju175MilkikwinJ2007Gosihikari Mutant
46JopyeongJ2010HR16683-46-3/HR18129-B-16176SampyeongJ2000Suwon345/SR11340-46-5-4-1
47DaechanJ2009Nongan/2*Suwon403177SaechucheongJ1999Daeseong/5*Chucheong//Bonggwang/5*Chucheong
48Jungmo1010J2009SR18390-9-7-2-5/IR66160-5-2-3-2178Seonong15J2010Heukjinju/Floury rice
49HeukjinjubyeoJ1997Yongjeong4/Segeum179SeolhyangchalJ1999Miyagaori/2*Suwon357
50JakwangchalJ2007Jinbuchal/Jagwangdo180SeongjochalJ2008Wangchal Mutant
51HwanggeumchalJ2007Sakita/Jinbuchal181SuanJ2010HR20017-B-19-3-1/Iksan467
52DaeanbyeoJ1994Oseto/Seomjin182SindongjinJ1999Hwayeong/YR13604ACP22
53SeomyeongJ2009Kyehwa21/Milyang165183AranghyangchalbyeoJ1997Sinseonchal/Tohoku144
54SeojinJ1996Aijji37/Sangpung184OnojjinoijjiJ-
55JuanbyeoJ1994Seolak/Gosihikkari//Samnam185WonchuJ2001Chucheong Mutant
56HojinJ2000Hwayeong//Dongjin/Milyang95186JunganJ1999Namyang7/2*Hapcheon1
57HwarangJ2003Iksan420/YR13616Acp1187JinboJ2009Yeongdeok26/Gosihikari
58HwamyeongbyeoJ1997Hwayeong/SR14779-HB234-32188JinsangJ2008Yumetsukushi/Milkykwin
59NampyeongbyeoJ1997HR11735-82-1-5-5/Milyang95189GarakJ2009Chucheong/Sinseonchal
60NaepungbyeoJ1995Milyang97//OU316/Iri373190KwanganJ1998Namyang7/SR14779-HB234-31
61DasanT1995Suwon332/Suwon333191GeumtapJ2008Sinseonchal//Juan/쌀사레
62Dasan1T2006Bangal//Yongju/Dasan192NoreunjachalJ2008Sinseonchal//Juan/쌀사레
63DaesanbyeoJ1996Milyang95/Suwon366193NunboraJ2006Iksan433/Miyadanamojji
64DongboJ2010Yeongdeok19/Gosihikkari194DaeripjamiJ2009C3GHi/Daerip1
65DonganJ1996Milyang95/HR5119-12-1-5195Dongjin1J2001Hwayeong/HR12800-AC21
66Dongjin2J2005Milyang165/Iksan438//HR14018-B-1-1/Iksan435196ManwolJ2001Milyang120/Hwayeong
67DongjinchalJ1998SR11155-4-2/Doyonisiki//Milyang95197ManjongJ2009Yeongdeok34/Nampeong
68DonghaejinmiJ2006Milyang64/4*Milyang165198Seonong14J2008Heukjinju/Geodae
69MalgeumiJ2006Hwayeong/Aichi 76199SobiJ1999Hwayeong/YR13604ACP22
70MikwangJ2009SR15926-10-2-3-3-3/Iksan431200YeonganJ2001Milyang122/YR13616 Acp1
71MihyangJ1999Seomjin/Dongbuk144//IR392201JinpumJ1999SR14703-60-5-GH1/Suwon353
72BaekjinjuJ2001Ilpum Mutant202KeunnunJ2005Ilpum Mutant
73BoramchanJ2009HR21124-B-59/Kyehwa24203KeunnunjamiJ2007Heukjinju/Suwon425
74SaekyehwaJ2001Ilpum//Mangeum/Jyukeoi830204HopyeongJ2003Hitobebore/Hwajin
75Seonong10J2005Hwacheong Mutant205HeukkwangJ2003Hwajin//Gilrimheukmi/Ilpum
76Seonong16J2010Seonong8/Saengdongchal206NonghoJ1998Chukei1016/Milyang79
77SegyejinmiT2009Milyang160/Yongju207MipumJ2010Gosihikari//Kyehwa21/Junam
78SujinJ1999Milyang95//Milyang96/Milyang106208SyupeojamiJ2009C3GHi/EM76
79WoncheongJ2003Chucheong Mutant209SuryeojinmiJ2010Milyang182/SR21144-17-3-2
80JunamJ2000Hwayeong//Sangju/Ilpum210HeukhyangJ2000Mangeum/SX864
81Jungmo1013J2010Iksan469//Dongjin1/Iksan474211Baekjinju1J2005Ilpum(MNU)-10-2-GH1-3/Seoan
82CheongaJ2006Ginuhikari/Yangju212Jungmo1015J2010Sindongjin/Milkikwin
83CheonghaejinmiJ2009Samjiyeon/SR14694-57-4-2-1-3-2-2//Iri402213SaenuriJ2007Kyehwa/HR14026-B-68- 6-1-5
84ChinnongJ2010Iksan450/YR21258-GH3214YeonghojinmiJ2009Hiddeumeaborea/Junam
85KeunseomT2006Milyang165*3/Gosihikari215HiamiJ2009Jinmi Mutant
86PyeonganJ2003Iksan438/HR15003-69-B-3216DacheongJ2008Iksan450/YR21258-GH3
87Hyangmibyeo1T1993IR841-76-1/Suwon334217DaeyabyeoJ1992Gwandong PL5/Gwandong PL3// Daecheong
88HoanJ1998Kanto149/Milyang95218DeuraechanJ2008Milyang165//Sindongjin/YR19105Acp222
89Hwasin1J2005HR13185-B-B-100//Iri407/HR14732-B219BoseokJ2008Ginuhikari//HR19621AC6/Sobi
90HeuknamJ1997Tamjin/Sanghaehyanghyeolna220SeoganJ2002Hr11752-11-14-4/HR10213 -11-3-5
91GancheokbyeoJ1992Aichi37/Seomjin221UnmiJ2007Samcheon/HR17870
92GangbaekJ2006Suwon345/DV85222Jungmo1008J2010Iksan451/Sangju21
93GangchanJ2010Iksan421/Suwon438223JinbaekJ2008HR15204-38-3//Milyang165/Iksan438
94Goami2J2002Ilpum Mutant224HonongJ2009Unbong31 Mutant
95Goami4J2009Suwon464/Daean225HwanggeumnodeulJ2007Milyang165/HR15151-B-21-3
96GopumbyeoJ2004SR15225-B-22-1-2//54BC-68/Iri369226HonggwangJ2009Chucheong/Sinseonchal
97GeumnambyeoJ1994Jinju/Suwon346227Goami3J2008Suwon464/Daean
98Geumobyeo1J1995Chukri830///KantoPL5//Milyang79/Aichi65228DanmiJ2009Sugary/Seomjin
99NamcheonbyeoT1995YR3299-34-2-2/Suwon318229MogwooJ2009Dasan//Suwon431/IR71190-45-2-1
100NokwonchalbyeoJ2007Nokmi Mutant230BaekokchalJ2009Dongjinchal/YR19700
101NonganJ1993SR5204-30-2/Pungsan231BoseokheukchalJ2008SR18638-B=B-B-18-2/H31
102DamiJ2006Iksan438/Iksan426232JoamiJ2008Yukara/Tonggae112//Sambaek
103Dasan2T2009Suwon450/SR21356233Jungmo1004J2007Sugary/HwayeongAcp33
104DaejinJ1996Daeseong/Seomjin234Jungmo1005J2009Milyang165///Seomjin//Iksan438/Sangju13
105Deurimi2J2009SNDH-39/Junam235Jungmo1006J2009Samgwang/Nakdong
106ManpungJ2000Nakdong//Iri390/Milyang111236JinsumiJ2008Milyang165//YR16195-B-B-B-21-1/Milyang169
107BoseokchalJ2004Hwayeong//Tamjin/2*Sinseonchal237CheongcheongjinmiT2009IR401/Ilpum
108SamkwangJ2003Suwon361/Milyang101238CheongpungheukchalJ2009Sindongjin/Heukseonchal
109SamdeokJ2002YR/12733-B-B-5-1/Milyang101239PyeongwonJ2007Jinbu19/Sanjiyeon4
110SanggolJ2007Ilpum Mutant240HandeulJ2007Sangju/Tomoemasari//Geuru
111SangokJ2003Milyang101/YR8697 Acp 19241HaeoreumiJ2008Milyang165/Haepyeong
112Seonong12J2006Nampung//EM40/Nampung*2242HobanJ2007Hidomebore/Jinbu
113Seonong6J2002Hwacheong Mutant243CheongnamJ2009Ginuhikari/Milyang189
114Seonong8J2005Hwacheong Mutant
115Seonong9J2006Hwacheong Mutant
116Seoan1J2005Namyang9/Kyehwa7
117SeoeunJ2008Hwacheong Mutant
118SeopyeongJ2003Hwayeong/HR11752
119SeokjeongJ2001Namyang7/SR11340-30-4-1-3-2
120SeolgaengJ2001Ilpum Mutant
121SuraJ1998Suwon345/KantoPL 4//Suwon345
122SinmyeongheukchalJ2006Heuknam/Milyang153
123SinbaekJ2010Iksan469/HR23966-22-1-2
124SintoheukmiJ2008Heuknam/Milyang153
125AreumT1999YR3299-34-2-2/Suwon318
126AndaT1998SR11532-4/SR14502F2
127AnmiJ2010Junam/IR65482-7-216-1-2//3*Junam
128YangjobyeoJ1994HR7874-AC77/HR8140/AC59
129YeonghaebyeoJ1997Milyang101/Chucheong
130OraeJ2007Ilpum Mutant

ZJ: Japonica type, T: Tongil type


DNA 추출

벼 품종의 DNA 추출은 CTAB (Cetyltrimethyl ammonium bromide)법을 이용하였다. 품종 별로 이앙 후 15일된 어린잎으로부터 0.5 g의 조직을 채취하여 액체 질소를 이용하여 미세하게 분쇄하였고, DNA 추출 완충액 400 ul가 담긴 1.5 ml 원심분리용 튜브에 분쇄한 조직을 넣고 상하로 20회 흔들어 혼합하였다. 그 후 2X CTAB 완충액 200 ul를 첨가하여 같은 방법으로 혼합하고 10% SDS를 넣고 10회 정도 상하로 흔들어 혼합한 후, 65°C 항온수조에서 20분간 반응시켰다. 5M potassium acetate (pH 7.5) 200 ul를 첨가하고 50회 정도로 상하로 흔들어 섞어준 후, Phenol/Chloroform/Isoamylalchol (25:24:1)를 700 ul 넣고 30회 정도 상하로 섞어 실온에서 12,000 rpm, 10 분간 원심분리하여 단백질을 분리해냈다. 상층액 400 ul 정도를 새로운 1.5 ml 튜브로 옮긴 후 동량의 isopropanol을 첨가하여 -20°C 냉동고에 20분간 보관하였다가 4°C의 12,000 rpm에서 15분간 원심분리하여 DNA를 침전시켰다. 침전된 DNA를 70% ethanol 1 ml를 넣고 세척한 다음 실온에서 완전히 건조시키고 RNase (1 mg/ml) 2 ul가 첨가된 TE 완충액 50 ul에 충분히 녹인 후 37°C에서 1시간 방치한 후 사용하였다. 추출한 DNA는 λDNA (100 ng/ul)와 함께 1% agarose gel에서 확인하였고 20 ng/ul로 정량하여 실험에 사용하였다.

SSR 마커 분석

DNA profiling을 위하여 SSR 마커의 PCR 분석은 반응액으로 20 ng의 genomic DNA, 10X PCR buffer, 0.25 μmol의 primer, 250 μmol의 dNTP, 50 mM의 KCl, 10 mM Tris-HCl pH8.3 0.01% gelatin, 1.5 mM MgCl2와 2.5 unit의 Taq DNA polymerase를 혼합하였다. DNA 증폭은 Thermal Cycler (Bio-Rad, T100)를 사용하여, Hot step을 94°C에서 5 분간 실시하고, 94°C에서 40 초간 denaturation, SSR 마커에 따라 52 ~ 60°C로 30 초간 annealing, 72°C에서 30초간 extension의 과정을 35회 반복하고, 10분 동안 최종 extension을 수행하였다(Table 2).

Table 2 Information of SSR markers used for discrimination of Korean rice varieties

No.SSR markerLinkage groupRepeat motifAllele No.PICSize range(bp)   Forward primer(5’-3’)   Reverse primer(5’-3’)Annealing Temperature (°C)
1RM4931(CTT)9120.87210-248TAGCTCCAACAGGATCGACCGTACGTAAACGCGGAAGGTG57
2HsSSR01-521(TTA)140.68279-306ACACCATACCAATACGAAGGACACCGTACTGTTTATTGGG55
3RM5801(CTT)19110.82206-234GATGAACTCGAATTTGCATCCCACTCCCATGTTTGGCTCC52
4RM482(GA)17250.82202-216TGTCCCACTGCTTTCAAGCCGAGAATGAGGGACAAATAACC55
5RM1573(CT)11(TC)1060.72112-134CCTCCTCCTCACGAATCCCGCCGGGCTTCTTCTCCGCCGGCTTC55
6RM3074(AT)14(GT)2170.83124-176GTACTACCGACCTACCGTTCACCTGCTATGCATGAACTGCTC55
7RM2414(CT)31120.68126-196GAGCCAAATAAGATCGCTGATGCAAGCAGCAGATTTAGTG52
8RM3345(CTT)2070.83146-197GTTCAGTGTTCAGTGCCACCGACTTTGATCTTTGGTGGACG52
9RM2495(AG)5NN(AG)14130.78125-144GGCGTAAAGGTTTTGCATGTGCTGACCTTCATGGCATCAT55
10RM2046(CT)44140.87150-185GTGACTGACTTGGTCATAGGGGGTACGAGAGCATGGCTAGC55
11RM2536(GA)2540.48121-125TCCTTCAAGAGTGCAAAACCGCATTGTCATGTCGAAGCC55
12RM2766(AT)8A3(GA)3370.8485-153CTCAACGTTGACACCTCGTGTCCTCCATCGAGCAGTATCA55
13RM13067(AG)18210.8497-140TGCCAATTACCTTCCCGTACTGCTCCGTATTGCTGCTATG55
14RM2648(GA)2750.48155-165GTTGCGTCCTACTGCTACTTCTGCTAATCATCGACACGGATC55
15RM2579(CT)24110.80147-196CAGTTCCGAGCAAGAGTACTCCATATGCCACGTCCGATCC55
16RM33310(TAT)19(CTT)1980.83164-215GTACGACTACGAGTGTCACCAAGTCTTCGCGATCACTCGC55
17RM2111(GA)1890.83124-135ACAGTATTCCGTAGGCACGGGCTCCATGAGGGTGGTAGAG55
18RM22411(AAG)8(AG)13110.79117-155ATCGATCGATCTTCACGAGGCCCGAATGCCTTTTATAGCA55
19RM28611(GA)1660.7299-128GGCTTCATCTTTGGCGACCCGGATTCACGAGATAAACTC50
20RM11712(AG)730.70203-307CGATCCATTCCTGCTGCTCGCGCGCCCCCATGCATGAGAAGACG52

PCR 증폭산물은 4% polyacrylamide gel을 이용하여 전기영동 한 다음 silver sequence™ staining reagents (Promega, USA)으로 염색하였고 각 품종별 대립유전자의 차이를 분석하여 다형성을 보이는 마커를 선발하였다. 또한, 일부 마커에 대한 PCR 증폭산물은 Fragment capillary gel electrophoresis system (Fragment analyzer, USA)을 이용하여 전기영동하였으며, 각 마커에 대한 fragment의 사이즈 및 scoring은 PROSize 2.0 software (Fragment analyzer, USA)를 이용하여 실시하였다.

