Development of specific SNP molecular marker from Thistle using DNA sequences of ITS region

Thistle is a perennial plant that is widely used for medicinal purposes. Information on the genetic diversity of thistle populations are great important for their conservation and germ plasmic utilization. Although thistle is an important medicinal plant species registered in South Korea, no molecular markers are currently available to distinguish them from other similar species from different countries. In this study, we developed single nucleotide polymorphism (SNP) markers derived from the nuclear ribosomal DNA internal transcribed spacer (ITS) regions of genomic sequences to identify distinct Korean-specific thistle species via an amplification refractory mutation system (ARMS)-PCR and high resolution melting (HRM) curve analyses. We performed molecular authentication of four different kinds of thistle species from different regions using DNA sequences in the ITS intergenic region. We also developed a quantitative PCR assay using species-specific ITS primers, which allowed us to estimate the ratio of Korean-specific thistle species using varying ratios of mixed genomic DNA templates from the two species. The SNP markers developed in this study are useful for rapidly identifying specific thistle species from different countries.

엉겅퀴의 ITS 영역 염기서열 분석을 통한 특이적 SNP 분자마커의 개발

엉겅퀴는 일반적으로 이용되는 대표적인 다년생의 약용식물이다. 최근 국제적 추세에 따라 자국의 유전자원의 발굴, 보존 등이 강화됨에 따라 인접국가와 국내 자생 엉겅퀴 계통을 판별 할 수 있는 기준 설정에 관한 연구의 필요성이 대두되고 있지만, 분자생물학적 판별 기술의 개발은 아직 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 국내 토종과 해외 유래 엉겅퀴종의 기원을 판별하기 위해 핵의 리보솜에 존재하는 ITS 유전자단편에서 SNP를 이용한 판별 프라이머를 확보하였으며, 이를 보완하여 보다 신속하게 판별하기 위하여 ARMS-PCR 및 HRM 기술을 이용한 판별 마커와 그 조건을 확립하였다. 또한, 국내 종 특이적 프라이머들을 이용한 정량적 PCR 분석방법을 이용해 두 가지 종의 genomic DNA의 혼합 여부를 판별하였다. 그러므로, 본 연구에서 개발된 SNP 마커는 다양한 지역 또는 국가에서 서식하는 엉겅퀴 종들의 신속한 확인을 위해 매우 유용하게 이용될 것으로 생각된다.