Pituitary-specific transcription factor (PIT1) 유전자는 동물의 성장을 조절하고 근육 형성에 관여하는 유전자로서 최근에는 단일염기다형성 변이가 한우를 비롯한 동물에서 관찰되었으며, 한우의 경제 형질과 연관성이 보고되었다. 본 연구는 PIT1 유전자의 단일염기다형성 변이가 한우에서 성장 인자에 미치는 영향과 경제 형질에 대한 유전자형간 육종가와의 상관성에 대해 알아보고자 하였다. 도체 성적을 보유하고 있는 한우 후보종모우 집단 268두를 대상으로 PIT1 유전자 A1256G 다형성을 조사하여 유전자형의 빈도를 분석하였고 각각의 유전형에 따른 기본적인 검정 성적을 바탕으로 경제 형질과의 연관성을 비교 분석하였다. 268두의 한우에서 PIT1 유전자의 A1256G 유전자형 빈도는 MseI 제한 효소를 사용했을 때 A 유전자 빈도(0.37)보다 G 유전자 빈도(0.62)가 높게 나타났다. 통계적 분석을 통하여 각 유전자형에 대한 경제 형질과의 관련성을 분석한 결과, 각 유전자형 간에 12개월령 체중 (body weight 12, BW12)에서 유의한 차이를 보였고, 등지방 두께 육종가 (Backfat thickness-estimated breeding value, BF-EBV)와도 유의한 차이가 있었지만 (p<0.05), marbling score (MS), carcass weight (CW), M. longissimus dorsi area (LDA) 등 다른 경제 형질과는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다. PIT1 유전자의 A1256G 다형성은 한우의 성장과 도체체중에 관여하는 인자로 작용하는 것으로 보여진다.
AFLP marker의 유용성 을 알아보고자 재배콩과 야생콩을 대상으로 유전적 다양성과 유전분리 현상을 분석하였다. 공시 재료들의 polymorphism은 재배 콩과 야생 콩에서 각각 평 균 2 9%와 12.2%의 polymorphism을 보였으며, 재배 콩과 야생 콩에서 공히 유전적 다양성을 보인 DNA단편은 11개 primer 평균 24개를 나타내었다. Primer 조합별로도 polymorphism에 다양한 차이가 있었는데 평균 22.9%로 13.0-38.5%의 변이를 나타내었다. 재배 콩 간의 교잡후대(화엄풋콩 ${\times}$ PI417479) F$_2$집단에서 AFLP marker의 유전분리 양상을 분석한 결과 3 : 1의 분리 비를 따르는 것으로 판단되었다.
세계적으로 멸종위기종인 따오기 (Nipponia Nippon)는 한국에서도 멸종위기종으로 구분되어 있으며, 이를 복원하기 위해 2008년 10월에 중국에서 따오기 1쌍을 도입하여 한국 최초로 인공번식에 성공하였다. 이 후 우포늪 따오기 종 복원을 통해 2017년까지 개체수가 200마리 이상으로 늘어났다. 본 연구에서는 우포늪 따오기 228 개체를 대상으로 성별을 결정하고, microsatellite 마커를 이용하여 유전적 유연관계를 분석하였다. 그 결과, 115마리의 암컷과 113마리의 수컷으로 판별되었으며, 2016년보다 2017년에 서식하고 있는 개체의 이형접합도와 다형성 정보지수가 모두 감소한 것으로 나타났다. 이는 작은 집단으로부터 개체 수를 늘려나가다 보니 2017년에 근친율이 증가한 것으로 사료된다. 향 후 본 연구는 한국 따오기의 번식사업 및 복원사업을 위한 기초자료로 유용하게 활용될 것으로 기대된다.