데이터 분석 및 품종판별

통계프로그램 SAS version 9.2 (SAS Institute Inc. 2004)과 Multibase program (http://www.numericaldynamics.com)을 이용하였으며 2015년도와 2016년도에 243개 품종으로부터 얻어진 데이터를 분산분석을 통해 유의성을 검정하고 주성분 분석과 군집분석을 수행하였다.

벼의 품종판별을 위해 20개의 SSR 마커 중 다양성이 높은 4개의 마커를 먼저 선발하였고, 판별되지 않은 품종들을 확인하여 효율적으로 판별할 수 있는 마커 3개를 추가로 선발하였다. 1단계에서 가장 다양성이 높은 마커를 이용하여 품종판별을 하였고, 2단계에서 그 다음으로 다양성이 높은 마커를 이용하여 품종을 판별하는 방법으로 6단계까지 7개의 SSR 마커를 이용하여 품종을 판별하였다.

SSR 마커 분석

본 연구는 국내 육성 벼 243개 품종에 대한 SSR 마커를 이용하여 품종간 다형성 정도를 분석하고자 수행하였다. Polyacrylamide gel 및 fragment analyzer에서 다형성을 보이는 SSR 마커 중 PCR 증폭이 약한 밴드는 제외하고, 밴드 패턴이 선명하고, 반복 실험간 뚜렷한 재현성을 보이는 20개의 마커를 최종 선발하였다(Fig. 1, Fig. 2).

Fig. 1.

Segregation of alleles of an SSR marker observed on 4% polyacrylamide gel in 243 Korean rice varieties. Numbers 1 ⟶ 243 refer to the list of varieties in Table 1. The numbers indicate the size of the molecular weight ladder (bp)


Fig. 2.

PCR amplification patterns of the HsSSR01-52 marker in 243 Korean rice varieties. Band patterns indicate the size differentiation by fragment analyzer gel electrophoresis


총 20개 SSR 마커에 의해 분석된 대립유전자의 수는 6 ~ 32개였고, 총 269개의 대립유전자가 분석되었으며 마커 당 평균 대립유전자의 수는 13.45개로 나타났다(Table 3). SSR 마커를 이용한 다른 연구자의 분석결과를 살펴보면 자포니카 벼 21개 품종을 50개의 SSR 마커로 분석하였을 때 발생된 대립유전자의 수는 2 ~ 9개였고, 총 68개의 대립유전자가 분석되었으며, 마커당 평균 대립유전자의 수는 3.00개로 보고되었다(Kwon et al. 2006). 본 연구의 결과와 대립유전자의 수가 다소 다르게 나타났는데 이는 본 연구에서 활용된 분자마커가 다르고 공시품종들의 유전적인 다양성 정도가 다르기 때문인 것으로 사료된다.

Table 3 PowerMarker® Summary statistics output for the selected 20 SSR markers across 243 Korean rice varieties

MarkerMajor Allele FrquencyNo. of AlleleGene DiversityPIC
RM210.33310.00.8110.789
RM2490.4739.00.7270.703
RM2570.25917.00.8700.858
RM2530.5768.00.5960.546
RM2240.6837.00.4960.460
RM2640.28811.00.7790.746
RM2040.89320.00.2020.200
RM4930.9229.00.1490.147
HsSSR01-520.44114.00.7170.679
RM3070.88512.00.2150.212
RM2760.9016.00.1820.172
RM3330.22232.00.8760.865
RM1170.4867.00.5770.486
RM5800.33818.00.8160.797
RM2410.65911.00.5280.493
RM3340.87713.00.2300.228
RM480.72411.00.4500.423
RM13060.51023.00.7040.684
RM1570.29216.0.7810.748
RM2860.76615.00.4070.399
Mean0.57613.50.5560.532

총 20개 마커별 품종식별력 정도를 나타내주는 PIC 값은 0.147 ~ 0.865의 분포를 나타내었고, 평균값은 0.532로 조사되었다. 본 연구에서 최종 선발된 20개 SSR 마커 중에서 RM21, RM580, RM2570 및 RM333은 PIC 값이 0.75 이상으로 공시품종 내에서 높은 다형성을 나타내었다. PIC 값은 유전적 연관관계에 근거하여 유전자형간 차이를 알아내는데 있어서 마커의 이용 가능성과 SSR loci의 정보를 보여준다. RM333의 경우 많은 대립유전자의 수와 높은 PIC 값을 나타내었는데, 이 SSR loci는 국내 육성 벼 품종의 유전연구에 매우 유용하게 이용될 것으로 사료된다.

유전적 다양성과 유연관계

벼 품종판별을 위해 선발된 20개의 마커를 이용하여 243개 품종에 대한 유전적 유연관계를 분석하였다(Fig. 3). 공시품종의 전체 유사도 지수는 0.1 ~ 0.4의 범위로 나타났으며, 유사도 지수 약 0.15를 기준으로 할 때 6개의 그룹으로 구분되었다(Table 4).

Fig. 3.

UPGMA dendrogram showing the relationship amomg 243 Korean rice varieties based on 20 SSR markers (See Table 5 for variety information)


Table 4 Varietal composition of each group classified by the cluster analysis using the principal component scores

GroupNo.MaturityVariety name
I17MediumZ(17)Baekokchal, Hwanggeumnodeul, Dongjinchal, Jinbaek, Garak, Goami, Cheonghaejinmi, Wonchal, Seonong8, Geonganghongmi, Hoan, Dongjin1, Seoeun, Daesanbyeo, Malgeumi, Dami, Geumtap

II82Early(8)Joan, Taebong, Jungmo1007, Taeseong, Heukjinjubyeo, Cheongbaekchal, Namil, Manan
Medium(72)Suan, Haepyeong, Heukgwang, Samdeok, Jongnam, Hwabong, Mihyeong, Seogan, Dongbo, Haeoreumi, Dongan, Donghaejinmi, Seojin, Samgwang, Keunnunjami, Seonong15, Manmi, Jinsumi, Dongjin2, Suryeojinmi, Boseokchal, Goami3, Boramchan, Chinnong, Daepyeong, Jungsan, Cheongnam, Deurimi2, Onnuri, Jinpum, Mokyang, Daeyabyeo, Manwol, Geuman, Seonong10, Hwanambyeo, Sujin, Geumobyeo2, Sobi, Aranghyangchalbyeo, Wongwang, Pungmi1, Hopyeong, Hwasambyeo, Junam, Seoan1, Anmi, Jungmo1009, Jungmo1014, Yeonghaebyeo, Seonong14, Sura, Mipung, Jinsang, Haepyeongchal, Hwamyeongbyeo, Boseokheukchal, Wonhwang, Geumobyeo1, Gancheokbyeo, Sangok, Sampyeong, Gangchan, Hwaan, Namgangbyeo, Geumnambyeo, Gopum, Daeanbyeo, Seolhyangchal, Hwaseonchalbyeo, Seokjeong, Nokyang
Late(2)Syupeojami, Dacheong

III33Early(24)Goun, Undu, Odae1, Pyeongwon, Hoban, Unmi, Wolbaek, Sambaekbyeo, Joryeongbyeo, Sangsanbyeo, Munjang, Geumyeong, Sangjuchalbyeo, Manchu, Samcheonbyeo, Jinbong, Jopyeong, Jungmo1012, Saesangju, Geumseong, Sangmi, jungmo1010, Handeul, Joami
Medium(9)Cheongdam, Cheonga, Jungan, Milkikwin, Onojjinoijji, Wonchu, Hyangnambyeo, Jungmo1004, Danmi

IV49Early(24)Honggwang, Joun, Seolbaek, Sinunbong1, Dunnaebyeo, Unjangbyeo, Hwanggeumchal, Boseok, Inwol, Naepungbyeo, Sandeuljinmi, Geurubyeo, Manna, Daejin, Jungmo1011, Wonpyeong, Hwadongbyeo, Wonhae, Jeokjinju, Daechan, Jungmo1001, Hwanggeumbora, Wonpung, Jeokjinjuchal
Medium(24)Orae, Juanbyeo, Gangbaek, Wonmi, Sanggol, Sinbaek, Jinbo, Hanmaeum, Migwang, Yeongan, Daeripbyeo1, Dongwon, Hongjinju, Gwangan, Manjong, Nunbora, Haiami, Goami2, Juan1, Goami4, Woncheong, Baekjinju, Seolgaeng, Deuraechan
Late(1)Baekjinju1

V44Early(10)Jungmo1008, Wolbaek, Heukseonchal, Ansanbyeo, Heukgawichal, Junghwabyeo, Josaengheukchal, Manho, Pungmi, Honong
Medium(29)Manpung, Seomyeong, Saegyehwa, Cheongho, Hwajungbyeo, Keunnun, Noreunjachal, Jungmo1005, Cheongcheongjinmi, Jungmo1006, Hojin, Yangjobyeo, Jungmo1013, Hwarang, Nongho, Seonong6, Sinmyeongheukchal, Seopyeong, Nampyeongbyeo, Seonong9, Heuknam, Pyeongan, Sindongjin, Saechucheong BIL-3, Hwasin1, Hwasinbyeo, Daeripjami, Saenuri, Cheongpungheukchal
Late(5)Heukhyang, Sintoheukmi, Seonong16, Jungmo1015, Yeonghojinmi

VI18Early(2)Jagwangchal, Hyangmibyeo2
Medium(15)Namcheonbyeo, Dasan1, Areum, Dasan2, Seonong12, Yoonnongchamssal, Hyangmibyeo1, Seongjochal, Nongan, Hangangchal1, Dasan, Hanareum2, Segyejinmi, Keunseom, Anda
Late(1)Moku

ZEarly = Early flowering rice varieties; Medium = Medium flowering rice varieties; Late = Late flowering rice varieties


제 I군은 ‘백옥찰’, ‘황금노들’, ‘동진찰’ 등 17개 품종이 속하였으며, 제 II군은 ‘조안’, ‘태봉’, ‘흑진주’와 같은 조생종 품종과 ‘밀양 95호’를 교배모본으로 육성된 ‘만미’, ‘남강벼’, ‘화봉’ 등 중생종 품종 72개, 만생종 품종 ‘슈퍼자미’ 및 ‘ 다청’ 총 82개 품종이 속하였다. 제 III군과 제 IV군은 다른 군에 비하여 조생종 품종이 큰 비율을 차지하고 있으며 제 V군은 조생종 10개 품종, 중생종 29개 품종 및 만생종 5개 품종이 속하였고 제 VI군은 벼 18개 품종이 속하였는데, 그 중 조생종 품종 2개, 중생종 품종 15개, 만생종 품종 1개로 나타났다.

또한, Multibase program을 이용하여 시각적으로 분류한 집단의 경향을 알아보기 위해 주성분분석을 수행하였다. 최종 선발한 20개 SSR 마커를 이용하여 품종들의 구조적 관계를 확인한 결과는 Figure 4와 같다. 제1주성분은 7.59%, 제2주성분은 5.56%를 설명할 수 있었다. 주성분분석 결과 얻어진 243개 품종의 분류적 관계는 품종간의 뚜렷한 집구현상은 관찰되지 않았지만, 자포니카 계통(Orange)과 인디카 계통(Blue)으로 크게 2개의 집단으로 구분되었다.

따라서 본 연구에서 SSR 마커의 genotype에 의해 작성된 dendrogram을 분석해 볼 때 벼 품종의 생태형이 비슷하거나 품종육성에 이용된 교배모본의 계보가 유사한 품종이 동일한 그룹 내에 위치하는 것으로 분석되었다.

Fig. 4.

Principal component analysis (PCA) on two main subspecies of Asian cultivated rice (Oryza sativa L.) of the 243 Korean rice varieties. PC1 and PC2 refer to the first and second principal components, respectively


SSR 마커 조합에 의한 품종 판별

벼 243개 품종에 대한 품종판별을 위한 최소 SSR 마커를 설정하기 위하여, 품종간 유전적 유연관계 분석에서 다형성을 보인 20개의 마커 중에서 밴드가 선명하고 PIC 값이 높은 7개 마커를 선정하였다. 총 대립인자 수는 130개였으며, 대립인자 수의 범위는 10 ~ 32개이었고, 평균 대립인자 수는 18.57이었다(Table 5). 분자마커를 이용한 유전적 다양성 및 유전적 거리를 분석할 경우 대립인자의 수 및 PIC값이 높은 마커를 활용하여 분석하는 것이 신뢰성을 높이는 중요한 요소이나 본 연구에서와 같이 품종판별을 목적으로 하는 경우에는 효율성을 감안하여 사용 가능한 마커의 수를 최소화 할 필요가 있다(Singh et al. 2004; Sun et al. 2009).

