• 제목/요약/키워드: 유전자원 평가

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Mitochondrial DNA와 microsatellite marker 분석을 통한 한국과 일본에 서식하는 5 지역의 도루묵(Arctoscopus japonicas)에 대한 유전학적 유연관계 분석 (Genetic Relationships of Sandfish (Arctoscopus japonicas) from Five Different Areas of Korea and Japan Based on Mitochondrial DNA and Microsatellite Analyses)

  • 김은미;강현숙;강정하;김동균;안철민;이해원;박중연
    • 생명과학회지
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    • 제25권11호
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    • pp.1204-1213
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    • 2015
  • 도루묵은 우리나라 동해에서 어획되는 상업적으로 중요한 수산자원으로 동해안의 자원회복관리 대상어종이며, 자원량의 회복 및 보전과 관리가 필요한 어종이다. 하지만 우리나라 도루묵 자원의 관리를 위한 유전학적 분석에 따른 연구는 매우 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 mitochondrial DNA의 Cytochrome b (Cyt b) 유전자 서열과 5개의 microsatellite marker의 유전자형을 토대로 우리나라 동해안 도루묵과 일본 도루묵의 유전적 다양성과 집단 구조를 분석하여 유전학적 유연관계를 파악하고, 도루묵 자원의 보전과 관리를 위한 과학적 자료를 제공하기 위해 실시하였다. 한국 3개 지역(독도, 동해, 감포)과 일본의 2개 지역(북해도와 에리모)에서 채집된 총 83개 개체의 mtDNA Cyt b 영역을 분석하여 27개의 haplotype을 확인하였다. 유전적 다양성은 에리모에서 가장 높고 감포에서 가장 낮았다. Pairwise FST값과 유전적 거리, UPGMA와 주성분분석, AMOVA test 및 structure 분석 결과, 한국의 동해안 도루묵 집단 간 유전적 차이는 거의 없었으나 일본 도루묵 집단과는 유의적인 차이가 나타났으며(p<0.05), 한국의 동해안 집단과 일본의 집단으로 그룹을 형성하며 구분되는 유연관계를 확인하였다. 본 연구에서 확인된 도루묵의 유전적 특성 및 집단 간 유연관계는 중요한 수산유전자원으로서의 도루묵에 대한 중요한 과학적인 근거자료가 될 것이며, 앞으로 도루묵의 보존, 평가 및 이용에 활용 가능한 정보를 제공할 것이라 사료된다.

쓴메밀 유전자원의 종자특성과 유용성분 변이에 관한 자원 정보 구축 (Construction of Data System on Seed Morphological Traits and Functional Component in Tartary Buckwheat Germplasms)

  • 김수정;손황배;홍수영;이종남;김기덕;서종택;남정환;장동칠;박민우;김율호
    • 한국자원식물학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.446-459
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    • 2020
  • 본 연구에서는 쓴메밀 74개 유전자원의 종자 표현형 및 화학형과 관련된 8개 주요형질을 평가하였으며, 그 결과를 바탕으로 주성분분석 및 군집분석을 수행하였다. 또한 rutin 고함유 자원 등 기능성 쓴메밀 육성재료로 활용가능한 유망 유전자원을 선발하였다. 쓴메밀 유전자원의 종자크기는 일반메밀보다 작은 평균5.2 × 3.4 mm였으며, 종피색은 흑갈색이 45.9%로 가장 많았다. 종자모양은 달갈형과 타원형이 주를 이루었다. 쓴메밀 종자의 유용성분 평균 함량은 rutin이 1,393 mg/100 g DW였다. Flavonoid 함량 범위는 253-2,669 mg/100 g이었으며, polyphenol 함량 범위는 209-1,823 mg/100 g 으로 나타냈다. 쓴메밀 유전자원의 주성분 분석 결과, 제3주성분까지 적용하였을 때 전체 분산의 68.55%를 설명할 수 있었다. 제1주성분에는 rutin, flavonoid 및 polyphenol, 제2주성분에서는 종자길이, 제3주성분에서는 종자폭의 비중이 큰 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 5개의 군집으로 구분할 수 있었으며, 유전자원을 구분하는 가장 중요한 형질로는 rutin, flavonoid 및 polyphenol이었다. 쓴메밀 유전 자원 중 5개 자원(HLB1004, HLB1005, HLB1007, HLB1009, HLB1013)이 높은 rutin 함량을 보였으며, 이러한 유용자원들은 향후 기능성 육종소재 개발에 효과적으로 활용가능할 것으로 기대된다.

