KR102369882B1 - Molecular marker for identification of melon resistant to powdery mildew and identification method using the same marker - Google Patents

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KR102369882B1
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김현욱
황성빈
최유리
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세종대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a novel insertion-deletion (InDel) molecular marker capable of screening Cucumis melo L. cultivar MR-1, which is resistant to powdery mildew. By using the novel insertion-deletion (InDel) molecular marker of the present invention, superior cultivars of Cucumis melo L. can be developed within a short period of time by early selecting Cucumis melo L. cultivars which are resistant to powdery mildew.

Description

흰가루병 저항성 멜론 품종 식별용 분자 마커 및 이를 이용한 식별 방법{Molecular marker for identification of melon resistant to powdery mildew and identification method using the same marker}Molecular marker for identification of melon resistant to powdery mildew and identification method using the same marker

본 발명은 흰가루병 저항성 멜론 품종 식별용 분자 마커 및 이를 이용한 식별 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a molecular marker for the identification of powdery mildew-resistant melon varieties and an identification method using the same.

식물의 품종간 구분은 여러 가지 목적에 따라 필요한 연구이다. 예를 들면, 국제식물신품종보호동맹 UPOV(International Union for the Protection of New Varieties of Plant)의 설립 이후 품종보호권 설정은 종자 회사와 육종가의 큰 관심사가 되었고, UPOV의 회원국인 우리나라 또한 품종보호를 위하여 품종구분에 객관적인 기준을 설정 혹은 수치화하는 계량화의 필요성을 인식하게 되었다. Classification of plant varieties is a research necessary for various purposes. For example, after the establishment of the International Union for the Protection of New Varieties of Plant (UPOV), the establishment of variety protection rights became a major concern for seed companies and breeders, and Korea, a member of UPOV, also The necessity of quantification to set or quantify objective standards for classification has come to be recognized.

일반적인 품종 구분은 표현형에 근거하여 구분되어 왔다. 하지만 표현형은 환경요인에 많은 영향을 받기 때문에 통계적으로 많은 실험을 요구한다. 또한 품종간 구별에 있어 표현형은 객관적 기준이 불분명하고 체감적인 차이를 반영하지 못한다. 이런 어려움을 극복하기 위해 DNA 분자 마커를 개발하기 시작했다.Common cultivar classifications have been distinguished based on phenotypes. However, since the phenotype is greatly influenced by environmental factors, it requires statistically a lot of experiments. In addition, the phenotype in distinguishing between breeds has unclear objective criteria and does not reflect tangible differences. To overcome this difficulty, we started to develop DNA molecular markers.

DNA 분자 마커는 RFLP(restriction fragment length polymorphism), RAPD(random amplified polymorphic DNA), SSR(simple sequence repeat), SNP(Single-nucleotide polymorphism) 등 여러 가지 종류가 있다. 이중에 SNP 마커는 DNA 염기 변이 형태의 가장 흔한 유형이며 다형성 마커 개발에 높은 성공의 결과를 나타내는 방법 중 하나이다.There are several types of DNA molecular markers, such as restriction fragment length polymorphism (RFLP), random amplified polymorphic DNA (RAPD), simple sequence repeat (SSR), and single-nucleotide polymorphism (SNP). Among them, the SNP marker is the most common type of DNA base mutation and is one of the methods showing high success in the development of polymorphic markers.

본 발명은 MR-1 멜론 특이적으로 흰가루병 저항성과 연관된 분자표지에 관한 것으로, 박과 작물인 멜론은 1970년대 농가에 처음 보급된 이래로 연간 총 재배면적이 98년 550ha 정도에서 현재 약 1000ha로 증가 추세에 있고, 생산량은 일반적으로 3,570kg/10ha이다. 현재 국민의 기호가 다양해지고 멜론에 대한 인지도가 높아지고 있으므로 앞으로 좀 더 대중적인 소비가 이루어질 것으로 예측된다. 멜론 재배에 있어, 가장 큰 병해의 하나가 흰가루병이다. 멜론 흰가루병(powdery mildew)의 병원균은 스파이로테카 풀리지니아(Sphaerotheca fuliginea)이며, 자낭각 형태로 월동하며 포자는 바람이나 곤충에 의해 전염되므로 효과적인 방제가 어렵고, 일단 발병하면 20~40% 이상의 생산량 저하를 초래한다. 흰가루병의 방제를 위한 방법으로 화학적 방제법과 자연 친화적 방제법이 사용되고 있는데, 주로 이용되고 있는 화학적 방제법 즉, 살균제를 이용한 방제방법은 방제 효과가 낮고 약제에 대한 내성을 가지는 새로운 병원균의 발생 가능성을 높이는 것으로 보고되고 있다. 또한 자연친화적인 방제법으로는 천적 미생물이나 생화합물을 이용한 생물학적 방제법이 있지만 효율이 높지 않으므로 현시점에서 효과적인 방제법을 찾기가 어려운 실정이다.The present invention relates to a molecular marker specifically associated with MR-1 melon resistance to powdery mildew. Since the melon, a gourd crop, was first distributed to farms in the 1970s, the annual total cultivated area has increased from about 550ha in 1998 to about 1000ha now. , and the production is generally 3,570 kg/10 ha. As people's tastes are diversifying and awareness of melon is increasing, it is predicted that more popular consumption will occur in the future. In melon cultivation, one of the biggest diseases is powdery mildew. The pathogen of powdery mildew on melon is Sphaerotheca fuliginea , and it overwinters in the form of ascaris and spores are transmitted by wind or insects, so it is difficult to effectively control it, and once it develops, it reduces production by more than 20-40%. cause Chemical control method and nature-friendly control method are used as methods for controlling powdery mildew. The chemical control method that is mainly used, that is, the control method using a fungicide, has a low control effect and is reported to increase the possibility of occurrence of new pathogens with resistance to drugs. is becoming In addition, as an environmentally friendly control method, there is a biological control method using natural enemy microorganisms or biological compounds, but it is difficult to find an effective control method at the present time because the efficiency is not high.

이러한 상황에서 멜론의 흰가루병 방제를 위한 가장 효과적인 방법은 저항성 품종을 육성하는 것으로 인식되고 있고, 그 필요성이 증대되고 있다. 멜론의 흰가루병 저항성 품종을 육성하기 위해서는 저항성 검정 방법이 확립되어야 하지만, 진정활물기생균으로 증식하는 이 병원균은 발병조건이 까다롭고, 발병시키기 위해서는 포장의 자연환경 조건하에서 발병을 유도해야 하므로 실질적으로 저항성 품종을 육성하기 위해서는 막대한 노력과 시간이 소요된다. 그러나 분자표지를 이용하여 저항성 품종을 육성할 경우, 환경 요인의 영향이나 관여하는 유전자의 유전양식에 따른 제한이 없어 정확한 표현형 선발이 가능하고, 유묘기에 선발이 가능하기 때문에 흰가루병과 같은 개화기 이후에 발병하는 형질의 경우, 그 경제적인 효과가 굉장히 높다. 또한, 멜론의 흰가루병 저항성과 같이 환경적인 요인에 영향을 많이 받고 유전자의 작용이 복잡한 양적형질의 경우, 분자마커의 개발과 이를 이용한 저항성 품종 육성이 필수요건으로 보고되고 있으므로, 멜론의 흰가루병 저항성 품종을 육성하기 위해 저항성과 연관된 분자마커의 개발이 요구되고 있다.In this situation, it is recognized that the most effective method for controlling powdery mildew of melons is cultivating resistant varieties, and the need is increasing. In order to cultivate powdery mildew resistant varieties of melon, a resistance test method must be established, but this pathogen, which proliferates as a true live parasite, has a difficult disease condition, and in order to develop it, it must be induced under the natural environmental conditions of the field. It takes enormous effort and time to develop them. However, in the case of cultivating resistant varieties using molecular markers, there is no restriction according to the influence of environmental factors or the genetic pattern of the genes involved, so accurate phenotype selection is possible. In the case of an onset trait, the economic effect is very high. In addition, in the case of quantitative traits that are highly influenced by environmental factors such as powdery mildew resistance of melons and whose gene action is complex, the development of molecular markers and the cultivation of resistant varieties using them are reported as essential requirements. The development of molecular markers related to resistance is required to foster it.

