• 한국산림과학회지
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• 제95권4호
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• pp.483-494
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• 2006

테다소나무 7-1037 클론에서 얻은 반형매 풍매 차대의 반수체 DNA에 대해 AFLP 표지자 분석을 수행하여 유전연관지도를 작성하고, 6년생 때의 수고 및 흉고직경 생장에 대한 QTL mapping을 수행하였다. 121개 AFLP 표지자로 전체 연관거리 1,869 cM, marker간 평균거리 18.5 cM의 20개 framework map을 작성하였다. Composite interval mapping 방법에 의해 수고 생장의 전체 표현형 변이의 5.9%를 설명할 수 있는 l개의 QTL과 흉고직경 생장 변이의 3.9~5.6%를 설명할 수 있는 3개의 QTL을 동정하였으며, QTL 간의 상호작용 효과는 없었다. 수고 생장에 대한 QTL의 유전적 효과는 39.6cm이었고, 흉고직경 생장에서는 7.20~9.41 mm인 것으로 추정되었다. 상기 QTL들과 가장 가깝게 연관되어 있는 표지자를 이용하여 대립유전자 치환의 평균효과(average effect of gene substitution)를 산출한 결과, 수고생장에서는 44.3 cm, 흉고직경 생장에서는 8.38~11.81 mm이었다. 테다소나무의 생장에 대한 가계내 개체유전력을 0.2 이하로 가정한다면, 본 연구에서 확인된 QTL은 7-1037 클론의 반형매 풍매 차대가 보유한 상가적 유전분산의 26.8%를 설명할 수 있어 표현형에 의한 개체선발보다 선발효율에서 5배나 높은 것으로 추정되었다. 본 연구에서 제시된 반형매 풍매 차대를 이용한 QTL mapping 분석은 채종원을 기반으로 하는 선발육종 사업에서 필요한 breeding value 등의 정보를 제공한다는 측면에서 인공교배 가계를 이용한 기타의 QTL 분석에 비해 보다 현실적이고 적용성이 높은 방법론이라 생각된다.

• Journal of Crop Science and Biotechnology
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• 제10권2호
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• pp.106-111
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• 2007

Increasing genetic variability with mutagenic agents has been broadly employed in plant breeding because it has the potential to alter one or more desirable traits. In this study, a molecular analysis assessed by Amplified Fragment Length Polymorphisms(AFLPs) and a morphological analysis based on seedlings subjected to aluminum stress were compared. Also, an analysis of allelic frequencies was performed to observe unique alleles present in the pool. Genetic distances ranging from 0.448 to 0.953 were observed, suggesting that mutation inducing was effective in generating variability. The genetic distances based on morphological data ranged from 0(genotypes 22 and 23) to 30.38(genotypes 15 and 29). In the analysis of allelic frequency, 13 genotypes presented unique alleles, suggesting that mutation inducing was also targeting unique sites. Mutants with good performance under aluminum stress(9, 15, 18 and 27) did not form the same clusters when morphological and molecular analyses were compared, suggesting that different genomic regions may be responsible for their better performance.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권4호
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• pp.342-349
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• 2015

키위는 세계적으로 1970년대 이후 상업화되어 최근 재배가 급속히 확대되고 있는 신종 과수이며, 국내에서도 재배와 소비량이 급격히 증가하고 있다. 키위는 자웅이주 낙엽성 덩굴 식물로 과피에 털이 있고 과육색이 다양한 특성을 가지고 있으며 배수성도 다양하나, 산업적인 품종 구성은 매우 단순하다. 독특한 식물적 특성에 기인한 진화 및 생물학적 관점은 물론 다양한 품종의 효율적 개발의 요구에 따라 최근 유전체 해석 및 활용 연구가 활발히 진행되고 있다. 키위 유전체 draft 서열과 엽록체 서열이 Illumina HiSeq 기반으로 각각 2013년과 2015년에 해독 되었으며 gene annotation 연구가 계속적으로 진행되고 있다. 과거 ESTs 기반의 전사체 분석에서 최근 RNA-seq 기반의 전사체 분석으로 전환되어 과일의 아스코르브산 생합성, 과육색 발현 및 성숙, 그리고 나무의 궤양병 저항성 관련 유전적 발현조절과 유전자 발굴 연구가 중점적으로 진행되고 있다. 전통육종의 효율을 증대하기 위한 분자표지 개발 및 유전자지도 작성에 있어서는 이전의 RFLP, RAPD, AFLP 기반의 연구에서 벗어나 NGS 기반의 유전체 및 전사체 정보의 해독에 의한 SSR 및 SNP 기반의 농업적으로 중요한 형질연관 분자마커 개발 및 고밀도 유전자지도 작성이 연구되고 있다. 그러나 국내 연구는 아직 제한적인 수준에서 진행되고 있다. 향후 키위 유전체 및 전사체 분석 연구는 가까운 장래에 실질적으로 분자육종에 적용될 것으로 전망된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제27권3호
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• pp.249-255
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• 2014

