• Horticulture, Environment, and Biotechnology : HEB
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• 제59권6호
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• pp.889-897
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• 2018

Currently, there is a lack of genetic markers capable of effectively detecting polymorphisms in Clematis. Therefore, we developed new markers to investigate inter- and intraspecific diversity in Clematis. Based on the complete chloroplast genome of Clematis terniflora, simple sequence repeats were explored and primer pairs were designed for all ten adequate repeat regions (cpSSRs), which were tested in 43 individuals of 11 Clematis species. In addition, the nuclear ITS region was sequenced in 11 Clematis species. Seven cpSSR loci were found to be polymorphic in the genus and serve as markers that can distinguish different species and be used in different genetic analyses, including cultivar identification to assist the breeding of new ornamental cultivars.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.45-55
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• 2023

멕시코 유래의 2배체 감자 근연야생종 Solanum cardiophyllum은 감자역병, 감자바이러스Y, 콜로라도감자잎벌레 등과 같은 병원균 및 해충에 대한 저항성을 가지고 있어 감자의 신품종 육성에 이용되고 있다. 재배종 감자에 이러한 형질을 도입하기 위해서는 전통적인 교잡육종에 의해 이루어질 수 있으나, 재배종 감자와 근연야생종과의 서로 다른 EBN에 따라 제한적이며, S. tuberosum과 S. cardiophyllum 간에도 생리적 불화합성이 존재한다. 따라서, 이러한 생리적 장벽의 극복을 위해 체세포융합에 의한 체세포잡종 계통을 육성하고 이를 감자 신품종 육성에 활용할 수 있는데, 분자 마커는 적절한 체세포잡종 계통 선발에 필요하다. 이에, 본 연구에서는 S. cardiophyllum의 전체 엽록체 유전체 정보를 구명하고 8개의 다른 Solanum 종의 전체 엽록체 유전체 정보와 비교하여 S. cardiophyllum 특이적인 분자마커를 개발하였다. S. cardiophyllum의 전체 엽록체 유전체의 길이는 155,570 bp였으며, 그 구조와 유전자 구성은 다른 Solanum 종들과 매우 유사하였고 가지과에 속해 다른 32개의 종들과의 계통수 분석을 통해 예상했던 바와 같이 다른 Solanum 종과 같은 그룹에 속해 있고 S. bulbocastanum과의 가장 근접한 유연관계를 확인하였다. S. cardiophyllum의 전체 엽록체 유전체와 8개 다른 Solanum 종의 전체 엽록체 유전체의 다중 정렬 결과로 총 13개의 S. cardiophyllum 특이적인 SNP 영역을 확인하였으며, 이 정보를 이용하여 4개의 PCR 기반 분자마커를 개발하였다. 본 연구의 결과는 S. cardiophyllum의 진화적 측면에서의 연구와 S. cardiophyllum를 이용한 감자 신품종 육성을 위한 연구에 기여를 할 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제1권1호
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• pp.46-55
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• 1999

The expressed sequence tags(ESTs) from immature seed of rice, Oryza sativa cv Milyang 23, were partially sequenced and analyzed by homology. As of 1998, the partial sequences of about 6,600 cDNA clones were analyzed from normal and normalized immature seed cDNA libraries. About 2,200 ESTs were putatively identified by BLASTX deduced amino acid sequence homology analysis. About 20% of them were putatively identified as storage proteins. Also the clones were highly homologous to genes involved particularly in starch biosynthesis, glycolysis, signal transduction and defenses. Compared to 35% of redundancy in the ESTs of normal cDNA library, that from the substracted library was 15%. The Korea Rice Genome Network is maintained to provide the updated information of sequences, their homologies and sequence alignments of ESTs. For the stable expression of transgene in rice, diverse vectors were developed for overexpression, targeting and gene dosage effect with transit peptides (Tp) and matrix attachment region (MAR) sequence from chicken lysozyme locus. The rice calli were transformed via Agrobacterium tumefaciens LBA4404(pSB1) with the triparental mating technique and selected by herbicide resistance. The green fluorescent protein(GFP) gene in expression vector under the control of rbcS promoter-Tp was overexpressed upto 10 % of the total soluble protein. In addition, the Tp-sGFP fusion protein was properly processed during translocation into chloroplast. The expression of sGFP in the presence of MAR sequences was analyzed with Northern and immunoblot analysis. All the lines in which sGFP transgene with MAR sequence, showed position independent and copy number-dependent expression, while the lines without MAR showed the varied level of expression with the integration site. Thus the MAR sequence significantly reduced the variation in transgene expression between independent transformants.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제49권3호
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• pp.178-186
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• 2022

