서 언

호접란은 다른 화훼에 비해 꽃 수명이 길며 꽃도 나비 를 닮은 모습으로 우아하고 화려하여 국내외에서 시장에 서 비중이 높은 고부가가치의 유망화훼라고 할 수 있다. 저온처리를 통하여 개화조절이 가능하며 최근 LED조명 하에서 대량생산이 가능해짐에 따라 식물공장에서 생산 가능한 분화류로서 향후 각광받을 것으로 예측된다. 변 화하는 소비자의 기호도에 따라 신품종 육성이 활발히 이 루어지고 있지만 일반적으로 재배되는 호접란 품종의 대 부분은 향기가 없지만 향기 나는 품종 육성은 산업적으 로도 매우 중요한 육종 목표 중의 하나이다. 유향성 품 종을 육성하기 위해서는 향기를 가진 호접란 야생원종을 이용하여 교배육종을 할 필요성이 있다. 호접란 원종 중 향기를 가진 종류로는 P. violacea와 P. schilleriana, 그리 고 P. venosa 등이 있다(Christenson 2001). P. venosa 같 은 경우 노란색 계통육성에 응용되었으며 향이 진하기는 하지만 향이 특이하여 사람에 따라서는 반감을 느끼게 되 는 경우도 있다(Freed 1980). P. schilleriana는 은은하고 라일락 향기와 동양란 향기를 합쳐놓은 듯 향기가 매우 좋고 교배친화성도 높아 유향성 육종에 응용되어 향기 나 는 미니다화성계 품종이 육성된 바 있으나 향기가 약한 것이 약점으로 지적되었다(Been 2007). P. violacea 경우 는 꽃수가 적고 화경이 짧으며 다른 호접란과의 교배친 화성이 약하여 육종재료로 쓰기에 어려움이 있지만 우아 하면서도 강한 향기를 가지고 있어 유향성 육종에 많이 활용할 필요성이 제기되었다. 본 실험에서는 보다 강한 향기를 가진 호접란 품종을 육성하기 위해 향기가 강한 P. violacea 와 향기가 거의 없는 기존 품종간의 교배를 통해 꽃 수도 많이 달리면서 상품성이 높은 유향성 품 종을 육성하고자 하였다.

식물의 향기는 441종에서 700여 향기성분이 존재하는 것으로 알려지고 있으며 오래 전부터 향기성분의 추출과 구 조분석에 관한 연구가 많이 이루어져왔다(Pichersky 1994). Likens- Nickerson 증류추출법(Likens and Nickerson, 1964) 그리고 Purge and trap headspace 방법(Reineccius 1992) 등이 일반적으로 식물에서 향기성분의 추출방법으로 쓰여 져 왔다. 가열하고 증류시키는 방식에 의해 향기성분을 추출하는 Likens-Nickerson 증류 추출법은 많은 양의 시 료를 필요로 한다. 그리고 가열하는 동안에 일부의 향기 성분의 유실을 피하기 위해 Purge and trap headspace 방법이 사용되기도 하였다. 그러나 이 방법 또한 매우 과 정이 복잡한 단점이 있다. 난에서의 향기분석은 제한된 시료 양 때문에 분석에 어려움이 많다. 그러므로 본 연 구에서는 소량의 꽃으로 향기성분을 injector fiber of SPME(solid phase micro extraction) 에 빠르게 흡착시키 고 바로 가스크로마토그래피 기구에 주사하여 분석을 신 속하고 간편하게 할 수 있는 SPME-GC/MS 방법을 적 용하여 주요향기성분을 분석하고자 하였다.

