KR102154701B1 - Novel genetic markers for selection of watermelon dwarf entities and use thereof - Google Patents

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KR102154701B1 KR1020190114984A KR20190114984A KR102154701B1 KR 102154701 B1 KR102154701 B1 KR 102154701B1 KR 1020190114984 A KR1020190114984 A KR 1020190114984A KR 20190114984 A KR20190114984 A KR 20190114984A KR 102154701 B1 KR102154701 B1 KR 102154701B1
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장윤정
윤현식
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Abstract

The present invention relates to a novel genetic marker for discriminating watermelon dwarf entities and a use thereof and, more specifically, to a single nucleotide polymorphism (SNP) marker composition, a primer set, and a kit for discriminating watermelon dwarf entities, and to a method of discriminating watermelon dwarf entities using the marker. By providing the watermelon dwarf genetic marker according to the present invention, it is possible to quickly and easily check the dwarf by extracting the DNA of young plants or seeds when developing dwarf systems and varieties, thereby enabling efficient identification and cultivation of watermelon varieties showing dwarf. Therefore, it is expected to be very useful in reducing the time, cost, and effort required for breeding.

Description

수박 왜성 개체 선발용 신규 유전자 마커 및 이의 이용 {Novel genetic markers for selection of watermelon dwarf entities and use thereof}[Novel genetic markers for selection of watermelon dwarf entities and use thereof]

본 발명은 수박 왜성 개체를 선발하기 위한 신규 유전자 마커 및 이의 이용에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 수박 왜성 개체를 판별하기 위한 SNP(single nucleotide polymorphism) 마커 조성물, 프라이머 세트, 및 키트와 이를 이용하여 수박 왜성 개체를 판별하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel genetic marker for selecting a watermelon dwarf individual and its use, and more specifically, a single nucleotide polymorphism (SNP) marker composition, a primer set, and a kit for determining a watermelon dwarf individual, and watermelon using the same. It relates to a method of identifying a dwarf entity.

수박은 아시아(82.4%)를 비롯하여 유럽(5.8%), 오세아니아(0.1%), 아프리카(5.3%), 아메리카(6.3%) 등지에서 전세계적으로 생산되고 있으며, 아시아 중에서도 중국(약 5천만 톤)에서 가장 많은 수박을 생산하고 있다. 우리나라에서도 수박은 여름뿐만 아니라 연중내내 소비되는 과채류이다. 그러나 지구 온난화에 따른 이상기후 현상에 의해 재배지의 온도가 상승하고 과습한 기후 조건이 조성됨에 따라 수박 재배지에서 탄저병, 덩굴마름병, 역병 등이 빈번하게 발생함에 따라 그 생산량이 줄어들고 있는 실정이다.Watermelon is produced worldwide in Asia (82.4%), Europe (5.8%), Oceania (0.1%), Africa (5.3%), and the Americas (6.3%). Among Asia, China (about 50 million tons) Produces the largest number of watermelons in the country. In Korea, watermelon is a fruit and vegetable that is consumed throughout the year as well as in summer. However, as the temperature of the cultivation area rises due to the abnormal climate phenomena caused by global warming and the over-humid climatic conditions are created, anthrax, vine blight, and pestilence frequently occur in the watermelon cultivation area, resulting in a decrease in production.

한편, 최근 차세대 염기서열 분석법의 발달에 따라 염기서열 분석 비용이 절감되어 식물의 염기서열 분석 또한 빠르게 진행되고 있으며, 박과 식물의 경우 오이(2009년), 멜론(2012년), 수박(2013년)의 전장 염기서열이 공개되었다. 수박의 경우 최근 게놈(genome)의 서열분석을 통한 게놈서열 기반 고밀도 유전자지도가 작성되고 있으며, 이를 기반으로 한 다량의 SNP(single nucleotide polymorphism; 단일염기다형성) 정보의 결과로 다양한 식물 계통, 품종의 구분뿐만 아니라, 분자마커로서의 활용도가 증가되고 있다. 과거 전통육종에서는 원하는 형질의 게놈부위를 교배육종을 통해 형질도입을 하였는데, 이를 확인하기 위해서 해당 표현형까지 관찰하기까지 노동력과 시간이 많이 걸리는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위해 원하는 형질과 연관된 분자마커의 개발이 이루어 지고 있으며, 나아가 개발된 마커로 유묘기때 개체를 선발하여 노동력 절감, 육종효율 증진, 및 육종기간 단축을 위한 연구 개발이 이루어지고 있다.On the other hand, with the recent development of next-generation sequencing methods, sequencing costs have been reduced, so plant sequencing is also rapidly progressing. In the case of gourds, cucumbers (2009), melons (2012), watermelons (2013) ) Has been revealed. In the case of watermelon, high-density genetic maps based on genomic sequence have been recently created through sequencing of the genome, and as a result of a large amount of SNP (single nucleotide polymorphism) information based on this, various plant lines and varieties In addition to classification, the utilization as a molecular marker is increasing. In the past, in traditional breeding, the genomic site of the desired trait was transduced through cross breeding, but to confirm this, there was a problem that it took a lot of labor and time to observe the corresponding phenotype. To solve this problem, molecular markers related to desired traits are being developed, and further research and development are being made to reduce labor, increase breeding efficiency, and shorten breeding period by selecting individuals during seedling with the developed markers.

왜성 형질은 식물계에서 중요한 형질 중 하나다. 벼, 보리 등의 작물에서는 왜성의 표현형이 포복성, 내병성, 수량에 중요한 형질로 여겨지고 있다. 수박의 경우, 단위면적 당 수확량 및 과 크기가 중요한 채소이기 때문에 해당작물의 재배를 위해서 많은 농경지가 필요하다. 반면에 수박 왜성의 형질을 가지고 있다면 단위면적 당, 고밀도 재배가 가능하며 초세가 강하고 수확량 개선에 있어 중요한 형질이다. 또한, 수박재배 시 측지 재거 및 가지 정리에 많은 노동력이 투여되는데, 수박 왜성의 경우 마디 간 길이가 짧기 때문에 식물체 관리에 있어 노동력이 절감되는 장점이 있다. 하지만 수박왜성을 유도하는 유전적 요인에 대한 연구는 많이 미비한 실정이다.The dwarf trait is one of the important traits in the plant world. In crops such as rice and barley, the dwarf phenotype is considered to be an important trait for creeping, disease resistance, and yield. In the case of watermelon, the yield and fruit size per unit area are important vegetables, so a lot of agricultural land is required for cultivation of the crop. On the other hand, if it has the characteristic of a watermelon dwarf, it can be cultivated at high density per unit area, and it is very fine and is an important trait in improving yield. In addition, a lot of labor is administered to the geodetic harvesting and arranging branches during watermelon cultivation. In the case of the watermelon dwarf, since the length between nodes is short, there is an advantage of saving labor in plant management. However, research on the genetic factors that induce watermelon dwarfism is insufficient.

KRKR 10-192364710-1923647 B1B1

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수박 왜성(dwarf) 개체를 판별하기 위한 SNP(single nucleotide polymorphism) 마커 조성물을 제공하는 것이다.The present invention has been conceived to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a single nucleotide polymorphism (SNP) marker composition for discriminating a watermelon dwarf individual.

본 발명의 다른 목적은 수박 왜성 개체를 판별하기 위한 프라이머 세트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a primer set for discriminating a watermelon dwarf individual.

본 발명의 또 다른 목적은 수백 왜성 개체를 판별하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for discriminating hundreds of dwarf stars.

그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical task to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned tasks, and other tasks that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. will be.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 서열번호 1의 염기서열 내에서 501번째 염기에 위치하는 SNP(single nucleotide polymorphism)를 포함하는 8 내지 100개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오타이드 서열 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오타이드 서열; 및 서열번호 2의 염기서열 내에서 501번째 염기에 위치하는 SNP를 포함하는 8 내지 100개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오타이드 서열 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오타이드 서열로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 폴리뉴클레오타이드 서열 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오타이드 서열을 포함하는, 수박 왜성(dwarf) 개체를 판별하기 위한 SNP 마커 조성물을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention is a polynucleotide consisting of 8 to 100 consecutive bases including single nucleotide polymorphism (SNP) located at the 501st base in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 Sequence or its complementary polynucleotide sequence; And at least one polynucleotide sequence selected from the group consisting of a polynucleotide sequence consisting of 8 to 100 consecutive bases including the SNP located at the 501st base in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 or a complementary polynucleotide sequence thereof. Or it provides a SNP marker composition for discriminating a watermelon dwarf individual comprising a polynucleotide sequence that is complementary.

본 발명의 일 구체예로, 상기 SNP 마커 조성물은 수박의 유전자 마커 이용 여교잡(Marker-assisted backcross, MABC)에 적용하는 것을 특징으로 하는, 수박 왜성 개체를 판별하기 위한 SNP 마커 조성물을 제공한다.In one embodiment of the present invention, the SNP marker composition provides a SNP marker composition for determining a watermelon dwarf individual, characterized in that it is applied to a marker-assisted backcross (MABC) using a genetic marker of watermelon.

또한, 본 발명은 서열번호 1의 501번째 염기, 또는 서열번호 2의 501번째 염기를 포함하는 8 내지 100개의 연속된 염기서열 또는 이의 상보적인 염기서열을 갖는 폴리뉴클레오타이드에 특이적으로 결합하는, 수박 왜성 개체를 판별하기 위한 프라이머 세트를 제공한다.In addition, the present invention specifically binds to a polynucleotide having 8 to 100 consecutive nucleotide sequences including the 501st nucleotide of SEQ ID NO: 1, or the 501st nucleotide of SEQ ID NO: 2, watermelon It provides a set of primers for discriminating dwarf individuals.

본 발명의 일 구체예로, 상기 프라이머 세트는, 서열번호 3 및 4로 이루어진 프라이머 세트; 및 서열번호 5 및 6으로 이루어진 프라이머 세트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 프라이머 세트를 포함하는, 수박 왜성 개체 판별하기 위한 프라이머 세트를 제공한다.In one embodiment of the present invention, the primer set, a primer set consisting of SEQ ID NOs: 3 and 4; And it provides a primer set for identifying a watermelon dwarf individual comprising at least one primer set selected from the group consisting of a primer set consisting of SEQ ID NOs: 5 and 6.

본 발명의 일 구체예로, 본 발명에 따른 프라이머 세트는 고해상도 융해(High-resolution melting; HRM) 분석용 프라이머 세트일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the primer set according to the present invention may be a primer set for high-resolution melting (HRM) analysis.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 프라이머 세트를 포함하는, 수박 왜성 개체를 판별하기 위한 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for discriminating a watermelon dwarf individual comprising the primer set according to the present invention.

또한, 본 발명은 (a) 판별하고자 하는 수박으로부터 유전체(genomic) DNA를 분리하는 단계; (b) 분리된 상기 유전체 DNA에서 서열번호 1의 501번째 염기, 또는 서열번호 2의 501번째 염기 타입을 검출하는 단계; 및 (c) 상기 검출한 염기 타입으로부터 수박 왜성 개체를 판별하는 단계를 포함하는, 수박 왜성 개체를 판별하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention (a) separating the genome (genomic) DNA from the watermelon to be determined; (b) detecting the 501st base of SEQ ID NO: 1 or the 501st base type of SEQ ID NO: 2 in the isolated genomic DNA; And (c) determining a watermelon dwarf individual from the detected base type.

본 발명의 일 구체예로, 상기 (b) 단계는 본 발명에 따른 프라이머 세트를 이용하여 PCR(polymerase chain reaction)을 수행하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, step (b) may be to perform a polymerase chain reaction (PCR) using the primer set according to the present invention.

본 발명의 다른 구체예로, 상기 (c) 단계는 고해상도 융해, 모세관 전기영동, DNA 칩, 겔-전기영동, 서열분석, 방사선 측정, 형광 측정, 및 인광 측정으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 방법으로 수행될 수 있다. In another embodiment of the present invention, step (c) is one or more methods selected from the group consisting of high-resolution fusion, capillary electrophoresis, DNA chip, gel-electrophoresis, sequencing, radiometric measurement, fluorescence measurement, and phosphorescence measurement. Can be done with

본 발명에 따른 수박 왜성 개체 선발용 유전자 마커의 제공으로, 왜성 계통 품종 개발시 어린 식물체 또는 종자의 DNA를 추출하여 바로 왜성 유무를 확인함으로써, 왜성 형질을 나타내는 수박 품종을 효율적으로 판별하고 육성할 수 있으므로 육종에 소요되는 시간, 비용, 및 노력을 절감하는데 매우 유용할 것으로 기대된다.With the provision of a genetic marker for selecting a watermelon dwarf individual according to the present invention, when developing a dwarf strain, DNA of a young plant or seed is extracted to immediately check the presence or absence of a dwarf, thereby efficiently discriminating and cultivating a watermelon variety exhibiting a dwarf character. Therefore, it is expected to be very useful in reducing the time, cost, and effort required for breeding.

도 1은 F2 집단의 가계도를 나타낸 것으로서, DwfHS4450(dwf/dwf)은 왜성 표현형을 나타내는 모본, HS4450(Dwf/Dwf)은 정상 표현형을 나타내는 부본을 의미한다.
도 2는 왜성 표현형인 DwfHS4450(좌측)과 정상 표현형인 HS4450(우측)의 줄기, 잎, 종자(위에서부터 차례대로)의 모양을 나타낸 도면이다.
도 3은 식물체 모 부본 15개체를 반복으로 하여 하 배축과 마디 사이의 길이의 평균을 그래프로 나타낸 도면이다.
도 4는 ΔSNP-인덱스에 기초하여 수박의 9번 염색체 상에 존재하는 후보 유전자를 나타낸 도면이다.
도 5는 수박 염색체 상의 SNPs를 윈도우 상에 나타내어 유전체내의 SNP의 분포도를 확인한 도면이다.
도 6은 BSA 분석에 따른 SNP-인덱스 값을 이용하여 P-value 0.01과 0.05에 따라 그래프화한 도면이다.
도 7은 BSA 분석에 따른 수박의 유전체 내에서의 SNPs와 표현형의 상관관계를 나타내기 위해 회기분석을 이용하여 G'-값을 도출한 것을 그래프화한 도면이다.
도 8은 BSA 분석에 따른 -log10(P-value) 값을 그래프화한 도면이다.
도 9는 HRM 분석에 따른 융해 곡선을 나타낸 도면이다.
도 10은 왜성 개체에서 Cla015405Cla015406 유전자의 발현량을 측정한 결과를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 11은 Cla015405의 서열에 기반한 애기장대의 GAs 합성 효소들의 아미노산 서열을 정렬한 것을 나타낸 도면이다.
도 12는 Cla015405의 서열 및 애기장대의 GAs 생합성 유전자를 기반으로 작성한 계통수를 나타낸 도면이다
도 13은 Cla015405의 SNP 변이 및 비동의 아미노산 치환을 나타낸 도면이다.
1 shows the family tree of the F2 group, where DwfHS4450 ( dwf/dwf ) represents a dwarf phenotype, and HS4450 ( Dwf/Dwf ) represents a normal phenotype.
2 is a diagram showing the shape of stems, leaves, and seeds (in order from the top) of the dwarf phenotype DwfHS4450 (left) and the normal phenotype HS4450 (right).
3 is a graph showing the average of the lengths between the lower hypocotyl and the nodes by repeating 15 parental plants.
4 is a diagram showing candidate genes present on chromosome 9 of watermelon based on the Δ SNP-index.
5 is a diagram showing SNPs on a watermelon chromosome on a window to confirm the distribution of SNPs in the genome.
6 is a graph of P-values of 0.01 and 0.05 using SNP-index values according to BSA analysis.
FIG. 7 is a graph showing the derivation of G'-values using regression analysis in order to show the correlation between SNPs and phenotypes in the genome of watermelon according to BSA analysis.
8 is a graph of -log 10 (P-value) values according to BSA analysis.
9 is a diagram showing a melting curve according to HRM analysis.
10 is a graph showing the results of measuring the expression levels of Cla015405 and Cla015406 genes in dwarf individuals.
11 is a view showing the alignment of the amino acid sequence of GAs synthase of Arabidopsis thaliana based on the sequence of Cla015405 .
12 is a view showing the sequence of Cla015405 and a phylogenetic tree created based on the GAs biosynthetic gene of Arabidopsis thaliana.
13 is a diagram showing SNP mutations and non- synonymous amino acid substitutions of Cla015405 .

