Ⅰ. 서론
이탈리안 라이그라스(Lolium multiflorum Lam.)는 많은 생산량과 우수한 사료가치로 대한민국과 같은 온대 기후대에 속한 국가에서 널리 이용되는 주요 동계사료작물이다(Li and Nishino, 2013;Worku et al., 2021, Wang et al., 2015). 이 작물의 빠른 초기생육과 뛰어난 내습성은 벼 재배 후 휴경지의 논을 활용할 수 있어 농가 선호도가 높은 초종이다(Ji et al., 2011;Oh et al., 2021). 그러나 내한성이 약해(Kobayashi et al., 2008), 국내 도입 당시 대전이남 지방에 국한되어 재배가 이루어졌다(Choi et al., 2000).
국내 이탈리안 라이그라스의 육종은 초종의 약점인 내한성 강화와 벼와의 이모작을 위한 빠른 숙기의 품종 개발을 육종목표로 진행되어 왔다(Choi et al., 2007;Ji et al., 2013). 그 결과 최초의 내한성 만생종 품종인 화산101호(Choi et al., 2000)와 극조생종인 얼리버드(Woo et al., 2024) 등 2025년 현재 26개의 품종이 육성되었으며, 일부 우량 품종들이 농가에 보급되어 이용되고 있다. 최근 이러한 품종에 대한 수요가 변화하고 있다. 지구온난화로 인한 생물계절학적 변화는 작물의 출수기를 앞당기고 있으며, 조사료 생산기반 확충산업과 전략작물직불제도(MAFRA, 2024) 등의 사료작물의 수급을 늘리기 위한 여러 정책으로 인해 단순히 출수기가 빠른 품종이 아닌 출수기가 늦더라도 생산성과 사료가치가 우수한 품종의 개발이 더욱 중요해지고 있다. 증가하는 수요를 달성하기 위해 생산성이 우수하고 환경적응성이 뛰어난 품종의 개발이 선행되어야 하며, 이를 위해 육종모재의 다양성을 확보해야 한다. 하지만 육종모재의 수급에는 한계가 있다. 우선 자연 돌연변이의 빈도 자체가 낮으며(Kang et al., 2020), 기후변화로 인해 많은 생물종이 멸종될 수 있기(Harrison, 2020) 때문에 우리가 원하는 형질을 가진 육종모재를 수급하는 것은 점점 더 어려워지고 있다. 이를 해결하기 위해 인위적 돌연변이를 유도하는 돌연변이 육종이 활용되고 있다.
돌연변이 육종은 방사선 및 화학물질 등 돌연변이원(mutagen)을 처리하여 형질의 인위적 변이를 유도하고 그 후대에 발생하는 유용한 변이체를 선발하여 육종하는 방법을 의미한다(Spencer -Lopes et al., 2018). 돌연변이 육종은 돌연변이원에 의한 인위적 변이를 통해 기존 품종의 불리한 형질을 단시간에 개량할 수 있으며, 인위적으로 유전자가 삽입되지 않아 품종 등록 시 안전성 검사 등이 필요없다(Ahloowalia et al., 2004;Bae et al., 2020). 따라서 돌연변이 육종은 단기간에 다양한 육종모재를 확보할 수 있으며, 확보한 돌연변이체는 신규 유전자의 탐색 및 기능을 밝히는 연구를 위한 중요한 유전자원으로 활용되고 있다(Abe et al., 2000;Nakagawa and Kato, 2017). 이러한 장점으로 인해 식량작물과 사료작물의 품종개발에 적극 활용되고 있다.
