부산대학교 도서관

Synthetic insecticide was widely used to control pests in various crop fields. Especially in soybean [Glycine max (L.) Merr] field, insecticide of etofenprox derivate from pyrethroid have been used for Hemiptera pests. Even though soybean phytotoxicity response has not been reported to etofenprox derivates, some Korean soybean cultivars especially from Danbaek and Kwangan showed it after application, such as leaf shape shrinkage damage. The goal of this study is to identify the soybean phytotoxicity responses to etofenprox responsible genes/QTLs using recombination inbred lines and QTL analysis. First, soybean phytotoxicity responses to etofenprox was evaluated by application of various concentration of etofenprox 20% EC. As a result, it was confirmed that etofenprox was main ingredient responsible for soybean phytotoxicity and this response showed dosage effects. Secondly, we conducted genetic study, complementation test and segregation analysis to explore mode of inheritance. Danbaek × Kwangan F2 population was examined for complementation test and Danbaek × Samnam F2 population, Kwangan × Samnam F2 population were used for segregation analysis. The results showed that gene related to etofenprox phytotoxicity expressed in Danbaek, Kwangan was same gene and single dominant gene. Furthermore, genomic study, genetic mapping and sequence variant detection was conducted to narrow down the putative region and identify the candidate genes. Two RIL population 5002T × Kwangan and Daepung × Danbaek were used to construct genetic maps. Highly saturated genetic maps were constructed and the 16 candidate genes within 166kbp on chromosome 16 was identified. Significant sequence variant was not found in promoter and exon of candidate genes from association study using 32 soybean cultivars. In conclusion, we found the region on chromosome 16 associated with phytotoxicity to etofenprox by conducting genetic and genomic analysis. Even though strongly promising candidate gene could not be identified, this study was valuable for attempting to detect noble gene associated with phenotype rarely expressed in soybean. To elucidate this study, we suggested the necessity for further study about physiology of soybean photosynthesis or oxidative stress. Furthermore, we propose the possibility of utilities in several soybean research fields in that this rare gene/allele related to the interaction of plant and insecticide have been introduced from cultivated soybean.
합성 살충제는 다양한 작물 포장에서 해충을 방제하는 데 널리 사용되어왔다. 특히, 콩 [Glycine max (L.) Merr] 에서는 피레스로이드 유도체인 에토펜프록스의 살충제가 노린재목 해충방제에 사용되었다. 이 연구의 목적은 콩에서 에토펜프록스 반응(약해)에 관여하는 희귀 후보 유전자 탐색이다. 본 실험을 수행하기 위해 세 가지 실험을 설계했다. 먼저, 에토펜프록스에 의한 콩의 반응을 정확하게 관찰하기 위해, 에토펜프록스 20 % 유제의 유효성분에 의한 처리를 수행하였고, 다양한 농도의 에토펜프록스 20 % 유제를 살포하여 dosage effect를 확인하였다. 결과적으로, 에토펜프록스가 반응을 담당하는 주요 성분이고 이 반응은 dosage effect를 갖는다는 것을 확인하였다. 둘째로, 유전 연구 (상보성 검정 및 분리 비 검정)를 수행하였다. 상보성 검정을 위해 단백 × 광안 F2 집단을 조사하였고 분리 비 검정을 위해 단백 × 삼남 F2 집단, 광안 × 삼남 F2 집단을 사용하였다. 분석 결과, 단백과 광안에서 발현된 에토펜프록스 반응 관련 유전자는 동일한 유전자이며 단일 우성 유전자로 확인되었다. 최종 실험은 유전체 연구 (유전자지도 작성 및 염기서열 변이 검출)였다. 이 연구를 수행하기 위해 두 개의 RIL 집단 5002T × 광안과 대풍 × 단백이 유전자지도를 작성하기 위해 사용되었다. 고밀도의 유전자지도가 구축되었고 16번 염색체에서 166kbp내 16개의 후보 유전자가 확인되었다. 하지만, 32개의 대두 품종을 사용한 연관 연구결과 후보 유전자의 프로모터 및 엑손에서 유의미한 서열 변이체가 발견되지 않았다. 결론적으로, 에토펜프록스 반응은 전사 후 변형에 의해 조절되는 것으로 예상한다. 유망한 후보 유전자는 발견되지 않았지만, 본 연구는 콩에서 거의 발현되지 않는 표현형과 관련된 유전자를 탐색을 시도했다는 것에 가치가 있다. 후보 유전자 탐색을 위해 콩의 광합성 또는 산화적 스트레스 관련 생리에 대한 추가연구의 필요성을 제안하였다. 또한 식물과 살충제가 상호작용하는데 관여하는 희귀한 유전자/대립 유전자가 재배콩에서 도입되었다는 점에서 여러 콩 연구 분야를 사용할 수 있는 가능성을 제안한다.