KR20220090329A - 거대배아를 갖는 삼광 유래 돌연변이 벼 품종 및 이의 용도 - Google Patents
거대배아를 갖는 삼광 유래 돌연변이 벼 품종 및 이의 용도 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 거대배아를 갖는 삼광 유래 돌연변이 계통 및 이의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 거대배아를 갖는 삼광 유래 돌연변이 벼 품종 및 이의 용도에 관한 것이다.
벼의 육종목표는 다수성, 안정성 및 양질성 등으로 대별할 수 있는데, 이러한 목표의 우선 순위는 사회와 경제적 여건 변화에 따라 변화되어 왔다. 경제발전과 함께 소득수준이 향상되면서 수량보다는 품질에 대한 소비자의 요구가 높아지게 되었다. 최근에는 국민 식생활의 변화에 따라 1인당 쌀 소비량도 줄어들고 연간 쌀 생산량이 수요량을 초과하는 현상이 지속되어 양질미를 선호하는 경향이 더욱 뚜렷해지고 있다.
밥쌀의 품질요소에는 외관특성, 이화학적 특성, 영양가, 기능성, 식미, 안전성 및 상품성 등이 있으나, 고품질 시대를 맞아 무엇보다도 가장 중요시되는 품질요소는 식미이다. 쌀의 식미는 품종, 기상 및 토양조건, 작기, 시비량, 수확시기 등의 재배기술과 건조, 저장, 도정 등의 수확 후 관리기술의 영향을 크게 받지만 품종이 갖는 특성의 비중이 가장 크다.
이에 경쟁력 있는 쌀 산업 육성을 위해 쌀의 품질을 높이고 소비자의 요구에 부응하는 다양한 기능성 벼 품종의 개발이 시급한 실정이다.
이러한 배경 하에, 본 발명자들은 유용성분이 다량 함유된 쌀눈의 크기가 크면서도 농업 형질이 양호한 계통 ‘Samkwang(SA)-ge1'과 'Samkwang(SA)-ge2'를 개발하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 거대배아를 갖는 벼 품종을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 거대배아를 갖는 벼 품종의 육종 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 거대배아를 갖는 벼 품종, 이의 종자 또는 이의 추출물을 유효성분으로 포함하는, 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 거대배아를 갖는 벼 품종 판별용 조성물, 이를 포함하는 키트 및 이를 이용한 품종 판별 방법을 제공하는 것이다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
또한, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 통상의 실험만을 사용하여 본 발명에 기재된 본 발명의 특정 양태에 대한 다수의 등가물을 인지하거나 확인할 수 있다. 또한, 이러한 등가물은 본 발명에 포함되는 것으로 의도된다.
본 발명의 하나의 양태는 거대배아를 갖는 벼 품종을 제공한다.
본 발명에서 "배아" 는 식물의 "쌀눈", "배" 로도 칭해지는 부위이다. 쌀의 배아에는 쌀 한 알에 포함된 전체 영양소의 66%이상의 영양소가 포함되어 있다. 단백질, 비타민, 미네랄을 비롯한 주요 영양소와 가바(GABA), 오리자놀(Oryzanol), 옥타코사놀(Octacosanol), 알파토코페롤, 식이섬유, 리논레신, 베타시스테롤 등 많은 기능성 성분을 포함하고 있다.
거대배아를 갖는 쌀은 단백질, 지질, 비타민 등의 영양소가 매우 풍부할 뿐만 아니라 콜레스테롤 저하와 관상 심혈관 질환의 위험성을 감소시키는 식물성 스테롤류의 함량이 높으며 혈당강화의 효과가 있다고 알려져 있으며, 또한 항산화 활성 및 항변이원성이 있는 것이 알려져 있다.
본 발명에서 제공하는 벼 품종은 삼광 유래 돌연변이 계통일 수 있다. 상기 벼 품종은 모본인 삼광 대비 배아의 크기가 큰 것을 특징으로 한다.
일 구현예로, 본 발명에서 제공하는 벼 품종은 수탁번호 KACC 98099P로 기탁된, 거대배아를 갖는 삼광 유래 돌연변이 계통 "Samkwang(SA)-ge1"일 수 있다.
구체적으로, 상기 "Samkwang(SA)-ge1" 벼 품종은 하기의 특성 중 1 이상을 가지는 것일 수 있다:
출수기: 8월 12일±10일
간장(cm): 80±20
수장(cm): 20±10
수수(개): 14±5
현미천립중(g): 18.9±5.0
현미길이(mm): 4.94±3.00
현미너비(mm): 2.96±2.00
현미장폭비: 1.67±0.50.
일 구현예로, 본 발명에서 제공하는 벼 품종은 수탁번호 KACC 98100P로 기탁된, 거대배아를 갖는 삼광 유래 돌연변이 계통 "Samkwang(SA)-ge2"일 수 있다.
