본 연구는 FTA, UPOV 등 새로운 환경변화에 대비한 대추 산업의 국제경쟁력 강화를 위하여 국내?외 대추나무들의 유전적 특성과 유연관계를 파악하였다.
본 연구는 크게 두 가지 영역으로 나뉘며, 첫 번째 영역(3장, 4장)은 국내?외 대추나무 품종들의 형태적?유전적 특성을 파악하여 국내 육성품종과 중국품종을 식별할 수 있는 표지를 개발하고 품종들 간의 유연관계를 분석하였으며, 두 번째 영역(5장)은 ISSR 표지 분석을 이용하여 국내 주요 대추산지 6곳에서 생산되는 대추의 품종을 확인하고, 유전 특성을 확인하고자 하였다.
대추나무는 품종 육성과 관리가 잘 이루어지지 않고 있어 지적재산권에 대한 권리가 강화되는 추세에서 과학적 관리의 필요성이 더욱 부각되고 있다. 제3장에서 조사한 정성적 형질 중 ‘가시의 형태’와 ‘개화시간’은 품종별로 뚜렷한 차이를 보여 개체 식별에 유용한 표지로 확인되었으나, 같은 가계에 속하는 품종 간에도 차이를 보여 계통분류에 이용하는 것은 오류가 있으며, 품종 식별 표지로만 사용하는 것이 타당할 것으로 생각된다. ‘과실의 형태’는 개체 내 변이가 존재하지만, 장타원형, 둥글고 큰 타원형, 작은 타원형, 편구형의 형태로 구분되어 사과대추 등의 중국품종을 구분하고 국내 육성품종을 식별하는 표지로 활용될 수 있을 것으로 생각된다. 정량적 형질을 이용한 다변량 분석 결과, 변종, 재래종, 사과대추, 국내 육성품종들을 구분하기에 유용한 방법으로 확인되었다. 주성분 분석 결과, 3가지 주성분이 전체 분산에 대하여 73%의 설명력을 나타내었으며, 제1 주성분 (38%)은 과실과 관련된 특성, 제2 주성분 (26%)은 잎과 관련된 특성들이 높은 설명력을 보여 품종 식별에 유용한 형질들인 것으로 확인되었다. 그러나 형태적 특성들을 이용한 식별은 시기적 제약이 있고, 개체 내 변이가 크며, 유사 품종들 간의 식별에는 어려움이 있었다.
ISSR 표지를 이용한 분석 결과, 대추나무 품종들 간의 유전적 유사도가 평균 0.835로 나타나 높은 유사성이 확인되었으며, 국내 육성품종들은 재래종인 ‘복조’와 매우 유사하여 ‘복조’의 영양번식체 또는 ‘복조’의 체세포 변이체가 선발되었을 것으로 판단된다. ISSR 표지를 이용한 군집분석 결과, ‘보은대추’는 국내 노거수, ‘금사소조’ 등과 함께 유집되어 ‘금사소조’에서 유래되었을 것으로 추정되며, 사과대추계열의 ‘대백령’과 ‘대과추’는 독립적인 그룹을 형성하였다. 국내 육성품종들은 정량적 형질과 ISSR 표지를 이용한 군집분석 모두에서 ‘판조’와 가깝게 유집되어 재래종인 ‘복조’가 중국의 ‘판조’에서 유래되었을 것으로 추정되며, 정성적 형질인 ‘가시의 형태’와 ‘개화 시간’을 이용한 식별이 가능하여 다양한 조사형질들을 이용한 국내 육성품종의 고유성을 식별할 수 있음을 확인하였다.
제4장에서는 3장에서 얻어진 ISSR 표지 정보를 이용하여 품종식별에 보다 유용한 공우성 표지인 SCAR 표지를 개발하고자 국내 육성품종(복조, 금성, 무등, 월출)과 중국 품종(대리대추), 재래종(보은대추)을 대상으로 다형성 표지를 선발하여 SCAR primer를 제작하였으며, 개발된 SCAR 표지를 이용하여 국내 주요 재배품종인 복조계통의 품종들과 재래종인 ‘보은대추’, 중국품종인 ‘대리대추’를 구별할 수 있음이 확인되었다.
제5장에서는 시장 개방에 대응할 수 있는 우량 개체의 선발, 육종 계획의 수립을 위하여 주요 대추산지 6개 지역에서 수집된 270개체의 유전특성을 조사하였다. 그 결과, 270개체의 유전적 유사도가 0.935로 확인되어 특정 품종 또는 개체에 의한 재배지 우점이 확인되었으며, 약 68%인 184개체가 ‘복조’로 확인되었다. 재배지역들 간의 유전변이가 8%로 확인되어 6개 지역 모두 복조계통의 품종들이 주로 재배되며, 지역명으로 구분되어 판매되고 있음이 확인되었다. 유전 다양성이 매우 낮은 국내 대추산업은 외부 교란에 취약할 수 있으며, 대부분의 대추가 단위결실을 통하여 생산되어 균일성이 낮고 상품가치가 떨어지는 것으로 파악되었다.
