• 한국육종학회지
• /
• 제50권4호
• /
• pp.364-377
• /
• 2018

차세대 염기 서열 분석 기술의 적용은 빠르게 식물 유전체학의 지식을 확장시킴으로 기능유전자 연구의 발전을 도모하고 있다. 특히, 밀의 기능유전체학의 발전은 기존의 염기서열 분석 기술로는 가능성이 없어 보였다. 하지만 NGS의 발전은 고품질 보통밀의 RefSeq를 완성뿐만 아니라 다양한 밀 계통들의 재염기서열분석을 가능하게 한다. 현재 이렇게 얻어진 고품질 유전정보와 유전적 다형성이 밝혀진 유전자원의 이용으로 밀 기능유전체 연구가 새로운 단계로 접어들고 있다. NGS 기술 및 reverse genetics의 발전은 앞으로 전세계에 펼쳐져 있는 야생형 밀과 재배종 밀 계통들의 유전적인 다양성 분석을 가능케 하고 밀의 유전과 진화 과정을 깊게 이해하는데 큰 도움이 될 것이다. NGS 기술의 사용과 생물정보학의 결합은 타 작물에 비해 뒤쳐진 밀의 기능유전체 연구 속도를 가속화할 것이다. 기능유전체 연구를 활용한 밀 육종의 시대가, 애기장대 및 벼 분야와 같이, 다가오고 있다.

• 한국육종학회지
• /
• 제50권4호
• /
• pp.434-441
• /
• 2018

본 연구에서는 배 '원황'(Pyrus pyrifolia)의 유전체 정보를 바탕으로, 유용 유전자 관련 SSR 마커를 선발하였고, 선발된 SSR과 SNP 마커를 이용하여 '원황' ${\times}$ 'Bartlett' $F_1$ 교배집단에 대한 유전자 지도를 작성하였다. '원황'의 scaffold에서 제작된 SSR 마커 유래 염기서열들과 NCBI nucleotide DB와 BLASTn 분석하여, 유용한 유전자들과 높은 상동성을 보이는 510개 SSR 마커를 선발하였다. 이들 마커를 사용하여 양친과 F1 집단 94개체의 대립 단편의 증폭 양상을 확인한 결과, 88개 마커들이 헤테로 집단에 맞는 분리비를 보였다. 선발된 88개의 SSR 마커는 GBS 분석을 통해 획득한 579개 SNP 마커와 함께 '원황'의 유전자지도를 작성하였다. 70개의SSR 마커들은 배 염색체 수와 같은 17개의 염색체에 잘 위치하였고, 모든 염색체에 한 개 이상의 마커로 위치하였다. 유전자지도의 총 유전거리는 3784.2cM이고 마커간 평균거리는 5.8cM이었다. 본 연구에서 개발된 SSR 분자마커 및 이를 기반으로 만들어진 유전자지도는 배의 육종 및 유전 연구에 유용한 정보를 제공할 것으로 기대한다.

• 식물병연구
• /
• 제27권1호
• /
• pp.32-37
• /
• 2021

2020년 전라북도 완주 소재 약용작물 전시포장에서 재배중인 범부채(Iris domestica) 140개체 가운데 3개체의 잎에서 괴사증상이 발견되었다. Reverse transcription polymerase chain reaction 검정결과 증상을 나타내는 3개체가 tomato spotted wilt virus (TSWV)에 감염된 것으로 확인되었다. 증상주로부터 분리한 TSWV 분리주 'Blackberry lily-kr1'의 전체 염기서열을 결정하였으며, 유전자 은행에 있는 다른 분리주들과 L, M, S 분절유전체 부위의 염기서열 상동성을 비교하였다. 'Blackberry lily-kr1' 분리주는 L 분절 유전체는 우리나라에서 보고한 'JJ' 분리주(MF159046) 또는 'HJ' (LC273305) 분리주와 상동성이 높았으며, M과 S 분절 유전체는 'JJ' 분리주(MF159058과 KY021439)와 가장 상동성이 높았다. MEGA X 프로그램의 maximum likelihood 방법을 이용하여 'Blackberry lily-kr1'의 다른 TSWV 분리주들과의 계통학적 연관성에 관한 분석을 한 결과 L, M, S 분절유전체 모두 고추에서 분리한 'JJ' 분리주 및 환삼덩굴(Humulus japonicas)에서 분리한 'HJ' 분리주와 높은 연관성을 보였다. 건전한 I. domestica 식물에 'Blackberry lily-kr1'을 감염시킨 Nicoatiana rustica 식물 즙액을 접종한 결과 50일 후에 잎에 괴사 또는 이중 고리형태의 괴사 증상이 형성되었다. 이는 노지에서 재배하는 범부채에서 관찰된 괴사증상이 TSWV 감염에 의한 것임을 시사하는 결과이다. 이 연구는 우리나라에서 범부채에서 TSWV 발생에 관한 최초의 보고이다.