구체적으로, 상기 "Samkwang(SA)-ge2" 벼 품종은 하기의 특성 중 1 이상을 가지는 것일 수 있다:
출수기: 8월 14일±10일
간장(cm): 77±20
수장(cm): 20±10
수수(개): 11±5
현미천립중(g): 18.8±5.0
현미길이(mm): 5.15±3.00
현미너비(mm): 2.81±2.00
현미장폭비: 1.83±0.50.
본 발명에서 제공하는 벼 품종 "Samkwang(SA)-ge1" 및 "Samkwang(SA)-ge2"는 '삼광' 벼 품종에 아지드화나트륨(SA)을 처리한 돌연변이 후대집단으로부터 선별된 거대배아를 갖는 품종으로써, 상기 품종은 농촌진흥청 국립농업과학원에 2020년 10월 29일자로 기탁하여 각각 수탁번호 KACC 98099P 및 KACC 98100P 를 부여받았다.
한편 본 발명에서 벼 품종 "Samkwang(SA)-ge1" 또는 "Samkwang(SA)-ge2"은 품종 자체뿐만 아니라 그의 자손, 볍씨 또는 이의 가공형태인 쌀 또는 쌀알을 포함한다. 또한 상기 품종의 재생가능한 세포 조직 또한 포함하며, 상기 재생가능한 세포는 잎, 화분, 배아, 뿌리, 근단, 꽃밥, 꽃, 열매, 줄기 및 종자로 이루어진 군에서 선택되는 하나이상의 조직으로부터 단리된 세포 또는 원형질체를 포함한다.
본 발명에서 제공하는 품종의 종자는 본 발명의 벼 식물을 교배모본으로 하여 공지의 벼 종자 생산 및 수확 방법에 의하여 획득이 가능하다.
본 발명에서 제공하는 품종은 쌀의 외관이 깨끗하고 밥맛이 뛰어나며 주요 병해충 및 재해에 대한 내성을 가져 안정적인 생산이 가능한 우수 품종인 삼광과 유사한 농업형질을 가진다. 또한, 본 발명에서 제공하는 품종의 종자는 쌀눈이 큰 특성을 가지는바, 기능성 성분을 다량 함유한 쌀을 획득할 수 있는 특징이 있다.
따라서, 본 발명에서 제공하는 품종 및 이의 종자는 일반벼에 비해 영양이 강화된 것으로서 소비자들의 기호도를 충족시킬 수 있는 고품질 식품의 원료를 저렴한 생산비용으로 생산이 가능하다는 이점을 가진다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 거대배아를 갖는 벼 품종의 육종 방법을 제공한다.
구체적으로, 상기 벼 품종은 "Samkwang(SA)-ge1" 또는 "Samkwang(SA)-ge2"일 수 있다. 이에 대해서는 전술한 바와 같다.
일 구현예로, 본 발명에서 제공하는 벼 품종의 육종 방법은, 벼 품종 삼광의 종자를 소듐 아자이드(Sodium azide) 희석 용액에 침지하고, 이를 발아시켜 재배한 식물체(M1)로부터 수확한 종자를 계통 육종법에 의거하여 진전시켜 고정된 돌연변이 계통을 확립하는 단계; 및 상기 확립된 각 계통의 종자들 중 거대배아를 갖는 품종을 선별하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
상기 "소듐 아자이드(sodium azide; NaN3)"는 식물 돌연변이를 유도하는 화학적 변이원으로,"아지드화나트륨"으로도 칭해질 수 있다.
본 발명에서, 상기 고정된 돌연변이 계통을 확립하는 단계, 및 상기 거대배아를 갖는 벼 품종을 선별하는 단계는, 돌연변이원 및 돌연변이 계통의 특성 등의 변화에 따라 적의 변경하여 실시할 수 있다.
일 구현예로, 상기 벼 품종을 선별하는 단계는, 특정 농도 (예를 들어, 10 내지 200 mM)의 소듐 아자이드 처리한 벼의 종자를 파종하여 재배하면서, 대조군인 모본 혹은 삼광 종자와 비교하여 쌀눈이 큰 품종을 선별하는 것을 포함할 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며, 당업계의 공지의 수단이 추가로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 거대배아를 갖는 벼 품종, 이의 종자 또는 이의 추출물을 유효성분으로 포함하는, 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 품종은 안정적인 재배가 가능하며, 이의 종자는 GABA를 비롯한 영양성분을 다량 함유하므로 이를 식품 조성물에 적용할 경우, 가격경쟁력이 있고 소비자 기호 다양성 및 건강 기능성미에 부합하는 식품 조성물을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 벼 품종은 "Samkwang(SA)-ge1" 또는 "Samkwang(SA)-ge2"일 수 있다. 이에 대해서는 전술한 바와 같다.
본 발명의 식품 조성물은 쌀 가공 식품, 기능성 식품(functional food), 영양 보조제(nutritional supplement), 건강기능식품 및 식품 첨가제(food additives) 등의 모든 형태를 포함한다. 상기 유형의 식품 조성물은 당 업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다.
