KR20220047142A - 신품종 배추 및 이의 종자 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 글루코시놀레이트 함량이 향상된 신품종 배추, 신품종 배추의 종자, 신품종 배추의 부분체 및 자손을 제공하는 것이다. 본 발명은 모본인 유지종 배추 및 부본인 박쵸이 배추를 교잡하여 수득된 신품종 배추종자로서, 상기 신품종 배추 종자는 수탁번호 KACC 98087P로 기탁된 것을 특징으로 하는 신품종 배추 종자이다.
Description
본 발명은 기능성 물질 함량이 증가되고, 항암활성이 높은 신품종 배추 및 이의 종자에 관한 것이다.
배추(Brassica rapa ssp. pekinensis)는 십자화과 배추속에 속하는 식물로 중국이 원산지이다. 배추는 김치의 주원료로서 우리나라에서 가장 많이 이용되는 채소 중 하나이며, 수분 함량이 높고 섬유질과 비타민 A 및 C가 풍부하다.
배추의 잎은 나선형으로 착생되고 줄기가 단축되어 로제트 모양을 갖는다. 뿌리에서 나오는 잎은 옅은 녹색을 띠며 배추의 꽃은 짙은 황색을 띤 십자화관으로 1개의 암술 및 6개의 수술을 포함한다. 배추는 저온에서 꽃눈이 생긴 후 고온 장일이 되면 추대하는 특성을 갖는다.
배추의 품종은 결구 형태 또는 재배 기간에 따라 분류된다. 속이 꽉 차는 결구종은 잎이 중심부에 모이나 끝이 겹치지 않는 포합형과 양배추처럼 잎이 중앙 부위를 넘어 자라서 끝이 서로 덮이는 포피형으로 나누어진다.
또한, 배추, 양배추, 브로콜리 등에 함유된 물질인 글루코시놀레이트가 항암효과가 있음이 알려짐에 따라, 상기 글루코시놀레이트와 같은 기능성 물질이 많이 함유되고 항암활성을 지닌 신품종 개발이 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 글루코시놀레이트 함량이 증가되고, 항암 활성이 우수한 신품종 배추, 신품종 배추의 종자, 신품종 배추의 부분체 및 신품종 배추의 자손 식물체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 신품종 배추 종자를 생산하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는 모본인 유지종 배추 및 부본인 박쵸이 배추를 교잡하여 수득된 신품종 배추종자로서, 상기 신품종 배추 종자는 수탁번호 KACC 98087P로 기탁된 것을 특징으로 하는 신품종 배추 종자이다.
상기 신품종 배추는 글루코시놀레이트 함량이 상기 모본 및 부본보다 증가된 것일 수 있다.
상기 모본인 유지종 배추는 노란 종피를 갖는 유전자원 YS-033(CGN06835) 계통이고, 상기 부본인 박쵸이 배추는 진갈색 종피를 갖는 유전자원 PC-099(CGN13924) 계통일 수 있다.
상기 신품종 배추 종자는 서열번호 4로 표시될 수 있다.
상기 신품종 배추 종자는 3-부테닐 이소티오시아네이트(3-Butenyl isothiocyanate), 4-펜테닐 이소티오시아네이트(4-pentenyl isothiocyanate), 2-페네틸 이소티오시아네이트(2-Phenethyl isothiocyanate) 및 설포라판(Sulforaphane)으로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 함량이 부본인 박쵸이 배추보다 증가될 수 있다.
상기 신품종 배추 종자는 항암 활성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 상기 신품종 배추 종자로부터 수득된 신품종 배추이다.
본 발명의 또 다른 실시예는 상기 신품종 배추의 부분체이다.
상기 부분체는 프로토플라스트(protoplast), 밑씨(ovule), 세포, 화분(pollen grain), 배아(embryo), 떡잎(cotyledon), 하배축(hypocotyledon), 뿌리, 분열조직(meristem), 꽃밥(anther), 줄기 및 잎으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 상기 신품종 배추의 자손이다.
본 발명의 또 다른 실시예는 a) 유지종 배추를 자가수분하여 모본을 수득하는 단계; b) 박쵸이 배추를 소포자배양하여 부본을 수득하는 단계; c) 상기 모본 및 부본을 교잡하여 잡종을 수득하는 단계; 및 d) 상기 잡종을 소포자배양하는 단계;를 포함하는, KACC 98087P로 기탁된 신품종 배추 종자 생산방법이다.
상기 a) 단계의 자가수분은 3회 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 신품종 배추는 글루코시놀레이트 함량이 일반 배추보다 높아 항산화 및 항암 효과가 우수하다.
도 1은 신품종 배추 육종에 사용된 모본인 유지종 배추 및 부본인 박쵸이 배추의 표현형질을 나타낸 것이다.
도 2는 소포자 배양과정을 나타낸 모식도이다.
도 3은 유지종 배추 모본 및 박쵸이 배추 부본의 잡종을 소포자배양한 집단의 표현형질을 나타낸 것이다.
도 4는 배추 염기서열을 분석한 참고종인 지부 배추와 신품종 배추 육종에 사용된 모본 및 부분에 대한 글루코시놀레이트 함유량을 비교한 것이다.