한국등록특허 제10-1714764호Korean Patent No. 10-1714764

본 발명은 흰가루병 저항성 MR-1 멜론 품종 선별용 분자 마커(BSA12-LI3ECORI)를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a molecular marker (BSA12-LI3ECORI) for the selection of powdery mildew resistant MR-1 melon varieties.

본 발명은 서열번호 1의 염기서열(BSA12-LI3ECORI) 프라이머를 포함하는 흰가루병 저항성 MR-1 멜론 품종 선별용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a composition for selecting powdery mildew-resistant MR-1 melon varieties comprising the nucleotide sequence (BSA12-LI3ECORI) primer of SEQ ID NO: 1.

본 발명은 서열번호 1의 염기서열(BSA12-LI3ECORI) 프라이머를 포함하는 흰가루병 저항성 MR-1 멜론 품종 선별용 키트를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a kit for selecting powdery mildew resistant MR-1 melon varieties comprising the nucleotide sequence (BSA12-LI3ECORI) primer of SEQ ID NO: 1.

본 발명은 서열번호 1의 염기서열(BSA12-LI3ECORI) 프라이머를 이용하여 증폭한 PCR 산물에 EcoR1 제한효소를 처리하여 특정 길이로 잘린 것을 확인하는 단계를 포함하는 흰가루병 저항성 MR-1 멜론 품종 선별 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a method for selecting powdery mildew resistant MR-1 melon varieties comprising the step of confirming that the PCR product amplified using the nucleotide sequence (BSA12-LI3ECORI) primer of SEQ ID NO: 1 is cut to a specific length by treatment with EcoR1 restriction enzyme. intended to provide

1. 서열번호 1의 염기서열 중 116~124번째와 238~257번째 염기에 위치하는 InDel을 검출하는 제제를 포함하는, MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론 중 흰가루병 저항성 멜론 선별용 조성물.1. A composition for selecting melons resistant to powdery mildew among melons of the progeny generation of MR-1 melon, comprising an agent that detects InDel located at the 116th to 124th and 238th to 257th bases of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

2. 위 1에 있어서, 상기 자손 세대 멜론은 MR-1 멜론 품종과 그 이외 품종의 교배 품종 또는 이의 자손 세대 멜론인, MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론 중 흰가루병 저항성 멜론 선별용 조성물.2. The composition for selecting powdery mildew resistant melons from the progeny generation melons of the MR-1 melon variety according to 1 above, wherein the progeny generation melon is a hybrid of an MR-1 melon variety and other varieties or a progeny generation melon thereof.

3. 위 1에 있어서, 상기 제제는 서열번호 2 및 서열번호 3의 염기서열을 포함하는 프라이머인, MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론 중 흰가루병 저항성 멜론 선별용 조성물.3. The composition of the above 1, wherein the agent is a primer comprising the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, for selecting powdery mildew resistant melons from melons of the progeny generation of MR-1 melon varieties.

4. 위 1 내지 3 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론 중 흰가루병 저항성 멜론 선별용 키트.4. A kit for selecting powdery mildew resistant melons from melons of the progeny of the MR-1 melon variety, comprising the composition of any one of items 1 to 3.

5. MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론의 gDNA에서 서열번호 1의 116~124번째와 238~257번째 염기 서열에 대응되는 염기 서열의 존부를 확인하는 단계를 포함하는, 흰가루병 저항성 멜론 품종 선별 방법.5. Powdery mildew resistant melon variety selection method, comprising the step of confirming the presence or absence of base sequences corresponding to the 116th to 124th and 238th to 257th nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1 in the gDNA of melon of the progeny generation of MR-1 melon varieties .

6. 위 5에 있어서, 상기 염기 서열의 존부 확인은 서열번호 2 및 서열번호 3의 프라이머로 상기 gDNA에서 서열번호 1에 대응되는 염기 서열을 증폭시켜, 그 증폭 산물의 크기를 확인함으로써 수행되는, 흰가루병 저항성 멜론 품종 선별 방법.6. In the above 5, the presence or absence of the base sequence is confirmed by amplifying the base sequence corresponding to SEQ ID NO: 1 in the gDNA with the primers of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, and confirming the size of the amplified product, Method for selecting powdery mildew resistant melon varieties.

7. 위 5에 있어서, 상기 대응되는 염기 서열이 존재하지 않으면, 해당 멜론을 흰가루병 저항성 멜론으로 선별하는 단계를 더 포함하는, 흰가루병 저항성 멜론 품종 선별 방법.7. The method of selecting a powdery mildew resistant melon variety according to 5 above, further comprising the step of selecting the corresponding melon as a powdery mildew resistant melon if the corresponding nucleotide sequence does not exist.

본 발명에 따른 분자 마커를 통해 흰가루병 저항성을 가진 MR-1 멜론 품종을 효율적으로 선별할 수 있다.Through the molecular marker according to the present invention, it is possible to efficiently select MR-1 melon varieties with powdery mildew resistance.

본 발명에 따른 프라이머를 포함하는 흰가루병 저항성을 가진 MR-1 멜론 품종 선별용 조성물 또는 선별용 키트를 이용함으로써 흰가루병 저항성을 가진 MR-1 멜론 품종을 효율적으로 선별할 수 있다.By using the composition or kit for screening MR-1 melons resistant to powdery mildew, including the primer according to the present invention, MR-1 melons resistant to powdery mildew can be efficiently selected.

도 1은 BSA12-LI3ECORI CAPS 마커를 이용한 PCR 전기영동과 제한 효소 EcoR1이 처리된 PCR 생성물을 나타낸 것이다. 도 1의 (A)는 흰가루병 감수성 계통 (S1, S2)과 흰가루병 저항성 계통 (R1~R13)의 gDNA를 추출한 뒤, CAPS 마커를 이용하여 PCR한 결과(838bp의 밴드)이고, 도 1의 (B)는 PCR 생성물에 제한효소 EcoR1을 3시간동안 처리 후, S2(Top Mark)와 R4(MR-1) 두 계통 사이 차이나는 밴드를 확인한 결과이다.
도 2는 인델 분자마커를 이용하여 흰가루병 저항성과 감수성을 판별한 결과를 나타낸 것이다. 도 2의 (A)는 MR-1 인델 분자마커는 멜론 DNA PCR 결과 흰가루병 저항성은 303bp 밴드, 감수성은 330bp, 그리고 이 둘간의 교배종 (F1)에선 두 개의 밴드를 나타낸다. 도 2의 (B)는 303bp 밴드는 흰가루병 저항성 (C의 1과 같은 무병징), 330bp 밴드는 감수성 (C의 5와 같은 병징), 303/330bp 밴드는 중도저항성을 나타낸다. (C의 2-4와 같은 병징) 도2의 (C)는 멜론 잎의 흰가루병 병징 정도를 1-5로 표시한 것이다. (1은 저항성, 5는 감수성)
1 shows PCR products treated with PCR electrophoresis and restriction enzyme EcoR1 using the BSA12-LI3ECORI CAPS marker. Figure 1 (A) is the result of extracting the gDNA of powdery mildew-sensitive strains (S1, S2) and powdery mildew-resistant strains (R1-R13), followed by PCR using the CAPS marker (band of 838 bp), and Figure 1 (B) ) is the result of confirming a band that is different between the two strains S2 (Top Mark) and R4 (MR-1) after the PCR product was treated with the restriction enzyme EcoR1 for 3 hours.
2 shows the results of determining powdery mildew resistance and susceptibility using indel molecular markers. Figure 2 (A) shows that the MR-1 indel molecular marker shows a 303 bp band for powdery mildew resistance, 330 bp for sensitivity, and two bands in a hybrid (F1) between the two as a result of Melon DNA PCR. 2(B), the 303 bp band shows powdery mildew resistance (same symptom as 1 in C), the 330 bp band shows sensitivity (same symptom as 5 in C), and the 303/330 bp band shows moderate resistance. (Same symptoms as 2-4 in C) Fig. 2 (C) shows the degree of powdery mildew symptoms of melon leaves as 1-5. (1 is resistance, 5 is susceptibility)

이하 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 서열번호 1의 염기서열 중 116~124번째와 238~257번째 염기에 위치하는 2곳의 중요 InDel을 검출하는 제제를 포함하는, MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론 중 흰가루병 저항성 멜론 선별용 조성물을 제공한다.The present invention selects powdery mildew-resistant melons among the melons of the progeny generation of MR-1 melons, including agents that detect two important InDels located at the 116th to 124th and 238th to 257th bases of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1. A composition is provided.

