'매향' 딸기의 과실 발달 과정은 개화 후 22 일부터 안토시아닌 축적이 시작되고 40 일이 지나면 숙기가 완성되며, 'Queen Elisa' 품종에 비해 하루 늦게 안토시아닌 축적이 시작하고 약 10 일 늦게 숙기 완성이 일어난다. 안토시아닌 생합성 유전자를 분리하기 위해 PCR용 forward primer를 디자인하고, '매향' 딸기 RNA로부터 합성된 cDNA와 각 primer set를 이용하여 RT-PCR을 수행하여 8개의 주요 유전자 partia에 대한l cDNA를 얻었다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <h2>'매향' 딸기의 과실발달 과정</h2> <p>내화시기부터 시작하여 개화 후 \( 10,14,18,22,26,30,34 \), 40 일이 경과된 '매향' 딸기를 수확하였다. '매향' 딸기는 개화 후 22 일이 경과하면 크기가 거의 최대에 이르며, 26일경부터 안토시아닌의 축적이 시작된다. 그리고 개화 후 40 일이 지나면 숙기가 완성된다. 이러한 과실 발달 특성을 'Queen Elisa' 품종과 비교하면, 안토시아닌의 축적은 하루 늦게 시작하고, 숙기 완성은 약 10 일 늦게 일어난다.</p> <h2>안토시아닌 생합성 유전자의 분리 및 염기서열 분석</h2> <p>안토시아닌 생합성에 대해서 Arabidopsis, 페튜니아, 옥수수, 포도 등 여러 식물체를 대상으로 오랫동안 연구되어 왔으며, 지금까지 상당한 연구 진척이 있었다. 안토시아닌 합성에 관여하는 유전자는 크게 두 가지로, 그 중 하나는 생합성 과정에 직접적으로 관여하는 효소를 암호화하는 구조 유전자이며, 또 다른 하나는 이들 구조 유전자의 발현을 제어하는 조절 유전자이다. 식물의 종류에 따라 최종 산물의 성분은 다르지만, 안토시아닌 합성은 기본적으로 Fig. 1과 같은 경로를 거친다.</p> <p>'매항' 딸기로부터 안토시아닌 합성 유전자를 분리하기 위해, PCR용 forward primer를 디자인하였다. 딸기에서 이미 분리된 유전자나, 다른 식물체에서 보고된 유사 유전자의 염기서열음 홤용하여 유사도가 가장 높은 conserved region에 대한 primer를 제작하였다. PAL 및 \( 4 C L \) 유전자의 경우, de-generate primer를 제작하였고, 나미지 유전자의 경우에는 특이적인 단일 primer를 사용하였다(Table 1). 그리고 re-verse primer로는 reverse transcriptase 반웅에 사용한 oligo(dT)-adaptor외 adaptor에 상보적인 primer를 제작하여 사용하였다. 숙기의 딸기 RNA로부터 합성된 cDNA와 각 primer set를 이용하여 RT (reverse transcriptase)-PCR을 수행한 결과, 안토시아닌 합성에 관여하는 8 개의 주요 유전자에 대한 partial cDNA를 얻을 수 있었다.</p> <p>각 유전자의 동정은 이러한 partial cDNA에 대한 염기서열을 분석함으로써 확인하였다. 이들은 각각 안토시아닌 생합성에 관여하는 phenylalanine ammonia lyase (PAL), 4-cummarate CoA ligase (4CL),chalcone synthase (CHS), chalcone isomerase (CHI), flava-none-3-hydroxylase (F3H), dihydroflavonol 4-reductase (DFR), anthocyanidine synthase (ANS) 그리고 UDP-glu-cose:flavonoid-3-O-glucosyltransferase (UFGT) 효소에 해당된다. 각 clone의 길이는 PAL \( 872 \mathrm { bp } , 4 \mathrm { CL } 842 \mathrm { bp } , \mathrm { CHS } 466 \)bp, CHI 388 bp, F3H 533 bp, DFR 729 bp, ANS 810 bp, UFGT 612 bp이었다. 'Queen Elisa' 등, 다른 딸기 품종으로부터 기존에 분리된 유전자의 염기서열과 비교한 결과, \( 56 \%(4 \mathrm { CL } ) \sim 98 \) (CHS) 정도 유사하였다(Fig. 2 - Fig. 9). 이러한 결과로부터, 각 품종 간 안토시아닌 합성에 관여하는 구조 유전자의 염기서열 차이가 상당하다는 것을 알 수 있다. 뿐만 아니라 Almeida 등의 보고에 따르면, 'Queen Elisa' 딸기의 genome 상에는 ANS, DFR, 그리고 \( F 3 H \) 유전자의 유사유전자가 각각 4~5개씩 존재한다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서 시료로 사용한 '매향'의 경우에도, 숙기 과실에서 분리된 위의 유전자 외에도 각각 몇 개씩의 유사 유전자가 존재할 가능성이 높다. '매향' 딸기로부터 이러한 유사 유전자가 분리되고 구조적인 특성이 밝혀지면, 앞으로 품종 간계통학적인 연관 관계를 규명하고, 우량 품종을 발굴하는데 큰 도움이 될 것으로 사료된다.</p>