목초 및 사료작물의 생산성과 상관관계가 높은 형질은 초형과 빠른 초기생육 그리고 예취후 빠른 재생력이다(Capstaff and Miller, 2018, Miao et al., 2024). 그 중 월년생인 이탈리안 라이그라스 생산성 증가를 위해 개선해야 할 형질은 초장, 엽면적, 잎의 개수와 같은 초형을 결정하는 형질이다. 식물의 초장은 gibberellin (GA), bassinosteroids (BRs), auxin (IAA), strigolactones (SLs) 등 여러 식물호르몬과 그와 관련된 유전자에 의해서 조절되는 것으로 알려져 있으나 이러한 연구는 대부분 벼와 밀과 같은 식량작물에서 주로 이루어지고 있으며, 다양한 종에서 초장을 조절하는 기작에 대한 연구가 부족한 실정이다(Liu et al., 2018;Fernandez et al., 2009). 사료작물에 있어서 오차드 그라스를 포함한 일부 목초에 있어서 초장과 같은 초형을 조절하는 유전자에 대한 연구가 진행되었으나(Xu et al., 2025), 대부분은 생산성과 관련된 유전자 연구는 생식생장기의 지연을 통한 영양생장기 기간을 늘리는데 관여하는 다형질 유전자(Skøt et al., 2011;Shinozuka et al., 2012), 예취 이후 빠른 재생을 위해 초기생육을 조절하는 유전자 등에 (Robins et al., 2007;Avice et al., 2003) 대한 연구에 집중되어 있어, 사료작물의 생산성을 증대시킬 수 있는 초형에 관한 형질을 조절하는 유전자에 대한 연구가 매우 부족한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 이탈리안 라이그라스에 있어서 초다수성 돌연변이를 이용해 형태 형성과 연관된 차별 발현 유전자를 분석하여 작물 초형을 거대화할 수 있는 후보 유전자를 발굴하고자 한다. 이를 위해 방사선 돌연변이를 유도하여 확보한 초다수성 이탈리안 라이그라스의 종자로부터 유묘를 유도하고, 1주령, 2주령, 3주령의 유묘를 대상으로 식물 형태에 관여하는 유전자인 Expansins (EXP), GRF (Growth regulating factor), GIF (GRFinteracting factor) 그리고 성장호르몬에 관련된 유전자의 발현 분석을 실시하였다. 초다수성 돌연변이를 유도하여 영양기관의 양적 ‧ 질적 형질과 연관된 차별 발현 유전자를 조사할 경우 생산 성이 우수한 이탈리안 라이그라스 개발을 위한 유전학적 정보를 제공할 수 있을 것이다.
Ⅱ. 재료 및 방법
1. 방사선 조사를 통한 돌연변이체 유도
전통 육종으로 획득할 수 없는 특수한 형질의 이탈리안 라이그라스 육종모재 개발을 위해 성숙된 종자 2000립에 방사선을 조사하여 돌연변이 식물체를 유도하였다. 이탈리안 라이그라스 종자에 대한 감마선 조사는 전라북도 정읍에 위치한 한국원자력 연구원 첨단방사선연구소의 저준위 감마선 조사시설(60Co gammairradiator, 150 TBq of capacity; ACEL, Canada)을 이용하였으며, 100, 200 및 300 Gy의 선량으로 24시간 동안 조사하였다.
방사선을 처리한 종자는 충청남도 천안시 소재 국립축산과학원 축산자원개발부 초지사료과 온실에서 1/5000 a 와그너포트에 각각 파종하여 생육하였다. 각 방사선 돌연변이 계통은 관능조사를 통해 표현형을 조사하였으며, 표현형 특성에 따라 분류한 계통 중 줄기가 두껍고 잎이 넓으며, 초기 생육이 우수한 계통을 초다수성 계통으로 선발하였다. 이후 초다수성 형질이 고정된 F3 식물체로부터 수확한 종자를 실험에 사용하였다.
2. 식물재료 및 RNA 추출
유묘로부터 RNA를 추출하기 위하여 방사선 조사 후 초다수성 형질이 고정된 돌연변이 식물체로부터 확보한 종자와 대조군인 코윈어리 종자를 1% 락스와 70% 에탄올로 표면을 소독한 후 물기를 제거하고 멸균된 filter paper에 옮겨 증류수를 주어 발아시켰다. 발아 후 1주령, 2주령, 3주령의 유묘로부터 가장 최근에 출현한 잎을 채취하였다. RNA는 Clear-S™ Total RNA extraction kit (Cat#. IVT-3001, Invirustech, Gwang-ju, Korea.)를 사용하여 매뉴얼대로 추출하였다. 추출한 RNA 일부는 RNAseq 분석에 활용하였고 남은 일부는 cDNA를 합성하여 상대정량을 위한 RT-qPCR의 주형 DNA로 사용하였다(Fig. 1).
3. cDNA 라이브러리 구축 및 RNAseq 분석
RT-qPCR을 위한 cDNA 합성은 추출된 RNA 1ug을 취하여 AccuPower® CycleScript™ RT PreMix (Cat#. K-2044, Bioneer, Daejeon, Korea)를 사용하여 cDNA 라이브러리를 합성하였다. RNAseq 라이브러리는 NEBNext Ultra II Directional RNA-Seq kit를 사용하여 구축하였고 이를 Illumina NovaSeq 6000 플랫폼을 사용하여 샘플별로 Paired-end 100bp씩 4G read를 생산하였다 (Fig. 1).