서열번호 1은 멜론 (Cucumis melo)의 게놈 염색체 12번의 22,804,440 ~ 22,805,117번째 염기서열에 해당한다.SEQ ID NO: 1 corresponds to the 22,804,440 ~ 22,805,117th nucleotide sequence of chromosome 12 of the genome of melon ( Cucumis melo ).

서열번호 1의 염기서열 중 116~124번째 염기는 “AAATAATTT”이고 238~257번째 염기는 “GTCAATATTT(C/T)AAGTCCATA”이며, MR-1 멜론 품종에서는 결실되어 있는 염기서열에 해당한다. MR-1 멜론 품종에서는 12번 염색체 쌍 모두에서 상기 염기 서열에 대응되는 서열이 결실되어 있다.Of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, the 116th to 124th bases are “AAATAATTT”, and the 238th to 257th bases are “GTCAATATTT(C/T)AAGTCCATA”, and it corresponds to the deleted nucleotide sequence in the MR-1 melon variety. In the MR-1 melon variety, the sequence corresponding to the nucleotide sequence is deleted in all pairs of chromosome 12.

InDel은 Insertion/Deletion 마커로, 생물의 DNA의 염기배열에서 일부 염기가 중간에 삽입되거나(insertion) 결실된(deletion) 변이를 총칭하며, 이는 예를 들어, 서로 다른 종 또는 품종간에 유전체 정보를 비교하여 염기가 삽입 또는 결실된 영역을 찾고, 그 정보를 바탕으로 프라이머를 제작한 뒤 PCR 기술을 이용하여 DNA를 증폭시키고 그 패턴을 분석함으로써 특정 품종을 식별할 수 있다.InDel is an Insertion/Deletion marker, and it is a generic term for mutations in which some bases are inserted or deleted in the middle of the DNA base sequence of an organism. Thus, a specific variety can be identified by finding the region in which the base is inserted or deleted, making a primer based on the information, amplifying the DNA using PCR technology, and analyzing the pattern.

흰가루병은 흰가루병의 병원균 또는 흰가루병균에 감염에 의해 나타나는 병해로, 구체적으로는 병원균 포도스파에라 크산티이(Podosphaera xanthii), 골로비노마이세스 시초라세아룸(Golovinomyces cichoracearum) 등에 의한 것일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.Powdery mildew is a disease caused by infection with powdery mildew pathogens or powdery mildew, specifically, pathogens Podosphaera xanthii , Golovinomyces cichoracearum , etc., but may be caused by, but not limited to. does not

흰가루병 저항성은, 예컨대 「흰가루병 내성」이라고도 하며, 상기 저항성은, 예를 들어 흰가루병균의 감염에 의한 병해의 발생 및 진행에 대한 저해능 또는 억제능을 의미하며, 구체적으로는 병해의 미발생, 발생한 병해의 진행 정지 및 발생한 병해의 진행 억제를 의미한다.Powdery mildew resistance is, for example, also referred to as “powdery mildew resistance”, and the resistance refers to, for example, an inhibitory or inhibitory ability against the occurrence and progression of a disease caused by a powdery mildew infection, and specifically, the non-occurrence of a disease, the occurrence of a disease It means stopping the progression and inhibiting the progression of the disease that has occurred.

본 발명의 조성물은 MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론을 대상으로 하여 그 흰가루병 저항성 여부를 선별할 수 있다.The composition of the present invention can screen the powdery mildew resistance of melons of the progeny of the MR-1 melon variety.

MR-1 멜론 품종은 12번 염색체 쌍 모두에서 상기 2곳의 InDel 부분이 결실되어 있으므로 흰가루병 저항성인 것이고, 그 자손 세대 멜론의 경우 부모로부터 유전된 12번째 상동 염색체간에 상기 Indel 부분이 결실되어 있을 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있으며, 이는 각 염색체 쌍마다 적용되는 것이므로, 그 자손 세대 멜론에서 상기 InDel을 검출하여 그 존부를 확인함으로써 흰가루병 저항성 여부를 확인할 수 있다.The MR-1 melon variety is powdery mildew resistant because the two InDel parts are deleted in both chromosome 12 pair. It may or may not be, and since it is applied to each chromosome pair, powdery mildew resistance can be confirmed by detecting the InDel in the melon of the progeny and confirming the presence or absence.

상기 자손 세대 멜론은 MR-1 멜론 품종과 그 이외 품종을 교배하여 얻은 F1 집단, F1을 자가 수정하거나 어느 멜론 품종과 교배하여 얻은 F2 집단, 또는 F2 이후의 교배를 통해 얻은 집단을 의미한다.The progeny generation melon is an F 1 group obtained by crossing the MR-1 melon variety with other varieties, an F 2 group obtained by self-fertilizing F 1 or crossing with any melon variety, or a group obtained through crossing after F 2 it means.

상기 제제는 상기 InDel을 검출할 수 있는 것이라면 그 종류는 제한되지 않으며, 예를 들면 서열번호 2 및 서열번호 3의 염기서열을 포함하는 프라이머일 수 있다. 서열번호 2는 서열번호 1의 116~124번째와 238~257번째 염기에 위치하는 Indel을 검출할 수 있는 정방향 프라이머 서열을, 서열번호 3은 서열번호 1의 116~124번째와 238~257번째 염기에 위치하는 Indel을 검출할 수 있는 역방향 프라이머 서열에 해당한다.The type of the agent is not limited as long as it can detect the InDel, and may be, for example, a primer including the nucleotide sequences of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3. SEQ ID NO: 2 is a forward primer sequence capable of detecting Indel located at bases 116-124 and 238-257 of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 3 is bases 116-124 and 238-257 of SEQ ID NO: 1 Corresponds to the reverse primer sequence capable of detecting Indels located in

또한, 본 발명은 MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론의 gDNA에서 서열번호 1의 116~124번째 및 238~257번째 염기 서열에 대응되는 염기 서열의 존부를 확인하는 단계를 포함하는, 흰가루병 저항성 멜론 품종 선별 방법을 제공한다.In addition, the present invention includes the step of confirming the presence or absence of a nucleotide sequence corresponding to the 116th to 124th and 238th to 257th nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1 in the gDNA of the progeny generation melon of the MR-1 melon variety, powdery mildew resistant melon A method for selecting varieties is provided.

MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론의 예시는 전술한 바와 같다.Examples of the progeny generation melon of the MR-1 melon variety are as described above.

MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론은 MR-1 품종에서와 같이 상기 InDel 부분이 결실되어 있을 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있으며, 이는 각 염색체마다 상이할 수 있다. 따라서, MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론의 gDNA에서 서열번호 1의 116~124번째 및 238~257번째 염기 서열에 대응되는 염기 서열의 존부를 확인함으로써 흰가루병 저항성 여부를 확인할 수 있다.The progeny melon of the MR-1 melon variety may or may not have the InDel portion deleted as in the MR-1 variety, which may be different for each chromosome. Therefore, powdery mildew resistance can be confirmed by confirming the presence of nucleotide sequences corresponding to the 116th to 124th and 238th to 257th nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1 in the gDNA of the melon of the progeny generation of the MR-1 melon variety.