대개 꽃향기 성분은 세 그룹으로 나뉘어지는데 fatty acid, derivative benzonoids, isoprenoid가 그것이다. 최근 유향성 호접란으로부터 향기성분 분석연구가 이루어졌는 데 isoprenoid 그룹에 속하는 monoterpenes 류가 주요 향기성분이라고 보고하였다(Been 2013; Hsiao 2006). Terpenoid 생합성에 관여하는 유전자가 달콤한 향을 가 진 Clakia(Clakia breweri)에서 처음 분리 동정된 바 있다. 즉 geranyl pyrophosphate(GPP)에서 s-linalool을 생성하는 효소 s-linalool synthase(LIS)의 단백질 단편을 분리하고 그 단백질 정보를 이용하여 LIS 유전자분리에 성공하였다(Dudareva 1996). 그 후 상당수의 향기관련 유 전자가 분리 동정 되었으며 호접란에서도 향기 발현과 관 련된 유전자 분리와 발현 기작 연구도 진행되었으며 특히 geraniol과 linalool 생성에 매우 중요한 역할을 하는 것으 로 추정되는 GDPS(Geranyl diphosphate diphosphatase)유 전자가 분리되어 특성파악 된 바 있다(Hsiao 2008). 최근 에는 꽃에서 mRNA를 분리하여 cDNA를 합성한 뒤 전체 염기서열을 해독 분석하는 NGS(Next generation sequencing) 기술을 이용 많은 유전자가 새롭게 분리, 동 정 되고 있다. 본 실험에서도 향기발현관련 유전자의 정 보를 얻어내기 위해 향기 나는 호접란 꽃에서 분리한 mRNA을 바탕으로 NGS 분석 정보를 통해 향기발현 관 련 유전자를 찾아내고 그 유전자의 염기서열을 밝힘과 동 시에 발현 특성을 구명하고자 하였다. 아울러 향기발현 관련 유전자들이 꽃의 발달시기 중 언제 그리고 꽃의 어 느 기관에서 많이 발현되는지를 분석하는 것이 산업적 응 용 측면에서도 중요하기 때문에 꽃의 개화4단계(꽃눈, 화 기형성, 개화직전, 만개) 및 4종류의 화기조직(꽃잎, 꽃받 침, 암술, 꽃술대)으로 나누어 유전자의 발현시기를 분석 하고자 하였다.

재료 및 방법

식물재료

유향성 호접란 육종에 이용된 호접란 원종 P. violacea 와 적색중륜계 품종 P. George Vasquize는 미국의 C&C 회사로부터 구입하였으며 향기성분 분석과 향기유전자분 리 및 발현 연구에 사용된 꽃시료는 강한 향을 가지고 화형과 화색이 우수한 계통(06-SC-29)에서 채취되어 사 용하였다. 그리고 NGS 분석과 향기발현연구에 사용된 호 접란 무향종 품종은 P. Black Jack과 P. Tri-prince였으며 이들은 대만의 Joseph Wu orchids에서 구입하였다.

교잡 후대 육성 및 선발

인공수분 후 약 4-6개월 정도 지난 꼬투리를 수확하여 Hyponex 배지에 무균 파종하였다. 무균 발아된 잡종개 체들은 인공배지에 1,2 차 이식을 거쳐 약 12개월 정도 배양을 하여 플라스크 묘에서 육성하였다. 육성된 280개 의 플라스크 묘는 온실에서 2주간 순화시켜 수태를 이 용하여 3인치 폿트에 이식하였다. 중묘로 자란 호접란은 4인치 폿트에 수태를 이용 마지막 정식을 하여 영양생 장 및 재배 용이성, 병충해 저항성 정도를 점검하였다. 첫 개화기에 화색과 화형이 우수하고 향기성분을 가진 계 통을 대상으로 1차 선발하였고, 2차 개화기에 화수, 꽃 배열, 향기발현의 강약을 고려하여 최종적으로 한 계통 (06-SC-29)을 선발하였다.