도 5는 신품종 배추의 글루코시놀레이트 함유량을 나타낸 것이다.
도 6은 신품종 배추의 MYB51.1 유전자의 발현량을 나타낸 것이다.
도 7은 지부, 부본, 모본 및 신품종 배추의 MYB51.1 유전자, BrA09g056490.3C 유전자를 비교 분석한 것이다.
도 2는 소포자 배양과정을 나타낸 모식도이다.
도 3은 유지종 배추 모본 및 박쵸이 배추 부본의 잡종을 소포자배양한 집단의 표현형질을 나타낸 것이다.
도 4는 배추 염기서열을 분석한 참고종인 지부 배추와 신품종 배추 육종에 사용된 모본 및 부분에 대한 글루코시놀레이트 함유량을 비교한 것이다.
도 5는 신품종 배추의 글루코시놀레이트 함유량을 나타낸 것이다.
도 6은 신품종 배추의 MYB51.1 유전자의 발현량을 나타낸 것이다.
도 7은 지부, 부본, 모본 및 신품종 배추의 MYB51.1 유전자, BrA09g056490.3C 유전자를 비교 분석한 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구체적인 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예는 모본인 유지종 배추 및 부본인 박쵸이 배추를 교잡하여 수득된 신품종 배추 종자로서, 상기 신품종 배추 종자의 수탁번호는 KACC 98087P이다.
본 발명에서 상기 모본인 유지종 배추는 노란 종피를 갖는 유전자원 YS-033(CGN06835)일 수 있다. 상기 부본인 박쵸이 배추는 중국 배추 종 중의 하나로서, 청경채라고 불리기도 하며, 바람직하게는 진갈색 종피를 갖는 유전자원 PC-099(CGN13924) 계통일 수 있다.
더욱 구체적으로 본 발명에서 사용된 모본은 상기 유지종 배추 YS-033(CGN06835)를 1회 이상, 바람직하게는 3회 자가수분한 제4세대에서 얻은 식물일 수 있으며, 본 발명에서 상기 식물은 "S4_YS-033"로 지칭될 수 있다.
또한 본 발명에서 사용된 부본은 상기 박쵸이 배추 PC-099(CGN13924)를 소포자배양을 통해 얻은 식물일 수 있으며, 본 발명에서 상기 식물은 "DH_PC-099"로 지칭될 수 있다.
본 발명의 신품종 배추 종자는 "S4_YS-033" 및 "DH_PC-099"를 교배하여 얻은 잡종으로부터 수득될 수 있다.
구체적으로 신품종 배추 종자는 상기 교배하여 얻은 잡종을 소포자배양한 식물체로부터 수득될 수 있으며, 본 발명의 상기 신품종 배추 종자 및 이의 식물체는 "유지청경채"로 명명될 수 있으며, BrYSP_DH_043(DH043)으로 지칭될 수 있다.
본 발명에 따른 신품종 배추 종자를 2020년 8월 3일자로 국립농업과학원에 기탁하였다(수탁번호: KACC 98087P).
본 발명에서 상기 "소포자배양"은 소포자를 인공배양하는 것을 말하며, 종자식물에 있어서는 화분배양이 이에 속한다.
본 발명에서 소포자 배양은 종래 공지된 방법에 따라 수행될 수 있다(J Plant Biotechnol, 41:116-122,2014, Seo, M. S. et al., 및 한국국제농업개발학회지, 24(4): 522-528, 서미숙 외).
본 발명에서 상기 신품종 배추 종자는 서열번호 4로 표시될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 상기 수탁번호 KACC 98087P인 신품종 배추 종자로부터 수득된 신품종 배추일 수 있다.
본 발명에 따른 상기 신품종 배추는 글루코시놀레이트 함량이 상기 모본 및 부본보다 증가될 수 있고, 이에 따라 일반배추(지부배추)보다 글루코시놀레이트 함량이 높을 수 있다. 구체적으로, 상기 신품종 배추는 글루코시놀레이트 중 글루코라파닌 및 글루코나스터틴의 함량이 높아 기능성 품종 및 육종재료로의 활용도가 높다.
또한, 본 발명의 신품종 배추는 모본인 유지종 배추의 특징인 높은 글루코시놀레이트 함량과 부본인 박쵸이 배추의 특징인 넓은 엽형을 모두 가진 품종일 수 있다.
또한, 본 발명의 신품종 배추는 3-부테닐 이소티오시아네이트(3-Butenyl isothiocyanate), 4-펜테닐 이소티오시아네이트(4-pentenyl isothiocyanate), 2-페네틸 이소티오시아네이트(2-Phenethyl isothiocyanate) 및 설포라판(Sulforaphane)으로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 함량이 부본인 박쵸이 배추보다 증가될 수 있다.
상기 3-부테닐 이소티오시아네이트(3-Butenyl isothiocyanate), 4-펜테닐 이소티오시아네이트(4-pentenyl isothiocyanate), 2-페네틸 이소티오시아네이트(2-Phenethyl isothiocyanate) 및 설포라판(Sulforaphane)은 글루코시놀레이트의 가수분해 산물일 수 있으며, 상기 가수분해는 가수분해효소(Myrosinase)에 의해 수행될 수 있다.