Table 5 PowerMarker® Summary statistics output for the selected 7 SSR markers across 243 Korean rice varieties

MarkerMajor Allele FrquencyNo. of AllelesGene DiversityPIC
RM210.33310.00.8110.790
RM2570.25917.00.8700.859
HsSSR01-520.44014.00.7170.679
RM3330.22232.00.8760.865
RM5800.33818.00.8160.797
RM13060.51023.00.7040.684
RM1570.29216.00.7810.748

Table 6 Varieties identified at each step using seven SSR markers in 243 Korean rice varieties

StepMarker   Identified varietiesNo. of identified varietiesPercentage of identified varieties
Step 1RM333 +RM257Honggwang, Dunnaebyeo, Heukjinjubyeo, Hwanggeumchal, Heukseonchal, Sangjuchalbyeo, Ansanbyeo, Manchu, Manan, Saesangju, Hwanggeumbora, Namil, Jeokjinjuchal, Honong, Namcheonbyeo, Seolhyangchal, Geumobyeo1, Seonong12, Yoonnongchamssal, Seongjochal, Hangangchal1, Suan, Sanggol, Seonong15, Hanmaeum, Gangchan, Hanareum2, Daeanbyeo, Boseokchal, Seoan1, Sura, Hwabong, Jinsang, Cheongho, Haepyeongchal, Dongwon, Jinpum, Hongjinju, Sampyeong, Keunnun, Geuman, Jungmo1005, Haeoreumi, Cheongcheongjinmi, Cheongnam, Goami3, Mipung, Wonhwang, Mihyeong, Seopyeong, Heuknam, SaechucheongBIL-3, Hwasin1, Seonong8, Hyangnambyeo, Hwasinbyeo, Daeripjami, Goami, Geonganghongmi, Jinbaek, Cheongpungheukchal, Jungmo1004, Danmi, Jinsumi, Baekjinju1, Sintoheukmi, Jungmo1015, Dacheong6829%

Step 2Step1 +RM157Unjangbyeo, Cheongbaekchal, Taebong, Odae1, Durujinmi, Jagwangchal, Pyeongwon, Wolbaek, Sandeuljinmi, Geumyeong, Jungmo1007, Heukgawichal, Hwadongbyeo, Hyangmibyeo2, Jungmo1012, Wonhae, Josaengheukchal, Geumseong, Taeseong, Pungmi, Wonpum, Dasan1, Juanbyeo, Gancheokbyeo, Wonchu, Cheongdam, Manpung, Hyangmibyeo1, Jungan, Nongan, Wonmi, Hwaseonchalbyeo, Nokyang, Sinbaek, Yeongan, Samgwang, Daepyeong, Gwangan, Neomgeongbyeo, Noreunjachal, Seonong14, Haiami, Daeyabyeo, Seogan, Boseokheukchal, Hojin, Yangjobyeo, Goami2, Jungmo1013, Jongnam, Deurimi2, Seonong6, Yeonghaebyeo, Woncheong, Sinmyeongheukchal, Baekjinju, Nampyeongbyeo, Hoan, Seoeun, Daesanbyeo, Dongjinchal, Pyeongan, Pungmi1, Geumtap, Mokyang, Syupeojami6728%

Step 3Step 2 +RM580Seolbaek, Goun, Joan, Boseok, Hoban, Inwol, Sangsanbyeo, Geurubyeo, Manna, Jungmo1011, Samcheonbyeo, Junghwabyeo, Jinbong, Jopyeong, Wonpyeong, Daechan, Jungmo1010, Handeul, Orae, Areum, Dasan2, Jungsan, Manwol, Milkikwin, Onojjinoijji, Seomyeong, Gopum, Dasan, Saegyehwa, Jinbo, Samdeok, Haepyeong, Geumnambyeo, Hwamyeongbyeo, Migwang, Dongbo, Segyejinmi, Seojin, Daeripbyeo1, Sangok, Keunnunjami, Manmi, Hwaan, Nunbora, Hwajungbyeo, Dongjin2, Onnuri, Boramchan, Hwaranag, Nongho, Keunseom, Dami, Anmi, Malgeumi, Sindongjin, Nokwonchal, Anda, Seonong10, Seokjeong, Garak, Heukhyang, Seonong16, Moku6125%

Step 4Step 3 +RM1306Joun, Sinunbong1, Undu, Unmi, Jungmo1008, Naepungbyeo, Daejin, Jeokjinju, Manho, Jungmo1001, Joami, Gangbaek, Cheonga, Suryeojinmi, Heukgwang, Manjong, Dongjin1, Jungmo1006, Chinnong, Junam, Seonong9, Seolgaeng, Cheonghaejinmi, Jungmo1014, Wongwang, Aranghyangchalbyeo, Sujin, Jungmo1009, Sobi, Saenuri, Hwanggeumnodeul, Baekokchal, Yeonghojinmi3514%

Step 5Step 4 +RM21Joryeongbyeo, Munjang, Donghaejinmi, Dongan, Hwanambyeo, Geumobyeo262%

Step 6Step 5 +HsSSR01-52Sambaekbyeo, Sangmi, Juan1, Goami4, Hwasambyeo, Hopyeong62%

벼 243개 품종을 대상으로 단계별(6단계)로 품종을 판별한 결과는 Figure 5Table 4에 나타내었으며, 각 단계별로 다양성이 높은 마커를 하나씩 추가로 조합하여 품종판별을 진행하였다. 1단계로 대립인자수가 가장 많고, 다양성지수가 가장 높았던 RM333과 RM257을 사용하여 판별한 결과 전체 품종의 29%의 비율을 나타내는 둔내벼, 흑진주벼, 황금찰 등 68개의 품종이 판별되었다. 2단계에서 다음으로 다양성이 높았던 RM157을 조합하여 판별한 결과 판별되지 않았던 175개 품종 중에서 운장벼, 청백찰, 태봉 등 67개(28%)의 품종이 판별되었고, 3단계에서는 RM580을 조합하여 판별한 결과 설백, 조안, 보석 등 61개(25%)의 품종이 판별되었다. 4단계에서 RM1306을 조합하여 판별한 결과 판별되지 않은 47개의 품종 중에서 조운, 신운봉1호, 운두 등 35개(14%)의 품종이 판별되었고, 5단계 RM21을 포함한 조합에서는 조령벼, 문장 등 6개(2%)의 품종이 판별되었다. 마지막으로 6단계에서는 HsSSR01-52를 조합하여 삼백벼, 상미 등 6개(2%)의 품종이 판별되어 벼 243개의 모든 품종이 판별되었다.

Fig. 5.

Diagrammatic display of variety identification at each step by a UPGMA dendrogram using seven SSR markers in 243 Korean rice varieties (See Table 6 for variety information)


이상의 결과와 같이 SSR 마커 7개로 국내에서 육성된 벼 품종 243개 중 243개(100%) 모든 품종의 판별이 가능함을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 이용된 SSR 7개 마커는 한국 벼 품종에 대한 유전적 거리의 사전 예측, 품종보호 출원품종의 대조품종 선정과 구별성, 균일성, 안전성의 확인, 품종보호등록 품종의 특성 유지 확인에 매우 효율적으로 이용할 수 있을 것으로 여겨진다.

품종 육종가의 권리보호와 품질 안정화의 필요성에 따라 품종 판별 기술의 확립이 시급히 요구되는 실정이다. 최근 주요 작물에 대한 유전체 연구가 활발히 진행되고 있는데, 염색체 내의 단일염기서열 변이(SNP)를 탐색하고 이를 품종판별용 마커로 개발하여 품종별로 바코드화한 연구가 보고되고있다(Tian et al. 2015; Gao et al. 2016). 향후 SNP 기반의 벼 품종판별 체계와 본 연구에서 SSR 마커에 의해 구축된 품종별 DNA database와의 효율성이 비교, 분석된다면 벼 품종의 식별 정확도는 한층 더 높아질 것으로 사료된다.

벼 품종의 DNA profiling을 위하여 SSR 마커를 활용하여 한국 벼의 품종판별 기술 확립을 위하여 국내에서 육성된 벼 243개 품종에 대하여 최종 선발된 7개의 SSR 마커(RM21, RM257, HsSSR01-52, RM333, RM580, RM1306, RM157)를 이용하여 판별하였다. 판별용으로 이용된 SSR 마커 7개의 총 대립인자 수는 130개였으며, 대립인자 수의 범위는 10 ~ 32개이었고, 평균 대립인자 수는 18.57이었다. PIC 값은 0.679 (HsSSR01-52) ~ 0.895 (RM333)의 범위이었으며, 평균 PIC 값은 0.774이었다. SSR 마커 7개의 조합으로 6단계의 판별을 통해 총 243개 품종 중 243개 모든 품종의 구별이 가능하였다. 이와 같은 결과, 본 연구에 이용된 SSR 7개 마커는 한국 벼 품종의 판별과 순도유지에 매우 효율적으로 이용할 수 있을 것으로 여겨진다.

본 연구결과는 농촌진흥청 연구사업 (세부과제명: 유용유전자 도입 GM 이벤트의 조기육성 지원, 세부과제번호: PJ01131901)의 지원과 농림축산식품부의 재원으로 농림수산식품기술기획평가원의 농생명산업기술개발사업의 지원 (313043-03-1- CG000)을 받아 연구되었으며 이에 대한 감사를 표합니다.

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Article

Research Article

J Plant Biotechnol 2017; 44(3): 243-263

Published online September 30, 2017 https://doi.org/10.5010/JPB.2017.44.3.243

Copyright © The Korean Society of Plant Biotechnology.

한국 육성 벼 품종의 DNA profiling에 의한 유전적 다양성 분석 및 품종 판별

김미선, 송재영, 강권규, 조용구*

충북대학교 식물자원학과,
한경대학교 원예생명과학과

Received: 22 September 2017; Revised: 23 September 2017; Accepted: 25 September 2017

Discrimination of Korean rice varieties as revealed by DNA profiling and its relationship with genetic diversity

Me-Sun Kim, Jae-Young Song, Kwon-Kyoo Kang, and Yong-Gu Cho*

Department of Crop Science, Chungbuk National University, Cheongju 28644, Korea,
Department of Horticultural Life Science, Hankyong National University, Ansung 17579, Korea

Correspondence to: e-mail: ygcho@cbnu.ac.kr

Received: 22 September 2017; Revised: 23 September 2017; Accepted: 25 September 2017

This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

This study is to establish the varietal discrimination based on DNA profiling of different varieties of rice. We examined the genetic distance among Korean rice varieties using allele frequencies and a genetic diversity analysis with Simple Sequence Repeats (SSRs) markers. The analysis of the genetic diversity and genetic relationships of 243 Korean rice varieties was varied out using 20 SSRs markers. A total of 268 alleles were detected, ranging from 6 to 32, with an average of 13.45 alleles per locus, and and average of gene diversity (GD) of 0.556. Seven SSR markers were selected as key markers for discrimination among the Korean rice varieties. Concerning the results, 243 varieties (100%) were discriminated among by using acrylamide gel and fragment analyzer-based markers. In conclusion, this study provides useful basic data that can be utilized concerning Korean rice varieties breeding and development. In addition, we will have to manage and conserve as a valuable genetic resource, without losing the diversity of Korean rice varieties.

Keywords: Discrimination, Korean rice variety, Genetic diversity, Simple sequence repeats (SSRs)

서언

벼(Oryza sativa L.)는 밀, 옥수수와 함께 세계 3대 식량 작물 중 하나로서 전 세계 60억 인구가 주식으로 이용하고 있다. 또한 벼 염색체 완전해독연구(http://rgp.dna.affrc.go.jp/IRGSP/)가 2004년 완료된 이후 전세계적으로 벼 유전자 3만여 개의 기능을 밝히고 유용 형질 유전자 분리 및 타 작물 유전자와의 비교 분석 연구를 통한 실용화 연구에 박차를 가하고 있다(Park et al. 2011; Yoon et al. 2011).

최근, 종자산업법에서는 육종가, 발명자의 권리를 보호하고자 신품종 개발 시 기존 품종과의 차별성을 제시하도록 하고 있으며, 국제신품종보호동맹(International Union for the Protection of New Varieties of Plants, UPOV)에서도 신품종의 구별성 검정에 DNA 마커의 활용을 적극 검토하고 있다(Kim et al. 2011).

1970년대 초반부터 여러 종류의 분자 마커가 개발되어 왔으며, 지금까지 개발된 DNA 마커로는 RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), AFLP (Amplified Frangment Length Polymorphic DNA), SSRs (Simple Sequence Repeats), STS (Sequence Tagged Sites), SNP (Single Nucleotide Polymorphism) 등이 널리 사용되고 있다. 이러한 마커는 비용이 적게 들며, 간편하고, 시발체에 대한 정보가 불필요하며, 많은 정보를 제공하여 다형성 탐지, 종간 구분, 진화계통도 정립 등에 크게 기여하였다(Kim et al. 2006; Hwang et al. 2008; Jang et al. 2009; Hwang et al. 2012).

Simple sequence repeats (SSRs)는 대부분 2 ~ 9 bp의 단일염기의 반복으로 이루어진 DNA 염기서열로 DNA 복제 과정 중에 DNA polymerase의 미끄러짐 현상이나 불공평한 교차로 인하여 품종 또는 개체 간의 다형성이 생긴다. SSR 마커는 PCR을 기반으로 다형성과 재현성이 높아 품종판별 및 유전적 다양성 분석에 특히 많이 이용되고 있다(He et al. 2003; Hwang et al. 2012). 그러나 국내에서는 여러 작물에 대한 DNA Profile의 데이터베이스를 구축하여 다방면에 활용하고 있으나(Hong et al. 2013a; Hong et al. 2013b; Kwon and Choi 2013), 국제신품종보호동맹(UPOV)의 사례와 같이 국가적이고 표준화된 데이터베이스의 구축은 미흡한 실정으로 차후에 분석결과의 신뢰도 및 공정성에 대한 문제점이 발생할 수 있을 것으로 예상된다.

따라서, 본 연구는 벼 품종의 DNA profiling을 위하여 SSR 마커 20종을 국내 육성 벼 243개 품종에 적용하여 이들의 유전자좌의 다양성을 이용하여 품종 판별 여부를 확인하였다. 또한, 향후 국내 육성 품종, 육성계통 및 다양한 유전자원을 대상으로 이들의 유전적 다형성 분석, 구별성 및 균일성 검정 등에 활용하고자 수행하였다.

재료 및 방법

시험재료 및 재배법

시험재료는 국내에서 육성된 벼 품종 중 Japonica 벼 품종의 육성이 본격화 되었던 1982년부터 2013년까지 국립종자원을 통하여 보급된 243개 벼 품종이 사용되었다(Table 1). 벼 품종은 2015년과 2016년에 충북대학교 시험포장에 이앙하여 재배하였다. 품종 당 1주 1본씩, 16주/열, 3열로 이앙하였으며 물 관리와 비료의 시용 및 병, 해충의 방제는 농촌진흥청 벼 표준재배법에 준하여 수행하였다(RDA 2003).

Table 1 . List of 243 Korean rice varieties used in this study.

