한국콩연구회

(국내외 콩 학술정보)

정밀 GWAS 연구 촉진을 위한 유전체 육종 재료 구축 정보

<국립식량과학원 작물기초기반과 문중경연구관>

□ 유전체 연구의 급속한 발전 현황

○ 인간의 염기서열 해독 후 100종 이상 식물종의 염기서열 해독

○ 전장유전체 재분석 연구의 국제적 경쟁 심화 (재분석 단가 급격한 하락)

– BGI/CAS/CAAS : 302점의 유전자원 재분석

– 미국 등 각국의 유전자원 재분석 연구 컨소시엄 논의중

□ 유전체 정보를 육종에 활용하는 ??유전체 육종??기술의 태두

○ 가축육종에서 이론 제안(2001) 이후 급격히 발전

○ 작물에서는 유전체예측육종가 (GEBV) 개념 도입 및 발전 중

□ 유전체 육종을 효율적으로 지원할 수 있는 차세대유전분석집단 개발 현황

○ 현재까지 시도된 외국의 차세대유전분석집단

– Core collection : 대부분 표현형 위주로 구축됨

– NAM (Nested-association mapping) : 옥수수(미국, 5,000계통, 25 집단), 콩(미국, 5,600계통, 40집단), 벼(IRRI) 등

– MAGIC (Multiparent advanced generation intercross) : 벼(IRRI, 8 parents), 옥수수(8 parent), 밀(진행중), 비둘기콩(ICRISAT, 진행중)

○ 현재까지 구축중인 국내 차세대유전분석집단

– Core collection : 벼(표현형, 공주대), 고추(1k SNP, 서울대), 콩(180k SNP, 식량원)

– NAM : 벼(진행중, 식량원), 콩(F6-F7, 2015년 완료예정, 단국대)

□ 국내 콩분야에서의 차세대유전분석집단 구축 현황 (‘15. 8, 현재)

○ 콩 핵심집단 구축 및 GWAS 분석

– 국립농업유전자원센터 보유 22,715점(‘12. 5)의 콩 자원중 30% 순계화

* 총 7,581점 3개년간 순계화 후 5,656점 유전자원센터 입고(별도 IT No. 부여 중)

검정숫자(재배종) 적색숫자(야생종)

– 180k SNP genotyping : 2,847점 (‘14. 12)

– SNP 정보에 의한 핵심집단-V1 구축 (‘15. 1 현재)

– 현재, 전주, 단국대, 생명연에서 개화기 등 형질조사 중

– 2015년 12월 경에 2,000여점의 유전자원의 genotyping 후 핵심집단-V2 구축 예정

☞ 핵심집단-V1 구축에 배제되었던 MAF 제한 제거 할 경우 증가 예상 : 500점 내외 추정

※ 공동협력 가능분야 : 수량성, 내병충성, 성분, 기능성, 미지물질 연구 등

○ 한국 콩 NAM 집단 구축 현황

– 교배 모본 30 품종 선발

★ 한국콩 특성 반영한 모본 선발

– 나물용(12) : 방사, 풍원, 한남, 소명, 갈채, 소호, 신화, 푸른, 갈미, 풍산, 소원, 1000알콩

– 장류용(11) : 우람, 단백, PI96983, 함안, Williams82, 새단백, 대원, 황금, 연풍, 두유, 대풍

– 밥밑용( 8) : 청자, 청자3호, 소청2호, 일품검정, 대흑, 조생서리, 흑청, 서리태

★ 180k Axiom soybean SNPs array로 다형성 분석 (● : hub parent, 대풍)

– 교배․세대진전 및 마커분석

. 27조합의 F7 RILs 들이 개발완료 예정 (단국대, 식량원 생명연)

. 마커분석은 식량원, 생명연, 단국대에서 공동수행

대풍콩 및 27 부본 콩 품종은 180k SNPs array로 genotyping

– 모부본을 대상으로 15X 이상으로 재분석 중 (2015년 완료 예정)

약 3,000여 RILS은 180K SNP array로 genotyping 예정 (‘2016)

– 표현형 조사

. 주요 질적형질 및 개화기 등 조사 중(단국대, 2015)

. 2016년에는 최소 3개소에서 주요 목표형질에 대해서 표현형 조사 예정

※ 공동협력 가능분야 : 수량성, 내병충성, 성분, 기능성, 미지 물질 연구 등

□ 시각화 통한 BIG data 유전체육종 인터페이스 개발

○ Korean Soya Base 개발 (2014. 12 현재)

– 국립식량과학원 홈페이지에 게재

– 주요 기능

. Genome browser : 재분석 및 180k SNP data 시각화

. GWAS : 데이터(genotype, phenotype, passport), 분석(GWAS, Core collection)

. Map : Linkage map, NAM map

. Data Resource : 다운로드 기능 (180k SNP data, QTL)

○ Korean Soya Base 보완 (2015 이후 )

– 육종가가 손쉽게 사용할 수 있는 Primer 기능 구현

– GWAS 보완, 품종판별 기능 추가, Core collection 기능 보완

– NAM map 현행화

– 연구재료-180k SNP data-표현형 연동형 분석을 시각적으로 손쉽게 구성 예정

– 추후 대사체 정보 등 신규로 발생할 데이터도 추가 수록 예정