본 발명자들은 수박의 단위면적당 수확량을 증가시키고, 순치기와 전정에 있어서 노동력을 감소시킬 수 있는 수박 왜성 형질과 관련된 유전자 마커를 개발하기 위해 예의 연구한 결과, 9번 염색체 상의 1,866,655번째 염기와 1,872,994번째 염기의 SNP(single nucleotide polymorphism)가 수박의 왜성 형질과 연관되어 있음을 확인하였다. 이에 따라 해당 SNP를 확인할 수 있는 프라이머 세트를 개발하여 F2 분리집단에서 검정한 결과 모든 개체에서 수박 왜성 여부를 정확하게 판별할 수 있음을 실험적으로 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present inventors intensively researched to develop a genetic marker related to the watermelon dwarf trait that can increase the yield per unit area of watermelon and reduce labor in prune and pruning.As a result, bases 1,866,655 and 1,872,994 on chromosome 9 It was confirmed that SNP (single nucleotide polymorphism) was associated with the dwarf character of watermelon. Accordingly, the present invention was completed by experimentally confirming that it is possible to accurately determine whether or not watermelon dwarf in all individuals as a result of developing a primer set capable of confirming the corresponding SNP and testing in the F 2 isolated group.

본 발명의 일 실시예에서는, 왜성 표현형을 가지는 모본은 정상표현형의 부본과 비교하였을 때 짧은 하 배축의 길이, 짧은 마디 사이의 길이, 짙은 엽색, 작은 종자의 크기의 표현형을 보였고, 왜성 표현형은 멘델의 유전법칙에 따라 단일 열성유전됨을 확인하였다(실시예 1 참조).In an embodiment of the present invention, the parental dwarf phenotype showed a phenotype of the length of the short lower hypocotyl, the length between the short nodes, the dark leaf color, and the size of the small seed when compared to the normal phenotype, and the dwarf phenotype was Mendel It was confirmed that it is a single recessive inheritance according to the genetic rule of (see Example 1).

본 발명의 다른 실시예에서는, BSA(Bulked Segregant Analysis)를 이용하여 왜성 형질과 연관된 유전자좌의 후보를 선정하고, ΔSNP-인덱스 분석을 통해 수박의 9번 염색체의 1.7Mbp~2.0Mbp 사이와 5.6Mbp~6.2Mbp의 두 지역을 후보 유전자좌로 선택하였다(실시예 2 참조).In another embodiment of the present invention, candidates for loci associated with dwarf traits are selected using BSA (Bulked Segregant Analysis), and between 1.7Mbp and 2.0Mbp of chromosome 9 of watermelon and 5.6Mbp through ΔSNP-index analysis. Two regions of 6.2 Mbp were selected as candidate loci (see Example 2).

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 고해상도 융해(High-resolution melt) 분석을 통해 수박의 9번 염색체의 1,866,655 지역과 1,872,994 지역에 위치한 SNP를 증폭하는 Cla-655, 및 Cla-994 HRM 프라이머가 F2 분리집단의 162 개체에서 모두 표현형과 유전자형이 100% 일치함을 확인하였다(실시예 3 참조).In another embodiment of the present invention, Cla-655 and Cla-994 HRM primers amplifying SNPs located at 1,866,655 and 1,872,994 regions of chromosome 9 of watermelon through high-resolution melt analysis are F 2 It was confirmed that the phenotype and genotype were 100% identical in all 162 individuals of the isolated group (see Example 3).

본 발명의 또 다른 실시예에서는, real-time PCR을 통해 왜성 계통에서 Cla015405 유전자가 과발현됨을 확인하였으며, 아미노산 서열 및 계통수 분석을 통해 상기 유전자는 GA2ox와 동원체이며, 따라서 상기 유전자에 의해 수박에서 왜성이 나타남을 확인하였다(실시예 5 참조).In another embodiment of the present invention, it was confirmed that the Cla015405 gene was overexpressed in the dwarf line through real-time PCR, and the gene was a homogenous to GA2ox through analysis of the amino acid sequence and phylogenetic tree. It was confirmed that it appeared (see Example 5).

또한, 본 발명의 다른 실시예에서는, Cla015405의 전장 게놈에서 엑손(exon) 1420bp의 C가 A로 변하는 DNA 서열의 변이가 확인되었으며, 이는 아미노산 서열의 변이를 수반하는 비동의 치환(non-synonymous substitution)으로 확인되었다(실시예 6 참조).In another embodiment of the invention, it was of the exons (exon) 1420bp in a full-length genome of Cla015405 C is verified by mutation of the DNA sequence that varies by A, which asynchronous substituted (non-synonymous substitution of carrying a mutation of the amino acid sequence ) (See Example 6).

따라서 상기 실시예를 통해 확인한 수박 왜성 형질에 관여하는 SNP 마커 및 이를 검출하는 프라이머는 수박 왜성 개체를 판별하는 데 이용될 수 있다.Therefore, the SNP markers involved in the watermelon dwarf trait identified through the above examples and the primers for detecting the same can be used to discriminate the watermelon dwarf individual.

즉, 본 발명에 따른 서열번호 1의 염기서열 내에서 501번째 염기에 위치하는 SNP(single nucleotide polymorphism)를 포함하는 8 내지 100개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오타이드 서열 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오타이드 서열, 또는 서열번호 2의 염기서열 내에서 501번째 염기에 위치하는 SNP를 포함하는 8 내지 100개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오타이드 서열 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오타이드 서열을 포함하는 신규한 SNP 마커 조성물을 이용하여 수박 왜성(dwarf) 개체를 종래 방법보다 더 빠르고 정확하게 판별할 수 있다.That is, a polynucleotide sequence consisting of 8 to 100 consecutive bases including a single nucleotide polymorphism (SNP) located at the 501st base in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 according to the present invention, or a complementary polynucleotide sequence thereof, Or using a novel SNP marker composition comprising a polynucleotide sequence consisting of 8 to 100 consecutive bases including a SNP located at the 501st base in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 or a complementary polynucleotide sequence thereof Watermelon dwarf individuals can be identified faster and more accurately than conventional methods.

본 발명에 따른 SNP 마커는, 서열번호 1의 염기서열 내에서 501번째 염기에 위치하는 염기가 (A→C)이고, 서열번호 2의 염기서열 내에서 501번째 염기가 (G→T)인 경우, 수박 왜성 개체인 것으로 판별할 수 있는바, 상기 SNP 마커를 증폭시킬 수 있는 프라이머 세트를 유전자 마커로 사용함으로써 품종 개발시 어린 식물체 또는 종자의 DNA를 추출하여 바로 왜성 유무를 확인할 수 있다.In the SNP marker according to the present invention, when the 501st base in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 is (A → C) and the 501st base in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 is (G → T) , Watermelon can be determined as a dwarf individual, by using a primer set capable of amplifying the SNP marker as a genetic marker, when developing a variety, DNA of a young plant or seed can be extracted and the presence or absence of a dwarf can be immediately confirmed.

본 발명에 따른 서열번호 1 및 서열번호 2의 염기서열은 수박의 9번 염색체에 존재하는 염기서열일 수 있으며, 바람직하게는 1.8Mb ~ 1.9Mb 영역일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 according to the present invention may be a nucleotide sequence present on chromosome 9 of watermelon, and preferably may be a region of 1.8 Mb to 1.9 Mb, but is not limited thereto.

본 명세서에서 사용되는 용어 "수박(Citrullus lanatus, watermelon)"은 한반도에서 재배되거나 혹은 품종 개량을 목적으로 육종된 수박을 의미하나, 이에 한정되지는 않는다.The term "watermelon ( Citrullus lanatus , watermelon)" as used herein refers to a watermelon cultivated on the Korean Peninsula or bred for the purpose of breeding, but is not limited thereto.

본 명세서에서 사용되는 용어 "다형성(polymorphism)"이란 단일 유전자 좌위에 두 가지 이상의 대립 유전자가 존재하는 경우를 의미 하며, '다형성부위(polymorphic site)'란 상기 대립 유전자가 존재하는 유전자 좌위를 의미한다. 다형성 부위 중에서, 개체에 따라 단일 염기만이 상이한 것을 '단일염기다형성', 즉 SNP(single nucleotide polymorphism)라고 한다The term "polymorphism" as used herein refers to a case where two or more alleles are present in a single locus, and "polymorphic site" refers to a locus in which the allele is present. . Among the polymorphic sites, one that differs only in a single base depending on the individual is called'single nucleotide polymorphism', or SNP (single nucleotide polymorphism).

본 명세서에서 사용되는 용어 "SNP 마커"란, 개체 또는 종을 식별하기 위해 이용되는 DNA 서열 상의 단일 염기 다형성 대립유 전자 염기쌍을 의미한다. SNP는 비교적 그 빈도가 높고 안정하며 유전체 전체에 분포되어 있고 이에 의하여 개체의 유전적 다양성이 발생하므로, SNP 마커는 개체 간의 유전적 근접성을 알려주는 지표의 역할을 할 수 있다. SNP 마커는 일반적으로 단일염기 다형성에 수반되는 표현형의 변화를 포함하지만 경우에 따라 그렇지 않을 수도 있다. 본 발명의 SNP 마커의 경우 아미노산 서열의 변이 또는 왜성과 같은 개체의 표현형의 차이를 나타낼 수 있다.The term "SNP marker" as used herein refers to a single base polymorphic allele base pair on a DNA sequence used to identify an individual or species. SNPs are relatively high in frequency, stable, and distributed throughout the genome, thereby generating genetic diversity of individuals, so the SNP marker can serve as an indicator of genetic proximity between individuals. SNP markers generally include phenotypic changes associated with monobasic polymorphism, but in some cases may not. In the case of the SNP marker of the present invention, it may represent a variation in an amino acid sequence or a difference in phenotype of an individual such as dwarfism.

본 명세서에서 사용되는 용어 "마커(marker)"는 유전적으로 불특정 연관된 유전자좌를 동정할 때 참고점으로 사용되는 염기서열을 말한다. 이 용어는 또한 마커 서열을 증폭할 수 있는 프라이머 세트로 사용되는 핵산과 같은 마커 서열에 상보적인 핵산 서열에도 적용된다. 유전자 마커(genetic marker)의 유전자 지도상의 위치는 유전자좌(genetic locus)로 일컬어진다.The term "marker" as used herein refers to a nucleotide sequence used as a reference point when identifying a genetically unspecified related locus. The term also applies to nucleic acid sequences that are complementary to marker sequences, such as nucleic acids used as a set of primers capable of amplifying the marker sequence. The location of a genetic marker on the genetic map is called a genetic locus.

본 명세서에서 사용되는 용어 "유전자 마커" 또는 "DNA 마커"는 작물의 재배 환경이나 성장 시기에 영향을 받지 않고 신속하게 형질을 구별할 수 있으므로 유용하게 사용될 수 있다. 유전자 마커 또는 DNA 마커는 유전현상의 본질인 DNA의 염기서열 차이를 대상으로 개체간 다형성(polymorphism)을 나타내는 방법으로서, 주로 반복되는 단순 염기서열로 이루어진 마이크로새틀라이트(microsatellite)나 유전자 염기서열을 이용한 마커 또는 RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism) 프로브나 SCAR(Sequence Characterised Amplified Region) 마커가 이용되고 있다.The term “gene marker” or “DNA marker” as used herein can be usefully used because it is possible to quickly distinguish traits without being affected by the cultivation environment or growth timing of the crop. Genetic markers or DNA markers are a method of expressing polymorphism between individuals based on differences in the nucleotide sequence of DNA, which is the essence of genetic phenomena, mainly using microsatellite or gene nucleotide sequences consisting of repetitive simple nucleotide sequences. A marker or a Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) probe or a Sequence Characterized Amplified Region (SCAR) marker is used.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 SNP 마커 조성물은 수박의 유전자 마커 이용 여교잡(Marker-assisted backcross, MABC)에 적용할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the SNP marker composition may be applied to a marker-assisted backcross (MABC) using a genetic marker of watermelon.

본 명세서에서 사용되는 용어 "유전자 마커 이용 여교잡(Marker-assisted backcross, MABC)"은 유전자 마커를 사용하여 유묘기에 여교잡 자손의 염색체 전체 조성을 확인함으로써 여교잡 자손이 회복친의 우수형질을 가진 유전체 구성으로 회복하는데 걸리는 시간을 단축시킬 수 있는 육종기법을 의미한다. 기존의 여교잡 육종의 경우 6~7 세대 이상의 시간이 소요되지만 유전자 마커를 이용한 여교잡 선발(MABC) 육종은 빠른 경우에는 여교잡 2세대에서부터 개체를 선발할 수 있기 때문에 작물 개량에 소요되는 노력과 비용을 절감하여 육종의 규모와 효율성을 증대시킬 수 있다. MABC용 마커 제작에는 주로 SNP를 이용하는데 이는 단순반복서열(Simple sequence repeat)이나 삽입/결실(insertion/deletion; indel)과 같은 변이에 비하여 유전체 내 발생빈도가 높은 구조 변이의 하나이며 탐색에서 분석에 이르는 전 과정이 자동화될 수 있기 때문이다. 하지만 과도하게 많은 SNP는 실험에 많은 시간과 비용이 소모되기 때문에 정확도 및 활용도가 높은 SNP를 선발하는 것이 중요하다.The term "Marker-assisted backcross (MABC)" as used herein refers to the use of genetic markers to confirm the overall composition of the chromosomes of the female hybrid offspring during the nursery, so that the female hybrid offspring has the superior trait of the recovered parent. It refers to a breeding technique that can shorten the time it takes to recover to the genome composition. In the case of conventional female hybrid breeding, it takes more than 6 to 7 generations, but MABC breeding using genetic markers can select individuals from the second generation of female hybrids. By reducing the cost, the scale and efficiency of breeding can be increased. SNP is mainly used to make markers for MABC, which is one of the structural mutations that occur more frequently in the genome compared to mutations such as simple sequence repeat or insertion/deletion (indel). This is because the entire process of reaching can be automated. However, since excessively many SNPs consume a lot of time and cost for the experiment, it is important to select SNPs with high accuracy and high utilization.

또한, 본 발명은 상기 신규한 SNP 마커를 검출하거나 SNP를 포함하는 폴리뉴클레오타이드를 증폭하기 위한 프라이머 세트를 제공할 수 있다. 바람직하게는 상기 프라이머 세트는 서열번호 3 및 4로 이루어진 프라이머 세트 및 서열번호 5 및 6으로 이루어진 프라이머 세트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 본 명세서에서 개시하고 있는 SNP 마커를 검출하기 위한 프라이머라면 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the present invention can provide a primer set for detecting the novel SNP marker or amplifying a polynucleotide containing SNP. Preferably, the primer set may be at least one selected from the group consisting of a primer set consisting of SEQ ID NOs: 3 and 4 and a primer set consisting of SEQ ID NOs: 5 and 6, but a primer for detecting the SNP marker disclosed herein Ramen is not limited thereto.

본 명세서에서 사용되는 용어 "뉴클레오타이드" 또는 "폴리뉴클레오타이드"는 단일가닥 또는 이중가닥의 형태로 존재하는 디옥시리보뉴클레오타이드 또는 리보뉴클레오타이드이며, 특별히 다르게 언급되어 있지 않은 한 자연의 (폴리)뉴클레오타이드의 유사체를 포함한다.The term "nucleotide" or "polynucleotide" as used herein refers to deoxyribonucleotides or ribonucleotides present in the form of single-stranded or double-stranded, and includes analogs of natural (poly)nucleotides unless otherwise stated. .