Code   Variety nameType (J/T)zRegistration year   Cross CombinationCode   Variety nameType (J/T)Registration year  Cross Combination
1KeumyeongJ2009Sanbaek/Iksan423//Sangju22131OnnuriJ2005Milyang165/HR14732-B-67-2-3
2DurujinmiJ2010Suwon478/Odae132WonkwangJ2000Seomjin Mutant
3ManhoJ2002Singeumo/Iksan423133WonmiJ2000Seomjin Mutant
4SandeuljinmiJ2006Sambaek/Yongseong12134WonhwangJ1998Milyang96//Iri390/Milyang5
5SamcheonbyeoJ1995Unbong/Fukei126135YunnongchamssalJ2008Dong poor rice/Glutinous rice
6UnjangbyeoJ1994Unbong///Suwon244/Hwasetoramojji//Sangnam136JoryeongbyeoJ1992Gosihikari/Seonam//Milyang79
7WonpyeongJ1999Hwaseong Mutant137JongnamJ2001Milyang96/YR12734-B-B-22-2
8JeokjinjuJ2000Obong//Obong/Syare138Juan1J2005Ilpum/SR18392-HB683-104
9JosaengheukchalJ2004Dongbukna149/Sx864139Jungmo1001J2004Cheolwon52/SR21049
10JoanJ2003Jinmi/jinbu10140Jungmo1012J2007Sambaek/Ou329
11Jungmo1011J2010Suwon478/Unbong33141Jungmo1014J2010Milyang207/Samgwang
12JinbongJ2000Jinmi/Unbong142Jungmo1009J2009YR22207//Iksan2443/Milyang165
13TaebongJ2000SR13330-13-3-5-2-1/Jinbu10143JungsanJ2000Sambaek/Milyang107
14TaeseongJ2002Cheolwon49/Jinbu10144CheongdamJ2006SR19200-HB826-34/Juan
15HwanggeumboraJ2006Jinbu/Odae//Fukei126145CheonghoJ2004Iri407/Iri417
16HeukseonchalJ1999Sanghaehyanghyeolra Mutant146PungmiJ2004Milyang165//YR16365Acp13/Iksan438
17GeurubyeoJ1997Suwon313/Cheolwon42147Pungmi1J2005YR13616Acp1/Milyang122
18GeumseongJ2003Hajjeubosi/Hyangmi148Hangangchal1T2006Hangangchal/YR8208-20
19DunnaebyeoJ1992SR11139-48-1/Suwon320149HanmaeumJ2004Milyang165//YR16365Acp13/Iksan438
20MannaJ2005Iksan438/Ilmi150Hanareum2T2010Milyang181/Milyang154
21ManchuJ2001Jinmi/Unbong12151HaepyeongJ2000Milyang101/Akichikara
22SambaekbyeoJ1993Gosihikkari/TR2406-2-1-1//Hukkurikku115/Cheolwon29152HaepyeongchalJ2004Haepeong Natural Mutant
23SangsanbyeoJ1993Sobaek/Daeseong153HyangnambyeoJ1995Iri389/Dohoku144
24SangjuchalbyeoJ1997YR4117-99-1-1-2-4/YR4200-2-3-2-2154HongjinjuJ2006SR18164F2/Suwon383
25SeolbaekJ2010Suwon360/Geuru155HwanambyeoJ1993Milyang95/Tamjin
26Sinunbong1J2005Sangju/Unbong17156HwadongbyeoJ1997Daejin/SR13345-20-1
27AnsanbyeoJ1995Rax102-123/Seonam157HwabongJ1998Milyang95/Iri390//Milyang101/Iri390
28WonhaeJ2007Dongjin Mutant158HwasambyeoJ1996Milyang101/Iri389
29WolbaekJ2010Milkikwin/Geuru159HwaseonchalbyeoJ1992Inabawase/Dongjin
30InwolJ1998Fukei127/Unbong160HwasinbyeoJ1995Iri390/Milyang110
31JounJ2009SR14880-173-3-3-2-2-2/Unbong20161HwaanJ2000Suwon362/SR10778-2-2
32Jungmo1007J2009Sanbaek/Unbong19162HwajungbyeoJ1993SaSanisiki/Cheonma
33JunghwabyeoJ1995Etznan126/Bokgang//Daeseong163HeukgawichalJ2008Iksan427/Gawichal
34CheongbaekchalJ2010SR20261-5-4-10/Jinbuchal164GeonganghongmiJ2010Sugary*2/Milyang152
35HyangmibyeoT1996IR841-76-1/Suwon334165GoamiJ2000Milyang95//Kimcheon poor rice/Ilpum
36GounJ2004Jinbu10/Jinbu17166GeumanJ2002SR11878-14-4-1/Suwon345
37NamilJ2002Ilpum/Namyang7167Geumobyeo2J1996Milyang96//YR6419Acp13/Palgong
38MananJ1998Milyang110/Milyang110/Yeongdeok7168NamgangbyeoJ1997Milyang95/Milyang96
39MunjangJ1999Sangsan/Suwon397169NogyangT2006Yongmun/IR67396-16-3-3-1
40SangmiJ1998Sambaek/Ou316170Daeripbyeo1J1993Niheunmasari ms/BG29
41SaesangjuJ2001Junghwa/Sambaek171DaepyeongJ2002HR14028-AC-5/Milyang122
42Odae1J2005Ilpum/Jinbu10172DongwonJ2011-
43UnduJ1998Odae/Jinbu13173ManmiJ2002Milyang95//Bukryukbanna/Milyang95
44WonpumJ2004Ilpum Mutant174MogyangJ2010SR24592-HB2319/IR3165-B-6-1-1
45JeokjinjuchalJ2010Sangnambat/Jeokjinju175MilkikwinJ2007Gosihikari Mutant
46JopyeongJ2010HR16683-46-3/HR18129-B-16176SampyeongJ2000Suwon345/SR11340-46-5-4-1
47DaechanJ2009Nongan/2*Suwon403177SaechucheongJ1999Daeseong/5*Chucheong//Bonggwang/5*Chucheong
48Jungmo1010J2009SR18390-9-7-2-5/IR66160-5-2-3-2178Seonong15J2010Heukjinju/Floury rice
49HeukjinjubyeoJ1997Yongjeong4/Segeum179SeolhyangchalJ1999Miyagaori/2*Suwon357
50JakwangchalJ2007Jinbuchal/Jagwangdo180SeongjochalJ2008Wangchal Mutant
51HwanggeumchalJ2007Sakita/Jinbuchal181SuanJ2010HR20017-B-19-3-1/Iksan467
52DaeanbyeoJ1994Oseto/Seomjin182SindongjinJ1999Hwayeong/YR13604ACP22
53SeomyeongJ2009Kyehwa21/Milyang165183AranghyangchalbyeoJ1997Sinseonchal/Tohoku144
54SeojinJ1996Aijji37/Sangpung184OnojjinoijjiJ-
55JuanbyeoJ1994Seolak/Gosihikkari//Samnam185WonchuJ2001Chucheong Mutant
56HojinJ2000Hwayeong//Dongjin/Milyang95186JunganJ1999Namyang7/2*Hapcheon1
57HwarangJ2003Iksan420/YR13616Acp1187JinboJ2009Yeongdeok26/Gosihikari
58HwamyeongbyeoJ1997Hwayeong/SR14779-HB234-32188JinsangJ2008Yumetsukushi/Milkykwin
59NampyeongbyeoJ1997HR11735-82-1-5-5/Milyang95189GarakJ2009Chucheong/Sinseonchal
60NaepungbyeoJ1995Milyang97//OU316/Iri373190KwanganJ1998Namyang7/SR14779-HB234-31
61DasanT1995Suwon332/Suwon333191GeumtapJ2008Sinseonchal//Juan/쌀사레
62Dasan1T2006Bangal//Yongju/Dasan192NoreunjachalJ2008Sinseonchal//Juan/쌀사레
63DaesanbyeoJ1996Milyang95/Suwon366193NunboraJ2006Iksan433/Miyadanamojji
64DongboJ2010Yeongdeok19/Gosihikkari194DaeripjamiJ2009C3GHi/Daerip1
65DonganJ1996Milyang95/HR5119-12-1-5195Dongjin1J2001Hwayeong/HR12800-AC21
66Dongjin2J2005Milyang165/Iksan438//HR14018-B-1-1/Iksan435196ManwolJ2001Milyang120/Hwayeong
67DongjinchalJ1998SR11155-4-2/Doyonisiki//Milyang95197ManjongJ2009Yeongdeok34/Nampeong
68DonghaejinmiJ2006Milyang64/4*Milyang165198Seonong14J2008Heukjinju/Geodae
69MalgeumiJ2006Hwayeong/Aichi 76199SobiJ1999Hwayeong/YR13604ACP22
70MikwangJ2009SR15926-10-2-3-3-3/Iksan431200YeonganJ2001Milyang122/YR13616 Acp1
71MihyangJ1999Seomjin/Dongbuk144//IR392201JinpumJ1999SR14703-60-5-GH1/Suwon353
72BaekjinjuJ2001Ilpum Mutant202KeunnunJ2005Ilpum Mutant
73BoramchanJ2009HR21124-B-59/Kyehwa24203KeunnunjamiJ2007Heukjinju/Suwon425
74SaekyehwaJ2001Ilpum//Mangeum/Jyukeoi830204HopyeongJ2003Hitobebore/Hwajin
75Seonong10J2005Hwacheong Mutant205HeukkwangJ2003Hwajin//Gilrimheukmi/Ilpum
76Seonong16J2010Seonong8/Saengdongchal206NonghoJ1998Chukei1016/Milyang79
77SegyejinmiT2009Milyang160/Yongju207MipumJ2010Gosihikari//Kyehwa21/Junam
78SujinJ1999Milyang95//Milyang96/Milyang106208SyupeojamiJ2009C3GHi/EM76
79WoncheongJ2003Chucheong Mutant209SuryeojinmiJ2010Milyang182/SR21144-17-3-2
80JunamJ2000Hwayeong//Sangju/Ilpum210HeukhyangJ2000Mangeum/SX864
81Jungmo1013J2010Iksan469//Dongjin1/Iksan474211Baekjinju1J2005Ilpum(MNU)-10-2-GH1-3/Seoan
82CheongaJ2006Ginuhikari/Yangju212Jungmo1015J2010Sindongjin/Milkikwin
83CheonghaejinmiJ2009Samjiyeon/SR14694-57-4-2-1-3-2-2//Iri402213SaenuriJ2007Kyehwa/HR14026-B-68- 6-1-5
84ChinnongJ2010Iksan450/YR21258-GH3214YeonghojinmiJ2009Hiddeumeaborea/Junam
85KeunseomT2006Milyang165*3/Gosihikari215HiamiJ2009Jinmi Mutant
86PyeonganJ2003Iksan438/HR15003-69-B-3216DacheongJ2008Iksan450/YR21258-GH3
87Hyangmibyeo1T1993IR841-76-1/Suwon334217DaeyabyeoJ1992Gwandong PL5/Gwandong PL3// Daecheong
88HoanJ1998Kanto149/Milyang95218DeuraechanJ2008Milyang165//Sindongjin/YR19105Acp222
89Hwasin1J2005HR13185-B-B-100//Iri407/HR14732-B219BoseokJ2008Ginuhikari//HR19621AC6/Sobi
90HeuknamJ1997Tamjin/Sanghaehyanghyeolna220SeoganJ2002Hr11752-11-14-4/HR10213 -11-3-5
91GancheokbyeoJ1992Aichi37/Seomjin221UnmiJ2007Samcheon/HR17870
92GangbaekJ2006Suwon345/DV85222Jungmo1008J2010Iksan451/Sangju21
93GangchanJ2010Iksan421/Suwon438223JinbaekJ2008HR15204-38-3//Milyang165/Iksan438
94Goami2J2002Ilpum Mutant224HonongJ2009Unbong31 Mutant
95Goami4J2009Suwon464/Daean225HwanggeumnodeulJ2007Milyang165/HR15151-B-21-3
96GopumbyeoJ2004SR15225-B-22-1-2//54BC-68/Iri369226HonggwangJ2009Chucheong/Sinseonchal
97GeumnambyeoJ1994Jinju/Suwon346227Goami3J2008Suwon464/Daean
98Geumobyeo1J1995Chukri830///KantoPL5//Milyang79/Aichi65228DanmiJ2009Sugary/Seomjin
99NamcheonbyeoT1995YR3299-34-2-2/Suwon318229MogwooJ2009Dasan//Suwon431/IR71190-45-2-1
100NokwonchalbyeoJ2007Nokmi Mutant230BaekokchalJ2009Dongjinchal/YR19700
101NonganJ1993SR5204-30-2/Pungsan231BoseokheukchalJ2008SR18638-B=B-B-18-2/H31
102DamiJ2006Iksan438/Iksan426232JoamiJ2008Yukara/Tonggae112//Sambaek
103Dasan2T2009Suwon450/SR21356233Jungmo1004J2007Sugary/HwayeongAcp33
104DaejinJ1996Daeseong/Seomjin234Jungmo1005J2009Milyang165///Seomjin//Iksan438/Sangju13
105Deurimi2J2009SNDH-39/Junam235Jungmo1006J2009Samgwang/Nakdong
106ManpungJ2000Nakdong//Iri390/Milyang111236JinsumiJ2008Milyang165//YR16195-B-B-B-21-1/Milyang169
107BoseokchalJ2004Hwayeong//Tamjin/2*Sinseonchal237CheongcheongjinmiT2009IR401/Ilpum
108SamkwangJ2003Suwon361/Milyang101238CheongpungheukchalJ2009Sindongjin/Heukseonchal
109SamdeokJ2002YR/12733-B-B-5-1/Milyang101239PyeongwonJ2007Jinbu19/Sanjiyeon4
110SanggolJ2007Ilpum Mutant240HandeulJ2007Sangju/Tomoemasari//Geuru
111SangokJ2003Milyang101/YR8697 Acp 19241HaeoreumiJ2008Milyang165/Haepyeong
112Seonong12J2006Nampung//EM40/Nampung*2242HobanJ2007Hidomebore/Jinbu
113Seonong6J2002Hwacheong Mutant243CheongnamJ2009Ginuhikari/Milyang189
114Seonong8J2005Hwacheong Mutant
115Seonong9J2006Hwacheong Mutant
116Seoan1J2005Namyang9/Kyehwa7
117SeoeunJ2008Hwacheong Mutant
118SeopyeongJ2003Hwayeong/HR11752
119SeokjeongJ2001Namyang7/SR11340-30-4-1-3-2
120SeolgaengJ2001Ilpum Mutant
121SuraJ1998Suwon345/KantoPL 4//Suwon345
122SinmyeongheukchalJ2006Heuknam/Milyang153
123SinbaekJ2010Iksan469/HR23966-22-1-2
124SintoheukmiJ2008Heuknam/Milyang153
125AreumT1999YR3299-34-2-2/Suwon318
126AndaT1998SR11532-4/SR14502F2
127AnmiJ2010Junam/IR65482-7-216-1-2//3*Junam
128YangjobyeoJ1994HR7874-AC77/HR8140/AC59
129YeonghaebyeoJ1997Milyang101/Chucheong
130OraeJ2007Ilpum Mutant

ZJ: Japonica type, T: Tongil type


DNA 추출

벼 품종의 DNA 추출은 CTAB (Cetyltrimethyl ammonium bromide)법을 이용하였다. 품종 별로 이앙 후 15일된 어린잎으로부터 0.5 g의 조직을 채취하여 액체 질소를 이용하여 미세하게 분쇄하였고, DNA 추출 완충액 400 ul가 담긴 1.5 ml 원심분리용 튜브에 분쇄한 조직을 넣고 상하로 20회 흔들어 혼합하였다. 그 후 2X CTAB 완충액 200 ul를 첨가하여 같은 방법으로 혼합하고 10% SDS를 넣고 10회 정도 상하로 흔들어 혼합한 후, 65°C 항온수조에서 20분간 반응시켰다. 5M potassium acetate (pH 7.5) 200 ul를 첨가하고 50회 정도로 상하로 흔들어 섞어준 후, Phenol/Chloroform/Isoamylalchol (25:24:1)를 700 ul 넣고 30회 정도 상하로 섞어 실온에서 12,000 rpm, 10 분간 원심분리하여 단백질을 분리해냈다. 상층액 400 ul 정도를 새로운 1.5 ml 튜브로 옮긴 후 동량의 isopropanol을 첨가하여 -20°C 냉동고에 20분간 보관하였다가 4°C의 12,000 rpm에서 15분간 원심분리하여 DNA를 침전시켰다. 침전된 DNA를 70% ethanol 1 ml를 넣고 세척한 다음 실온에서 완전히 건조시키고 RNase (1 mg/ml) 2 ul가 첨가된 TE 완충액 50 ul에 충분히 녹인 후 37°C에서 1시간 방치한 후 사용하였다. 추출한 DNA는 λDNA (100 ng/ul)와 함께 1% agarose gel에서 확인하였고 20 ng/ul로 정량하여 실험에 사용하였다.