볼리비아 유래의 4배체 감자 야생종 중 하나인 Solanum acaule는 서리, 감자역병, 감자바이러스X, 감자바이러스Y, 감자잎말림바이러스, 감자걀쭉병, 선충 등에 대한 저항성과 같이 감자의 신품종 육성에 매우 유용한 형질들을 가지고 있어 감자 육종에 많이 이용되고 있다. 그러나 이러한 유용 형질들을 재배종 감자에 전통적인 교잡에 의해 도입하는 것은 야생종과 재배종 간의 서로 다른 EBN에 따라 매우 제한적이다. 따라서, 이러한 생리적 장벽을 극복하기 위해서는 체세포융합을 이용할 수 있는데, 육종에 활용할 적절한 체세포융합체를 선발하기 위해서는 적절한 분자마커의 개발이 필수적이다. 이에, 본 연구에서는 앞서 차세대 유전체 기술에 의해 완성되어 보고된 S. acaule의 엽록체 전장 유전체 정보를 기반으로 이를 다른 8개의 Solanum 종의 엽록체 전장 유전체 정보와 비교를 통해 S. acaule 특이적인 분자마커를 개발하였다. S. acaule의 엽록체 전장 유전체 총 길이는 155,570 bp였으며, 총 158개의 유전자로 구성되어 있었다. 전체적인 구조와 유전자의 구성은 다른 Solanum 종들과 매우 유사하였고 12종의 다른 가지과에 속해 있는 종과의 계통수 분석에서 다른 Solanum 종과 매우 가까운 유연관계를 가지는 것을 확인하였다. S. acaule의 엽록체 전장 유전체와 다른 7개 Solanum 종의 엽록체 전장 유전체 다중 정렬의 결과로 각각 4개와 79개의 S. acaule 특이적인 InDel 및 SNP 영역이 확인되었으며, 이 정보를 이용하여 각각 1개씩의 InDel 및 SNP 영역 유래의 PCR 기반의 분자마커를 개발하였다. 본 연구의 결과는 S. acaule의 진화적 측면에서의 연구와 S. acaule를 이용한 감자품종 육성 연구에 기여를 할 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.34-44
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• 2023

멕시코 유래의 4배체 감자 근연야생종 중 하나인 Solanum hjertingii는 괴경에서 발생하는 흑변현상에 강한 것으로 알려져 감자의 신품종 육성에 유용한 형질로 이용이 가능하다. 이러한 저항성은 생리적 장해인 효소적 갈변과 흑반을 감소시킬 수 있다. 하지만, S. hjertingii와 S. tuberosum은 생리적 장벽에 기인한 교잡종 생산이 제한적인 관계로 직접적인 교배육종보다는 체세포잡종을 육성하는 방법을 활용할 수 있다. 체세포잡종 계통이 육성이 되면 분자표지를 이용한 적절한 잡종 계통을 선발하는 것이 필요하여, 본 연구에서는 S. hjertingii의 전체 엽록체 유전체 정보를 이용하여 S. hjertingii 특이적인 PCR 기반의 분자마커를 개발하였다. S. hjertingii의 전체 엽록체 유전체는 155,545 bp였으며, 다른 Solanum 종들과 구조 및 유전자 구성이 매우 유사하였고, 가지과의 다른 15개의 종들과 계통수 분석에서 근연야생종 S. demissum, S. hougasii, S. stoloniferum과 매우 가까운 유연관계를 나타냈다. 또한, S. hjertingii의 전체 엽록체 유전체와 8개의 다른 Solanum 종의 전체 엽록체 유전체의 다중 정렬 결과로 S. hjertingii 특이적인 1개의 InDel 영역과 7개의 SNP 영역을 확인하였고, 이를 이용하여 1개의 InDel 및 4개의 SNP 기반 PCR마커를 개발하였다. 본 연구의 결과는 S. hjertingii의 진화적 측면에서의 연구와 S. hjertingii를 이용한 감자의 신품종 육성 연구에 기여를 할 수 있을 것이다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.22-22
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• 2021