4. Short read 전처리 및 Assembly
생산된 RNAseq Short read의 전처리를 위해 Fastp (v0.23.2)를 이용하여 QC를 수행하였다(Chen et al., 2018). 전처리 과정을 통과한 cleaned read를 사용하여 Trinity (v2.8) 프로그램의 권장 protocol에 따라 de novo assembly를 수행하였다(Haas et al., 2013; Fig. 1).
5. Annotation 및 read mapping
UniProtKB/Swiss-Prot database의 아미노산 서열과 BlastP 및 MMseqs2를 이용하여 contig annotation을 수행하였다. Read mapping 분석은 Kallisto (v0.44.0) 소프트웨어를 사용하였고, 생산된 bam file을 sam file로 변환, sort 및 indexing 하였다. 이후 결과물을 IGV viewer를 이용하여 돌연변이별, 유전자별 서열을 확보하였다(Fig. 1).
6. 형태 형성 관련 유전자 primer 설계 및 qPCR 유전자 발현 분석
본 연구에서 확보한 전사체 서열정보와 database를 비교 분석하여 확보된 24종의 형태 형성 관련 유전자의 RT-qPCR용 프라이머를 설계하여 본 실험에 사용하였다(Table 3).
qPCR 유전자 발현분석은 상대정량법을 이용하였다(Livak and Schmittgen, 2001). 각 샘플별 유전자 발현량은 HIS3 gene 의 CT값으로 평준화하였고 품종별 유전자 발현량은 대조군인 코윈어리 유전자 발현량의 CT값으로 평준화하였다(Fig. 3).
7. 통계분석
통계 처리는 R program (version R-4.4.0, 2024)을 이용하여 stats package의 aov 함수를 이용하여 계통과 생육기간을 2요인으로 이원배치분산분석을 실시하였다. 분산분석결과 상호작용이 나타나지 않는 유전자의 계통과 생육기간 중 유의성이 나타나는 요인 각각의 주효과를 평가하여 사후검정을 실시하였다. 두 요인의 상호작용이 나타나는 경우, 다른 요인의 수준에 따라 단순효과만을 평가하였으며, 생육기간의 단순효과를 평가할 때는 Sidak 다중 비교 보정으로 쌍별 비교의 유의 수준을 조절한 후 사후검정을 실시하였다. 유의적인 차이가 나는 요인에 대한 사후검정은 emmeans package (Lenth, 2025)의 emmeans 함수를 이용하여 Tukey의 HSD (Honestly significant difference) 방식으로 5% 유의수준에서 사후검정을 실시하였다.
Ⅲ. 결과 및 고찰
1. 방사선 조사처리 돌연변이체 표현형 특성 비교
방사선 돌연변이체 유도를 위해 저준위 감마선 조사시설에서 100, 200 그리고 300 Gy로 24시간 감마선을 조사한 이탈리안 라이그라스 종자의 M1 세대 표현형을 관능조사를 통해 평가하였다. M1 세대의 각 개체별 표현형은 굵은 줄기와 넓은 잎을 가진 계통, 화서의 형태가 일반적인 이탈리안 라이그라스가 가진 수상화서가 아닌 복수상화서의 특이한 화서를 가진 계통 그리고 상대적으로 매우 짧은 초장을 보인 계통 등이 있었으며, 그 중 줄기가 굵고 넓은 잎을 가진 계통을 초다수성 계통으로 정의하고 해당 계통을 선발 및 교배를 통하여 3세대까지 진전시켜 형질을 고정하였다.
초다수성 계통을 관능평가하였을 때, 대조군인 코윈어리 품종 보다 초기 생육이 빨랐으며, 수확기 잎의 길이와 폭이 넓고 경직 경이 더 두꺼운 것으로 나타났다(Fig. 2).
2. RNAseq data 분석 및 assembly
초다수성 계통(CD33)과 대조군인 코윈어리 간 transcriptome 비교 분석을 통해 형태 형성과 관련된 유전자의 특성을 파악하고 자 하였다. RNAseq 데이터의 전처리와 de novo assembly 과정을 거쳐 Transcriptome unigene list 목록을 구축한 후(Table 2), functional annotation을 통해 계통 간 유전자 구성 차이를 분석하였다(Fig. 1). 분석 결과, unigene 수는 초다수성 계통에서 42,388개, 코윈어리에서 46,999개로 확인되었으며, 이는 표현형에 따라 유전자 구성이 상이함을 시사한다.