Calcium Sensing Recepter(CaSR) 유전자는 세포의 밖에서 칼슘의 항상성을 조절하는 역할을 담당하며, 부갑상선 호르몬의 분비를 조절하고 비뇨기에서 칼슘의 흡수를 담당하는 것으로 알려져 있다. CaSR 유전다의 체내 칼슘 농도 조절 기작은 동물의 여러 경제 형질에 영향을 미칠 것으로 추정되며 경제 형질 개량에 강력한 후보 유전자로서 가능성이 잠재되어 있다. 따라서 본 연구는 닭의 CaSR 유전자 내 염기 변이 지역을 탐색하고 이를 통해 검출된 변이 지역과 경제 형질간의 연관성을 규명하고자 실시하였다. 한국 재래닭의 AS 유전자형이 65%로 가장 높은 출현 빈도를 보였으며, SS 유전자형이 23%, AA 유전자형이 12%로 나타났다. 반면, 레그혼 품종에서는 AS 유전자형이 92%로 높은 빈도를 나타냈으며, AA 유전자형이 0.8%의 빈도를 보였다. 그리고 레그혼 품종에서 SS 유전자형은 발견되지 않았다. A963S 유전자형과 경제 형질간의 연관성 분석 결과를 레그혼 집단에서 분석된 결과에 따르면 시산일령에서 유전자형과의 유의한 연관성이 검출되었다. $AA(137.6{\pm}2.63)$ 유전자형은 $AS(143.0{\pm}1.60)$ 유전자형보다 빠른 시산일령을 가진 것으로 나타났다. 한국 재래닭 집단에서 분석된 결과에 따르면 시산일령과 난중에서 유전자형과의 유의한 연관성이 검출되었다. 시산일령의 경우 $AA(151.0{\pm}2.87)$와 $AS(152.6{\pm}1.21)$ 유전자형은 $SS(159.43{\pm}2.03)$ 유전자형보다 빠른 것으로 나타났으며, 난중은 $SS(50.4{\pm}0.81)$유전자형이 $AA(47.5{\pm}1.15)$와 $AS(47.85{\pm}0.49)$유전자형보다 무거운 것으로 나타났다. 본 연구의 결과 A963S 지역의 변이가 칼슘 농도의 조절에 영향을 미치고 이에 따른 프로게스테론이나 성장 호르몬 등의 분비에 영향을 미쳐 결과적으로 시산일령과의 유의적인 연관성이 나타난 것으로 추정된다. 대립 유전자 A를 분자 생물학적 마커로 이용하여 경제 형질중 산란일령을 앞당기는데 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.
다양한 가공제품을 개발하여 쌀 소비를 확대시키기 위하여 가공용도에 적합한 물성을 지닌 벼 품종을 개발하려는 노력이 계속되고 있는데, 특히 중간찰은 현미밥, 떡, 과자, 식혜, 술 등 다양한 가공식품 소재로 이용성이 높다. 국립식량과학원에서는 조생, 다수성 품종인 '남일'에 돌연변이원으로 아지드화나트륨을 처리하여 다수의 배유변이 계통을 확보한바 있다. 본 연구는 중간찰 특성을 발현하는 'Namil(SA)-dull1'의 작물학적 특성을 평가하고 아밀로스 함량을 지배하는 주동유전자위의 염색체상 위치를 규명하고자 수행되었다. 주요 결과는 아래와 같다. 1. 생산력 시험을 통해 'Namil(SA)-dull1'의 주요 작물학적 특성을 평가한 결과, 원품종인 '남일'에 비해 출수는 약 9일정도 늦은 중생종으로 간장과 수당립수가 유의하게 증가하였으나, 수수와 천립중은 다소 감소하여 수량성은 다소 낮게 평가되었다. 2. 'Namil(SA)-dull1'과 통일형인 '밀양23호'와의 교잡에서 유래한 94개 $F_2$ 개체로 구성된 유전분석집단에 대해 53개 SSR 마커의 유전자형을 검정하고, $F_{2:3}$ 종자의 아밀로스 함량을 조사하여 연관성분석(association analysis)를 수행한 결과 목표 유전자위는 염색체 6번 하단으로 추정되었다. 3. 염색체 6번 하단부위의 분자표지 밀도를 높이기 위하여 8개 SSR 마커를 추가로 배치하여 연관성분석을 수행한 결과, 염색체 6번 하단을 표지하는 RM7555의 유전자형변이가 유전분석집단의 아밀로스 함량변이의 81%를 설명한다는 것을 확인하였다. 4. 유전자지도 작성에 사용된 분자표지들이 표지하는 염색체 부위를 벼 전장유전체정보(rice pseudomolecule)에서 확인한 결과, 중간찰 특성을 지배하는 유전자위를 염색체 6번 28.95~29.89 Mbp 영역에 해당하는 약 0.94 Mbp 절편으로 제한할 수 있었으며, 향후 추가분리집단을 이용하여 목표 유전자를 동정하고 다양한 아밀로스 함량을 지니는 벼 신품종 육성의 효율성을 제고할 수 있는 초정밀분자표지를 개발할 계획이다.