향기성분의 분석

유향성 선발개체로부터 신선한 꽃 5g을 채취하여 바이엘 에 넣고 고무마개를 막은 뒤 발산된 향 성분을 SPEM 방법 으로 40℃에서 60분간 Polydimethylsiloxane/divinylbenzene (PDMS/DVB, Supelco, Inc.,USA) fiber에 흡착시켰다. 흡착된 향 성분을 분석하기 위해 GC/MS를 이용하였으며 사 용된 칼럼은 HP-INNOWax(60m length × 0.25mm i.d × 0.25μm film thickness, Hewlett-Packard Co., USA)이었 고 인젝트 온도와 시간조건은 220℃와 5분이었으며 오 븐작동 온도와 시간은 40℃에 5분이었고, 220℃로 올라갈 때까지 온도 상승속도는 3℃/분이였다.

NGS 분석

호접란 유향종 계통과 무향성 품종에서 만개한 꽃을 채 취하여 액체질소를 사용하여 분쇄하고 RNA를 분리하 였다. RNA 분리방법은 Rneasy Plant mini kit(74903, QIAGEN, USA)을 이용하였다. 호접란 꽃잎 조직에서 mRNA를 분리하고 cDNA 합성과정을 거쳐 cDNA library 를 구축하였고 이것을 short reads assembling program- Trinity를 통해 염기서열을 분석하였다. 이것을 blastx를 이 용해 protein database인 nr, Swiss-Prot, KEGG 와COG 로 기능분석 및 homology 조사 등을 하였다.

개화단계 및 화기조직 별 향기관련유전자 발현양상 분석

Rneasy Plant mini kit (74903, QIAGEN, USA)를 이 용하여 유향성 호접란 계통(06-SC-29)과 무향성 호접란 (P. Tri-prince)의 꽃을 각각 꽃눈 형성 단계(Stage 1), 꽃 의 소기관 형성단계(Stage 2), 꽃이 피기 직전단계(Stage 3) 및 완전 개화단계(Stage 4)로 구분하여 RNA를 추출하 였다. 또한 화기조직별 즉 꽃받침, 꽃잎, 암술, 꽃술대 조 직에서도 RNA를 분리하였다. DiaStar™ RT Series (DR22-R10k, Solgent, Korea)를 사용해서 cDNA를 합성 한 뒤 BGI사에 의뢰하여 NGS 분석을 하였다. NGS data를 기반으로 한 향기유전자(LIS, GDPS, OS, FNK) 염기 정보를 이용하여 프라이머를 합성하였으며 RT-PCR 을 통해 발현유무와 발현양을 분석하였다. 그리고 대조 구에는actin을 사용하였으며, 프라이머 염기서열구성은 다 음과 같다. LIS-F: CGG CTT CCC ATC CTT TGC TTC TTT CTC, LIS-R: GCC GCA GCT TCT TCA ACT TGC CTC TC, GDPS-F: TGT GCT TGA TTG GAA CTC AAT TTT T, GDPS- R: TGC CAC CAA TTG GAA CG, OS-F: ATG GAA AGC TTA AGC AAT ACA TTA CAC AAT AAC C, OS-R: TCA TAA ATA TCA TCA ATT GTT GTA ATC AAG CAA, FNK-F: GAC ATT CAA TAA ATT CTA GCA CTA CAG TGT TCG, FNK-R: CAG CTT ACA CTT ACA GGA TAG ATG CTA AGA ATC actin-F: TGC CAC CAA TTG GAA CG, actin-R: GAT CGA GTT GTA TGT AGT CTC ATG G. RT-PCR은 Intron 사 itag DNA polymerase(25021)을 사용하여 95℃ 1분, 54℃ 30초, 72℃ 1분30초의 25사이클을 수행한 뒤 1.2% agarose gel에서 30분간 전기영동하여 유전자 발현 정도 를 확인하였다.

