• Journal of Plant Biotechnology
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• 제29권3호
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• pp.151-159
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• 2002

작물의 신품종 육성 과정에 있어서 선발은 육종의 성패를 좌우하는 중요한 과정이다. 하지만 개체가 나타내는 표현형은 유전적 요인과 환경적 요인이 동시에 작용하여 나타나기 때문에 유전적인 효과만 구분하여 선발하는 것은 매우 어렵다. 최근에 분자생물학 분야의 연구가 급속도로 발전함에 따라 분자 수준의 표지 인자를 유용 유전자의 간접선발 지표로 활용하여 선발 효율을 높일 수 있게 되었다. 작물의 유전자 지도 및 분자 표지인자는 작물 육종에 매우 유용하게 활용될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 무에서 양친인 '835'와 'B$_2$'에서 유래한 여교잡 집단 82개체를 이용하여 RAPD 유전자군 지도를 작성하고 관련 마커를 탐색하여 육종에 이용하고자 연구를 수행하였다. Primer 375종류를 이용하여 양친, 835와 B$_2$ 사이의 다형화 밴드 128개를 찾았다. BC$_1$F$_1$집단 조사를 통해 MAPMAK ER/EXP를 이용하여 연관군 지도를 작성하였다. 분리 분석된 RAPD 표지인자 128개 중 126개는 멘델의 이론 분리비 1:1에 적합하였으며. 2개는 동형접합체 (모본형) 쪽으로 편중되어 분리되었다. LOD 3.0 수준에서 128개의 표지인자가 9개의 연관군으로 나뉘어졌고 전체거리는 1,688.3 cM이었으며, 표지인자 간 평균거리는 13.8 cM으로 Lefebvre 등 (1996)이 발표한 자료를 참고하여 무 genome 전체의 유전적 거리를 계산한 결과 무의 유전자지도는 무 genome전체의 68.7%~80.1%를 포함하는 것으로 추정할 수 있었다. RAPD 마커에서 문제시되는 재현성 문제를 검정하기 위해 이를 STS 마커로 변환하고자 OPE10 primer에 의해 증폭된 특정 밴드를 클로닝하고 염기서열을 분석한 다음 얻어진 염기서열을 기본으로 하여 primer를 제작하여 PCR 하였다. 그 결과 10mer인 OPE10을 이용하여 분석했을 때와 동일하였으며 목적 밴드 외 다른 밴드는 생성되지 않아 앞으로 분자 마커로서 충분히 이용될 수 있음을 보여주었다.

• 생명과학회지
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• 제19권5호
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• pp.639-643
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• 2009

배추는 재배 온도에 따라 수확량과 품질에 많은 영향을 받을 수 있다. 고온 스트레스 저항성 배추품종 육성을 위해 본 연구는 스트레스 저항성에 관련이 있다고 알려진 trehalose 유전자 관련 다형성 마커를 개발하였다. 아라비돕시스 trehalose 합성 유전자와 유사한 총 28개의 배추 EST를 NCBI database에서 찾고 고온에 상대적으로 약한 지부품종과 고온에 잘 견디는 품종인 권심을 대상으로 다형성을 조사하였다. 이 중 10개의 EST에서 insertion/deletion 또는 single nucleotide polymorphism을 발견하여 이를 바탕으로 쉽게 이용이 가능한 10개의 다형성 PCR 마커를 개발하였다. 본 연구에서 개발된 trehalose 분자마커는 앞으로 배추 작물에서 환경 스트레스 저항성과 유전적 연관성을 확인하는데 이용될 수 있고 MAS를 이용한 품종육성에 이용될 수 있다고 기대된다.

• 식물분류학회지
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• 제43권1호
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• pp.30-33
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• 2013

성널수국은 일본 관서지방에 널리 분포하고 있지만, 한반도에서는 제주도에서만 발견되고 있는 멸종위기 식물이다. 본 연구에서는 성널수국에서 총 5개의 microsatellite 유전자좌를 형질화하여 마커를 개발하였다. 유전자좌당 대립유전자수의 범위는 3-27개, 이형접합률의 관측치와 기대치는 각각 0.27-0.86과 0.34-0.91로 나타났다. 본 연구에서 개발된 microsatellite 마커는 성널수국의 유전적 다양성 및 구조, 그리고 유전자 이동을 밝히는데 사용될 수 있을 것이며, 그 결과들은 한국산 성널수국에 대한 효과적인 보전 전략을 제시하는데 일조할 것으로 기대된다.