본 연구는 주요 배유전자원 43 accession을 대상으로 육종소재로 활용할 수 있는 배 유전자원 선발과 종내 또는 종간 5개 교배집단 609 seedling에서 배 검은별무늬병 저항성 발현을 확인하고자 수행하였다. P. pyrifolia, P. bretschneideri, P. ussuriensis는 검은별무늬병 병든 과실률이 각각 59.5, 73.4, 63.0%, P. pyrifolia와 P. bretschneideri 종간 교잡으로 얻어진 품종은 77.7%로 병든 과실률이 비교적 높았으나 P. communis, P. pyrifolia ${\times}$ P. communis종간교잡에 속하는 품종들은 15% 미만의 병든 과실률을 보였다. 검은별무늬병에 대한 저항성을 종별로 구분하여 Duncan 검정한 결과, P. bretschneideri, P. pyrifolia, P. ussuriensis, pyrifolia ${\times}$ P. bretschneideri 종이 P. communis, P. pyrifolia ${\times}$ P. communis두 개 종 그룹보다 검은별무늬병 병든 과실률이 유의하게 높았고 이러한 경향은 교배집단에서도 동일하였다. P. pyrifolia 종내 교배집단은 80% 이상의 검은별무늬병 감염률을 보인 반면, P. pyrifolia ${\times}$ P. communis의종간교배 집단은 2% 수준의 낮은 배 검은별무늬병 감염률을 보였다. P. pyrifolia 와 P. communis를 종간교배 하면 서양배의 저항성 인자가 우성으로 작용하여 그 후대에서 배 검은별무늬병에 강한 개체들이 대부분 얻어지기 때문에 P. communis는 배 검은별무늬병저항성 품종 육종소재로 적합하다.
돌나물과 한국특산종 태백기린초의 교잡 기원에 대한 가설을 검증하고, 연관 종들의 형태적, 유전적 변이를 알아보기 위해 40개 집단으로부터 18개의 형태형질과 35개 집단에 10개 동위효소 좌위를 분석하였다. 동위효소 연구결과 가는기린초, 기린초 그리고 속리기린초에 높은 빈도로 나타났던 $MDH-2^a$, $PGI-1^a$는 태백기린초 집단에서는 전혀 나타나지 않았으며, 태백기린초의 모든 집단에서 높은 빈도로 나타나는 $MDH-2^c$는 다른 가는기린초아속 식물에서는 낮은 빈도로 나타나고 있어 태백기린초가 기린초와 가는기린초의 잡종화를 통해 기원되었다는 기존의 가설을 지지할 수 없다. 그러나 금대봉 일대의 일부 집단의 개체들은 태백기린초와 기린초 혹은 기린초와 가는기린초 사이에서 형질이입에 의해 만들어진 교잡 개체일 가능성이 높은 것으로 생각된다.