서열번호 1의 116~124번째 및 238~257번째 염기 서열에 대응되는 염기 서열은 InDel 부분의 염기 서열에 대응되는 염기 서열을 의미하는 것으로서, 상기 InDel 부분 염기가 삽입되어 있는 멜론은 상기 염기 서열에 대응되는 염기 서열이 서열번호 1의 116~124번째 및 238~257번째 염기 서열의 서열과 동일하고, 상기 InDel 부분 염기가 결실되어 있는 멜론은 서열번호 1의 서열과 얼라인(align)하였을 때 상기 InDel 부분이 결실되어, 해당 위치의 염기가 서열번호 1의 116~124번째 및 238~257번째 염기 서열과 상이하다.The nucleotide sequences corresponding to the 116th to 124th and 238th to 257th nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1 refer to the nucleotide sequence corresponding to the nucleotide sequence of the InDel part, and the melon into which the InDel part nucleotide is inserted is in the nucleotide sequence. The corresponding nucleotide sequence is the same as the sequence of the 116th to 124th and 238th to 257th nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1, and the melon in which the InDel partial nucleotide is deleted is aligned with the sequence of SEQ ID NO: 1. The InDel portion is deleted, and the nucleotides at the corresponding positions are different from the 116th to 124th and 238th to 257th nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1.

염기 서열의 존부 확인은 당 분야에 공지된 방법에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들면 서열번호 1에 대응되는 염기 서열을 증폭시켜 그 증폭산물의 크기를 확인함으로써 수행될 수 있다. 구체적으로, 서열번호 2 및 서열번호 3의 프라이머를 사용할 수 있고, 보다 구체적으로는 그 증폭 산물의 크기가 303bp 또는 330bp인 것을 확인하여, 증폭 산물의 크기가 303bp이면 서열번호 1의 116~ 124번째 및 238~257번째 염기 서열에 대응되는 염기 서열이 존재하지 않는다고 판단할 수 있다.The presence or absence of the nucleotide sequence may be confirmed by a method known in the art, for example, by amplifying the nucleotide sequence corresponding to SEQ ID NO: 1 and confirming the size of the amplified product. Specifically, the primers of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 can be used, and more specifically, it is confirmed that the size of the amplification product is 303 bp or 330 bp, and if the size of the amplification product is 303 bp, the 116th to 124th of SEQ ID NO: 1 And it can be determined that the nucleotide sequence corresponding to the 238th to 257th nucleotide sequence does not exist.

그리고, 상기 대응되는 염기 서열이 존재하지 않으면, 해당 멜론을 흰가루병 저항성 멜론으로 선별할 수 있다.And, if the corresponding nucleotide sequence does not exist, the corresponding melon may be selected as powdery mildew resistant melon.

구체적으로, 서열번호 1의 116~124번째 및 238~257번째 염기 서열에 대응되는 염기 서열은 대상 멜론에서 1개의 염색체에만 존재할 수도 있고, 2개 염색체 모두에 존재할 수도 있고, 2개 염색체 모두에서 존재하지 않을 수도 있다.Specifically, the nucleotide sequences corresponding to the 116th to 124th and 238th to 257th nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1 may be present in only one chromosome in the target melon, may exist in both chromosomes, or present in both chromosomes You may not.

상기 대응되는 염기 서열이 존재하지 않을수록 보다 강한 흰가루병 저항성을 갖는 것으로서, 2개 염색체 모두에 상기 대응되는 염기 서열이 존재하지 않으면 그 품종은 MR-1과 대응되는 수준의 높은 흰가루병 저항성을 갖는다고 판단할 수 있고, 1개 염색체에만 상기 대응되는 염기 서열이 존재하지 않으면 그 품종은 중간 수준의 흰가루병 저항성을 갖는다고 판단할 수 있으며, 2개 염색체 모두에 상기 대응되는 염기 서열이 존재한다면 그 품종은 흰가루병 저항성을 갖지 않는다(흰가루병 감수성)고 판단할 수 있다.The less the corresponding nucleotide sequence does not exist, the stronger the powdery mildew resistance. If the corresponding nucleotide sequence does not exist on only one chromosome, it can be determined that the variety has an intermediate level of powdery mildew resistance, and if the corresponding nucleotide sequence exists on both chromosomes, the variety is powdery mildew It can be judged that there is no resistance (powdery mildew susceptibility).

실시예Example

실시예 1. 재료 및 방법Example 1. Materials and Methods

(1) 식물 재료(1) plant material

흰가루병에 내성이 있는 멜론 계열- MR-1 (Ames8578), Edisto47 (NSL34600), PMR5 (Ames26809), PMR6 (Ames26810), PMR45 (NSL113039), PMR45 (Ames26811), TGR1151 (PI482420), VIR5682 (PI313970), VIR5682 (NS12002), 2563 (PI124111), 2564 (PI12412), LJ90234 (PI414723), D-2 Resistant (Ames18738) 및 내성이 없는 Top Mark 멜론은 미국 국립 식물 유전자원 센터에서 입수하였다. 흰가루병에 취약한 IranH 멜론 종자는 대한민국 농촌 진흥청 유전자원센터에서 입수했다.Powdery mildew resistant melons - MR-1 (Ames8578), Edisto47 (NSL34600), PMR5 (Ames26809), PMR6 (Ames26810), PMR45 (NSL113039), PMR45 (Ames26811), TGR1151 (PI482420), VIR5682 (PI313970), VIR5682 (NS12002), 2563 (PI124111), 2564 (PI12412), LJ90234 (PI414723), D-2 Resistant (Ames18738) and non-resistant Top Mark melons were obtained from the US National Center for Plant Genetic Resources. IranH melon seeds, which are susceptible to powdery mildew, were obtained from the Genetic Resources Center of the Rural Development Administration of the Republic of Korea.

(2) 게놈 DNA 분리(2) Isolation of genomic DNA

13개의 내성 품종과 2개의 감수성 계통의 종자에서 자란 어린 식물에서 멜론 게놈 DNA를 분리하였다. 게놈 DNA는 DNA 추출 버퍼 (50mM Tris-HCl, 20mM EDTA)를 사용하여 추출하였다. 우선, 100mg의 샘플 잎을 액체 질소로 분쇄한 후, 2mL tube에 담긴 시료에 1 밀리리터의 추출 버퍼와 66μL의 10 % SDS를 넣고 30분간 65 ℃에서 혼합하였다. 300μL의 3M 아세트산 나트륨 (pH 5.2)을 첨가한 후 혼합물이 담긴 튜브를 얼음에 50분간 방치하고 고속 원심 분리기를 사용하여 9330X g에서 20분 동안 원심 분리하였다. 800μL의 상청액을 새로운 2mL 튜브로 옮기고 동일한 부피의 이소프로판올 (IPA)을 첨가했다. 상기 튜브를 -80 ℃에서 10 분 동안 동결시키고, 원심 분리 후 펠렛을 분리하고 상청액은 제거하였다. 700μL의 70 % EtOH를 사용하여 펠렛을 2회 헹구고, 최종적으로는 펠렛을 멸균 증류수에 녹여 게놈 DNA를 획득하였다.Melon genomic DNA was isolated from young plants grown from seeds of 13 resistant varieties and 2 susceptible lines. Genomic DNA was extracted using DNA extraction buffer (50 mM Tris-HCl, 20 mM EDTA). First, 100 mg of sample leaves were pulverized with liquid nitrogen, 1 milliliter of extraction buffer and 66 μL of 10% SDS were added to the sample in a 2 mL tube, and mixed at 65 ° C. for 30 minutes. After addition of 300 μL of 3M sodium acetate (pH 5.2), the tube containing the mixture was placed on ice for 50 minutes and centrifuged at 9330X g for 20 minutes using a high-speed centrifuge. 800 μL of the supernatant was transferred to a new 2 mL tube and an equal volume of isopropanol (IPA) was added. The tube was frozen at -80 °C for 10 min, the pellet was separated after centrifugation and the supernatant was removed. The pellet was rinsed twice using 700 μL of 70% EtOH, and finally, the genomic DNA was obtained by dissolving the pellet in sterile distilled water.