• 생태와환경
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• 제53권2호
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• pp.165-172
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• 2020

중금속은 다양한 경로를 통해 환경 중 배출되어 서식 생물에 노출되며 체내 다양한 생리학적 불균형을 유도한다. 본 연구에서는 수서생물지표종으로 이용되는 깔따구(Chironomus riparius)를 이용하여 야외 중금속(Al, Aluminum; Cr, Chromium; Cu, copper; Mn, Manganese; Zn, Zinc) 농도 노출에 따른 다양한 분자발현 반응과 상관성을 분석하였다. 생물 체내 분자 반응을 관찰하기 위해 heat shock protein 40, 70, 90 (HSP40, 70, 90), cytochrome 450(CYP450), Glutathione S-transferase (GST) and Serine-type endopeptidase (SP)를 이용하였다. 그 결과, 스트레스 분자마커로 이용되는 HSPs 유전자들은 중금속 노출된 개체들에서 대조군보다 높은 경향을 보였으며 Cu 노출 시 가장 높은 발현을 나타냈다. 해독에 관여하는 CYP450과 GST 유전자 발현 결과, Cr과 Cu에서는 다른 노출군에 비해 높은 발현 경향을 나타냈다. SP 유전자 발현 결과 Al을 제외한 모든 노출군이 대조군과 유사한 발현 패턴을 보였다. 이와 같은 연구 결과는 실내에서 환경 중 존재하는 실제 농도를 반영한 독성실험을 통해 노출물질과 농도에 따라 특이적으로 발현하는 분자마커 패턴을 보고하였다. 또한, 수생태계로 유입되는 중금속이 하천에 서식하는 생물에 주는 유해 영향에 대한 정보와 분자 지표 유전자들의 현장 적용 가능성을 보여준다.

• 한국작물학회지
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• 제51권spc1호
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• pp.185-192
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• 2006

작물과학원에서 육성한 찰옥수수 자식계통들을 대상으로 SSR 마커를 이용하여 자식계통간 유연관계 등을 분석하고 계통군화 시켜 교배 모, 부본 선정의 기초 자료로 이용하고자 하였으며 종실의 품질특성들과 연관되어 있는 분자마커를 선발하여 품질육종의 효율성을 높이고 고품질 찰옥수수 품종육성에 이용하기 위한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 64개 자식계통의 genomic DNA증폭에 의해 30개 microsatellite 마커를 이용하여 전체 225개, 마커 별로는 $2{\sim}13$개, 평균 7.5개의 alleles가 관찰되었으며 PIC값은 $0.14{\sim}0.87$의 범위였고 평균 0.69의 다양성을 보였다. 2. 증폭된 밴드의 유무를 이용하여 계통간 유전적 거리를 구하였으며 이를 근거로 군집분석을 한 결과 9개 군으로 분류할 수 있었고 특히 I군의 경우 64계통 중 41%인 26계통이 포함되었으며 나머지 군들은 $3{\sim}9$개의 자식계통이 포함되었다. 3 유전적 거리에 의한 자식계통군의 분류 결과를 기존에 육성된 교잡종들과 비교해 본 결과 찰옥1호의 모, 부본인 KW1, KW2는 각각 I군과 VII군, 찰옥2호의 모, 부본인 KW7, KW3은 각각 I군과 VIII군에 속해 있었으며, 고식미 교잡종인 찰옥4호는 모, 부본인 KW33과 KW35는 I군과 IV군, 일미찰의 모, 부본인 KW51, KW35도 I군과 IV군에 속해 있어서 원연간에 교잡이 이루어 진 것으로 나타났다. 4. 30개 SSR 마커에 의해 발생된 대립인자와 품질관련 특성들과의 연관성을 분석한 결과 아밀로펙틴 함량 등 8개 형질과 관련되는 마커를 선발하였다. 이 마커들 중 umc 1019는 아밀로펙틴, 단백질 함량과 연관되었으며 umc1020은 아밀로펙틴 함량, 최고점도 및 전체적 기호도와 관련되었고 bnlg1537은 백립중, 립장, 립폭과 관련이 높은 것으로 나타났다.작할 수 있었다. 이 환원유(還元乳)를 일정(一定)한 조건(條件)에서 한국 영양권장량과 비교(比較)했을 때, 모든 영양소(營養素)를 충분(充分)히 공급(供給)할 수 있었는데 나이아신 만이 권장량에 미달하였다. 또한 분유(粉乳) C에서 철분이 약간 미달했고, 비타민A는 1일(日) 권장량에 6배(倍)나 되어 앞으로 재검토(再檢討)를 요(要)하는 문제라 하겠다. 4. 아미노산(酸) 조성(組成)은 분유간(粉乳間)에 다수 차계(差界)를 보였으며, 필수(必須)아미노산(酸) 조성(組成)이 우유에 가까웠던 점(點)으로 보아 아미노산 조절(調節)은 없었는듯 하였다. 발효유의 아미노산(酸) 조성(組成)은 우유와 거의 같았다. 5. 지방산(脂肪酸)의 조성(組成)은 전체(全體) 포화지방산대(飽和脂肪酸對) 불포화지방산(不飽和脂肪酸)의 비(比)가 3종(種)의 분유간(粉乳間)에 비슷하였고, 특히 필수지방산(必須脂肪酸)의 조성(組成)이 모유(母乳)와 유사(類似)하거나 높아 이들 지방산(脂肪酸)이 첨가(添加)되어 있음을 나타냈다. 이상의 여러 결과(結果)들을 종합(綜合)할 때 3종(種)의 분유간(粉乳間) 영양효과(營養效果)는 비슷하고, 조제분유(調製粉乳)의 일반조성(一般組成), 무기질(無機質) 및 지방산(脂肪酸) 조성(組成)에 있어서 모유(母乳)에 상당히 접근(接近)하는 것으로 믿어진다. 한편 철분, 비타민 등(等)의 강화(强化)로서 단일식품(單一食品)으로서의 효용성(效用性)을 높인 것은 사실이나, 일부 영양소(營養素)의 지나친 강화(强化)문제는 좀더 신중히 다루어져야 할 것으로 생각된다.성(構成) polyol은 glycerol뿐이 었으며 세포외(細胞外) 지질(脂質)의 구성(構成) polyol은 glycerol, mannitol, xylitol 및 arabitol 이었다.로 보아 glucosamine 2분자(分子)에 한계의 인(燐)이 monoester결합(結合)을 하고 있음을 알 수 있다. 8. spot A화합물(化合物)은 glucosaminiyl