• 한국버섯학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.199-207
• /
• 2022

국내 시장에서는 Wolfiporia hoelen의 균핵 생산량을 늘리기 위해 새로운 균주 육종을 요구되고 있다. 이에 본 연구는 국내에서 수집한 31개의 야생 균주와 12개의 재배 균주에 대해, 최근 보고된 교배형 연관 유전자의 RPB2의 단일염기다형성(single nucleotide polymorphism, SNP)을 적용해 단핵균사와 이핵균사를 구분할 수 있는지 확인함으로써 SNP 정보가 육종에 유용한지 알아 보고자 수행되었다. 이를 위해 해당 정보를 효율적으로 얻을 수 있는 프라이머도 개발하였다. 분석 결과, 국내 야생 균주들은 동형접합인 경우가 중국 균주보다 많아 기존 SNP의 한계를 확인하였다. 이를 보완하고자 RPB2 유전자에서 3개의 SNP를 추가로 발견하였으며, 이를 통해 단핵균사와 이핵균사의 구분 능력을 높였다. 나아가 4개의 SNP를 기존에 육성한 교잡균주와 교잡에 사용한 단포자 균주에 적용함으로써 육종에서의 활용 가능성이 있음을 확인하였다.

• 한국해양생명과학회지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.47-57
• /
• 2021

수산업은 수산물의 남획, 국가 간의 제한, 기후변화로 인하여 수산물 개체 수 감소 등으로 전 세계 수산물 생산량이 정체되면서, 양식업은 항상 세계 식량 소비를 위해 오랫동안 지속되어온 패러다임을 뒤집고 인류가 바다, 호수, 강의 풍부함을 새로운 방식으로 확장할 수 있도록 하는 '푸른 혁명'의 가능성을 제시하고 있다. 양식산업은 이제 인간 소비를 위한 해산물의 원료로서 해양에서 얻는 어업생산량의 절반이상을 넘어섰다. 지속 가능한 양식산업의 발전을 위하여 다양한 최신 생물학적 연구 방법들이 적용되고 있다. 유전체학은 2011년 대서양 대구의 염기서열이 규명된 이래 최근 상당한 진전을 이루었으며 더 많은 종의 유전체가 해독되어 우수 형질의 육종 및 번식 기술, 질병 저항성 품질 개량, 양식 사료 및 사료방식의 최적화 등 양식산업을 위한 보다 견고하고 생산적인 지식 기반을 제공한다. 본 리뷰는 수산양식종의 유전체 연구를 위한 유전체 분석 기술과 수산양식종의 유전체 연구의 현황에 대해서 살펴보았다. 이와 같이 유전체 분석 기술과 유전체학의 발전은 수산양식산업의 과제를 해결하는 데 중요하며 지속 가능한 어업과 양식에 도움을 줄 것이다.