예를 들면, 쌀 가공 식품은 떡면류 (떡, 떡국떡, 떡볶이떡, 국수, 라면, 국수, 생면, 전통 떡), 쌀과자 (비스킷, 건빵, 스낵, 한과류, 쌀튀밥, 누룽지), 쌀가루 (생미분, 알파 미분, 습식미분), 주류 (탁약주, 소주, 맥주, 청주), 조미 식품 (엿류, 장류, 식초) 및 기타쌀 가공제품 (죽류, 식혜, 스낵부원료, 꼬치류, 선식류, 쌀음료, 쌀빵, 가공쌀밥)을 본 발명에서 제공하는 벼 품종 또는 이의 종자를 가공하여 제조할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물에서 포함할 수 있는 필수 성분으로 상기"Samkwang(SA)-ge1" 또는 "Samkwang(SA)-ge2" 벼 품종, 이의 종자 또는 이의 추출물 외에는 다른 성분에는 특별히 제한이 없으며, 통상의 식품과 같이 여러 가지 생약추출물, 식품 보조 첨가제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 또한, 상기 식품 보조 첨가제는 당업계에 통상적인 식품 보조 첨가제, 예를 들어 향미제, 풍미제, 착색제, 충진제, 안정화제 등을 포함한다.
본 발명의 식품은 당 업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당 업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 상기 식품의 제형 또한 식품으로 인정되는 제형이면 제한 없이 제조될 수 있다. 본 발명의 식품 조성물은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없거나, 휴대성이 뛰어나다는 장점을 가질 수 있다.
본 발명의 식품 조성물에 포함될 수 있는 식물, 이의 종자 또는 이의 추출물의 함유량은 예를 들어, 최종적으로 제조된 식품 중 0.01 내지 95중량%일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 식품 조성물은 건강기능식품일 수 있다.
본 발명에서 "건강 기능(성) 식품(functional food)"이란, 특정보건용 식품(food for special health use, FoSHU)과 동일한 용어로, 영양 공급 외에도 생체조절기능이 효율적으로 나타나도록 가공된 의학, 의료효과가 높은 식품을 의미한다. 여기서 "기능(성)"이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다.
쌀눈에는 옥타코사놀, 알파토코페롤, 감마오리자놀, 가바(GABA), 식이섬유, 리논레신, 베타시스테롤, 비타민B1, B2, B6, 미네랄, 칼슘 등 기능성 성분이 다량 함유되어 있는 바, 본 발명의 품종을 건강기능식품 제조에 유용하게 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서는 "Samkwang(SA)-ge1"과 "Samkwang(SA)-ge2"가 모본인 삼광 품종 대비 가바(GABA) 함량이 크게 증가한 것을 확인하였다.
GABA는 뇌 혈류개선, 산소공급 증가, 신경안정작용, 스트레스 해소, 기억력 증진, 혈압강하, 우울증 완화, 중풍, 치매, 파킨슨병, 불면증, 뇌졸중을 포함하는 신경계 질환의 예방 및 치료 효과가 있음이 알려져 있을 뿐만 아니라, 비만 억제 및 예방, 결장암 및 대장암의 예방 및 치료 효과 등 대사성 질환에도 효과가 있음이 알려져 있다. 또한, 알코올 대사 촉진 및 성장호르몬 분비 자극에도 관여하는 것이 알려져 있어, GABA 함량이 증진된 건강기능식품은 다양한 질환의 개선 및 예방에 널리 사용되고 있다.
따라서, 본 발명의 벼 품종은 GABA가 증진된 다양한 건강기능식품의 원료로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 벼의 GE (GIANT EMBRYO) 유전자의 SNP를 검출하는 제제를 포함하는, 벼 품종 판별용 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 (a) 품종을 확인하고자 하는 개체로부터 핵산을 수득하는 단계; (b) 상기 수득한 핵산으로부터 SNP 위치의 유전자형을 결정하는 단계; 및 (c) 상기 SNP 위치의 유전자형 정보를 바탕으로 벼 품종을 판별하는 단계를 포함하는, 벼 품종 판별 방법을 제공한다.
본 발명의 목적상 상기 벼 품종은 "Samkwang(SA)-ge1"및 "Samkwang(SA)-ge2"중에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 벼 품종이 "Samkwang(SA)-ge1"인 경우, 상기 SNP는 서열번호 1로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,250번째 뉴클레오티드 위치 일 수 있다. 상기 벼 품종이 "Samkwang(SA)-ge2" 인 경우, 상기 SNP는 서열번호 2로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,080번째 뉴클레오티드 위치 일 수 있다.
