• 제목/요약/키워드: 유전자/분자표지마커

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토마토 과형판별을 위한 OVATE 유전자 유래 분자표지 개발 (Development of Functional Molecular Markers for OVATE Gene Variation in Tomatoes (Solanum lycopersicum L.))

  • 김현정
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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    • pp.56-56
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    • 2018
  • 토마토에서 과형은 과실의 여러 가지 형질 중에서 눈에 가장 잘 띄는 형질이며, 소비자의 토마토를 구매를 결정하는데 많은 영향을 미치는 중요한 형질이다. 토마토의 과형을 결정하는 여러 가지 유전자 중에 OVATE는 둥근 토마토 과일을 서양 배 모양(pear shape)의 과일로 전환하는데 결정적인 역할을 하는 유전자이다. OVATE 유전자에 의해서 과일의 모양이 변하는 것은 조기종결 코돈을 초래하는 열성 돌연변이에 의해서 유도되며, 단백질의 C-말단 영역이 제거됨에 따라 그 기능을 상실하여 나타나는 현상이다. OVATE 유전자는 주로 식물의 생식기관에서 발현되며, 꽃에서는 개악하기 10일전부터부터 전사체가 만들어지고 발달중인 과실에서는 개약 후 8일까지 전사체를 확인할 수 있다. 토마토 분자육종 과정에서 과형 판별을 위해서 OVATE 유전자 연관 분자표지는 보고된 바 있으나 OVATE 유전자 유래 분자표지는 보고된바가 없다. 본 연구에서 국내에서 육성된 육종 라인들의 resequencing을 통해 OVATE 유전자 염기서열간의 SNP를 발견하고 이들을 dCAPS 마커로 전환하여 분자표지를 개발했다. 이러한 분자표지는 둥근 토마토(round)와 서양 배모양(pear shape)토마토 육종 프로그램의 효율성과 정확성을 향상시키는데 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

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도라지에서의 RAPD 마커 분석과 Actin 유전자 염기서열에서 유래한 CAPS 분자표지 개발 (Development of a CAPS Marker Derived from the Pg-Actin Gene Sequences and RAPD Markers in Platycodon grandiflorum)

  • 김문휘;정은아;정정수;권순태;전익조;정정학;이제민;염인화
    • 한국자원식물학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.648-655
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    • 2015
  • 본 연구에서는 도라지의 품종 구분 및 유전적 다양성 분석에 활용될 수 있는 분자표지 개발을 위하여 RAPD 마커를 활용하여 분석하였으며, 동시에 actin유전자 염기서열에서 유래한 분자표지를 제작하였다. 총 30개의 RAPD 분자표지를 활용한 분석을 진행하였으나, 재현성과 안정성이 확보된 DNA 상의 다형성은 확보할 수 없었다. 이에, 도라지 actin (Pg-actin) 유전자에 존재하는 Single Nucleotide Polymorphism (SNP)을 이용하여 품종 간 구분에 활용 가능한 분자마커로의 전환을 탐색하였다. 도라지 genomic DNA에 actin 유래 유전자를 사용하여 2개의 actin homologs를 확보하였으며, 이를 염기서열 분석하여 3.4 kb의 Pg-actin fragment와 Pg-actin과 28.6%의 유사도를 가진 1.4 kb의 actin homologue를 획득하였다. 획득된 Pg-actin은 4개의 exon과 3개의 intron으로 구성된 유전자로, DNA 다형성 탐색을 통해 intron 3의 286 bp 위치에서 SNP (G ↔ A)를 발견하였으며, 이를 활용도 높은 CAPS marker로 전환하여 PgActin-Int3 마커를 개발하였다. Pg-Actin-Int3 마커를 32개의 도라지 유전자원에 적용시켜 본 결과 품종 간의 차이를 보이는 부분이 확인되었다. 본 연구에서 확보된 도라지 DNA 염기서열정보는 도라지의 유전적 다양성 분석 및 도라지 분자육종에 활용될 수 있을 것이라 전망된다.