근적외선 분광분석기를 이용한 국내외 재래종 벼 유전자원의 아밀로스 및 단백질에 관한 대량 평가 체계구축 (Fast Systemic Evaluation of Amylose and Protein Contents in Collected Rice Landraces Germplasm Using Near-Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS))

  • 오세종;이명철;최유미;이수경;;채병수;현도윤
    • 한국자원식물학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.450-465
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    • 2017
  • 본 연구는 선행연구에서 개발된 근적외선 분광분석(NIRS) 예측모델을 기반으로 국내외 재래종 벼 유전자원의 아밀로스 및 단백질 함량 분석을 실시하여 자원의 분포와 지리적 특성에 대한 정확한 정보를 제공하고 벼 유전자원에 대한 대량평가 체계를 구축하기 위해 수행하였다. 벼 성분분석 표준품의 아밀로스와 NIR 측정값의 비교는 신선찰(성분분석값: 6.881%) 4.994%, 추청(19.731%) 18.633%, 고아미(23.246%) 20.548%였고, 단백질의 경우 신선찰(성분분석값: 6.890%) 6.824%, 추청(6.350%) 6.869%, 고아미(6.777%) 7.839%였다. NIR 측정값은 표준품 성분분석값 대비 아밀로스는 1.1-2.7%포인트 낮았으며 단백질은 0.4-0.6%포인트 높았다. 국내외 재래종 벼 4,948자원의 NIR 스펙트럼은 다양한 작용기들의 결합진동과 배음진동이 나타나는 1,300-2,500 nm에서 큰 흡광도 차이를 보였고, NIRS를 이용한 아밀로스 함량은 3.97-37.13%였으며, 평균 함량은 20.39%였다. 아밀로스 함량 20.06-27.02% 구간에 있는 자원들은 전체 자원의 62.20%를 차지하였다. 단백질 함량구간은 5.20-17.45%였고, 평균 함량은 8.17%였다. 단백질 함량 6.78-9.75% 구간에 있는 자원들은 전체 자원의 81.60%를 차지하였다. 아밀로스 함량과 단백질 함량간에는 유의성이 없었으며 RSQ 값은 0.0012였다. 아밀로스 함량 기준으로 선별된 저아밀로스 50자원은 3.97-6.66%였고 고아밀로스 50자원은 30.41-37.13%였다. 단백질 함량 기준으로 선별된 저단백질 50자원은 5.20-6.09%였고 고아밀로스 50자원은 13.21-17.45%였다. 41개국에서 수집된 재래종 4,948자원 중 한국 재래 자원이 가장 많았으며 24.9%를 차지하였다. 자원수가 가장 많은 아밀로스 함량 구간은 한국 자원이 16.58-20.06%, 일본 자원이 20.06-23.25%, 북한 자원이 23.25-27.02%, 중국 자원이 27.02-37.13%였다. 단백질은 5.20-17.45% 구간에서 전반적으로 유사한 분포를 보였으나 중국 자원은 6.78-8.27% 구간에서 자원비율이 낮았고 9.75-17.45% 구간에서 자원비율이 높았다. 단백질 함량이 높은 자원은 식품적 활용 가치가 높을 것으로 사료된다.