일 구현예로, "Samkwang(SA)-ge1"를 판별할 수 있는 SNP는 벼 표준유전체(IRGSP Reference 1.0)를 기준으로 7번 염색체의 24,715,076 bp 위치 (서열번호 1로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,250번째 위치) 에 존재하는 뉴클레오티드일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서는 "Samkwang(SA)-ge1"의 GE (GIANT EMBRYO) 유전자가 서열번호 1로 표시되는 염기서열을 포함하는 것을 확인하였으며, 이는 삼광과 비교하여 벼 표준유전체(IRGSP Reference 1.0)를 기준으로 7번 염색체의 24,715,076 bp 위치 (서열번호 1로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,250번째 위치)의 뉴클레오티드가 G에서 A로 변경된 형태인 것임을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 벼 품종 판별 방법은 품종을 확인하고자 하는 개체로부터 수득한 핵산 서열에서 7번 염색체의 24,715,076 bp 위치 (서열번호 1로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,250번째 위치)의 뉴클레오티드가 A인 경우 "Samkwang(SA)-ge1"로 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 구현예로, "Samkwang(SA)-ge2"를 판별할 수 있는 SNP는 벼 표준유전체(IRGSP Reference 1.0)를 기준으로 7번 염색체의 24,714,906 bp 위치(서열번호 2로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,080번째 위치) 에 존재하는 뉴클레오티드일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서는 "Samkwang(SA)-ge2"의 GE (GIANT EMBRYO) 유전자가 서열번호 2로 표시되는 염기서열을 포함하는 것을 확인하였으며, 이는 삼광과 비교하여 벼 표준유전체(IRGSP Reference 1.0)를 기준으로 7번 염색체의 24,714,906 bp 위치 (서열번호 2로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,080번째 위치) 의 뉴클레오티드가 G에서 A로 변경된 형태인 것임을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 벼 품종 판별 방법은 품종을 확인하고자 하는 개체로부터 수득한 핵산 서열에서 7번 염색체의 24,714,906 bp 위치 (서열번호 2로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,080번째 위치)의 뉴클레오티드가 A인 경우 "Samkwang(SA)-ge2"로 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
일 구현예로, 본 발명의 벼 품종 판별용 조성물은 상기 SNP를 검출할 수 있는 프라이머를 포함할 수 있다.
일 구현예로, 본 발명의 벼 품종 판별 방법에서, 상기 SNP 위치의 유전자형을 결정하는 단계는, 상기 SNP를 포함하는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 증폭시킬 수 있는 프라이머(primer)를 이용하여 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction)을 수행한 후 증폭 산물에서 SNP의 유전자형을 결정하는 방법을 이용할 수 있다.
본 발명의 프라이머는 적합한 온도 및 완충액 내에서 적합한 조건(즉, 4종의 다른 뉴클레오사이드 트리포스페이트 및 중합반응 효소) 하에서 주형-지시 DNA 합성의 개시점으로 작용할 수 있는 단일-가닥 올리고 뉴클레오티드를 의미한다. 프라이머의 적합한 길이는 다양한 요소, 예를 들어, 온도와 프라이머의 용도에 따라 변화가 있지만 전형적으로 15 내지 30개의 뉴클레오티드이다. 짧은 프라이머 분자는 주형과 충분히 안정된 혼성 복합체를 형성하기 위하여 일반적으로 보다 낮은 온도를 요구한다. 프라이머의 서열은 주형의 일부 서열과 완전하게 상보적인 서열을 가질 필요는 없으며, 주형과 혼성화 되어 프라이머 고유의 작용을 할 수 있는 범위 내에서의 충분한 상보성을 가지면 충분하다. 예를 들면, 서열번호 1의 폴리뉴클레오티드의 일부 서열에 완벽하게 상보적인 서열뿐만 아니라, 이 서열에 혼성화되어 프라이머 작용을 할 수 있는 범위 내에서 상보성을 갖는 서열일 수 있다.
일 구현예로, 본 발명의 벼 품종 판별용 조성물은 상기 SNP를 검출할 수 있는 프로브를 포함할 수 있다.
일 구현예로, 본 발명의 벼 품종 판별 방법에서 상기 SNP 위치의 유전자형을 결정하는 단계는, 디데옥시법에 의한 직접적인 핵산의 뉴클레오티드 서열의 결정을 통하여 이루어지거나, SNP 부위의 서열을 포함하는 프로브 또는 그에 상보적인 프로브를 상기 DNA와 혼성화시키고 그로부터 얻어지는 혼성화 정도를 측정함으로써 다형성 부위의 뉴클레오티드 서열을 결정하는 방법 등이 이용될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명에서 프로브(probe) 란 특정 표적 서열에 특이적으로 결합하는 폴리뉴클레오티드를 말한다. 상기 폴리뉴클레오티드는 DNA 또는 RNA일 수 있다. 상기 폴리뉴클레오티드는 단일가닥 형태일 수 있다. 상기 폴리뉴클레오티드는 또한, 상보적 뉴클레오티드에 수소 결합에 의하여 혼성화될 수 있는 성질을 갖는 것이면, 천연 뉴클레오티드로 구성된 것뿐만 아니라, 천연 뉴클레오티드, 천연 뉴클레오티드의 유사체, 천연 뉴클레오티드의 당, 염기 또는 인산 부위가 변형되어 있는 뉴클레오티드 및 이들 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 뉴클레오티드를 포함하는 것일 수 있다.