본 명세서에서 사용되는 용어 "프라이머"는 단일가닥의 올리고뉴클레오타이드로서, 적합한 조건(4가지의 상이한 뉴클레오사이드 트리포스페이트 및 DNA 또는 RNA 폴리머레이즈와 같은 중합효소의 존재), 적합한 온도, 및 적합한 버퍼 하에서 주형-지시적 DNA 합성을 개시할 수 있는 개시점으로서 작용하는 것을 의미한다. 프라이머의 적합한 길이는 사용하고자 하는 프라이머의 특성에 의해 결정되지만, 통상적으로 15bp 내지 30bp의 길이로 사용된다. 프라이머는 주형의 서열과 정확하게 상보적일 필요는 없지만 주형과 혼성복합체(hybrid-complex)를 형성할 수 있을 정도로 상보적이어야 한다.The term "primer" as used herein is a single-stranded oligonucleotide, under suitable conditions (the presence of four different nucleoside triphosphates and a polymerase such as DNA or RNA polymerase), a suitable temperature, and a suitable buffer. It is meant to serve as a starting point from which template-directed DNA synthesis can be initiated. The suitable length of the primer is determined by the properties of the primer to be used, but is usually used in a length of 15 bp to 30 bp. The primer does not have to be exactly complementary to the sequence of the template, but must be complementary enough to form a hybrid-complex with the template.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 프라이머 세트는 고해상도 융해(High-resolution melting; HRM) 분석용 프라이머 세트일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the primer set may be a primer set for high-resolution melting (HRM) analysis.

본 발명에서 "고해상도 융해(High-resolution melting; HRM)"는 PCR에 의해 증폭된 영역 내에 존재하는 DNA 상의 SNP에 따라서, 형광시약과 결합한 증폭산물 DNA를 약 60℃에서 90℃까지 온도를 변화시키며 단일가닥의 DNA로 변성될 때의 형광강도 변화를 측정하는 방법을 의미한다.In the present invention, "High-resolution melting (HRM)" refers to the temperature of the amplified product DNA bound to the fluorescent reagent from about 60°C to 90°C, depending on the SNP on the DNA present in the region amplified by PCR. It refers to a method of measuring the change in fluorescence intensity when denatured into single-stranded DNA.

또한, 본 발명에 따른 프라이머 세트는 수박 왜성 개체를 판별하기 위한 키트에 포함될 수 있다. 상세하게는, 상기 키트는 수박의 유전자 마커 이용 여교잡(Marker-assisted backcross, MABC)에 적용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 키트는 본 발명에 따른 프라이머 세트 이외에, PCR 키트에 포함되는 통상적인 구성성분을 포함할 수 있다. 상기 키트에 포함되는 통상적인 구성성분은 반응버퍼, 중합효소, dNTP(dATP, dCTP, dGTP 및 dTTP), 및 Mg2+와 같은 보조인자(cofactor) 등일 수 있다. 다양한 DNA 중합효소가 본 발명의 증폭 단계에 이용될 수 있으며, E. coli DNA 중합효소 I의 클레나우 단편, 열안정성 DNA 중합효소 및 박테리오파지 T7 DNA 중합효소를 포함한다. 바람직하게는, 중합효소는 다양한 박테리아 종으로부터 얻을 수 있는 열안정성 DNA 중합효소이다. 상기 중합효소 대부분은 박테리아 그 자체로부터 분리될 수 있고 또는 상업적으로 구입할 수 있다.In addition, the primer set according to the present invention may be included in a kit for discriminating a watermelon dwarf individual. Specifically, the kit may be applied to a marker-assisted backcross (MABC) using a genetic marker of watermelon, but is not limited thereto. In addition, the kit may include conventional components included in the PCR kit, in addition to the primer set according to the present invention. Typical components included in the kit may be a reaction buffer, a polymerase, dNTP (dATP, dCTP, dGTP and dTTP), and a cofactor such as Mg 2+ . Various DNA polymerases can be used in the amplification step of the present invention, and include Klenow fragment of E. coli DNA polymerase I, thermostable DNA polymerase, and bacteriophage T7 DNA polymerase. Preferably, the polymerase is a thermostable DNA polymerase obtainable from a variety of bacterial species. Most of these polymerases can be isolated from the bacteria themselves or are commercially available.

또한, 본 발명은 유전체 DNA에서 서열번호 1의 501번째 염기, 또는 서열번호 2의 501번째 염기 타입을 검출하는 단계를 포함하는 수박 왜성 개체를 판별하는 방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a method for discriminating a watermelon dwarf individual comprising the step of detecting the 501st base of SEQ ID NO: 1 or the 501st base type of SEQ ID NO: 2 in genomic DNA.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 검출 단계는 본 발명에 따른 프라이머 세트를 이용하여 PCR(polymerase chain reaction)을 수행하는 것일 수 있으나, 실질적으로 동일한 목적을 달성하기 위한 것이라면 이에 제한되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the detection step may be to perform a polymerase chain reaction (PCR) using the primer set according to the present invention, but is not limited thereto as long as it is intended to achieve substantially the same purpose.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 수박 왜성 개체를 판별하기 위한 방법으로서 고해상도 융해, 모세관 전기영동, DNA 칩, 겔-전기영동, 서열분석, 방사선 측정, 형광 측정, 및 인광 측정 등의 실험 기법이 사용될 수 있으나, 본 발명에 따른 SNP 마커를 이용하는 것이라면 이에 제한되는 것은 아니다.According to another embodiment of the present invention, experimental techniques such as high-resolution melting, capillary electrophoresis, DNA chip, gel-electrophoresis, sequencing, radiation measurement, fluorescence measurement, and phosphorescence measurement as a method for discriminating a watermelon dwarf individual Although it may be used, it is not limited thereto as long as it uses the SNP marker according to the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to describe his own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a preferred embodiment is presented to aid the understanding of the present invention. However, the following examples are provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

[실시예] [Example]

실시예 1: 정상 계통, 왜성 계통 FExample 1: Normal line, dwarf line F 1One 및 F And F 22 집단의 확보 및 표현형 분석 Group acquisition and phenotypic analysis

1.1. 정상 및 왜성 계통의 확보1.1. Secure normal and dwarf systems

수박 왜성 형질과 연관된 유전자 마커의 개발을 위하여 왜성 표현형을 나타내는 모본(이하 "DwfHS4450"이라 함)과 정상 표현형을 나타내는 부본(이하 "HS4450"이라 함)(㈜파트너 종묘, 대한민국)을 양친으로 하여 얻어진 1대 잡종(F1 hybrid) 및 상기 F1을 자가수분(self-pollination) 하여 얻어진 F2 세대를 이용하였다(도 1 참조).For the development of genetic markers associated with watermelon dwarf traits, a parental model representing a dwarf phenotype (hereinafter referred to as "DwfHS4450") and a copy representing a normal phenotype (hereinafter referred to as "HS4450") (Partner Jongmyo, Korea) were obtained as parents. 1 hybrids (F 1 hybrid) and the self-F 1 F 2 was used for generation obtained by water (self-pollination) (see Fig. 1).

1.2. 모 부본과 F1, F2 분리집단의 표현형 검정1.2. Phenotypic test of parental copy and F1, F2 isolated groups

모 부본의 표현형 검정은 식물체 본엽 25매 Stage에서 진행되었으며, 개체 15 반복으로 검정을 진행하였다. 표현형 검정은 엽색, 종자 크기, 하 배축과 마디 사이의 길이를 비교하였고, 하 배축과 마디 사이의 길이는 각각의 마디의 길이를 측정 후 15개체의 평균 절간 길이(inter-node length)를 이용하여 그래프를 이용해 도표화하였다. F1과 F2 분리집단의 표현형 검정은 파종 후 6주 뒤 표현형 검정을 진행하였다(모 부본과 함께 파종하여 표현형 검정 진행).The phenotypic test of the parental copy was performed at the stage of 25 main leaves of the plant, and the test was performed with 15 repetitions of the individual. In the phenotypic test, leaf color, seed size, and the length between the lower hypocotyl and node were compared, and the length between the lower hypocotyl and the node was measured using the average inter-node length of 15 individuals after measuring the length of each node. It was plotted using graphs. The phenotypic test of the F 1 and F 2 isolated groups was performed 6 weeks after sowing (sowing together with the parent copy and phenotypic test).

그 결과, 모 부본과 F1, F2 분리집단에서 표현형 검정 결과 왜성(도 2의 우측)과 정상(도 2의 좌측) 표현형이 명확하게 구분되었으며, F1의 표현형은 모두 정상 개체의 표현형과 같은 표현형을 보이는 것을 확인하였다. 왜성 표현형을 가지는 모본은 정상표현형의 부본과 비교하였을 때 짧은 하 배축의 길이, 짧은 마디 사이의 길이, 짙은 엽색, 작은 종자의 크기의 표현형을 보였는데, 이는 F2 분리집단에서 왜성과 정상 표현형에 따라 같이 유전됨을 확인하였다(도 2).As a result, the parent counterpart and F 1, F 2 separation phenotype black in the group result dwarf (also the right side of Fig. 2) and normal (FIG left in Fig. 2) phenotype were clearly distinguishable, in both of the F 1 phenotype normal individual phenotypes and It was confirmed that they showed the same phenotype. When compared with the normal phenotype, the parental dwarf phenotype showed a short inferior hypocotyl length, interstitial length, dark leaf color, and small seed size phenotypes, which were different from the dwarf and normal phenotypes in the F 2 isolated group. It was confirmed that it was inherited together (Fig. 2).

또한 모 부본의 마디 사이 길이의 표현형 검정 결과, 모본 왜성 계통의 길이 생장은 8번째 마디 이후부터 진행된다는 것을 발견하였고, 길이 생장을 하더라도 부본 정상 계통과 비교하였을 때 현저하게 짧은 표현형을 보이는 것을 확인하였다(도 3, Student's t test, *** P < 0.001). 이에 따라 식물체 모 부본 15개체를 반복으로 하여 하 배축과 마디 사이의 길이의 평균을 이용해 그래프로 도표화하였다(왜성 계통의 0~4, 4~8마디까지의 마디 사이의 길이는 그래프에서 각각의 평균값을 이용하여 표기함). In addition, as a result of phenotypic test of the length between the nodes of the parent, it was found that the length growth of the parent dwarf lineage proceeds from the 8th node, and even when the length was grown, it was confirmed that the phenotype was remarkably short compared to the normal lineage. (Fig. 3, Student's t test, *** P <0.001). Accordingly, 15 parent specimens of the plant were repeated and plotted in a graph using the average of the lengths between the lower hypocotyl and nodes (the length between nodes 0 to 4 and 4 to 8 of the dwarf line is the average value of each in the graph. Marked using ).

F2 분리집단의 표현형은 초기 117개체를 검정한 결과 정상표현형이 87개체, 왜성표현형이 30개체로 관찰되었고, 이 후 추가적인 고해상도 융해(High-resolution melting, 이하 "HRM" 이라 함) 검정을 위하여 F2 분리집단 45개체를 추가적으로 표현형 검정하였을 때, 정상 표현형 34개체와 왜성 표현형 11개체가 관찰되었다. 그렇게 F2 분리집단에서 총 162개체의 표현형 검정 결과 하기 표 1에서 나타난 바와 같이, 정상:왜성 표현형이 121:41로 관찰되었고, 멘델(Mendel)의 유전법칙에 따라 단일 열성유전자에 의해 유전되는 3:1의 표현형 분리비를 확인하였다.As for the phenotype of the F2 segregation group, as a result of testing the initial 117 individuals, 87 normal phenotypes and 30 dwarf phenotypes were observed, and then F for additional high-resolution melting (hereinafter referred to as "HRM") test. 2 When further phenotypic tests were performed on 45 isolated groups, 34 normal phenotypes and 11 dwarf phenotypes were observed. As a result of the phenotypic test of a total of 162 individuals in the F 2 isolated group, as shown in Table 1 below, a normal: dwarf phenotype was observed as 121:41, and 3 inherited by a single recessive gene according to Mendel's genetic law. The phenotypic separation ratio of :1 was confirmed.

세대Generation 관찰한 식물체의 개수Number of observed plants 정상 : 왜성Normal: Dwarf 총합
(Total)
total
(Total)
정상
(wild type)
normal
(wild type)
왜성
(Dwarf)
dwarf star
(Dwarf)
관찰 비율Observation rate 예상 비율Expected rate
P1P1 1515 -- 1515 1:01:0 1:01:0 P2P2 1515 1515 -- 0:10:1 0:10:1 F1F1 55 55 -- 1:01:0 1:01:0 F2F2 162162 121121 4141 2.99:1.012.99:1.01 3:13:1

실시예 2: 모 부본의 BSA(Bulked segregant analysis)을 통한 왜성 형질의 후보 유전자좌 탐색Example 2: Search for candidate loci of dwarf traits through bulked segregant analysis (BSA) of the parental copy

2.1. DNA 추출2.1. DNA extraction

DNA 추출을 위해 식물체 잎 85mg의 샘플을 2ml 튜브(Eppendorf, 독일)에 넣고 액체질소를 이용하여 동결시킨 뒤 오토밀(Automill; Tokken, 일본)을 이용하여 마쇄 하였다. 식물체를 마쇄한 후 65℃ DNA 추출 버퍼(1.5M NaCl, 200mM Tris-HCl, 50mM EDTA, 2% SDS, 2% β-mercaptoethanol, 300mM potassium acetate) 850㎕를 상기 샘플과 65℃에서 20분간 반응시켰다. 반응 완료 후 PCI(Phenol : Chloroform : Isoamylalcohol = 25 : 24 : 1, v/v/v) 900㎕를 첨가하여 섞어준 뒤, 4℃ 13,000rpm에서 원심분리 하였다. 그 후 상등액을 새로운 1.5ml 튜브(Sarstedt, 독일)에 옮겨준 뒤, 상등액과 동량의 아이소프로판올(Isopropanol)을 첨가하여 섞어 주고 -20℃에서 20분간 정치하였다. 이 후 4℃ 13,000rpm으로 원심분리하여 펠릿(pellet)을 수득하였다. 이를 70% 에탄올을 이용하여 4℃ 13,000rpm에서 1분간 세척하여 주고, 에탄올을 제거한 뒤 600㎕의 1xTE(Tris-EDTA) 버퍼로 펠릿을 녹여 주었다. 이후 10mg/ml의 RnaseA 1㎕를 첨가하여 37℃ 항온수조에서 15분간 처리하고, 상등액과 동량의 PCI를 이용하여 위와 같은 방법으로 정제를 진행하였다. 이후 사용한 PCI와 동량의 CI(Chloroform : Isoamylalcohol = 24 : 1, v/v)를 넣어 주어 4℃ 13,000rpm에서 원심분리를 진행하고, 상등액을 새로운 1.5ml 튜브에 옮긴 다음, 상등액 1/10 만큼의 5M NaCl과 동량의 아이소프로판올을 넣고 섞어 준 뒤 -20℃에서 20분간 정치하였다. 그 후 상기와 같은 방법으로 세척을 진행하고, 50㎕의 1xTE에 펠릿을 녹여 DNA 추출을 완료하였다. DNA의 품질은 전기영동 및 분광 광도계(Spectrophotometer; DS-11, 28 DeNovix, 미국)를 이용하여 확인하였고, 정량은 형광 광도계(flourometer; Qubit® 2.0, Invitrogen, 미국)를 이용하여 측정하였다.For DNA extraction, a sample of 85 mg of plant leaves was placed in a 2 ml tube (Eppendorf, Germany), frozen using liquid nitrogen, and ground using an Automill (Tokken, Japan). After grinding the plant, 850 µl of DNA extraction buffer (1.5M NaCl, 200mM Tris-HCl, 50mM EDTA, 2% SDS, 2% β-mercaptoethanol, 300mM potassium acetate) was reacted with the sample at 65°C for 20 minutes. . After completion of the reaction, 900 µl of PCI (Phenol: Chloroform: Isoamylalcohol = 25: 24: 1, v/v/v) was added and mixed, followed by centrifugation at 4° C. 13,000 rpm. Thereafter, the supernatant was transferred to a new 1.5ml tube (Sarstedt, Germany), and the same amount of isopropanol was added to the supernatant, mixed, and allowed to stand at -20°C for 20 minutes. Thereafter, centrifugation was performed at 4° C. at 13,000 rpm to obtain a pellet. This was washed for 1 minute at 4° C. 13,000 rpm using 70% ethanol, and after removing the ethanol, the pellet was dissolved in 600 µl of 1xTE (Tris-EDTA) buffer. Thereafter, 1 µl of 10 mg/ml RnaseA was added and treated for 15 minutes in a 37° C. constant temperature water bath, and purification was performed in the same manner as above using PCI in the same amount as the supernatant. Afterwards, the same amount of CI (Chloroform: Isoamylalcohol = 24: 1, v/v) was added to the used PCI and centrifuged at 13,000rpm at 4℃, and the supernatant was transferred to a new 1.5ml tube. 5M NaCl and the same amount of isopropanol were added, mixed, and allowed to stand at -20°C for 20 minutes. After that, washing was performed in the same manner as described above, and the pellet was dissolved in 50 µl of 1xTE to complete DNA extraction. The quality of DNA was confirmed using an electrophoresis and spectrophotometer (Spectrophotometer; DS-11, 28 DeNovix, USA), and quantification was measured using a fluorescence photometer (flourometer; Qubit ® 2.0, Invitrogen, USA).