상기 3-부테닐 이소티오시아네이트(3-Butenyl isothiocyanate), 4-펜테닐 이소티오시아네이트(4-pentenyl isothiocyanate), 2-페네틸 이소티오시아네이트(2-Phenethyl isothiocyanate) 및 설포라판(Sulforaphane)은 항암 효과를 나타낼 수 있고, 이에 따라 상기 신품종 배추 종자는 항암 활성을 나타낼 수 있다.
상기 항암 활성은 위암 또는 대장암에 대한 항암 활성일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 신품종 배추의 부분체 또는 이로부터 유래된 자손 식물체이다.
상기 부분체는 프로토플라스트(protoplast), 밑씨(ovule), 세포, 화분(pollen grain), 배아(embryo), 떡잎(cotyledon), 하배축(hypocotyledon), 뿌리, 분열조직(meristem), 꽃밥(anther), 줄기, 또는 잎일 수 있다. 상기 유래된 자손 식물체는 종자(seed), 또는 조직 배양물을 포함한다. 상기 배추 식물체로부터 수득되는 잎 및/또는 줄기는 김치, 나물, 샐러드 등 식재료로서 다양하게 이용될 수 있다. 상기 배추 식물체로부터 수득되는 종자 및/또는 세포는 다른 배추 개체, 계통, 또는 품종을 육성하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 a) 유지종 배추를 자가수분하여 모본을 수득하는 단계; b) 박쵸이 배추를 소포자배양하여 부본을 수득하는 단계; c) 상기 모본 및 부본을 교잡하여 잡종을 수득하는 단계; 및 d) 상기 잡종을 소포자배양하는 단계;를 포함하고, 수탁번호 KACC 98087P로 기탁된 것을 특징으로 하는 신품종 배추 종자 생산방법이다.
상기 a) 단계에서 자가수분은 3회 이상일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 들어 설명한다.
실시예 1 : 소포자배양을 통한 신품종 배추 유지청경채 고정집단 육성
노란종피를 갖는 유전자원 YS-033(CGN06835) 유지종 배추를 3회 자가수분하여 얻은 제4세대 S4_YS-033을 육성하고 모본으로 활용하였으며, 계통 이름을 "LP08"로 명명하였다. 진갈색종피를 갖는 유전자원 PC-099(CGN13924) 박쵸이 배추를 소포자배양하여 DH_PC-099를 육성하고 부본으로 활용하였으며, 계통 이름을 "LP21"로 명명하였다(도 1).
상기 모본 및 부본을 교잡하여 얻은 미숙한 꼬투리(1.9~3.2mm)에서 고정된 식물체를 소포자 배양을 수행하여 2014년에서 2015년 까지, 유지청경채 고정집단 162계통을 육성하였으며(도 2), 소포자 배양은 재분화하기까지 16주 정도 소요되며, 종래 공지된 방법을 이용하였다(J Plant Biotechnol, 41:116-122,2014, Seo, M. S. et al., 및 한국국제농업개발학회지, 24(4): 522-528, 서미숙 외).
구체적으로, 유지배추(LP08)와 박초이배추(LP21)를 교잡한 F1 종자를 파종하여 온실에서 3주간 키운 후, 4℃에서 24시간 광 조건으로 35일간 저온 처리하여 다시 온실에서 꽃분화를 유도하였다. 개화기 전 미숙 꽃봉오리의 회뢰를 수집하였다. 미숙 꽃봉오리의 크기는 암술머리보다 수술의 길이가 2mm 덜 자란 시기의 화뢰들을 채취하였다(화뢰 크기 1.9~3.2mm). 채취한 화뢰들은 1% 락스 용액에서 15분간 소독 후 멸균수로 3회 세정하여 무균상태로 만들었다. 소독한 화뢰들을 막자사발에 넣고 13% sucrose가 첨가된 B5 엑체배지를 화뢰 한 개 당 1ml씩 첨가하여 막자를 이용하여 부드럽게 갈아주었다. 나일론 망에 용액을 여과한 후 여과된 용약을 1000rpm에서 3분간 원심분리하고 상등액을 제거하였다. 동일량의 B5 액체 배지를 첨가하여 섞고, 1000rpm에서 3분간 원심분리 과정을 2회 더 하였다. 상등액을 제거하고 용기바닥에 있는 소포자들에 대하여 NLN 액체 배지를 첨가한 후 agarose 활성탄 용액을 혼합하였다. 소포자들은 32℃, 2일간 암배양한 후 25℃ 배양실에서 약 15일간 암배양하여 소포자로부터 배 발생을 유도하였다. 소포자에서 유도된 배들은 25℃배양기에서 30rpm으로 24시간 명조건에서 현탁배양한 후 MS 재분화 배지에 치상하여 재분화를 유도하였다. 재분화 유식물체는 배수성 검증을 위하여 어린잎의 일부를 채취한 후 DAPI 염색한 후 배수성 검증기(flow cytometry)를 이용하여 배수성 검증을 실시한다. 배수성 검증 결과, 이배체(2n)로 확인된 유식물체는 온실에서 재배하고, 뇌수분을 통해 종자를 확보하였다.