땅콩에서 고 올레인산 형질관련 분자마커의 선발 (Development of Selectable Marker of High Oleate Trait in Peanut (Arachis hypogaea L.))

  • 양기웅;배석복;박장환;이명희;정찬식;손정희;박금룡
    • 한국육종학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.507-514
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    • 2010
  • 땅콩의 delta 12 fatty acid desaturase 유전자의 염기서열에서 고 올레인산을 함유하는 F435를 선발할 수 있는 PCR 기초 분자표지마커를 제작하였다. 본 연구는 포인트 뮤테이션(point mutation)의 결과로 나타나는 고 올레인산을 SNP 마커를 이용하여 하나의 염기서열차이(아데닌 삽입)를 이용하여 판별할 수 있는 분자마커이다. 제작한 마커가 고 올레인산 관련 특이 마커인지 확인하기 위하여, 일반 땅콩 9 품종과 F435를 PCR 후 아가로스 겔 상에서 확인하여 고 올레인산 특이 분자마커임을 확인하였고, 조평 ${\times}$ F435의 $F_2$ 교배조합 41 계통을 이용하여 분리양상을 확인하였다. 그 결과 지방산 분석을 하지 않고도 고 올레인산 함유 계통을 손쉽게 선발할수 있었다. 특히, 헤테로 형질을 나타내는 계통도 선발 가능하였다. 분자마커의 결과가 지방산 수준에서 일치하는지 확인하기 위해 NIR 및 가스크로마토그래피 분석결과를 알아보았데 고 올레인산 관련 분자표지마커가 NIR 및 가스크로마토그래피 분석결과와 일치하였다. 고 올레인산 땅콩의 유전적 차이를 이용하여 분자표지마커를 개발 함으로서 고 올레인산 땅콩의 정확한 선발과 품종을 개발하는데 있어서 세대단축의 효과를 가져올 것이다.

GeneFishing PCR 기법을 이용한 한우 등심조직의 육질 등급 간 차등 발현 유전자의 발굴

  • 신성철;신기현;박종근;이준제;백명기;허연범;채지선;정구용;정의룡
    • 한국축산식품학회:학술대회논문집
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    • 한국축산식품학회 2005년도 제36차 추계 학술발표대회
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    • pp.119-122
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    • 2005
  • 본 연구는 한우 근내 지방 축적 기작을 구명하고 고급육과 저급육에서 차등 발현되는 유전자를 발굴 동정하여 한우 육질 진단을 위한 분자 표지 마커로 활용하기 위해 GeneFishing PCR 기법을 이용하여 한우 육질등급에 따른 등심조직에서 차등적으로 발현되는 유전자를 분석하였다. 한우 육질 등급($1^+$ 등급 vs 3 등급)간에 총 10개의 차등 발현 유전자가 확인되었고 이 가운데 고급육 한우 등심에서 발현량이 높은 유전자가 4개 그리고 저급육 등심에서 발현량이 높은 유전자 6개가 각각 검출되었다. 발현량 차이 유전자를 cloning하여 염기서열을 분석하고 상동성 검색을 실시한 결과 고급육에서 발현량이 높은 DEG는 주로 EST(expressed sequence tag) 유전자들로 밝혀졌고 저급육에서 발현량이 높은 DEG는 malate dehydrogenase 2(MDH2), myosin heavy chain 2a, triosephosphate isomerase 1(TPI 1), actin, alpha 1, skeletal muscle(ACTA1 ) 유전자들로 동정 되었다. 본 연구를 통해 한우 육질간 차등 발현되는 유전자들은 한우 육질 및 등급판정을 위한 표지인자(marker)로 활용할 수 있어 유전자 마커를 이용한 고급육 생산 한우의 육질 조기진단이 가능할 것이다.

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고추의 Tobamovirus 저항성 L 유전자좌와 연관된 대립유전자 특이적인 마커 세트 (A Set of Allele-specific Markers Linked to L Locus Resistant to Tobamovirus in Capsicum spp.)

