김치의 주재료인 배추는 온도의 영향에 따라 생산량 및 품질이 좌우되어 저비용의 DNA marker 분석을 통해 환경 저항성이 우수한 품종을 육성하고자 한다. 이당류인 trehalose는 다양한 주변 스트레스환경에 저항성을 보이는 것으로 알려져 있으며 최근에 많이 사용되는 단일염기다형성 마커의 하나이다. 본 연구에서는 내서성 배추품종 육성에 활용될 수 있는 trehalose 마커를 개발하였다.
<h1>서 론</h1> <p>김치의 주재료인 배추, Brassica rapa L. \( ( \mathrm { n } = 10) \)는 국내뿐 아니라 세계 시장에서도 식품영양학적 우수성을 인정받아 그 수요가 증가하고 있다. 배추는 서늘한 기후를 좋아하는 호냉성 채소로 생육적온인 \( 20 ^ {\circ } \mathrm { C } \)이상이 되면 생육이 약해지는데 고온 스트레스는 결국에 영향을 주어 생산량 및 품질 저하를 유발할 수 있다. 또한 재배 적온보다 기온이 낮아지면 동해를 입게 되고 심하면 얼어 죽기 쉽다. 따라서 온도는 배추의 수확량에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나로, 농업 종사자들은 고온 또는 저온 현상 때문에 경제적 손실을 입을 수 있다.</p> <p>병 또는 환경 저항성 품종을 육성하기 위해 품종간의 유전적 차이를 알아보기에 가장 확실한 방법은 전체 DNA 염기서열을 비교하는 것이다. 하지만 이는 많은 시간과 비용이 필요하므로 상대적으로 비용이 적게 들고 쉬운 방법으로 고안된것이 바로 DNA marker분석이다. DNA marker에는 DNA 제한효소에 의해 절단된 단편의 다형성을 보는 RFLP (restrictionfragment length polymorphism), PCR (polymerase chain re-action)을 통한 증폭 길이의 다형성을 보는 AFLP (amplifiedfragment length polymorphism), RAPD (random amplifiedpolymorphic DNA), SSR (simple sequence repeat) 등이 있다. 최근에는 단일염기다형성(single nucleotide poly-morphism, SNP) 마커가 많이 사용되고 있다.</p> <p>Trehalose ( \( \alpha- \mathrm { D } \)-glucopyranosyl-[1,1]- \( \alpha \)-Dglucopyranose)는 두 개의 포도당의 결합으로 이루어진 이당류이다. 세균, 효모, 곰팡이, 곤충, 식물 등 생물체에 저장탄수화물의 형태로 자연 계에 널리 존재한다. 효모와 식물체에서 trehalose는 성장에 영향을 주는 대사 경로를 조절하거나 신호분자로도 존재한다. 또한 저온, 고온, 건조, 산화작용과 같은 다양한 스트레스 환경에 단백질과 세포막이 불활성 및 변성되는 것을 보호한다고 알려져 있다. 최근에는 trehalose 유전자를 이용하여 환경 저항성 품종을 육성하려는 노력이 수행되고 있다.</p> <p>많은 연구진들이 작물 생산성을 증가시키고 작물의 재배가능 지역을 확장 시키고자 스트레스를 유발하는 환경인 저온 또는 고온에서의 작물의 저항성을 개선시킨 새로운 품종 개발에 노력하고 있다. 이러한 경향에 맞춰 본 연구는 육종에 적용이 가능한 스트레스 저항성에 관련 분자마커개발을 위해 배추에서 trehalose 유전자 군의 다형성 마커를 개발하였다. 이를 이용하여 장기적으로 고온 저항성 직접적으로 연관된 DNA마커를 개발하여 내서성 배추품종 육성에 기초연구자료로 활용될 수 있다고 생각된다.</p>