종자를 채종한 각 계통에 대한 유전특성 등을 seedling 후 3~6주간 조사하였다. 소포자배양은 어린화분(n)을 배양하고, 배양과정 중에서 식물 스스로 안정화되면서 2n 체세포를 가짐으로 유전자 하나 하나에 대한 동형 합되므로 계통 한 개체 한 개체가 똑같은 형질을 나타내었다.
또한, 모본인 유지종 배추 엽형은 무엽형이고, 부본인 빅쵸이 배추 엽형은 결각이 없는 타원형 모양의 엽형이었으나, 신품종 배추인 유지청경채의 엽형은 162 계통간 매우 다양하게 나타났다(도 3).
실시예 2 : 글루코시놀레이트 함량 분석을 통한 유지청경채 선발
배추 종간 잡종(F1)의 소포자배양에 의한 dubled haploid 집단 66개 식물체 생성에 대하여 보고한 바 있다(J Plant Biotechnol 44:35-41, 2017, 서미숙 외). 최종적으로 유지청경채 162 계통을 육성하였다.
배추 전체 게놈 염기서열 분석한 지부배추(Chinese cabbage, Chiffu, 결구배추)와 양친에 대한 글루코시놀레이트 합성량을 분석하였다. 배추 글루코시놀레이트 합성에 관련하여 11개의 서브물질이 분석되었으며, 배추의 대표적인 항산화물질은 글루코라파닌 및 글루코나스터틴이다.
또한 서브물질 중 프로고이트린은 같은 배추과 유채의 경우, 소 사료로 활용했을 때 갑상선암을 유발할 수 있다고 발표된 바 있어, 프로고이트린의 함량은 낮고, 두 개의 항산화 및 항암 물질의 함량이 높은 재조합 개체를 선발을 목표로 양친(모본 및 부본) 및 유지청경채 162 계통에 대한 글루코시놀레이트 함유량을 분석하였으며, 글루코시놀레이트 총 함유량과 11개 서브물질의 함유량을 분석한 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다.
분석 결과, 지부배추는 글루코시놀레이트 총 합성량이 8.39±0.69이었고, 모본 "LP08"은 47.55±3.66, 부본 박쵸이배추 "LP21"은 10.76±0.36으로 분석되었다.
분석된 11개의 서브물질 중 글루코나스터틴은 지부배추의 함량이 0.14±0.09 보다 "LP08"이 0.47±0.14로 3.4배, "LP21"은 0.81±0.09로 5.8배 높았다. 글루코라파닌은 브로콜리 항산화물질인 설포라판의 전구물질로서, 지부배추 및 부본에는 검출되지 않았고, 모본에서만 0.16±0.05 검출되었다(도 4).
이들 신품종 배추인 유지청경채 고정집단의 표현형질로 엽형은 무엽형, 배추엽형을 보이고, 모용(털)이 발달하지 않을 뿐 아니라, 측아가 많이 발달하여 생육 40일 경이면 쌈으로 활용할 수 있는 중간엽형이 50여 장에서 100여 장이 발달하는 쌈채소의 모습을 가지고 있었다.
상기 선발된 유지청경채 중 계통번호 043번은 글루코시놀레이트 함유량이 48.25±6.60으로 일반배추보다 5.5배 높고, 항산화 기능성으로 잘 알려져 있는 Gluconasturtin이 2.38±0.51로 일반배추의 17배 가량 높아서, 육종 모본으로 활용했을 때 기능성 품종을 개발할 수 있는 좋은 육종재료임을 확인할 수 있었으며, 배추엽형으로 쌈채소로도 이용 가능함을 확인하였다(도 5).
실시예 3 : 소포자 배양을 통한 유지청경재 BrYSP_DH_043 식물체의 유전자 발현 및 염기서열 분석
실시예 2에서 선발된 계통번호 043번인 BrYSP_DH_043(DH043) 식물체에 대한 글루코시놀레이트 합성 관련 유전자들에 대한 발현량 분석을 수행하였다. 유전자 정량분석은 RNAeasy® Plant Mini Kit(Quiagen, Germany)에서 제공하는 방법에 따라 BrYSP_DH_043 식물체의 잎 100mg에서 RNA를 분리하였고, RNA 2μg에 DNAase I (Recombinant DNAase I, Takar, Shiga, Japan)을 처리하고 cDNA를 합성하였다(AmfiRivert II cDNA Synthesis Master Mix, GenDEOPT, Massachusetts, USA). 정량분석 PCR은 10배 희석한 cDNA를 사용하였다. 발현 대조구 유전자는 배추 GAPDH에 대한 상대적 발현량을 분석하였고, 3번 반복에 대한 평균값으로 분석하였다.
실시예 2에서 선발된 계통번호 043번인 BrYSP_DH_043 식물체의 경우, 배추 글루코시놀레이트 합성에 관여하는 여러 개 유전자 중에서 두 개 copies가 있는 MYB51.1 유전자의 발현량이 아주 높은 것을 알 수 있었다 (도 6).