• 생명과학회지
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• 제19권1호
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• pp.152-155
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• 2009

old-gold-crimson ($og^c$) 과색 돌연변이는 라이코펜의 함량이 증가된 진붉은색 토마토 과실을 생산한다. 이러한 돌연변이는 토마토의 carotenoid 생합성경로에 관여하여 라이코펜을 ${\beta}$-carotene으로 전환시키는 라이코펜 ${\beta}$-cyclase (Crt-b) 유전자(B)에 point mutation을 일으켜 정상적인 효소생성을 저해한다. 높은 함량의 라이코펜을 생성시키는 토마토 품종개발은 유전자 연관 DNA 마커를 이용한 분자표지이용선발(MAS)을 통해 가속화 될 수 있다. $og^c$ 돌연변이는 라이코펜 ${\beta}$-cyclase(Crt-b) 유전자 내 poly-A 서열반복 지점에서 adenine (A) 단일 뉴클레오티드의 결손에 의한 frame-shift mutation에 의해 일어나며, 이러한 대립유전자의 운영과 검증을 위해 $og^c$ 대립유전자로부터 합성되는 PCR 산물에 Hin fI 제한효소 인식부위가 인위적으로 생성되도록 PCR 프라이머에 단일 뉴클레오티드 mismatch 부위를 만들어 dCAPS 마커를 개발하였다. 본 dCAPS 마커는 유전자 유래의 공우성 PCR 마커로서 고함량 라이코펜 토마토개발을 위한 육종 프로그램의 MAS에 효과적으로 사용될 수 있다.

• 식물분류학회지
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• 제41권4호
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• pp.299-314
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• 2011

분자 마커의 선택은 집단유전학의 연구방법을 결정하는 중요한 고려사항으로, 현재까지 동식물의 집단유전학 연구에는 알로자임, RAPD, RFLP, AFLP, microsatellite, SNP, ISSR 등이 개발되어 주로 사용되고 있다. 이 중 microsatellite는 핵뿐만 아니라 엽록체, 미토콘드리아와 같은 세포소기관의 게놈상에 매우 풍부하게 존재하며, 핵에서 유래된 microsatellite는 높은 다형성을 보이는 공우성 마커로 집단 구조 및 유전적 다양성 연구에서 최근 선호된다. Microsatellite는 보통 1~6 bp의 짧은 서열이 반복된 것으로 각각의 유전자좌에 특화된 프라이머를 사용하여 증폭한다. Microsatellite는 PCR 반응으로 쉽게 유전자형을 분석할 수 있는 장점이 있으나, 종 특이적으로 개발되고 계통적으로 매우 가까운 근연종에게만 적용될 수 있는 단점이 있다. 따라서, 야생식물의 경우 microsatellite 개발에 필요한 게놈 정보가 부족하고 신규 개발비용이 많이 소요되어 적용이 쉽지 않았으나, 점차 개발비용이 낮아지고 있어, 야생식물을 대상으로 한 microsatellite 연구들이 증가하고 있는 추세이다. 따라서, 본 논문에서는 야생식물의 microsatellite를 이용한 분석 기초를 마련하고자 microsatellite 마커의 다양한 개발 및 분석 방법, 진화 모델 및 적용 분야에 대해 소개하고, 유전자형 결정시 잘못된 결론을 도출할 가능성이 높은 부분에 대한 사항들을 지적하여 야생식물의 microsatellite를 이용한 집단유전학적 분석에 도움을 주고자 하였다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제1권4호
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• pp.57-63
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• 2012