2.2. 모 부본의 리시퀀싱(Resequencing)2.2. Resequencing of the parent copy

본 실험에서 사용된 모본 DwfHS4450와 부본 HS4450의 염기서열 분석을 위하여 각 모 부본의 리시퀀싱을 진행하였다. 이를 위해 먼저 각 모 부본의 DNA를 50㎍씩 준비한 후, 전술한 DNA 품질 확인 방법에 따라 NGS(Next-Generation Sequencing) 등급의 DNA인 것을 확인하였다. 이후 HiSeq-4000 시스템(illumina, 미국)을 이용하여 150bp의 리드 길이(Read length) 기준으로 페어드-엔드 시퀀싱(paired-end sequencing)을 진행하였다. 이후 시퀀싱을 통하여 얻은 서열의 FASTQ 데이터를 토대로 만들어진 서열의 필터링을 진행하였고, 2013년도에 발표된 수박 참조 게놈(Reference genome) 서열에 정렬(alignment)하여 분석하였으며, 콘티그(contig)와 스캐폴드(scaffold)를 작성하고 두 모 부본의 SNP 변수(variant)를 확인하였다.Resequencing of each parental copy was performed to analyze the base sequence of the parental DwfHS4450 and the auxiliary HS4450 used in this experiment. To this end, 50 µg of each parental DNA was first prepared, and then it was confirmed that the DNA was of Next-Generation Sequencing (NGS) according to the above-described DNA quality check method. Thereafter, paired-end sequencing was performed using a HiSeq-4000 system (illumina, USA) based on a read length of 150 bp. Subsequently, filtering of the sequence created based on the FASTQ data of the sequence obtained through sequencing was performed, and the alignment was analyzed with the watermelon reference genome sequence published in 2013, and contig and scaffold ( scaffold) was prepared and the SNP variable of the two parent copies was identified.

2.3. BSA를 위한 시퀀싱 라이브러리(Sequencing library) 제작2.3. Sequencing library production for BSA

NGS를 이용한 BSA(Bulked Segregant Analysis)는 목적하는 표현형의 분리가 나타나는 집단에서 양극단 표현형을 보이는 개체를 선발하고, 선발한 개체의 DNA를 추출한 후 같은 표현형을 보이는 개체별로 DNA를 풀링(pooling) 한다. 이렇게 풀링된 DNA를 각각의 DNA 벌크(bulk)라 하고, 이를 시퀀싱하여 SNP의 차이를 분석하는 방법이다. 두 벌크는 서로 다른 표현형과 유전자형을 가지고 있기 때문에 분리집단에서 선발된 개체의 표현형과 유전자형을 비교·분석하여 목적형질의 유전자 좌를 찾을 수 있다.In BSA (Bulked Segregant Analysis) using NGS, individuals with bipolar phenotypes are selected from the group in which the desired phenotype is separated, DNA of the selected individuals is extracted, and then DNA is pooled for each individual with the same phenotype. This is a method of analyzing the difference of SNPs by sequencing the pooled DNA as each DNA bulk. Since the two bulks have different phenotypes and genotypes, the locus of the target trait can be found by comparing and analyzing the phenotype and genotype of individuals selected from the isolated group.

이에 따라, 본 발명자들은 BSA 분석을 위하여 F2 분리집단에서 왜성 표현형을 나타내는 개체와 정상 표현형을 나타내는 개체를 각각 20개체씩 선발하여 DNA를 추출하였다. 그 후 각 표현형별 DNA 풀링을 진행하였는데, 왜성 표현형의 DNA를 풀링한 것을 D-벌크, 정상 표현형의 DNA를 풀링한 것을 W-벌크라고 명명하였다. DNA 풀링은 개체별로 동량의 DNA가 사용되었으며 추출된 DNA를 20ng/㎕로 희석한 뒤 개체별로 175ng의 DNA를 사용하였고, 각 벌크 별 3.5㎍의 DNA를 시퀀싱하였다.Accordingly, the present inventors selected 20 individuals each having a dwarf phenotype and a normal phenotype from the F 2 isolated group for BSA analysis and extracted DNA. After that, DNA pooling for each phenotype was performed. The pooled DNA of the dwarf phenotype was named D-bulk, and the pooled DNA of the normal phenotype was named W-bulk. For DNA pooling, the same amount of DNA was used for each individual, and 175ng of DNA was used for each individual after the extracted DNA was diluted to 20ng/µl, and 3.5µg of DNA for each bulk was sequenced.

각 벌크의 리시퀀싱은 HiSeq-2500 시스템(illumina, 미국)을 이용하여 리드 길이 101bp, 페어드-엔드 시퀀싱으로 진행되었으며, 이를 통하여 만들어진 리드(read)들은 상기의 모 부본과 같은 방법으로 분석한 뒤 VCF(Variant Calling Format)를 작성하였다. 이를 이용하여 F2 분리집단의 SNPs를 탐색하고 후보 유전자 좌를 결정하였다.Resequencing of each bulk was performed with a read length of 101 bp and paired-end sequencing using the HiSeq-2500 system (illumina, USA), and the reads made through this were analyzed in the same manner as the parent copy. VCF (Variant Calling Format) was written. Using this, SNPs of the F 2 isolated group were searched and candidate loci were determined.

모 부본 시퀀싱 결과, 모본은 약 15Gbp, 부본은 약 13Gbp의 데이터가 생산되었고, BSA 벌크의 시퀀싱 결과 W-벌크에서 약 17Gbp, D-벌크에서 약 18Gbp의 시퀀싱 데이터가 제작되었다. 모 부본 및 제작한 두 개의 BSA 벌크의 시퀀싱 결과를 이용하여 후보 유전자좌를 탐색하였다. 각각 왜성 표현형을 가진 D-벌크와 정상 표현형을 가진 W-벌크는 시퀀싱 후 정렬(alignment)된 리드(read) 데이터를 이용하여 ΔSNP-인덱스 분석을 진행하였다.As a result of sequencing the parent copy, the data of about 15 Gbp for the parent and about 13 Gbp for the parent were produced, and as a result of sequencing for the BSA bulk, about 17 Gbp for the W-bulk and about 18 Gbp for the D-bulk were produced. Candidate loci were searched using the sequencing results of the parent copy and the prepared two BSA bulks. D-bulk with dwarf phenotype and W-bulk with normal phenotype, respectively, were subjected to ΔSNP-index analysis using read data aligned after sequencing.

2.4. ΔSNP-인덱스(index) 비교를 통한 후보 유전자좌 탐색2.4. Search for candidate loci through ΔSNP-index comparison

BSA를 위한 벌크의 시퀀싱을 진행한 후, 각 벌크의 SNP index를 통하여 후보 유전자좌를 결정하였다. SNP-인덱스(index)란 벌크의 시퀀싱을 통하여 도출된 정렬(align)된 리드(read)의 개수에서 SNP가 발견된 대체 서열(alternative sequence)을 가진 리드의 비율을 말하는데, 이는 참조 서열(reference sequence)에 정렬된 SNP를 가진 리드의 개수에서 전체 정렬된 리드의 개수를 나누어 계산하였다. 상기 SNP-인덱스를 이용하여 두 벌크의 SNP-인덱스 값의 차를 구함으로써 후보 유전자 좌를 결정하였다. 이를 ΔSNP-인덱스라고 하며, 정상 표현형 W-벌크의 SNP-인덱스에서 왜성 표현형 D-벌크의 인덱스의 차를 이용하여 도출하였다. 즉, 목적하는 형질인 왜성 형질과 연관된 SNP의 경우 D-벌크의 SNP는 참조 서열과는 다른 대체 서열을 가지고 있지 때문에 인덱스 값이 커져 1에 가까워지고, W-벌크의 경우 참조서열과 같은 서열을 가지고 있기 때문에 SNP-인덱스 값이 작아진다. 따라서, ΔSNP-인덱스 값을 도출하여 해당 값이 -1에 수렴하는 부분을 후보 유전자좌로 선정하였다(도 4).After performing bulk sequencing for BSA, candidate loci were determined through the SNP index of each bulk. The SNP-index refers to the ratio of reads with an alternative sequence in which SNP was found in the number of aligned reads derived through bulk sequencing, which is a reference sequence ) Was calculated by dividing the total number of aligned reads by the number of reads with SNPs aligned in ). Candidate loci were determined by calculating the difference between the SNP-index values of the two bulks using the SNP-index. This is referred to as ΔSNP-index, and was derived using the difference in the index of the dwarf phenotype D-bulk from the SNP-index of the normal phenotype W-bulk. That is, in the case of the SNP associated with the dwarf trait, the desired trait, the SNP of the D-bulk does not have an alternative sequence different from the reference sequence, so the index value increases and approaches 1, and in the case of W-bulk, the same sequence as the reference sequence is Because it has, the SNP-index value decreases. Therefore, a ΔSNP-index value was derived, and a portion where the value converged to -1 was selected as a candidate locus (FIG. 4).

그 결과 도 4에 나타난 바와 같이, 후보 유전자좌를 나타내는 ΔSNP-인덱스 값이 0.6~0.7 정도로 도출되었는데, 이는 표현형 검정결과 정상 부본과 F1이 같은 표현형을 보였기 때문에 F2 분리집단에서 W-벌크를 제작할 때 이형접합(heterozygous)의 개체가 선택되어 결과가 과소평가 된 것으로 보인다. 또한, 분리집단에서의 분석 결과이기 때문에 ΔSNP-인덱스 값이 -1과 가까운 지역이라도 SNP가 밀집하지 않은 부분은 후보 유전자좌에서 제외하였다.As a result, as shown in Figure 4, the ΔSNP-index value representing the candidate locus was derived to be about 0.6 to 0.7. This is because the phenotype test result showed the same phenotype as the normal copy and F 1 , so that the W-bulk could be produced in the F 2 isolated group. When heterozygous individuals were selected, the results seem to be underestimated. In addition, because it is the result of the analysis in the isolated group, even if the ΔSNP-index value is close to -1, the part where the SNP is not concentrated was excluded from the candidate locus.

본 발명자들은 또한 BSA 방법을 통하여 도출되는 SNPs의 인덱스 값을 이용하여 목적 형질인 왜성 형질과 연관된 후보 유전자좌를 선정하였다. 이를 위해, 먼저 GATK(Genome Analysis Toolkit)를 이용하여 SNPs를 불러오고, QTLseqr 도구를 이용해 수박 염색체 상의 SNPs를 윈도우 상에 나타내어 유전체내의 SNP의 분포도를 확인하였다(도 5). 그 후, 후보 유전자좌를 찾기 위해 SNP-인덱스 값을 이용하여 P-value 0.01과 0.05에 따라 그래프화하여 나타내었다(도 6). 또한 유전체 내에서의 SNPs와 표현형의 상관관계를 나타내기 위하여 회기분석을 이용하여 G'-값(value)을 도출하여 임계값(Threshold) 5.8에서 후보 유전자좌를 도출하였고(도 7), -log10(P-value) 임계값 12.6에서 후보 유전자좌를 확인하였다(도 8). The present inventors also selected candidate loci associated with the dwarf trait, the target trait, using the index values of SNPs derived through the BSA method. To this end, SNPs were first loaded using GATK (Genome Analysis Toolkit), and the SNPs on the watermelon chromosome were displayed on a window using the QTLseqr tool to confirm the distribution of SNPs in the genome (Fig. 5). Thereafter, in order to find a candidate locus, the SNP-index value was used and graphed according to P-values of 0.01 and 0.05 (FIG. 6). In addition, in order to show the correlation between SNPs and phenotype in the genome, a G'-value was derived using regression analysis, and candidate loci were derived at a threshold of 5.8 (Fig. 7), -log 10 A candidate locus was confirmed at a (P-value) threshold of 12.6 (Fig. 8).

ΔSNP-index 분석 결과 수박 왜성 형질의 후보 유전자좌는 수박 염색체 9번의 1.7Mbp~2.0Mbp 사이와 5.6Mbp~6.2Mbp 사이, 그리고 염색체 10번의 1.2Mbp~1.4Mbp 사이로 확인되었다. 하지만 수박 분리집단의 표현형 검정 결과 수박 왜성 유전자는 단일 유전자에 의하여 유전되므로 최종적으로 임계값을 높게 뛰어넘은 9번 염색체의 1.7Mbp~2.0Mbp 사이와 5.6Mbp~6.2Mbp 사이의 두 지역을 후보 유전자좌로 선택하였다. 이후, 후보 유전자좌의 최종 선택을 위해 HRM 기법을 이용하여 F2 분리집단에서 HRM 분석을 수행하였다.As a result of ΔSNP-index analysis, candidate loci for watermelon dwarf traits were identified as between 1.7Mbp and 2.0Mbp of watermelon chromosome 9 and between 5.6Mbp and 6.2Mbp, and between 1.2Mbp and 1.4Mbp of chromosome 10. However, as a result of the phenotypic test of the watermelon isolate, the watermelon dwarf gene is inherited by a single gene, so the two regions between 1.7Mbp and 2.0Mbp and 5.6Mbp to 6.2Mbp of chromosome 9, which exceeded the critical value, were ultimately selected as candidate loci. I chose. Thereafter, HRM analysis was performed in the F 2 isolated group using the HRM technique for final selection of candidate loci.

실시예 3: HRM(High-resolution melting) 분석을 통한 왜성 형질 연관 유전자 마커 개발Example 3: Development of a dwarf trait-related gene marker through HRM (High-resolution melting)

본 발명자들은 상기 실시예 2를 통하여 두 개의 후보 유전자좌를 선정하였으며, 수박 왜성 연관 단일 염기서열 변이 기반 연관 마커의 제작을 위해 HRM(High-resolution melting) 프라미어를 제작하여 실험을 진행하였다. 각각의 프라이머 서열은 아래 표 2에 나타내었다. 하기 표 2를 포함한 본 명세서에서 사용된 용어 "지역"이란, 수박의 9번 염색체 상에서 표기된 숫자에 해당하는 곳에 위치한 염기를 의미하여, 서열번호 1, 2 및 7 내지 14는 해당 지역의 SNP를 포함하는 1001bp 길이의 염기서열을 표시한다.The present inventors selected two candidate loci through Example 2, and conducted an experiment by constructing a high-resolution melting (HRM) primer for the production of a marker based on a single nucleotide sequence mutation associated with a watermelon dwarf. Each primer sequence is shown in Table 2 below. The term "region" used in the specification including Table 2 below means a base located at a location corresponding to the number indicated on chromosome 9 of watermelon, and SEQ ID NOs: 1, 2, and 7 to 14 include SNPs of the corresponding region The nucleotide sequence of 1001 bp in length is indicated.