SSR 마커 분석

DNA profiling을 위하여 SSR 마커의 PCR 분석은 반응액으로 20 ng의 genomic DNA, 10X PCR buffer, 0.25 μmol의 primer, 250 μmol의 dNTP, 50 mM의 KCl, 10 mM Tris-HCl pH8.3 0.01% gelatin, 1.5 mM MgCl2와 2.5 unit의 Taq DNA polymerase를 혼합하였다. DNA 증폭은 Thermal Cycler (Bio-Rad, T100)를 사용하여, Hot step을 94°C에서 5 분간 실시하고, 94°C에서 40 초간 denaturation, SSR 마커에 따라 52 ~ 60°C로 30 초간 annealing, 72°C에서 30초간 extension의 과정을 35회 반복하고, 10분 동안 최종 extension을 수행하였다(Table 2).

Table 2 . Information of SSR markers used for discrimination of Korean rice varieties.

No.SSR markerLinkage groupRepeat motifAllele No.PICSize range(bp)   Forward primer(5’-3’)   Reverse primer(5’-3’)Annealing Temperature (°C)
1RM4931(CTT)9120.87210-248TAGCTCCAACAGGATCGACCGTACGTAAACGCGGAAGGTG57
2HsSSR01-521(TTA)140.68279-306ACACCATACCAATACGAAGGACACCGTACTGTTTATTGGG55
3RM5801(CTT)19110.82206-234GATGAACTCGAATTTGCATCCCACTCCCATGTTTGGCTCC52
4RM482(GA)17250.82202-216TGTCCCACTGCTTTCAAGCCGAGAATGAGGGACAAATAACC55
5RM1573(CT)11(TC)1060.72112-134CCTCCTCCTCACGAATCCCGCCGGGCTTCTTCTCCGCCGGCTTC55
6RM3074(AT)14(GT)2170.83124-176GTACTACCGACCTACCGTTCACCTGCTATGCATGAACTGCTC55
7RM2414(CT)31120.68126-196GAGCCAAATAAGATCGCTGATGCAAGCAGCAGATTTAGTG52
8RM3345(CTT)2070.83146-197GTTCAGTGTTCAGTGCCACCGACTTTGATCTTTGGTGGACG52
9RM2495(AG)5NN(AG)14130.78125-144GGCGTAAAGGTTTTGCATGTGCTGACCTTCATGGCATCAT55
10RM2046(CT)44140.87150-185GTGACTGACTTGGTCATAGGGGGTACGAGAGCATGGCTAGC55
11RM2536(GA)2540.48121-125TCCTTCAAGAGTGCAAAACCGCATTGTCATGTCGAAGCC55
12RM2766(AT)8A3(GA)3370.8485-153CTCAACGTTGACACCTCGTGTCCTCCATCGAGCAGTATCA55
13RM13067(AG)18210.8497-140TGCCAATTACCTTCCCGTACTGCTCCGTATTGCTGCTATG55
14RM2648(GA)2750.48155-165GTTGCGTCCTACTGCTACTTCTGCTAATCATCGACACGGATC55
15RM2579(CT)24110.80147-196CAGTTCCGAGCAAGAGTACTCCATATGCCACGTCCGATCC55
16RM33310(TAT)19(CTT)1980.83164-215GTACGACTACGAGTGTCACCAAGTCTTCGCGATCACTCGC55
17RM2111(GA)1890.83124-135ACAGTATTCCGTAGGCACGGGCTCCATGAGGGTGGTAGAG55
18RM22411(AAG)8(AG)13110.79117-155ATCGATCGATCTTCACGAGGCCCGAATGCCTTTTATAGCA55
19RM28611(GA)1660.7299-128GGCTTCATCTTTGGCGACCCGGATTCACGAGATAAACTC50
20RM11712(AG)730.70203-307CGATCCATTCCTGCTGCTCGCGCGCCCCCATGCATGAGAAGACG52

PCR 증폭산물은 4% polyacrylamide gel을 이용하여 전기영동 한 다음 silver sequence™ staining reagents (Promega, USA)으로 염색하였고 각 품종별 대립유전자의 차이를 분석하여 다형성을 보이는 마커를 선발하였다. 또한, 일부 마커에 대한 PCR 증폭산물은 Fragment capillary gel electrophoresis system (Fragment analyzer, USA)을 이용하여 전기영동하였으며, 각 마커에 대한 fragment의 사이즈 및 scoring은 PROSize 2.0 software (Fragment analyzer, USA)를 이용하여 실시하였다.

데이터 분석 및 품종판별

통계프로그램 SAS version 9.2 (SAS Institute Inc. 2004)과 Multibase program (http://www.numericaldynamics.com)을 이용하였으며 2015년도와 2016년도에 243개 품종으로부터 얻어진 데이터를 분산분석을 통해 유의성을 검정하고 주성분 분석과 군집분석을 수행하였다.

벼의 품종판별을 위해 20개의 SSR 마커 중 다양성이 높은 4개의 마커를 먼저 선발하였고, 판별되지 않은 품종들을 확인하여 효율적으로 판별할 수 있는 마커 3개를 추가로 선발하였다. 1단계에서 가장 다양성이 높은 마커를 이용하여 품종판별을 하였고, 2단계에서 그 다음으로 다양성이 높은 마커를 이용하여 품종을 판별하는 방법으로 6단계까지 7개의 SSR 마커를 이용하여 품종을 판별하였다.

결과 및 고찰

SSR 마커 분석

본 연구는 국내 육성 벼 243개 품종에 대한 SSR 마커를 이용하여 품종간 다형성 정도를 분석하고자 수행하였다. Polyacrylamide gel 및 fragment analyzer에서 다형성을 보이는 SSR 마커 중 PCR 증폭이 약한 밴드는 제외하고, 밴드 패턴이 선명하고, 반복 실험간 뚜렷한 재현성을 보이는 20개의 마커를 최종 선발하였다(Fig. 1, Fig. 2).

Figure 1.

Segregation of alleles of an SSR marker observed on 4% polyacrylamide gel in 243 Korean rice varieties. Numbers 1 ⟶ 243 refer to the list of varieties in Table 1. The numbers indicate the size of the molecular weight ladder (bp)


Figure 2.

PCR amplification patterns of the HsSSR01-52 marker in 243 Korean rice varieties. Band patterns indicate the size differentiation by fragment analyzer gel electrophoresis


총 20개 SSR 마커에 의해 분석된 대립유전자의 수는 6 ~ 32개였고, 총 269개의 대립유전자가 분석되었으며 마커 당 평균 대립유전자의 수는 13.45개로 나타났다(Table 3). SSR 마커를 이용한 다른 연구자의 분석결과를 살펴보면 자포니카 벼 21개 품종을 50개의 SSR 마커로 분석하였을 때 발생된 대립유전자의 수는 2 ~ 9개였고, 총 68개의 대립유전자가 분석되었으며, 마커당 평균 대립유전자의 수는 3.00개로 보고되었다(Kwon et al. 2006). 본 연구의 결과와 대립유전자의 수가 다소 다르게 나타났는데 이는 본 연구에서 활용된 분자마커가 다르고 공시품종들의 유전적인 다양성 정도가 다르기 때문인 것으로 사료된다.

Table 3 . PowerMarker® Summary statistics output for the selected 20 SSR markers across 243 Korean rice varieties.

MarkerMajor Allele FrquencyNo. of AlleleGene DiversityPIC
RM210.33310.00.8110.789
RM2490.4739.00.7270.703
RM2570.25917.00.8700.858
RM2530.5768.00.5960.546
RM2240.6837.00.4960.460
RM2640.28811.00.7790.746
RM2040.89320.00.2020.200
RM4930.9229.00.1490.147
HsSSR01-520.44114.00.7170.679
RM3070.88512.00.2150.212
RM2760.9016.00.1820.172
RM3330.22232.00.8760.865
RM1170.4867.00.5770.486
RM5800.33818.00.8160.797
RM2410.65911.00.5280.493
RM3340.87713.00.2300.228
RM480.72411.00.4500.423
RM13060.51023.00.7040.684
RM1570.29216.0.7810.748
RM2860.76615.00.4070.399
Mean0.57613.50.5560.532

총 20개 마커별 품종식별력 정도를 나타내주는 PIC 값은 0.147 ~ 0.865의 분포를 나타내었고, 평균값은 0.532로 조사되었다. 본 연구에서 최종 선발된 20개 SSR 마커 중에서 RM21, RM580, RM2570 및 RM333은 PIC 값이 0.75 이상으로 공시품종 내에서 높은 다형성을 나타내었다. PIC 값은 유전적 연관관계에 근거하여 유전자형간 차이를 알아내는데 있어서 마커의 이용 가능성과 SSR loci의 정보를 보여준다. RM333의 경우 많은 대립유전자의 수와 높은 PIC 값을 나타내었는데, 이 SSR loci는 국내 육성 벼 품종의 유전연구에 매우 유용하게 이용될 것으로 사료된다.

유전적 다양성과 유연관계

벼 품종판별을 위해 선발된 20개의 마커를 이용하여 243개 품종에 대한 유전적 유연관계를 분석하였다(Fig. 3). 공시품종의 전체 유사도 지수는 0.1 ~ 0.4의 범위로 나타났으며, 유사도 지수 약 0.15를 기준으로 할 때 6개의 그룹으로 구분되었다(Table 4).

Figure 3.

UPGMA dendrogram showing the relationship amomg 243 Korean rice varieties based on 20 SSR markers (See Table 5 for variety information)


Table 4 . Varietal composition of each group classified by the cluster analysis using the principal component scores.

GroupNo.MaturityVariety name
I17MediumZ(17)Baekokchal, Hwanggeumnodeul, Dongjinchal, Jinbaek, Garak, Goami, Cheonghaejinmi, Wonchal, Seonong8, Geonganghongmi, Hoan, Dongjin1, Seoeun, Daesanbyeo, Malgeumi, Dami, Geumtap

II82Early(8)Joan, Taebong, Jungmo1007, Taeseong, Heukjinjubyeo, Cheongbaekchal, Namil, Manan
Medium(72)Suan, Haepyeong, Heukgwang, Samdeok, Jongnam, Hwabong, Mihyeong, Seogan, Dongbo, Haeoreumi, Dongan, Donghaejinmi, Seojin, Samgwang, Keunnunjami, Seonong15, Manmi, Jinsumi, Dongjin2, Suryeojinmi, Boseokchal, Goami3, Boramchan, Chinnong, Daepyeong, Jungsan, Cheongnam, Deurimi2, Onnuri, Jinpum, Mokyang, Daeyabyeo, Manwol, Geuman, Seonong10, Hwanambyeo, Sujin, Geumobyeo2, Sobi, Aranghyangchalbyeo, Wongwang, Pungmi1, Hopyeong, Hwasambyeo, Junam, Seoan1, Anmi, Jungmo1009, Jungmo1014, Yeonghaebyeo, Seonong14, Sura, Mipung, Jinsang, Haepyeongchal, Hwamyeongbyeo, Boseokheukchal, Wonhwang, Geumobyeo1, Gancheokbyeo, Sangok, Sampyeong, Gangchan, Hwaan, Namgangbyeo, Geumnambyeo, Gopum, Daeanbyeo, Seolhyangchal, Hwaseonchalbyeo, Seokjeong, Nokyang
Late(2)Syupeojami, Dacheong

III33Early(24)Goun, Undu, Odae1, Pyeongwon, Hoban, Unmi, Wolbaek, Sambaekbyeo, Joryeongbyeo, Sangsanbyeo, Munjang, Geumyeong, Sangjuchalbyeo, Manchu, Samcheonbyeo, Jinbong, Jopyeong, Jungmo1012, Saesangju, Geumseong, Sangmi, jungmo1010, Handeul, Joami
Medium(9)Cheongdam, Cheonga, Jungan, Milkikwin, Onojjinoijji, Wonchu, Hyangnambyeo, Jungmo1004, Danmi

IV49Early(24)Honggwang, Joun, Seolbaek, Sinunbong1, Dunnaebyeo, Unjangbyeo, Hwanggeumchal, Boseok, Inwol, Naepungbyeo, Sandeuljinmi, Geurubyeo, Manna, Daejin, Jungmo1011, Wonpyeong, Hwadongbyeo, Wonhae, Jeokjinju, Daechan, Jungmo1001, Hwanggeumbora, Wonpung, Jeokjinjuchal
Medium(24)Orae, Juanbyeo, Gangbaek, Wonmi, Sanggol, Sinbaek, Jinbo, Hanmaeum, Migwang, Yeongan, Daeripbyeo1, Dongwon, Hongjinju, Gwangan, Manjong, Nunbora, Haiami, Goami2, Juan1, Goami4, Woncheong, Baekjinju, Seolgaeng, Deuraechan
Late(1)Baekjinju1

V44Early(10)Jungmo1008, Wolbaek, Heukseonchal, Ansanbyeo, Heukgawichal, Junghwabyeo, Josaengheukchal, Manho, Pungmi, Honong
Medium(29)Manpung, Seomyeong, Saegyehwa, Cheongho, Hwajungbyeo, Keunnun, Noreunjachal, Jungmo1005, Cheongcheongjinmi, Jungmo1006, Hojin, Yangjobyeo, Jungmo1013, Hwarang, Nongho, Seonong6, Sinmyeongheukchal, Seopyeong, Nampyeongbyeo, Seonong9, Heuknam, Pyeongan, Sindongjin, Saechucheong BIL-3, Hwasin1, Hwasinbyeo, Daeripjami, Saenuri, Cheongpungheukchal
Late(5)Heukhyang, Sintoheukmi, Seonong16, Jungmo1015, Yeonghojinmi

VI18Early(2)Jagwangchal, Hyangmibyeo2
Medium(15)Namcheonbyeo, Dasan1, Areum, Dasan2, Seonong12, Yoonnongchamssal, Hyangmibyeo1, Seongjochal, Nongan, Hangangchal1, Dasan, Hanareum2, Segyejinmi, Keunseom, Anda
Late(1)Moku

ZEarly = Early flowering rice varieties; Medium = Medium flowering rice varieties; Late = Late flowering rice varieties


제 I군은 ‘백옥찰’, ‘황금노들’, ‘동진찰’ 등 17개 품종이 속하였으며, 제 II군은 ‘조안’, ‘태봉’, ‘흑진주’와 같은 조생종 품종과 ‘밀양 95호’를 교배모본으로 육성된 ‘만미’, ‘남강벼’, ‘화봉’ 등 중생종 품종 72개, 만생종 품종 ‘슈퍼자미’ 및 ‘ 다청’ 총 82개 품종이 속하였다. 제 III군과 제 IV군은 다른 군에 비하여 조생종 품종이 큰 비율을 차지하고 있으며 제 V군은 조생종 10개 품종, 중생종 29개 품종 및 만생종 5개 품종이 속하였고 제 VI군은 벼 18개 품종이 속하였는데, 그 중 조생종 품종 2개, 중생종 품종 15개, 만생종 품종 1개로 나타났다.