한국 특산 식물 미선나무, 식물자원으로의 잠재력 (The Potential of the Korean Endemic Plant, Abeliophyllum distichum, as a Plant Resource)

  • 장태원
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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    • pp.9-9
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    • 2023
  • 한국 특산 식물인 미선나무 (Abeliophyllum distichum)는 IUCN Red List의 EN (위기종) 등급에 지정되 어 보호받아 왔다. 미선나무는 국내 자생지 6곳을 포함하는 13개의 서식지에서 생육되고 있다고 알려져 있다. 2017년 이후, 국내에서는 지속적인 보전과 관리하에 법정보호종에서 해제되어 멸종위기종 복원 성 공 사례의 귀감이 되었으나 국내를 제외하면 미선나무의 활용은 아직 어려운 현실이다. 미선나무는 1속 1종이지만 종 내에서 다양성이 존재한다. 꽃의 형태적 특징에 따른 다양한 분류가 이루어지며, 옥황1호을 포함한 분홍, 상아, 연녹색, 흰색 등으로 구분된다. 유전체 연구 및 성분 분석을 통해, 각 표현형마다 유전 정보와 유효 성분의 차이가 존재한다는 것이 알려졌다. 활용 가치를 높이려면, 유전적으로 안정되고 표준화가 가능한 원료가 필요하며, 이는 신품종을 이용하거나 새로운 개발이 필요하다는 것을 내포한다. 일반 식품으로의 활용은 어려우나 기능성 화장품의 원료 등으로 활용되고 있으며, 이러한 활용들은 미선나무의 높은 활용 가치를 투영한다. 활용 가치 평가를 위해 수행된 DNA 손상, 멜라닌 생합성, 항염증, 항산화, 항암 억제 등의 연구를 통해 다양한 약리학적 효능을 가진다는 결과들이 도출되었고, 많은 문헌들이 그 근거를 뒷받침한다. 또한, 유효 성분의 합성경로를 재정립하고 RNA 분석을 통해 그 양상을 예측하기 위한 연구가 진행 중에 있다. 미선나무에서 유래한 식물조직 배양체인 callus의 유도 및 배양이 진행되고 있으며, 옥황1호 유래 callus를 활용하여 다양한 연구를 수행하고 있다. 앞서 언급한 미선나무 연구 및 개발에 대한 한계를 파악하고, 천연 식물 자원으로의 미선나무에 대한 지속적인 관심과 지원을 통해 나고야의정서에 대응하는 전략적 접근이 필요하다.

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뽕나무 계통(품종)별 뽕잎의 rutin 함량 변이(I) (Quantitative analysis of rutin with mulberry leaves (I))

  • 김현복;김선림;석영식;이선호;조유영;권해용;이광길
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제52권1호
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    • pp.52-58
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    • 2014
  • 뽕나무를 포함한 식물유전자원은 수집, 보존 및 이용 방법에 따라 그 자체로 이용하거나 새로운 품종 및 물질 등을 개발하여 막대한 경제적 이익을 창출할 수 있다. 현재 뽕나무 유전자원에 대한 가치와 활용도를 높이기 위해 형태적, 유전적 특성을 분석평가하여 데이터베이스를 구축중에 있으며, 기능성 성분이나 효능에 대한 소비자들의 관심이 높아짐에 따라 기초정보 외에 이들의 항목에 대한 정보를 추가할 필요성이 제기되었다. 따라서 우리나라 620 계통(품종)의 뽕나무 유전자원 중 재배환경 및 재배법이 동일한 219 계통(품종)의 춘기 5개엽기 뽕잎을 채취한 후 동결건조 및 분말로 제조하여 뽕나무 유전자원의 계통별 rutin 함량을 분석하였다. 그 결과, 뽕잎의 rutin 평균 함량은 $0.52{\pm}0.25%$이었으며, 변이계수(CV)는 47.9%로 계통간 변이가 매우 심하게 나타났다. '부영상'의 rutin 함량이 1.37%로 가장 높았으며, '천근십문자', '무전십문자'는 0.06%로 가장 낮았다. 뽕나무 유전자원 중 전체 평균 함량의 2배 이상 되는 rutin 고함유 계통을 9 계통 선발하였다. '부영상', '율본', '당상5호', 'A8', '아자', '성수5', '사원뽕12호', '환엽조생노상', '환십조생'이다. 또한 누에 사육용 뽕품종(16 품종)의 rutin 함량을 비교한 결과, 공시품종 중 '청올뽕'의 함량은 0.69%로 가장 높았으며, '청일뽕'은 0.14%로 가장 낮았다.