실시예 2에서 선발된 계통번호 043번인 BrYSP_DH_043 식물체와 양친으로 이용한 배추 유전체를 염기서열 분석하였다. 양친으로 활용한 모본 "LP08"과 부본인 박쵸이배추 "LP21"과 실시예 2에서 선발된 계통번호 043번인 "BrYSP_DH_043" 배추의 게노믹 DNA를 분리하고 350bp 크기의 라이브러리를 작성하였다. 양 말단에 대하여 150bp 서열을 판독하였다.
모본에 대해서 7억7천5백개, 부본에 대해서는 7억4백만개 리드에서 각 각 78.2 Gb와 71.1 Gb 서열을 획득하였다. BrYSP_DH043 배추는 1억6천3백만개 리드에 대하여 16.9Gb의 서열을 확보하였다. 배추레퍼런스인 '지부'배추는 결구하는 배추로서 지금까지 3회 유전체 조립 서열을 개선하였고, 최종 보고된 '지부' 시퀀스는 B. rapa v3.0이다(Horticulture Research 5: 50, 2018, Zhang et al.).
도 7은 서열번호 1로 표시되는 지부의 MYB51.1유전자(BrA09g056490.3C), 서열번호 2로 표시되는 부본 LP21의 MYB51.1유전자(BrA09g056490.3C), 서열번호 3으로 표시되는 모본 LP08의 MYB51.1유전자(BrA09g056490.3C) 및 서열번호 4로 표시되는 신품종 배추 DH043의 MYB51.1유전자(BrA09g056490.3C)를 비교 분석한 것이다.
| 유전자 | 서열 |
| B. rapa v3.0_ BrA09g056490.3C(서열번호 1) | ATGGTGCGGACACCATGTTGCAGAGCTGAGTTAGGGTTAAAGAAAGGAGCATGGACTCCCGAGGAAGATCAGAAGCTTACCTCCTACGTTAACCGTCACGGTGAAGGTGGCTGGCGAACTCTCCCCGAAAAAGCTGGACTCAAGAGATGTGGCAAAAGCTGCAGATTGAGATGGGCCAATTATCTAAGACCTGACATCAAAAGAGGAGAGTTCACTGAAGACGAGGAACTTTCAATCATCTCTCTTCACGCTCTTCACGGCAACAAATGGGCTGCAATAGCTCGTGGATTACCAGGAAGAACCGATAACGAAATCAAGAACTACTGGAACACTCATATCAAAAAACGTTTGATCAAGAAAGGTGTTGATCCGGTTACTCACAAGAACATATCAGAAAATTTGCAGGATATTCTGGAGAAACGAAACATTAATCAGACAATTATAACGAGTGATGATGATCTTGATCATAACAAGAAGATGGAGAAGTCGGCTAGGTTCTTGAACAGAGTAGCTAATAGGTTCGGAAAGAGAATCAACCAGAGTGTTTTGTCTGAAATTATCGGTAGTGGTGGCCCACATGCTACTATTACTAATAACACTACTACTATTACTACAAGTGTCACCGTTGACTCCAAATCTGATAAGTCAACGAGCTCTTCCTTCACACCAACCTCGAATCTTCTCATGACCGCTAACGGTAACGCTACGTCGTCTCCGTCCACATTTTCTGAGTCATCCATTAACGATCGATTAATGTACTGGGATAAGGAAGATGATATCGGATTCTCAACATTTCTGAATGATGAAGATTTCATGGTGTTGGAAGAGTCTTGTGTTGAGAACACTGAGTTCATGAAAGAGCTTACGAGGTTTCTTGGGGAGGATGAGACGGACAACGTAGAAATGATGCCCGTCTATGAGCATCAAGACAGTTTTGAAGATATTGATAACTATTTTGCATGA |
| LP21_ BrA09g056490.3C(서열번호 2) | ATGGTGCGGACACCATGTTGCAGAGCTGAGTTAGGGTTAAAGAAAGGAGCATGGACTCCCGAGGAAGATCAGAAGCTTACCTCCTACGTTAACCGTCACGGTGAAGGTGGCTGGCGAACTCTCCCCGAAAAAGCTGGACTCAAGAGATGTGGCAAAAGCTGCAGATTGAGATGGGCCAATTATCTAAGACCTGACATCAAAAGAGGAGAGTTCACTGAAGACGAGGAACTTTCAATCATCTCTCTTCACGCTCTTCACGGCAACAAATGGGCTGCAATAGCTCGTGGATTACCAGGAAGAACCGATAACGAAATCAAGAACTACTGGAACACTCATATCAAAAAACGTTTGATCAAGAAAGGTGTTGATCCGGCTACTCACAAGAACATATCAGAAAATTTGCAGGATATTCCGGAGAAACGAAACATTAATCAGACAATTATAACGAGTGATGATGATCTTGATCATAACAAGAAGATGGAGAAGTCGGCTAGGTTCTTGAACAGAGTAGCTAATAGGTTCGGAAAGAGAATCAACCAGAGTGTTTTATCTGAAATTATCGGTAGTGGTGGCCCACATGCTACTATTACTAATAACACTACTACTATTACTACAAGTGTCACCGTTGACTCCAAATCAGATAAGTCAACGAGCTCTTCCTTCACACCAACCTCGAATCTCCTCATGACCGCTAACGGTAACGCTACGTCGTCTCCGTCCACATTTTCTGAGTCATCCATTAACGATCGATTAATGTACTGGGATAAGGAAGATGATATCGGATTCTCAACATTTCTGAATGATGAAGATTTCATGGTGTTGGAAGAGTCTTGTGTTGAGAACACTGAGTTCATGAAAGAGCTTACGAGGTTTCTTGGGGAGGATGAGACGGACAACGTAGAAATGATGCCCGTCTATGAGCATCAAGACAGTTTTGAAGATATTGATAACTATTTTGCATGA |