일 구현예로, 본 발명의 벼 품종 판별용 조성물은 상기 SNP를 포함하는 폴리뉴클레오티드에 상보적인 DNA 단편을 포함할 수 있다.
일 구현예로, 본 발명의 벼 품종 판별 방법에서 상기 SNP 위치의 유전자형을 결정하는 단계는, 상기 SNP를 포함하는 폴리뉴클레오티드에 상보적인 DNA 단편으로 이루어진 DNA 마이크로어레이 칩(DNA microarray chip)을 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명에서, '마이크로어레이(microarray)' 는 기판 표면의 구분된 영역에 DNA 단편이 높은 밀도로 고정화되어 있는 것을 의미한다. 상기 마이크로어레이는, 상기 영역이 예를 들면 400/㎠ 이상, 103/㎠, 또는 104/㎠의 밀도로 기판 상에 배열되어 있는 것일 수 있다. 마이크로어레이 칩을 이용하면 마이크로 어레이를 스캐닝하여 이미지로 형상화한 후 이미지 분석프로그램으로 형광물질에 따른 발색강도를 측정하여 SNP 부위의 유전자형을 확인할 수 있다.
다만 전술한 내용은 일 예시로, 이에 제한되지 않고, 당업자는 본 발명에서 제공하는 SNP 정보를 토대로 이를 검출하기 위한 제제를 제작하여, "Samkwang(SA)-ge1"및 "Samkwang(SA)-ge2" 품종을 판별할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 상기 품종 판별용 조성물을 포함하는 키트를 제공한다.
본 발명의 키트는, 본 발명에서 제공하는 SNP의 염기를 증폭을 통해 확인하거나, 또는 mRNA의 발현 수준을 확인함으로써 "Samkwang(SA)-ge1"및 "Samkwang(SA)-ge2" 품종을 판별할 수 있다.
일 구현예로, 본 발명에 따른 키트는 상기 SNP에 대한 특이적인 각각의 프라이머 쌍 외에도 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응 완충액(pH 및 마그네슘 농도는 다양), 데옥시뉴클레오타이드(dNTPs), Taq-폴리머라아제, DNase, RNAse 억제제, DEPC-수(DEPC-water), 멸균수 등의 성분을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 당업자가 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 "Samkwang(SA)-ge1"과 "Samkwang(SA)-ge2"는 거대배아를 지니며 원품종인 삼광과 농업형질이 유사한 돌연변이 계통으로, 기능성 성분 함량이 증진되어 다양한 건강기능식품의 제조에 유용하게 사용될 수 있다. 또한 본 발명에서 규명한 "Samkwang(SA)-ge1"과 "Samkwang(SA)-ge2"의 단일염기다형성 정보를 이용하여 이를 검출할 수 있는 제제를 제작함으로써 상기 거대배아 돌연변이 계통을 다른 품종으로부터 판별할 수 있다.
도 1은 원품종 삼광 대비 본 발명에서 제공하는 품종"Samkwang(SA)-ge1" 또는 "Samkwang(SA)-ge2"의 정조 외형과 현미 및 발아현미의 쌀눈 크기를 비교한 것이다.
도 2는 본 발명에서 제공하는 품종"Samkwang(SA)-ge1" 또는 "Samkwang(SA)-ge2"의 GE 유전자(LOC_Os07g41240) 염기서열을 원품종인 삼광과 비교하여 단일염기다형성 부위를 확인한 결과이다.
도 2는 본 발명에서 제공하는 품종"Samkwang(SA)-ge1" 또는 "Samkwang(SA)-ge2"의 GE 유전자(LOC_Os07g41240) 염기서열을 원품종인 삼광과 비교하여 단일염기다형성 부위를 확인한 결과이다.
이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 거대 배아를 갖는 벼 품종의 선발
1-1. 삼광 돌연변이 고정계통군의 확립
벼 품종 삼광의 종자를 소듐 아자이드(Sodium azide) 희석 용액에 침지하고, 이를 발아시켜 재배한 식물체(M1)로부터 수확한 M2 종자를 계통 육종법에 의거하여 M7 세대까지 진전시켜 고정된 돌연변이 계통을 확립하였다. 매 세대마다 각 계통으로부터 임성이 높인 1개 식물체를 무작위로 선발하여 후대 계통을 전개하였고, 안정적으로 고정된 돌연변이 계통으로부터 거대배아를 가지면서 원품종인 삼광의 우수한 농업형질을 유지하는 품종을 선별하여 "Samkwang(SA)-ge1", "Samkwang(SA)-ge2"로 명명하였다.
1-2. 거대배아를 갖는 벼 품종의 선발
선발된 "Samkwang(SA)-ge1", "Samkwang(SA)-ge2" 및 대조군인 삼광의 정조 외관과 현미 및 발아현미(37℃에서 48시간 발아)의 쌀눈 크기를 도 1에 나타내었다.
또한 선발된"Samkwang(SA)-ge1" 품종 및 "Samkwang(SA)-ge2" 품종은 농촌진흥청 국립농업과학원에 2020년 10월 29일자로 기탁하여 각각 수탁번호 KACC 98099P 및 KACC 98100P를 부여받았다.