들깻잎의 caffeic acid와 rosmarinic acid 함량과 항산화 활성 비교를 통한 우수 유전자원 선발 (Selection of Excellent Genetic Resources Based on Comparison of Caffeic and Rosmarinic Acid Contents and Antioxidant Activity in Perilla Accessions)

  • 김영지;이재은;유은애;이수경;;;노형준
    • 한국자원식물학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.1-9
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    • 2022
  • 본 연구에서는 국내 들깨의 우수 유전자원 선발을 위한 목적으로, 3개의 대조품종(다유, 대유, 안유)을 비롯하여 원산지가 모두 한국인 들깨 18자원을 이용하여 caffeic acid와 rosmarinic acid 함량을 비교 분석 및 항산화 활성 평가를 수행하였다. 주성분 분석 결과, caffeic acid와 rosmarinic acid 함량이 제 1, 제2 주성분으로 전체 변이의 86.59%를 해석이 가능하였다. 상관관계 결과, caffeic acid는 rosmarinic acid, TPC, DPPH와 음의 유의성을 보였고, rosmarinic acid는 TPC 및 DPPH와 양의 유의성을 보였다. 총 페놀 함량과 DPPH는 높은 유의성이 있다는 이전 연구에서 보고된 결과와 유사한 결과를 확인하였으며, 들깻잎의 rosmarinic acid가 caffeic acid보다 항산화 활성에 긍정적인 영향을 나타내는 것으로 사료된다. Caffeic acid 고함량을 보인 IT242238 (27.52 mg/g)가 대조 품종인 다유(18.33 mg/g)의 약 1.5배 높은 함량을 보였으며, rosmarinic acid 고함량을 보인 IT226619 (90.30 mg/g)가 대조 품종인 대유(64.21 mg/g)의 약 1.4배 높은 함량을 보였다. 총 폴리페놀 함량이 높은 IT226919(378.19 ㎍·(GAE)/mg·(DE))는 대유(201.1 ㎍·(GAE)/mg·(DE))의 약 1.9배 높은 함량을 나타냈다. 항산화 활성 값이 가장 우수한 IT226619 (122.90 ㎍·(ASC)/mg·(DE))가 대조 품종인 대유(94.61 ㎍·(GAE)/mg·(DE))보다 1.3배 높은 항산화 활성 값을 보였다. 이상의 연구결과로 IT242238, IT226619, IT226692, IT274907, IT105964 자원은 고기능성 들깨 품종 연구 및 기능성 천연물 관련 연구에 대한 기초 자료에 대한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

초위성체 마커를 활용한 가축다양성정보시스템(DAD-IS) 등재 재래닭 집단의 유전적 다양성 분석 (Genetic Diversity of Korean Native Chicken Populations in DAD-IS Database Using 25 Microsatellite Markers)