| LP08_ BrA09g056490.3C(서열번호 3) | ATGGTGCGGACACCATGTTGCAAACCTGAATTAGGGTTAAAGAAAGGAGCTTGGACCCCCGAGGAAGATCAGAAGCTTATCTCCTACCTTAACAATCACGGTGAAGGTGGATGGCGAACTCTGCCCGAAAAAGCTGGACTCAAGAGATGTGGCAAAAGCTGCAGACTGAGGTGGGCCAATTATCTAAGACCTGACATCAAAAGAGGAGAGTTCACTGAAGATGAAGAACTTTCTATCATCTCTCTTCACGCCCTTCACGGCAACAAATGGTCTGATATAGCTCGTGGATTACCGGGAAGAACCGATAACGAAATCAAGAACTACTGGAACACTCATATCAAAAAACGTTTGATCAAGAAAGGTGTCGACCCGGTTACACACAAGAGTTTGATCTCCGAAACCAGCAAATCAGAAAACCTCCCGGAGATTTTGAATAATCAAAACATTATTCAGACAATTATAACGAGTAAAGATGATCTTGGTAATAATGAGAAGGTCAAGAATGAAGACAAGAAGTCAAGATTATCATCAGCTAGGTTCTTGAACAGGGTAGCTAATAGGTTTGGAAAGAAAATCAATCAGAGTGTTATCTCGGAGATTATCGGAAGTGGTGGCCCACTCATTACTACTACTACTACAAGTGTCACCGTTGACTCTATTTCAGATAAGGCAACGAGTTTTTCCTTCACACCAACTTCGTATCTTCTCAACCAGATGACCGTTAATGGTAACGGTAACGCTACGTCGCCTCCATCCATGTTCTCTGATTCCTCCGTTAACCATCCTTTAATGTACCGTAGTGTTGATAATATCGGATTCCCAGGGTTTCTGAATGAGCAACATGTCATGATGTTGGAAGAGTCTTGTGTCGAGAACACTGAGTTCATGAATGAACTTACGAGGTTTCTTCGGGAGGATGTGAACAATGACGTTGAGGTGACGCCGGTCTATGAATATAAAGACGATTTCGAAGAGATTGATAACTATTTTGCATGA |
| DH043_ BrA09g056490.3C(서열번호 4) | ATGGTGCGGACACCATGTTGCAAACCTGAATTAGGGTTAAAGAAAGGAGCTTGGACCCCCGAGGAAGATCAGAAGCTTATCTCCTACCTTAACAATCACGGTGAAGGTGGATGGCGAACTCTGCCCGAAAAAGCTGGACTCAAGAGATGTGGCAAAAGCTGCAGACTGAGGTGGGCCAATTATCTAAGACCTGACATCAAAAGAGGAGAGTTCACTGAAGATGAAGAACTTTCTATCATCTCTCTTCACGCCCTTCACGGCAACAAATGGTCTGATATAGCTCGTGGATTACCGGGAAGAACCGATAACGAAATCAAGAACTACTGGAACACTCATATCAAAAAACGTTTGATCAAGAAAGGTGTCGACCCGGTTACACACAAGAGTTTGATCTCCGAAACCAGCAAATCAGAAAACCTCCCGGAGATTTTGAATAATCAAAACATTATTCAGACAATTATAACGAGTAAAGATGATCTTGGTAATAATGAGAAGGTCAAGAATGAAGACAAGAAGTCAAGATTATCATCAGCTAGGTTCTTGAACAGGGTAGCTAATAGGTTTGGAAAGAAAATCAATCAGAGTGTTATCTCGGAGATTATCGGAAGTGGTGGCCCACTCATTACTACTACTACTACAAGTGTCACCGTTGACTCTATTTCAGATAAGGCAACGAGTTTTTCCTTCACACCAACTTCGTATCTTCTCAACCAGATGACCGTTAATGGTAACGGTAACGCTACGTCGCCTCCATCCATGTTCTCTGATTCCTCCGTTAACCATCCTTTAATGTACCGTAGTGTTGATAATATCGGATTCCCAGGGTTTCTGAATGAGCAACATGTCATGATGTTGGAAGAGTCTTGTGTCGAGAACACTGAGTTCATGAATGAACTTACGAGGTTTCTTCGGGAGGATGTGAACAATGACGTTGAGGTGACGCCGGTCTATGAATATAAAGACGATTTCGAAGAGATTGATAACTATTTTGCATGA |
배추 글루코시놀레이트 합성 관련유전자 10개, 32개 loci를 비교 분석하였고, 배추 레퍼런스 지부배추와 다른 시퀀스를 보이는 세 개 MYB51 유전자의 서열을 확인하였다. 도 7을 살펴보면, 배추 MYB51.1 유전자의 한 개 copy인 BrA09g056490.3C유전자에서 글루코시놀레이트 합성량이 낮은 지부 레퍼런스와 LP21과 비교하여 글루코시놀레이트 합성량이 높은 모본배추와 BrYSP_DH_043 식물체는 네 군데 유전자 삽입이 있었다. 18개 서열 삽입 ('TTTGATCRCCGAAACCAG'), 24개 서열 삽입 ('TGAAGACAAGAACTCAAGATTATC'), 6개 서열 삽입 ('ACCAGA')과 6개 서열 삽입 ('TGGTAA')이 있었다. 결실로는 18개 서열 (TGCTACTATTACTAATAA')과 3개 서열 ('GCA')이 비교되었다. 또한 121개 SNPs (Single Nucleotide polymorphisms)가 분석되었고 조기 종결 코돈은 생성되지 않았다(도 7).
