최초 토마토 전장 염기서열 해독 논문 발표

   지난 5월 31일 네이쳐를 통해 세계 최초로 토마토의 전장 염기서열의 해독 결과 논문이 발표 되었다. 토마토는 전세계적으로 재배되고 있으며 채소 작물로써 가장 많은 소비량을 나타내어 경제적으로도 매우 중요한 식물이다.

 

  토마토 유전체 해독은 재배종인 Heinz 1706 품종에 대한 denovo 시퀀싱을 수행하였고, 생어 시퀀싱 기술과 차세대 유전체 해독기술(454)이 적용되어 760Mb의 전장 유전체 지도를 구축 해 내었다. 가지과에 속하는 감자와 토마토 간에는 8%가량의 유전적 차이가 나는 것으로 나타났으며, 일루미나 시퀀싱 기술로 야생 토마토의 전장게놈 해독을 수행하며 야생형 토마토와 재배종간의 염기차이를 규명 하였으며 540만 SNP(0.6%)가 존재 하는 것으로 나타났다.

 

   또한 토마토의 유전체 해독을 통해 밝혀진 사실로써 토마토 게놈상에 두번의 삼배체화 현상이 나타났음을 규명하였다. 기 해독된 포도 유전체와의 비교 분석결과 유전자의 상동성 검토 결과가 유전자당 적게는 한 개에서 많게는 3개까지의 상동성을 보이는 구간이 나타나 있었으며, 이러한 현상이 감자의 게놈에서도 발견되어 이러한 삼배체화 현상이 가지과의 공통조상으로부터 발생 하였을 것으로 유추하였다.

 

   유전체의 다배체화를 통해 토마토의 과실과 관련된 유전자들(에틸렌생합성, 빛 수용 등)이 풍부하게 발달한 것을 확인 하였다. 특히 과육의 질감 형성에 영향을 미치는 세포벽 구조 변화에 대한 단백질 암호화 유전자 들의 발현이 높았으며, 과실의 성숙 단계별 전사체 해독(RNA-seq)을 통해 이러한 유전자들이 열매의 성장과 성숙에 실제로 관여 하고 있음을 증명 해 내었다.

 

   토마토 유전체 해독을 통해 토마토가 가지는 모든 유전자의 구성과 그 기능을 규명함으로써 우수특성에 관여하는 유전정보들을 선발 할 수 있게 되었으며 이러한 생물 유전 정보를 기반으로 토마토의 육종기술개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 예상 된다.

참고

토마토 게놈 논문 리뷰

http://totalomics.kr/index.php/Denovo_tomato_genome_decoded
토마토 게놈 논문
The tomato genome sequence provides insights into fleshy fruit evolution
http://www.nature.com/nature/journal/v485/n7400/full/nature11119.html

 

저자

글 : ejyang
편집 : Thkim
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키워드 : denovo genome(선도 유전체), sequencing(시퀀싱), tomato(토마토), plant molecular genetics/ Breeding (식물분자유전학/육종), polyploidization (다배체화), genetic diversity(유전다양성), next generation sequencing(차세대 유전체 시퀀싱), NGS