  • 노희종;김관우;이진욱;전다연;김승창;고응규;문성실;이현정;이준헌;오동엽;변재현;조창연
    • 한국가금학회지
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    • 제46권2호
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    • pp.65-75
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    • 2019
  • 본 연구는 세계식량농업기구(FAO) 가축다양성정보시스템(DAD-IS)에 등재되어 있는 우리나라 재래닭 집단의 유전적 다양성 및 외래품종과의 차별성을 분석하기 위해 25개의 초위성체(MS) 마커를 이용하여 총 18개 집단 548수의 유전자형을 분석하였고, 이를 토대로 기대($H_{\exp}$) 및 관측이형접합도($H_{obs}$), 다형정보지수(PIC), 유전거리, 유전적 균일도 등을 계산하였다. 마커별 다형성 분석 결과, 총 195개의 대립유전자가 나타났으며, $H_{\exp}$와 PIC의 경우 MCW0145에서 각각 0.646, 0.569로 가장 높았으며, $H_{obs}$의 경우 ADL0278에서 0.773으로 가장 높은 수치를 보이고 있었던 반면, MCW0078에서는 $H_{\exp}$, $H_{obs}$, PIC가 각각 0.263, 0.291, 0.217로 가장 낮은 것을 확인할 수 있었다. 집단간 다양성 분석 결과로는 MNA, $H_{\exp}$, $H_{obs}$, PIC 모두 황갈색재래종(KNY) 집단(각각 4.60, 0.627, 0.643, 0.563)에서 가장 높게, 횡성약닭(HYD) 집단(각각 1.84, 0.297, 0.286, 0.236)에서 가장 낮게 나타났다. 대립유전자형의 빈도를 바탕으로 계산된 18개 품종간의 DA 유전거리 분석 결과, 횡성약닭(HYD)와 화이트레그혼F(LGF) 집단 사이에서 0.675로 가장 먼 유전거리를 형성하고 있었으며, 같은 품종인 로드아일랜드레드 두 집단(RRC, RRD) 사이에서 0.027로 가장 가까운 유전거리를 보였다. 한편, 같은 품종임에도 불구하고, 코니시 두 집단(COS, COH)사이에서는 0.313의 비교적 먼 유전거리를 나타내고 있었다. 집단의 실제 구조를 확인하기 위한 집단별 균일도 분석 결과, K=15에서 최적의 K값(${\Delta}K:66.22$)을 얻을 수 있었으며, 18개의 집단 중 14개의 집단에서 90% 이상의 높은 유전적 균일도를 나타내며 독립적인 군락을 형성하고 있었다. 또한, 황갈색재래종(KNY), 현인흑계(HIC), 연산오계(KNO) 집단에서도 각각 88.9%, 83.9%, 76.3%로 독립적인 군락을 형성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 제주재래닭(JJC)의 경우 독립적인 군락을 형성하지 못하고, 황갈색재래종(KNY) 집단이 속해 있는 2번 군락에서 가장 높은 44.3%의 균일도를 보이고 있었으며, 3번 군락(17.7%)과 8번 군락(19.1%)에도 일부 포함되어 있는 것으로 보아 집단 조성 과정에 있어 타집단과의 교잡이 일어났을 것으로 추정되며, 독립적인 집단으로 구분하는 것이 어렵기 때문에 추후 개체식별을 통한 지속적인 계획교배를 실시하여 유전적 고정화 작업이 이루어질 필요성이 있을 것으로 판단된다. 이상의 결과로 DAD-IS에 등재되어 있는 우리나라 재래닭 집단이 외래 토착종 집단과 확연하게 구분이 되며, 각 재래닭 집단간에도 비교적 뚜렷하게 구분되는 것을 확인함으로써, 고유 종자로서의 과학적인 근거를 확보할 수 있었으며, 추후 재래닭 유전자원에 대한 국가 수준의 관리 및 평가를 통해 다양한 육종 소재로 이용할 수 있는 기초자료로써 활용될 수 있을 것으로 보인다.

생물검정을 통한 고추 유전자원의 역병저항성 평가 (Evaluation of Resistance in Hot Pepper Germplasm to Phytophthora Blight on Biological Assay)

