KR20220010372A - 벼의 질병 또는 해충에 대한 저항성 마커 및 이의 용도 - Google Patents

벼의 질병 또는 해충에 대한 저항성 마커 및 이의 용도 Download PDF

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Abstract

벼의 질병 또는 해충에 대한 저항성 마커 및 이의 용도가 제공된다. 보다 구체적으로, 벼 도열병 저항성 마커, 벼 흰잎 마름병 저항성 마커, 벼멸구 저항성 마커, 및 이들의 상기 질병 또는 해충에 대한 저항성 확인 용도가 제공된다.

Description

벼의 질병 또는 해충에 대한 저항성 마커 및 이의 용도{Biomarker for detecting resistance against disease or insect in rice and uses thereof}
벼의 질병 또는 해충에 대한 저항성 마커 및 이의 용도가 제공된다. 보다 구체적으로, 벼 도열병 저항성 마커, 벼 흰잎 마름병 저항성 마커, 벼멸구 저항성 마커, 및 이들의 상기 질병 또는 해충에 대한 저항성 확인 용도가 제공된다.
쌀은 세계 인구의 과반수에 의해 섭취되는 중요한 주요 작물이다. 그러나, 세계 인구가 증가하면서 쌀에 대한 수요는 증가하였지만, 주요 생산국에서 쌀 재배 지역은 감소했다. 또한, 쌀 생산은 가뭄, 염분, 침수, 질병 및 해충 등에 의해 영향을 받았다. 이러한 상황에서, 쌀 생산량 감소를 줄이는 것이 쌀 생산량 증가에 있어 필수적인 전략이다.
곰팡이류인 Magnaporthe oryzae (M.oryzae)에 의해 생기는 벼 도열병 (blast)은 쌀 생산에 있어서 재앙적인 질병 중 하나이다. 벼 도열병으로 인해 매년 10-30%의 쌀 생산량이 감소하고 있다.
박테리아 Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo)에 의해 생기는 벼 흰잎 마름병 (bacterial blight, BB)은 쌀 생산에 있어서 매우 중요한 질병 중 하나이다. 벼 흰잎 마름병은 최대 분얼 단계에서 심한 경우 50% 이상의 수율 손실을 일으킨다. Nilaparvata lugens Stεl인 벼멸구 (brown planthopper, BPH)는 상당한 쌀 수확량 감소를 일으키는 가장 큰 피해를 입히는 쌀의 해충이다. 벼멸구는 수액을 빠는 직접적인 피해뿐만 아니라 rice grassy stunt virus (RGSV)와 rice ragged stunt virus (RRSV)를 옮겨서 간접적인 피해도 준다.
기존의 사육 시스템에 의해 발생한 쌀 수확량에 영향을 준 다양한 유형의 생물학적 피해 원인에 대한 저항성 품종이 개발되었다. 새로운 생물형 및 종의 등장으로 인해 일부 저항성 유전자를 피라미드로 하는 넓은 스펙트럼의 우수한 품종이 필요하게 됐다. 이러한 우수한 품종은 다양한 병원체와 해충의 공격에도 우수한 생존력을 가진다.
한편, 다양한 유전자형에서 쌀 수확량에 영향을 주는 다양한 유형의 생물학적 피해 원인에 대한 저항성을 위한 다수의 대립 유전자를 확인하기 위해 DNA 마커를 사용할 수 있다. 이러한 DNA 마커를 사용하는 간접선발 (Marker-assisted selection, MAS)은 중요한 유전자들을 우수 품종들 안으로 피라미딩하는데 매우 유용한 기술이다. 저항성 유전자들 각각에 밀접하게 연결된 DNA 마커들이 저항성 유전자 존재 확인 및 저항성 품종의 개발을 가능하게 하였다. Restriction fragment length polymorphism (RFLP), random amplified polymorphic DNA (RAPD), simple sequence repeat (SSR), 및 single nucleotide polymorphism (SNP)에 기초한 DNA 마커들이 간접선발에 사용되어 왔다. SNP 마커는 게놈 내에 많은 양의 다형성을 가지고 있고 자동화된 플랫폼을 이용하여 고효율의 유전자형 분석 및 전산화 가능한 데이터를 처리할 수 있다.
여러 병원체 종에 대해 유전자 특이적 저항성을 가지는 질적 저항성(qualitative resistance)은 유전자 대 유전자 저항성(gene-for-gene resistance)으로 간주된다. 많은 병원체들과 생물형에 대한 상기 질적 저항성 유형은 품종 또는 생물형에서 독성이 급격하게 변하기 때문에 지속성이 없다.
이에, 저항성을 급격히 잃을 경우 저항성 변종의 개발이 필요하다. 그러므로, 지속적 저항성을 획득하기 위해 단일 백그라운드에서 하나 이상의 스트레스 (stress)에 저항성을 부여하는 유전자를 밝히는 것이 필요하다.
본 명세서에서는 벼의 질병 또는 해충에 대한 저항성 마커 및 이의 용도가 제공된다. 보다 구체적으로, 벼 도열병 저항성 마커, 벼 흰잎 마름병 저항성 마커, 벼멸구 저항성 마커 및 이들의 용도가 제공된다.
일 예는 벼 도열병 저항성 확인용 바이오마커를 제공한다. 상기 벼 도열병 저항성 확인용 바이오마커는 Pi5, Pik, Pikm, Pid2, 및 Pi9로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자 모두를 포함할 수 있다.
다른 예는 상기 벼 도열병 저항성 확인용 바이오마커의 검출용 제제를 포함하는 벼 도열병 저항성 확인용 조성물 또는 키트를 제공한다.
다른 예는 대상 식물에서 얻어진 생물학적 시료에서 Pi5, Pik, Pikm, Pid2, 및 Pi9로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자 모두를 검출하는 단계를 포함하는 벼 도열병 저항성 확인 방법을 제공한다.
다른 예는 식물을 Pi5, Pik, Pikm, Pid2, 및 Pi9로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자로 형질전환시키는 단계를 포함하는, 식물의 벼 도열병 저항성 증진 또는 부여 방법, 또는 벼 도열병 저항성을 가지는 형질전환 식물의 제조 방법을 제공한다.
다른 예는 Pi5, Pik, Pikm, Pid2, 및 Pi9로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자가 도입된, 벼 도열병 저항성을 가지는 형질전환 식물을 제공한다.
다른 예는 Pi5, Pik, Pikm, Pid2, 및 Pi9로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 포함하는, 식물의 벼 도열병 저항성 증진 또는 부여용 조성물을 제공한다.
다른 예는 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 바이오마커를 제공한다. 상기 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 바이오마커는 Xa3, Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자 모두를 포함할 수 있다.
다른 예는 상기 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 바이오마커의 검출용 제제를 포함하는 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 조성물 또는 키트를 제공한다.
다른 예는 대상 식물에서 얻어진 생물학적 시료에서 Xa3, Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자 모두를 검출하는 단계를 포함하는 벼 흰잎 마름병 저항성 확인 방법을 제공한다.
다른 예는 식물을 Xa3, Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 유전자로 형질전환시키는 단계를 포함하는, 식물의 벼 흰잎 마름병 저항성 증진 또는 부여 방법, 또는 벼 흰잎 마름병 저항성을 가지는 형질전환 식물의 제조 방법을 제공한다.
다른 예는 Xa3, Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자가 도입된, 벼 흰잎 마름병 저항성을 가지는 형질전환 식물을 제공한다.
다른 예는 Xa3, Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 포함하는, 식물의 벼 흰잎 마름병 저항성 증진 또는 부여용 조성물을 제공한다.
다른 예는 벼멸구 저항성 확인용 바이오마커를 제공한다. 상기 벼멸구 저항성 확인용 바이오마커는 Bph3, Bph1 및 Bph32로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자 모두를 포함할 수 있다.
다른 예는 상기 벼멸구 저항성 확인용 바이오마커의 검출용 제제를 포함하는 벼멸구 저항성 확인용 조성물 또는 키트를 제공한다.
다른 예는 대상 식물에서 얻어진 생물학적 시료에서 Bph3, Bph1 및 Bph32로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자 모두를 검출하는 단계를 포함하는 벼멸구 저항성 확인 방법을 제공한다.
다른 예는 식물을 Bph3, Bph1 및 Bph32로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 유전자로 형질전환시키는 단계를 포함하는, 식물의 벼멸구 저항성 증진 또는 부여 방법, 또는 벼멸구 저항성을 가지는 형질전환 식물의 제조 방법을 제공한다.
다른 예는 Bph3, Bph1 및 Bph32로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자가 도입된, 벼멸구 저항성을 가지는 형질전환 식물을 제공한다.
다른 예는 Bph3, Bph1 및 Bph32로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터를 포함하는, 식물의 벼멸구 저항성 증진 또는 부여용 조성물을 제공한다.
본 명세서에서 제공되는 일 실시예에서, 다양한 벼 유전자원에 벼 도열병 또는 벼 흰잎 마름병을 유발시키거나 벼멸구를 처리하고, 이에 의한 벼의 손상 정도를 스코어링하고, 각각의 저항성 유전자의 존재 또는 부재에 따른 스코어를 비교하여, 효율적인 저항성 유전자와 저항성 벼 유전자원의 조합을 탐색하였다.
이를 기초로, 본 명세서에서는 벼 도열병, 벼 흰잎 마름병, 또는 벼멸구에 대한 저항성 확인용 바이오마커를 선정하고, 상기 저항성 확인용 바이오마커를 이용하여, 식물의 벼 도열병, 벼 흰잎 마름병 또는 벼멸구 저항성을 확인하는 방법, 식물의 벼 도열병, 벼 흰잎 마름병 또는 벼멸구 저항성을 증진 및/또는 부여하는 방법, 벼 도열병, 벼 흰잎 마름병 또는 벼멸구 저항성을 가지는 형질전환 식물 및 이의 제조 방법, 및 이들과 관련된 조성물 및 키트를 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
용어의 정의
본 명세서에서 "저항성 (resistant, R)"은 질병 혹은 벼멸구와 같은 해충에 저항성을 가져 이로 인해 손상을 입지 않는다는 것을 의미한다.
본 명세서에서, "감수성 (susceptible, S)"은 상기 저항성의 반대되는 의미로서, 질병 혹은 벼멸구와 같은 해충에 민감하여 손상을 입는 것을 의미한다.
상기 "민감성 스코어"는 질병 혹은 벼멸구와 같은 해충에 의해 피해를 입은 정도는 정량화한 스코어를 의미한다.
바이오마커
일 예는 벼 도열병 저항성 확인용 바이오마커를 제공한다. 상기 벼 도열병 저항성 확인용 바이오마커는 Pi5, Pik, Pikm, Pid2, 및 Pi9로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자 모두를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 벼 도열병 저항성 확인용 바이오마커에 있어서, 상기 유전자는,
(i) Pi5, Pik, 및 Pikm의 조합,
(ii) Pid2, 및 Pik의 조합, 또는
(iii) Pi9 및 Pid2의 조합
을 포함할 수 있다.