• 식물병연구
• /
• 제28권4호
• /
• pp.231-236
• /
• 2022

2021년 5월 전북 김제시 화훼류 시설재배 농가에서 재배중인 옥시페탈룸(Oxypetalum coeruleum)에서 원형괴사 반점등의 전형적인 바이러스 감염 증상을 보이는 잎을 발견하였다. 이상 증상을 보이는 옥시페탈룸에서 원인 바이러스를 동정하기 위해 high-throughput sequencing을 수행한 결과 tomato spotted wilt virus (TSWV)에 의한 단독 감염이 확인되었다. TSWV의 감염을 확인하기 위해 TSWV 특이적인 프라이머를 이용하여 reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) 진단을 수행한 결과 777 bp의 예상 사이즈의 polymerase chain reaction 산물이 검출되었으며, TSWV의 기주인 청양고추(Capsicum annuum cv. 'Cheongyang')에 접종한 결과 TSWV의 전형적인 윤문무늬가 관찰되었으며 RT-PCR 진단법으로 고추에 감염된 TSWV를 확인할 수 있었다. 옥시페탈룸에서 분리한 TSWV (TSWV-Oxy)의 전체 염기서열을 결정하였으며, 기 보고된 13종 TSWV 분리주들의 S, M, L 유전체 염기서열과 상동성을 비교하였다. 'Oxy' 분리주는 국내 거베라에서 분리된 'Gumi' 분리주(MW048590, MW048591, MW048592)와 가장 상동성이 높았으며, 계통학적 연관성을 비교 분석한 결과 거베라 분리주 'Gumi' 및 고추 분리주인 'GS' (MF159043)와 'GC' (MF159066)와 가장 유연관계가 높은 것으로 확인되었다. 옥시페탈룸은 줄기삽목 혹은 종자로 증식되는 작물로서 시설재배지에서 연속적으로 재배되는 작물이다. TSWV는 총채벌레에 의해 잡초 등 TSWV 감염주로부터 시설 재배지로 유입되어 발생되었을 것으로 판단된다. 옥시페탈룸은 TSWV의 기주 중 하나로 보고되었으나 전 세계적으로 발생 및 증상에 관한 연구는 보고된 바 없다. 본 연구는 우리나라에서 옥시페탈룸에서 TSWV 발생에 관한 최초의 보고이다.

• 대한본초학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.115-120
• /
• 2009

Objectives : Due to the morphological similarity and frequent occurrence of intermediate forms as well as morphological variations of aerial part, the correct identification between Rhei Radix et Rhizoma and Rhei Undulatai Rhizoma is very difficult. To develop a reliable method for correct identification and improving the quality standards of Rhei Radix et Rhizoma and Rhei Undulatai Rhizoma, we analyzed RAPD and developed SCAR marker. Methods : To amplify target DNA at the genomic level, 32 Operon 10-mer random primers were applied with four Rheum species, R. officinale, R. palmatum, R. tanguticum and R. undulatum. The nucleotide sequences were determined and species-specific primers were prepared depending on the species-specific RAPD amplicons after subcloned into the pGEM-Teasy vector. To develop the SCAR markers, species-specific PCR amplification and multiplex-PCR were carried out using the single species-specific primer pairs and combinations of them, respectively. Results : We used RAPD analysis of four Rheum plant species to obtain several species-specific RAPD amplicons. From nucleotide sequences of these RAPD amplicons, we developed two SCAR markers that amplified 314 bp and 390 bp DNA fragments in only R. undulatum but not in R. officinale, R. palmatum, R. tanguticum and R. undulatum, for distinguishing Rhei Undulatai Rhizoma and Rhei Radix et Rhizoma. Furthermore, we established SCAR markers for the simultaneous discrimination of the three species within a single reaction by using multiplex-PCR. Conclusions : These genetic markers can be used for the efficient discrimination of plants species and commercial herbal medicines between Rhei Undulatai Rhizoma and Rhei Radix et Rhizoma, to ultimately prevent indiscriminate distribution and prescription of these herbal medicines.

• 농업과학연구
• /
• 제36권2호
• /
• pp.167-177
• /
• 2009

본 연구는 한국형 Holstein종 젖소집단의 DGAT1 유전자의 특성을 구명하고, DGAT1의 유전적 다형과 산유형질인 유량 및 유지량 간의 연관성을 구명하여 젖소집단의 유전적 개량을 위한 분자유전학적 접목을 위하여 실험을 실시하였다. Holstein종의 genomic DNA로부터 PCR기법을 이용하여 DGAT1 유전자좌를 specific primers로 증폭한 후, 1.5% agarose gel에 전기영동한 결과 411 bp의 단편이 양호하게 증폭되었음을 확인하였다. DGAT1 유전자의 염기서열을 분석한 결과 DGAT1 Q 대립유전자의 216-218 bp의 염기서열이 AUG(lysine, K)였으나, 동위치의 대립유전자 q의 염기서열은 GCG(alanine, A)로 치환되어 있음을 확인할 수 있었다. 한편 한국 Holstein종과 NCBI에서 보고된 bovine DGAT1 유전자 단편의 염기서열간에는 100% 상동성을 보였다. 한국 Holstein종 유우집단의 DGAT1 유전자형의 분포는 DGAT1 QQ, Qq 및 qq 유전자 분포가 각각 16.43, 36.43 및 47.14%로 qq 유전자형빈도가 다른 유전자형에 비하여 높았으며, 유전자빈도는 DGAT1 Q 및 q 빈도가 각각 0.35 및 0.65로 q의 빈도가 높았다. DGAT1 유전자형과 산유량인 유량 및 유지량간의 연관성에 있어서는 DGAT1 유전자형이 유량 및 유지량에서 유의적인 차이 (P<0.05)를 보였으며, DGAT1 Qq 유전자형이 QQ 및 qq 유전자형에 비하여 유량과 유지량에서 유의적인 차이(P<0.05)로 높은 수치를 나타냈다.