결과 및 고찰

유향성 호접란 계통의 육성 및 주요특성

유향성 미니다화성 계통을 육성하기 위해 붉은 화색과 heavy texture의 꽃을 가지며 약한 향기를 가진 중륜계 인 P. George Vasquize와 강하고 달콤한 향을 가진 호접 란 원종 P. violacea간의 인공교잡을 통해 잡종후대가 육 성되었다. 대부분 잡종후대의 꽃은 향기가 강하고 약하 고의 차이는 있었지만 대부분 향기를 가지고 있었다. 화 색, 화형, 향기의 강한 정도를 고려하여 7개체를 1차 선 발하였고 이들 중에서 꽃 배열, 화수, 생육속도 등을 조 사하여 1계통을 최종 선발(06-SC-29) 하였다. 이 계통의 화경을 채취하고 영양개체의 번식을 유도하여 약200 여 개의 클론묘를 육성하였으며 개화유도 후 향기유무를 점 검한 결과 모주와 동일한 강한 향기를 나타내었다. 선발 된 계통은 화색이 밝은 적색으로 heavy texture를 가지 고 있으며 화형은 꽃잎과 꽃받침의 밸런스가 잘 어울려 져 있고 꽃잎과 꽃받침이 길고 꽃받침이 뒤로 젖혀져 꼬 여있는 대비종인 P. Sogo Corn 보다 우수하다(Fig. 1).

선발된 계통은 대조품종과 고유형질 비교에서 엽색, 잎 자세, 엽형은 비슷 하였으나 육성 계통은 화형이 편편형 이며 화색이 대조품종보다 더 밝은 적색을 띤다. 그리고 대조품종은 매우 미약한 향기가 있으나 선발계통은 강한 향기를 발산하였다. 그리고 선발계통은 대조구에 비해 잎 과 꽃의 크기, 화경 길이가 약간 작았으나 화수가 대조 품종보다 많았고 조직배양을 통한 PLB 유기율도 매우 높 았다(table 2). 그러므로 본 계통은 대량생산하여 농가보 급 할 수 있는 우수한 신품종으로 선호도가 높을 것으 로 판단되었다.

유향종 호접란의 향기분석

유향성 계통(06-SC-29) 의 꽃을 이용하여 SPME(solid phase micro extraction) 방법으로 향기성분을 추출하고 GC/ MS 분석을 통해 61개의 서로 다른 크로마토그램의 피크 를 확인하였으며(Fig. 2) 향기성분 라이브러리를 이용하여 각 피크에 해당하는 향기성분을 찾아내었다(Table 1). 검출 된 61개의 향기 성분 중에서 myrcene, sabinene, ocimene, cineolebergamotene, cardinene, linalool 등이 성분 함량에서 두드러지게 많은 것으로 나타났고 이들 요소들이 육성된 유향성 계통에서 주요 향기성분인 것으로 추측되었다 (Table 3). 보통 꽃 향기성분은 크게 세가지로 분류 되 는데 terpenoid, benzenoid, fatty acid derivatives가 그 것이다(Pichersky et al. 1994). 유향성 호접란에서 공 통으로 나타난 주요성분으로는 linalool, geraniol과 같은 terpenoid 계통이였다고 보고되었다(Been 2013). 호접란 유 향종 P. bellina의 GC/MS 분석결과에서도 monoterpenes, linalool, linalool derivaties, trans-geraniol, geraniol derivaties 등 terpenoid 성분이 강하게 발현되는 것으로 나타났다(Hsiao 2006). 이를 토대로 대만연구진이 Bellina라는 향수를 제조 하였는데 GC/MS 기기를 통해 분석해 본 결과 이 향수 의 주요성분인 geraniol과 linalool에 해당하는 peak가 강 하게 나타났다. 또한 geraniol과 linalool은 장미나 백합 등 다른 화훼류의 꽃향기 분석에서 주요성분으로 보고되 었으며(Rho and Park 2001) 호접란에서도 마찬가지로 주 요 향기 성분으로 인식된다. 그러나 본 연구에 사용된 유 향성 호접란 계통의 꽃에서 나타난 GC/MS 분석 결과 에서는 geraniol과 linalool 성분의 함량이 미미하거나 거 의 없다. 대신 myrcene, sabinene 함량이 무척 높은 것 으로 나타난 것은 특이하다고 할 수 있다. 이는 유향성 원종 P. violacea와 P. bellina 간의 유전적 차이에 기인 하는 것인 아닌가 추측된다. 향기 성분의 양은 미미하더 라도 향기발현에 중요한 역할을 하는 경우가 있어 주요 성분을 찾아내기 위해서는 GC/MS 분석을 통해 검출된 여러 성분에 대해서 향후 세심하고 정밀한 연구가 요구 된다.