다른 예는 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 바이오마커를 제공한다. 상기 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 바이오마커는 Xa3, Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자 모두를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 바이오마커에 있어서, 상기 유전자는,
(i) Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21의 조합,
(ii) Xa5 및 Xa7의 조합, 또는
(iii) Xa3 및 Xa5의 조합
을 포함할 수 있다.
다른 예는 벼멸구 저항성 확인용 바이오마커를 제공한다. 상기 벼멸구 저항성 확인용 바이오마커는 Bph3, Bph1 및 Bph32로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자 모두를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 벼멸구 저항성 확인용 바이오마커에 있어서, 상기 유전자는,
(i) Bph3 및 Bph1의 조합, 또는
(ii) Bph3 및 Bph32의 조합
을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 벼의 질병 또는 해충 저항성 바이오마커로서 제공되는 유전자는 하나 이상의 단일염기다형성 (Single Nucleotide polymorphism, SNP)을 가지거나 가지지 않는 것일 수 있다. 일 예에서, 상기 바이오마커는 SNP를 가지는 유전자일 수 있고, 이 경우, 상기 SNP를 가지는 유전자의 상세 사항 및 이를 검출할 수 있는 프라이머를 하기의 표 1에 정리하였다:
유전자-SNP 염색체 번호 SNP 위치 프라이머 (SEQ ID NO.)
ASP1 ASP2 LSP STA
벼 도열병 저항성 확인용 바이오마커
Pi9-TC 6 10384215 1 23 45 67
Pid2-AG 6 17161791 3 25 47 69
Pi5-AG 9 9669052 4 26 48 70
Pik-TG 11 27978820 5 27 49 71
Pikm-TG 11 28004722 6 28 50 72
벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 바이오마커
xa5-TCAG 5 437499 10 32 54 76
Xa7-CA 6 27761109 11 33 55 77
Xa7-TG-aus 6 28107682 12 34 56 78
Xa13-AG 8 26013849 14 36 58 80
Xa21-TC 11 21190115 15 37 59 81
Xa4-AC 11 27603799 17 39 61 83
Xa3-TGCAAATC 11 28399812 18 40 62 84
벼멸구 저항성 확인용 바이오마커
Bph14-CT 3 35695706 20 42 64 86
Bph3-AG 4 6942449 21 43 65 87
Bph32-GC 6 1223332 22 44 66 88
(표 1에서, ASP1 (Allele-Specific Primer 1), ASP2 (Allele-Specific Primer 2), LSP (Locus-Specific Primer), 및 STA (Specific Target Amplification primer)는 SNP를 가지는 바이오마커의 검출을 위한 프라이머를 의미하는 것으로, 통상적인 분석법 중 하나인 Fluidigm 분석 (http://d3.fluidigm.com)에 사용하기 위한 프라이머일 수 있다.)
일 예에서, 상기 바이오마커 Pi9는 SNP를 가지며(Pi9-TC로 표시), 서열번호 1, 서열번호 23, 서열번호 45, 및 서열번호 67을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커 Pi2는 SNP를 가지며 (Pi2-AG로 표시), 서열번호 3, 서열번호 25, 서열번호 47, 및 서열번호 69를 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커 Pi5는 SNP를 가지며 (Pi5-AG로 표시), 서열번호 4, 서열번호 26, 서열번호 48, 및 서열번호 70을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커 Pik는 SNP를 가지며 (Pik-TG), 서열번호 5, 서열번호 27, 서열번호 49, 및 서열번호 71을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커 Pikm는 SNP를 가지며 (Pikm-TG), 서열번호 6, 서열번호 28, 서열번호 50, 및 서열번호 72를 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커 Xa5는 SNP를 가지며 (Xa5-TCAG로 표시), 서열번호 10, 서열번호 32, 서열번호 54, 및 서열번호 76을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커 Xa7는 SNP를 가지며 (Xa7-CA 및/또는 Xa7-TG-aus로 표시), Xa7-CA는 서열번호 11, 서열번호 33, 서열번호 55, 및 서열번호 77을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하고, Xa7-TG-aus는 서열번호 12, 서열번호 34, 서열번호 56, 및 서열번호 78을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커 Xa13는 SNP를 가지며 (Xa13-AG로 표시), 서열번호 14, 서열번호 36, 서열번호 58, 및 서열번호 80을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커 Xa21는 SNP를 가지며 (Xa21-TC로 표시), 서열번호 15, 서열번호 37, 서열번호 59, 및 서열번호 81을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커 Xa4는 SNP를 가지며 (Xa4-AC로 표시), 서열번호 17, 서열번호 39, 서열번호 61, 및 서열번호 83을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커 Xa3은 SNP를 가지며 (Xa3-TGCAAATC로 표시), 서열번호 18, 서열번호 40, 서열번호 62, 및 서열번호 84를 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커 Bph14는 SNP를 가지며 (Bph14-CT로 표시), 서열번호 20, 서열번호 42, 서열번호 64, 및 서열번호 86을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커 Bph3는 SNP를 가지며 (Bph3-AG로 표시), 서열번호 21, 서열번호 43, 서열번호 65, 및 서열번호 87을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커 Bph32는 SNP를 가지며 (Bph32-GC로 표시), 서열번호 22, 서열번호 44, 서열번호 66, 및 서열번호 88을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커 Bph1는 서열번호 89 및 서열번호 90을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 증폭(검출) 가능하거나, 증폭(검출)된 단편을 포함하는 것일 수 있다.
저항성 확인용 조성물, 키트, 및 저항성 확인 방법
일 예는 벼 도열병 저항성 확인용 바이오마커의 검출용 제제를 포함하는 벼 도열병 저항성 확인용 조성물 또는 키트를 제공한다.
다른 예는 대상 식물에서 얻어진 생물학적 시료에서 벼 도열병 저항성 확인용 바이오마커를 검출하는 단계를 포함하는 벼 도열병 저항성 확인 방법을 제공한다.
상기 벼 도열병 저항성 확인 방법은, 검출하는 단계 이후에, 상기 바이오마커가 검출되는 경우, 벼 도열병 저항성을 갖는 것으로 결정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 벼 도열병 저항성 확인용 바이오마커는 앞서 설명한 바와 같다.
다른 예는 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 바이오마커의 검출용 제제를 포함하는 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 조성물 또는 키트를 제공한다.
다른 예는 대상 식물에서 얻어진 생물학적 시료에서 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 바이오마커를 검출하는 단계를 포함하는 벼 흰잎 마름병 저항성 확인 방법을 제공한다.
상기 벼 흰잎 마름병 저항성 확인 방법은, 검출하는 단계 이후에, 상기 바이오마커가 검출되는 경우, 벼 흰잎 마름병 저항성을 갖는 것으로 결정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 바이오마커는 앞서 설명한 바와 같다.
다른 예는 벼멸구 저항성 확인용 바이오마커의 검출용 제제를 포함하는 벼멸구 저항성 확인용 조성물 또는 키트를 제공한다.
다른 예는 대상 식물에서 얻어진 생물학적 시료에서 벼멸구 저항성 확인용 바이오마커를 검출하는 단계를 포함하는 벼멸구 저항성 확인 방법을 제공한다.
상기 벼멸구 저항성 확인 방법은, 검출하는 단계 이후에, 상기 바이오마커가 검출되는 경우, 벼멸구 저항성을 갖는 것으로 결정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 벼멸구 저항성 확인용 바이오마커는 앞서 설명한 바와 같다. 본 명세서에서 벼멸구 저항성은 벼멸구에 의한 병해, 벼멸구 감염, 및/또는 벼멸구 감염에 의하여 유발되는 질병에 대한 저항성을 의미하는 것일 수 있다.
다른 예는 상기 벼 도열병 저항성 확인용 바이오마커, 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 바이오마커, 및 벼멸구 저항성 확인용 바이오마커로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상을 포함하는, 벼의 질병 저항성 확인용 조성물 또는 키트를 제공한다.
다른 예는 대상 식물에서 얻어진 생물학적 시료에서 벼 도열병 저항성 확인용 바이오마커, 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 바이오마커, 및 벼멸구 저항성 확인용 바이오마커로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상을 검출하는 단계를 포함하는, 벼의 질병 저항성 확인 방법을 제공한다.
상기 벼의 질병 저항성 확인용 조성물, 키트, 및 확인 방법은 벼 도열병 저항성, 벼 흰잎 마름병 저항성, 및 벼멸구 저항성으로 이루어진 군에서 선택된 2가지 이상의 벼의 질병 저항성을 확인하는 것일 수 있다.
상기 바이오마커의 검출용 제제는 바이오마커로서의 유전자를 특이적으로 검출할 수 있는 모든 물질 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
예컨대, 바이오마커가 유전자인 경우, 상기 바이오마커의 검출용 제제는 상기 유전자 바이오마커의 전부 또는 일부에 결합(혼성화) 가능한 핵산 분자(예컨대, 프라이머, 프로브, 앱타머 등), 소분자 화합물 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 바이오마커의 검출 가능한 제제는 프라이머일 수 있고, 예컨대, 상기 프라이머는 앞서 설명한 바와 같이 서열번호 1 내지 90으로 표현되는 것일 수 있다. 구체적인 사항은 표 4 내지 6에 기재되어 있다.
상기 '결합 가능'하다 함은 상기 유전자 부위와 공유 결합 등의 화학적 및/또는 물리적 결합에 의하여 결합할 수 있음을 의미할 수 있고, 상기 '혼성화 가능'하다 함은 상기 유전자 부위의 염기서열과 80% 이상, 예컨대 90% 이상, 95% 이상, 98% 이상, 99% 이상, 또는 100%의 서열 상보성을 가짐으로써 상보적 결합이 가능함을 의미할 수 있다.
상기 바이오마커를 검출하는 단계는 통상적인 모든 유전자 검출 방법에 의하여 수행될 수 있다.
예컨대, 바이오마커가 유전자인 경우, 상기 바이오마커를 검출하는 단계는 통상의 유전자 분석 방법에 의하여 수행될 수 있으며, 예컨대 상기 유전자 바이오마커와 혼성화 가능한 프라이머, 프로브, 또는 앱타머를 사용하는 통상적인 유전자 분석 방법, 예컨대, 폴리머레이즈 연쇄 반응법 (PCR; 예컨대 qPCR, real-time PCR 등), FISH(fluorescent in situ hybridization), 마이크로어레이법 등으로 이루어진 군에서 선택된 방법에 의하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 대상 식물은 저항성 유무를 확인하고자 하는 식물, 예컨대, 벼일 수 있다.
상기 생물학적 시료는 상기 식물로부터 얻어진 (분리된) 세포, 조직, 또는 이들의 배양물일 수 있다.