(3) CAPS 마커에 대한 PCR 분석, 제한효소 처리 및 DNA 서열 분석(3) PCR analysis for CAPS marker, restriction enzyme treatment and DNA sequence analysis

멜론 라인의 PCR 분석을 위해 2개의 CAPS 마커 (BSA12_LI3ECORI 및 BSA12-LI4HINFI; MR-1에 대한 PM 내성 유전자좌인 BPm12.1과 연결됨)가 사용되었다. BSA12_LI3ECORI에 대한 정방향 프라이머 (5'-TGCCTTTAGTGGGAGTAGTTCAT-3', 서열번호 4) 및 역방향 프라이머 (5'-TGTAGTGCTCCAACATTTAG-3'. 서열번호 5), BSA12-LI4HINFI에 대한 정방향 프라이머 (5'- GGATACAACACGATTAAGCAGGT-3', 서열번호 6) 및 역방향 프라이머 (5'-TCAAGGCGAAGATATTGAGCAA-3', 서열번호 7)를 사용하였다 (Li et al.에 보고된 뉴클레오티드 서열 정보를 사용하여 합성). 게놈 DNA-PCR은 CAPS 마커 쌍 0.75μM, dNTP 250μM 및 5유닛의 NEXproTM e Taq DNA 중합 효소 (Focus Bioscience)와 1X 반응 버퍼를 혼합물을 사용하여 100ng의 멜론 DNA에서 수행되었다. PCR은 95℃에서 5분, 95℃에서 30초, 56℃에서 30초, 72℃에서 1분, 72℃에서 10분의 조건으로 수행되었다. 5μL의 PCR 산물을 EcoRI 또는 Hinf1 제한 효소로 3시간 처리한 후 아가로스 젤 전기 영동을 통해 흰가루병 내성 또는 감수성 멜론 라인 사이에 차이가 있는지 확인하였고, PCR 밴드는 젤에서 분리하여 Sanger DNA 서열 분석을 수행하였다.Two CAPS markers (BSA12_LI3ECORI and BSA12-LI4HINFI; linked to the PM resistance locus for MR-1, BPm12.1) were used for PCR analysis of melon lines. Forward primer for BSA12_LI3ECORI (5'-TGCCTTTAGTGGGAGTAGTTCAT-3', SEQ ID NO: 4) and reverse primer (5'-TGTAGTGCTCCAACATTTAG-3'. SEQ ID NO: 5), forward primer for BSA12-LI4HINFI (5'-GGATACAACACGATTAAGCAGGT-3' , SEQ ID NO: 6) and a reverse primer (5'-TCAAGGCGAAGATATTGAGCAA-3', SEQ ID NO: 7) were used (synthesized using the nucleotide sequence information reported in Li et al.). Genomic DNA-PCR was performed on 100 ng of melon DNA using a mixture of CAPS marker pair 0.75 μM, dNTP 250 μM and 5 units of NEXpro e Taq DNA polymerase (Focus Bioscience) with 1X reaction buffer. PCR was performed under the conditions of 5 minutes at 95°C, 30 seconds at 95°C, 30 seconds at 56°C, 1 minute at 72°C, and 10 minutes at 72°C. After 5 μL of PCR product was treated with EcoRI or Hinf1 restriction enzymes for 3 hours, agarose gel electrophoresis was used to confirm whether there was a difference between powdery mildew-resistant or susceptible melon lines, and PCR bands were separated from the gel and Sanger DNA sequence analysis was performed. did.

(4) Indel 마커 디자인 및 PCR 분석(4) Indel marker design and PCR analysis

InDel 마커 프라이머는 BSA12_LI3ECORI CAPS 마커에 의한 PCR 산물의 염기 서열을 기반으로 구성하였다 (정방향 프라이머 (서열번호 2): 5'-AATCTATCCCAAATCAAAGTC-3', 역방향 프라이머 (서열번호 3): 5'- AAGTTATATTGGTCTAGAAGTTT-3'). (도 2B). PCR 반응은 프라이머 0.5M, dNTP 250M, 1x 반응 버퍼, 5유닛 NEXproTM e Taq DNA (Focus Bioscience) 및 100ng의 멜론 DNA를 혼합하여 수행하였다. PCR 반응은 95℃에서 5분, 95℃에서 30초, 49℃에서 30초, 72℃에서 30초, 72℃에서 5분으로 수행되었고, 총 20μL PCR 산물 중 5μL은 전기 영동을 실시하여 밴드를 확인하였다.The InDel marker primer was constructed based on the nucleotide sequence of the PCR product by the BSA12_LI3ECORI CAPS marker (forward primer (SEQ ID NO: 2): 5'-AATCTATCCCAAATCAAAGTC-3', reverse primer (SEQ ID NO: 3): 5'-AAGTTATATTGGTCTAGAAGTTT-3) '). (Fig. 2B). PCR reaction was performed by mixing primers 0.5M, dNTP 250M, 1x reaction buffer, 5 units NEXpro™ e Taq DNA (Focus Bioscience) and 100 ng of melon DNA. The PCR reaction was carried out in 5 minutes at 95°C, 30 seconds at 95°C, 30 seconds at 49°C, 30 seconds at 72°C, and 5 minutes at 72°C, and 5 μL of the total 20 μL PCR product was electrophoresed to form a band. Confirmed.

(5) MR-1과 Top Mark의 교배 및 흰가루병 테스트(5) Crossbreeding of MR-1 and Top Mark and powdery mildew test

부모 세대로 MR-1과 Top Mark를 수분하여 수확한 F1 세대는 MR-1 및 Top Mark와 동일한 조건에서 발아 및 재배되었다. 부모 세대 (MR-1 및 Top Mark)와 F1 세대는 자발적인 흰가루병을 유발하기 위해 온도는 25~30℃상대 습도는 60~70%의 조건을 갖춘 플라스틱 온실에서 재배하였다. 이 후 흰가루병 증상을 확인하여, 감염 수준을 기존의 보고된 기준에 따라 1~5 등급으로 분류하였다. 클래스 1에는 증상이 없고(0 %), 등급 2, 3, 4는 각각 낮음 (10 %), 중간 (10-25 %) 및 중증 감염 (25-50 %)정도를 나타내며, 클래스 5는 전체 잎 (50-100 %)이 감염된 정도를 나타낸다 (도 3C).F1 generation harvested by pollinating MR-1 and Top Mark as the parent generation germinated and grown under the same conditions as MR-1 and Top Mark. The parent generation (MR-1 and Top Mark) and the F1 generation were grown in a plastic greenhouse with a temperature of 25-30℃ and a relative humidity of 60-70% to induce spontaneous powdery mildew. After that, powdery mildew symptoms were confirmed, and the level of infection was classified into grades 1 to 5 according to the previously reported standards. Class 1 is asymptomatic (0%), grades 2, 3, and 4 have low (10%), moderate (10-25%) and severe infection (25-50%) degrees, respectively, and class 5 is whole leaf (50-100%) represents the degree of infection (Fig. 3C).

