Clone Identification of Cudraria Tricuspidata and Hibiscus Syriacus by Using PCR and Southern Hybridization

PCR과 Southern hybridization을 이용한 구지뽕나무와 무궁화의 클론감별

Polymerase chain reaction (PCR) and Southern hybridization analyses were carried out to identify clones of silk worm thorn (Cudraria tricuspidata) and Rose of sharon (Hibiscus syriacus) which look like one tree with two ar three, branches or two or three different trees. For PCR five different PCR primers $(17{\sim}24\;nucleotides)$ are derived from CaMV 35S promoter, nopaline synthase terminator and coding region of thylakoid membrane protein gene. In the case of silk worm thorn, about 500 bp of PCR product was produced from DNAs of one tree or branch in the presence of 35S primer alone. Southern hybridization analysis of genomic DNAs hybridized with $^{32}P$ labeled PCR product showed that the same size of DNA fragments were hybridized with different intensities. In addition, PCR analyses using 20 different primers of OPERON 10-mer kits showed that only OPA01 primer produced PCR products of different size. These results indicate that two different trees of silk worm thorn combined to one tree. In the case of the Rose of Sharon, the same size of PCR products were produced from three different samples but Southern hybridization with the above PCR product as a probe did not show any hybridized bands. PCR analyses in the presence of OPERON 10-mers showed OPA04 and OPA13 produced different products including same sizes of products. These, results indicate that three different trees of the Rose of Sharon seem to be derived from the tree.

본 연구는 polymerase chain reaction (PCR)와 Southern hybridization을 이용하여 서로 붙어있는 나무가 한 나무인지 두 나무인지 규명하였다. 공시된 수종은 구지뽕나무와 무궁화이다. 구지뽕나무는 경상북도 성주군 금수면 봉두리 안새출 금수식당 앞에 있는 나무로 두 사람이 서로 안고 있는 형상인데, 한 나무의 두 가지인지 가까이 자란 두 나무가 붙었는지를 구별하기 어려운 나무였다. 다섯 종류의 PCR primer $(17{\sim}24-mers)$ 중 355 primer의 경우 한가지의 잎 DNA에서만 PCR 산물이 검출되어 이것을 방사선표지한 후 genomic Southern hybridization을 행하였던 바 이 probe와 결합하는 DNA 단편이 동일한 위치에서 검출되었으나 정도는 다르게 나타났다. 아울러 OPERON 10-mer kits A에 있는 20종류의 primer를 이용하여 PCR을 행한 결과 OPA01 primer (CAGGCCCTTC)에 의한 PCR 생성물은 동일한 위치의 band 뿐만 아니라 추가로 4개가 한가지의 잎 DNA에서 더 나타났다. 따라서 구지뽕나무는 두 나무가 연결되어 한 나무를 이루는 것으로 짐작된다. 또한 무궁화는 경상남도 합천군 청덕면 두곡리 청덕초등학교 내에 있는데 수령 50년 이상으로 멀리서 보면 한 나무의 형상을 하고 있으나, 가까이 다가가서 줄기의 아래부분을 보면 세 줄기가 붙어있는 형상을 하고 있다. 따라서 이 무궁화 역시 한 나무의 세 가지인지 세나무가 가까이 자라 붙었는지 PCR과 Southern hybridization 방법을 이용하여 규명하려 하였다. Southern hybridization 결과에 의하면 구지뽕나무의 분석에 사용한 probe와 결합하는 DNA 단편은 검출되지 많았으며, 35S primer에 의한 PCR 생성물은 동일하였으나 OPA04와 OPA13 primer의 경우 약간의 상이성을 보였다. 이러한 결과에 따라 무궁화는 한 나무의 세 가지인 듯하나 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다.