• 제목/요약/키워드: Chloroplast genome

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Inhibitory Effects of The Flower from Abeliophyllum distichum cv. Okhwang 1 on Melanogenesis in B16 F10 Cells

  • Mi-Ji Noh;Hye-Jeong Park;So-Yeon Han;Jeong-Yong Park;Seo-Hyun Yun;Soo-Yeon Kim;Tae-Won Jang;Jae-Ho Park
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2021년도 춘계학술대회
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    • pp.53-53
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    • 2021
  • Abeliophyllum distichum Nakai (A. distichum), endemic species of Korea, is classified according to the petals and calyx colors. Recently, A. distichum cv. Okhwang 1, which has the golden flower, designated the first official cultivar improved from A. distichum species. The study on the chloroplast genome of A. distichum cv. Okhwang 1 have been reported, but no studies on bioactivity such as antioxidant, anti-inflammatory, and anti-cancer have been progressed. This study was conducted to evaluate the inhibition on melanogenesis of the flower from A. distichum cv. Okhwang 1 (FAO). Antioxidant activity was measured using DPPH and ABTS radical scavenging assays. Inhibition effects on melanogenesis of FAO were confirmed by expression of tyrosinase-related proteins and mRNAs using immunoblotting and RT-qPCR. Tyrosinase is an enzyme that regulates both stimulation and inhibition of melanogenesis. Stimulated MITF in cellular levels increases the expressions of tyrosinase, TRP-1, and TRP-2 to induce melanogenesis. As a result, FAO inhibited the expression of MITF, followed by down-regulated tyrosinase, TRP-1, and TRP-2, which lead to inhibit melanin overproduction. In conclusion, these results indicated that FAO reduced reactive oxygen species (ROS) and markedly inhibited the expression of melanin-related factors. The present study suggested providing that FAO has the potential for development as a functional cosmetic material derived from natural.

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제비꽃종류에서 나타나는 엽록체 DNA 게놈의 특이 유전자 특징 (The Specific Gene Characteristics of Chloroplast Genome in Viola)

  • 고아름;유기억
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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    • pp.19-19
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    • 2023
  • 제비꽃속 34분류군의 61개체를 대상으로 엽록체 DNA 게놈 특이 유전자의 특징을 알아보고자 하였다. 61개체의 엽록체 게놈 전체 길이는 155,535~158,940 bp 로 모두 전형적인 사분할 구조였다. 지역별로는 LSC 지역이 84,826~87,250 bp, SSC 지역이 16,338~18,654 bp, 그리고 IR 지역이 26,029~27,192 bp 였다. 유전자 개수는 131개로 84개 protein coding-gene, 37개 tRNA 유전자, 8개 rRNA유전자, 그리고 2개의 유사유전자인 𝜓rps19, 𝜓ycf1으로 구성되어 있었다. LSC/IRa 경계에 위치한 rps19 유전자 길이는 279 bp로 모든 분류군에서 동일하였으며, 𝜓rps19의 길이는 다양했으나 유전자 개수에는 영향을 미치지 않았다. SSC/IRb 경계에 위치한 ycf1 유전자 길이는 약 5,600 bp 였으나, V. japonica (MZ151699) 1개체에서는 다른 종에 비해 약 1,000 bp 위치에서 발생한 점돌연변이로 인해 종결 코돈이 나타나는 특징을 보였다. 한편 13분류군의 23개체에서는 𝜓ycf1의 길이가 650 bp 정도 짧은 것을 확인하였는데, 이 종류들은 원예종인 V. tricolor (ON262802) 이외에는 모두 줄기가 없는 분류군들로 IR 지역의 확장과 SSC 지역의 수축에 의한 것으로 판단된다. ndhF는 대체로 SSC 지역에 위치하나, V. inconspicua (MZ065354), V. mongolica (MW802534, ON548135), V. yunnanfuensis (MW802541) 등 4개체에서는 IRa/SSC 경계에 위치하면서 유사유전자가 발생하였고, 그 결과 다른 제비꽃 종류에 비해 유전자 개수가 132개로 차이를 보였다. 또한, V. collina (OP271831), V. mirabilis (MH256000), V. tricolor (ON262802) 등 3분류군에서는 SSC 지역이 inversion 되어 엽록체 이성질체가 존재함을 확인하였다. 이상의 결과를 종합하면, 제비 꽃속 엽록체 게놈 61개체의 ycf1, 𝜓ycf1, ndhF, 𝜓ndhF 등은 유전자 길이와 개수 등에 차이를 보이는 것으로 나타났으며, 제비꽃속에서도 엽록체 이성질체가 존재함을 확인할 수 있었다.

