한국콩연구회

야생콩 유래 고 및 저 리놀레릭산 콩 개발을 위한 DNA 마커 개발

Development of DNA markers related high and low linolenic acid derived from wild soybean for soybean breeding

사업명 : 신진연구지원사업

주관연구기관 : 경북대학교

연구책임자 : 이정동

발행년월 : 2013-07

주관부처 : 교육과학기술부

원문

http://www.ndsl.kr/ndsl/commons/util/ndslOriginalView.do?dbt=TRKO&cn=TRKO201300035213&rn=&url=&pageCode=PG18

초록

본 연구과제는 야생콩에 많이 함유하고 있는 식물성 오메가 3 지방산인 linolenic acid와 관련이 있는 QTL mapping과 저 linolenic acid 함량 변이계통의 돌연변이를 검정하여 재배콩의 linolenic acid 함량과 관련이 있는 유전적인 기초를 마련하기 위하여 실시되었다. 각 연구주제별 얻은 결과는 다음과 같다.

○ 야생콩 유래 고 linolenic acid 함량 콩 육성을 위한 QTL(s) mapping 재료 및 방법: PI483463(야생콩) x Hutcheson(재배콩) 유래 189 F2:6-8 자식계통을 재배환경별로 지방산을 검정하였는데 선행연구로 얻은 2008년과 2009년의 표현형 검정 데이터와 2010년과 2012년 경북군위 경북대학교 실습포장에서 얻은 지방산 데이터를 이용하여 QTL mapping을 하였다. Mapping program은 QTLNetwork V2.0 이용하였다.

주요결과

야생콩 유래 고 linolenic acid에 대한 QTL mapping 결과 9개의 QTL이 발견되었으며 QTL중 5번과 15번 염색체에 있는 것은 4년중 3년에 걸쳐 나타났으며 각각 7.3%와 15.9%의 표현형 변이를 보였다. 4년을 종합적으로 평가해보면 발견된 모든 QTL의 표현형 변이가 10% 미만인 minor QTL 들이었고, 발견된 QTL의 전체 표현형 변이는 52.4%이었다. 모든 QTL이 야생콩에서 유래한 것으로 판명이 되었고, 각각의 QTL은 linolenic acid 함량을 높이는데 상가적인 작용을 하는 것으로 평가되었다.

○ 야생콩 유래 저 linolenic acid 관련 Fad3 gene 특성구명

- 야생콩 집단으로부터 저 linolenic acid 야생콩 계통 선발: 국내에서 수집된 야생콩 1806개의 지방산 함량의 변이를 살펴보면, 야생콩의 평균 palmitic acid 함량은 12.5%로 9.9-18.1%의 범위에 있었고, stearic acid는 평균 3.2%에 1.4-6.5%의 범위에 있었으며, oleic acid는 평균 12.5%에 4.7-34.8%의 범위에 있었다. 그리고 linoleic acid는 평균 56.1%에 39.8-62.7%의 범위에 있었다. Linolenic acid는 평균 15.6%에 7.3-24.6%의 범위를 보였다.

- 선발된 저 linolenic acid 함량 야생콩의 Fad3 유전자 염기서열을 분석하였으나 의미 있는 돌연변이를 찾지 못하였다.

○ 지방산 함량이 조절된 콩 식물체 및 이의 제조방법

Fad2-1A 유전자 및 Fad2-1B 유전자의 기능이 상실된 돌연변이 재배콩 (Glycine max) 식물체를 모본으로하고 야생콩(Glycine soja) 식물체를 부본으로 인공교배하여 얻어진 콩 식물체의 종자에서 linolenic acid(오메가 3) 함량은 재배콩 보다 50-100% 증가되고 linolenic acid(오메가 6) 함량은 재배콩보다 20-30% 감소되면서 linolenic acid 함량에 대한 linoleic acid 함량의 비율이 1.5-3.0:1로 감소된 콩 식물체를 개발할 수 있었다.

따라서, 본 연구과제에서 얻은 연구결과는 고 오메가 3 지방산 함량 콩 품종육성시 야생콩으로부터 관련 유전자를 도입하는데 필요한 정보를 제공 할 수 있어 콩 품종육성 효율을 증대 시킬 것이다. 또한 본 과제를 수행하면서 얻은 재배콩의 특정 지방산(오메가 6와 오메가 3) 비율 조절에 관한 기술은 콩 기름의 기능성을 한층 더 높일 수 있는 창조적인 결과라 할 수 있다. 특허 출원된 기술을 바탕으로 오메가6와 오메가 3 지방산 함량이 조절된 콩이 개발될 경우 국내에서 소비되는 다양한 용도의 콩 음식재료(된장, 콩나물, 청국장 등)로 이용될 수 가 있어 자라나는 어린이의 건강 증진, 심혈관 질환 및 각종 성인병 질환 예방 및 치료에 많은 도움을 줄 수 있을 것이다.