실시예 2. 실험 결과Example 2. Experimental results

(1) 멜론 품종별 CAPS 마커의 PCR 다형성 분석(1) PCR polymorphism analysis of CAPS markers by melon variety

MR-1의 PM 저항성의 주요 QTL인 BPm12.1은 CAPS 마커 BSA12-LI3ECORI 및 BSA12-LI4HINF1 사이에 각각 0.02 cM 및 0.28 cM 간격으로 위치한다고 보고되었다 (도 1A). CAPS 마커 BSA12-LI3ECORI 및 BSA12-LI4HINF1 (도 1B)의 정방향 및 역방향 프라이머를 사용하여, 두 개의 PM 민감성 멜론 품종 (IranH 및 Top Mark) 및 13개의 흰가루병 내성 품종 (Edisto47, PMR5, PMR6, MR-1), TGR1551, VIR5682, 2563, 2564, VIR5682, PMR45 [NSL113039], PMR45 [Ames26811], LJ9-234 및 D2 Resistant)의 PCR 산물 사이즈를 확인하였다 (도 1C). BA12-LI4HINF1 및 BSA12-LI3ECORI 및 의 PCR 산물에 각각 Hinf1 및 EcoR1 제한효소를 처리하여 길이 다형성을 확인했다 (도 1D, E). It was reported that BPm12.1, the major QTL of PM resistance of MR-1, is located between the CAPS markers BSA12-LI3ECORI and BSA12-LI4HINF1 at intervals of 0.02 cM and 0.28 cM, respectively (Fig. 1A). Using the forward and reverse primers of the CAPS markers BSA12-LI3ECORI and BSA12-LI4HINF1 (Fig. 1B), two PM-sensitive melon cultivars (IranH and Top Mark) and 13 powdery mildew-resistant cultivars (Edisto47, PMR5, PMR6, MR-1) were used. ), TGR1551, VIR5682, 2563, 2564, VIR5682, PMR45 [NSL113039], PMR45 [Ames26811], LJ9-234 and D2 Resistant) were confirmed for PCR product sizes (FIG. 1C). BA12-LI4HINF1 and BSA12-LI3ECORI and PCR products of Hinf1 and EcoR1 were treated with restriction enzymes, respectively, to confirm the length polymorphism (FIG. 1D, E).

BSA12-LI4HINF1 CAPS 마커를 사용한 경우, 15개 모든 품종에서 약 525bp의 PCR 밴드를 보이는 것을 확인했다 (도 1D 위). Hinf1를 처리한 경우, S1 (IranH), R1 (Edisto47), R2 (PMR5), R3 (PMR6) 및 R5 (TGR1551)는 절단되지 않은 것을 확인했고, 이를 제외한 나머지 10개 품종 모두에서 동일한 351bp 및 174bp 밴드를 확인하였다 (도 1D 아래). 이러한 결과는 BAS12-LI4HINF1 CAPS 마커가 PM 내성과 감수성 라인 사이 및 MR-1에 대한 특정 다형성을 나타내지 않음을 나타낸다. When the BSA12-LI4HINF1 CAPS marker was used, it was confirmed that all 15 varieties showed a PCR band of about 525 bp (Fig. 1D above). When Hinf1 was treated, it was confirmed that S1 (IranH), R1 (Edisto47), R2 (PMR5), R3 (PMR6) and R5 (TGR1551) were not cleaved, except for this, the same 351bp and 174bp in all 10 varieties Bands were identified (Figure 1D below). These results indicate that the BAS12-LI4HINF1 CAPS marker does not exhibit a specific polymorphism between PM-resistant and susceptible lines and for MR-1.

다른 CAPS 마커인 BSA12-LI3ECORI의 경우, 15개 라인 모두에서 약 840bp에 해당하는 PCR 밴드를 확인할 수 있었다 (도 1E 위). EcoR1 제한 효소로 PCR 산물을 처리한 결과, IranH을 제외한 나머지 14개 품종에서 절단된 388 bp 밴드와 450 bp 밴드를 보이는 것을 확인하였다. 13개의 내성 품종 중 R4 (MR-1) 및 R7 (2563) 품종은 450bp보다 작은 크기의 다형성 밴드를 나타내었고, R7은 R4의 부모 (MR-1 라인)에 해당하므로 동일한 패턴을 보였다 (도 1E 아래). 이러한 결과는 BSA12-LI3ECORI CAPS 마커가 MR-1 특이적임을 의미한다.In the case of BSA12-LI3ECORI, another CAPS marker, a PCR band corresponding to about 840 bp was confirmed in all 15 lines (Fig. 1E above). As a result of processing the PCR product with EcoR1 restriction enzyme, it was confirmed that the cleaved 388 bp band and 450 bp band were observed in the remaining 14 varieties except IranH. Among the 13 resistant cultivars, R4 (MR-1) and R7 (2563) cultivars showed polymorphic bands with a size smaller than 450 bp, and R7 corresponded to the parent (MR-1 line) of R4 and thus showed the same pattern (Fig. 1E). under). These results suggest that the BSA12-LI3ECORI CAPS marker is MR-1 specific.

또한 BSA12-LI3ECORI CAPS 마커가 0.2cM에 위치한 BPm12.1 흰가루병 저항성 QTL에 가깝기 때문에 이 마커 자체가 BPm12.1 저항성 마커로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.In addition, since the BSA12-LI3ECORI CAPS marker is close to the BPm12.1 powdery mildew resistance QTL located at 0.2 cM, it is thought that this marker itself can be used as a BPm12.1 resistance marker.

(2) PCR 생산물의 염기서열 분석(2) nucleotide sequence analysis of PCR products

2개 PM 감수성 및 13개 내성 멜론 품종에서 분리된 DNA를 BSA12_LI3ECORI CAPS 프라이머를 사용하여 PCR을 통해 증폭시킨 후, 680bp에 해당하는 PCR 산물의 염기서열을 분석하였다 (도 2A). 뉴클레오티드 서열은 멜론 DNA에 고도로 보존된 AT-풍부 영역이며 오픈 리딩 프레임 (ORF) 영역이 없는 비 코딩 서열이다. R4 (MR-1)와 R7 (MR-1의 부모)에서는 3개 영역에서 총 36~37bp가 제거되어 있다. 116~124bp 위치의 "AAATAATTT" 9개 뉴클레오티드, 238~257bp 위치의 "GT(C/T)AATATTT(C/T)AAGTCCATA" 20개 뉴클레오티드 및 504~512bp 위치의 “)CTTGATTA”8 개 또는 9개 뉴클레오티드가 제거되어 있다.DNA isolated from 2 PM sensitive and 13 resistant melon varieties was amplified through PCR using the BSA12_LI3ECORI CAPS primer, and then the nucleotide sequence of the PCR product corresponding to 680bp was analyzed (FIG. 2A). The nucleotide sequence is a highly conserved AT-rich region in melon DNA and is a non-coding sequence lacking an open reading frame (ORF) region. In R4 (MR-1) and R7 (parent of MR-1), a total of 36-37 bp was removed from the three regions. 9 nucleotides “AAATAATTT” at positions 116-124 bp, 20 nucleotides “GT(C/T)AATATTT(C/T)AAGTCCATA” at positions 238-257 bp, and 8 or 9 “)CTTGATTA” at positions 504-512 bp Nucleotides have been removed.