본 연구는 무작위 분자마커(RAPD)를 이용한 우리나라 골프장에서 이용되고 있는 잔디 13개 잔디품종의 유전적 다형성을 조사하여 보다 효과적인 골프장 관리를 위한 유전적 정보를 제공하고자 조사하였다. 본 연구에서 사용한 54개의 random hexamer primer를 이용하여 RAPD분석을 실시한 결과 13~54개의 다형성 밴드를 형성하였으며 primer당 평균 30.7개의 다형성 밴드를 확인할 수 있었다. RAPD분석 결과 13개의 잔디품종은 크게 3개의 그룹으로 나눌 수 있었다. Group I은 Shadow II, Aurora Gold, Little Big Horn Blue, PennA-1, PennA-4, Group II는 Midnight II, Prosperity, Moonlight SLT, Bright Star SLT, Silver Dollar, Group III은 Olympic Gold Turf-Type, Silver Star Turf-Type, Tar Heel II Turf-Type을 포함하였다. 13개 잔디 품종의 유전적 근연 정도는 0.039~1.0으로 나타났으며, Group III이 유전적 근연 정도가 가장 높게 나타났다. 이상의 결과를 통해 향후, 잔디 종 또는 이종간의 유전적 다양성의 상호관계나 차이점을 규명하기 위해서는 형태적인 특성과 SCARs 마커와 같은 특이적인 분자마커에 대한 연구가 추가적으로 필요할 것으로 사료된다.

• 한국육종학회지
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• 제42권5호
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• pp.495-501
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• 2010

복숭아의 기원은 중국으로 알려져 있으며, 저장기간이 짧아 소비자들의 선호도가 낮았다. 이런 이유로 육종가들은 저장성을 높이는 것과 향과 맛을 좋게 하는데 육종 목표를 설정했으며, 국립원예특작과학원 육종가들은 이 목표에 따라 새로운 품종('천홍', '수홍', '하홍', '유명', '백미조생', '천향', '진미', '수미', '미스홍', '유미')을 육성하였다. 국립원예특작과학원 과수과에서는 육성 품종의 보호와 특허권을 확보하기 위해 분자생물학적 마커의 개발이 필요하여, 235 세트의 Operon 프라이머를 이용하여 품종 특이적인 DNA 절편 134개를 확보했고, 염기서열 분석을 통해 SCAR 마커를 개발하였다. 개발된 마커 14 세트를 이용하여 육성 품종과 육성 품종의 모본 부본이 포함된 30품종에 대해 구분이 가능하였다. 이 결과를 토대로 국립원예특작과학원 과수과에서 육성한 품종에 대한 분자생물학적 근거로 특허권을 확보하고, 묘목시장에서 품종에 대한 정확한 근거를 제시할 것으로 기대된다.

• 한국육종학회지
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• 제42권5호
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• pp.502-506
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• 2010

콩 알레르기에 민감한 사람들은 15가지가 넘는 콩 알레르기 단백질을 인지한다. 이러한 알레르기 단백질 때문에 콩의 광범위한 사용이 제한적이다. 시스테인 프로테아제에 속하는 P34 단백질은 콩의 주된 알러젠이다. 미국 국무부에서 16,226개의 유전자원에서 P34 단백질이 결핍된 PI567476 유전자원을 찾아냈다. P34 유전자 염기서열과 P34 유전자가 결실된 염기서열을 NCBI 데이터베이스에서 확인한 결과 P34 유전자가 결실된 염기서열에서 4 bp 가 삽입되었다는 것을 확인하였고, 그 부위에서 SSLP 마커를 개발하였다. 본 연구에서는 태광콩과 PI567476을 이용한 교배조합 $F_2$ 339개체를 개발한 분자표지마커로 확인하였다. 실험결과 태광콩 유형과 heterozygous 유형 및 PI567476 유형의 분리비는 85: 187: 67로 $X^2{_{0.05}}=5.99$, df=2에서 1:2:1의 분리비로 하나의 유전자가 관여한다는 것으로 나타났다. 앞으로 P34 단백질 관련 분자마커가 단백질 수준에서 정확히 일치하는지 확인 할 것이다.