또한, Multibase program을 이용하여 시각적으로 분류한 집단의 경향을 알아보기 위해 주성분분석을 수행하였다. 최종 선발한 20개 SSR 마커를 이용하여 품종들의 구조적 관계를 확인한 결과는 Figure 4와 같다. 제1주성분은 7.59%, 제2주성분은 5.56%를 설명할 수 있었다. 주성분분석 결과 얻어진 243개 품종의 분류적 관계는 품종간의 뚜렷한 집구현상은 관찰되지 않았지만, 자포니카 계통(Orange)과 인디카 계통(Blue)으로 크게 2개의 집단으로 구분되었다.

따라서 본 연구에서 SSR 마커의 genotype에 의해 작성된 dendrogram을 분석해 볼 때 벼 품종의 생태형이 비슷하거나 품종육성에 이용된 교배모본의 계보가 유사한 품종이 동일한 그룹 내에 위치하는 것으로 분석되었다.

Figure 4.

Principal component analysis (PCA) on two main subspecies of Asian cultivated rice (Oryza sativa L.) of the 243 Korean rice varieties. PC1 and PC2 refer to the first and second principal components, respectively


SSR 마커 조합에 의한 품종 판별

벼 243개 품종에 대한 품종판별을 위한 최소 SSR 마커를 설정하기 위하여, 품종간 유전적 유연관계 분석에서 다형성을 보인 20개의 마커 중에서 밴드가 선명하고 PIC 값이 높은 7개 마커를 선정하였다. 총 대립인자 수는 130개였으며, 대립인자 수의 범위는 10 ~ 32개이었고, 평균 대립인자 수는 18.57이었다(Table 5). 분자마커를 이용한 유전적 다양성 및 유전적 거리를 분석할 경우 대립인자의 수 및 PIC값이 높은 마커를 활용하여 분석하는 것이 신뢰성을 높이는 중요한 요소이나 본 연구에서와 같이 품종판별을 목적으로 하는 경우에는 효율성을 감안하여 사용 가능한 마커의 수를 최소화 할 필요가 있다(Singh et al. 2004; Sun et al. 2009).

Table 5 . PowerMarker® Summary statistics output for the selected 7 SSR markers across 243 Korean rice varieties.

MarkerMajor Allele FrquencyNo. of AllelesGene DiversityPIC
RM210.33310.00.8110.790
RM2570.25917.00.8700.859
HsSSR01-520.44014.00.7170.679
RM3330.22232.00.8760.865
RM5800.33818.00.8160.797
RM13060.51023.00.7040.684
RM1570.29216.00.7810.748

Table 6 . Varieties identified at each step using seven SSR markers in 243 Korean rice varieties.

StepMarker   Identified varietiesNo. of identified varietiesPercentage of identified varieties
Step 1RM333 +RM257Honggwang, Dunnaebyeo, Heukjinjubyeo, Hwanggeumchal, Heukseonchal, Sangjuchalbyeo, Ansanbyeo, Manchu, Manan, Saesangju, Hwanggeumbora, Namil, Jeokjinjuchal, Honong, Namcheonbyeo, Seolhyangchal, Geumobyeo1, Seonong12, Yoonnongchamssal, Seongjochal, Hangangchal1, Suan, Sanggol, Seonong15, Hanmaeum, Gangchan, Hanareum2, Daeanbyeo, Boseokchal, Seoan1, Sura, Hwabong, Jinsang, Cheongho, Haepyeongchal, Dongwon, Jinpum, Hongjinju, Sampyeong, Keunnun, Geuman, Jungmo1005, Haeoreumi, Cheongcheongjinmi, Cheongnam, Goami3, Mipung, Wonhwang, Mihyeong, Seopyeong, Heuknam, SaechucheongBIL-3, Hwasin1, Seonong8, Hyangnambyeo, Hwasinbyeo, Daeripjami, Goami, Geonganghongmi, Jinbaek, Cheongpungheukchal, Jungmo1004, Danmi, Jinsumi, Baekjinju1, Sintoheukmi, Jungmo1015, Dacheong6829%

Step 2Step1 +RM157Unjangbyeo, Cheongbaekchal, Taebong, Odae1, Durujinmi, Jagwangchal, Pyeongwon, Wolbaek, Sandeuljinmi, Geumyeong, Jungmo1007, Heukgawichal, Hwadongbyeo, Hyangmibyeo2, Jungmo1012, Wonhae, Josaengheukchal, Geumseong, Taeseong, Pungmi, Wonpum, Dasan1, Juanbyeo, Gancheokbyeo, Wonchu, Cheongdam, Manpung, Hyangmibyeo1, Jungan, Nongan, Wonmi, Hwaseonchalbyeo, Nokyang, Sinbaek, Yeongan, Samgwang, Daepyeong, Gwangan, Neomgeongbyeo, Noreunjachal, Seonong14, Haiami, Daeyabyeo, Seogan, Boseokheukchal, Hojin, Yangjobyeo, Goami2, Jungmo1013, Jongnam, Deurimi2, Seonong6, Yeonghaebyeo, Woncheong, Sinmyeongheukchal, Baekjinju, Nampyeongbyeo, Hoan, Seoeun, Daesanbyeo, Dongjinchal, Pyeongan, Pungmi1, Geumtap, Mokyang, Syupeojami6728%

Step 3Step 2 +RM580Seolbaek, Goun, Joan, Boseok, Hoban, Inwol, Sangsanbyeo, Geurubyeo, Manna, Jungmo1011, Samcheonbyeo, Junghwabyeo, Jinbong, Jopyeong, Wonpyeong, Daechan, Jungmo1010, Handeul, Orae, Areum, Dasan2, Jungsan, Manwol, Milkikwin, Onojjinoijji, Seomyeong, Gopum, Dasan, Saegyehwa, Jinbo, Samdeok, Haepyeong, Geumnambyeo, Hwamyeongbyeo, Migwang, Dongbo, Segyejinmi, Seojin, Daeripbyeo1, Sangok, Keunnunjami, Manmi, Hwaan, Nunbora, Hwajungbyeo, Dongjin2, Onnuri, Boramchan, Hwaranag, Nongho, Keunseom, Dami, Anmi, Malgeumi, Sindongjin, Nokwonchal, Anda, Seonong10, Seokjeong, Garak, Heukhyang, Seonong16, Moku6125%

Step 4Step 3 +RM1306Joun, Sinunbong1, Undu, Unmi, Jungmo1008, Naepungbyeo, Daejin, Jeokjinju, Manho, Jungmo1001, Joami, Gangbaek, Cheonga, Suryeojinmi, Heukgwang, Manjong, Dongjin1, Jungmo1006, Chinnong, Junam, Seonong9, Seolgaeng, Cheonghaejinmi, Jungmo1014, Wongwang, Aranghyangchalbyeo, Sujin, Jungmo1009, Sobi, Saenuri, Hwanggeumnodeul, Baekokchal, Yeonghojinmi3514%

Step 5Step 4 +RM21Joryeongbyeo, Munjang, Donghaejinmi, Dongan, Hwanambyeo, Geumobyeo262%

Step 6Step 5 +HsSSR01-52Sambaekbyeo, Sangmi, Juan1, Goami4, Hwasambyeo, Hopyeong62%

벼 243개 품종을 대상으로 단계별(6단계)로 품종을 판별한 결과는 Figure 5Table 4에 나타내었으며, 각 단계별로 다양성이 높은 마커를 하나씩 추가로 조합하여 품종판별을 진행하였다. 1단계로 대립인자수가 가장 많고, 다양성지수가 가장 높았던 RM333과 RM257을 사용하여 판별한 결과 전체 품종의 29%의 비율을 나타내는 둔내벼, 흑진주벼, 황금찰 등 68개의 품종이 판별되었다. 2단계에서 다음으로 다양성이 높았던 RM157을 조합하여 판별한 결과 판별되지 않았던 175개 품종 중에서 운장벼, 청백찰, 태봉 등 67개(28%)의 품종이 판별되었고, 3단계에서는 RM580을 조합하여 판별한 결과 설백, 조안, 보석 등 61개(25%)의 품종이 판별되었다. 4단계에서 RM1306을 조합하여 판별한 결과 판별되지 않은 47개의 품종 중에서 조운, 신운봉1호, 운두 등 35개(14%)의 품종이 판별되었고, 5단계 RM21을 포함한 조합에서는 조령벼, 문장 등 6개(2%)의 품종이 판별되었다. 마지막으로 6단계에서는 HsSSR01-52를 조합하여 삼백벼, 상미 등 6개(2%)의 품종이 판별되어 벼 243개의 모든 품종이 판별되었다.

Figure 5.

Diagrammatic display of variety identification at each step by a UPGMA dendrogram using seven SSR markers in 243 Korean rice varieties (See Table 6 for variety information)


이상의 결과와 같이 SSR 마커 7개로 국내에서 육성된 벼 품종 243개 중 243개(100%) 모든 품종의 판별이 가능함을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 이용된 SSR 7개 마커는 한국 벼 품종에 대한 유전적 거리의 사전 예측, 품종보호 출원품종의 대조품종 선정과 구별성, 균일성, 안전성의 확인, 품종보호등록 품종의 특성 유지 확인에 매우 효율적으로 이용할 수 있을 것으로 여겨진다.

품종 육종가의 권리보호와 품질 안정화의 필요성에 따라 품종 판별 기술의 확립이 시급히 요구되는 실정이다. 최근 주요 작물에 대한 유전체 연구가 활발히 진행되고 있는데, 염색체 내의 단일염기서열 변이(SNP)를 탐색하고 이를 품종판별용 마커로 개발하여 품종별로 바코드화한 연구가 보고되고있다(Tian et al. 2015; Gao et al. 2016). 향후 SNP 기반의 벼 품종판별 체계와 본 연구에서 SSR 마커에 의해 구축된 품종별 DNA database와의 효율성이 비교, 분석된다면 벼 품종의 식별 정확도는 한층 더 높아질 것으로 사료된다.

적요

벼 품종의 DNA profiling을 위하여 SSR 마커를 활용하여 한국 벼의 품종판별 기술 확립을 위하여 국내에서 육성된 벼 243개 품종에 대하여 최종 선발된 7개의 SSR 마커(RM21, RM257, HsSSR01-52, RM333, RM580, RM1306, RM157)를 이용하여 판별하였다. 판별용으로 이용된 SSR 마커 7개의 총 대립인자 수는 130개였으며, 대립인자 수의 범위는 10 ~ 32개이었고, 평균 대립인자 수는 18.57이었다. PIC 값은 0.679 (HsSSR01-52) ~ 0.895 (RM333)의 범위이었으며, 평균 PIC 값은 0.774이었다. SSR 마커 7개의 조합으로 6단계의 판별을 통해 총 243개 품종 중 243개 모든 품종의 구별이 가능하였다. 이와 같은 결과, 본 연구에 이용된 SSR 7개 마커는 한국 벼 품종의 판별과 순도유지에 매우 효율적으로 이용할 수 있을 것으로 여겨진다.

사사

본 연구결과는 농촌진흥청 연구사업 (세부과제명: 유용유전자 도입 GM 이벤트의 조기육성 지원, 세부과제번호: PJ01131901)의 지원과 농림축산식품부의 재원으로 농림수산식품기술기획평가원의 농생명산업기술개발사업의 지원 (313043-03-1- CG000)을 받아 연구되었으며 이에 대한 감사를 표합니다.

Supplementary Table 1

Supplementary Table 2

Fig 1.

Figure 1.

Segregation of alleles of an SSR marker observed on 4% polyacrylamide gel in 243 Korean rice varieties. Numbers 1 ⟶ 243 refer to the list of varieties in Table 1. The numbers indicate the size of the molecular weight ladder (bp)

Journal of Plant Biotechnology 2017; 44: 243-263https://doi.org/10.5010/JPB.2017.44.3.243

Fig 2.

Figure 2.

PCR amplification patterns of the HsSSR01-52 marker in 243 Korean rice varieties. Band patterns indicate the size differentiation by fragment analyzer gel electrophoresis

Journal of Plant Biotechnology 2017; 44: 243-263https://doi.org/10.5010/JPB.2017.44.3.243

Fig 3.

Figure 3.

UPGMA dendrogram showing the relationship amomg 243 Korean rice varieties based on 20 SSR markers (See Table 5 for variety information)

Journal of Plant Biotechnology 2017; 44: 243-263https://doi.org/10.5010/JPB.2017.44.3.243

Fig 4.

Figure 4.

Principal component analysis (PCA) on two main subspecies of Asian cultivated rice (Oryza sativa L.) of the 243 Korean rice varieties. PC1 and PC2 refer to the first and second principal components, respectively

Journal of Plant Biotechnology 2017; 44: 243-263https://doi.org/10.5010/JPB.2017.44.3.243

Fig 5.