EcoRI 인식 서열 "GAATTC"는 S1 (IranH) 품종을 제외한 모든 품종의 PCR 산물 384~390bp에 존재한다 (도 2A). 즉, IranH 품종을 제외하고 BSA12_LI3ECORI CAPS 프라이머를 이용한 PCR 산물은 EcoRI 위치에서 두 개의 밴드로 나타났다 (도 1E 아래). EcoRI 기준으로 MR-1에서 28bp 결실로 업스트림 부분에 해당하는 밴드는 362bp로, IranH를 제외한 나머지 품종에는 28bp가 존재하는 390bp 밴드로 표시되었다. 결론적으로, 우리는 MR-1 품종에서 BSA12_LI3ECORI CAPS 마커 영역에는 다른 PM 감수성 및 내성 품종에는 없는 특정 결실이 있음을 발견했다. BSA12_LI3ECORI CAPS 마커 영역의 뉴클레오티드 서열로 구성된 계통 발생 트리는 15개의 멜론 품종을 3개의 계통군으로 나누었다. 계통군 I에는 PM 민감성 품종 (S1 (IranH) 및 S2 (Top Mark)) 및 PM 내성 품종 (R10 (PMR45_NSL113039), R11 (PMR45_Ames26811), (R13) D-2 Resistant 및 (R12) LJ90234)이 포함되었다. Top Mark(PM 민감성 품종)와 PMR45(저항성 품종)는 매우 높은 유전적 유사성을 나타낸다. 계통군 II에는 PM 내성 라인 R2 (PMR5), R3 (PMR6), R6 (VIR5682), R5 (TGR1151) 및 R8 (2564_PI12412)이 포함되었고, 계통군 III에는 MR-1의 부모 세대인 R4 (MR-1) 및 R7 (2563)이 포함되었다. 계통 발생학적 분석은 MR1의 PM 저항성 QTL 인 BPm12.1 유전자좌가 진화 초기에 다른 PM 저항성 멜론 품종의 유전자와 분리되었음을 시사한다. 계통 발생 트리에 있는 13개의 PM 내성 멜론 품종 중 PMR45, Edisto47, PMR5, PI12412, MR-1은 흰가루병 종족 식별에 사용된다. 이 멜론은 8 개의 Podosphaera xanthii 종족 (1, N1, N2, 5 A, S, O, 및 N5)에 대한 저항성과 감수성의 차이를 보여준다. PMR45는 종족 N2, 5, S, O 및 N5에, Edisto47은 종족 5, O 및 N5에 취약하고, PMR5 및 PI122412는 종족 O에만 취약하다. MR-1은이 종족 8개 모두에 대해 내성이 있지만 S와 O 종족에 대해서는 약간만 내성이 있다. 종합하면, BSA12-LI3ECOR1 CAPS 마커 영역의 뉴클레오타이드 서열에 의한 계통 분화는 PM 품종에 대한 특이적 내성에 유사한 경향을 보여준다. The EcoRI recognition sequence "GAATTC" is present in PCR products of 384-390 bp of all cultivars except S1 (IranH) cultivar (FIG. 2A). That is, except for the IranH variety, the PCR product using the BSA12_LI3ECORI CAPS primer appeared as two bands at the EcoRI position (Fig. 1E below). Based on EcoRI, the 28bp deletion in MR-1 indicated that the band corresponding to the upstream part was 362bp, and in all varieties except IranH, 28bp was present as a 390bp band. In conclusion, we found that the BSA12_LI3ECORI CAPS marker region in the MR-1 cultivar had specific deletions not found in other PM-sensitive and resistant cultivars. The phylogenetic tree consisting of the nucleotide sequence of the BSA12_LI3ECORI CAPS marker region divided 15 melon varieties into three phylogenetic groups. Phylogenetic group I included PM-sensitive varieties (S1 (IranH) and S2 (Top Mark)) and PM-resistant varieties (R10 (PMR45_NSL113039), R11 (PMR45_Ames26811), (R13) D-2 Resistant and (R12) LJ90234). . Top Mark (PM-sensitive cultivar) and PMR45 (resistant cultivar) show very high genetic similarity. Phylogeny II included the PM resistance lines R2 (PMR5), R3 (PMR6), R6 (VIR5682), R5 (TGR1151) and R8 (2564_PI12412), and clade III included R4 (MR-), the parental generation of MR-1. 1) and R7 (2563) were included. Phylogenetic analysis suggests that the BPm12.1 locus, the PM-resistant QTL of MR1, was isolated from the genes of other PM-resistant melon cultivars early in its evolution. Of the 13 PM-resistant melon varieties in the phylogenetic tree, PMR45, Edisto47, PMR5, PI12412, and MR-1 are used for powdery mildew species identification. This melon shows differences in resistance and susceptibility to eight Podosphaera xanthii species (1, N1, N2, 5 A, S, O, and N5). PMR45 is vulnerable to races N2, 5, S, O and N5, Edisto47 is vulnerable to races 5, O and N5, and PMR5 and PI122412 are only vulnerable to race O. MR-1 is resistant to all eight of these races, but only slightly to the S and O races. Taken together, the lineage differentiation by the nucleotide sequence of the BSA12-LI3ECOR1 CAPS marker region shows a similar trend for specific resistance to PM varieties.

(3) BSA12-L13ECOR1에 기초한 InDel 마커 디자인 및 평가(3) InDel marker design and evaluation based on BSA12-L13ECOR1

MR-1의 PM 내성과 관련된 BSA12-L13ECOR1 CAPS 마커 대신 PCR 제품 크기의 차이를 통해 다형성을 보다 쉽게 식별할 수 있는 InDel PCR 마커가 개발되었다. MR-1 품종의 경우, EcoR1 사이트의 특정 상위 영역에 총 28bp 결실이 존재한다. 그래서 이 부분의 크기를 구별할 수 있는 PCR 프라이머 (도 2B)를 사용하여 총 14개의 멜론 품종에서 PCR을 수행했을 때, MR-1 만이 303bp의 작은 크기를 가진 밴드를 특이적으로 나타내고, 나머지 흰가루병 감수성 및 내성 품종은 더 큰 사이즈인 330bp의 PCR 밴드를 나나낸다 (도 2C). 이러한 결과는 새로 설계된 InDel PCR 프라이머가 BSA12-L13ECOR1 CAPS 마커를 대체할 수 있음을 의미한다. 실제로 InDel PCR 마커는 PM 내성 MR-1에서는 303bp 밴드를, PM-민감성 Top Mark에서 330bp 밴드를 나타낸다. 두 품종을 교차하여 얻은 F1은 330 및 303 bp의 두 밴드를 나타낸다 (도 3A). 자연 발생 PM을 사용한 테스트 결과 MR-1은 Class 1 (PM 내성), Top Mark는 Class 5 (PM 민감성) 이었다. 그러나 F1은 PM, Classes 2-4 (도 3B)에 대해 중간 정도의 저항을 나타내었다. F1의 중간 저항은 종족 S 또는 O가 자연발생적으로 다른 종족과 동시에 발생했을 가능성을 시사한다. 이러한 결과는 InDel PCR 마커가 MR-1 PM 내성과 관련이 있고 BPm12.1 PM 내성 유전자가 마커 근처에 존재함을 시사한다. 본 연구에서 개발된 InDel PCR 마커는 PM 내성 QTL 유전자좌 인 BPm12.1 위치에서 왼쪽으로 0.2 cM에 위치한다. BSA12-LI3ECOR1과 BSA12-LI4HINFI CAPS 마커 영역 사이에는 78kb가 있으며 Cucumis melo L. cv. 멜론 참조 게놈인 DHL92에 12개의 유전자가 있다. 앞으로는 MR-1 멜론에서 12개의 후보 유전자 중 BPm12.1 유전자좌를 찾는 것이 남아있다. Instead of the BSA12-L13ECOR1 CAPS marker, which is associated with PM resistance of MR-1, an InDel PCR marker was developed that could more readily identify polymorphisms through differences in PCR product size. In the case of the MR-1 variety, a total of 28 bp deletions exist in a specific upstream region of the EcoR1 site. So, when PCR was performed on a total of 14 melon varieties using a PCR primer that can distinguish the size of this part (Fig. 2B), only MR-1 specifically exhibited a band with a small size of 303 bp, and the rest of the powdery mildew Susceptible and resistant varieties exhibit a larger size, 330 bp PCR band (Fig. 2C). These results suggest that the newly designed InDel PCR primer can replace the BSA12-L13ECOR1 CAPS marker. Indeed, the InDel PCR marker shows a 303 bp band in the PM-resistant MR-1 and a 330 bp band in the PM-sensitive Top Mark. F1 obtained by crossing the two varieties shows two bands of 330 and 303 bp (Fig. 3A). As a result of testing using naturally occurring PM, the MR-1 was Class 1 (PM Immunity) and the Top Mark was Class 5 (PM Sensitive). However, F1 showed moderate resistance to PM, Classes 2-4 (Fig. 3B). The moderate resistance of F1 suggests the possibility that races S or O naturally co-occurred with other races. These results suggest that the InDel PCR marker is associated with MR-1 PM resistance and that the BPm12.1 PM resistance gene is present in the vicinity of the marker. The InDel PCR marker developed in this study is located 0.2 cM to the left of the BPm12.1 locus, the PM-resistant QTL locus. There is 78 kb between the BSA12-LI3ECOR1 and BSA12-LI4HINFI CAPS marker regions, and Cucumis melo L. cv. There are 12 genes in the melon reference genome, DHL92. In the future, it remains to find the BPm12.1 locus among 12 candidate genes in MR-1 melon.