  • 이준대;한정헌;윤재복
    • 원예과학기술지
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    • 제30권3호
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    • pp.286-293
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    • 2012
  • 고추에 있어서 Tobamovirus 저항성은 고추 염색체 11번 긴 팔 끝부분에 위치한 L 유전자좌의 다섯 개 대립유전자($L^0$, $L^1$, $L^2$, $L^3$, and $L^4$)에 의해 조절된다고 알려져 있다. 표현형 분석 없이 L 대립유전자를 구분할 수 있는 분자표지를 개발하기 위해서 다섯 개의 고추 판별 계통{Capsicum annuum Early California Wonder(ECW, $L^0L^0$), C. annuum Tisana($L^1L^1$), C. annuum Criollo de Morelos 334(CM334,$L^2L^2$), Capsicum chinense PI 159236($L^3L^3$), and Capsicum chacoense PI 260429($L^4L^4$)}을 식물재료로 사용하였다. 대립유전자 특이적 분자표지는 고추 판별 계통에 대해 $L^3$ 연관 분자표지(189D23M, A339, and 253A1R)와 BAC 염기서열(FJ597539 and FJ597541)의 PCR 증폭산물 염기서열을 비교 분석하여 개발되었다. 총 53개의 상용 고추 품종 중 48개에서 분자표지에 의한 추정 유전자형과 Tobamovirus{Tobacco mosaic virus(pathotype 0, $P_0$), Tomato mosaicvirus($P_1$), and Pepper mild mottle virus($P_{1,2}$)} 접종 표현형과 일치했다. 결과적으로 본 연구에서 개발된 분자표지는 고추 육종에 있어서 TMV 저항성 도입에 필요한 선발마커로 충분히 활용될 수 있을 것이다.

한우 Leptin 비만 유전자와 도체 및 육질 형질과의 연관성 구명

  • 신성철;정화철;김희선;전상희;권수연;김보현;정구용;정의룡
    • 한국축산식품학회:학술대회논문집
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    • 한국축산식품학회 2006년도 정기총회 및 제37차 춘계 국제학술발표대회
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    • pp.112-116
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    • 2006
  • 본 연구는 인간과 동물의 식욕조절, 에너지 대사, 체지방 축적 및 지방 대사에 핵심적인 역할을 담당하는 비만 유전자 leptin의 SNP를 검색하고, 이들 SNP 마커와 한우의 도체 및 육질형질들과의 연관성을 구명하여 고급육 생산 한우 조기 선발 및 육질 진단을 위한 분자 표지 마커로 활용하기 위하여 수행하였다. 한우 leptin 유전자의 exon 2 및 3번 영역을 포함한 염기서열 분석결과 총 3개의 SNP를 검출하였고, PCR-RFLP및 SSCP기법을 이용하여 SNP유전자형을 분석한 결과 exon 2 영역 내 C1180T SNP부위가 한우의 근내 지방도 및 등지방 두께와 유의적인 연관성(p<0.05)이 있는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구를 통해 개발된 한우 leptin 유전자의 특정한 SNP marker는 근내 지방도가 우수한 고급육을 생산하는 한우의 조기식별 및 마블링 등 육질진단에 매우 유용한 DNA 표지인자로 활용할 수 있을 기대된다.

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RAPD 마커를 이용한 무의 유전자지도 작성 (Construction of a Genetic Linkage Map in Radish(Raphanus sativus L.) Using RAPD Markers)

  • 안춘희;최수련;임용표;정해준;예병우;윤화모
    • 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.

토마토 과색 돌연변이 유전자(old-gold-crimson) 선발을 위한 dCAPS 분자표지 개발 (A Gene-based dCAPS Marker for Selecting old-gold-crimson (ogc) Fruit Color Mutation in Tomato)

  • 박영훈;이용재;강점순;최영환;손병구
    • 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.