  • 김정순;김원일;지형진;곽재균;김정곤;심창기
    • 원예과학기술지
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    • 제28권5호
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    • pp.802-809
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    • 2010
  • 역병은 세계적으로 고추에 발생하는 병 중 가장 문제시 되는 병해로 국내 83개 지역에서 채집한 재래종 고추 유전자원 중 300개를 선발하여 공시하였다. 파종 후 온실에서 70일간 육묘하였고 공시한 역병균의 유주자낭 농도를 $10^5/mL$으로 하여 주당 5mL 관주접종 후, 습실 처리하였고 1주 간격으로 4주간 이병주율을 조사하였다. 접종 7일 후 이병주율을 조사하였더니, 공시한 300개 고추 자원 중 67개 자원에서 이병주율이 60.1% 이상으로 높은 감수성을 보였으며, 37개 자원은 접종 후 7일까지 전혀 발병하지 않았다. 역병균 접종 28일 후, 공시한 300점의 고추자원 중 244개 자원은 60% 이상의 이병주율을 보여 역병에 대해 감수성을 나타내었으며, 11개 자원은 20% 미만의 이병주율을 보여 중도저항성을 보였고, 5개 자원은 전혀 발병하지 않아 저항성을 나타내었다. 5개 자원의 저항성 고추유전자원은 역병저항성 고추 품종 육종에 유용한 중간모본으로 사용될 것으로 생각된다. 본 실험의 정밀도를 높이기 위해 분자마커를 활용한 추가실험이 진행된다면 고추유전자원의 역병 저항성에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 본다.

SSR Marker를 이용한 감귤속 품종 및 유전자원에 대한 DNA Profile Data Base 구축 (A Database of Simple Sequence Repeat (SSR) Marker-Based DNA Profiles of Citrus and Related Cultivars and Germplasm)

  • 홍지화;채치원;최근진;권용삼
    • 원예과학기술지
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    • 제34권1호
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    • pp.142-153
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    • 2016
  • 국내외에서 재배되고 있는 감귤속 식물 108 품종 및 유전자원과 SSR 마커를 활용하여 유전적 유사도 분석을 통한 품종식별력 검정 등에 대한 연구를 수행하였다. 감귤 8품종을 203개의 SSR 마커로 검정하여 반복 재현성이 높은 뿐만 아니라 다형성 정도가 높은 18개를 선정하였다. 이들 마커와 국내외에서 재배되고 있는 감귤 108품종을 검정하였을 때 마커당 평균 대립유전자수는 9.28개로 나타났고, 5-14개까지 다양한 분포를 나타내었다. PIC 값은 분자표지에 따라 0.417-0.791 범위에 속하였으며 평균값은 0.606으로 나타났다. 감귤류 108품종에 대하여 계통도를 작성하였을 때 감귤류 식물의 분류학적 특성 및 품종 육성의 계보도에 따라 13개의 그룹으로 크게 나누어졌다. 감귤류 식물 품종중 오렌지나 온주 밀감의 경우 대부분의 품종이 SSR 마커의 유전자형에 의해 구분이 되지 않은 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 감귤속 식물의 품종별 SSR DNA 프로파일 데이터베이스는 감귤속 식물의 유전자원 특성평가와 육종가의 지식재산권 보호의 수단으로 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

잎마름역병 저항성 육종을 위한 토마토 유전자원의 저항성 평가 (Evaluation of Tomato Genetic Resources for the Development of Resistance Breeding Lines against Late Blight)

  • 김병섭
    • 식물병연구
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    • 제18권1호
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    • pp.35-39
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    • 2012
  • Phytophthora infestans에 의해 발생하는 토마토 잎마름 역병은 전 세계적으로 발생하여 토마토 생산에 막대한 피해를 준다. 이 병의 방제를 위하여 저항성 품종의 이용은 매우 중요하다. 저항성 품종육종의 초기 및 본 육종에서 토마토 유전자원의 저항성 평가는 매우 중요하다. 본 연구는 2009년에 유묘 및 성체식물을 대상으로 78종의 토마토 시판 품종과 계통에 대한 잎마름역병 저항성을 검정하였다. Legend를 포함한 모든 시판 품종은 감수성이지만, California 대학에서 분양 받은 KNU-2, KNU-6-1, KNU-11, KNU-13, KNU-14-1 계통과 저항성 유전자 Ph-3를 가지고 있는 L3708, $AV107-4{\times}L3708$, $07-15{\times}L3708$, $BS67{\times}L3708$$06-9-62A{\times}06-9-62A$ 계통은 고도의 저항성인 것으로 나타났다. 본 연구에서 선발된 토마토 잎마름역병에 고도의 저항성을 가지는 10계통은 저항성 품종육종을 위한 유용한 자원으로 활용될 수 있다.