초록

종실 단백질 함량은 밀 가공적성과 제품 품질을 좌우하는 주요 형질 중 하나로, 소비자 선호도와 육종 목표에 직접적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 종실 단백질 함량과 관련된 유전 요인을 규명하기 위해, 단백질 함량이 높은 ‘중모2008’과 낮은 ‘조아’를 교배하여 육성한 359개 F7, F8 RIL 집단을 대상으로 QTL 분석을 수행하였다. 35K SNP chip 기반 유전자형 자료와 연차별 표현형 자료를 이용하여 분석한 결과, 종실 단백질 함량과 연관된 QTL 영역 6개를 확인하였다. 이 가운데 3B 염색체에서 두 환경에 공통으로 검출된 QTL (Qgpc-3B)은 종실 단백질 함량 관련 주요 구간일 수 있음을 시사한다. Qgpc-3B 구간에서 양친 간 다형성이 확인된 2개 마커(AX-95163812, AX-94495360)를 선발하여 유전형별 GPC 차이를 비교한 결과, 중모2008형 유전형을 갖는 계통이 조아형 유전형을 갖는 계통보다 종실 단백질 함량이 높게 나타났다. 또한 단일 마커 분석뿐 아니라 두 마커를 조합한 haplotype 수준에서도 동일한 방향의 분리 양상이 확인되어, 해당 마커들이 집단 내에서 종실 단백질 함량을 구분하는 선발 지표로 활용될 가능성을 시사한다. 본 연구는 밀 종실 단백질 함량 조절에 관여하는 유전적 기반을 제시하고, QTL 분석을 통해 관련 구간을 도출함으로써 후속 유전자 기능 검증 및 분자육종 연구를 위한 기초 자료를 제공한다. 아울러 본 연구에서 제시한 Qgpc-3B 관련 마커는 향후 종실 단백질 함량 개선을 목표로 한 밀 육종에서 선발 효율을 높이는 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract

Grain protein content (GPC) is a quantitative trait that strongly influences wheat processing quality and end-product performance, but is highly affected by environmental conditions. This study aimed to identify QTLs associated with GPC using Korean wheat resources and assess the usefulness of linked markers for selection. A recombinant inbred line (RIL) population (F₇ and F₈; n=359) derived from ‘Joongmo2008’ × ‘Joah’ was genotyped with a 35 K SNP array, and QTL mapping was conducted using 4,891 filtered SNPs. Six QTLs were detected, and a major QTL on chromosome 3 B (Qgpc-3B) was consistently identified in both generations. Within the Qgpc-3B interval, lines carrying the ‘Joongmo2008’ alleles at AX-95163812 and AX-94495360 showed higher GPC, and the same trend was confirmed by a two-marker haplotype analysis. The direction of marker effects was also reproduced in a Korean wheat germplasm panel, suggesting that these markers have strong potential as practical selection indices for improving GPC in wheat breeding programs.

• Keywords: wheat, grain protein content, QTL, ICIM, candidate genes