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엽록체 유전정보를 이용한 두류 유전자원 형태적 형질의 유전력 분석 (An Analysis of the Heritability of Phenotypic Traits Using Chloroplast Genomic Information of Legume Germplasms)

  • 유동수;최유미;왕샤오한;강만정
    • 한국자원식물학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.369-380
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    • 2023
  • 두류는 식량으로서 중요한 자원 중의 하나로 유용한 형질을 이용하여 장기적인 먹거리의 소재로 개발 및 활용하고 있다. 그런데 형질은 작물의 다양성과 관련하여 유전적 혹은 환경적 요인에 따라 형질 변이가 발생하기 때문에 유용한 형질의 장기적인 활용을 위해서는 유전적으로 장기적인 유지가 가능한 유전력이 높은 형질을 선발하는 것이 중요하다. 그러나 유전력의 추정은 복잡한 세대증식의 설계와 재배시간, 농업노동력 공급 등에 필요한 많은 시간과 비용이 소요되기 때문에 이를 해결할 수 있는 대안이 요구된다. 본 연구에서는 두류 6종에 대한 형태적 형질과 엽록체의 총455개 유전자의 계통 분류학적 차이를 통계적으로 상호 비교하여 형질에 대한 유전력을 추정하였다. 그 결과로 개화일수, 협당 립수, 조지방이 유의수준 0.05 이하(P-value≤0.05)에서 상관관계가 있는 유전자가 각각 62.86%, 69.45%, 57.14%로 높은 상관성을 보였고, 생육일수는 유의수준 0.1 이하에서 62.42%로 상관성을 보임으로써 환경적 영향보다 유전적 영향에 의한 변이가 더 크게 작용할 것으로 예상된다. 반면 성숙일수, 100립중, 조단백질, 조섬유, 식이섬유 함량에 대한 변이는 유의수준 0.05이하에서 상관성이 있는 유전자가 평균 11.82%로 환경적 변화영향이 더 클 것으로 추정되었다. 이 가운데 성숙일수와 100립중은 기존의 연구와는 다른 결과를 보였는데 이는 재배환경, 인간활동(농약, 비료 사용 등)과 같은 환경적 영향 뿐만아니라 유전력과 유전적 진전과의 관계에 따른 상위적, 상가적 유전자의 복잡한 영향으로 인하여 다른 연구결과가 나타났을 것으로 판단된다. 비록 엽록체 유전자 정보를 이용한 유전력 추정이 다소 미흡하지만 향 후에 단일염기다형성의 활용, 낮은 계통발생 신호의 보완을 위한 미토콘드리아 유전체 정보, 핵DNA 유전자 정보 등을 활용하고, 실제 조사결과와의 비교검정을 통한 보완이 이루어진다면 유전력 추정을 통한 신품종 개발 및 우수자원 선발과 육종기술 등과 같이 농업유전자원의 보존, 관리, 재배, 증식 등 광범위한 농업분야의 발전에 크게 기여할 수 있을 것이다.