식물의 질병 또는 해충에 대한 저항성 증진
일 예는 식물을 Pi5, Pik, Pikm, Pid2, 및 Pi9로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자로 형질전환시키는 단계를 포함하는, 식물의 벼 도열병 저항성 증진 또는 부여 방법, 또는 벼 도열병 저항성을 가지는 형질전환 식물의 제조 방법을 제공한다.
다른 예는 Pi5, Pik, Pikm, Pid2, 및 Pi9로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자가 도입된, 벼 도열병 저항성을 가지는 형질전환 식물을 제공한다.
다른 예는 Pi5, Pik, Pikm, Pid2, 및 Pi9로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 또는 상기 유전자에 의하여 암호화되는 단백질을 포함하는, 식물의 벼 도열병 저항성 증진 또는 부여용 조성물을 제공한다.
상기 유전자는,
(i) Pi5, Pik, 및 Pikm의 조합,
(ii) Pid2, 및 Pik의 조합, 또는
(iii) Pi9 및 Pid2의 조합
을 포함하는 것일 수 있다.
다른 예는 식물을 Xa3, Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 유전자로 형질전환시키는 단계를 포함하는, 식물의 벼 흰잎 마름병 저항성 증진 또는 부여 방법, 또는 벼 흰잎 마름병 저항성을 가지는 형질전환 식물의 제조 방법을 제공한다.
다른 예는 Xa3, Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자가 도입된, 벼 흰잎 마름병 저항성을 가지는 형질전환 식물을 제공한다.
다른 예는 Xa3, Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 또는 상기 유전자에 의하여 암호화되는 단백질을 포함하는, 식물의 벼 흰잎 마름병 저항성 증진 또는 부여용 조성물을 제공한다.
상기 유전자는,
(i) Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21의 조합,
(ii) Xa5 및 Xa7의 조합, 또는
(iii) Xa3 및 Xa5의 조합
을 포함할 수 있다.
다른 예는 식물을 Bph3, Bph1 및 Bph32로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 유전자로 형질전환시키는 단계를 포함하는, 식물의 벼멸구 저항성 증진 또는 부여 방법, 또는 벼멸구 저항성을 가지는 형질전환 식물의 제조 방법을 제공한다.
다른 예는 Bph3, Bph1 및 Bph32로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자가 도입된, 벼멸구 저항성을 가지는 형질전환 식물을 제공한다.
다른 예는 Bph3, Bph1 및 Bph32로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 또는 2종 이상의 유전자, 상기 유전자를 포함하는 재조합 벡터, 또는 상기 유전자에 의하여 암호화되는 단백질을 포함하는, 식물의 벼멸구 저항성 증진 또는 부여용 조성물을 제공한다.
상기 유전자는,
(i) Bph3 및 Bph1의 조합, 또는
(ii) Bph3 및 Bph32의 조합
을 포함할 수 있다.
상기 기재된 유전자는 SNP를 가지거나 가지지 않을 수 있으며, SNP를가지는 경우, 상세 사항은 표 1에 기재한 바와 같다.
상기 형질전환은 식물의 세포, 원형질체, 캘러스, 배축, 종자, 자엽, 신초, 또는 식물 전체 (whole body)에 대하여 수행되는 것일 수 있다.
상기 형질전환 식물은 상기한 유전자가 도입된 식물의 세포, 원형질체, 캘러스, 배축, 종자, 자엽, 신초, 또는 전체 (whole body) 일 수 있다. 상기 형질전환 식물은 최초 형질전환체(0대)로부터 얻어진 자손 (예컨대, 1~8대 자손)을 포함할 수 있다.
본원에서 제공하는 유전자 바이오마커는 당업계에 공지된 다양한 방법에 의하여 식물체 내에 도입될 수 있으며, 바람직하게는 식물 형질전환용 발현벡터가 이용될 수 있다. 식물 발현용 재조합 벡터는 아그로박테리움 (Agrobacterium) 바이너리 벡터, 코인테그레이션 벡터 (cointegration vector) 또는 T-DNA 부위를 포함하지는 않지만 식물에서 발현될 수 있도록 디자인된 일반 벡터가 사용될 수 있다. 상기 발현벡터는 통상적인 방법, 예컨대, 전기천공법 (electroporation), 입자 총법 (particle bombardment), 폴리에틸렌 글리콜 침전법 (polyethylene glycol-mediated uptake) 등에 의하여 식물체로 도입될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기와 같은 방법으로 유전자가 도입된 형질전환 식물들은 당업계에 공지된 표준 기술을 사용하여 캘러스 유도, 발근 및 토양 순화와 같은 과정을 거쳐 식물체로 재분화시킬 수 있다.
본 명세서에서 형질전환의 대상이 되는 식물은, 성숙한 식물체뿐만 아니라 성숙한 식물로 발육할 있는 식물세포 (현탁배양 세포 포함), 원형질체 (protoplast), 캘러스 (callus), 배축 (hypocotyl), 종자 (seed), 자엽 (cotyledon), 신초 (shoot) 등을 모두 포함하는 의미로서 이해된다.
또한, 본 명세서의 형질전환체의 범주에는 상기 유전자가 도입된 형질전환체 뿐만 아니라 이의 클론 또는 자손 (T1 세대, T2 세대, T3 세대, T4 세대, T5 세대, T6 세대, T7 세대, T8 세대, 또는 그 이상)을 포함하며, 예를 들어, PPO 유전자 또는 이의 변이체가 형질전환된 식물의 무성 또는 유성 자손으로서 제초제 내성 형질이 유전된 식물들도 본 발명의 형질전환 식물의 범주에 포함된다. 또한, 본원의 유전자가 형질전환된 식물의 모든 교배 및 융합 생성물과 함께, 초기 형질전환된 식물의 특성을 나타내는 모든 돌연변이체 및 변이체가 본 발명의 범주에 포함된다. 아울러, 본 발명의 방법으로 미리 형질전환시킨 형질전환된 식물, 또는 이들의 자손으로부터 기원하며 형질전환된 세포의 적어도 일부로 이루어진 종자, 꽃, 줄기, 과실, 잎, 뿌리, 괴경, 및/또는 괴근과 같은 식물의 일부도 본 발명의 범주에 포함된다.
본 발명이 적용될 수 있는 식물은 특별히 제한되지 않지만, 벼일 수 있다.
본 발명을 통해서, 벼 도열병, 벼 흰잎 마름병 및 벼멸구 저항성 바이오마커를 개발하여, 이 바이오마커 세트를 이용한 간접선발을 통해 벼 도열병, 벼 흰잎 마름병 및 벼멸구에 저항성이 있는 우수한 품종 개발을 할 수 있다.
도 1은 190개 벼 유전자원 (rice accession) 7개 하위 그룹의 분포를 나타내는 원형 그래프이다.
도 2는 벼 도열병 (blast) 접종 시 각 스코어에 따른 잎의 상태이다.
도 3은 벼 흰잎 마름병 (bacterial blight, BB) 접종 시 각 스코어에 따른 잎의 상태이다.
도 4는 벼멸구 (brown planthopper, BPH) 생물 분석 시 각 스코어에 따른 잎의 상태이다.
도 5는 벼 유전자원에서 저항성 유전자 (R genes) 표현형의 히트맵 (heat map)이다. 각 벼 유전자원은 세로 축으로 표시됐고 각각의 저항성 유전자는 가로축으로 표시됐다. 빨간색은 벼 도열병 저항성 유전자, 파란색은 벼 흰잎 마름병 저항성 유전자, 노란색은 벼멸구 저항성 유전자를 의미한다.
도 6은 7개의 하위 그룹 (sub-group)에서 저항성 유전자에 대한 타겟 SNP의 대립유전자 빈도이다. 빨간색은 벼 도열병 저항성 유전자, 파란색은 벼 흰잎 마름병 저항성 유전자, 노란색은 벼멸구 저항성 유전자, 그리고 회색은 증폭되지 않은 것 (no amplification)을 의미한다. *는 R 대립유전자, H는 이형접합체 (heterozygote)를 의미한다.
도 7은 벼 도열병 접종 시 각 종에서의 저항성, 중간 정도의 저항성, 감수성 각각의 퍼센트를 보여주는 그래프이다. 노란색은 감수성, 연두색은 중간 정도의 저항성, 초록색은 저항성 있는 것을 의미한다.
도 8은 벼 흰잎 마름병 접종 시 각 종에서의 저항성, 중간 정도의 저항성, 감수성 각각의 퍼센트를 보여주는 그래프이다. 노란색은 감수성, 연두색은 중간 정도의 저항성, 초록색은 저항성 있는 것을 의미한다.
도 9는 벼멸구 생물 분석 시 각 종에서의 저항성, 중간 정도의 저항성, 감수성 각각의 퍼센트를 보여주는 그래프이다. 노란색은 감수성, 연두색은 중간 정도의 저항성, 초록색은 저항성 있는 것을 의미한다.
도 10은 실시예 1 및 실시예 2에서 실험한 벼 유전자원 중 벼 도열병, 벼 흰잎 마름병 또는 벼멸구에 저항성이 있는 것으로 판단되는 것을 선별한 유전자원의 결과를 보여주는 표이다. 벼 유전자원 목록 기준으로 왼쪽의 노란색 부분은 은 감수성, 연두색 부분은 중간 정도의 저항성, 초록색은 저항성 있는 것을 의미하고, 각 숫자는 질병 반응 스코어를 의미한다. 벼 유전자원 목록 기준으로 오른쪽의 빨간색 + 부분은 벼 도열병 저항성 유전자, 파란색 +부분은 벼 흰잎 마름병 저항성 유전자, 주황색 +부분은 벼멸구 저항성 유전자가 존재하는 것을 의미하고, -는 저항성 유전자가 존재하지 않는 것을 의미한다.
도 11은 저항성 유전자가 유무에 따른 벼 유전자원의 벼 도열병 접종 시 반응 결과와의 상관관계를 보여주는 그래프이다. 노란색 막대는 S 대립유전자, 초록색 막대는 R 대립유전자를 의미한다 (S: 저항성이 없는 것, R: 저항성이 있는 것).
도 12는 저항성 유전자가 유무에 따른 벼 유전자원의 벼 흰잎 마름병 접종 시 반응 결과와의 상관관계를 보여주는 그래프이다. 노란색 막대는 S 대립유전자, 초록색 막대는 R 대립유전자를 의미한다.
도 13은 저항성 유전자가 유무에 따른 벼 유전자원의 벼멸구 생물분석 시 반응 결과와의 상관관계를 보여주는 그래프이다. 노란색 막대는 S 대립유전자, 초록색 막대는 R 대립유전자를 의미한다.
도 14는 벼 도열병 저항성 유전자 조합들 각각에 대한 질병 반응 스코어이다. 막대기는 범위를 나타내고 원은 평균을 의미한다. 색칠되어 있는 글자들은 이전 통계학적 분석 (실시예 5)과 큰 차이점을 보여주는 유전자이다.