Figure 112019095555474-pat00001
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BSA-시퀀싱을 통해 얻은 결과를 확인하여 후보 지역을 선정하고, 이의 HRM 프라이머를 제작하였으며, 실험은 LightCycler® 96 시스템(Roche Life Science, 미국)을 이용하여 진행하였다. 각 샘플 당 사용한 HRM 시약은 다음과 같다: 분석 샘플의 지노믹(genomic) DNA 2ng(1ng/㎕, 2㎕), 2X HRM 마스터 믹스 5㎕, 5pmole 정방향 프라이머 1㎕, 5pmole 역방향 프라이머 1㎕, 25mM MgCl2 1.2㎕(Roche Life Science, 미국), 뉴클레아제-프리 워터(Nuclease-free water; Noble bio, 대한민국)을 총 부피 10㎕가 되도록 첨가. PCR 조건은 95℃에서 10분 동안 변성(denaturation)을 진행하고 95℃에서 10초, 60℃에서 15초, 72℃에서 15초를 한 사이클(cycle)로 하여 45 사이클을 진행하였다. PCR 종료 후에는 PCR 생성물의 융해 곡선(Melting curve)을 그리기 위하여 초당 4.4℃씩 온도를 증가시키고, 다시 초당 2.2℃씩 온도를 감소시켜 융해 곡선을 완성하였다. HRM 분석은 LightCycler® 96 응용 소프트웨어(Roche Life Science, 미국)를 이용하여 분석하였다.By confirming the results obtained through BSA-sequencing, candidate regions were selected, and HRM primers were prepared, and the experiment was conducted using a LightCycler ® 96 system (Roche Life Science, USA). The HRM reagents used for each sample are as follows: 2 ng (1 ng/µl, 2 µl) of genomic DNA of the analysis sample, 5 µl of 2X HRM master mix, 1 µl of 5pmole forward primer, 1 µl of 5pmole reverse primer, 25 mM MgCl 2 1.2 µl (Roche Life Science, USA), nuclease-free water (Noble bio, Korea) was added to a total volume of 10 µl. PCR conditions were denatured at 95°C for 10 minutes, followed by 45 cycles with 10 seconds at 95°C, 15 seconds at 60°C, and 15 seconds at 72°C. After the completion of PCR, the temperature was increased by 4.4°C per second to draw the melting curve of the PCR product, and the temperature was decreased by 2.2°C per second to complete the melting curve. HRM analysis was performed using LightCycler ® 96 application software (Roche Life Science, USA).

HRM 분석은 앞서 찾은 수박의 9번 염색체의 후보 유전자좌 1.7Mbp~2.0Mbp 및 5.8Mbp~6.2Mbp 지역을 분석하였다(도 9). 먼저 후보 유전자좌의 선정을 위해 F2 분리집단 106개체를 이용하여 9번 염색체 상의 1,805,434 지역, 5,819,222 지역, 및 6,180,850 지역 SNPs의 표현형과 예상되는 유전자형의 일치 여부를 분석하였다. 그 결과, 1,805,434 지역에서는 106개의 개체 중 2개의 불일치(discrepancy)가, 그리고 5,819,222 지역 및 6,180,850 지역에서는 각각 46개의 불일치가 나타났다. 따라서 최종적으로 수박 왜성 형질의 유전자좌는 1.7Mbp~2.0Mbp으로 선정하였다. 그 후 유전자좌의 자리를 좁히고 최근접 HRM 마커를 제작하기 위해 1,805,434~1,897,481 지역에서 상기 표 2에 나타낸 7개의 HRM 프라이머를 추가 제작하여 162개의 F2 분리집단에서 HRM 분석을 진행하였다.HRM analysis analyzed the candidate locus 1.7Mbp~2.0Mbp and 5.8Mbp~6.2Mbp of chromosome 9 of watermelon (Fig. 9). First, for the selection of candidate loci, the phenotypes of the 1,805,434, 5,819,222, and 6,180,850 regions SNPs on chromosome 9 were analyzed using 106 F 2 isolates. As a result, there were 2 discrepancy out of 106 individuals in 1,805,434 areas, and 46 discrepancies in 5,819,222 and 6,180,850 areas respectively. Therefore, finally, the locus of the watermelon dwarf trait was selected from 1.7Mbp to 2.0Mbp. Thereafter, in order to narrow the locus and produce the nearest HRM marker, 7 HRM primers shown in Table 2 were additionally prepared in the 1,805,434 to 1,897,481 regions, and HRM analysis was performed in 162 F 2 isolated groups.

상기 7개의 프라이머(Cla-186, 359, 655, 994, 167, 997, 및 481)를 이용한 HRM 분석 결과 9번 염색체 상의 1,866,655 지역과 1,872,994 지역에 위치하는 SNP를 증폭하는 Cla-655, 및 Cla-994 HRM 프라이머가 F2 분리집단 162개체 모두 표현형과 유전자형이 100% 일치하는 결과를 보였다(표 3 및 표 4). 특히 상기 SNP 마커는 약 99.4%의 일치도를 보여 매우 높은 정확도로 수박 왜성 개체를 판별할 수 있는 1,827,186 지역 및 1,857,359 지역의 SNP와 비교하여, 더 더욱 높은 정확도로 완벽하게 수박 왜성 개체를 판별할 수 있다는 점에 기술적 의의가 있다고 사료된다.As a result of HRM analysis using the seven primers (Cla-186, 359, 655, 994, 167, 997, and 481), Cla-655, and Cla- that amplify SNPs located in the 1,866,655 and 1,872,994 regions on chromosome 9 All 162 individuals of the F 2 isolated group of 994 HRM primers showed 100% matching of phenotype and genotype (Table 3 and Table 4). In particular, the SNP marker showed a degree of concordance of about 99.4%, and compared with the SNPs in the 1,827,186 and 1,857,359 areas, which can identify watermelon dwarf individuals with very high accuracy, it is possible to completely discriminate watermelon dwarf individuals with higher accuracy. It is believed that the point has technical significance.

프라이머primer 지역area SNPSNP 불일치 개수/개체수Number of mismatches/number of objects Cla-434Cla-434 1,805,4341,805,434 G→CG→C 6/1626/162 Cla-186Cla-186 1,827,1861,827,186 A→CA→C 1/1621/162 Cla-359Cla-359 1,857,3591,857,359 C→AC→A 1/1621/162 Cla-655Cla-655 1,866,6551,866,655 A→CA→C 0/1620/162 Cla-994Cla-994 1,872,9941,872,994 G→TG→T 0/1620/162 Cla-167Cla-167 1,879,1671,879,167 TG→Inserted ATG→Inserted A 1/1621/162 Cla-997Cla-997 1,887,9971,887,997 T→GT→G 2/1622/162 Cla-481Cla-481 1,897,4811,897,481 G→TG→T 2/1622/162 Cla-222Cla-222 5,819,2225,819,222 G→AG→A 46/16246/162 Cla-850Cla-850 6,180,8506,180,850 C→AC→A 46/16246/162

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* D/D=정상, D/d=준(semi)-왜성 또는 정상, d/d=왜성* D/D=normal, D/d=semi-dwarf or normal, d/d=dwarf

실시예 4: 왜성 형질 연관 유전자의 확인Example 4: Identification of dwarf trait-associated gene

상기 실시예 3의 HRM 분석 결과와 CuGenDB(Cucurbit Genomics Database)를 확인하여 지베렐린(Gibberellin, 이하 "GAs"라 함) 생합성과 연관된 2개의 후보 유전자를 찾을 수 있었다. 상기 HRM 분석 결과 불일치(discrepancy)가 0에서 발견된 유전자는 Cla015405, 및 Cla015406 이었고, 이들은 모두 2-옥소글루타레이드-디펜던트 디옥시제네이스(2-oxoglutarate-dependent dioxygenase, 이하 "2-OGD")를 암호화하고 있는 유전자로서 같은 기능을 가진 유전자임을 확인하였다. 또한 Cla015405Cla015406의 상동성(homology) 탐색을 통해 두 유전자의 염기서열 유사성을 확인한 결과 85.7%의 서열 유사성을 갖는 동족체(homolog)임을 확인할 수 있었다.The HRM analysis result of Example 3 and CuGenDB (Cucurbit Genomics Database) were checked to find two candidate genes associated with Gibberellin (hereinafter referred to as “GAs”) biosynthesis. As a result of the HRM analysis, the genes found to have a discrepancy of 0 were Cla015405 and Cla015406 , and these were all 2-oxoglutarate-dependent dioxygenase, hereinafter “2-OGD” ), and it was confirmed that the gene has the same function. In addition, as a result of confirming the nucleotide sequence similarity of the two genes through homology search of Cla015405 and Cla015406 , it was confirmed that they are homologs having 85.7% sequence similarity.

2OGD의 상과(superfamily)는 식물 유전체에서 두 번째로 큰 효소 군으로서 각 과(family)의 구성체들은 식물체 내에서 다양한 산소화/수산화 반응에 관여한다고 알려져 있다. 이러한 2OGD의 상과는 계통학적 또는 아미노산 서열의 유사성에 따라 분류되는데, 이중 GAs의 생합성에 관여하는 2OGD는 유관속 식물에서 보존되어 있고, 플라보노이드(flavonoid)와 에틸렌의 생합성에 관여하는 2OGD는 나자식물과 피자식물에서 보존되어 있다. 또한 GAs와 플라보노이드의 생합성에 관여하는 2OGD는 농업적 중요성 때문에 가장 광범위하게 연구되고 있다. 2OGD의 상과는 아미노산 서열의 유사성에 따라 DOXA, DOXB, 및 DOXC 그룹으로 나뉘는데, 이중 GAs의 생합성과 관련된 유전자는 DOXC 그룹으로 각각 DOXC3에서 GA3ox(Gibberellin 3-oxidase)가, DOXC7에서 GA20ox(Gibberellin 20-oxidase)가, DOXC12에서 GA2ox(Gibberellin 2-oxidase)가 발견되었다. 이는 GAs의 생합성 경로에 관여하는 단백질이 유관속 식물의 2OGD의 동원체(ortholog) 내에서 보존되었다고 할 수 있다. GA3ox는 GAs의 생합성 과정 중 GA9와 GA20의 수산화반응(hydroxylation)을 촉매하여 식물체 내의 활성 GAs인 GA4와 GA1를 합성하는 효소로 이용되고, GA20ox는 GA12와 GA24의 수산화반응과 탈탄산화반응(decarboxylation)을 촉매하여 GA9의 합성을 촉매하는 기능을 갖는다고 알려져 있다. 그리고 GA2ox는 생리활성(bioactive)을 나타내는 GAs인 GA1과 GA5의 수산화반응을 촉매하여 비활성(inactive) 상태의 GAs인 GA5와 GA34의 합성을 촉매하는 기능을 한다고 알려져 있다. 따라서 GAs 생합성과 연관된 2OGD가 수박의 왜성과 연관된 유전자일 것이라고 예상하였다.The 2OGD superfamily is the second largest group of enzymes in the plant genome, and each family member is known to be involved in various oxygenation/hydroxylation reactions in the plant. The 2OGD superfamily is classified according to the phylogenetic or amino acid sequence similarity, of which 2OGD, which is involved in the biosynthesis of GAs, is preserved in the vascular genus, and 2OGD, which is involved in the biosynthesis of flavonoids and ethylene, is classified with the naja plant. Preserved in pizza plants. In addition, 2OGD, which is involved in the biosynthesis of GAs and flavonoids, has been studied most extensively because of its agricultural significance. The superfamily of 2OGD is divided into DOXA, DOXB, and DOXC groups according to the similarity of the amino acid sequence. Of these, the genes involved in the biosynthesis of GAs are the DOXC group, respectively, from DOXC3 to GA3ox (Gibberellin 3-oxidase), and DOXC7 to GA20ox (Gibberellin 20). -oxidase), GA2ox (Gibberellin 2-oxidase) was found in DOXC12. It can be said that proteins involved in the biosynthetic pathway of GAs are conserved in the ortholog of 2OGD of vascular plants. GA3ox is used as an enzyme that catalyzes the hydroxylation of GA 9 and GA 20 during the biosynthesis of GAs to synthesize GA 4 and GA 1 , which are active GAs in plants. GA20ox is used as an enzyme that synthesizes GA 12 and GA 24 . It is known to have a function of catalyzing the synthesis of GA 9 by catalyzing decarboxylation. In addition, it is known that GA2ox catalyzes the hydroxylation of GA 1 and GA 5 , which are bioactive GAs, and catalyzes the synthesis of GA 5 and GA 34 , which are inactive GAs. Therefore, we predicted that 2OGD, which is associated with GAs biosynthesis, might be a gene associated with watermelon dwarfism.

실시예 5: 최종 선정된 SNP 마커를 포함하는 유전자의 발현량 분석 및 기능 탐색Example 5: Analysis of the expression level and function of the gene containing the final selected SNP marker

5.1. Real-time PCR을 위한 RNA 추출 및 cDNA 합성5.1. RNA extraction and cDNA synthesis for real-time PCR

2OGD는 상기 실시예 4에서 서술한 바와 같이 식물체 내에서 생리활성(bioactive)을 나타내는 GAs를 생합성하는 데 중요한 역할을 하는 유전자인 GA20ox 또는 GA3ox이거나, 생리활성을 나타내는 GAs를 비활성 상태로 바꾸어주는 GA2ox일 것이므로, 왜성 표현형이 관찰되는 수박 계통의 GAs를 생합성 하는 경로에서 발현되는 유전자가 비정상적으로 발현됨으로써 표현형이 변화하였을 것이라고 예상하였다. 이에 Cla015405 유전자와 Cla015406 유전자 별로 각각 2가지의 프라이머를 제작하여 모 부본의 유전자 발현 분석을 진행하였다.2OGD is GA2ox one converts the GAs represents a physiologically active (bioactive) gene GA20ox or GA3ox or physiological activity of a significant role in the biosynthesis of GAs representing in plants As described in Example 4 in an inactive state Therefore, it was predicted that the phenotype would have changed due to abnormal expression of the gene expressed in the pathway for biosynthesizing GAs of the watermelon line where the dwarf phenotype was observed. Accordingly, two primers were prepared for each of the Cla015405 gene and the Cla015406 gene to analyze the gene expression of the parent copy.

유전자의 발현량 분석 및 기능을 탐색을 위해 모 부본의 표현형이 비교 가능한 본엽 4매 단계에서 80mg 신초 1매를 선정하여 개체 3 반복으로 RNA 샘플링(Sampling)을 수행하였다. GA3 생합성은 세포 분열이 활발하게 일어나는 신초와 생장점 및 뿌리의 정단 분열조직에서 많이 일어난다고 알려져 있기 때문에 상기 유전자의 발현량 확인은 신초 부위에서 RNA를 추출하여 진행하였다.In order to analyze the expression level of the gene and search for its function, RNA sampling was performed with 3 repetitions of 80 mg shoots by selecting one 80 mg shoot at the step of 4 main leaves where the phenotype of the parental copy can be compared. Since GA 3 biosynthesis is known to occur a lot in shoots, growth points, and apical meristems of roots where cell division occurs actively, the expression level of the gene was confirmed by extracting RNA from the shoot site.