Figure 5.

Diagrammatic display of variety identification at each step by a UPGMA dendrogram using seven SSR markers in 243 Korean rice varieties (See Table 6 for variety information)

Journal of Plant Biotechnology 2017; 44: 243-263https://doi.org/10.5010/JPB.2017.44.3.243

Table 1 . List of 243 Korean rice varieties used in this study.

Code   Variety nameType (J/T)zRegistration year   Cross CombinationCode   Variety nameType (J/T)Registration year  Cross Combination
1KeumyeongJ2009Sanbaek/Iksan423//Sangju22131OnnuriJ2005Milyang165/HR14732-B-67-2-3
2DurujinmiJ2010Suwon478/Odae132WonkwangJ2000Seomjin Mutant
3ManhoJ2002Singeumo/Iksan423133WonmiJ2000Seomjin Mutant
4SandeuljinmiJ2006Sambaek/Yongseong12134WonhwangJ1998Milyang96//Iri390/Milyang5
5SamcheonbyeoJ1995Unbong/Fukei126135YunnongchamssalJ2008Dong poor rice/Glutinous rice
6UnjangbyeoJ1994Unbong///Suwon244/Hwasetoramojji//Sangnam136JoryeongbyeoJ1992Gosihikari/Seonam//Milyang79
7WonpyeongJ1999Hwaseong Mutant137JongnamJ2001Milyang96/YR12734-B-B-22-2
8JeokjinjuJ2000Obong//Obong/Syare138Juan1J2005Ilpum/SR18392-HB683-104
9JosaengheukchalJ2004Dongbukna149/Sx864139Jungmo1001J2004Cheolwon52/SR21049
10JoanJ2003Jinmi/jinbu10140Jungmo1012J2007Sambaek/Ou329
11Jungmo1011J2010Suwon478/Unbong33141Jungmo1014J2010Milyang207/Samgwang
12JinbongJ2000Jinmi/Unbong142Jungmo1009J2009YR22207//Iksan2443/Milyang165
13TaebongJ2000SR13330-13-3-5-2-1/Jinbu10143JungsanJ2000Sambaek/Milyang107
14TaeseongJ2002Cheolwon49/Jinbu10144CheongdamJ2006SR19200-HB826-34/Juan
15HwanggeumboraJ2006Jinbu/Odae//Fukei126145CheonghoJ2004Iri407/Iri417
16HeukseonchalJ1999Sanghaehyanghyeolra Mutant146PungmiJ2004Milyang165//YR16365Acp13/Iksan438
17GeurubyeoJ1997Suwon313/Cheolwon42147Pungmi1J2005YR13616Acp1/Milyang122
18GeumseongJ2003Hajjeubosi/Hyangmi148Hangangchal1T2006Hangangchal/YR8208-20
19DunnaebyeoJ1992SR11139-48-1/Suwon320149HanmaeumJ2004Milyang165//YR16365Acp13/Iksan438
20MannaJ2005Iksan438/Ilmi150Hanareum2T2010Milyang181/Milyang154
21ManchuJ2001Jinmi/Unbong12151HaepyeongJ2000Milyang101/Akichikara
22SambaekbyeoJ1993Gosihikkari/TR2406-2-1-1//Hukkurikku115/Cheolwon29152HaepyeongchalJ2004Haepeong Natural Mutant
23SangsanbyeoJ1993Sobaek/Daeseong153HyangnambyeoJ1995Iri389/Dohoku144
24SangjuchalbyeoJ1997YR4117-99-1-1-2-4/YR4200-2-3-2-2154HongjinjuJ2006SR18164F2/Suwon383
25SeolbaekJ2010Suwon360/Geuru155HwanambyeoJ1993Milyang95/Tamjin
26Sinunbong1J2005Sangju/Unbong17156HwadongbyeoJ1997Daejin/SR13345-20-1
27AnsanbyeoJ1995Rax102-123/Seonam157HwabongJ1998Milyang95/Iri390//Milyang101/Iri390
28WonhaeJ2007Dongjin Mutant158HwasambyeoJ1996Milyang101/Iri389
29WolbaekJ2010Milkikwin/Geuru159HwaseonchalbyeoJ1992Inabawase/Dongjin
30InwolJ1998Fukei127/Unbong160HwasinbyeoJ1995Iri390/Milyang110
31JounJ2009SR14880-173-3-3-2-2-2/Unbong20161HwaanJ2000Suwon362/SR10778-2-2
32Jungmo1007J2009Sanbaek/Unbong19162HwajungbyeoJ1993SaSanisiki/Cheonma
33JunghwabyeoJ1995Etznan126/Bokgang//Daeseong163HeukgawichalJ2008Iksan427/Gawichal
34CheongbaekchalJ2010SR20261-5-4-10/Jinbuchal164GeonganghongmiJ2010Sugary*2/Milyang152
35HyangmibyeoT1996IR841-76-1/Suwon334165GoamiJ2000Milyang95//Kimcheon poor rice/Ilpum
36GounJ2004Jinbu10/Jinbu17166GeumanJ2002SR11878-14-4-1/Suwon345
37NamilJ2002Ilpum/Namyang7167Geumobyeo2J1996Milyang96//YR6419Acp13/Palgong
38MananJ1998Milyang110/Milyang110/Yeongdeok7168NamgangbyeoJ1997Milyang95/Milyang96
39MunjangJ1999Sangsan/Suwon397169NogyangT2006Yongmun/IR67396-16-3-3-1
40SangmiJ1998Sambaek/Ou316170Daeripbyeo1J1993Niheunmasari ms/BG29
41SaesangjuJ2001Junghwa/Sambaek171DaepyeongJ2002HR14028-AC-5/Milyang122
42Odae1J2005Ilpum/Jinbu10172DongwonJ2011-
43UnduJ1998Odae/Jinbu13173ManmiJ2002Milyang95//Bukryukbanna/Milyang95
44WonpumJ2004Ilpum Mutant174MogyangJ2010SR24592-HB2319/IR3165-B-6-1-1
45JeokjinjuchalJ2010Sangnambat/Jeokjinju175MilkikwinJ2007Gosihikari Mutant
46JopyeongJ2010HR16683-46-3/HR18129-B-16176SampyeongJ2000Suwon345/SR11340-46-5-4-1
47DaechanJ2009Nongan/2*Suwon403177SaechucheongJ1999Daeseong/5*Chucheong//Bonggwang/5*Chucheong
48Jungmo1010J2009SR18390-9-7-2-5/IR66160-5-2-3-2178Seonong15J2010Heukjinju/Floury rice
49HeukjinjubyeoJ1997Yongjeong4/Segeum179SeolhyangchalJ1999Miyagaori/2*Suwon357
50JakwangchalJ2007Jinbuchal/Jagwangdo180SeongjochalJ2008Wangchal Mutant
51HwanggeumchalJ2007Sakita/Jinbuchal181SuanJ2010HR20017-B-19-3-1/Iksan467
52DaeanbyeoJ1994Oseto/Seomjin182SindongjinJ1999Hwayeong/YR13604ACP22
53SeomyeongJ2009Kyehwa21/Milyang165183AranghyangchalbyeoJ1997Sinseonchal/Tohoku144
54SeojinJ1996Aijji37/Sangpung184OnojjinoijjiJ-
55JuanbyeoJ1994Seolak/Gosihikkari//Samnam185WonchuJ2001Chucheong Mutant
56HojinJ2000Hwayeong//Dongjin/Milyang95186JunganJ1999Namyang7/2*Hapcheon1
57HwarangJ2003Iksan420/YR13616Acp1187JinboJ2009Yeongdeok26/Gosihikari
58HwamyeongbyeoJ1997Hwayeong/SR14779-HB234-32188JinsangJ2008Yumetsukushi/Milkykwin
59NampyeongbyeoJ1997HR11735-82-1-5-5/Milyang95189GarakJ2009Chucheong/Sinseonchal
60NaepungbyeoJ1995Milyang97//OU316/Iri373190KwanganJ1998Namyang7/SR14779-HB234-31
61DasanT1995Suwon332/Suwon333191GeumtapJ2008Sinseonchal//Juan/쌀사레
62Dasan1T2006Bangal//Yongju/Dasan192NoreunjachalJ2008Sinseonchal//Juan/쌀사레
63DaesanbyeoJ1996Milyang95/Suwon366193NunboraJ2006Iksan433/Miyadanamojji
64DongboJ2010Yeongdeok19/Gosihikkari194DaeripjamiJ2009C3GHi/Daerip1
65DonganJ1996Milyang95/HR5119-12-1-5195Dongjin1J2001Hwayeong/HR12800-AC21
66Dongjin2J2005Milyang165/Iksan438//HR14018-B-1-1/Iksan435196ManwolJ2001Milyang120/Hwayeong
67DongjinchalJ1998SR11155-4-2/Doyonisiki//Milyang95197ManjongJ2009Yeongdeok34/Nampeong
68DonghaejinmiJ2006Milyang64/4*Milyang165198Seonong14J2008Heukjinju/Geodae
69MalgeumiJ2006Hwayeong/Aichi 76199SobiJ1999Hwayeong/YR13604ACP22
70MikwangJ2009SR15926-10-2-3-3-3/Iksan431200YeonganJ2001Milyang122/YR13616 Acp1
71MihyangJ1999Seomjin/Dongbuk144//IR392201JinpumJ1999SR14703-60-5-GH1/Suwon353
72BaekjinjuJ2001Ilpum Mutant202KeunnunJ2005Ilpum Mutant
73BoramchanJ2009HR21124-B-59/Kyehwa24203KeunnunjamiJ2007Heukjinju/Suwon425
74SaekyehwaJ2001Ilpum//Mangeum/Jyukeoi830204HopyeongJ2003Hitobebore/Hwajin
75Seonong10J2005Hwacheong Mutant205HeukkwangJ2003Hwajin//Gilrimheukmi/Ilpum
76Seonong16J2010Seonong8/Saengdongchal206NonghoJ1998Chukei1016/Milyang79
77SegyejinmiT2009Milyang160/Yongju207MipumJ2010Gosihikari//Kyehwa21/Junam
78SujinJ1999Milyang95//Milyang96/Milyang106208SyupeojamiJ2009C3GHi/EM76
79WoncheongJ2003Chucheong Mutant209SuryeojinmiJ2010Milyang182/SR21144-17-3-2
80JunamJ2000Hwayeong//Sangju/Ilpum210HeukhyangJ2000Mangeum/SX864
81Jungmo1013J2010Iksan469//Dongjin1/Iksan474211Baekjinju1J2005Ilpum(MNU)-10-2-GH1-3/Seoan
82CheongaJ2006Ginuhikari/Yangju212Jungmo1015J2010Sindongjin/Milkikwin
83CheonghaejinmiJ2009Samjiyeon/SR14694-57-4-2-1-3-2-2//Iri402213SaenuriJ2007Kyehwa/HR14026-B-68- 6-1-5
84ChinnongJ2010Iksan450/YR21258-GH3214YeonghojinmiJ2009Hiddeumeaborea/Junam
85KeunseomT2006Milyang165*3/Gosihikari215HiamiJ2009Jinmi Mutant
86PyeonganJ2003Iksan438/HR15003-69-B-3216DacheongJ2008Iksan450/YR21258-GH3
87Hyangmibyeo1T1993IR841-76-1/Suwon334217DaeyabyeoJ1992Gwandong PL5/Gwandong PL3// Daecheong
88HoanJ1998Kanto149/Milyang95218DeuraechanJ2008Milyang165//Sindongjin/YR19105Acp222
89Hwasin1J2005HR13185-B-B-100//Iri407/HR14732-B219BoseokJ2008Ginuhikari//HR19621AC6/Sobi
90HeuknamJ1997Tamjin/Sanghaehyanghyeolna220SeoganJ2002Hr11752-11-14-4/HR10213 -11-3-5
91GancheokbyeoJ1992Aichi37/Seomjin221UnmiJ2007Samcheon/HR17870
92GangbaekJ2006Suwon345/DV85222Jungmo1008J2010Iksan451/Sangju21
93GangchanJ2010Iksan421/Suwon438223JinbaekJ2008HR15204-38-3//Milyang165/Iksan438
94Goami2J2002Ilpum Mutant224HonongJ2009Unbong31 Mutant
95Goami4J2009Suwon464/Daean225HwanggeumnodeulJ2007Milyang165/HR15151-B-21-3
96GopumbyeoJ2004SR15225-B-22-1-2//54BC-68/Iri369226HonggwangJ2009Chucheong/Sinseonchal
97GeumnambyeoJ1994Jinju/Suwon346227Goami3J2008Suwon464/Daean
98Geumobyeo1J1995Chukri830///KantoPL5//Milyang79/Aichi65228DanmiJ2009Sugary/Seomjin
99NamcheonbyeoT1995YR3299-34-2-2/Suwon318229MogwooJ2009Dasan//Suwon431/IR71190-45-2-1
100NokwonchalbyeoJ2007Nokmi Mutant230BaekokchalJ2009Dongjinchal/YR19700
101NonganJ1993SR5204-30-2/Pungsan231BoseokheukchalJ2008SR18638-B=B-B-18-2/H31
102DamiJ2006Iksan438/Iksan426232JoamiJ2008Yukara/Tonggae112//Sambaek
103Dasan2T2009Suwon450/SR21356233Jungmo1004J2007Sugary/HwayeongAcp33
104DaejinJ1996Daeseong/Seomjin234Jungmo1005J2009Milyang165///Seomjin//Iksan438/Sangju13
105Deurimi2J2009SNDH-39/Junam235Jungmo1006J2009Samgwang/Nakdong
106ManpungJ2000Nakdong//Iri390/Milyang111236JinsumiJ2008Milyang165//YR16195-B-B-B-21-1/Milyang169
107BoseokchalJ2004Hwayeong//Tamjin/2*Sinseonchal237CheongcheongjinmiT2009IR401/Ilpum
108SamkwangJ2003Suwon361/Milyang101238CheongpungheukchalJ2009Sindongjin/Heukseonchal
109SamdeokJ2002YR/12733-B-B-5-1/Milyang101239PyeongwonJ2007Jinbu19/Sanjiyeon4
110SanggolJ2007Ilpum Mutant240HandeulJ2007Sangju/Tomoemasari//Geuru
111SangokJ2003Milyang101/YR8697 Acp 19241HaeoreumiJ2008Milyang165/Haepyeong
112Seonong12J2006Nampung//EM40/Nampung*2242HobanJ2007Hidomebore/Jinbu
113Seonong6J2002Hwacheong Mutant243CheongnamJ2009Ginuhikari/Milyang189
114Seonong8J2005Hwacheong Mutant
115Seonong9J2006Hwacheong Mutant
116Seoan1J2005Namyang9/Kyehwa7
117SeoeunJ2008Hwacheong Mutant
118SeopyeongJ2003Hwayeong/HR11752
119SeokjeongJ2001Namyang7/SR11340-30-4-1-3-2
120SeolgaengJ2001Ilpum Mutant
121SuraJ1998Suwon345/KantoPL 4//Suwon345
122SinmyeongheukchalJ2006Heuknam/Milyang153
123SinbaekJ2010Iksan469/HR23966-22-1-2
124SintoheukmiJ2008Heuknam/Milyang153
125AreumT1999YR3299-34-2-2/Suwon318
126AndaT1998SR11532-4/SR14502F2
127AnmiJ2010Junam/IR65482-7-216-1-2//3*Junam
128YangjobyeoJ1994HR7874-AC77/HR8140/AC59
129YeonghaebyeoJ1997Milyang101/Chucheong
130OraeJ2007Ilpum Mutant

ZJ: Japonica type, T: Tongil type


Table 2 . Information of SSR markers used for discrimination of Korean rice varieties.

