단감 육종효율을 증진하기 위해 유묘기에 MAS를 통한 육종 목표 개체를 조기에 선발하고자 하였다. 교배 후 과실을 확인할 수 있기까지 장시간이 소요됨으로 유묘기에 완전단감이 될지 비완전단감이 될지를 조기에 판별하여 재배, 증식하면 소요되는 재배면적, 인력과 비용 등을 절감할 수 있다. 일본에서 10여 년 전 부터 완전단감 형질과 관련된 분자표지를 보고하였고 우선 단감연구소 육종단계에 적용하기 위해 검토 하였다. 실질적으로, 다양한 교배조합으로부터 나온 609개의 교배실생을 AST-F/PCNA-F/5R3R 조합을 사용하여 분석하였고, 107개체를 PCNA 후보 개체로 선발하였다. 과실이 착과가 된 이후에 154개체의 과실 탈삽 형질을 조사하였고 분자표지 분석 결과와 대조해 본 결과 3개체가 불일치하였다. 이상의 결과로부터 AST-F/PCNA-F/5R3R 조합은 PCNA의 MAS에 유용하게 활용 되어 질 수 있을 것으로 판단된다.
완전단감 육종을 위해 교배에 사용되는 부본 품종이 극히 제한적인 것 또한 해결해야 할 문제였기에 유묘기에 수꽃 착생이 되는 개체를 조기에 선발하여 집중 재배, 증식하고자 하였다. 다양한 교배조합으로부터 나온 실생 2,509개체에 OGI 특이적인 분자표지를 적용하여 890개체를 선발하였고, 분석 완료한 교배실생 중 아직 착과가 되지 않았거나 고사한 개체를 제외한 1,186개체를 대상으로 꽃의 성 표현과 분자표지 분석 결과를 비교하였을 때 401개체(33.8%)가 불일치한 것을 확인하였다. 다양한 교배조합으로부터 나온 실생 889개체에 DISx-AF4S 분자표지를 적용하여 분석한 결과 636개체를 선발하였다. 분석 완료한 교배실생 중 아직 착과가 되지 않았거나 고사한 개체를 제외한 379개체를 대상으로 꽃의 성 표현과 분자표지 분석 결과를 비교하였고 247개체(65.2%)가 불일치한 것을 확인하였다. 이상의 결과들을 종합하여 볼 때, DISx-AF4S 분자표지는 불일치율이(65.2%) 높아서 육종 현장에서 활용하기에는 유용하지 않을 것으로 판단된다. OGI 특이적인 분자표지는 육종 소요 기간을 고려하여 교배실생에 적용했을 때 불일치율로(33.8%) 인한 폐기율을 고려하고 사용해야 할 것으로 판단된다.
또한 재배 농가 등 과수원에서 종종 발견되는 아조변이를 볼 수 있었고, 이런 수집 유전자원들이 주요 품종의 표현형질과 비슷하여 차별성을 유전적으로 밝혀 과학적인 정보를 획득하고자 보고된 분자표지를 적용하여 판별 가능한지를 검증 하였다. SSR 분자표지를 이용한 UPGMA cluster 분석 결과를 전반적으로 고찰 해 볼 때, 형태적 수준에서 유사한 수집 계통들과 이들에 대한 대조 품종들이 서로 동일 군으로 분포되고 있지만, 유전자적 수준에서는 확실히 다른 조성을 지니고 있다. 따라서 본 연구 결과를 토대로 한, SSR 분자표지를 이용한 단감 변이 개체 판별 방법을 신품종 등록을 위한 특성 조사의 보조적 수단으로 활용할 수 있다.
또한, 품종 특이적 분자표지를 통해 주요 품종과 변이 개체의 조속한 판별과 재래종에 대한 보호권 강화에도 활용 가능함을 확인한 결과라 할 수 있다.
단감에 있어 적용 가능한 SNP 분자표지 및 적용 결과는 거의 없는 실정이다. 이에 우리나라 고유 떫은감 5품종으로부터 개발된 SNP 분자표지들을 단감 품종에 적용하여 사용 가능성을 검증하고자 하였다. 보고된 19개 SNP 분자표지들의 PCR 조건을 확인한 후 11개의 SNP 분자표지들을 최종 선발하였다. 1, 2차 검증을 통해 최종 선발된 11개의 SNP 분자표지들을 76품종 및 계통(PVNA 20, PCNA 30, PCA 20, PVA 6)에 적용한 결과 38품종 및 계통(PVNA 8, PCNA 18, PCA 9, PVA 3품종)은 각 품종 및 계통 간 구분을 할 수가 없었다. 그러나 최종 선발된 11개의 SNP 분자표지들을 신품종에 적용한 결과만을 보면 ‘Gamnuri’, ‘Dannuri’, ‘Hongchoo’와 ‘Jamisi’, ‘Migamjosaeng’을 동시에 구분할 수 있어 단감 품종판별을 위한 특이적 분자표지로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
떫은감으로부터 만들어진 SNP 분자표지들을 단감에 적용하여 판별 분자표지로 사용될 수 있을 것으로 확인했지만, 신품종 ‘Gamnuri’, ‘Dannuri’, ‘Hongchoo’의 판별을 위해 더 많은 SNP 분자표지의 확보가 필수적이었다. 이에 ‘Gamnuri’, ‘Dannuri’, ‘Hongchoo’를 특이적으로 판별할 수 있는 분자표지를 개발하고자 93개의 품종 및 계통으로부터 DNA를 추출 후 GBS 분석을 통하여 유전 정보를 획득하였다. 획득한 유전 정보를 바탕으로 93개의 품종 및 계통을 판별 가능한 SNP 분자표지 17세트를 선발하였고 GBS 분석 결과를 CAPS 분자표지 6개로 검증하였다. 그러나 GBS 정보와 CAPS 분자표지 간 불일치율이 상당히 높아 93품종 및 계통을 판별할 목적으로 선발된 SNP 분자표지 17세트를 신뢰하기는 어려울 것으로 판단되었다. 이에 최종 선발한 SNP 분자표지 17세트를 추려내기 이전의 GBS 분석 결과 자료를 최대한 활용하여 93개의 품종판별 대상에서 ‘Gamnuri’, ‘Dannuri’, ‘Hongchoo’로 한정하여 9,751개의 SNP 중 homozygous allele를 가지면서, depth가 최대한 높은 경향을 보이는 SNP 35개를 추려내었다. ‘Gamnuri’, ‘Dannuri’, ‘Hongchoo’ 판별용 분자표지를 개발하기 위하여 2차로 CAPS 분자표지 4종을 제작하여 검토하였고, KASP 분자표지로 제작하여 보유하고 있는 93개의 품종 및 계통에 적용하여 자동화 방법으로 유전자형을 분류할 수 있는지 적용 검증 하였다. KASP assay 검증 결과, 효율적으로 93품종 및 계통은 homozygous와 heterozygous type으로 분류가 명확히 되었다. 또한 제작한 CAPS 분자표지 10개 중 4 조합(SNP3, SNP10, SNP11, SNP31)은 ‘Gamnuri’, ‘Dannuri’, ‘Hongchoo’를 판별하기에는 충분할 것으로 판단된다. 아직 신품종 보급 초기 단계이기는 하지만 추후 발생할 수도 있는 분쟁에서 우리 품종에 대한 품종보호권을 강화하는 데 활용될 수 있을 것이다. 개발된 KASP, CAPS 분자표지들은 감 신품종 ‘Gamnuri’, ‘Dannuri’, ‘Hongchoo’를 판별하기 위해 개발된 최초의 분자표지들이다.