Real-time PCR을 위한 RNA 추출은 공지된 TRIzol 방법을 일부 변형한 프로토콜(protocol)로 추출하였다. RNA를 추출하기 위해 식물체 잎 80mg을 2ml 튜브에 준비하고, 스트라이커를 이용하여 상기 잎을 곱게 마쇄하였다. 마쇄 후 Trizol(Molecular Research Center, 미국) 버퍼 900㎕를 첨가하여 주고, 버퍼와 마쇄된 잎 샘플을 반응시켜 준 뒤, 이를 13000rpm으로 3분간 원심분리하였다. 그 후 상등액을 새로운 2ml 튜브에 옮기고 300㎕의 클로로포름(chloroform)을 첨가하여 15초간 볼텍싱(vortexing)하고 4℃에서 13000rpm으로 15분간 원심분리 하여주었다. 상등액을 다시 새로운 1.5ml 튜브에 옮긴 뒤 상등액에 동량에 해당하는 PCI(phenol : chloroform : isoamylalcohol = 25 : 24 : 1, v/v/v) 페놀(pH 4.3; Sigma, 미국)을 첨가하여 15초간 볼텍싱한 후 13000rpm으로 15분간 원심분리하였다. 그 후 상등액을 새로운 1.5ml 튜브에 옮긴 뒤 상등액에 동량에 해당하는 CI(chloroform : isoamylalcohol = 24 : 1, v/v)를 첨가하여 15초간 볼텍싱 후 13000rpm으로 15분간 원심분리하였다. 다시 상등액을 새로운 1.5ml 튜브에 옮기고 동량의 아이소프로판올(isopropanol; Merck, 독일)을 첨가하여 10분간 -20℃에서 정치하여 주고, 13000rpm에서 10분간 원심분리하여주었다. 이후 75% 에탄올(ethanol)을 이용하여 13000rpm에서 10분간 두 번 세척한 후 뉴클레아제-프리 워터(nuclease-free water; Noble bio, 대한민국) 50㎕를 이용하여 펠릿을 녹여주었다. 그 후 추출한 RNA에 섞여 있는 DNA를 제거해 주기 위해 Dnase1 키트(Roche Life Science, 미국)를 이용하여 추출된 DNA를 제거하였다. RNA의 순도 및 정량은 분광 광도계(DS-11, 28 DeNovix, 미국)를 이용하여 측정하였다.RNA extraction for real-time PCR was extracted with a protocol partially modified from the known TRIzol method. To extract RNA, 80 mg of plant leaves were prepared in a 2 ml tube, and the leaves were finely ground using a striker. After grinding, 900 µl of Trizol (Molecular Research Center, USA) buffer was added, and the buffer was reacted with the ground leaf sample, followed by centrifugation at 13000 rpm for 3 minutes. Then, the supernatant was transferred to a new 2ml tube, 300µl of chloroform was added, vortexed for 15 seconds, and centrifuged for 15 minutes at 13000rpm at 4°C. Transfer the supernatant to a new 1.5ml tube, and add the same amount of PCI (phenol: chloroform: isoamylalcohol = 25: 24: 1, v/v/v) phenol (pH 4.3; Sigma, USA) to the supernatant for 15 seconds. After vortexing, it was centrifuged for 15 minutes at 13000 rpm. Thereafter, the supernatant was transferred to a new 1.5 ml tube, and the same amount of CI (chloroform: isoamylalcohol = 24:1, v/v) was added to the supernatant, vortexed for 15 seconds, and then centrifuged at 13000 rpm for 15 minutes. Again, the supernatant was transferred to a new 1.5 ml tube, and the same amount of isopropanol (Merck, Germany) was added, allowed to stand at -20°C for 10 minutes, and centrifuged at 13000 rpm for 10 minutes. After washing twice for 10 minutes at 13000 rpm using 75% ethanol (ethanol), the pellet was dissolved using 50 µl of nuclease-free water (Noble bio, Republic of Korea). After that, the extracted DNA was removed using a Dnase1 kit (Roche Life Science, USA) to remove the DNA mixed with the extracted RNA. The purity and quantification of RNA was measured using a spectrophotometer (DS-11, 28 DeNovix, USA).

Real-time PCR을 위한 cDNA 합성은 cDNA 합성 키트를 이용하여 수행하였다(Roche Life Science, 독일). 1㎍ RNA(500ng/㎕, 2㎕), Anchored-oligo(dT)18 프라이머(50pmole) 1㎕에 뉴클레아제-프리 워터(nuclease-free water)를 총 부피 13㎕가 되도록 첨가하여 65℃에서 10분간 프라이머 결합(annealing)을 진행시키고, 5X 트랜스크립터 역전사 효소(Transcriptor Reverse Transcriptase) 반응 버퍼 4㎕, 40U/㎕ 프로텍터 리보뉴클레아제 억제제(Protector RNase Inhibitor) 1㎕, 10mM 디옥시뉴클레오타이드 믹스 각각 2㎕, 20U/㎕ 트랜스크립터 역전사 효소(Transcriptor Reverse Transcriptase) 0.5㎕를 첨가하여 50℃에서 60분간 cDNA를 합성하였다. 이후 85℃에서 5분간 효소를 불활성화시켜 cDNA 합성을 완료한 뒤 -20℃에 보관하였다.CDNA synthesis for real-time PCR was performed using a cDNA synthesis kit (Roche Life Science, Germany). Nuclease-free water was added to 1 µl of 1µg RNA (500ng/µl, 2µl) and Anchored-oligo(dT)18 primer (50pmole) to a total volume of 13µl at 65℃. Primer annealing for 10 minutes, 5X Transcriptor Reverse Transcriptase reaction buffer 4 µl, 40 U/µl Protector RNase Inhibitor 1 µl, 10 mM deoxynucleotide mix, respectively 2 Μl, 20U/µl, 0.5µl of Transcriptor Reverse Transcriptase was added to synthesize cDNA at 50°C for 60 minutes. Thereafter, the enzyme was inactivated at 85°C for 5 minutes to complete cDNA synthesis and then stored at -20°C.

5.2. real-time PCR(rt-PCR)을 통한 유전자의 발현량 분석5.2. Analysis of gene expression level through real-time PCR (rt-PCR)

합성한 cDNA를 이용하여 후보 유전자별 프라이머를 제작하고, real-time PCR을 진행하였다. 사용된 프라이머는 하기 표 5에 나타내었다.Using the synthesized cDNA, primers for each candidate gene were prepared and real-time PCR was performed. The primers used are shown in Table 5 below.

Figure 112019095555474-pat00006
Figure 112019095555474-pat00006

Rt-PCR은 LightCycler® 480 SYBR Green I 마스터 키트를 이용하였으며, 상기 실시예 5.2.에서 합성한 cDNA는 1/32로 희석하여 사용하였다. 보다 구체적으로, 2X 마스터 믹스 10㎕, 5pmole PCR 프라이머 2㎕, 1/32로 희석된 cDNA 4㎕에 증류수(PCR grade)로 총 부피 20㎕가 되도록 하여 PCR을 진행하였다. 실험은 각 개체 별 3 반복과 테크니컬(technical) 2 반복으로 진행하였고, 각 프라이머 NTC(No template control)는 테크니컬 3 반복으로 진행하였다. 유전자의 RT-qPCR 검정은 유전자별로 2 가지의 프라이머를 제작하여 진행하였고, 컴패러티브(comparative) Ct 분석을 위한 참조 유전자는 18s rRNA를 이용하였다. PCR 조건은 95℃에서 10분간 변성(denaturation)을 진행하고 95℃에서 10초, 60℃에서 10초, 72℃에서 10초를 1 사이클로 하여 45 사이클 동안 DNA의 증폭을 진행한 후, PCR 결과의 용융 곡선(melting curve)를 작성하여 결과를 분석하였다. 결과는 LightCycler® 96 응용 소프트웨어(Roche Life Science, 미국)를 이용하여 분석하였고, 2 ΔΔ Ct 값에 따라 분석하여 결과를 확인하였다.Rt-PCR was performed using a LightCycler ® 480 SYBR Green I master kit, and the cDNA synthesized in Example 5.2 was diluted to 1/32 and used. More specifically, PCR was performed by making a total volume of 20 µl with distilled water (PCR grade) in 10 µl of 2X master mix, 2 µl of 5pmole PCR primer, and 4 µl of cDNA diluted with 1/32. The experiment was carried out with 3 repetitions and 2 technical repetitions for each individual, and each primer NTC (No template control) was performed with 3 technical repetitions. The RT-qPCR assay of the gene was carried out by producing two primers for each gene, and 18s rRNA was used as a reference gene for the comparative Ct analysis. PCR conditions were denatured at 95°C for 10 minutes, followed by amplification of DNA for 45 cycles with 1 cycle at 95°C for 10 seconds, 60°C for 10 seconds, and 72°C for 10 seconds. The results were analyzed by creating a melting curve. The results were analyzed using LightCycler ® 96 application software (Roche Life Science, USA), and the results were confirmed by analyzing according to the 2 ΔΔ Ct value.

그 결과 도 10에 나타난 바와 같이, Cla015405의 경우 왜성 계통에서 더 높은 발현량을 보이는 것으로 확인되었으며, Cla015406의 경우 모 부본에서 통계상의 유의미한 발현량 차이가 나타나지 않는 것을 확인하였다(값은 평균±SD이며, student's t-test에서 유의한 차이(P < 0.05)는 '*'로 표시).As a result, as shown in FIG. 10, it was confirmed that Cla015405 showed a higher expression level in the dwarf line, and in the case of Cla015406 , it was confirmed that no statistically significant difference in expression level appeared in the parental copy (value is mean±SD. , Significant differences (P <0.05) in student's t-test are marked with'*').

5.3. 유전자 기능 예측5.3. Gene function prediction

Cla015405, 및 Cla015406 유전자의 기능은 real-time PCR 생성물의 서열을 이용하여 NCBI(National Center for Biotechnology Information) BLASTx를 통해 도메인 탐색을 진행한 결과 및 MEGA6 소프트웨어을 이용한 계통수(phylogenetic tree)를 작성해 유전자의 동원체(ortholog)를 확인하여 유전자의 기능을 예측하였다. Cla015405, and features of Cla015406 gene real-time PCR using a sequence of product NCBI (National Center for Biotechnology Information) the result of proceeding the domain search through BLASTx and centromere of MEGA6 sopeuteuweeoeul gene create a phylogenetic tree (phylogenetic tree) using ( ortholog) to predict gene function.

그 결과 상기 표 5의 Cla-405-2와 Cla-406-1 프라이머의 PCR 생성물에서 GA2ox의 도메인 지역을 발견할 수 있었고(도 11), 해당 지역의 아미노산 서열을 이용하여 애기장대(Arabidopsis thaliana)의 GAs 생합성 유전자(GA20ox, GA3ox, GA2ox)와 계통수를 그려 확인한 결과 2OGD 유전자는 GA2ox와 동원체인 것을 확인할 수 있었다(도 12).As a result, the domain region of GA2ox could be found in the PCR products of the primers Cla-405-2 and Cla-406-1 in Table 5 (Fig. 11), and Arabidopsis thaliana using the amino acid sequence of the region As a result of drawing and confirming the GAs biosynthetic genes (GA20ox, GA3ox, GA2ox) and the phylogenetic tree, it was confirmed that the 2OGD gene was a mobilizer with GA2ox (FIG. 12 ).

이에 따라 해당 유전자는 2OGD의 상과 중 DOXC12로서 식물체 내에서 GA2ox의 기능을 할 것이라고 예상된다. 위 유전자는 생리활성을 나타내는 GAs를 불활성화시키기 때문에 유전자의 과발현을 통해 왜성이 유발될 수 있다. 이는 기존에 다수 보고된 GA20ox가 관여하는 왜성과는 다른 신규한 형태의 왜성 발현 양상이다. 이에 최종적으로 본 발명자들은 왜성 계통의 수박에서 높게 발현되고 정상 계통의 수박에서 낮게 발현하는 유전자 Cla015405에 의해 수박에서 왜성이 나타남을 확인하였다. Accordingly, the gene is expected to function as GA2ox in plants as DOXC12 of the 2OGD superfamily. Since the above gene inactivates GAs, which exhibit physiological activity, dwarfism can be induced through overexpression of the gene. This is a new form of dwarfism that is different from the previously reported dwarf stars involving GA20ox. Accordingly, the present inventors confirmed that dwarf stars appear in watermelons by the gene Cla015405 , which is highly expressed in watermelons of the dwarf line and low in watermelons of the normal lineage.

실시예 6: 최종 선정된 유전자의 SNP 변이(variant) 탐색Example 6: SNP variant search of the final selected gene

본 발명자들은 Cla015405의 유전자 서열 변이 및 아미노산 서열의 변이를 정확하게 확인하기 위해 생거 시퀀싱(Sanger sequencing)을 수행하였다. 시퀀싱은 상기 유전자를 표적으로 한 프라이머를 이용하여 상기 유전자의 5' 지역에 BamHI 인식 부위(recognition site)를, 3' 지역에 EcoRI 인식 부위를 삽입하여 PCR을 진행하였다. 상기 프라이머 서열은 아래 표 6에 나타내었다.The present inventors performed Sanger sequencing to accurately identify mutations in the gene sequence and amino acid sequence of Cla015405 . For sequencing, PCR was performed by inserting a BamH I recognition site in the 5'region of the gene and an EcoR I recognition site in the 3'region using a primer targeting the gene. The primer sequences are shown in Table 6 below.

유전자명Gene name 프라이머primer 서열order 길이Length 유전자 크기Gene size 생성물 크기Product size Cla015405Cla015405 Cla405san-F
(서열번호 41)
Cla405san-F
(SEQ ID NO: 41)
ATTGGATCCAAGCCATGATAGCCATCAAATATTGGATCCAAGCCATGATAGCCATCAAAT 3030 21322132 22002200
Cla405san-R
(서열번호 42)
Cla405san-R
(SEQ ID NO: 42)
ATTGAATTCTGTTGATTCAAAGGCCACAAATTGAATTCTGTTGATTCAAAGGCCACAA 2929

PCR은 GXL taq(TaKaRa, 일본)을 이용하였고, 각 샘플 당 시약은 다음과 같다: 각 모본과 부본의 유전체(genomic) DNA 5ng(1ng/㎕, 5㎕), 5X PCR 버퍼 10㎕, 5pmole 전방향 프라이머 1㎕, 5pmole 역방향 1㎕, 및 dNTP(각 2.5mM) 4㎕(TaKaRa, 일본)에 뉴클레아제-프리 워터(nuclease-free water; Noble bio, 대한민국)로 최종 부피 50㎕가 되도록 하였다. PCR 조건은 95℃에서 1분간 변성(denaturation)을 진행하고, 98℃에서 10초, 55℃에서 15초, 68℃에서 300초를 한 사이클로 하여 30 사이클을 진행하였다. PCR 종료 후 완성된 생성물을 pUC19 벡터의 MCS(multiple cloning site)에 결찰(ligation)하여 클로닝(cloning)을 진행하고, 대장균(E. coli)에 형질전환(transformation)한 후, 상기 형질전환된 대장균에서 다량의 플라스미드(plasmid)를 추출하여 시퀀싱을 진행하였다.For PCR, GXL taq (TaKaRa, Japan) was used, and the reagents for each sample were as follows: 5 ng (1 ng/µl, 5 µl) of genomic DNA of each parent and counterpart, 10 µl of 5X PCR buffer, before 5 pmoles. 1 µl of a direction primer, 1 µl of 5pmole reverse, and 4 µl (TaKaRa, Japan) of dNTP (each 2.5mM) were added to a final volume of 50 µl with nuclease-free water (Noble bio, Korea). . PCR conditions were denatured at 95°C for 1 minute, followed by 30 cycles at 98°C for 10 seconds, 55°C for 15 seconds, and 68°C for 300 seconds. After completion of PCR, the finished product was ligated to the multiple cloning site (MCS) of the pUC19 vector to proceed with cloning, and transformed into E. coli , and then the transformed E. coli A large amount of plasmid was extracted from and sequencing was performed.

그 결과 도 13에 나타낸 바와 같이, Cla015405 전장 게놈(full genome)에서 4개의 SNP 변이를 찾을 수 있었다. Cla015405의 SNP 변이는 인트론(intron)의 1037bp에서 T가 C로, 1749bp에서 T가 G로 변하는 DNA 서열의 변이가 확인되었고, 엑손(exon)의 1230bp에서 C가 T로, 1420bp에서 C가 A로 변하는 DNA 서열의 변이가 확인되었다. 1230bp 위치에서의 변이의 경우 염기서열의 변이는 확인되었으나 아미노산 서열의 변이는 일어나지 않는 동의치환(synonymous substitution)이 일어난 것을 확인하였다(세린에서 세린). 이에 반해 1420bp 위치에서 일어난 서열의 변이는 아미노산 서열이 글루타민(Glutamine)에서 라이신(Lysine)으로 변화하는 비동의 치환(non-synonymous substitution)이 일어난 것을 확인하였다.As a result, as shown in Figure 13, it was possible to find four SNP mutations in the Cla015405 full genome (full genome). In the SNP mutation of Cla015405, a mutation in the DNA sequence where T changed to C at 1037 bp of the intron and T to G at 1749 bp was confirmed, and C to T at 1230 bp of exon, and C to A at 1420 bp. Variations in the changing DNA sequence were identified. In the case of the mutation at the 1230bp position, a mutation in the nucleotide sequence was confirmed, but it was confirmed that a synonymous substitution did not occur in the amino acid sequence (serine to serine). On the other hand, it was confirmed that the sequence mutation occurred at the 1420bp position was a non-synonymous substitution in which the amino acid sequence was changed from glutamine to lysine.