NGS를 통한 향기발현 관련 유전자 선발

유향성계통(VIO-6)와 향기 없는 품종(P. Black Jack)에 서 꽃조직으로부터 전체 RNA를 추출하여 cDNA를 합 성하고 이들의 염기서열을 NGS로 분석 한 결과 각각 약 5백만 개의 염기서열을 읽을 수 있었다. 그 중 향기가 없는 품종에서 74,000여 개의 유전자 조각이 확인 되었 고 nucleotide 수는 평균 725bp였다. 유향성 호접란 계 통에서는 유전자 단편은 87,000여 개였고 평균 731bp의 길이로 나타났다. 그 중에서 향기의 발현에 관여하는 유 전자들이 있을 것으로 판단하여 유전자와 단백질 데이터 분석 프로그램을 이용하여 다른 식물에서 밝혀진 향기관 련유전자와 유사성을 가진 contig와 unigene을 찾아내었다.

이 중에서도 꽃의 향기 발현에 매우 중요한 역할을 하 는 4종류의 유전자(LIS, FNK, OS, GDPS)를 분리동정 하 고자 하였다. LIS 는 꽃향기 생합성 경로 중 cytochrome pathway 상에서 geranyl diphosphate를 linalool로 전환하 는 key enzyme으로 알려져 있다(Fig.3.A)(Aharoni 2003). NGS 데이터 분석을 기초로 LIS와 유사할 것으로 추정 되는22개의 contig와 6개의 unigene을 찾을 수 있었다. 이들 contig와 unigene들은 S-linalool synthase, (E, E)- geranyllinalool synthase, (3S)-linalool synthase등 linalool 생합성에 관여하는 몇 개의 다른 효소의 유전자를 coding 하고 있었다(Table 4). 28개의 contig의 alignment를 통해 유사성이 높은 200bp의 염기서열을 확인하였다(Fig. 3B). 이 염기서열은 애기장대의 LIS 유전자와 약 70%정도의 homolog를 나타냈다(Fig. 3C). 그러나 애기장대의 LIS 의 크기가 2kb인 것으로 보고되었던 바 (Herde 2008) 향후 RACE(Rapid amplification of cDNA ends)를 통 해 호접란의 완전한 LIS 유전자 정보를 얻고자 한다. 꽃향기의 주요성분인 terpenoid 생합성 경로 중에서Acetyl CoA에서 linolenic acid의 형성에 ocimene synthase가 LOX 유전자와 함께 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다(Fig. 4A)(Bohlmann 2000). NGS data에서 ocimene synthase 유전자 정보와 유사성을 가진6개의 contig와 4개 의 unigene을 선발하였다. 그리고 이들 contig와 unigene 을 alignment하여 350bp의 염기서열을 확보하였으며 이는 (E)-beta-ocimene synthase, myrcene/ocimene synthase 유 전자 정보를 coding 하고 있는 것으로 확인되었다(Table 4)(Arimura et al. 2008). Homology 테스트에서Vitis vinifera의 (E)-beta-ocimene synthase와 약 67%정도 유 사성을 가지는 것으로 나타났다(Fig. 4C). Acetyl CoA분 해 생합성 경로 중에서 Cholesterol의 형성에 farnesol kinase가 중요하게 관여한다고 보고되었으며, (Fig. 5A)(Crick 1995) NGS data에서 farnesol kinase와 유사 한 19개의 contig와 1개의 unigene을 찾을 수 있었다. 이들을 alignment 하여 700bp 염기서열을 얻었으며(Fig. 5B) 다른 식물 종의 유전자와 유사성 테스트를 해본 결 과 Arabidopsis의 farnesol kinase와 70% 유사함을 확인 할 수 있었다(Fig. 5C). 확보된 모든 contig는 farnesol kinase의 염기서열을 가지는 유전자를 coding하고 있는 것 으로 확인되었다(Table 4). GDPS는 꽃 향기 발현에 중 요한 역할을 하는 것으로 알려져 있고 호접란 유향종에 서 이미 분리된 바 있다(Hsiao 2008). 이미 밝혀져 있는 유전자 염기서열 및 정보를 이용하여 NGS 데이터 분석 후 GDPS유전자와 homology가 있는 10개의 contig와 14개의 unigene을 찾을 수 있었다. 향후 이들 유전정보 를 바탕으로 프라이머를 합성하고 RACE 기술을 접목하 여 full length 유전자를 찾아내고자 한다.

