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Title Page

Contents

ABSTRACT 10

INTRODUCTION 13

LITERATURE REVIEW 16

MATERIALS AND METHODS 22

1. Plant Materials 22

2. Genomic DNA Extraction 25

3. PCR (polymerase chain reaction) 26

3.1. SSR markers 26

3.2. PCR conditions 27

3.3. Electrophoresis 30

4. Analysis of SSR Marker 30

4.1. NuSieve® 3:1 agarose gel-electrophoresis analysis[이미지참조] 30

4.2. Capillary Electrophoresis analysis 31

5. Statistical Analysis 32

5.1. NuSieve® 3:1 agarose gel-electrophoresis analysis[이미지참조] 32

5.2. Capillary electrophoresis analysis 33

RESULTS AND DISCUSSION 34

1. Selection of SSR Marker 34

2. NuSieve® 3:1 agarose Gel-electrophoresis Analysis[이미지참조] 37

2.1. Genetic diversity of SSR markers 37

2.2. Genetic relationships among 34 pear cultivars 41

3. Capillary Electrophoresis Analysis 48

3.1. Genetic diversity of SSR marker 48

3.2. Genetic relationship of SSR marker 52

3.3. Parents identification of domestically bred cultivars. 59

적요 65

LITERATURE CITED 68

List of Tables

Table 1. List of the 34 Asian pear cultivars included 23 domestically bred... 23

Table 2. The list of 40 SSR markers including 30 SSR markers derived from pear and 10 SSR markers derived from... 28

Table 3. The list of 12 SSR markers selected in 40 SSR markers. 36

Table 4. The range of product size, the number of alleles, and PIC value... 40

Table 5. Matrix of genetic similarity coefficient of 34 pear cultivars based on SSR markers. 45

Table 6. Genetic profile of 34 pear cultivars at 12 SSR markers. 49

Table 7. Number of allele for each marker, range of allele size, genetic... 51

Table 8. Matrix of genetic distances based on SSR marker of 34 pear cultivars. 56

Table 9. Parentage analysis of 22 pear cultivars bred in Korea at 12 SSR markers developed from pear and apple. 61

List of Figures

Fig. 1. Identification of the banding pattern generated by SSR markers from 8 pear cultivars for marker selection. 35

Fig. 2. Banding patterns generated by SSR markers using primer NH04. 38

Fig. 3. Banding patterns generated by SSR markers using primer CH01H10. 39

Fig. 4. Dendrogram depicting the classification of 34 pear cultivars constructed using UPGMA and based on SSR markers. 47

Fig. 5. Neighbor-joining cluster diagram of 34 pear cultivars based on genetic distance for C.S. Chord 1967. 58

초록보기

SSR 마커를 이용하여 국내 육성 23품종과 도입품종 11종 등 총 34 배 품종의 유연관계를 분석하였다. 총 40개의 SSR 마커 중 다형성 밴드를 가진 12개의 SSR 마커를 선발하였다. NuSieve®agarose를 이용하여 분석한 결과, 총 58개의 다형성 밴드를 얻었으며 각 마커당 4.8개의 대립형질을 가지고 있었다. PIC(polymorphism information content) 값은 0.591-0.804로, 평균 PIC 값은 0.7354였다. 획득된 다형성 밴드를 이용하여 UPGMA(unweighted pair group method of arithmetic averages) 방식으로 군집분석을 한 결과, 유전적 유사도 0.311-0.305를 기준으로 4개의 그룹으로 분류되었다. 첫 번째 그룹에는 주로 '신고'품종을 이용하여 육성한 품종 그룹으로 '감로', '선황', '한아름', '조생황금', '황금배'가 속해있었다. 두 번째 그룹은 2개군으로 나뉘어지는데 1소군에는 '신천', '화산배', '만풍배', '미황', '추황배', '신수', '진황', '금천조생', '군총조생', 2소군에는 '청실리', '원황', '장십랑', '감천배', '만황', '행수', '풍수', '만삼길', '이십세기', '신흥' 등 총 19품종이 속해있었다. 세 번째 그룹에는 '미니배', '수황배', '녹수', '신일', '영산배', '만수', '단배', '금촌추'로, 네 번째 그룹에는 '조생적'품종이 속해있었다. 겔을 이용한 품종간의 유연관계 분석 결과, 세 개의 그룹에서 1개 이상의 교배 양친을 확인할 수 있었다. Capillary 전기영동을 이용하여 분석한 결과, 총 대립인자 수는 178개였으며, 평균 대립인자 수는 14.8개였다. 또한 PIC의 평균값은 0.839였다. Neighbor-joining cluster 방법으로 유연관계를 분석한 결과 총 4개의 그룹으로 분류되었다. 첫 번째 그룹에는 '조생적', 두 번째 그룹에는 '신수', '군총조생', '행수'가 속해있었다. 세 번째 그룹에는 총 13 품종으로 3개군으로 나누었다. 1소군에는 '수황배', '감천배', '단배', '영산배'로, 2소군에는 '신일', '조생황금', '신흥', 3소군에는 '신고'와 '신고' 품종을 이용하여 육성된 품종인 '감로', '한아름', '신천', '황금배' 등이 속해있었다. 네 번째 그룹 또한 총 18 품종이 속해 있어 4개군으로 나누었다. 1소군에는 '만황', '추황배', '청실리', '금촌추', 2소군에는 '풍수' 품종을 어버이로 하여 육성된 '화산배', '만풍배', '미황'이 같은 그룹에 속해있었다. 3소군에는 '만삼길'을 어버이 품종으로 한 '만수'와 '감천배'가 '만삼길'과 같이 속해있었으며 4소군에는 '미니배', '진황', '녹수'가 속해있었다. 그 밖에도 '선황', '원황', '장십랑'이 네 번째 그룹에 속하였다. 군집분석 결과, 22개의 국내 육성 품종 중 8개의 품종이 양친과 같은 그룹 안에 속해 있었다. 국내 육성 배 22품종의 양친분석 결과, CH02D11 마커에서 4개, NH021a, CH01B12, CH02B03b 마커에서 5개, BGT23b 마커에서 6개, NH025a, CH01H10 마커에서 7개, KU10 마커에서 8개, NH004a 마커에서 9개, CH02B10 마커에서 11개, CH01H01 마커에서 12개, NH014a 마커에서 13개의 양친을 각각 확인할 수 있었다. 분석결과, 12개의 SSR 마커를 이용하여 모든 품종을 구분할 수 있었다. 이와 같이 SSR 마커를 이용한 배 품종간 유연관계 분석을 통해 국내육성품종과 이들 양친 사이의 유전적 배경을 구명함으로써 폭넓은 유전형질을 가질 수 있는 새로운 품종육성을 위한 유전자원으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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