종합하면, 본 발명자들은 HRM 분석을 통하여 후보 유전자를 선정하였고, 표현형과 완벽하게 일치하는 유전자 마커를 개발하였다. 그리고 상기 후보 유전자의 real-time PCR 결과와 BLASTx, MEGA6 소프트웨어를 통해 통합 분석한 결과, Cla015405는 GA2ox와 동원체(ortholog)이며, 이 유전자는 왜성 식물체 내에서 과발현되어 왜성 형질을 유발한다는 것을 확인하였다. 이에 따라 생거 시퀀싱(Sanger sequencing)을 통해 유전자 마커의 정확한 염기서열의 변이를 확인하였다.In summary, the present inventors selected candidate genes through HRM analysis, and developed a gene marker that perfectly matches the phenotype. And the result of real-time PCR of the candidate gene and the result of integrated analysis through BLASTx and MEGA6 software, it was confirmed that Cla015405 is an ortholog with GA2ox, and this gene is overexpressed in dwarf plants to induce dwarf traits. Accordingly, mutations in the exact nucleotide sequence of the genetic marker were confirmed through Sanger sequencing.

상기와 같은 결과를 바탕으로 본 발명자들은 수박의 9번 염색체 상의 1,866,655 지역(서열번호 1) 및 1,872,994 지역(서열번호 2)의 SNPs를 최종적으로 선정하여, 수박 왜성 형질 개체를 판별하는 신규 유전자 마커의 개발을 완성하였다.Based on the above results, the present inventors finally selected the SNPs in the 1,866,655 region (SEQ ID NO: 1) and 1,872,994 region (SEQ ID NO: 2) on chromosome 9 of watermelon, and the novel genetic marker for determining the watermelon dwarf trait individual The development was completed.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it is possible to easily transform it into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.

<110> Chung-Ang University Industry-Academy Cooperation Foundation <120> Novel genetic markers for selection of watermelon dwarf entities and use thereof <130> MP19-195 <160> 42 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 1001 <212> DNA <213> Citrullus lanatus <400> 1 ttacgtctta aaagttgaaa aaaggattgt ggagttaatt accatgagtg catcgccagc 60 catgaacatg aaggagcaat ggggtgaggg gtgaatatca atccattgat cattaggtga 120 tagaacttga agaccagaaa tgagatgctg atgaattatt gaaaagaaag tgagatctgt 180 atggcaatgc aatcccacat ccgtttcatc tttctcagga actctgtatt tcaagaatcg 240 aagaaggtag tttgtggact ccatgtttga ttcactcaca cccttcgata ctccatagct 300 ttccaatacc atttttgtta ccatcttctc caatttcacc aacaacgttg aaaaacgttg 360 aacagtttca ctgtcaatca ttatttagtt tcatgtaaca tgataatcaa aattaaacca 420 acacctcatt tttctaactc aacttttgtt ttttttcaaa taactaaagg gtaagagaga 480 tatctcaact cagttgacac aactccaaat acaaaagtga tacattcaca tagattcaag 540 gaactaatgg gcattaaatt aaaagtcttt agggtaataa ttttatcaat aactaattag 600 gcatgaacac aacatatata agctaaaatg tcaagatcct taaaagtata aaaattgtca 660 tttttttaat gattttttta aaaaatatat ggattaaatt gttacaaatt tggaagtaaa 720 aggaataaat cattacaagt tacaaatcaa agtttaggga ttaaattgtt attttcatcc 780 tatgtttagg ccaaaagtgt ttttgaacta attaaattga atatctaata gattggttat 840 tttttaaaaa tttaaaaaat ggcaattgat cgatctatat gggaaaaaaa attgaagttg 900 agagacatat tagacattaa tttcaagaac caaatagaca caaatcctaa aaaaaaaaat 960 atatattaag aaatataatt tttcatgtta taaactcaat t 1001 <210> 2 <211> 1001 <212> DNA <213> Citrullus lanatus <400> 2 tacaagacct tattctatcg ttgctccatg cctacaccca tcaataatac atacaacata 60 tggttagatt acaagtttag tctctacatt ttaagttgac atccataaat ttatagccgg 120 atgaaattta attaactaga catttattaa ttatcttgta tctagtagat tagtaaagtt 180 cattttcatt ctatatattt taaggtattt ggctactcta tatattgagg ttgcaaccat 240 tttttgtagt caaaatttgt ggcctcccat cacaaggtgc cacgagacta tcttataatt 300 cttttatttt ctttgtcttt tcttaaagtt tattttcttg gtgcagctgt gctatactat 360 tctgattaca agttaaaagt taaattacta aatttcatta cgaaaaaaaa ataacaataa 420 ggttggtgtg gttaccatga gtgcatcacc ggccatgacg atgaaggagc aatgacctga 480 gggctgaaca tcgatccatt gatcatcaag taattgaatt tgaagaccag aaatgagatg 540 ttgatgaatt agggaaaaga aagtgagatc tgtatgggaa tgcaaaccca cgtccgtttc 600 atctttctga ggcactctgt atttgaagaa tcgaagaagg tagtttgtgg attccatgtt 660 tgattcactc acaaacttcg gtactccata gctttccaat accattcttg tcaccatctt 720 ctccaatttc gccaccaaca ttgagaaacg ttcaacagtt tcactgccaa tcattattct 780 tcagtttcat agaagatcat caaaaccaaa caaaccccat tttttcaact attagaaact 840 taaaactcat gccttgccca attcagctat gaaaaagttc atgaaagtaa taattatttt 900 gtctctaaac tttagtttgt aacaatttag tctttgaact tacgtatgta gatacaattt 960 agtccttata acgatttagt ccctattgtg aaaattattg t 1001 <210> 3 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-655-F Primer <400> 3 ccaacacctc atttttctaa ctca 24 <210> 4 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-655-R Primer <400> 4 tgtgaatgta tcacttttgt atttgg 26 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-994-F Primer <400> 5 acgatgaagg agcaatgacc 20 <210> 6 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-994-R Primer <400> 6 tcatcaacat ctcatttctg gtct 24 <210> 7 <211> 1001 <212> DNA <213> Citrullus lanatus <400> 7 atttatagct tatacaaaaa ttgttccttg cctactcact tttaaattat tactttctta 60 gacatgttta atttctaaaa aaaatgtaga acactattat atgtatatat taatctataa 120 tatcgacatc ttgccgatcc ttgcatctcc actctactag tttaggcact ctaaaaggtt 180 tgaagttcaa atctccaact ctatatgttg aactaacaaa tagcgaatag cgaataagcc 240 tttcttctaa agattccctg ctagatgtac ttgatctttt cctgaagtca ataattaaac 300 aaaacttttt ttttcttttt ctttcttgct catcttaata ctaagatata aattgtgatt 360 taggatgggg caacacactg aagttttcct ggaatctccc tttctttgtc atgcaaacga 420 tttgtgtttc catcctaaca tggctttgaa aggtgcttac aatagtggac atgacatccc 480 tacattttct atatatattt gcaaaagttt cagcatatgg tagacatgat ataaggtaat 540 tttcctaatt aaatgtaact aataacttgt ttgatatata tctataccaa gtgtataaaa 600 aatattcaaa ataaactact tgtttagaga caggagtaat attttagatg agaggttaaa 660 tatataattt tacctttaat tcttgtcctt tttttttcct cttaaaattt ttaatttttt 720 ttctttgtat gttaattttg tcttttgatc gatttcttat ttttgataaa tgtaaaagaa 780 tgatgtttaa gaacattctt tatagagtat cccattgata tctcagttgt atatttctcc 840 ctgattttct aataggtgaa attacaagtt gtgtgacaaa taggttttta aattttaagg 900 tgtttaaaaa atctctaaat ttttaatttt gcgttaagta gattattgaa cattaaattc 960 tttttttaat aaatcttaga tttttgattt tgtctaataa g 1001 <210> 8 <211> 1001 <212> DNA <213> Citrullus lanatus <400> 8 gattaggggg cttagggata acccgagagg acgtggagtg ggccgggcct gatggggatt 60 tcaagactag tcatgtagca attcagttca actcctaccc ggtttgcccg gacccggatc 120 gagccatggg tctcggggcc cacaccgaca ccagcctctt aaccattgtg taccaaaaca 180 acacaagtgg gttacaactt ttgcgggaag ggaaccggtg ggtgacagtg gagccggtac 240 ccggtgcact tgtggttcaa gtgggagact tgttccacat tctcgcaaac gggttgtacc 300 ctagttcgtt acatcaggcc tttgtgaacc ggacccgaaa gcgcctctcg atggcttact 360 tttttggacc gccggaaacc gctcaaattt caccgcttaa gaaacttgtg ggcccaactc 420 aaccaccact ttaccgcacc gtaacttgga ctgagtacct ccgtaaaaaa gcggaacttt 480 ttaacgacac actctcatct atccgtctct acactcctct cactggactg ttagatgtca 540 acgatcatag ccaggtgaaa gtaggctaat aacctccacc tcttcccaca actctagact 600 tcttcctttt cttgtccaac gtttcaaatc ttctccattt tggctaacta tataataaat 660 attaatgtaa ctaaagccaa tttggattta agtgcttttc atttttaatc aaagggaggt 720 ttgtgcttgg tgggtgtaag tgagaaatat gtatctaatc cacggtgtgt ttgtgtaagt 780 ttggattata taggtgtgtg gaaagtaaat gtaaatgaaa tatgatttga agaaaattaa 840 aaaaagaaaa aaaaatgttt atgttttggc ctatgtagga cacataatca tgagttatat 900 cttcatatct atgaaaatgt atgtttgtgt tgtgtattta ataaatggac ctaatctcga 960 gattattctt ctctcccaat tcccaaccaa atcacgcaca t 1001 <210> 9 <211> 1001 <212> DNA <213> Citrullus lanatus <400> 9 aaaataaccg aagtcttcaa atcccacccg gtccacatcc ccgcccacaa aaacctcgac 60 tttgactctc ttcatgaact ccctgattcc tatgattgga ttcaacccga ttctttccct 120 tcttccctca atattaataa taataatctc atctctctct ccgactcctt ccctctcatt 180 gacctttctc tccctaacgc ccctcatctc attggcaatg ccttccgtac ttggggggct 240 ttccaagtca ttaaccacgg tgtccccatt tccctccttc actccattga atccgccgcc 300 aattccctct tctcccttcc ccctccccac aaactcaaag ccgctcgtcc ccccgatggc 360 atctccggct acggcctcgt tcgtatctcc tccttcttcc ctaaacgtat gtggtccgaa 420 ggcttcacca tcgttggctc ccctctcgaa cactttcaga aactctggcc tcacgactac 480 gttcaatact ggtagtgtga caatcacatt gaataattta cttttttttt tttaattatt 540 tttttaatat aaaggcacat tggcttctta tattaaacta gttaattaac attattatat 600 tattaaattt ttagtgatat tatggaggaa tatgaccgag agatgaagag tctatgtgga 660 aggctgatgt ggcttgcgtt gggggaatta ggcataacac gagaggatgt gaattgggct 720 gggccgaatg gggatttcaa gacaagtaat gcagcgaccc aattgaactc ttacccggtt 780 tgcccggacc cggaccgggc catgggactt ggggctcata ccgacaccag cctcttaacc 840 attgtatacc aaaacaacac gagagggtta caagttttga gagaagggaa ccggtgggtg 900 acggtggagc cggtacccgg tgcactggtg gttcaagttg gagacttgct acatattctt 960 acaaacgggt tgtacccgag tcccgttcat caagccgttg t 1001 <210> 10 <211> 1001 <212> DNA <213> Citrullus lanatus <400> 10 cattaaaaca attagaaaaa atgctatttg tgaaagatag aaacttaagt gtcatttcta 60 acaatttcct acaaaaatat ctagatctaa attttacgga aatgtggatg aaacattgat 120 gtcatggata tttttaaagg aaattagaaa acaaaatcca aataaactgt ttaattgaat 180 agatataaat attttaggta atacaaaatt tgcgtattat tcttgtatca caagatttga 240 gtattcaggt atcacactaa gaattcacat ttaattttat gagaaaaaaa gaattaagga 300 ctattgtcga tgttggctgt caataggtaa gctatttcct agtgccatat gttttgcgtt 360 gggagttgtc caaattcccg acaccatgtt attagcccat cgggagatgc tctcttccga 420 caatcaccca aggatatttt ttacatcaac aaaagaattt gcaacatgtt ttgaggtaac 480 accatcgatg gttctagaca tgggagattg tatttttctt gttgttaaac acaatttaac 540 tattatttat aatacatttc cattagtgac attttgttaa ttatttttta tgttttatag 600 attattttta tgatatcata gaaatgattc acccctcaat taaacgtcga atccatggaa 660 attatggaat tatgaatgaa gatctcgacg gaaatttaat atcataagct taggtcgata 720 tattgttaag ttcgtaattg tttttattta catccactat taagtttttt attttttatt 780 ttttattttt ttgaaaatca agtatataaa atataagatt gacatatatt ctcatgtatg 840 aatttctctt tttgtgttat ttactacttc cctataattt cttttcaatt taatataaat 900 tttgagaaat taaggtttat ttgatagttg 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tgcaaggtac tgcttaaaaa acctgcaaac agttacaatg catcagcaac 780 aactgtgact caaacatgat ctctgatgga acttagtgca gtcaggaggt gtagaaaatt 840 tcaacctttt gacacttgga tcgtagccag taacataata agagataaaa acccaaaggg 900 caacttccac aaaggaggca gggattttta ggatggtagc tggaagagca tatgcccatg 960 ctgggaagaa aaggaggtcc ctttgcttgt agaaaacagg a 1001 <210> 12 <211> 1001 <212> DNA <213> Citrullus lanatus <400> 12 ccattaacaa taacccacta acactaacag acttcttagt ttgatgggca ggatcaatgt 60 cagtaaccca aaaggaaact aatttcaaag ggatctcaac atttgtggag tcctttccat 120 gatacacatg gtaccttttt tctgaaaaca catgagttac atttttaaaa ggcattaaag 180 gatactttcc cccatcttgc caccaatctc cattctcaaa ttgtagctgt tccttcattt 240 tgataaacct aacagtatca gagcttaatt cagctgcaga agatagaaca aatttgcaat 300 gtttctccac ctcatcatat ctttcataac tgaaagttgg ggtttcatta ggaactacat 360 ctatgctgtc ttcaacaaac ccaatgtcta cggattctga ttgagcaaat gaaaacctca 420 attctccaaa cagttgcagc ccccaaacaa agaaaaacag aaagacaaga cttttcatgg 480 ctttatatac taattccagt gttcatcagt cacagaaatg aaaacccaga tggcccttca 540 aaagaatctc acctataagc tcgcaaatgc tgcaactttc gttgaaacag gaccatgaga 600 accaacaaaa ttgagttttt aaggactact aacctcaatg tctgttgtga tcgatcccct 660 gtctctgttc tatcgtggaa ctcttaatct tcagcactaa aaaaggggga aaacggtgga 720 ggagcaatcg atcaactctg tgaaagacag agagagatgg gcttgactaa agtttggatc 780 ttggagctga agtttactcc aaactttcta gtcgttctaa gtcttgacag gtggttgcga 840 actattatgt ttttcatttt ttttccccac tccttctcat agcgcgtgaa gaccatactg 900 acaaagtgag actcgattag gggatgtttg accaactcca caagtttatg gttcagacta 960 cttaaaagaa attaatttga tgatttatta acttacttta a 1001 <210> 13 <211> 1001 <212> DNA <213> Citrullus lanatus <400> 13 gaaaaaaaaa agtttaagat gaacaaagga aaaagaaaac tatcaaatac acatccctca 60 gctctaaata gccagtaaaa gcttgatata aaactaccta actgatttca aactatttat 120 cagattgtaa ctaattacaa gcttatctgt tacacttaat acgtgtattt tgattggcta 180 taaaaacttt gaagtcttgt atttgaaaag attgagatca ttgttatcag ttactttttt 240 attaaaaaaa aacagcacaa ggacaagaaa aatagaaagc catccttgag tgtgaagttg 300 attggtgatg ttgagtttgc ttgaatatag aagaaatata tggatgcagc tgaactgttt 360 tgaatctttg atttggtata ttttcaaaat tttcatgctg gatcttctcg gtcttttgtt 420 tgtgatactg cctcatataa ttttcggaag aatatttctc tgagtcattc acttgtgttg 480 acagtgaagg cctattgcac gaagcccttg tcttctgaga cttaaagatg gtgaagagga 540 gcaaaagtaa gtgggttcta tttataatat tggaagccaa aagtctcgct ctctctctgc 600 agcatgtaga cacacttggt tttcttctaa atgttttgtt tcttgtagag agtaaaagca 660 agagggttag tttaaagaaa aagtacaaga tcattagaaa ggtgaaggag catcacaaga 720 agaaggcgaa ggaagccaag aagctaagct tcaaggggaa gagcaaagtt gagaaggacc 780 cgggtattcc caatgattgg cccttcaagg aacaggagct caaggcactt gaagctcgcc 840 gtgcccgtgc tcttgatgag atggaacaaa agaaagcagc tcggaaggag agggtattat 900 aattttagac tttttgtcat ggacattttt agatttttaa tgtatgtata tacttatgag 960 cctgtgaatg gtgtatgtat tttggtatgc catgtatatt a 1001 <210> 14 <211> 1001 <212> DNA <213> Citrullus lanatus <400> 14 ttcaagaact aaattgttgc tttcatgaaa gtttagggac caaaagtatt ttttaaccaa 60 gatctacaac agactatcta gaattcttct taaccttcca aataagtagg cttagtttca 120 gagaagaatc aagaccaaaa tcttgggaag tcgaagttgt ttgtctttgt gaataatagc 180 aggagtagct caaatggttt tctgaagcta gtcactagag gcgagtatga atgatacgac 240 tatatagatc ttgcgaatgt ggaaattcta actgattgga ttattctaat agattatatc 300 ttggcccgaa gctccctttt ttatcccccc caaaataagc ataaaacttg aacgataatt 360 aaatcttgga gctcatagct attgtccact tcctgtatta taatttaaaa cttaaaacga 420 tgaattcttt ttagctatga aaatcacaag gtgtcaagca aaagcaacaa ttgacatgat 480 gaaaatataa agctgtgacg cctcacagtc tcaggtaggt tgtagataag cacagaactc 540 agaacagttg ccaaagcaaa gatcctgcac acgcatcaaa acggaaggtg gttaaaggga 600 ataaacaaca agtattacca cctaaaactg actcacaaat tcagattacc gatcatcata 660 tacatttgac tttccaacac tttcaaaacc ctctgtatca aggtaaaaaa cagaagtttt 720 gactccatca atcatcaact ccaaaggagt accccatacc cagatccctg tgcaaaagaa 780 attgacaaac tgcataaata cccaacgagt aaatataaca cattcacaac caccacatca 840 ttgcaactgc atttaccttt tgttttggtg tcacgcaggt gtcctacacc aaaccctgaa 900 acacaaaata tttgatttat acaataaatg atatatatac aggatcatta atttttaaac 960 aagagaaatg gtacaaattc ataggagtta acgcaccttc a 1001 <210> 15 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-434-F Primer <400> 15 catggctttg aaaggtgctt 20 <210> 16 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-434-R Primer <400> 16 tgtctaccat atgctgaaac ttttg 25 <210> 17 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-186-F Primer <400> 17 gcggaacttt ttaacgacac a 21 <210> 18 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-186-R Primer <400> 18 tgggaagagg tggaggttat t 21 <210> 19 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-359-F Primer <400> 19 ctttcagaaa ctctggcctc a 21 <210> 20 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-359-R Primer <400> 20 aagaagccaa tgtgccttta 20 <210> 21 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-167-F Primer <400> 21 gctctcttcc gacaatcacc 20 <210> 22 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-167-R Primer <400> 22 ttaacaacaa gaaaaataca atctcc 26 <210> 23 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-997-F Primer <400> 23 cccatttcca ccactttttc 20 <210> 24 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-997-R Primer <400> 24 gccatttgtt tgcttttggt 20 <210> 25 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-481-F Primer <400> 25 cagcccccaa acaaagaa 18 <210> 26 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-481-R Primer <400> 26 gccatctggg ttttcatttc 20 <210> 27 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-222-F Primer <400> 27 tgacagtgaa ggcctattgc 20 <210> 28 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-222-R Primer <400> 28 cgagactttt ggcttccaat 20 <210> 29 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-850-F Primer <400> 29 caaggtgtca agcaaaagca 20 <210> 30 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-850-R Primer <400> 30 ttgctttggc aactgttctg 20 <210> 31 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-405-1-F Primer <400> 31 ctgctcgacc aaacaatcac 20 <210> 32 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-405-1-R Primer <400> 32 tcggtactcc atagctttcc a 21 <210> 33 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-405-2-F Primer <400> 33 tcaatggatc gatgttcagc 20 <210> 34 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-405-2-R Primer <400> 34 ccggtgccta caagacctta 20 <210> 35 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-406-1-F Primer <400> 35 tggattgata ttcacccctc a 21 <210> 36 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-406-1-R Primer <400> 36 cactcggtgc ctacaagacc 20 <210> 37 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-406-2-F Primer <400> 37 tggagtatcg aagggtgtga g 21 <210> 38 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-406-2-R Primer <400> 38 tccgtttcat ctttctcagg a 21 <210> 39 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 18S rRNA-F Primer <400> 39 ggcggatgtt gctttaagga 20 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tgatcccaac tatttcctcc 420 aaattcgtta actgccaatg aattctgccc gtacatcata ggtgacaccc agtaagccca 480 tttccaccac tttttcatgt tatctgtgga tttcaaaaag gaattgttac gcatgttttt 540 actgaagaat gtcaaccaaa agcaaacaaa tggccatcag ttatcacata cgtcttgaga 600 gaatataacc atcatttcca tagagtatca acagaacaaa tgaaccaaat gtgcttgaaa 660 ctactaagct tctagaaacg gcagcaatta atcggaataa tgcagaagcc aattggctag 720 caagaactag tgcaaggtac tgcttaaaaa acctgcaaac agttacaatg catcagcaac 780 aactgtgact caaacatgat ctctgatgga acttagtgca gtcaggaggt gtagaaaatt 840 tcaacctttt gacacttgga tcgtagccag taacataata agagataaaa acccaaaggg 900 caacttccac aaaggaggca gggattttta ggatggtagc tggaagagca tatgcccatg 960 ctgggaagaa aaggaggtcc ctttgcttgt agaaaacagg a 1001 <210> 12 <211> 1001 <212> DNA <213> Citrullus lanatus <400> 12 ccattaacaa taacccacta acactaacag acttcttagt ttgatgggca ggatcaatgt 60 cagtaaccca aaaggaaact aatttcaaag ggatctcaac atttgtggag tcctttccat 120 gatacacatg gtaccttttt tctgaaaaca catgagttac atttttaaaa ggcattaaag 180 gatactttcc cccatcttgc caccaatctc cattctcaaa ttgtagctgt tccttcattt 240 tgataaacct aacagtatca gagcttaatt cagctgcaga agatagaaca aatttgcaat 300 gtttctccac ctcatcatat ctttcataac tgaaagttgg ggtttcatta ggaactacat 360 ctatgctgtc ttcaacaaac ccaatgtcta cggattctga ttgagcaaat gaaaacctca 420 attctccaaa cagttgcagc ccccaaacaa agaaaaacag aaagacaaga cttttcatgg 480 ctttatatac taattccagt gttcatcagt cacagaaatg aaaacccaga tggcccttca 540 aaagaatctc acctataagc tcgcaaatgc tgcaactttc gttgaaacag gaccatgaga 600 accaacaaaa ttgagttttt aaggactact aacctcaatg tctgttgtga tcgatcccct 660 gtctctgttc tatcgtggaa ctcttaatct tcagcactaa aaaaggggga aaacggtgga 720 ggagcaatcg atcaactctg tgaaagacag agagagatgg gcttgactaa agtttggatc 780 ttggagctga agtttactcc aaactttcta gtcgttctaa gtcttgacag gtggttgcga 840 actattatgt ttttcatttt ttttccccac tccttctcat agcgcgtgaa gaccatactg 900 acaaagtgag actcgattag gggatgtttg accaactcca caagtttatg gttcagacta 960 cttaaaagaa attaatttga tgatttatta acttacttta a 1001 <210> 13 <211> 1001 <212> DNA <213> Citrullus lanatus <400> 13 gaaaaaaaaa agtttaagat gaacaaagga aaaagaaaac tatcaaatac acatccctca 60 gctctaaata gccagtaaaa gcttgatata aaactaccta actgatttca aactatttat 120 cagattgtaa ctaattacaa gcttatctgt tacacttaat acgtgtattt tgattggcta 180 taaaaacttt gaagtcttgt atttgaaaag attgagatca ttgttatcag ttactttttt 240 attaaaaaaa aacagcacaa ggacaagaaa aatagaaagc catccttgag tgtgaagttg 300 attggtgatg ttgagtttgc ttgaatatag aagaaatata tggatgcagc tgaactgttt 360 tgaatctttg atttggtata ttttcaaaat tttcatgctg gatcttctcg gtcttttgtt 420 tgtgatactg cctcatataa ttttcggaag aatatttctc tgagtcattc acttgtgttg 480 acagtgaagg cctattgcac gaagcccttg tcttctgaga cttaaagatg gtgaagagga 540 gcaaaagtaa gtgggttcta tttataatat tggaagccaa aagtctcgct ctctctctgc 600 agcatgtaga cacacttggt tttcttctaa atgttttgtt tcttgtagag agtaaaagca 660 agagggttag tttaaagaaa aagtacaaga tcattagaaa ggtgaaggag catcacaaga 720 agaaggcgaa ggaagccaag aagctaagct tcaaggggaa gagcaaagtt gagaaggacc 780 cgggtattcc caatgattgg cccttcaagg aacaggagct caaggcactt gaagctcgcc 840 gtgcccgtgc 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Artificial Sequence <220> <223> Cla-222-R Primer <400> 28 cgagactttt ggcttccaat 20 <210> 29 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-850-F Primer <400> 29 caaggtgtca agcaaaagca 20 <210> 30 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-850-R Primer <400> 30 ttgctttggc aactgttctg 20 <210> 31 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-405-1-F Primer <400> 31 ctgctcgacc aaacaatcac 20 <210> 32 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-405-1-R Primer <400> 32 tcggtactcc atagcctcc a 21 <210> 33 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-405-2-F Primer <400> 33 tcaatggatc gatgttcagc 20 <210> 34 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-405-2-R Primer <400> 34 ccggtgccta caagacctta 20 <210> 35 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-406-1-F Primer <400> 35 tggattgata ttcacccctc a 21 <210> 36 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-406-1-R Primer <400> 36 cactcggtgc ctacaagacc 20 <210> 37 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-406-2-F Primer <400> 37 tggagtatcg aagggtgtga g 21 <210> 38 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla-406-2-R Primer <400> 38 tccgtttcat ctttctcagg a 21 <210> 39 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 18S rRNA-F Primer <400> 39 ggcggatgtt gctttaagga 20 <210> 40 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 18S rRNA-R Primer <400> 40 gtggtgccct tccgtcaat 19 <210> 41 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla405san-F Primer <400> 41 attggatcca agccatgata gccatcaaat 30 <210> 42 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cla405san-R Primer <400> 42 attgaattct gttgattcaa aggccacaa 29