RFLP기법(技法)을 이용(利用)한 포플러 엽록체(葉綠體) DNA의 분석(分析) (Analysis of Populus cpDNA by Restriction Fragment Length Polymorphism(RFLP) Technique)

  • 이재순;노은운;이석구;권기원
    • 한국산림과학회지
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    • 제83권1호
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    • pp.20-24
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    • 1994
  • 생장기간(生長期間)이 긴 임목(林木)의 경우 어느 형질(形質)의 유전양식(遺傳樣式)을 구명(究明)한다는 것은 상당한 시간(時間)과 노력(努力)이 필요하다. 엽록체(葉綠體)의 DNA는 그 크기가 비교적 작고 세포질(細胞質) 유전현상(遺傳現象)을 보이기 때문에 임목(林木)을 대상(對象)으로 하는 연구(硏究)에 적절(適切)할 것으로 생각된다. 본 연구(硏究)에서는 포플러 5개 수종(樹種)의 엽록체(葉綠體) DNA를 4가지의 제한효소(制限酵素)로 처리(處理)하여 절단(切斷)된 DNA의 크기를 수종간(樹種間) 및 비교(比較) 식물(植物)인 담배와 비교(比較)하였다. 그 결과 포플러의 엽록체(葉綠體) DNA는 서로 아주 유사(類似)하여 사용된 2가지의 제한효소(制限酵素)(BglII 및 PstI)에서는 종간(種間)에 차이를 전혀 볼 수 없었으며 다른 두 효소(酵素)(EcoRI 및 KpnI)에서도 비슷하나 약간의 차이(差異)가 관찰(觀察)되었을 뿐이었다. 그러나 비교(比較) 식물(植物)로 사용한 담배와는 전혀 다른 절단(切斷) pattern을 보이고 있었다. 담배 엽록체(葉綠體)의 rbcL 유전자(遺傳子)를 probe으로 한 DNA-DNA 교잡(交雜)결과 역시 같은 경향(傾向)을 보이고 있었다. 따라서 포플러의 엽록체(葉綠體) DNA는 진화(進化) 과정중 비교적 안정(安定)이 되어 있는 것으로 나타났다.

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고라니의 식이물 분석에 있어 Polymerase Chain Reaction-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis(PCR-DGGE)의 이용 가능성 연구 (A Study of Potential of Diet Analysis in the Korean Water Deer(Hydropotes inermis argyropus) using Polymerase Chain Reaction-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis(PCR-DGGE))

  • 박지은;김백준;이상돈
    • 한국환경생태학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.318-324
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    • 2010
  • 이 연구의 목적은 고라니(Hydropotes inermis argyropus)의 위내용물을 대상으로 PCR-DGGE 방법을 이용하여 그 식이습성을 조사하는데 있다. 이 연구를 위해, 강원도 철원과 전라남도 동부지역 등에서 자연사 혹은 로드킬에 의해 죽은 고라니 사체의 위에서 식이물 샘플을 채취하였다. 총 44개체의 위내용물에서 각각 DNA를 추출하였고, 두 가지의 프라이머(rbcLZ1과 rbcL19bR)를 이용하여 ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase large subunit(rbcL) gene을 PCR 증폭하였다. 44개의 샘플 중 29 샘플에서 성공적으로 PCR을 수행하였다. 이 29개 partial rbcL gene의 PCR product는 PCR-DGGE에 이용되었다. 식이물에 대한 분석결과 총 6과의 식물이 확인되었다. 강원도 철원의 경우, 5과가 나타난 반면, 전라남도 동부의 경우, 3과만이 확인되었다. 이 연구에서는 종수준의 먹이식물의 구별에는 실패하였 지만, 차후 이 PCR-DGGE 기법은 고라니를 포함한 초식동물의 식이습성을 분석하는데 하나의 가능성 있는 방법이 될 것으로 생각된다.