실시예 2. 거대배아를 갖는 "Samkwang(SA)-ge1","Samkwang(SA)-ge2" 품종의 현미 및 발아현미 GABA 함량 조사
선발된 "Samkwang(SA)-ge1", "Samkwang(SA)-ge2" 및 대조군인 삼광의 현미 및 발아현미(37℃에서 48시간 발아)의 GABA 함량을 조사하였다.
먼저, 현미와 발아현미를 동결건조하여 분쇄한 시료 0.1 g을 증류수 1 ml과 혼합하여 5시간 동안 초음파 추출 과정을 거친 후 15,000 rpm으로 30분 동안 원심분리하였다. 이후 상등액을 회수하여 고속액체크로마토그래피(AccQ·Tag UPLC detection system)로 GABA 함량을 측정하였다. 필터된 추출물 10 ul을 20 ul의 AccQ-flour reagent와 20 ul의 AccQ-flour borate buffer와 혼합하여 55℃에서 10분간 반응시키고, 이후 AccQ·Tag Eluent A 시약 및 AccQ·Tag Eluent B 시약을 혼합한 용매 조건으로 표준용액의 검량선과 대조하여 GABA 함량을 계산하였다.
그 결과, 하기와 같이 "Samkwang(SA)-ge1"과 "Samkwang(SA)-ge2"는 대조군인 삼광에 비하여 현미와 발아현미에서 모두 GABA 함량이 월등히 높은 것을 확인하였다(표 1).
실시예 3. 거대배아를 갖는 "Samkwang(SA)-ge1","Samkwang(SA)-ge2" 품종의 작물학적 특성 조사
실시예 1에서 선발된 "Samkwang(SA)-ge1", "Samkwang(SA)-ge2" 품종의 작물학적 특성을 조사하였다. "Samkwang(SA)-ge1"은 3주 1본씩 재식한 PYT (preliminary yield trial) 재배양식에서, "Samkwang(SA)-ge2"는 1주 1본씩 재식한 OYT (observatory yield trial) 재배양식에서 각각 원품종인 삼광과 작물학적 특성을 비교하였다.
그 결과, 하기와 같이 "Samkwang(SA)-ge1", "Samkwang(SA)-ge2"품종은 거대배아를 갖는다는 특성과 함께, 다음과 같이 작물학적 특성이 원품종인 삼광과 비슷한 수준을 유지하는 것을 확인하였다(표 2).
실시예 4. 거대배아를 갖는 "Samkwang(SA)-ge1","Samkwang(SA)-ge2" 품종의
GE
유전자 단일염기다형성 부위 규명
원품종 삼광과 "Samkwang(SA)-ge1", "Samkwang(SA)-ge2" 품종의 DNA는 각각의 식물체로부터 어린 잎을 채취하여 CTAB 방법(Murray & Thompson, 1980)을 이용하여 추출하였다. 벼 표준유전체(IRGSP Reference 1.0)로부터 거대배아 형질을 지배하는 유전자로 기존에 보고된 GE (GIANT EMBRYO) 유전자 염기서열 정보 (LOC_Os07g41240)를 확인하고 ORF (open reading frame) 영역에 해당하는 7번 염색체의 24,713,827 bp부터 24,715,496 bp까지 총 1,669 bp의 염기서열을 분석하였다.
그 결과, 원품종 삼광의 상기한 GE 유전자 ORF 부위 염기서열은 벼 표준유전체(IRGSP Reference 1.0)와 동일하였으며, 도 2에 나타낸 바와 같이 "Samkwang(SA)-ge1"는 7번 염색체 24,715,076 bp 위치(서열번호 1로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,250번째 위치)에 존재하는 염기가 삼광의 G에서 A로, "Samkwang(SA)-ge2"는 7번 염색체 24,714,906 bp 위치(서열번호 2로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,080번째 위치)에 존재하는 염기가 삼광의 G에서 A로 변화한 것으로 확인되었다. 서열번호 1과 서열번호 2는 GenBank에 기탁되었으며 등록번호는 각각 MW349591, MW349592로 표시하며 대립유전자의 명칭은 각각 GE SK1 , GE SK2 로 표시한다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
<110> REPUBLIC OF KOREA(MANAGEMENT : RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION)
<120> A giant embryonic rice derived from Samkwang and use thereof
<130> KPA201340-KR
<160> 2
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 1669
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Oryza sativa Japonica Group cultivar Samkwang(SA)-ge1 GE gene
<400> 1
atggcgctct cctccatggc cgcggcgcaa gagagctccc tcctcctctt cctcctcccg 60
acgtcggccg cctccgtgtt cccgccgctc atctccgtgg tcgtcctcgc cgcgctcctc 120
ctgtggctct cgccgggtgg ccccgcgtgg gcgctgtccc gttgccgtgg cacgccgccg 180
ccgccgggcg tggcgggggg cgcggccagc gcgctgtccg gccctgccgc gcaccgcgtg 240
ctcgccggga tttcgcgcgc cgtcgagggc ggcgcggcgg tgatgtcgct ctccgtcggc 300
ctcacccgcc tcgtcgtggc gagccggccg gagacggcga gggagatcct cgtcagcccg 360
gcgttcggcg accgccccgt gaaggacgcg gcgaggcagc tgctgttcca ccgcgccatg 420
