<참고자료 1>

(요약) 종간교잡 및 QTL 분석을 통한 고추 탄저병 저항성 분자표지 및 F1 품종개발

1. 기술개발 배경

○ 고추 탄저병은 우리나라는 물론 몬순기후를 갖고 있는 동남아시아의 거의 모든 나라와 중국, 인도 등에서 그 피해가 매우 심각하다. 하지만 전 세계적으로 상업화된 저항성 품종은 전무하다. 국내 고추 재배종은 Capsicum annuum으로 건고추, 풋고추, 피망, 파프리카 등이 모두 이에 속한다.

○ 탄저병 저항성은 국내 재배종에서는 찾을 수 없었고, 남미 근연종(Capsicum baccatum)에서 찾을 수 있었다. 남미 근연종에 존재하는 고추 탄저병 저항성을 국내 재배종으로 옮기기 위해 전통육종(교잡) 및 분자육종(분자표지 및 배배양) 방법을 사용했다.

2. 개발기술 내용

○ (종간교잡) 남미 근연종과 재배종간 교잡불화합성을 극복하기 위해 배배양과 여교잡 방법을 사용했다.

○ (탄저병 저항성 연관 분자표지) QTL 분석을 통한 탄저병 저항성 주동유전자 연관 분자표지를 개발하여 선발에 사용했다.

○ (탄저병 저항성 계통 육성) 분자표지, 인공접종 및 노지검정을 이용하여 탄저병 저항성 개체를 선발하고 이를 고정함으로써 탄저병 저항성이 도입된 다양한 재배종 계통을 육성했다.

○ (탄저병 저항성 F1 품종 개발) 육성된 탄저병 저항성 계통과 원예적 특성이 우수한 계통과의 조합작성 및 선발했다.

3. 경제적 가치와 파급효과

<국내>

○ 우리나라 고추 종자시장 규모는 약 400억 원, 지속적인 신품종 개발로 시장규모가 증가하고 있으며, 자급률은 2010년 기준으로 약 40 % 정도이다.

○ 종자의 판매량은 감소 추세에 있으나, 역병 저항성 품종 등의 개발과 보급을 통한 종자의 가격 상승으로 시장이 유지되고 있다.

○ 2004년 역병 저항성 품종 출시, 현재 시장 점유율은 규모 대비 약 80 %에 육박하고 있다. 탄저병 저항성 품종이 나올 경우 시장규모 확대는 물론 5년 이내 시장의 80 % 점유가 예상된다.

○ 탄저병 저항성 품종을 육성할 경우 연간 고추 생산액 1조원의 10 %인 천억∼2천억 원의 효과가 있다. 또한 연간 농약살포 2회 줄임 등으로 약 100억 원 이상의 추가적인 경제적인 효과가 예상된다.

<수출>

○ 우리나라 채소종자의 수출액은 2007년 190억 원에서 2010년에는 260억 원 규모로 해마다 증가 추세에 있다. 이 중 고추는 약 80억 원으로 전체 채소종자 수출액의 30 %를 담당하는 중요한 수출품목으로서, 고부가가치 종자산업에 있어서 효자 종목으로 굳건히 자리매김하고 있다(한국종자협회 및 통계청, 2010).

○ 탄저병 저항성 품종의 출시는 고추종자의 수출액 증대와 고부가가치 종자산업 발전, 국내외 종자 시장 확대, 고추 종자 수출 3,000만 불 달성(2020년)에 큰 기여를 할 것으로 예상된다.

○ 인도네시아, 태국, 인도 등 우기가 존재하는 몬순 기후대 나라에 심각한 피해를 주고 있어 이러한 나라를 대상으로 주도적인 수출을 할 것으로 예상된다.

4. 개발기술 활용방안

○ QTL 주동유전자 연관 분자표지의 경우, 우리나라는 물론 우리나라 고추 종자의 주요 수출대상 나라인 인도, 인도네시아의 탄저병 저항성 품종 개발 과정에 직접적으로 사용할 수 있다. 이는 국내외 종자회사들과의 기술이전 계약에 따른 기술료(로열티) 획득도  가능하다.

○ 이 사업에서 개발된 탄저병 저항성 계통들은 국내외 탄저병 저항성 품종 개발에 활용 가능하게 된다.

<참고자료 2>

고추 탄저병 저항성 품종 육성 체계도

1단계 : 유전자원 탐색 (1998~2003)

국내 재배종에서는 없었고, 남미 근연종에서 저항성 유전자원 찾았음

2단계 : 탄저병 저항성 도입 (2000~2003)

재배종 x 남미 근연종 교배 후 교잡물화합성 극복

3단계 : 마커 개발 (2003~2008)

QTL 분석을 통한 탄저병 저항성 주동유전자 연관 마커 개발

4단계 : 계통 및 품종 개발 (2000~2012)

마커, 인공접종, 노지검정 선발 후 계통화 및 F1품종 개발

<참고자료 4>

용어설명 (고추 탄저병 저항성 품종개발 관련)

1. 탄저병

우리나라를 비롯한 동남아시아 몬순기후대의 거의 모든 나라에서 가장 피해가 큰 병해 중의 하나다. 병원균은 Colletotrichum 속이며 우리나라는 C. acutatum이 우점종이고 인도, 인도네시아, 태국 등은 C. acutatum, C. gloeosporioides 및 C. capsici에 의해 발병한다. 우리나라 여름철 장마기와 동남아시아 우기에 많이 발생하며 주로 과실이 썩어 수량 감소는 물론 품질을 떨어뜨리는 주된 요인이 되고 있다.

2. QTL(Quantitative trait locus)

식물의 특성은 유전자의 존재 및 발현 유무에 따라 조절된다. 1~2개의 우성 또는 열성 유전자에 의해 특성이 조절될 때 질적형질(qualitative trait)이라 하고, 다수의 유전자에 의해 조절될 때 양적형질(quantitative trait)이라 한다. 이때 양적형질에 관여하는 유전자들의 위치를 QTL이라 한다.

3. 분자표지

식물의 특정한 염색체 상에 존재하는 작은 염색단편으로 그 식물의 고유한 특성과 연관되어 있거나 실제 그 형질을 조절하는 유전자의 염기서열로부터 나올 수 있으며 육종 과정 중에 있어서 선발의 정확성과 효율을 높이는데 사용된다.

4. 배배양

식물은 수정 후 세포분열을 통해 배와 배유가 발달해 완전한 종자를 만들게 되는데 그 기간은 식물마다 다르지만 과정은 비슷하다. 즉 수정 후 구형배, 어뢰형배, 조기자엽형배, 자엽형배를 거쳐서 완전한 배로 발달하게 되는데 종간교잡의 경우 교잡불화합성의 존재로 인해 수정 후 배 발달 초기 과정에서 배가 퇴화해 완전한 종자를 만들 수 없게 된다. 따라서 수정 후 배가 퇴화하기 전에 배를 끄집어내 적당한 인공배지에서 온전한 식물체로 키워 내는 것을 배배양이라 한다.

<참고자료 5>

차세대바이오그린21사업 개요

<참고자료 6>

개발자 인적사항 (식물분자육종사업단)

	윤재복 (Yoon, Jae Bok), Ph.D. - 생년월일: 1969년 6월 15일 - 소속 : (주)고추와 육종 - 학력 : 강릉대 학사(1996), 서울대 석사(1999), 서울대 박사(2003) - e-mail: yoonjb2@snu.ac.kr - Tel: 031-296-5797, 010-9701-9789

<식물분자육종사업단의 작물간 연구 협력체계도>