체세포배발생을 통한 오일팜나무(Elaeis guineensis Jacq.) 클론의 기내증식 및 RAPD를 이용한 체세포변이의 검정 (In vitro propagation of oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) clones through somatic embryogenesis and analysis of somaclonal variation by RAPD)

  • 안인숙;박혜림;손성호
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제39권3호
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    • pp.196-204
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    • 2012
  • 본 실험은 오일팜나무에서 somatic embryo mass(SEM)를 유도한 후 이로부터 식물체 분화를 통한 클론묘 대량증식 시스템을 확립하고, 기내 배양에 의하여 야기된 체세포변이의 확인 방법을 확립하기 위하여 수행되었다. 오일팜 조직배양묘의 정단 부분을 $NaH_2PO_4{\cdot}2H_2O$와 카제인이 첨가된 1/2MS 수정 배지에 배양하여 체세포배성 캘러스를 유도하였다. 유도된 체세포배성 캘러스는 몇 번의 계대배양을 통하여 SEM으로 발달하였다. SEM 조직은 단단하며, 강하게 붙어있어서 개개의 체세포배를 따로 분리하는 것이 매우 어려웠다. SEM 조직을 $NH_4NO_3$, 카제인, L-ascorbic acid가 첨가된 MS 수정 배지에 배양하였을 때 신초가 성공적으로 분화하였다. 기내 오일팜나무를 야외로 순화하여 완전한 오일팜나무 클론묘를 획득할 수 있었다. 기내 배양묘 중 건강하고 생장이 양호한 신초를 무작위로 95 개체를 선발하여 RAPD 분석을 실시하였다. 총 19개의 random primer를 사용하여 95 개체에 대한 RAPD를 수행한 결과, 대부분의 primer에서는 동일한 밴드 형태를 보여 어떠한 변이도 감지할 수 없었다. 그러나, MspI으로 절단된 genomic DNA를 BNR36 primer로 PCR을 수행하였을 때, 개체 간 차이를 보이는 밴드 형태를 나타내어 체세포변이를 감지할 수 있었다. 95 개체 중 #22, #28, #35, #77 의 4 개체에서 약 1kb 부근의 밴드 하나가 없었으며, 그 중 #28, #35, #77의 밴드 강도는 정상 밴드보다 월등히 강한 것을 확인하였다. NCBI 분석 결과, 이 변이 밴드는 오일팜나무의 엽록체 게놈과 관련이 있는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과로부터 오일팜나무의 클론묘 대량증식 시스템을 확립할 수 있었고, RAPD 분석을 통하여 기내 상태에 있는 조직배양묘의 체세포 변이 여부를 판별할 수 있는 방법 확립할 수 있었다.

DNA 염기서열에 기초한 벼과 잡초의 분자생물학적 동정 (Identification of Korean Poaceae Weeds Based on DNA Sequences)

  • 이정란;김창석;이인용;오현주;김중현;김선유
    • Weed & Turfgrass Science
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    • 제4권1호
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    • pp.26-34
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    • 2015
  • 최근에 전 세계적으로 동물, 식물뿐만 아니라 균류, 해조류 등에서 활발하게 이용하는 DNA 바코드는 게놈 DNA의 단편을 이용해 종들 간의 DNA 변이를 발견하여 형태적 지식 없이 정확하게 종을 동정하고 분류하는 방법이다. 고등식물에서는 단일마커로 바코드 조건을 충족할 수 없어 엽록체 DNA의 rbcL과 matK 유전자를 표준마커로 이용하고 있다. 본 연구는 식물 표준 바코드마커와 핵 DNA의 ITS 부위를 이용하여 국내 벼과 식물 252 분류군 중 주로 농경지에서 발생하는 잡초 총 84분류군 403생태형을 바코드하여 데이터베이스를 구축하기 위하여 수행하였다. 바코드 결과 PCR 증폭과 염기서열 분석 성공률은 rbcL에서 가장 높았으며 matK에서 가장 낮았다. 그러나 바코드 갭과 종식별 해상력은 matK에서 가장 높았다. 80.9%의 염기서열 분석 성공률을 보인 ITS는 matK와의 조합에서 92.9% 까지 종 식별 해상력을 높일 수 있어 벼과 바코드에 매우 유용한 조합이었다. 벼과의 바코드데이터는 미국의 국립생물공학정보센터에 기탁하여 genbank 번호를 부여받아 공개하였다. 그러므로 형태적으로 동정이 어려운 벼과 잡초를 matK와 ITS 부위의 염기서열을 분석하여 미국의 국립생물공학정보센터에 기탁한 데이터와 비교함으로써 쉽고 간편하게 동정할 수 있게 되었다.