실시예 4 : 글루코시놀레이트 가수분해 산물 함량 확인
실시예 2에서 선발된 계통번호 043번인 BrYSP_DH_043(DH043) 식물체와 부본인 박쵸이 배추를 동결 건조하고, 동결 건조된 시료 분말 50mg을 1mL 증류수와 함께 1.5mL-마이크로 원심분리튜브에 현탁하고, 1mL 디클로로메탄을 첨가한 후, 실온에서 24시간 동안 빛이 없는 상태에서 내인성 미로시나아제를 첨가하여 가수분해를 진행한다.
이후, 샘플을 12,000 x g에서 4분 동안 원심 분리하고 하부 유기층을 수집한다. 자동 샘플러(AOC20s, Shimadzu, Japan)와 모세관 컬럼(30 m × 0.32 mm × 0.25 μm DB-5, Agilent Technologies)이 장착 된 MS 검출기(GCMS-QP 2020NX, Shimadzu, Japan)에 연결된 가스 크로마토 그래피(GC, Nexis GC-2030, Shimadzu, Japan)를 사용하여 글루코시놀레이트 가수 분해 생성물을 측정하고, 이에 대한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
이때, 디클로로메탄 1㎕ 추출물의 샘플을 1:1의 분할 비율로 GC-MS에 주입하였다. 초기 온도를 40℃로 2분 동안 유지 한 후, 오븐 온도를 15℃/min로 320℃까지 증가시켰다. 주입기 및 검출기 온도는 각각 260℃ 와 320℃로 설정하였고, 헬륨 운반 가스의 유속은 1.2mL/min로 설정하였다.
| 구분 | 3-Butenyl isothiocyanate | 4-pentenyl isothiocyanate | 2-Phenethyl isothiocyanate | Sulforaphane |
| 신품종배추 | 322.7 ± 11.6 | 166.6 ± 5.1 | 65.4 ± 31.0 | 0.5 ± 0.0 |
| 부본(박쵸이) | 108.9±2.7 | 21.6±0.6 | 8.1±0.2 | 0.57±0.04 |
상기 표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 신품종 배추의 경우, 부본과 비교할 때, 3-부테닐 이소티오시아네이트(3-Butenyl isothiocyanate), 4-펜테닐 이소티오시아네이트(4-pentenyl isothiocyanate), 2-페네틸 이소티오시아네이트(2-Phenethyl isothiocyanate) 및 설포라판(Sulforaphane)의 함량이 모두 현저하게 높은 것을 확인할 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 글루코시놀레이트 함량이 증가되고, 항암 활성이 우수한 신품종 배추, 신품종 배추의 종자, 신품종 배추의 부분체 및 신품종 배추의 자손 식물체를 제공할 수 있고, 신품종 배추 종자를 생산하는 방법을 제공할 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
<110> REPUBLIC OF KOREA(MANAGEMENT : RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION)
<120> New variety of Chinese cabbage and its seeds
<130> DP20210182
<150> KR 10-2020-0130237
<151> 2020-10-08
<160> 4
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 963
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Chiffu-MYB51.1
<400> 1
atggtgcgga caccatgttg cagagctgag ttagggttaa agaaaggagc atggactccc 60
gaggaagatc agaagcttac ctcctacgtt aaccgtcacg gtgaaggtgg ctggcgaact 120
ctccccgaaa aagctggact caagagatgt ggcaaaagct gcagattgag atgggccaat 180
tatctaagac ctgacatcaa aagaggagag ttcactgaag acgaggaact ttcaatcatc 240
tctcttcacg ctcttcacgg caacaaatgg gctgcaatag ctcgtggatt accaggaaga 300
accgataacg aaatcaagaa ctactggaac actcatatca aaaaacgttt gatcaagaaa 360
ggtgttgatc cggttactca caagaacata tcagaaaatt tgcaggatat tctggagaaa 420
cgaaacatta atcagacaat tataacgagt gatgatgatc ttgatcataa caagaagatg 480
gagaagtcgg ctaggttctt gaacagagta gctaataggt tcggaaagag aatcaaccag 540
agtgttttgt ctgaaattat cggtagtggt ggcccacatg ctactattac taataacact 600
actactatta ctacaagtgt caccgttgac tccaaatctg ataagtcaac gagctcttcc 660
ttcacaccaa cctcgaatct tctcatgacc gctaacggta acgctacgtc gtctccgtcc 720
acattttctg agtcatccat taacgatcga ttaatgtact gggataagga agatgatatc 780
ggattctcaa catttctgaa tgatgaagat ttcatggtgt tggaagagtc ttgtgttgag 840
aacactgagt tcatgaaaga gcttacgagg tttcttgggg aggatgagac ggacaacgta 900
gaaatgatgc ccgtctatga gcatcaagac agttttgaag atattgataa ctattttgca 960
tga 963
<210> 2
<211> 963