본 연구에서 분석한 형태 형성 관련 유전자로 Expansin (EXP), Growth regulating factor (GRF), GRF induced factor (GIF) 그리고 성장호르몬에 관련된 유전자군을 선정하였으며, 확보한 전사체 유전자 서열정보를 바탕으로 BLASTn을 사용해 각 유전자와 유사성을 분석하였고, 그 결과 database에서 확보된 7종의 Expansin 유전자, 4종의 GRF 유전자, 1종의 GIF 유전자 그리고 12종의 성장호르몬 관련 유전자를 포함하여 총 24종의 유전자를 품종별 유전자 발현 분석에 활용하였다.
3. 발아 후 1-3주차 품종별 유전자 발현 분석
작물의 생산성과 상관관계가 높은 줄기 및 잎 크기 등 각 조직의 성장과 관련된 유전자를 타겟으로 분석을 실시하였다. 본 연구는 초다수성 계통이 대조군인 코윈어리보다 각 영양기관의 크기가 큰 원인을 형태 형성 유전자를 통해 분석하는 것이 주요한 목적임으로 계통과 생육기간의 2가지 요인 중 계통 간 차이를 더 주요한 효과로 평가하였다. 이원배치분산분석 결과에서 상호작용이 나타나지 않는 유전자의 경우 계통간 주효과에서 차이가 나는 유전자만 선정하였으며, 상호작용이 나타나는 유전자의 경우 생육단계 수준에 따른 계통간 단순효과와 계통간 수준에 따른 생육 단계 사이의 단순효과를 각각 분석하였다(Fig. 3).
발현 패턴이 유사하게 나타나는 유전자를 하나의 그룹으로 분류한 결과 4가지의 그룹으로 분류할 수 있었다. 그룹 1은 초다수성 계통의 발현량이 주차와 상관없이 통계적으로 일정하게 나타나는 그룹으로 해당 그룹은 대부분의 생육기간에서 초다수성 계통의 발현량이 대조군인 코윈어리보다 낮은 그룹과 생육초기에 대조군인 코윈어리에서 발현량이 폭발적으로 증가한 이후 급감하는 패턴을 보인 그룹의 두가지 세부 그룹으로 나누었다. 이 중 첫 번째 세부 그룹에는 Actin, EXPA11, GRF6, IAA30-Like (Auxinresponsive protein 30-like protein) 유전자가 포함되어 있으며 (Fig. 3a, b, c, d), 특히 Actin과 GRF6 유전자의 경우 계통간 차이와 생육단계에 따른 차이의 두 요인 간 상호작용이 나타나지 않으면서 계통간 주효과가 유의적으로 나타났기 때문에 해당 유전자의 발현량 차이는 절대적으로 계통에 따른 발현량 차이를 보인 것으로 확인되었다(Table 4). 일반적으로 actin은 세포골격의 핵심 구성요소로, 식물세포의 형태유지, 물질의 이동, 세포 분열 등에 관여하며(Staiger et al., 2013;Hussey et al., 2006), 해당 유전자의 발현량 감소나 기능적 저해는 일반적으로 왜소증을 유발한다(Sun et al., 2019). 본 연구에서 초다수성 계통에서 오히려 Actin의 발현량이 더 감소하는 결과를 나타내었는데, 이는 오히려 actin의 밀도가 낮아진 것이 작물의 생육에 긍정적인 영향을 준 것으로 생각된다. 애기장대를 이용한 연구에서 Actin Depolymerizing Factor4 (ADF4) 녹아웃 돌연변이가 actin filament의 분해를 감소시키고 이로 인해 세포 내 actin의 확률적 동적 회전율이 낮아져, actin filament의 구조가 더 다발화되고 밀도가 낮아진다고 보고하였다(Henty et al., 2011). 그 결과 야생의 식물체보다 긴 하배축과 표피 세포를 나타내었는데, 본 연구에서 낮아진 actin의 발현량이 농도 의존적으로 actin의 매커니즘에 영향을 주고 낮아진 actin filament의 밀도로 인해 식물체의 크기가 커진 것으로 생각된다. GRF 유전자군은 잎의 성장과 줄기의 신장 세포의 분열과 분화 등에 관여하는 유전자이다 (Omidbakhshfard et al., 2015). 본 연구에서 초다수성 계통의 감소된 GRF6 유전자의 발현량이 오히려 초기 식물체의 초형을 키운 것으로 생각된다. Horiguchi and Tsukaya (2011)에 보고한 내용에 따르면, 세포의 수를 감소시키는 돌연변이로 인해 비대해진 세포의 크기로 기관의 크기가 유지되거나 비대해진다고 설명하였는데, 특히 GRF family의 전사 후 발현량을 감소시키는 miR396 과 같은 유전자의 과발현이 이러한 두드러진 표현형을 나타낸다고 보고하였다. 따라서 낮아진 actin의 밀도와 GRF 유전자의 발현량 감소로 인한 세포 수의 감소가 세포의 크기를 키워 초다수성을 유도한 것으로 생각이 된다.