gggttcgccc cgtcgggcga cgcgcactgg cgcgggctcc gccgcgcctc cgcggcgcac 480
ctcttcggcc cgcgccgcgt ggccgggtcc gcgcccgagc gcgaggccat cggcgcccgc 540
atagtcggcg acgtcgcctc cctcatgtcc cgccgcggcg aggtccccct ccgccgcgtc 600
cttcacgccg cgtcgctcgg ccacgtcatg gcgaccgtct tcggcaagcg gcacggcgac 660
atctcgatcc aggacggcga gctcctggag gagatggtca ccgaagggta cgacctcctc 720
ggcaagttca actgggccga ccacctgcca ttgctcaggt ggctcgacct ccagggcatc 780
cgccgccggt gcaacaggct agtccagaag gtggaggtgt tcgtcggaaa gatcatacag 840
gagcacaagg cgaagcgagc tgccggaggc gtcgccgtcg ccgacggcgt cttgggcgac 900
ttcgtcgacg tcctcctcga cctccaggga gaggagaaga tgtcagactc cgacatgatc 960
gctgttcttt gggtaagtct cctcgtcgtc gtcttcgtcg taaagcttga gaaggaaacg 1020
tccatggcgt tttcatggat tggtttcttg tttttttctt caggagatga tctttagagg 1080
gacggacacg gtggcgatct tgatggagtg ggtgatggcg aggatggtga tgcacccgga 1140
gatccaggcg aaggcgcagg cggaggtgga cgccgccgtg gggggacgcc gcggccgcgt 1200
cgccgacggc gacgtggcga gcctccccta catccagtcc atcgtgaaga agacgctgcg 1260
catgcacccg ccgggcccgc tcctgtcgtg ggcgcgcctc gccgtgcacg acgcgcgcgt 1320
cggtggccac gccgtccccg ccgggacgac ggcgatggtg aacatgtggg cgatcgccca 1380
cgacgccgcc gtctggccgg agccggatgc gttccgcccg gagcgcttct cggaggggga 1440
ggacgtcggc gtgctcggcg gcgacctccg cctcgcgccg ttcggcgccg gccgccgcgt 1500
ctgccctggc aggatgctgg cgctcgccac cgcccacctc tggctcgccc agctgctgca 1560
cgccttcgac tggtccccca ccgccgccgg cgtcgacctg tccgagcgcc tcggcatgtc 1620
gctggagatg gcggcgccgc tcgtgtgcaa ggccgtggct agggcctga 1669
<210> 2
<211> 1669
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Oryza sativa Japonica Group cultivar Samkwang(SA)-ge2 GE gene
<400> 2
atggcgctct cctccatggc cgcggcgcaa gagagctccc tcctcctctt cctcctcccg 60
acgtcggccg cctccgtgtt cccgccgctc atctccgtgg tcgtcctcgc cgcgctcctc 120
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ctcgccggga tttcgcgcgc cgtcgagggc ggcgcggcgg tgatgtcgct ctccgtcggc 300
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cttcacgccg cgtcgctcgg ccacgtcatg gcgaccgtct tcggcaagcg gcacggcgac 660
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ggcaagttca actgggccga ccacctgcca ttgctcaggt ggctcgacct ccagggcatc 780
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catgcacccg ccgggcccgc tcctgtcgtg ggcgcgcctc gccgtgcacg acgcgcgcgt 1320
cggtggccac gccgtccccg ccgggacgac ggcgatggtg aacatgtggg cgatcgccca 1380
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ggacgtcggc gtgctcggcg gcgacctccg cctcgcgccg ttcggcgccg gccgccgcgt 1500
ctgccctggc aggatgctgg cgctcgccac cgcccacctc tggctcgccc agctgctgca 1560
cgccttcgac tggtccccca ccgccgccgg cgtcgacctg tccgagcgcc tcggcatgtc 1620
gctggagatg gcggcgccgc tcgtgtgcaa ggccgtggct agggcctga 1669
Claims (11)
- 수탁번호 KACC 98099P로 기탁된, 거대배아를 갖는 삼광 유래 돌연변이 계통 "Samkwang(SA)-ge1" 벼 품종.
- 제1항에 있어서, 상기 벼 품종은 하기와 같은 특성을 갖는 것인, 벼 품종:
출수기: 8월 12일±10일
간장(cm): 80±20
수장(cm): 20±10
수수(개): 14±5
현미천립중(g): 18.9±5.0
현미길이(mm): 4.94±3.00
현미너비(mm): 2.96±2.00
현미장폭비: 1.67±0.50.