큰졸방제비꽃(Viola kusanoana)의 엽록체 DNA 염기서열을 밝히고자 차세대염기서열분석법(NGS)을 이용하여 분석하였다. 재료는 경상북도 울릉군 나리분지에 자생하는 개체의 잎을 사용하였다. 염기서열 분석결과, 총 길이는 158,644 bp 였고, GC함량은 36.3%로 분석되었다. 구간별로는 LSC (Large single copy)지역이 86,999 bp (GC content: 33.9%)였고 SSC (Small single copy)지역은 17,439 bp (GC content: 29.9%)으로 분석되었으며 IR (Invertied repeats)지역은 27,103 bp (GC content: 42.2%)로 확인되었다. 유전자는 protein coding gene 77개, tRNA gene 30개, rRNA 4개 등 총 111개로 이는 선행 연구된 제비꽃속 8개 분류군과 유전자의 순서와 방향이 모두 일치하였다. 이를 통해 제비꽃속의 엽록체 게놈의 유전자는 상당히 보존되어 있음을 확인하였다.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제3권4호
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• pp.309-315
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• 2009

Molecular markers developed from the flanking sequences of two cytoplasmic male sterility (CMS)-associated genes, orf456 and ${\Psi}atp6-2$, have been used for marker-assisted selection of CMS in pepper. However, in practice, the presence of orf456 and ${\Psi}atp6-2$ at substoichiometric levels even in maintainer lines hampers reliable selection of plants containing the CMS gene. In this study, we developed a novel CMS-specific molecular marker, accD-U, for reliable determination of CMS lines in pepper, and used the newly and previously developed markers to determine the cytoplasm types of pepper breeding lines and germplasms. This marker was developed from a deletion in a chloroplast-derived sequence in the mitochondrial genome of a CMS pepper line. CMS pepper lines could be unambiguously determined by presence or absence of the accD-U marker band. Application of orf456, ${\Psi}atp6-2$and accD-U to various pepper breeding lines and germplasms revealed that accD-U is the most reliable CMS selection marker. A wide distribution of orf456, but not ${\Psi}atp6-2$, in germplasms suggests that the pepper cytoplasm containing both orf456 and ${\Psi}atp6-2$ has been selected as CMS cytoplasm from cytoplasm containing only orf456. Furthermore, factors other than orf456 may be required for the regulation of male sterility in pepper.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권9호
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• pp.1189-1195
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• 2014

A strain-specific identification method is required to secure Chlorella strains with useful genetic traits, such as a fast growth rate or high lipid productivity, for application in biofuels, functional foods, and pharmaceuticals. Microsatellite markers based on simple sequence repeats can be a useful tool for this purpose. Therefore, this study developed five novel microsatellite markers (mChl-001, mChl-002, mChl-005, mChl-011, and mChl-012) using specific loci along the chloroplast genome of Chlorella vulgaris. The microsatellite markers were characterized based on their allelic diversities among nine strains of C. vulgaris with the same 18S rRNA sequence similarity. Each microsatellite marker exhibited 2~5 polymorphic allele types, and their combinations allowed discrimination between seven of the C. vulgaris strains. The two remaining strains were distinguished using one specific interspace region between the mChl-001 and mChl-005 loci, which was composed of about 27 single nucleotide polymorphisms, 13~15 specific sequence sites, and (T)n repeat sites. Thus, the polymorphic combination of the five microsatellite markers and one specific locus facilitated a clear distinction of C. vulgaris at the strain level, suggesting that the proposed microsatellite marker system can be useful for the accurate identification and classification of C. vulgaris.

• 한국자원식물학회지
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• 제36권4호
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• pp.290-298
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• 2023

본 연구에서는 닥나무 속 식물에 대한 InDel 마커를 개발하였다. 전국의 닥나무 속 식물 22개체를 수집하였고, 수집한 닥나무 속 식물 중 6개체를 차세대염기서열 분석(NGS)을 실시하였다. NGS를 통하여 얻은 염기서열 정보를 기존에 발표되었던 닥나무 엽록체 서열과 비교하여 InDel 마커 후보를 선발하였다. 선발한 마커 후보를 수집된 닥나무 속 식물에 적용하여 마커의 특성 검정을 통해 총5개의 엽록체 기반 마커를 개발하였다. 개발된 InDel 마커를 22개의 유전자원에 적용한 후 군집 분석을 실시한 결과, 총5개의 그룹으로 나뉘었다. 본 연구에서 개발된 마커들은 닥나무 속의 육종이나 종 판별에 활용할 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2005년도 추계학술대회 및 한일 식물생명공학 심포지엄
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• pp.141-141
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• 2005