그룹 2는 AXR1 (Auxin-resistant protein 1), DEP1 (Dense and erect panicle 1), Exordium-Like (EXL1), EXPB6, MYB65- Like (Myeloblastosis 65-like transcription factor) 유전자가 포함되어 있으며(Fig. 3e, f, g, h, i), 해당 유전자들은 공통적으로 1주차 때 대조군인 코윈어리에서 초다수성 계통보다 최소 2.1배 (EXL1)에서 최대 11.4배(AXR1) 높은 발현량을 나타내었다. 2주와 3주차의 경우 EXL1와 EXPB6 유전자를 제외하고는 초다수성 계통과 대조군 사이의 발현량 차이는 통계적으로 나타나지 않았다. AXR1는 auxin 호르몬의 신호전달에 필수적인 단백질이며 (Stirnberg et al., 1999), EXL1은 brassinosteroid의 신호전달에 관여할 것으로 추측된다(Coll-Garcia et al., 2004). 초다수성 계통에서 이러한 유전자의 발현이 1주령의 유묘기에서 특히 낮은 수준을 보인 것은 해당 돌연변이 계통의 식물 호르몬 농도에 이상이 있다는 것을 시사한다. 특히 과도한 옥신의 발현이 식물체의 생장을 직접 억제할 수 있다고 보고되었기 때문에(Thimann, 1939), AXR1의 저조한 발현에도 초기 생육이 우수한 이유가 초다수성 계통의 초기 발달에 과도한 auxin 신호가 활성화 되었고 이를 최적화하기 위해 해당 유전자의 발현이 낮게 나타났을 가능성이 있다. 따라서 이러한 주장을 뒷받침하기 위하여 추후 연구에서는 돌연변이 계통의 호르몬 농도가 어떻게 변화하는지 분석되어야 할 것이다.
그룹 3은 이와 대조적으로 대부분의 생육기간에서 대조군인 코윈어리 품종의 해당 유전자들의 발현량이 일정하게 나타나며, 생육초기에 대조군 대비 초다수성 계통에서 폭발적인 발현량 증가가 나타난 것이 특징이다. CyclinB1-2, DA1-Like, EXPB2, PEVMPP1 (Pyrophosphate-energized vacuolar membrane proton pump) 유전자가 해당 그룹에 속하며, 1주차 때 대조군 대비 초다수성 계통에서 최소 4.9배(CyclinB1-2)에서 최대 16.5배 (PEVMPP1)의 높은 발현량을 나타냈으며, EXPB2 유전자를 제외하고 2주차와 3주차의 경우 발현량이 낮아져 대조군과 유사한 발현량을 나타내었다. EXPB2 유전자의 경우 2주차에도 1주차 수준의 높은 발현량이 유지되었으며, 유의적으로 대조군인 코윈어리보다 높게 나타났다. Cyclin B의 경우 cyclin-dependent kinase (CDK)와 복합체를 형성하여 세포를 유사분열로 유도하는 역할을 하며(Weingartner et al., 2004), PEVMPP1는 세포의 확대에 관여하는 액포의 확장에 필수적인 능동 수송계를 조절하는 것으로 보고되었다(Maeshima et al., 1996). 또한 Expansin은 세포벽 단백질로 세포벽의 유동성을 증가시켜 세포 확대를 유도하며 이를 통해 식물의 성장과 순응에 관여한다고 보고되었다 (Marowa et al., 2016). 세포의 확대와 분열에 관여하는 이러한 단백질을 암호화하고 있는 유전자의 발현이 초기에 대조군인 코윈어리보다 높은 것이 초다수성 계통에서 초기생육이 뛰어난 이유 중 하나로 생각된다. DA1-Like 단백질의 식물 기관의 크기를 조절하는데 중요한 역할을 하며, 해당 유전자는 ABA 호르몬의 조절을 받아 정상적인 기관의 크기로 유지하는 역할을 수행한다 (Karamat et al., 2022). DA1 단백질의 358번 자리의 아미노산이 arginine(R)에서 lysine(K)로 전환된 da1-1 유전자의 경우, 농도 의존적 조절을 통해 DA1과 DA1-related(DAR) 단백질의 기능을 억제하는데, 해당 유전자가 우성적으로 발현될 경우 식물체의 영양기관과 생식기관이 비대해지는 것으로 보고되었다(Li et al., 2008). 본 연구에서 초기 발현량이 증가함에도 초다수성 계통의 크기가 대조군인 코윈어리 보다 초형이 크게 나타난 이유도 방사선에 의한 DA1-Like 유전자의 돌연변이가 이러한 표현형을 유도 했을 가능성을 시사한다.
