최근 작물의 유전 현상 연구에 널리 이용되고 있는 분자 마커 기술 중 SSR마커와 HRM 기술을 적용하여 오이 작물의 내냉성 유전 연구를 하였다. 이로써 작물의 생산성을 증가시키고 작물의 재배 가능 지역을 확장하는데 도움이 되고자 한다.
<h1>서 론</h1> <p>최근 분자 마커 기술은 작물의 유전 현상 연구 및 육종에 널리 이용되고 있다. DNA를 제한효소에 의해 절단된 단편의 크기 비교를 통하여 다형성을 확인하는 RFLP (restriction fragment length polymorphisms)와 PCR 증폭을 이용한 DNA 단편 길이 다형성을 보이는 AFLP (amplified fragment length polymorphisms), RAPD (random amplified polymorphic DNA), SSR (simple sequence repeat) 등이 여러 주요 작물의 유연관계분석에 이용되어 왔다. 이 중 SSR 마커는 다형성을 보이는 비율이 상대적으로 높은 마커로 여러 작물에서 주요 형질과 연관된 마커가 개발되었고 또한 유전자원 분석에도 많이 사용되어 왔다. 하지만 SSR 마커의 다형성은 증폭된 DNA 크기 차이를 비교하는 분석이 필요한 방법이므로 1-2 염기서열 크기 차이는 아가로스 젤에서는 분석이 어렵다. 또한 증폭된 DNA 서열 중 크기차이가 아닌 염기서열 치환 다형성은 아가로스 젤 에서는 구분이 가능하지 않은 단점을 가진다.</p> <p>최근 많이 주목 받는 SNP (single nucleotide poly-morphism) 마커는 다른 분자 마커에 비해 상대적으로 많은 다형성 유전자좌를 제공해 줌으로써 연구자들에게 유용한 도구로 활발하게 이용되고 있다. 이러한 SNP 마커를 분석하는 기술들의 발달 또한 빠르게 이루어 지고 있고 그 중 하나인 high resolution melting analysis (HRM) 기술은 sequencing을 통한 직접적인 염기서열변이 분석 방법과는 달리 DNA 조각의 melting (denaturation) 온도 차이를 비교하여 염기서열 다형성을 추정하거나 판별하는 효과적인 기술이다. 이 기술은 상보적 이중가닥 DNA가 변성(denaturation)되어 단일가닥 DNA로 나뉘어질 때 이중가닥 DNA 특이적으로 결합하고 있던 형광염료의 결합이 줄어들면서 점점 형광이 약해지는것을 계속적으로 측정해 그래프(변이곡선)로 제공한다. 염기종류에 따라 melting 되는 온도가 다르기 때문에 염기서열 차이에 의해 나타나는 다른 melting curve를 이용해 단일 염기변화도 확인이 가능하다. 이는 SSR 마커의 1-2 염기서열 크기차이와 염기서열 치환 차이도 구분이 가능한 기술이다. 따라서 기존 마커 또는 새로운 마커를 HRM 적용 가능 마커로 개발하는 연구가 여러 작물의 연구에서 진행되고 있다.</p> <p>오이(Cucumis sativus L.)는 내냉성이 약해 \( 10^{\sim} 12^{\circ} \mathrm{C} \) 이하에서는 생육이 크게 억제된다. \( 0^{\sim} 12^{\circ} \mathrm{C} \) 정도에는 병해에도 약하기 때문에 세균성, 곰팡이성 전염에 의해 피해를 입을 수 있으므로 오이의 내냉성 유전자가 관심의 대상이 되고 있다. 이러한 냉해 저항성 유전자는 작물의 생산성을 증가시키고 작물의 재배 가능 지역을 확장하는데 도움을 줄 수 있으므로 내냉성 육종을 위한 유전자 탐색 및 연관 마커 개발 연구가 필요하다고 판단된다.</p> <p>본 연구에서는 오이 작물의 내냉성 유전 연구를 위한 기초 작업으로 내냉성의 'NC76' 계통과 감수성의 'GY14' 계통 간 DNA 다형성을 기존에 개발된 995 개의 오이 SSR 마커를 이용하여 분석하였다. 또한 agarose gel 전기연동에서 길이 다형성이 확인되지 못한SSR 마커들에 대해서는 HRM 기술을 적용하여 다형성 존재를 재확인하였다. 오이의 고밀도 유전자 지도 작성을 위한 선행연구로서 20개 다형성 SSR 마커를 선발하여 이들의 유전적 연관성(genetic linkage)을 분석하였다.</p>