도 15는 벼 흰잎 마름병 저항성 유전자 조합들 각각에 대한 질병 반응 스코어이다. 막대기는 범위를 나타내고 원은 평균을 의미한다. 색칠되어 있는 글자들은 이전 통계학적 분석 (실시예 5)과 큰 차이점을 보여주는 유전자이다.
도 16은 벼멸구 저항성 유전자 조합들 각각에 대한 질병 반응 스코어이다. 막대기는 범위를 나타내고 원은 평균을 의미한다. 색칠되어 있는 글자들은 이전 통계학적 분석 (실시예 5)과 큰 차이점을 보여주는 유전자이다.
도 17은 일 실시예에서 바이오마커 검출에 사용된 Fluidigm 분석법을 예시적으로 보여주는 모식도이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
참고예 1. 벼 유전자원 및 타겟 유전자 준비
본 발명의 DNA 마커 세트 개발을 위한 실험을 위해 190개의 벼 유전자원을 준비하였다. 표 2에 해당 벼 유전자원의 목록을 나타냈으며, IND는 Indica, ARO는 Aromatic, AUS는 Aus, TEJ는 Temperate japonica, TRJ는 Tropical japonica, Admix_J는 Admixed japonica 종을 의미한다.
No. 벼 유전자원 출처 서브그룹 나라
1 C101A51 IT 207666 IND Philippines
2 CO39 IT 212343 IND India
3 Tetep 241683 IND Vietnam
4 HR22 IRGC 673 IND China
5 Zenith 241419 TRJ USA
6 IRBB1 241823 IND Philippines
7 IRBB3 250206 IND Philippines
8 Hangangchal 242386 TEJ Korea
9 IRBB7 250207 IND Philippines
10 Sasanishiki 241391 TEJ Japan
11 Pungsan 240020 IND Korea
12 Rathu Heenati 241758 IND Sri Lanka
13 IR65482-7-216-1-2 IRGC 117285 IND Philippines
14 ADR52 IRGC 40638 IND India
15 Ciherang 243256 IND Indonesia
16 Dawn 960983 IND USA
17 IR24 241636 IND Philippines
18 IR64 241669 IND Philippines
19 IR8 241632 IND Philippines
20 Makassane 960963 IND Philippines
21 Minghui63 240814 IND China
22 matatag1 250354 IND Philippines
23 N22 960964 TRJ India
24 Swarnalatha 240662 IND India
25 TN1 241527 IND Taiwan
26 Takanari 960960 IND Japan
27 Utri Merah 250385 IND Indonesia
28 Dular 243279 AUS Bangladesh
29 Kasalath 211653 AUS India
30 Pokkali 241297 IND India
31 IR36 241645 IND Philippines
32 Zhenshan97 244019 IND China
33 Taebaeg 242471 IND Korea
34 Hanareum 242384 IND Korea
35 Cheongcheong 240022 IND Korea
36 Dasan 242354 IND Korea
37 Milyang23 240808 IND Korea
38 Nampung 243122 IND Korea
39 Nongan 243542 TEJ Korea
40 Gaya 240673 IND Korea
41 Anda 242326 IND Korea
42 Chilseong 242613 IND Korea
43 Mudgo 241686 IND India
44 BJ1 243294 AUS India
45 BR24 243971 AUS Bangladesh
46 BR10 243964 IND Bangladesh
47 TKM6 244050 IND India
48 Chiem Chanh 244051 IND Vietnam
49 ZHE733 242202 IND China
50 IR58 241666 IND Philippines
51 BALA 240544 IND India
52 China 1039 210566 IND China
53 Jhona 349 230231 AUS India
54 Saducho 240812 IND Korea
55 Dee Geo Woo Gen 241857 IND Taiwan
56 JC149 243287 IND India
57 Phudugey 243289 AUS Bhutan
58 T1 243292 AUS India
59 Black Gora 243293 AUS India
60 Ghati Kamma Nangarhar 243296 AUS Afghanistan
61 DV85 243286 AUS Bangladesh
62 Ai-Chiao-Hong 243989 IND China
63 Milyang42 243100 IND Korea
64 Basmati 242291 ARO Pakistan
65 IR70 243868 IND Philippines
66 Tongil 241749 IND Korea
67 Hyangmi1 242407 IND Korea
68 Namcheon 241464 IND Korea
69 Keunseom 242433 IND Korea
70 Nokyang 242444 TRJ Korea
71 Namyeong 243124 IND Korea
72 Samgang 241479 IND Korea
73 Dodo 241030 IND Philippines
74 Guan-Yin-Tsan 243990 IND China
75 AVT01 244034 IND Vietnam
76 ARC10177 243288 AUS India
77 Bonni 241760 IND India
78 Maxiangu 　 244017 IND China
79 RD25 241616 IND Thailand
80 Latisail 241684 IND Bangladesh
81 Jasmine85 243536 IND USA
82 AMOL1 243717 IND Iran
83 IRBB66 250340 IND Philippines
84 Guichow 241375 IND China
85 IRAT13 240336 TRJ Cote D'voire
86 CP-SLO 241365 TRJ USA
87 Luweidao 243984 TEJ China
88 L-202 240829 TRJ USA
89 Gyehwa3 241547 TEJ Korea
90 Tainung67 240813 TEJ Taiwan
91 IR72 241678 IND Philippines
92 L-201 16CB50 TEJ USA
93 Dongjin 241470 TEJ Korea
94 Padi Kasalle 244020 TRJ Indonesia
95 O.officinalis IT145526 Wild rice Indonesia
96 Ilpum 242410 TEJ Korea
97 Hwaseong 242405 TEJ Korea
98 Kusabue IT 002820 TEJ Japan
99 Tsuyuake 241414 TEJ Japan
100 Dobong 16CB28 TEJ Korea
101 Giho 240753 TEJ Korea
102 Koshihikari 240003 TEJ Japan
103 Hwacheong 241289 TEJ Korea
104 Jinheung 240718 TEJ Korea
105 Joryeong 242424 TEJ Korea
106 MS11 16CB47 TEJ Philippines
107 Nipponbare 243543 TEJ Japan
108 Norin20 960985 TEJ Japan
109 S-201 240797 TEJ USA
110 Samnam 241481 TEJ Korea
111 Kalamkati 244015 AUS India
112 TR22183 16CB39 TEJ Philippines
113 Tong88-7 243031 TEJ China
114 Yukara 960939 TEJ Japan
115 Aichi Asahi 241411 TEJ Japan
116 Geumo 242367 TEJ Korea
117 Arias 244021 TRJ Indonesia
118 Jefferson 244047 TRJ USA
119 Shindongjin 242464 TEJ Korea
120 Seokwang 243113 TEJ Korea
121 Chucheong 242348 TEJ Korea
122 Samgwang 242453 TEJ Korea
123 Hopum 242399 TEJ Korea
124 Heugjinju 242392 TEJ Korea
125 Unkwang 16CB13 TEJ Korea
126 Anmi 242327 TEJ Korea
127 Jinbaek 242414 TEJ Korea
128 Haiami　 242382 TEJ Korea
129 Nakdong 242441 TEJ Korea
130 Odae 242446 TEJ Korea
131 Lemont 241843 TRJ USA
132 Moroberekan 240815 TRJ Guinea
133 Cypress 241856 TRJ USA
134 Sensho 242606 Admix_J Japan
135 Azucena 241366 TRJ Philippines
136 Balila 240831 TEJ Italy
137 Junam 242429 TEJ Korea
138 Jinbu 242416 TEJ Korea
139 Hwanam 241558 TEJ Korea
140 Oro 200626 TEJ Chile
141 Agostano 240810 TEJ Italy
142 Della 241390 TRJ USA
143 Fortuna 241859 TRJ USA
144 Katy 241861 TRJ USA
145 Pecos 241869 Admix_J USA
146 Saturn 241870 TEJ USA
147 Goamy 242372 TEJ Korea
148 Geumyeong 242370 TEJ Korea
149 Tokyo Shino Mochi 242764 Admix_J Japan
150 Chodongji 242835 TEJ Korea
151 Calotoc 243537 Admix_J Philippines
152 Hanam 242383 TEJ Korea
153 Pungmi 242448 TEJ Korea
154 Chilbo 242347 TEJ Korea
155 Keunnun 242432 TEJ Korea
156 Kanto51 241412 TEJ Japan
157 Hyangnam 241568 TEJ Korea
158 Rosa Marchetti 244031 TEJ Italy
159 Jeogjinju 242412 TEJ Korea
160 Roma 241329 TEJ Indonesia
161 Lambayeque1 243540 ARO Peru
162 Hongmangnuo 243986 TEJ China
163 Xiaozhanjiangmidao 243987 TEJ China
164 Hongjinju 242397 TEJ Korea
165 Heugseol 211812 TEJ Korea
166 WAB 56-104 243574 TRJ Cote D'voire
167 Firooz 244013 ARO Iran
168 Saeilmi 242527 TEJ Korea
169 Kinastano 244022 TRJ Philippines
170 Ta Hung Ku 244026 TRJ China
171 Kiang-Chou-Chiu 244028 IND Taiwan
172 Tainan3 241615 TRJ Taiwan
173 NEP HOA VANG 244038 TEJ Vietnam
174 Baru 240546 TEJ Australia
175 Sab Ini 240811 TEJ Spain
176 K333 240489 TEJ India
177 Pratao 242391 TRJ Brazil
178 Ishikari 242587 TEJ Japan
179 Oochikara 243042 TEJ Japan
180 Areum 242329 IND Korea
181 Eiko 240978 TEJ Japan
182 Kibi 244027 TEJ Japan
183 Leah 244024 TRJ USA
184 Chinese 244025 TEJ China
185 ShinKeumo 241488 TEJ Korea
186 Unbong 241533 TEJ Korea
187 Namweon 241550 TEJ Korea
188 Taichung65 240747 TEJ Taiwan
189 Taipei309 244030 TEJ Taiwan
190 Lijiangxintuanheigu 240750 TEJ China
190개의 품종 중 183개의 품종은 서울대학교(한국)의 유전자원 센터, 4개의 품종은 농촌 진흥청 유전자 은행 (한국), 그리고 3개의 품종은 IRRI 국제 벼 유전자은행(필리핀)에서 얻었다. 이 종들은 다양한 나라에서 파생되었고 7개의 그룹(69 Indica, 12 Aus, 3 Aromatic, 79 Temperate japonica, 22 Tropical japonica, 4 Admixed japonica, 1 O.officinalis)을 구성한다. 도 1에 상기 벼 유전자원들을 7개 그룹으로 분류한 분포도를 도 1에 나타내었다.
또한, SNP genotyping을 위해 질병과 해충에 대한 저항성과 관련이 있는 총 22개의 유전자를 타겟팅 (targeted) 하였고, 상기 타겟팅한 해당 유전자 목록을 표 3에 나타내었다.