마지막 그룹 4는 초다수성 계통과 대조군인 코윈어리의 상호 작용 기울기의 방향이 서로 반대로 나타나는 질적 상호작용이 두드러지게 나타나며, 초다수성 계통은 생육단계에 따라 발현량이 감소하지만 대조군인 코윈어리의 발현량은 점차 증가하는 패턴을 나타냈다. 해당 그룹에 속하는 유전자는 IAA3 (Auxin-responsive protein), EF1A (Elongation factor 1-alpha), EXPA1C, EXPA2, EXPB16, GRF11, GRF12 유전자이며, 이중 IAA3, EF1A, EXPB16, GRF11, GRF12 유전자의 경우 1주차에서는 초다수성에서 최소 1.3배(GRF12)에서 최대 10.8배(EF1A) 대조군 대비 높은 발현량을 나타내었으며, 3주차에서는 최대 67%(EF1A)에서 최소 22%(GRF11) 대조군 대비 발현량이 감소하는 것으로 나타났다. IAA3 유전자는 auxin 감수성에 관여하는 유전자로 auxin의 농도를 인식하고 반응하는 유전자이며(Sato and Yamamoto, 2008), Elongation factor 1-alpha (EF1A)의 경우 녹아웃 돌연변이 연구를 통해 잎 세포 확장에 중요한 역할을 수행하는 유전자로 보고되었다(Schrӧder et al., 2009). 해당 유전자의 높은 발현량이 초다수성 계통의 초기 생육이 우수함을 보여주는 근거로 생각된다.
유전자별로 추가 연구를 통한 검증이 필요하지만, 본 연구 결과를 보았을 때, 각 주요 패턴별 특징이 잘 드러나는 유전자인 이탈리안 라이그라스의 초장, 경직경, 엽면적 등의 초형을 거대화하여 생산성을 증가시키는 것으로 생각된다.
Ⅳ. 결론
본 연구는 방사선 돌연변이 육종을 통해 선발한 이탈리안 라이그라스 초다수성 계통을 이용하여 작물의 형태 형성에 관여할 것으로 생각되는 Expansins, GRF, GIF 그리고 성장 호르몬에 관련된 유전자를 발굴하고 이들에 대한 RT-qPCR primer를 설계한 뒤 유전자 차별 발현 분석을 수행하였다. 1-3주령 유묘 잎 조직에서 대조군인 코윈어리와 초다수성 계통의 유전자 발현량을 비교한 결과, 발현 패턴은 네 가지로 구분되었다. 초다수성 계통이 생육 단계와 관계없이 대조군보다 낮은 발현량을 지속적으로 유지한 유형, 초다수성 계통의 발현량은 계속 낮은 수준을 보이면서, 대조군의 발현량이 생육 초기에 급격하게 증가한 유형, 이와 대조적으로 대조군의 발현량이 일정하게 낮은 수준을 유지하는 동안 초다수성 계통에서 생육 초기에 발현량이 급증한 유형, 그리고 초다수성 계통의 발현량이 생육이 진행될수록 감소하지만, 대조군은 점차 발현량이 증가한 유형이 확인되었다. 이러한 결과로 볼 때 각 그룹의 유전자 발현 패턴이 잘 드러나는 Actin과 GRF6 (그룹 1), AXR1과 EXPB6 (그룹 2), PEVMPP1 (그룹 3), EF1A (그룹 4)의 유전자가 초다수성 이탈리안 라이그라스 품종 개발을 위한 주요 후보 유전자임을 시사한다.