No.SSR markerLinkage groupRepeat motifAllele No.PICSize range(bp)   Forward primer(5’-3’)   Reverse primer(5’-3’)Annealing Temperature (°C)
1RM4931(CTT)9120.87210-248TAGCTCCAACAGGATCGACCGTACGTAAACGCGGAAGGTG57
2HsSSR01-521(TTA)140.68279-306ACACCATACCAATACGAAGGACACCGTACTGTTTATTGGG55
3RM5801(CTT)19110.82206-234GATGAACTCGAATTTGCATCCCACTCCCATGTTTGGCTCC52
4RM482(GA)17250.82202-216TGTCCCACTGCTTTCAAGCCGAGAATGAGGGACAAATAACC55
5RM1573(CT)11(TC)1060.72112-134CCTCCTCCTCACGAATCCCGCCGGGCTTCTTCTCCGCCGGCTTC55
6RM3074(AT)14(GT)2170.83124-176GTACTACCGACCTACCGTTCACCTGCTATGCATGAACTGCTC55
7RM2414(CT)31120.68126-196GAGCCAAATAAGATCGCTGATGCAAGCAGCAGATTTAGTG52
8RM3345(CTT)2070.83146-197GTTCAGTGTTCAGTGCCACCGACTTTGATCTTTGGTGGACG52
9RM2495(AG)5NN(AG)14130.78125-144GGCGTAAAGGTTTTGCATGTGCTGACCTTCATGGCATCAT55
10RM2046(CT)44140.87150-185GTGACTGACTTGGTCATAGGGGGTACGAGAGCATGGCTAGC55
11RM2536(GA)2540.48121-125TCCTTCAAGAGTGCAAAACCGCATTGTCATGTCGAAGCC55
12RM2766(AT)8A3(GA)3370.8485-153CTCAACGTTGACACCTCGTGTCCTCCATCGAGCAGTATCA55
13RM13067(AG)18210.8497-140TGCCAATTACCTTCCCGTACTGCTCCGTATTGCTGCTATG55
14RM2648(GA)2750.48155-165GTTGCGTCCTACTGCTACTTCTGCTAATCATCGACACGGATC55
15RM2579(CT)24110.80147-196CAGTTCCGAGCAAGAGTACTCCATATGCCACGTCCGATCC55
16RM33310(TAT)19(CTT)1980.83164-215GTACGACTACGAGTGTCACCAAGTCTTCGCGATCACTCGC55
17RM2111(GA)1890.83124-135ACAGTATTCCGTAGGCACGGGCTCCATGAGGGTGGTAGAG55
18RM22411(AAG)8(AG)13110.79117-155ATCGATCGATCTTCACGAGGCCCGAATGCCTTTTATAGCA55
19RM28611(GA)1660.7299-128GGCTTCATCTTTGGCGACCCGGATTCACGAGATAAACTC50
20RM11712(AG)730.70203-307CGATCCATTCCTGCTGCTCGCGCGCCCCCATGCATGAGAAGACG52

Table 3 . PowerMarker® Summary statistics output for the selected 20 SSR markers across 243 Korean rice varieties.

MarkerMajor Allele FrquencyNo. of AlleleGene DiversityPIC
RM210.33310.00.8110.789
RM2490.4739.00.7270.703
RM2570.25917.00.8700.858
RM2530.5768.00.5960.546
RM2240.6837.00.4960.460
RM2640.28811.00.7790.746
RM2040.89320.00.2020.200
RM4930.9229.00.1490.147
HsSSR01-520.44114.00.7170.679
RM3070.88512.00.2150.212
RM2760.9016.00.1820.172
RM3330.22232.00.8760.865
RM1170.4867.00.5770.486
RM5800.33818.00.8160.797
RM2410.65911.00.5280.493
RM3340.87713.00.2300.228
RM480.72411.00.4500.423
RM13060.51023.00.7040.684
RM1570.29216.0.7810.748
RM2860.76615.00.4070.399
Mean0.57613.50.5560.532

Table 4 . Varietal composition of each group classified by the cluster analysis using the principal component scores.

GroupNo.MaturityVariety name
I17MediumZ(17)Baekokchal, Hwanggeumnodeul, Dongjinchal, Jinbaek, Garak, Goami, Cheonghaejinmi, Wonchal, Seonong8, Geonganghongmi, Hoan, Dongjin1, Seoeun, Daesanbyeo, Malgeumi, Dami, Geumtap

II82Early(8)Joan, Taebong, Jungmo1007, Taeseong, Heukjinjubyeo, Cheongbaekchal, Namil, Manan
Medium(72)Suan, Haepyeong, Heukgwang, Samdeok, Jongnam, Hwabong, Mihyeong, Seogan, Dongbo, Haeoreumi, Dongan, Donghaejinmi, Seojin, Samgwang, Keunnunjami, Seonong15, Manmi, Jinsumi, Dongjin2, Suryeojinmi, Boseokchal, Goami3, Boramchan, Chinnong, Daepyeong, Jungsan, Cheongnam, Deurimi2, Onnuri, Jinpum, Mokyang, Daeyabyeo, Manwol, Geuman, Seonong10, Hwanambyeo, Sujin, Geumobyeo2, Sobi, Aranghyangchalbyeo, Wongwang, Pungmi1, Hopyeong, Hwasambyeo, Junam, Seoan1, Anmi, Jungmo1009, Jungmo1014, Yeonghaebyeo, Seonong14, Sura, Mipung, Jinsang, Haepyeongchal, Hwamyeongbyeo, Boseokheukchal, Wonhwang, Geumobyeo1, Gancheokbyeo, Sangok, Sampyeong, Gangchan, Hwaan, Namgangbyeo, Geumnambyeo, Gopum, Daeanbyeo, Seolhyangchal, Hwaseonchalbyeo, Seokjeong, Nokyang
Late(2)Syupeojami, Dacheong

III33Early(24)Goun, Undu, Odae1, Pyeongwon, Hoban, Unmi, Wolbaek, Sambaekbyeo, Joryeongbyeo, Sangsanbyeo, Munjang, Geumyeong, Sangjuchalbyeo, Manchu, Samcheonbyeo, Jinbong, Jopyeong, Jungmo1012, Saesangju, Geumseong, Sangmi, jungmo1010, Handeul, Joami
Medium(9)Cheongdam, Cheonga, Jungan, Milkikwin, Onojjinoijji, Wonchu, Hyangnambyeo, Jungmo1004, Danmi

IV49Early(24)Honggwang, Joun, Seolbaek, Sinunbong1, Dunnaebyeo, Unjangbyeo, Hwanggeumchal, Boseok, Inwol, Naepungbyeo, Sandeuljinmi, Geurubyeo, Manna, Daejin, Jungmo1011, Wonpyeong, Hwadongbyeo, Wonhae, Jeokjinju, Daechan, Jungmo1001, Hwanggeumbora, Wonpung, Jeokjinjuchal
Medium(24)Orae, Juanbyeo, Gangbaek, Wonmi, Sanggol, Sinbaek, Jinbo, Hanmaeum, Migwang, Yeongan, Daeripbyeo1, Dongwon, Hongjinju, Gwangan, Manjong, Nunbora, Haiami, Goami2, Juan1, Goami4, Woncheong, Baekjinju, Seolgaeng, Deuraechan
Late(1)Baekjinju1

V44Early(10)Jungmo1008, Wolbaek, Heukseonchal, Ansanbyeo, Heukgawichal, Junghwabyeo, Josaengheukchal, Manho, Pungmi, Honong
Medium(29)Manpung, Seomyeong, Saegyehwa, Cheongho, Hwajungbyeo, Keunnun, Noreunjachal, Jungmo1005, Cheongcheongjinmi, Jungmo1006, Hojin, Yangjobyeo, Jungmo1013, Hwarang, Nongho, Seonong6, Sinmyeongheukchal, Seopyeong, Nampyeongbyeo, Seonong9, Heuknam, Pyeongan, Sindongjin, Saechucheong BIL-3, Hwasin1, Hwasinbyeo, Daeripjami, Saenuri, Cheongpungheukchal
Late(5)Heukhyang, Sintoheukmi, Seonong16, Jungmo1015, Yeonghojinmi

VI18Early(2)Jagwangchal, Hyangmibyeo2
Medium(15)Namcheonbyeo, Dasan1, Areum, Dasan2, Seonong12, Yoonnongchamssal, Hyangmibyeo1, Seongjochal, Nongan, Hangangchal1, Dasan, Hanareum2, Segyejinmi, Keunseom, Anda
Late(1)Moku

ZEarly = Early flowering rice varieties; Medium = Medium flowering rice varieties; Late = Late flowering rice varieties


Table 5 . PowerMarker® Summary statistics output for the selected 7 SSR markers across 243 Korean rice varieties.

MarkerMajor Allele FrquencyNo. of AllelesGene DiversityPIC
RM210.33310.00.8110.790
RM2570.25917.00.8700.859
HsSSR01-520.44014.00.7170.679
RM3330.22232.00.8760.865
RM5800.33818.00.8160.797
RM13060.51023.00.7040.684
RM1570.29216.00.7810.748

Table 6 . Varieties identified at each step using seven SSR markers in 243 Korean rice varieties.

StepMarker   Identified varietiesNo. of identified varietiesPercentage of identified varieties
Step 1RM333 +RM257Honggwang, Dunnaebyeo, Heukjinjubyeo, Hwanggeumchal, Heukseonchal, Sangjuchalbyeo, Ansanbyeo, Manchu, Manan, Saesangju, Hwanggeumbora, Namil, Jeokjinjuchal, Honong, Namcheonbyeo, Seolhyangchal, Geumobyeo1, Seonong12, Yoonnongchamssal, Seongjochal, Hangangchal1, Suan, Sanggol, Seonong15, Hanmaeum, Gangchan, Hanareum2, Daeanbyeo, Boseokchal, Seoan1, Sura, Hwabong, Jinsang, Cheongho, Haepyeongchal, Dongwon, Jinpum, Hongjinju, Sampyeong, Keunnun, Geuman, Jungmo1005, Haeoreumi, Cheongcheongjinmi, Cheongnam, Goami3, Mipung, Wonhwang, Mihyeong, Seopyeong, Heuknam, SaechucheongBIL-3, Hwasin1, Seonong8, Hyangnambyeo, Hwasinbyeo, Daeripjami, Goami, Geonganghongmi, Jinbaek, Cheongpungheukchal, Jungmo1004, Danmi, Jinsumi, Baekjinju1, Sintoheukmi, Jungmo1015, Dacheong6829%

Step 2Step1 +RM157Unjangbyeo, Cheongbaekchal, Taebong, Odae1, Durujinmi, Jagwangchal, Pyeongwon, Wolbaek, Sandeuljinmi, Geumyeong, Jungmo1007, Heukgawichal, Hwadongbyeo, Hyangmibyeo2, Jungmo1012, Wonhae, Josaengheukchal, Geumseong, Taeseong, Pungmi, Wonpum, Dasan1, Juanbyeo, Gancheokbyeo, Wonchu, Cheongdam, Manpung, Hyangmibyeo1, Jungan, Nongan, Wonmi, Hwaseonchalbyeo, Nokyang, Sinbaek, Yeongan, Samgwang, Daepyeong, Gwangan, Neomgeongbyeo, Noreunjachal, Seonong14, Haiami, Daeyabyeo, Seogan, Boseokheukchal, Hojin, Yangjobyeo, Goami2, Jungmo1013, Jongnam, Deurimi2, Seonong6, Yeonghaebyeo, Woncheong, Sinmyeongheukchal, Baekjinju, Nampyeongbyeo, Hoan, Seoeun, Daesanbyeo, Dongjinchal, Pyeongan, Pungmi1, Geumtap, Mokyang, Syupeojami6728%

Step 3Step 2 +RM580Seolbaek, Goun, Joan, Boseok, Hoban, Inwol, Sangsanbyeo, Geurubyeo, Manna, Jungmo1011, Samcheonbyeo, Junghwabyeo, Jinbong, Jopyeong, Wonpyeong, Daechan, Jungmo1010, Handeul, Orae, Areum, Dasan2, Jungsan, Manwol, Milkikwin, Onojjinoijji, Seomyeong, Gopum, Dasan, Saegyehwa, Jinbo, Samdeok, Haepyeong, Geumnambyeo, Hwamyeongbyeo, Migwang, Dongbo, Segyejinmi, Seojin, Daeripbyeo1, Sangok, Keunnunjami, Manmi, Hwaan, Nunbora, Hwajungbyeo, Dongjin2, Onnuri, Boramchan, Hwaranag, Nongho, Keunseom, Dami, Anmi, Malgeumi, Sindongjin, Nokwonchal, Anda, Seonong10, Seokjeong, Garak, Heukhyang, Seonong16, Moku6125%

Step 4Step 3 +RM1306Joun, Sinunbong1, Undu, Unmi, Jungmo1008, Naepungbyeo, Daejin, Jeokjinju, Manho, Jungmo1001, Joami, Gangbaek, Cheonga, Suryeojinmi, Heukgwang, Manjong, Dongjin1, Jungmo1006, Chinnong, Junam, Seonong9, Seolgaeng, Cheonghaejinmi, Jungmo1014, Wongwang, Aranghyangchalbyeo, Sujin, Jungmo1009, Sobi, Saenuri, Hwanggeumnodeul, Baekokchal, Yeonghojinmi3514%

Step 5Step 4 +RM21Joryeongbyeo, Munjang, Donghaejinmi, Dongan, Hwanambyeo, Geumobyeo262%

Step 6Step 5 +HsSSR01-52Sambaekbyeo, Sangmi, Juan1, Goami4, Hwasambyeo, Hopyeong62%

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Vol 52. 2025

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eISSN 2384-1397
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