질병 저항성 특성 유전자 염색체 위치 Rapdb or MSU NCBI
Accession Number
벼 도열병 저항성 Pi9 6 chr06:2410176
..2418566		 Os06g0146100 DQ285630
Piz(t) chr06:10387793
..10390465		 Os06g0286700 DQ352040
Pid2 chr06:17160333
..17164820		 Os06g0494100 FJ915121
Pi5 9 chr09:9672226
..9674673/ chr09:9681913
..9684808 		Os09g0327600/
Os09g0327800		 JQ656375
Pik 11 chr11:27981132
..27991195 		Os11g0689000/
Os11g0689100		 HM048900
Pikm chr11:27981132
..27991195 		Os11g0689000/
Os11g0689100		 AB462256
Pikp chr11:27978329
..27988874		 Os11g46200/
Os11g46210		 HM035360
Pita 12 chr12:10606359
..10611917		 Os12g0281300 GQ918485
Ptr chr12:10822534
..10833768		 Os12g0285100 MG385185
벼 흰잎 마름병 저항성 xa5 5 chr05:437043
..443269		 Os05g0107700 KF689659
Xa7 6 유전자간부위 유전자간부위 -
Xa27 chr6:23653514
..23655537		 Os06g39800 AY986492
xa13 8 chr08:26725952
..26728794		 Os08g0535200 DQ421394
Xa21 11 chr11:20802978
..20806262		 Os11g0559200 U37133
Xa23 chr11:22203734
..22204676		 Os11g0586701 KP123634
Xa4 유전자간부위 유전자간부위 -
Xa3* chr11:28397821
..28403816		 Os11g47210 DQ426645
xa25 12 chr12:17302127
..17305326		 Os12g0476200 KC915032
벼멸구 저항성 Bph14 3 chr03:35693286
..35699010		 Os03g0848700 FJ941067
Bph3 4 chr04:6940275
..6942746		 Os04g0201900 KF748957
Bph32 6 chr06:1223069..1223644 Os06g0123200 -
Bph1 12 유전자간부위 유전자간부위 -
(*: Xa3은 Xa26으로 지칭될 수 있고 (서로 동일한 핵산서열을 가짐), Xa3/Xa26으로 병기하여 지칭될 수도 있다)
상기 표 3에서 첫 번째 칸에 있는 9개 유전자들은 벼 도열병 저항성 유전자, 두 번째 칸에 있는 9개의 유전자들은 벼 흰잎 마름병 저항성 유전자, 그리고 마지막 칸에 있는 4개 유전자들은 벼멸구 저항성 유전자이다. 각 유전자가 존재하는 염색체 번호, 위치, Rapdb 또는 MSU 및 NCBI accession number를 표 3에 나타내었다.
참고예 2. 벼 유전자원 별 저항성 유전자의 genotyping 실험
2-1. Fluidigm SNP genotyping
상기 저항성과 관련이 있는 총 22개의 유전자들 (표 3 참고) 중에서 21개를 선택하여 이들의 SNP (표 4 및 5 참고)를 D3 Assay Design software (http://d3.fluidigm.com)를 사용하는 Fluidigm 분석법을 설계에 사용했다. 상기 190개의 벼 유전자원의 벼 잎 게놈 DNA들을 cetyl-trimethyl ammonium bromide (CTAB) 방법을 사용하여 추출했다. 각각의 DNA를 Fluidigm 분석법을 통한 genotyping을 위해 최종 농도를 50ng/μl가 되게 표준화했다 (normalized). Genotyping을 Fluidigm SNP Genotyping 분석 사용 설명서에 따라 192.24 dynamic Array?? IFC & IFC 컨트롤러와 Fluidigm BioMark에 의해 수행했다 (도 17 참조).
상기 저항성 유전자를 검출하기 위한 Fluidigm 분석법의 상세 사항을 하기의 표 4 및 5에 정리하였다.
Assay Chr. SNP 위치 ASP1 sequence SEQ
ID NO 		ASP2 sequence SEQ
ID NO
Pi9-TC 6 10384215 GCGCATCGTCATCCTCTTTTCTA 1 CGCATCGTCATCCTCTTTTCTG 23
Piz(t)-TGCT 6 10410310 CTCAATAAGTAGATCTTCTTCAGGTGC 2 CTCAATAAGTAGATCTTCTTCAGGTGA 24
Pid2-AG 6 17161791 CCTATGATAGCCAAAGTTCCGAGT 3 CCTATGATAGCCAAAGTTCCGAGC 25
Pi5-AG 9 9669052 GAGGCCAAATCTTTACTTGGATTATTCT 4 GAGGCCAAATCTTTACTTGGATTATTCC 26
Pik-TG 11 27978820 ATGGAAGGCTATCCTTGGCAA 5 TGGAAGGCTATCCTTGGCAC 27
Pikm-TG 11 28004722 CAGATGCATCAGCCAGTGATTT 6 CAGATGCATCAGCCAGTGATTG 28
Pikp-2-AG 11 27987687 GGTGTTTGGGAACCTGAACCATA 7 GTGTTTGGGAACCTGAACCATG 29
Pita-GT 12 10607554 GCCGTGGCTTCTATCTTTACCTG 8 GCCGTGGCTTCTATCTTTACCTT 30
Ptr-278-TA 12 10833370 GCTGTAAAAGTTCATCGCATCGAATTTAT 9 GCTGTAAAAGTTCATCGCATCGAATTTAA 31
xa5-TCAG 5 437499 GCTCGCCATTCAAGTTCTTGT 10 AGCTCGCCATTCAAGTTCTTGA 32
Xa7-CA 6 27761109 CAAACGTCATAGCGTGTCGATATG 11 ACAAACGTCATAGCGTGTCGATATT 33
Xa7-TG-aus 6 28107682 CGTGGGCCTTGGTATGTATGA 12 GTGGGCCTTGGTATGTATGC 34
Xa27-TG 6 23654399 GTGAATTGTGGTTGACTACGACTACT 13 TGAATTGTGGTTGACTACGACTACG 35
xa13-AG 8 26013849 CACCATTGTTAGGTACATCCGACT 14 ACCATTGTTAGGTACATCCGACC 36
Xa21-TC 11 21190115 TGCATTTGAATGAAGATGCAACCA 15 TGCATTTGAATGAAGATGCAACCG 37
Xa23-AT 11 22204196 TGATGCGGGAGGAAGATGTTT 16 GTGATGCGGGAGGAAGATGTTA 38
Xa4-AC 11 27603799 GCTGCCTCTTTACTCTGGGA 17 GCTGCCTCTTTACTCTGGGC 39
Xa3-TGCAAATC 11 28399812 CATGTCAGGTGGCATCCCT 18 CATGTCAGGTGGCATCCCA 40
xa25-AG 12 17305618 CCTCTCACTAGCCATAGCCAATTTAA 19 CCTCTCACTAGCCATAGCCAATTTAG 41
Bph14-CT 3 35695706 GAACTCCAAGGGAGGAGGC 20 GAACTCCAAGGGAGGAGGT 42
Bph3-AG 4 6942449 GGAGAAAAGAATCAGATGGCACTTT 21 GGAGAAAAGAATCAGATGGCACTTC 43
Bph32-GC 6 1223332 GCACCGACAACAAGACCTCG 22 GCACCGACAACAAGACCTCC 44
Assay LSP sequence SEQ
ID NO 		STA sequence SEQ
ID NO 		Type of assay
Pi9-TC GTCAGGTGCCAAATTCCGCC 45 TCTCGATCAATACTACTCTCGGC 67 Gene-based
Piz(t)-TGCT GAGATGCCTAACTGGATTGAGCA 46 TGGTTTTACCTTCCTTTAGTTTGCT 68 Gene-based
Pid2-AG GCAGTGGGAAGCACAATACCA 47 TCCAGAAACCAATATAAATAAGGACGC 69 Gene-based
Pi5-AG TGAGGAACCTGCTGAGATTGAACTT 48 ATCCTCATTTAGGTGTGAGATGGA 70 Tightly linked
Pik-TG CAGGCTTCCAGATGCTGGAGA 49 TGGGCATGGCGTCTTCA 71 Gene-based, Dominant
Pikm-TG TCAGCAGGTCCTGTTCCCC 50 CCTGGTGACATTGGTGACATTG 72 Tightly linked
Pikp-2-AG CCTCAAGATCCAGCACCTGT 51 GTGTTTGGGAACCTGAACCA 73 Gene-based
Pita-GT TGGTTTCAAACAATCATCAAGTCAGGTTG 52 GAGCTTCTTTCTTTCTCTGCCG 74 Gene-based
Ptr-278-TA GTTCCGGCTTGGCAGGT 53 CTGTAAAAGTTCATCGCATCGAATTT 75 Gene-based
xa5-TCAG GGTGGAAGGAGATATGGTAAAGTAGATACCTT 54 CACCCTCAGCCCGGA 76 Gene-based
Xa7-CA GCACGCGGTTTTCACCCA 55 ATCAAACAGTGCAGGCAGTTAG 77 Tightly linked
Xa7-TG-aus GCCGGACGTCGTTGCAG 56 ACATCCTCTTCTCACGTCGC 78 Tightly linked
Xa27-TG TCTCAGTGTGTGTGGCTGTCT 57 GTGAATTGTGGTTGACTACGACTA 79 Gene-based
xa13-AG TGCATACCTGTTTGCCGCTG 58 TGTACACGGACGTTTTGCC 80 Tightly linked
Xa21-TC AGAGGCTCTTCGCAACCCTT 59 CCAGGGTCTCCATCTCTTTTGT 81 Tightly linked
Xa23-AT TCCCTGAGTCAAAGTCTTCCCTATTAAATTA 60 TGATGCGGGAGGAAGATGT 82 Gene-based, Dominant
Xa4-AC TGTTGGGAAGTCAGGAAGCA 61 TGGAATAAGCCTATTAGAGCCTAGAG 83 Tightly linked
Xa3-TGCAAATC AAGCCTCGTGAGGTTCCCT 62 GTCGCCTCGAGCTCCTT 84 Gene-based
xa25-AG GTTGGAGAGATCGATCTCTACTGACA 63 CATTGGCTTTGTGCGCAG 85 Gene-based
Bph14-CT CTTTGGTGCTTCAGGTAGAGTAGTCA 64 AGAAATGGGAGGCAGTCGAT 86 Gene-based
Bph3-AG GCCAAAAATACTGACCAAGATCCATCG 65 AGTGCACCATCATTAGTGAGTTG 87 Gene-based
Bph32-GC CCACCACGTGCGGAATTGA 66 TGGCTGGACGACAAGGAC 88 Gene-based
(표 4 및 5에서, ASP1 (Allele-Specific Primer 1), ASP2 (Allele-Specific Primer 2), LSP (Locus-Specific Primer), 및 STA (Specific Target Amplification primer)는 Fluidigm SNP 분석을 이용한 유전자 검출에 사용되는 프라이머로서,ASP1 sequence (Allele-Specific Primers)는 SNP 1, 2중 1번 type의 SNP를 증폭하는 forward primer;
ASP2 sequence (Allele-Specific Primers)는 SNP 1, 2중 2번 type의 SNP를 증폭하는 forward primer;
STA sequence (Specific Target Amplification primer)는 ASP1과 ASP2를 많이 증폭시키기 위하여 충분한 template를 만들어주기 위해 넣어주는 forward primer;
LSP sequence (Locus-Specific Primer)는 ASP1, ASP2, 및 STA와 모두 반응하여 필요한 부위를 증폭하는 프라이머로서, ASP1, ASP2, 및 STA 프라이머에 대해서 Reverse primer 역할을 함)
2-2. CAPS 마커 genotyping
상기 표 3에 기재된 저항성 관련 유전자들 중 "Bph1"에 대해서는 Fluidigm 분석으로 전환하기에 적합한 SNP를 찾을 수 없어, CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequence) 마커 genotyping을 수행하였다. 100 ng의 게놈 DNA, 0.1μM 크기의 각각의 프라이머, 2.5nM dNTP, 2μl 10Х반응버퍼 그리고 0.1 유닛 Taq DNA polymerase를 포함하는 총 부피 20μl CAPS 마커 genotyping을 수행했다. PCR을 DNA Engine Tetrad 2 Thermal Cycler (Bio-Rad)에서 다음 과정에 따라 진행했다. 95℃ 에서 2분, 증폭을 위해 28 cycles을 진행 (95℃ 에서 20초, 55°C에서 40초 그리고 72℃ 35초) 그리고 72℃ 5분동안 마지막 확장을 진행하였다. PCR 증폭 이후, PCR 생산물들을 제한효소로 처리했다. 5μl의 PCR 생산물, 1μl의 제한버퍼 그리고 0.5μl의 제한효소 SphI 를 포함하는 10μl의 반응부피를 37℃에서 2-3시간동안 배양했다 (incubated). 소화된 PCR 생산물들을 0.5ХTBE 버퍼내의 ethidium bromide을 포함하는 2.5% 아가로즈 젤에 분리했다.
