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품종간 식별 및 병원균동시검출 기술로 종자민원 해결

 - 상추 유통종자 품종간 식별 및 박과종자 5종병원균 동시검출 기술 특허등록 -

《 주 요 내 용 》

❖ 기술개발 배경 및 목적
 ○ 하나의 품종명을 가진 진정한 하나의 품종 및 건전한 종자의 유통에 대한 요구도가 증가하고 있음에 따라
 ○ 유전자분석법을 이용한 품종간 식별로 품종진위성 검정 및 종자전염병원균 동시검출로 종자의 오염률분석에 활용하고자 함

❖ 기술개발 내용
 ○ 초위성체 프라이머 세트의 선별을 이용한 상추 품종식별 기술
 ○ 일회 다중검출법(One Step Multiplex RT-PCR)을 이용한 국내 유통중인 박과작물 종자전염 병원균 5종^* 동시검출 기술
    * 잎점무늬병균(Xc), 과일썩음병균(Aac)[세균 2종] 및 오이 녹반 모자이크 바이러스(CGMMV), 큐리 녹반 모자이크 바이러스(KGMMV), 쥬키니 녹반 모자이크 바이러스(ZGMMV)[바이러스 3종]

❖ 활용 분야
 ○ 품종식별 기술을 통해 품종보호 출원품종과 가장 유사한 품종의 선정, 품종보호 침해 및 분쟁종자 대비시험의 해결 지원
 ○ 종자 전염병균 동시검출 기술을 통해 신속하고 정확하게 박과 작물 종자의 병원균 감염률 확인 및 종자로 인한 민원 발생 시 해결 지원

□ 국립종자원(원장 신현관)은 국내에서 유통 중인 상추 품종에 대한 품종식별 기술과 일회 다중검출법(One Step Multiplex RT-PCR)을 이용한 국내 유통 중인 박과작물 종자 전염병원균 5종 동시검출 기술을 개발하여 특허 완료하였다고 발표하였다.

□ 상추 품종식별 기술은 국내 유통 중인 상추 48품종을 식별할 수 있는 기술로서 각각 유전적 다형성을 나타내는 분자표지 즉, 초위성체 마커¹⁾를 이용한 유전자분석법으로 상추품종간 식별, 상추의 품종진위성관련 분쟁 해결을 할 수 있는 기법이다.
 

 ○ 현재까지(~‘13) 상추를 포함하여 배추, 보리, 오이 등 6개 작물에 대한  품종간 식별 기술이 특허등록 되었고, 고추 등 6개 작물에 대해서는 특허심사가 진행 중이다.

□ 박과작물 종자 전염병원균 5종 동시검출 기술은 각각 병원균의 유전자를 특이적으로 증폭시키는 유전자마커(Primer)를 합성하고 합성된 유전자 마커를 이용하여 일회 다중검출법(One step Multiplex RT-PCR)을 통하여 국내에서 유통되는 박과 작물(멜론, 수박, 오이, 호박, 참외) 종자의 병원균을 동시 검출 할 수 있는 기법이다.

□ 개발된 품종식별 기술을 통해 품종보호 출원품종 심사시 활용, 품종보호 침해 및 분쟁종자 대비시험의 해결을 지원하며, 종자 전염병균 동시검출 기술을 통해 신속하고 정확하게 박과작물 종자의 병원균 감염률 확인 및 종자로 인한 민원 발생 시 해결 수단의 하나로 매우 유용하게 이용될 것으로 기대된다.

1) 초위성체 마커(microsatilite marker) : 초위성체는 DNA염기서열 중 반복되는 서열을 말하고 이 반복되는 서열이 일정하게 정해져 있으면 마커로 활용
   예) A품종은 CCCTGCTGCTGCTGCTGCTGCTGC(TGC 7반복),
      B품종은 CCCTGCTGCTGCTGCTGCTGCTGCTGCTGC(TGC 10반복)

□ 국립종자원 관계자는 앞으로도 업계의 요구도가 높은 작물에 대하여 품종식별용 분자표지 및 종자전염 병원균 특이적 프라이머를 지속적으로 개발할 예정이며, 이를 품종보호제도 및 분쟁종자 대비시험 등의 종자관리 전반에 활용할 예정이라고 밝혔다.

[참고 1]‘13년 특허 등록된 기술 개요

□ 초위성체 프라이머 세트를 이용한 상추 품종식별 방법
 ○ 국내에서 유통되고 있는 상추 48품종에 대한 품종식별용 초위성체 프라이머 세트의 선별, 이를 이용한 상추 품종식별 방법
 

 < 검정 절차 >
  ① 상추 품종에 대해 다형성을 보이는 분자표지의 선발
  ② 상추 품종에 대한 DNA 분리
  ③ 프라이머 세트(분자표지)를 이용한 DNA 증폭후 품종별 대립유전자 크기확인
  ④ 컴퓨터 프로그램에 의한 통계처리 후 품종식별력 검정

 ○ 국내 상추 유통품종을 분자표지에 의해 식별이 가능하여 향후 품종 진위성과 관련된 종자 분쟁 및 품종보호 출원품종의 대조품종 선정 등에 직접 활용이 가능함

□ 박과식물체에서 병원성세균 및 병원성바이러스의 표적서열 증폭을 위한 프라이머 세트 및 이를 이용한 병원균 검출방법

 ○ 일회 다중검출법(One Step Multiplex RT-PCR)을 이용하여 국내 유통중인 박과 작물 종자의 전염병원균 잎점무늬병균(Xc)²⁾, 과일썩음병균³⁾(Aac)[세균 2종] 및 오이 녹반 모자이크 바이러스(CGMMV), 큐리 녹반 모자이크 바이러스(KGMMV), 쥬키니 녹반 모자이크 바이러스(ZGMMV)[바이러스 3종] 등 5종을 동시검출 할 수 있는 기술

  < 검정 절차 >
  ① 박과 작물 종자 전염 병원균의 특이적 프라이머 개발
  ② 개발된 특이적 프라이머와 표준 병원균에서 추출한 RNA를 PCR에 적용 후 프라이머 특이성 및 검출

      민감도 확인
  ③ 박과 작물(멜론 22, 오이 14, 수박 18, 호박 27, 참외 19품종) 종자에서 RNA 추출
  ④ 종자에서 추출한 RNA로 One Step Multiplex RT-PCR 한 결과, 종자전염 병원균 Xc, Aac(세균 2종)

      및 CGMMV, KGMMV, ZGMMV(바이러스 3종)의 동시검출 가능과 종자의 감염률 확인

 ○ 박과작물 종자전염 병원균 Xc, Aac(세균 2종) 및 CGMMV, KGMMV, ZGMMV(바이러스 3종)의 동시 검출 가능으로 향후 유통종자의 건전도 검정, 종자감염률 분석, 건전도 관련 분쟁 등의 원인분석에 직접 활용이 가능함

2) 잎점무늬병 : 잎에 수침상의 갈색 작은 반점이 나타나며, 심하면 확대되어 잎 전체가 말라죽음
3) 과일썩음병 : 잎에 수침상의 작은 반점이 나타나고 불규칙적으로 확대됨
                       과일에 짙은 암갈색 얼룩무늬의 병징이 나타남
4) 모자이크 바이러스 : 발병 초기에 생장점에서 가까운 어린잎에 황색반점이 나타나며, 진전되면 식물체 전체에 모자이크 증상이 확대. 심한 경우는 기형과가 나타남

[참고 2] 국립종자원에서 개발된 기술의 특허 실적