The rice belonging to Oryza sativa is not only has significant economic importance, for it is the major source of nutrition for about 3 billion all around the world. But also plays a vital role as a model organism, because it has a number of advantages to be a model plant, such as efficient transformation system and small genome size. Many methods and techniques have been conducted to attempt to distinguish different Oryza sativa species, such as amplified fragment length polymorphism (AFLP), random amplified polymorphic DNA (RAPD), simple sequence repeat (SSR) and so on. However, studies using sequence analysis of internal transcribed spacer (ITS), a region of ribosomal RNA has not been reported until now. This study was undertaken with an aim to understand the phylogenetic relationships among sixteen isolates of Oryza sativa collected from abroad and fifteen isolates collected from Korea, using ribosomal RNA (rRNA) internal transcribed spacer (ITS) sequences to compare the phylogeny relationships among different Oryza sativa species. The size variation obtained among sequenced nuclear ribosomal DNA (nrDNA) ITS region ranged from 515bp to 1000bp. The highest interspecific genetic distance (GD) was found between Sfejare 45 (FR12) and Anapuruna (FR15). Taebong isolate showed the least dissimilarity of the ITS region sequence with other thirty isolates. This consequence will help us further understanding molecular diversification in intra-species population and their phylogenetic analysis.

• 한국약용작물학회지
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• 제12권1호
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• pp.31-35
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• 2004

국내에서 육성 또는 외국에서 도입되어 재배되고 있는 고추냉이 (Wasabia japonica Matsum.) 7품종의 10개체와 울릉도 자생 1개체, 총 11개체에 대한 유연관계 분석을 위하여 RAPD분석을 실시하였다. RAPD분석에 사용한 random primer는 총 50종류였으며 screen 결과 21종류만이 11품종 전체에서 반응을 보였다. 21종류의 primer로부터 관찰된 밴드는 총 144개였으며 이중 다형화 (polymorphism)를 보이는 앤드는 68개 (47.2%)로 primer 한 개당 평균 3.2개의 다형화 밴드를 보였다. Primer별 밴드의 수는 $2{\sim}13$개로 다양하게 나타났고 평균 밴드의 수는 6.8개였다. 유집분석 결과 phenogram은 유사도지수 $0.81{\sim}0.96$의 높은 범위 내에서 11개체들이 단계통군으로 유집되었으나 품종내 개체간에는 뚜렷하게 유집되지 않았다. 울릉도에 자생하는 개체의 경우는Sayatori와 Himenisiki 품종을 제외한 나머지 8개체를 위한 자매군으로 유집되었다. 이러한 결과는 neighborjoining 분석에서도 같은 경향을 보였다. 따라서 고추냉이의 종내 유연관계 분석을 위한 방법으로 RAPD법은 유용하지 않은 것으로 나타났으며 좀더 정확한 유연관계분석을 위해서는 AFLP방법이나 계통분류에 널리 이용되는 핵, 업록체 DNA의 유전자 염기서열 비교와 같은 정밀한 분자계통학적 연구가 수행되어져야 할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제25권7호
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• pp.839-848
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• 2015

분자 마커는 유기체에서 다른 유기체와 분자적 수준에서 식별하는 마커이다. 유전적 분석을 위한 분자 마커의 발달은 식물 유전학, 다양한 구조와 가능을 이해하는데 기여하였다. DNA 마커는 임의유전자 증폭에서 다형성을 탐지하는 기법이나 방법(예를 들면 서든 블로팅, 핵산 교잡법, PCR을 이용한 중합효소 연쇄 증폭 반응, DNA 서열화)으로 RFLP, AFLP, RAPD, SSR, SNP 등을 이용하였고 현재에도 이용하고 있다. 최근 기능성 유전자를 이용한 기능성 마커가 각광을 받고 있다. 기능성 마커는 다형성 서열에서 유래한 것으로 표현형 변이를 내포하고 있다. 이런 개념에서 출발한 기능성 마커는 모든 유전자를 타깃으로 할 수 있으나 식물에서는 P450, 튜블린 형성 유전자의 다형성(TBPs), 전이요소 마커(TEMs), 병원균 저항성 유전자 마커(RGMs), RNA를 기반으로 한 마커(RBMs) 등이 널리 이용되고 있다. 본 연구는 Poczai 등의 총설을 기반으로 구성하였다. 식물에서 이런 분자 마커의 이용은 식물의 분화, 진화, 생리적 기능성 유전자의 변화 등 생물학 전반에 관한 정보 획득에 도움을 될 것이다.