유향성 호접란 꽃에서 향기 유전자들이 어느 시기에 어 느 조직에서 발현되는지 분석하기 위해 RT-PCR을 이용 하여 mRNA 발현 정도를 검정하였다. 그 결과, LIS의 경우에는 유향성 난에서는 꽃의 눈형성 단계와 꽃의 기 관형성 단계인 stage 1, 2는 발현이 되지 않았고 개화직 전인 3단계, 완전 개화인 4단계에서 가장 많이 발현되었 다(Fig. 6). 반면 향기 없는 품종에서는 4단계에서만 발 현되는 것으로 관찰되었다. 이는 LIS 유전자는 유,무향 종에서 공히 존재하는 것으로 판단되며 다만 향기 없는 품종에서는 LIS의 발현이 약하거나 불안정하게 작용하여 Linalool 형성이 되지 않는 것으로 사료된다. GDPS는 유 향종 난 계통에서 꽃발달 모든 단계에서 고르게 발현되 었지만 무향종 난에서는 발현되지 않는 것으로 나타났다. 이 결과는 유향성 호접란 P.bellina 꽃발달 단계별GDPS 발현 분석 결과의 보고와 일치하였다(Hsiao 2008). 그 러므로 향기 없는 호접란에서는 GDPS의 유전자가 존재하 지 않거나 존재 하더라도 발현이 전혀 되지 않는 것이 라 추정된다. Farnesol kinase의 경우에는 stage 1에서 가 장 많이 발현되며 개화단계가 진행될수록 유전자 발현양 이 적어졌다. 그리고 향기 없는 난 품종에서는 유전자 발 현이 전혀 검출되지 않았다. Ocimene synthase는 유향종 에서 꽃의 발달 전 단계에서 균일하게 발현되는 것이 관 찰되었으며 향기가 없는 품종의 꽃에서는 stage 2에서만 발현되는 것으로 나타났다. Ocimene synthase 유전자 는 유, 무향종 모두에서 존재하는 것으로 판단되며 다 만 무향종에서 발현양상이 약하게 발현되거나 발현이 일 어나지 않는 것으로 추정된다. 무향종 꽃의 stage 2에서 Ocimene synthase가 어느 정도 발현되는 이유에 대해서 는 이 유전자가 terpenoid 생합성 경로에서 초기에 작용 하는 중요한 유전자이기 때문에 꽃의 화기발달과 발달시 기에 왕성하게 발현되는 것으로 생각된다. 그러나 추후 구체적인 연구분석이 필요하다(Fig 6). 유향성 호접란의 화기 조직별 향기관련 유전자들의 발현양상을 검정하기 위해 RNA 발현양을 비교분석 하였다. LIS와 GDPS의 경우에는 모든 화기조직에서 고르게 발현됨을 확인하였다. Ocimene synthase의 경우에도 모든 조직에서 발현되었으 나, 특히 꽃술대 조직에서 많은 양이 발현되는 것으로 나 타났다. Farnesol kinase는 암술 조직을 제외한 모든 조 직에서 약하게 발현되었다. 그러므로 LIS, GDPS, OS유 전자는 꽃잎과 같은 특정 조직에서만 발현되는 것이 아 니라 모든 조직에서 발현되는 것으로 나타났으며 GDPS 의 경우에는 유향종 P.bellina의 모든 화기조직에서 고르게 발현된다는 연구결과와 일치하였다(Fig. 7)(Hsiao 2008). 노 랑색 유향성계 호접란 꽃 조직별 전자코에 의한 향기 패 턴 분석 연구 결과에서는 꽃잎, 꽃받침, 립 그리고 암술 과 수술부위 등 모든 꽃 기관에서 향기 성분이 검출되 었으며 꽃잎과 꽃받침에서 가장 강하게 발현되었다고 보 고하였다(Been 2007). 또한 유향성 호접란인 P.bellina에 서 꽃을 구성하는 조직별 향기 발현 정도를 분석한 결 과 꽃잎부분에서 가장 강한 향기가 발현된다는 것으로 나 타났다(Hsiao 2008). 꽃의 화종별,품종별 향기 성분의 발 현과 향기 관련 유전자의 발현은 꽃의 발달 단계 또는 화기 조직에 따라 발현 양상이 다소 복잡한 것으로 보 여졌다. 향후 유향성 호접란 신품종을 육성하기 위하여 향기 관련 유전자를 분리하고 유전발현 양상을 분석한 뒤 식물 형질전환 벡터를 작성하고 형질전환을 시도하고자 한다.Fig. 7