상기 CAPS 마커 genotyping의 상세 사항을 표 6에 정리하였다.
CAPS Marker Chromosome Forward primer
(5' -> 3')		 SEQ ID NO Reverse primer
(5'-> 3')		 SEQ ID NO 효소 온도
OsBphi252 (Bph1) 12 CCGTCAGGGTGCTACTAGA 89 GATACCCATCTCCATCACG 90 SphI 55℃
(표 6에서, OsBphi252는 Bph1 검출을 위한 CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequence) marker로서, Bph1 유전자에 매우 근접 위치하는 유전자이므로, OsBphi252이 검출되면 Bph1이 검출된 것으로 갈음할 수 있음).
참고예 3. 벼 도열병 접종 및 질병 민감성 측정
참고예 1에서 준비된 벼에 벼 도열병을 유발하기 위하여, 한국에서 수집된 M. Oryzae 분리주인 KI101 (NC17-270; 입수처: 농촌진흥청 국립식량과학원) 및 KJ201 (NC17-190; 입수처: 농촌진흥청 국립식량과학원)을 접종원으로 사용했다. 접종 과정은 한국 수원의 NICS, RDA에서 수행했고 온실에서 실험을 진행했다. 각각 종의 포자의 현탁액 농도는 5Х104 spores/ml로 조정했다. 4-엽 묘목 단계에서(four-leaf seedling stage), 균일한 처리를 위해 전기 모터 스프레이를 이용하여 포자 현탁액 20ml를 주입했다. 접종 된 식물들은 24시간동안 빛이 없는 환경에서 25℃ dew growth chamber에서 직접적으로 유지되었고, 그리고 7일동안 90 %습도를 유지하며 12시간 광조건, 12시간 암조건의 광주기를 유지하는 온실 (greenhouse)로 이동시켰다. 질병에 대한 민감성을 0 (저항성)부터 5 (감수성)까지 스코어링하고, 스코어에 따른 잎의 상태를 도 2에 나타내었다. 도 2에 기재된 스코어 기준은 다음과 같다.
0=눈에 띄는 병변이 없음,
1=몇 개의 작은 병변,
2=명백한 곰팡이 덩이리가 없는 2mm 작은 크기의 병변,
3=2mm보다 큰 병변이 있는 10% 면적 크기의 잎,
4=3mm보다 큰 병변이 있는 10% 이상 50% 미만 면적 크기의 잎,
5=3mm보다 큰 병변이 있는 50 %이상 면적 크기의 잎을 의미함.
벼 도열병 저항성 평가 이미지들은 스캐너로 얻었다.
참고예 4. 벼 흰잎 마름병 접종 질병 민감성 측정
상기 참고예 1에서 준비된 벼에 벼 흰잎 마름병을 유발시키 위하여, 한국에서 수집된 Xoo 균주 (strain)인 K1 (HP01013; 입수처: 농촌진흥청 국립식량과학원), K2 (HP01014; 입수처: 농촌진흥청 국립식량과학원), K3 (HP01015; 입수처: 농촌진흥청 국립식량과학원) 및 K3a (HP01009; 입수처: 농촌진흥청 국립식량과학원) 를 접종원으로 사용하였다 (접종: NICS, RDA in Jeonju, Republic of Korea). 시험에 사용된 모든 식물은 2018년 5월에서 7월까지 노지(filed)에서 키웠다. 최고분얼기 (maximum tillering stage)에서, 식물들에 leaf-clipping 방법을 사용하여 균주들을 접종했다. 질병에 대한 민감성을 0-9 스케일로 벼에 the Standard Evaluation System (SES) 따라 14일동안 접종 후에 평가하였고, 스코어에 따른 잎의 상태를 도 3에 나타내었다. 도 3에 기재된 스코어 기준은 다음과 같다:
0=병변이 보이지 않음,
1=1-5% (<1cm),
3 = 6-12% (1-3cm),
5 = 13-25% (3-5cm),
7 = 26-50% (5-10cm),
9 = 51-100% (> 10cm)를 의미함.
벼 흰잎 마름병 저항성 평가 이미지들은 카메라로 촬영했다.
참고예 5. 벼멸구 생물분석 저항성 측정
벼멸구를 사용하여 참고예 1에서 준비된 벼에 대한 연구를 진행하기 위해, 한국 논에서 벼별구를 수집했고, 통제된 온실속에 있는 민감성 (susceptible) 종인 태백벼에서 관리하여 생물분석을 진행하였다 (분석: NICS, RDA in Suwon, Republic of Korea). 상기 생물분석을 수정된 bulk seedling 테스트에 따라 수행했다. 벼를 길이 60cm x 너비 40cm x 높이 15cm 크기의 플라스틱 통에 통당 44개의 라인에(라인당 10개의 벼) 뿌렸고 온실 환경에서 키웠다. 라인 6개는 감수성 (susceptible) 확인 종이고, 6개 라인은 저항성 (resistant) 확인 종이다(감수성 확인: 태백벼, 저항성 확인: 청청벼). 3-옆 단계 (three-leaf stage) 에서, 묘목은 제2 또는 제3 벼멸구 유충 (second or third 벼멸구 nymphs)에 감염됐다(묘목 당 7-10마리의 유충). 감수성 (susceptible) 확인 종이 거의 죽었을 때인 감염 후 10일이 지나고 나서 식물 반응을 평가했다. 벼멸구 저항성은 1(저항성)부터 9(감수성)까지로 이루어지는 5-스케일의 스코어 시스템에 의해 분류되고, 스코어에 따른 잎의 상태를 도 4에 나타내었다. 도 4에 기재된 스케일 기준은 다음과 같다:
1=손상이 없거나 매우 적은 손상,
3=대부분의 식물의 첫번째 그리고 두번째 잎들이 황변,
5=확연하게 황변 및 둔화되거나 10-25%의 식물이 시들거나 죽음,
7=과반수의 식물이 시들거나 죽고 식물들이 심각하게 둔화 또는 죽은 상태,
9=모든 식물들이 죽은 상태를 의미함.
벼멸구 저항성 평가를 위한 사진들은 카메라로 촬영했다.
실시예 1. 저항성 유전자에 대한 벼 유전자원의 genotyping 실험
상기 참고예 2에 따라 저항성 유전자에 대한 벼 유전자원의 genotyping을 각각 22개의 저항성 유전자들에 대한 Fluidigm 분석과 Bph1 에 대한 CAPS 마커들을 사용하여 수행했다.
상기 genotyping 과정을 통해 얻은 결과는 표 7, 8 및 9에 나타냈다. +는 저항성 유전자가 존재, -는 저항성 유전자가 존재하지 않음, H는 이형접합체를 의미한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
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Figure pat00010
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Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
IR64, Dular, Cheongcheong, IR58, IRBB66, 및 IR72는 22개의 저항성 유전자 중에서 7개의 저항성 유전자를 가지고 있는 반면, Sasanshiki, Chilseong, L-201, Nipponbare, Norin20, Aichi Asahi, Anmi, Nakdong, Moroberekan, Shensho, Azucena, Balia, Fortuna, Tokyo Shino Mochi, Hyangnam, Rosa Marchetti, Hongmangnuo는 어느 저항성 유전자도 가지지 않는다.
각 그룹의 분포와 빈도는 도 5, 6에 나타냈다. 벼 도열병 저항성 유전자들 중에서, Pid2 는 japonica-그룹 보다는 indica-그룹에 더 많이 분포하고 있고, 반면에 pik는 indica-그룹보다 japonica-그룹에 더 많이 분포하고 있다. 벼 흰잎 마름병 저항성 유전자들은 주로 indica-그룹과 aus-그룹에 분포되하고 있고, 벼멸구 저항성 유전자들은 indica-그룹에 분포하고 있다. Xa27과 Bph14는 오직 O.officinalis에서 발견되고 Pikm은 190개의 벼 유전자원 중에서 6개의 이종 접합 유전자형을 보여줬다. Pik와 Xa23은 대부분의 감수성 벼 유전자원에서 타겟 SNP 위치에서 증폭되지 않았다.
실시예 2. 벼 유전자원의 벼 도열병 접종
상기 참고예 3에 따라 벼 도열병 접종에 의한 반응에 대한 실험을 진행하였고 벼 도열병 접종에 의한 반응 결과는 표 10에 나타냈다. R은 저항성, MR은 중간정도의 저항성, S는 감수성을 의미한다.
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
KI101 종에서, 총 190개의 벼 유전자원들을 저항성(137), 중간정도의 저항성(21), 및 감수성(32)으로 분류했다. KJ201 종의 경우, 벼 유전자원을 저항성(51), 중간정도의 저항성(54), 및 감수성(85)으로 분류했다. 도 7에 이를 보여주는 그래프를 나타냈다.
