1부산대학교 식물생명과학과
2부산대학교 생명산업융합연구원
본 연구는 한국 육성종 벼 127점을 대상으로 유묘기 최대 뿌리 길이(MRL)와 총 뿌리 무게(TRW)의 표현형 변이를 조사하고, TRW 관련 유전 영역을 탐색하기 위해 전장유전체연관분석을 수행하였다. TEJ 품종군은 Tongil-type 품종군보다 MRL과 TRW가 유의하게 높았다. FarmCPU, BLINK 및 MLM을 이용한 GWAS 결과, MRL에서는 유의한 연관 신호가 검출되지 않았으나, TRW에서는 염색체 7번의 qTRW7 영역에서 공통적인 연관 신호가 확인되었다. TEJ 품종군만 을 이용한 추가 분석에서도 동일한 영역에 국소적인 연관 신호가 관찰되었으나, 그 통계적 강도는 전체 집단 분석보다 감소하였다. qTRW7 주변의 약 369 kb 후보 영역에는 43개의 유전자가 포함되어 있었으며, 발현 정보와 하플로타입 분석을 종합하여 Os07g0517000, Os07g0520400 및 Os07g0520900을 후속 검증이 필요한 후보 유전자로 선정하였다. 다만 하플로타입별 TRW 차이는 품종군 구성과 일부 연관되어 있어 독립적인 유전자 효과의 해석에는 주의가 필요하다. 본 연구 결과는 한국 육성종 벼의 유묘기 뿌리 발달이 우수한 벼 품종 육성을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
Root biomass is an important determinant of seedling vigor that contributes to water and nutrient acquisition in rice (Oryza sativa L.). In this study, we evaluated the total root weight (TRW) of 127 Korean rice cultivars, comprising 110 temperate japonica (TEJ) and 17 Tongil-type cultivars, under hydroponic conditions. Population structure analysis separated the accessions into two major groups corresponding primarily to the TEJ and Tongil-type cultivars. A genome-wide association study (GWAS) was conducted using the FarmCPU, BLINK, and MLM approaches, all three of which detected a common association signal for TRW on chromosome 7. Further GWAS analysis using only the 110 TEJ cultivars revealed an association signal in the same genomic region, thereby providing evidence of a possible relationship between this region and the variation in TRW within the TEJ cultivars. Additionally, by performing linkage disequilibrium block analysis, we identified a candidate region spanning approximately 369 kb, containing 43 genes. On the basis of gene expression and haplotype analyses, Os07g0517000, Os07g0520400, and Os07g0520900 were selected as putative candidate genes. However, given that the observed haplotype differences were partially associated with the varietal-group composition, their effects should be interpreted with caution. These results will provide genomic information for gaining a better understanding of variations in seedling root biomass and contribute to further validation of genes associated with root development in rice.