- 수탁번호 KACC 98100P로 기탁된, 거대배아를 갖는 삼광 유래 돌연변이 계통 "Samkwang(SA)-ge2" 벼 품종.
- 제3항에 있어서, 상기 벼 품종은 하기와 같은 특성을 갖는 것인, 벼 품종:
출수기: 8월 14일±10일
간장(cm): 77±20
수장(cm): 20±10
수수(개): 11±5
현미천립중(g): 18.8±5.0
현미길이(mm): 5.15±3.00
현미너비(mm): 2.81±2.00
현미장폭비: 1.83±0.50.
- 벼 품종 삼광의 종자를 소듐 아자이드(Sodium azide) 희석 용액에 침지하고, 이를 발아시켜 재배한 식물체(M1)로부터 수확한 종자를 계통 육종법에 의거하여 진전시켜 고정된 돌연변이 계통을 확립하는 단계; 및
상기 확립된 각 계통의 종자들 중 거대배아를 갖는 품종을 선별하는 단계를 포함하는, 거대배아를 갖는 "Samkwang(SA)-ge1" 또는 "Samkwang(SA)-ge2" 벼 품종의 육종 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 벼 품종, 이의 종자 또는 이의 추출물을 유효성분으로 포함하는, 식품 조성물.
- 제6항에 있어서, 상기 식품은 건강기능식품인 것인, 식품 조성물.
- 벼의 GE (GIANT EMBRYO) 유전자의 SNP를 검출하는 제제를 포함하는, 벼 품종 판별용 조성물로,
(i) 상기 벼 품종은 수탁번호 KACC 98099P로 기탁된 "Samkwang(SA)-ge1" 품종이고, 상기 SNP는 서열번호 1로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,250번째 뉴클레오티드인 것; 또는
(ii) 상기 벼 품종은 수탁번호 KACC 98100P로 기탁된 "Samkwang(SA)-ge2" 품종이고, 상기 SNP는 서열번호 2로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,080번째 뉴클레오티드인 것인,
벼 품종 판별용 조성물.
- (a) 품종을 확인하고자 하는 개체로부터 핵산을 수득하는 단계;
(b) 상기 수득한 핵산으로부터 SNP 위치의 유전자형을 결정하는 단계; 및
(c) 상기 SNP 위치의 유전자형 정보를 바탕으로 벼 품종을 판별하는 단계를 포함하는,
벼 품종 판별 방법으로,
(i) 상기 벼 품종은 수탁번호 KACC 98099P로 기탁된 "Samkwang(SA)-ge1" 품종이고, 상기 SNP는 서열번호 1로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,250번째 뉴클레오티드인 것; 또는
(ii) 상기 벼 품종은 수탁번호 KACC 98100P로 기탁된 "Samkwang(SA)-ge2" 품종이고, 상기 SNP는 서열번호 2로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,080번째 뉴클레오티드인 것인,
벼 품종 판별 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 방법은
(i) 서열번호 1로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,250번째 뉴클레오티드가 A인 경우, Samkwang(SA)-ge1 품종으로 판별하는 단계; 또는
(ii) 서열번호 2로 표시되는 폴리뉴클레오티드 서열의 1,080번째 뉴클레오티드가 A인 경우, Samkwang(SA)-ge2 품종으로 판별하는 단계;를 포함하는 것인,
벼 품종 판별 방법.
- 제8항의 조성물을 포함하는 벼 품종 판별용 키트.
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Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020200181416A KR102516123B1 (ko) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 거대배아를 갖는 삼광 유래 돌연변이 벼 품종 및 이의 용도 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220090329A true KR20220090329A (ko) | 2022-06-29 |
| KR102516123B1 KR102516123B1 (ko) | 2023-04-03 |
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| KR (1) | KR102516123B1 (ko) |
Citations (3)
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| KR101201436B1 (ko) * | 2010-07-07 | 2012-11-14 | 대한민국 | 거대배 유전자가 포함된 흑찰거대배 벼 식물체‘밀양 263호’및 이의 육종방법 |
| KR101464828B1 (ko) | 2012-10-26 | 2014-11-24 | 공주대학교 산학협력단 | 아밀로스 함량을 낮춘 신품종 벼 |
| KR101464829B1 (ko) * | 2012-10-26 | 2014-11-24 | 공주대학교 산학협력단 | 거대배를 갖는 신품종 벼 |
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2020
- 2020-12-22 KR KR1020200181416A patent/KR102516123B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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| KR101201436B1 (ko) * | 2010-07-07 | 2012-11-14 | 대한민국 | 거대배 유전자가 포함된 흑찰거대배 벼 식물체‘밀양 263호’및 이의 육종방법 |
| KR101464828B1 (ko) | 2012-10-26 | 2014-11-24 | 공주대학교 산학협력단 | 아밀로스 함량을 낮춘 신품종 벼 |
| KR101464829B1 (ko) * | 2012-10-26 | 2014-11-24 | 공주대학교 산학협력단 | 거대배를 갖는 신품종 벼 |
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|---|---|
| KR102516123B1 (ko) | 2023-04-03 |
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