실시예 3. 벼 유전자원의 벼 흰잎 마름병 접종
상기 참고예 4에 따라 벼 흰잎 마름병 접종에 의한 반응에 대한 실험을 진행하였고 벼 흰잎 마름병 접종에 의한 반응 결과는 상기 표 10에 나타냈다. R은 저항성, MR은 중간정도의 저항성, S는 감수성을 의미한다.
K1 종에서, 벼 유전자원들을 저항성(43), 중간정도의 저항성(24), 그리고 감수성(123)으로 분류했다. K2 종에서, 벼 유전자원들을 저항상(27), 중간 정도의 저항성(11), 및 감수성(152)로 분류했다. K3 종에서, 벼 유전자원을 저항성(22), 중간 정도의 저항성(29), 및 감수성(139)로 분류했다. K3a 종에서, 벼 유전자원을 저항성(4), 중간 정도의 저항성(8), 및 감수성(178)로 분류했다. 도 8에 이를 보여주는 그래프를 나타냈다.
실시예 4. 벼 유전자원의 벼멸구 생물분석
상기 참고예 5에 따라 벼멸구 생물분석 실험을 진행하였고 벼멸구 생물분석 결과는 상기 표 10에 나타냈다. R은 저항성, MR은 중간 정도의 저항성, S는 감수성을 의미한다.
벼 유전자원(188)들을 저항성(41), 중간 정도의 저항성(27), 및 감수성(120)으로 분류했다. 두 개의 벼 유전자원, HR22와 Kusabue들은 발아가 잘 되지 않아 이번 분석에 포함되지 않았다. 도 9에 이를 보여주는 그래프를 나타냈다,
또한, 도 10에 실시예 1 내지 실시예 4에서 실험한 벼 유전자원 중 벼 도열병, 벼 흰잎 마름병 또는 벼멸구에 저항성이 있는 것으로 판단되는 것을 선별한 결과를 나타냈다.
실시예 5. Genotyping 및 phenotyping 결과의 데이터 분석
실시예 1을 통해 얻어진 genotyping 결과와 실시예 2-4의 실험을 통해 얻어진 phenotyping 결과의 상관관계 분석을 위해 Mann-Whitney 테스트를 통해 각각의 저항성 유전자가 존재 또는 부재하는 것에 따른 벼 유전자원의 반응 스코어를 비교하는 통계적 분석을 수행했다.
5-1. 벼 도열병에서의 저항성 유전자 유무에 따른 질병에 대한 민감성 스코어의 통계학적 분석
표 7 및 10에 나타난 벼 도열병 병원균 접종 결과 중 각각의 저항성 유전자가 대립 유전자에 존재하는 경우(초록색)와 존재하지 않는 경우(노란색)의 질병에 대한 민감성 스코어 분포를 도 11에 나타내고, 얻어진 결과를 통계학적으로 분석하였다. 상기 통계학적 분석 결과, Pid2 (P = 0.0022)와 Pik (P = 0.0241)가 각각 KI101과 KJ201에서 저항성 유전자의 유무에 따라 유의적으로 다른 결과를 보여준다.
5-2. 벼 흰잎 마름병의 통계학적 분석
표 8 및 10에 나타난 벼 흰잎 마름병 접종 결과 중 각각의 저항성 유전자가 대립 유전자에 존재하는 경우(초록색)와 존재하지 않는 경우(노란색)의 질병에 대한 민감성 스코어 분포를 도 12에 나타내고, 얻어진 결과를 통계학적으로 분석하였다. 상기 통계학적 분석 결과 Xa4 (P = 0.0035)가 K1에서 유의적으로 다른 결과를 보여줬다. K2 에서는 Xa3 (P < 0.0001), Xa4 (P < 0.0001), Xa5 (P < 0.0001), 및 Xa7 (P = 0.0071)가, K3에서는 Xa3 (P = 0.0007), Xa4 (P = 0.0017), 및 Xa5 (P = 0.0032)가 유의적으로 다른 결과를 보여줬다. K3a 에서는 Xa4 (P < 0.0001), Xa5 (P < 0.0001), 및 Xa7 (P = 0.0010)가 유의적으로 다른 결과를 보여줬다. 도 12에 이를 보여주는 그래프를 나타냈다.
5-3. 벼멸구의 통계학적 분석
표 9 및 10에 나타난 벼멸구 생물분석 결과 중 각각의 저항성 유전자가 대립 유전자에 존재하는 경우(초록색)와 존재하지 않는 경우(노란색)의 질병에 대한 민감성 스코어 분포를 도 13에 나타내고, 얻어진 결과를 통계학적으로 분석하였다. 상기 통계학적 분석 결과, Bph3 (P = 0.0002), Bph32 (P = 0.0049), 및 Bph1 (P < 0.0001)이 유의적으로 한국 생물종과 매우 결과를 보여줬다. 도 13에 이를 보여주는 그래프를 나타냈다.
실시예 6. 저항성 유전자들 조합과 반응 스코어의 상관관계 분석
실시예 1을 통해 얻어진 genotyping 결과와 실시예 2-4의 실험을 통해 얻어진 phenotyping 결과를 가지고 효율적인 저항성 유전자와 저항성 벼 유전자원의 조합을 찾기 위해 실시예 5와 실질적으로 동일한 방법으로, 저항성 유전자들 각각의 조합에 대한 반응 스코어에 대한 상관관계를 분석하였다.
6-1. 벼 도열병의 통계학적 분석
벼 도열병 저항성 유전자 조합에서, Pi5 + Pik + Pikm (113,Tong88-7; 138, Jinbu), Pid2 + Pik (67, Hyangmi1), 및 Pi9 + Pid2 (71,Namyeong)는 KI010과 KJ201 모두에서 강한 저항성(<2.5)를 보여줬다. 도 14에 이를 보여주는 그래프를 나타냈다.
6-2. 벼 흰잎 마름병의 통계학적 분석
벼 흰잎 마름병 저항성 유전자 조합에서, Xa4 + Xa5 + Xa7 + Xa13 + Xa21 (83, IRBB66), Xa5 + Xa7 (61, DV85), 및 Xa3 + Xa5 (127, Jinbaek) 은 모든 종에서 강한 저항성(<4)을 보여줬다. 도 15에 이를 보여주는 그래프를 나타냈다.
6-3. 벼멸구의 통계학적 분석
벼멸구 저항성 유전자 조합에서, 최소 하나의 저항성 유전자를 가지고 있는 벼 유전자원은 몇몇의 저항성을 보여줬고, Bph3 + Bph1 (38, Nampung), Bph3 + Bph32 (50, IR58), Bph3 (12, Rathuheenati; 31, IR36; 71, Namyeong), 및 Bph14 (95, O.officinalis)는 완전한 저항성을 보여줬다. 도 16에 이를 보여주는 그래프를 나타냈다.
<110> LG CHEM, LTD. Seoul National University R&DB Foundation <120> Biomarker for detecting resistance against disease or insect in rice and uses thereof <130> DPP20200858KR <160> 90 <170> koPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 1 gcgcatcgtc atcctctttt cta 23 <210> 2 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 2 ctcaataagt agatcttctt caggtgc 27 <210> 3 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 3 cctatgatag ccaaagttcc gagt 24 <210> 4 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 4 gaggccaaat ctttacttgg attattct 28 <210> 5 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 5 atggaaggct atccttggca a 21 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 6 cagatgcatc agccagtgat tt 22 <210> 7 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 7 ggtgtttggg aacctgaacc ata 23 <210> 8 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 8 gccgtggctt ctatctttac ctg 23 <210> 9 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 9 gctgtaaaag ttcatcgcat cgaatttat 29 <210> 10 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 10 gctcgccatt caagttcttg t 21 <210> 11 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 11 caaacgtcat agcgtgtcga tatg 24 <210> 12 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 12 cgtgggcctt ggtatgtatg a 21 <210> 13 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 13 gtgaattgtg gttgactacg actact 26 <210> 14 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 14 caccattgtt aggtacatcc gact 24 <210> 15 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 15 tgcatttgaa tgaagatgca acca 24 <210> 16 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 16 tgatgcggga ggaagatgtt t 21 <210> 17 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 17 gctgcctctt tactctggga 20 <210> 18 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 18 catgtcaggt ggcatccct 19 <210> 19 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 19 cctctcacta gccatagcca atttaa 26 <210> 20 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 20 gaactccaag ggaggaggc 19 <210> 21 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 21 ggagaaaaga atcagatggc acttt 25 <210> 22 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP1 sequence <400> 22 gcaccgacaa caagacctcg 20 <210> 23 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP2 sequence <400> 23 cgcatcgtca tcctcttttc tg 22 <210> 24 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP2 sequence <400> 24 ctcaataagt agatcttctt 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Artificial Sequence <220> <223> ASP2 sequence <400> 33 acaaacgtca tagcgtgtcg atatt 25 <210> 34 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP2 sequence <400> 34 gtgggccttg gtatgtatgc 20 <210> 35 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP2 sequence <400> 35 tgaattgtgg ttgactacga ctacg 25 <210> 36 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP2 sequence <400> 36 accattgtta ggtacatccg acc 23 <210> 37 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP2 sequence <400> 37 tgcatttgaa tgaagatgca accg 24 <210> 38 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP2 sequence <400> 38 gtgatgcggg aggaagatgt ta 22 <210> 39 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP2 sequence <400> 39 gctgcctctt tactctgggc 20 <210> 40 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP2 sequence <400> 40 catgtcaggt ggcatccca 19 <210> 41 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP2 sequence <400> 41 cctctcacta gccatagcca atttag 26 <210> 42 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP2 sequence <400> 42 gaactccaag ggaggaggt 19 <210> 43 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP2 sequence <400> 43 ggagaaaaga atcagatggc acttc 25 <210> 44 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ASP2 sequence <400> 44 gcaccgacaa caagacctcc 20 <210> 45 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 45 gtcaggtgcc aaattccgcc 20 <210> 46 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 46 gagatgccta actggattga gca 23 <210> 47 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 47 gcagtgggaa gcacaatacc a 21 <210> 48 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 48 tgaggaacct gctgagattg aactt 25 <210> 49 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 49 caggcttcca gatgctggag a 21 <210> 50 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 50 tcagcaggtc ctgttcccc 19 <210> 51 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 51 cctcaagatc cagcacctgt 20 <210> 52 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 52 tggtttcaaa caatcatcaa gtcaggttg 29 <210> 53 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 53 gttccggctt ggcaggt 17 <210> 54 <211> 32 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 54 ggtggaagga gatatggtaa agtagatacc tt 32 <210> 55 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 55 gcacgcggtt ttcaccca 18 <210> 56 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 56 gccggacgtc gttgcag 17 <210> 57 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 57 tctcagtgtg tgtggctgtc t 21 <210> 58 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 58 tgcatacctg tttgccgctg 20 <210> 59 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 59 agaggctctt cgcaaccctt 20 <210> 60 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 60 tccctgagtc aaagtcttcc ctattaaatt a 31 <210> 61 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 61 tgttgggaag tcaggaagca 20 <210> 62 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 62 aagcctcgtg aggttccct 19 <210> 63 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 63 gttggagaga tcgatctcta ctgaca 26 <210> 64 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 64 ctttggtgct tcaggtagag tagtca 26 <210> 65 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 65 gccaaaaata ctgaccaaga tccatcg 27 <210> 66 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> LSP sequence <400> 66 ccaccacgtg cggaattga 19 <210> 67 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 67 tctcgatcaa tactactctc ggc 23 <210> 68 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 68 tggttttacc