• 농업생명과학연구
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• 제43권6호
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• pp.35-43
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• 2009

본 연구에서는 서로 다른 지역에서 재배된 장뇌삼 8품종과 밭에서 재배된 재배인삼 등 총 9개체에 대해 장뇌삼 품종들 간의 유연관계를 분석하였다. RAPD분석에 사용한 random primer는 총 40종류(OPA 1~20, OPB 1~20)였으며, 이 중 34개가 각기 다른 지역에서 재배된 품종간의 집단을 형성하여 9개 품종간 유연관계를 밝히는데 유용하였다. 유연관계를 분석한 결과, 홍천과 재배인삼, 의성과 금산, 진안과 풍기와 강화, 상주와 안동 4개의 그룹으로 구분되었으며 이는 다시 2개의 그룹 "홍천-재배인삼-의성-금산", "풍기-강화-상주-안동"으로 구분 되었다. 9개 지역에서 수집한 품종간의 유사도 값은 최저 0.30, 최고 0.53으로 나타났다. RAPD방법은 사용법이 간단하고 소요시간이 적게 소요될 뿐만 아니라 적은 양의 DNA시료로도 분석이 가능한 검정법으로 형태적인 차이가 구별되지 않는 장뇌삼 품종 간의 유전적 유연관계를 밝히는 데 유용한 방법임을 알 수 있었다. 그러나 품종별 계통유연관계를 보다 정확히 분석하기 위해서 AFLP 또는 Molecular Maker를 이용하거나 계통분류에 널리 이용되는 핵, 엽록체 DNA의 유전자 염기서열 비교와 같은 정밀한 분자계통학적 연구가 수행되어져야 할 것으로 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권3호
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• pp.201-205
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• 2007

To determine whether pattern recognition based on metabolite fingerprinting for whole cell extracts of higher plants is applied to discriminate plants genetically, leaf samples of eight cultivars of Catharanthus roseus were subjected to Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). FT-IR fingerprint region data were analyzed by principal component analysis (PCA). Major peaks as biomarkers were identified as the most significant contributors to distinguish samples by using genetic programming. A hierarchical dendrogram based on the results from PCA separated the eight cultivars into two major groups in the same manner as the dendrograms based on genetic fingerprinting methods such as RAPD and AFLP. A slight difference between the dendrograms was found only in branching pattern within each subgroup. Therefore, we conclude that the hierarchical dendrogram based on PCA of the FT-IR data represents the most probable chemotaxonomical relationship between cultivars, which is in general agreement with the genetic relationship determined by conventional DNA fingerprinting methods.

• 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.

• 식물분류학회지
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• 제39권2호
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• pp.63-73
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• 2009

물부추과 ($Iso{\ddot{e}}taceae$)의 물부추속 ($Iso{\ddot{e}}tes$ L.)은 외부형태의 단순함으로 인해 분류학적 혼란이 있어왔다. 국내에는 I. japonica (물부추)와 I. coreana (참물부추)가 보고되어 왔으며, 최근에 I. jejuensis (제주물부추)와 I. hallasanensis (한라물부추)가 신종으로 발표되었다. 그러나 I. japonica의 생육지는 재확인되지 않고 있으며, 이를 제외한 세 종의 생육지만 확인되고 있다. 본 연구에서는 국내의 세 종과 대만 (I. taiwanensis), 일본 (I. japonica와 I. asiatica), 중국 (I. sinensis) 등 주변 지역에 분포하는 물부추속 식물의 형태학적인 특성을 비교 검토하고 국내 물부추속 식물에 대한 분류학적 특성을 규명하고자 하였다. 이를 위하여 각 종에 대한 형태 및 해부학적 특성과 포자의 특성을 비교 검토하였다. 괴경 열편의 수, 포자엽의 습성과 기공의 유무, 포막의 발달 상태로 I. taiwanensis와 I. asiatica가 식별되며, 모든 종은 포자의 특성에 따라 종의 식별이 가능하였다. 특히 국내에 보고된 종은 대포자 표면구조물의 형태에 따라 cristate형의 I. coreana, rugulate형의 I. jejuensis와 echinate형의 I. hallasanensis로 각각 구분되었으며, I. japonica는 reticulate형을 가진 종으로 판명되었다. 그리고, 각 종을 대상으로 핵 유전자인 LEAFY $2^{nd}$ intron의 염기서열과 amplified fragment length polymorphism(AFLP) 분석 결과를 검토하여 우리나라 물부추속 식물에 대한 계통을 논의하였다. 또한, 멸종위기에 처한 우리나라 물부추속 식물을 보전하기 위하여는 새로운 생육지에 대한 발굴조사와 함께 유전적 부동의 영향을 줄이기 위한 보전 대책의 필요성을 제안하였다.