국내에 분포하는 대표적 침입외래식물인 돼지풀과 단풍잎돼지풀이 나타내는 유전적 변이양상을 파악하기 위해 국내집단을 중심으로 돼지풀 157개체와 단풍잎돼지풀 46개체로부터 핵 rDNA의 ITS(Internal Transcribed Spacer)지역 염기서열을 분석하였다. 그 결과 돼지풀에서는 총 18개의 ITS 유형이, 단풍잎돼지풀에서는 4개의 유형이 각각 검출되었다. 돼지풀의 경우 각각의 ITS 유형간에는 1bp에서 7bp까지 차이가 나는 것으로 확인되었으며, 단풍잎돼지풀의 경우 각 유형 간에 1bp에서 2bp의 차이가 발견되었다. 돼지풀의 국내집단에서 18개에 이르는 다양한 ITS 유형이 검출되었다는 사실은 이 종이 우리나라에 여러 차례 반복해서 유입했기 때문인 것으로 풀이된다. 한편 일부 ITS 유형은 유전적 재조합에 의해 형성되었을 가능성이 있으며, 각각 한 개체에서만 발견된 12개의 소수 유형들은 점돌연변이 또는 그에 뒤이은 유전적 재조합에 의해 국내에서 독자적으로 기원했을 것으로 추정된다. 본 연구를 통해 침입과정에서 나타나는 돼지풀의 진화적 변화를 이해하는데 필요한 유용한 유전적 기초정보가 확보되었다.
우리나라 석곡과 석곡이 자연 분포하는 인접의 일본, 대만, 중국 석곡간의 유전적 차이를 규명하고 약재로 유통되는 석곡의 동종성을 검증하기 위하여, 4개국의 여러 집단에서 기원한 석곡 30여 개체 및 근연의 28종간 핵 ITS 지역 및 엽록체 rbcL, matK, trnH-psbA 지역 등의 염기서열을 비교분석하였다. 계통학적 분석 결과 한국산 석곡과 원기재지인 일본의 석곡은 단계통군을 이루었으며, 염기서열상으로도 큰 차이가 없어, 동일종으로 판단되었다. 그러나 중국 및 대만산 석곡은 한국 및 일본 석곡과는 매우 다른 분기군들을 이루어, 측계통군 또는 다계통군을 형성하였다. 근연의 다양한 석곡속 종들이 한국-일본 석곡과 중국-대만 석곡 사이에 위치하였고, 중국-대만 석곡 개체간에도 다양한 근연의 다른 종들이 위치하였다. 원래 석곡이 일본에서 기재되었으므로 한국-일본 석곡이 원종이다. 그러나 중국-대만 석곡은 다양한 다른 종의 복합체로 생각되며, 중국-대만 석곡의 경우 종의 실체 파악을 위하여 보다 자세한 조사가 필요하다. 우리나라-일본 석곡의 경우 집단 간의 유전적 차이가 거의 없었고, 대만-중국 석곡의 경우는 개체간의 유전적 이질성이 매우 높았다.
스테레오 정합은 스테레오 시각 분야에서 가장 활발히 연구되는 분야이다. 본 논문에서는 물체의 위치 인식을 위한 유전 알고리즘을 이용한 스테레오 정합을 제안한다. 정합 환경을 최적화 문제로 간주하고 진화 전략을 이용하여 최적해를 탐색한다. 따라서, 유전 연산자는 스테레오 정합에 맞게 설계하였고 개체는 변위집단을 대표한다. 영상의 수평화소라인을 염색체로 간주하였다. 비용함수는 스테레오 정합에서 사용하는 일반적인 제약조건들의 조합이다. 비용함수가 명암도, 유사도, 변위 평활성으로 구성되었기 때문에 정합을 시도할 때 매 세대마다 이 모든 요소들을 한번에 다룬다. 염색체를 정의하기 위해 LoG연산자로 경계선을 추출하였으며 실험을 통하여 제안한 방법을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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