ttcctttagt ttgct 25 <210> 69 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 69 tccagaaacc aatataaata aggacgc 27 <210> 70 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 70 atcctcattt aggtgtgaga tgga 24 <210> 71 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 71 tgggcatggc gtcttca 17 <210> 72 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 72 cctggtgaca ttggtgacat tg 22 <210> 73 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 73 gtgtttggga acctgaacca 20 <210> 74 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 74 gagcttcttt ctttctctgc cg 22 <210> 75 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 75 ctgtaaaagt tcatcgcatc gaattt 26 <210> 76 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 76 caccctcagc ccgga 15 <210> 77 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 77 atcaaacagt gcaggcagtt ag 22 <210> 78 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 78 acatcctctt ctcacgtcgc 20 <210> 79 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 79 gtgaattgtg gttgactacg acta 24 <210> 80 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 80 tgtacacgga cgttttgcc 19 <210> 81 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 81 ccagggtctc catctctttt gt 22 <210> 82 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 82 tgatgcggga ggaagatgt 19 <210> 83 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 83 tggaataagc ctattagagc ctagag 26 <210> 84 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 84 gtcgcctcga gctcctt 17 <210> 85 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 85 cattggcttt gtgcgcag 18 <210> 86 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 86 agaaatggga ggcagtcgat 20 <210> 87 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 87 agtgcaccat cattagtgag ttg 23 <210> 88 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> STA sequence <400> 88 tggctggacg acaaggac 18 <210> 89 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer_OsBphi252 <400> 89 ccgtcagggt gctactaga 19 <210> 90 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer_OsBphi252 <400> 90 gatacccatc tccatcacg 19

Claims (28)

  1. Pi5, Pik, Pikm, Pid2, 및 Pi9로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 유전자 의 검출용 제제를 포함하는, 벼 도열병 저항성 확인용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유전자는
    (i) Pi5, Pik, 및 Pikm의 조합,
    (ii) Pid2, 및 Pik의 조합, 또는
    (iii) Pi9 및 Pid2의 조합
    인, 벼 도열병 저항성 확인용 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    (i) 상기 유전자 Pi5는 서열번호 4, 서열번호 26, 서열번호 48 및 서열번호 70을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (ii) 상기 유전자 Pik는 서열번호 5, 서열번호 27, 서열번호 49 및 서열번호 71을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (iii) 상기 유전자 Pikm은 서열번호 6, 서열번호 28, 서열번호 50 및 서열번호 72를 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (iv) 상기 유전자 Pid2는 서열번호 3, 서열번호 25, 서열번호 47 및 서열번호 69를 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (v) 상기 유전자 Pi9는 서열번호 1, 서열번호 23, 서열번호 45 및 서열번호 67을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것인,
    벼 도열병 확인용 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는, 벼 도열병 저항성 확인용 키트.
  5. 대상 식물에서 얻어진 생물학적 시료에서 Pi5, Pik, Pikm, Pid2, 및 Pi9로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 유전자를 검출하는 단계를 포함하는, 벼 도열병 저항성 확인방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유전자는
    (i) Pi5, Pik, 및 Pikm의 조합,
    (ii) Pid2, 및 Pik의 조합, 또는
    (iii) Pi9 및 Pid2의 조합
    인, 벼 도열병 저항성 확인 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 검출하는 단계 이후에,
    상기 유전자가 검출되는 경우, 상기 대상 식물이 벼 도열병 저항성을 갖는 것으로 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 벼 도열병 저항성 확인 방법.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    (i) 상기 유전자 Pi5는 서열번호 4, 서열번호 26, 서열번호 48 및 서열번호 70을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (ii) 상기 유전자 Pik는 서열번호 5, 서열번호 27, 서열번호 49 및 서열번호 71을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (iii) 상기 유전자 Pikm은 서열번호 6, 서열번호 28, 서열번호 50 및 서열번호 72를 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (iv) 상기 유전자 Pid2는 서열번호 3, 서열번호 25, 서열번호 47 및 서열번호 69를 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (v) 상기 유전자 Pi9는 서열번호 1, 서열번호 23, 서열번호 45 및 서열번호 67을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것인,
    벼 도열병 저항성 확인방법.
  9. Xa3, Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 유전자의 검출용 제제를 포함하는, 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 유전자는
    (i) Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21의 조합,
    (ii) Xa5 및 Xa7의 조합, 또는
    (iii) Xa3 및 Xa5의 조합
    인, 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 조성물.
  11. 제9항에 있어서,
    (i) 상기 유전자 Xa3은 서열번호 18, 서열번호 40, 서열번호 62 및 서열번호 84를 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (ii) 상기 유전자 Xa4는 서열번호 17, 서열번호 39, 서열번호 61 및 서열번호 83을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (iii) 상기 유전자 Xa5은 서열번호 10, 서열번호 32, 서열번호 54 및 서열번호 76을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (iv) 상기 유전자 Xa7은 서열번호 11, 서열번호 33, 서열번호 55 및 서열번호 77을 포함하는 프라이머 세트 및/또는 서열번호 12, 서열번호 34, 서열번호 56 및 서열번호 78을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (v) 상기 유전자 Xa13은 서열번호 14, 서열번호 36, 서열번호 58 및 서열번호 80을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (vi) 상기 유전자 Xa21은 서열번호 15, 서열번호 37, 서열번호 59 및 서열번호 81을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것인,
    벼 흰잎 마름병 확인용 조성물.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는, 벼 흰잎 마름병 저항성 확인용 키트.
  13. 대상 식물에서 얻어진 생물학적 시료에서 Xa3, Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 유전자를 검출하는 단계를 포함하는, 벼 흰잎 마름병 저항성 확인방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 유전자는
    (i) Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21의 조합,
    (ii) Xa5 및 Xa7의 조합, 또는
    (iii) Xa3 및 Xa5의 조합
    인, 벼 흰잎 마름병 저항성 확인 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 검출하는 단계 이후에,
    상기 유전자 또는 단백질이 검출되는 경우, 벼 흰잎 마름병 저항성을 갖는 것으로 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 벼 흰잎 마름병 저항성 확인 방법.
  16. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    (i) 상기 유전자 Xa3은 서열번호 18, 서열번호 40, 서열번호 62 및 서열번호 84를 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (ii) 상기 유전자 Xa4는 서열번호 17, 서열번호 39, 서열번호 61 및 서열번호 83을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (iii) 상기 유전자 Xa5은 서열번호 10, 서열번호 32, 서열번호 54 및 서열번호 76을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (iv) 상기 유전자 Xa7은 서열번호 11, 서열번호 33, 서열번호 55 및 서열번호 77을 포함하는 프라이머 세트 및/또는 서열번호 12, 서열번호 34, 서열번호 56 및 서열번호 78을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (v) 상기 유전자 Xa13은 서열번호 14, 서열번호 36, 서열번호 58 및 서열번호 80을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (vi) 상기 유전자 Xa21은 서열번호 15, 서열번호 37, 서열번호 59 및 서열번호 81을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것인,
    벼 흰잎 마름병 저항성 확인방법.
  17. Bph3, Bph1 및 Bph32로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 유전자의 검출용 제제를 포함하는, 벼멸구 저항성 확인용 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 상기 유전자는
    (i) Bph3 및 Bph1의 조합, 또는
    (ii) Bph3 및 Bph32의 조합
    인, 벼멸구 저항성 확인용 조성물.
  19. 제17항에 있어서,
    (i) 상기 유전자 Bph3은 서열번호 21, 서열번호 43, 서열번호 65 및 서열번호 87을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (ii) 상기 유전자 Bph32는 서열번호 22, 서열번호 44, 서열번호 66 및 서열번호 88을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (iii) 상기 유전자 Bph1은 서열번호 89 및 서열번호 90을 포함하는 프라미어 세트에 의하여 검출 가능한 것인,
    벼멸구 저항성 확인용 조성물.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는, 벼멸구 저항성 확인용 키트.
  21. 대상 식물에서 얻어진 생물학적 시료에서 Bph3, Bph1 및 Bph32로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 유전자를 검출하는 단계를 포함하는, 벼멸구 저항성 확인방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 유전자는
    (i) Bph3 및 Bph1의 조합, 또는
    (ii) Bph3 및 Bph32의 조합
    인, 벼멸구 저항성 확인 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 검출하는 단계 이후에,
    상기 유전자 또는 단백질이 검출되는 경우, 벼멸구 저항성을 갖는 것으로 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 벼멸구 저항성 확인 방법.
  24. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    (i) 상기 유전자 Bph3은 서열번호 21, 서열번호 43, 서열번호 65 및 서열번호 87을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (ii) 상기 유전자 Bph32는 서열번호 22, 서열번호 44, 서열번호 66 및 서열번호 88을 포함하는 프라이머 세트에 의하여 검출 가능한 것이고,
    (iii) 상기 유전자 Bph1은 서열번호 89 및 서열번호 90을 포함하는 프라미어 세트에 의하여 검출 가능한 것인,
    벼멸구 저항성 확인방법.
  25. (a) Pi5, Pik, Pikm, Pid2, 및 Pi9로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 유전자 검출용 제제,
    (b) Xa3, Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 유전자 검출용 제제, 및
    (c) Bph3, Bph1 및 Bph32로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 유전자 검출용 제제
    로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상을 포함하는, 벼의 질병 저항성 확인용 조성물.
  26. 제25항에 있어서,
    (a)는
    (i) Pi5, Pik, 및 Pikm의 조합,
    (ii) Pid2, 및 Pik의 조합, 또는
    (iii) Pi9 및 Pid2의 조합
    의 검출용 제제인, 벼의 질병 저항성 확인용 조성물.
  27. 제25항에 있어서,
    (b)는
    (i) Xa4, Xa5, Xa7, Xa13 및 Xa21의 조합,
    (ii) Xa5 및 Xa7의 조합, 또는
    (iii) Xa3 및 Xa5의 조합
    의 검출용 제제인, 벼의 질병 저항성 확인용 조성물.
  28. 제25항에 있어서,
    (c)는
    (i) Bph3 및 Bph1의 조합, 또는
    (ii) Bph3 및 Bph32의 조합
    의 검출용 제제인, 벼의 질병 저항성 확인용 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117701755A (zh) * 2023-12-21 2024-03-15 辽宁省水稻研究所 一种水稻稻瘟病抗性基因Ptr的SNP分子标记及引物组和应用

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