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> LP21-MYB51.1
<400> 2
atggtgcgga caccatgttg cagagctgag ttagggttaa agaaaggagc atggactccc 60
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acattttctg agtcatccat taacgatcga ttaatgtact gggataagga agatgatatc 780
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aacactgagt tcatgaaaga gcttacgagg tttcttgggg aggatgagac ggacaacgta 900
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tga 963
<210> 3
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<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> LP08-MYB51.1
<400> 3
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tctcttcacg cccttcacgg caacaaatgg tctgatatag ctcgtggatt accgggaaga 300
accgataacg aaatcaagaa ctactggaac actcatatca aaaaacgttt gatcaagaaa 360
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atcggaagtg gtggcccact cattactact actactacaa gtgtcaccgt tgactctatt 660
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gttaatggta acggtaacgc tacgtcgcct ccatccatgt tctctgattc ctccgttaac 780
catcctttaa tgtaccgtag tgttgataat atcggattcc cagggtttct gaatgagcaa 840
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<223> DH043-MYB51.1
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Claims (12)
- 모본인 유지종 배추 및 부본인 박쵸이 배추를 교잡하여 수득된, 수탁번호 KACC 98087P로 기탁된 신품종 배추 종자.
- 제1항에 있어서,
상기 신품종 배추는 글루코시놀레이트 함량이 상기 모본 및 부본보다 증가된 것을 특징으로 하는 신품종 배추 종자.
- 제1항에 있어서,
상기 모본인 유지종 배추는 노란 종피를 갖는 유전자원 YS-033(CGN06835) 계통이고, 상기 부본인 박쵸이 배추는 진갈색 종피를 갖는 유전자원 PC-099(CGN13924) 계통인 것을 특징으로 하는 신품종 배추 종자.
- 제1항에 있어서,
상기 신품종 배추 종자는 서열번호 4로 표시되는 것을 특징으로 하는 신품종 배추 종자.
- 제1항에 있어서,
상기 신품종 배추 종자는 3-부테닐 이소티오시아네이트(3-Butenyl isothiocyanate), 4-펜테닐 이소티오시아네이트(4-pentenyl isothiocyanate), 2-페네틸 이소티오시아네이트(2-Phenethyl isothiocyanate) 및 설포라판(Sulforaphane)으로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 함량이 부본인 박쵸이 배추보다 증가된 것을 특징으로 하는 신품종 배추 종자.
- 제1항에 있어서,
상기 신품종 배추 종자는 항암 활성을 나타내는 것을 특징으로 하는 신품종 배추 종자.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 신품종 배추 종자로부터 수득된 신품종 배추.
- 제7항의 신품종 배추의 부분체.
- 제8항에 있어서, 상기 부분체는 프로토플라스트(protoplast), 밑씨(ovule), 세포, 화분(pollen grain), 배아(embryo), 떡잎(cotyledon), 하배축(hypocotyledon), 뿌리, 분열조직(meristem), 꽃밥(anther), 줄기 및 잎으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 신품종 배추의 부분체.
- 제7항의 신품종 배추의 자손.
- a) 유지종 배추를 자가수분하여 모본을 수득하는 단계;
b) 박쵸이 배추를 소포자배양하여 부본을 수득하는 단계;
c) 상기 모본 및 부본을 교잡하여 잡종을 수득하는 단계; 및
d) 상기 잡종을 소포자배양하는 단계;
를 포함하는, 수탁번호 KACC 98087P로 기탁된 신품종 배추 종자의 생산방법.
- 제11항에 있어서,
상기 a) 단계의 자가수분은 3회 이상인 것을 특징으로 하는 신품종 배추 종자의 생산방법.
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| KR101979878B1 (ko) | 2015-11-18 | 2019-05-17 | 씨제이브리딩 주식회사 | 신품종 배추 식물 |
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2021
- 2021-06-28 KR KR1020210083771A patent/KR20220047142A/ko active IP Right Grant
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| KR101979878B1 (ko) | 2015-11-18 | 2019-05-17 | 씨제이브리딩 주식회사 | 신품종 배추 식물 |
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