Claims (9)

서열번호 1의 염기서열 내에서 501번째 염기에 위치하는 SNP(single nucleotide polymorphism)를 포함하는 8 내지 100개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오타이드 서열 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오타이드 서열; 및
서열번호 2의 염기서열 내에서 501번째 염기에 위치하는 SNP를 포함하는 8 내지 100개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오타이드 서열 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오타이드 서열로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 폴리뉴클레오타이드 서열 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오타이드 서열을 포함하는, 수박 왜성(dwarf) 개체를 판별하기 위한 SNP 마커 조성물.
A polynucleotide sequence consisting of 8 to 100 consecutive bases including a single nucleotide polymorphism (SNP) located at the 501st base in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1 or a polynucleotide sequence complementary thereto; And
One or more polynucleotide sequences selected from the group consisting of a polynucleotide sequence consisting of 8 to 100 consecutive bases including an SNP located at the 501st base in the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 or a complementary polynucleotide sequence thereof, or SNP marker composition for discriminating a watermelon dwarf (dwarf) individual comprising its complementary polynucleotide sequence.
제1항에 있어서, 상기 SNP 마커 조성물은 수박의 유전자 마커 이용 여교잡(Marker-assisted backcross, MABC)에 적용하는 것을 특징으로 하는, 수박 왜성 개체를 판별하기 위한 SNP 마커 조성물.
The SNP marker composition according to claim 1, wherein the SNP marker composition is applied to a marker-assisted backcross (MABC) using a genetic marker of watermelon.
서열번호 1의 501번째 염기, 또는 서열번호 2의 501번째 염기를 포함하는 8 내지 100개의 연속된 염기서열 또는 이의 상보적인 염기서열을 포함하는 폴리뉴클레오타이드에 특이적으로 결합하는, 수박 왜성 개체를 판별하기 위한 프라이머 세트.
Identifying a watermelon dwarf individual that specifically binds to a polynucleotide containing 8 to 100 consecutive nucleotide sequences including the 501st base of SEQ ID NO: 1, or the 501st base of SEQ ID NO: 2 or a complementary nucleotide sequence thereof Primer set to do.
제3항에 있어서,
상기 프라이머 세트는, 서열번호 3 및 4로 이루어진 프라이머 세트; 및
서열번호 5 및 6으로 이루어진 프라이머 세트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 프라이머 세트를 포함하는, 수박 왜성 개체를 판별하기 위한 프라이머 세트.
The method of claim 3,
The primer set, a primer set consisting of SEQ ID NOs: 3 and 4; And
A primer set for discriminating a watermelon dwarf individual comprising at least one primer set selected from the group consisting of a primer set consisting of SEQ ID NOs: 5 and 6.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 프라이머 세트는 고해상도 융해(High-resolution melting; HRM) 분석용 프라이머 세트인 것을 특징으로 하는, 수박 왜성 개체를 판별하기 위한 프라이머 세트.
[5] The primer set according to claim 3 or 4, wherein the primer set is a primer set for high-resolution melting (HRM) analysis.
제3항 또는 제4항의 프라이머 세트를 포함하는, 수박 왜성 개체를 판별하기 위한 키트.
A kit for discriminating a watermelon dwarf individual comprising the primer set of claim 3 or 4.
하기의 단계를 포함하는, 수박 왜성 개체를 판별하는 방법:
(a) 판별하고자 하는 수박으로부터 유전체(genomic) DNA를 분리하는 단계;
(b) 분리된 상기 유전체 DNA에서, 서열번호 1의 501번째 염기, 또는 서열번호 2의 501번째 염기 타입을 검출하는 단계; 및
(c) 상기 검출한 염기 타입으로부터 수박 왜성 개체를 판별하는 단계.
A method of determining a watermelon dwarf entity comprising the following steps:
(a) separating genomic DNA from watermelon to be identified;
(b) detecting the 501st base type of SEQ ID NO: 1 or the 501st base type of SEQ ID NO: 2 in the isolated genomic DNA; And
(c) discriminating a watermelon dwarf individual from the detected base type.
제7항에 있어서,
상기 (b) 단계는 제3항의 프라이머 세트를 이용하여 PCR(polymerase chain reaction)을 수행하는 것을 특징으로 하는, 수박 왜성 개체를 판별하는 방법.
The method of claim 7,
The step (b) is characterized in that PCR (polymerase chain reaction) is performed using the primer set of claim 3, wherein the method of determining a watermelon dwarf individual.
제7항에 있어서,
상기 (c) 단계는 고해상도 융해, 모세관 전기영동, DNA 칩, 겔-전기영동, 서열분석, 방사선 측정, 형광 측정, 및 인광 측정으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 수박 왜성 개체를 판별하는 방법.
The method of claim 7,
The step (c) is characterized in that it is performed by one or more methods selected from the group consisting of high-resolution fusion, capillary electrophoresis, DNA chip, gel-electrophoresis, sequencing, radiation measurement, fluorescence measurement, and phosphorescence measurement, How to identify a watermelon dwarf entity.
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