초 록

향기를 가진 미니다화성계 품종을 육성하기 위해 강하 고 향기를 가지는 P. violacea 와 붉은색 화색을 가지는 중륜계 품종인 P. George Vasquize 간 인공교잡을 통해 잡종후대를 육성하였다. 무균파종과 조직배양을 통해 약 280개의 잡종후대를 얻어냈으며 각각의 개체들이 향기의 강도와 종류가 달랐지만 대부분 모든 잡종개체들에서 향 기가 있었다. 개화기에 화색과 화형 그리고 향기의 유무 등을 고려하여 7개체를 1차 선발하였고 2차 개화시기에 꽃배열, 화수, 생육속도 등을 조사하여 최종적으로 향기 가 강하고 화색이 밝은 적색인 미니다화성 한 계통(06- SC-29) 을 선발 육성하였다. SPME-CG/MS를 통한 향 기 분석에서 51개의 성분을 검출하였고 그 중 myrcene, sabinene, ocimene, cineolebergamototene, cardinene 과 linalool 등이 성분함량이 높게 검출되어 이 물질들이 주 요 향기성분 인 것으로 추정되었다. 향기발현 관련유전 자를 분리하기 위해 유향성 꽃에서 mRNA를 분리 후 NGS 분석을 시도하여 염기서열정보를 확보하고 이미 알려 진 향기관련 유전자의 정보를 통해 호접란 향기발현관련 유 전자 정보를 가진 contig와unigene을 찾아내었다. 꽃향기 발 현에 중요한 역할을 하는 4개의 효소 linalool synthase(LIS), geranyl diphosphate synthase(GDPS), ocimene synthase(OS), farnesol kinase(FNK)를 coding하는 유전자 염기서열정보를 확보하여 다른 식물의 향기 유전자와 homology를 비교 하고, 꽃의 발달단계별, 꽃의 화기조직별 향기관련 유전 자들에 대한 발현 정도를 검정하였다. 꽃의 발달 단계별 향기유전자는 유향종에서는 정도 차이는 있지만 거의 모 든 단계에서 발현이 관찰되었으나 무향종에서는 발현되 지 않거나 아주 약하게 발현되었다. 유향종의 화기조직 별 발현유무검정에서는 4개의 유전자가 꽃잎, 꽃받침, 암 술, 꽃술대에서 모두 고르게 발현되었다.

추가 주요어:

교잡육종, 향기성분분석,차세대 염기서열 분석기 술, 유전자발현