결론적으로(제6장), 형태적 특성과 분자표지를 이용하여 국내?외 대추나무 품종들의 식별이 가능하였으며, ISSR 표지로 얻어진 정보는 SCAR 표지로의 전환을 통하여 보다 안정적인 분자표지로 이용할 수 있었다. 도입 수종인 대추나무는 무성번식이 수월하고 단위결실로 과실을 얻을 수 있는 특성상 유전 다양성이 낮았으며, 우량 개체 선발과 육종을 위하여 노거수, 재래종 등 다양한 유전자원의 확보와 보존이 필요하며, 국외 유전자원에 대한 다양한 조사가 필요할 것으로 생각된다.

In response to new environmental changes such as FTA and UPOV, this study examined the genetic characteristics and genetic relationship of domestic and foreign cultivars of Ziziphus jujuba in order to enhance the international competitiveness of the jujube industry.
This study is divided largely into two parts. The first part (Chapters 3 and 4) was to examine the morphological and genetic characteristics of domestic and foreign cultivars of Z. jujuba, to develop markers for identifying domestic cultivar and Chinese cultivar, and to analyze the genetic relationships among the cultivars, and the second part (Chapter 5) was to survey jujube cultivars produced in six major jujube producing cities in Korea and to examine their genetic characteristics through ISSR marker analysis.
As variety breeding and management for Z. jujuba have been unsatisfactory, now scientific management is highly required in response to the trend of reinforced protection of intellectual properties such as International Union for the Protection of New cultivars of Plants (UPOV). Among qualitative characters investigated in Chapter 3, ‘Spikes form’ and ‘Flowering time’ were clearly different among the cultivars, so they were confirmed as useful markers for variety identification, but because they showed difference even among the cultivars of the same pedigree, the use of them in taxonomic classification may cause errors and it is considered appropriate to use them only for variety identification. ‘Fruit shape,’ though having intra-individual variation, is largely divided into oblong, large round oval, small oval, and oblate types, and it is believed to be usable as a marker for identifying Chinese cultivars such as apple jujube and domestic cultivars. According to the results of multivariate analysis using quantitative characters, they were found to be useful for distinguishing among variety (Suanzao), native variety, apple jujube, and domestic cultivar. In the results of principal component analysis, three principal components explained 73% of the variance. The 1st principal component (38%) was fruit?related characteristics and the 2nd principal component (26%) was leaf?related characteristics, and as they showed high explanatory power, they were confirmed to be useful characters for variety identification. However, identification using morphological characteristics had a limitation in time, intra-individual variation was large, and it was difficult to distinguish among similar cultivars.
According to the results of analysis using ISSR markers, the mean genetic similarity among the cultivars of Z. jujuba was 0.835 domestic cultivars were very similar to native variety ‘Bokjo,’ suggesting that a propagule or somaclonal variant of ‘Bokjo’ might be selected. In the results of cluster analysis using ISSR markers, ‘Boeundaechu’ was clustered together with domestic old trees and Chinese cultivar ‘Jinsixiaozao’ suggesting that it might originate from ‘Jinsixiaozao’ In addition, ‘Dabailing’ and ‘Daguazao’ of the apple jujube line formed a separate group. In cluster analysis using quantitative characters and ISSR markers, domestic cultivars were clustered closely to Chinese cultivar ‘Panzao’ suggesting that native variety ‘Bokjo’ might originate from Chinese cultivar ‘Panzao’. In addition, as identification based on qualitative characters ‘Spikes form’ and ‘Flowering time’ were possible, it was confirmed that the uniqueness of domestic cultivars can be identified using various characters.
In order to develop SCAR marker, a more useful co-dominant marker for variety identification using ISSR marker information obtained from Chapter 3, Chapter 4 prepared SCAR primer by selecting polymorphic markers using domestic cultivars (Bokjo, Geumseong, Mudeung, Wolchul), Chinese cultivar (Dalizao), and native variety (Boeundaechu), and confirmed that the developed SCAR marker can distinguish among major commercial cultivars in Korea such as Bokjo?line cultivars, native variety ‘Boeundaechu’ and Chinese cultivar ‘Dalizao’.
Chapter 5 investigated the genetic characteristics of 270 individuals collected from six major jujube producing cities in Korea in order to select superior individuals and make breeding plans in response to the opening of the market. According to the results, the genetic similarity of the 270 individuals was 0.935, showing the dominance of a specific cultivar or an individual, and 184 individuals (about 68%) of them were identified as ‘Bokjo’ In addition, 8% were genetic variants among the areas, showing that all of the six areas were growing mainly ‘Bokjo’ cultivar and the product was distinguished and sold by the area name. The domestic jujube industry with very low genetic diversity may be vulnerable to external disturbances, and because most of jujube was produced through parthenocarpy, uniformity and commercial value are low.
In conclusion (Chapter 6), domestic and foreign cultivars of Z. jujuba could be identified using morphological characteristics and molecular markers, and information obtained using ISSR markers could be used as stable molecular markers through conversion to SCAR markers. The genetic diversity of Z. jujuba, which is an introduced species, was low due to the characteristics that it is easy to propagate asexually and fruit is obtained through parthenocarpy. Moreover, it is necessary to expand and preserve genetic resources such as old trees and native varieties for selecting and breeding superior individuals, and to make various investigations of genetic resources at overseas.