<110> SEJONG UNIVERSITY INDUSTRY ACADEMY COOPERATION FOUNDATION <120> Molecular marker for identification of melon resistant to powdery mildew and identification method using the same marker <130> 20P08013 <160> 7 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 678 <212> DNA <213> Cucumis melo <220> <221> allele <222> (1)..(678) <223> n is a blank <400> 1 aatctatccc aaatcaaagt caaagcaaag ttctttacat ctatttcata acaanntttt 60 ggttttctat tatatgttaa aatgatatat aatttatacc ttcgtccacg agtttaaata 120 attttgagtt aatcagtaat ttaagatgat atcagtgcag cttatttaag gaggtcctac 180 gttcaagtcg ttacaatatt atttnctccc aaacaaatat tcatttccac ttgtttagtc 240 aatatttcaa gtccataagt aaggatgagt attagattat aatatgatta aattgatctt 300 tactcaactt aaacttctag accaatataa cttataattt tcgtaactgt agttgttttt 360 ctctcgtctt aaaagaagta taagaatttt taaaattaat ctaatgctat aaaaaaaaat 420 attcttgtaa aagaattgac ttgaaactag gaatggaaac gatatttata agcataactt 480 ttaaaaataa aaaactaaaa aaancttgat taaaagataa aacatttgac aaaatattta 540 cactataata aaatttcttt tttaattgtt ttgttttatg gagcgtaaat aatttattta 600 tttatttatt ttaaaaaaac caaactaaaa ttttaaaatg aaagggnttg ttaaagggaa 660 ttttttttag tttttttt 678 <210> 2 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer sequence <400> 2 aatctatccc aaatcaaagt c 21 <210> 3 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer sequence <400> 3 aagttatatt ggtctagaag ttt 23 <210> 4 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer sequence <400> 4 tgcctttagt gggagtagtt cat 23 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer sequence <400> 5 tgtagtgctc caacatttag 20 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer sequence <400> 6 ggatacaaca cgattaagca ggt 23 <210> 7 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer sequence <400> 7 tcaaggcgaa gatattgagc aa 22 <110> SEJONG UNIVERSITY INDUSTRY ACADEMY COOPERATION FOUNDATION <120> Molecular marker for identification of melon resistant to powdery mildew and identification method using the same marker <130> 20P08013 <160> 7 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 678 <212> DNA <213> Cucumis melo <220> <221> allele <222> (1)..(678) <223> n is a blank <400> 1 aatctatccc aaatcaaagt caaagcaaag ttctttacat ctatttcata acaanntttt 60 ggttttctat tatatgttaa aatgatatat aatttatacc ttcgtccacg agtttaaata 120 attttgagtt aatcagtaat ttaagatgat atcagtgcag cttatttaag gaggtcctac 180 gttcaagtcg ttacaatatt atttnctccc aaacaaatat tcatttccac ttgtttagtc 240 aatatttcaa gtccataagt aaggatgagt attagattat aatatgatta aattgatctt 300 tactcaactt aaacttctag accaatataa cttataattt tcgtaactgt agttgttttt 360 ctctcgtctt aaaagaagta taagaatttt taaaattaat ctaatgctat aaaaaaaaat 420 attcttgtaa aagaattgac ttgaaactag gaatggaaac gatatttata agcataactt 480 ttaaaaataa aaaactaaaa aaancttgat taaaagataa aacatttgac aaaatattta 540 cactataata aaatttcttt tttaattgtt ttgttttatg gagcgtaaat aatttattta 600 tttatttatt ttaaaaaaac caaactaaaa ttttaaaatg aaagggnttg ttaaagggaa 660 ttttttttag tttttttt 678 <210> 2 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer sequence <400> 2 aatctatccc aaatcaaagt c 21 <210> 3 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer sequence <400> 3 aagttatatt ggtctagaag ttt 23 <210> 4 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer sequence <400> 4 tgcctttagt gggagtagtt cat 23 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer sequence <400> 5 tgtagtgctc caacatttag 20 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer sequence <400> 6 ggatacaaca cgattaagca ggt 23 <210> 7 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer sequence <400> 7 tcaaggcgaa gatattgagc aa 22

Claims (7)

서열번호 1의 염기서열 중 116~124번째와 238~257번째 염기에 위치하는 InDel을 검출하는 제제를 포함하는, MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론 중 흰가루병 저항성 멜론 선별용 조성물.

A composition for selecting powdery mildew-resistant melons from melons of the progeny generation of MR-1 melon, comprising an agent for detecting InDel located at the 116th to 124th and 238th to 257th bases of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1.

청구항 1에 있어서, 상기 자손 세대 멜론은 MR-1 멜론 품종과 그 이외 품종의 교배 품종 또는 이의 자손 세대 멜론인, MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론 중 흰가루병 저항성 멜론 선별용 조성물.
The method according to claim 1, wherein the melon of the progeny is a hybrid of the MR-1 melon variety and other varieties or a melon of the progeny generation thereof.
청구항 1에 있어서, 상기 제제는 서열번호 2 및 서열번호 3의 염기서열을 포함하는 프라이머인, MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론 중 흰가루병 저항성 멜론 선별용 조성물.
The method according to claim 1, wherein the agent is a primer comprising the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, the composition for selecting powdery mildew resistant melons among melons of the progeny generation of MR-1 melon varieties.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론 중 흰가루병 저항성 멜론 선별용 키트.
A kit for selecting powdery mildew resistant melons among progeny generation melons of the MR-1 melon variety comprising the composition of any one of claims 1 to 3.
MR-1 멜론 품종의 자손 세대 멜론의 gDNA에서 서열번호 1의 116~124번째 및 238~257번째 염기 서열에 대응되는 염기 서열의 존부를 확인하는 단계를 포함하는, 흰가루병 저항성 멜론 품종 선별 방법.
A method for selecting a powdery mildew resistant melon variety, comprising the step of confirming the presence or absence of a nucleotide sequence corresponding to the 116th to 124th and 238th to 257th nucleotide sequences of SEQ ID NO: 1 in the gDNA of the progeny generation melon of the MR-1 melon variety.
청구항 5에 있어서, 상기 염기 서열의 존부 확인은 서열번호 2 및 서열번호 3의 프라이머로 상기 gDNA에서 서열번호 1에 대응되는 염기 서열을 증폭시켜, 그 증폭 산물의 크기를 확인함으로써 수행되는, 흰가루병 저항성 멜론 품종 선별 방법.
The method according to claim 5, wherein the presence or absence of the nucleotide sequence is confirmed by amplifying the nucleotide sequence corresponding to SEQ ID NO: 1 in the gDNA with the primers of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, and confirming the size of the amplification product, powdery mildew resistance How to select melon varieties.
청구항 5에 있어서, 상기 대응되는 염기 서열이 존재하지 않으면, 해당 멜론을 흰가루병 저항성 멜론으로 선별하는 단계를 더 포함하는, 흰가루병 저항성 멜론 품종 선별 방법.
The method according to claim 5, further comprising the step of selecting the corresponding melon as a powdery mildew resistant melon if the corresponding nucleotide sequence does not exist.
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