국내 농경지에 발생하는 포아풀아과 잡초의 분자생물학적 동정 (Molecular Identification of Pooideae, Poaceae in Korea)

  • 이정란;김창석;이인용
    • Weed & Turfgrass Science
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    • 제4권1호
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    • pp.18-25
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    • 2015
  • DNA 바코드는 게놈 DNA의 단편을 이용해 형태적 지식없이 종을 동정하는 방법으로 전 세계적으로 최근에 많이 이용하고 있으며 고등식물에서는 엽록체 rbcL과 matK 유전자를 이용하고 있다. 본 연구에서는 표준 식물 바코드마커와 핵 ITS 부위를 이용하여 국내 포아풀아과 잡초 16속 29종 163생태형의 바코드 데이터를 생산하는 것을 목적으로 하였다. 더불어 포아풀아과의 바코드에서 각 마커의 효율성도 조사하였다. 바코드 결과 PCR 증폭과 염기서열 분석성공률은 rbcL에서 가장 높았으며 matK에서 가장 낮았다. 반대로 바코드 갭은 matK에서 가장 높은 반면 rbcL에서 가장 낮았으며, 종 식별 해상력은 matK에서 가장 높고, ITS에서 가장 낮았다. 그러나 바코드 갭과 종 식별 해상력이 가장 높은 matK를 포아풀아과에서 바코드 마커로 이용하는 것은 너무 낮은 PCR 증폭과 염기서열 분석성공률(58.3%) 때문에 고려해야할 것으로 생각된다. 단일마커로 rbcL과 ITS는 포아풀아과의 바코드에 적절하게 이용될 수 있으며, 두 마커를 조합으로 이용하면 공통으로 분석된 샘플에 따라 바코드 갭과 종 식별 해상력을 높일 수 있었다. 포아풀아과의 바코드데이터는 미국의 국립생물공학정보센터에 기탁하여 genbank 번호를 부여받아 공개하였다.

trnL-trnT 부위에 의한 한국 족도리풀속 식물종의 계통분류학적 연구 (Phylogenic Study of Genus Asarum (Aristolochiaceae) in Korea by trnL-trnT Region)

  • 이병룡;김선환;허만규
    • 생명과학회지
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    • 제20권11호
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    • pp.1697-1703
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    • 2010
  • 족도리풀속은 쥐방울덩굴과에 속하는 키 작은 초본이며 아시아의 온대지역에서 많은 종이 주로 분포한다. 이속에 속하는 우리나라 자생 식물 아홉 분류 간 계통 관계를 평가하기 위해 엽록체 게놈의 trnL - trnT 부위로 평가하였다. DNA 서열 배당은 많은 갭(gaps)을 가지고 있었다. 이 속 내 서열 변이는 일부 삽입과 결실이 발견되었지만 주로 핵산의 삽입/결실에 기인하였다. 서열 분화의 또 다른 원천은 이 속의 trnL - trnT 부위에서 발생한 짧은 반복 서열에 의한 길이 변화이다. 이 속의 9개 분류군에 대한 trnL - trnT 부위에서 A+T 함량은 74.7~78.3%로 피자식물의 평균(64.5~67.1%)보다 높았다. 이 속의 금오족도리풀은 세 계통도(MP, ML, and NJ)에서 모두 현저하게 차이가 났다. 그런데 일부 내부 분지마디는 낮은 지지도를 보였으며 네 종은 분리되지 않았다. 기존의 형태학적 특성과 trnL - trnT의 계통도 간 불일치에 대해 논의하였다.

Microsatellite 개발 및 분석법에 대한 소개 (An Introduction to Microsatellite Development and Analysis)

  • 윤영은;유정남;이병윤;곽명해
    • 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.