• 미생물학회지
• /
• 제49권1호
• /
• pp.58-63
• /
• 2013

본 연구는 한국 제주도 조간대에 서식하는 홍조류로부터 분리된 JIM57 균주의 계통학적 특성을 조사하기 위하여 수행되었다. 16S rRNA gene 염기서열을 분석한 결과, 본 균주는 Oceanisphaera 속과 대단히 유사하였으며, Oceanisphaera litoralis DSM $15406^T$와 98.02%, O. donghaessis KCTC $12522^T$와 97.7%의 염기서열 상동성을 나타내었다. 본 균주는 그람양성의 호기성 구균으로써, 0.5-8.0%의 NaCl 및 $4-47^{\circ}C$에서 생육할 수 있었다. 본 균주는 Oceanisphaera litoralis DSM $15406^T$와 일부 생리학적 및 생화학적 특성을 공유하였으나 ethanol, proline 및 alanine 이용성에서는 차이가 있었다. 본 균주 genomic DNA의 GC 함량은 61.94 mol%였으며, 주요 균체 지방산 지방산으로서 $C_{16:1}$ ${\omega}7c$, iso-$C_{15:0}$ 2-OH, $C_{16:0}$, and $C_{18:1}$ ${\omega}7c$를 함유하고 있었다. 또한 DNA-DNA 상동성을 조사한 결과, JIM57 균주는 O.litoralis DSM $15406^T$ 및 O. donghaessis KCTC $12522^T$와 별개의 종임을 알 수 있었다. 이러한 결과들을 종합한 결과, JIM57 균주(=KCTC 22371 =AM 983543 =CCUG 60764)는 O. litoralis DSM $15406^T$ 및 O. donghaessis KCTC $12522^T$와 다른 특성을 나타내는 것으로 확인되어 Oceanisphaera의 새로운 종임을 제안하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제33권3호
• /
• pp.153-160
• /
• 2006

유전체 연구란 목적하는 유전체의 구조를 밝히고 가지고 있는 모든 유전자의 기능 및 진화과정을 망라하여 이해하고자 하는 것이다. 계통발생학상 애기장대와 연관되어 있는 Brassica rapa는 채소, 유지 및 사료로 이용되는 중요한 작물의 하나이다. Brassica rapa의 유전체 연구를 착수하는 데는 적합한 유전학적 재료 및 유전체 재료가 있어야 한다. 우리는 배추 (Brassica rapa spp. pekinensis)를 재료로 하여 표준 mapping 집단을 개발하여, 78계통으로 구성된 DH집단과 약 250 계통으로 구성된 RI집단을 개발하였다. 2가지 제한효소 (HintIII, BamHI)를 이용해 세균인공염색체 (BAC) library (KBrH, KBrB)를 만들었고, 이들은 각각 56,592개와 50,688개의 클론으로 구성되어 있다. 또한 배추의 각기 다른 부위를 이용하여 만든 22가지의 cDNA library를 이용하여 평균 575bp의 길이를 가지는 104,914개의 EST 분석을 실시 하였다. 세계적으로 'Multinational Brassica Genome Project (MBGP)' 조직이 구성되었고 배추의 전 염기서열 분석을 하기로 2003년 결정되었다. 그 첫 단계로 104,914개의 BAC 클론의 BAC-end 염기서열분석이 제안되어 2006년 9월 5개국 공동 프로젝트로 추진하여 완성하게 되었다. 이러한 BAC-end 염기서열분석의 결과는 유전자의 염기서열 해석, 및 풍부하게 존재하는 반복염기서열 DNA를 분석함으로써 배추의 유전체 구조를 이해할 수 있는 실마리를 주었다. BAC 클론의 전체 염기서열분석은, 비록 단편 내에 유전자의 결실이 변화무쌍하게 일어나지만 배추 DNA 단편이 유전체에서 광범위하게 삼중복으로 존재함을 나타냈다. 이러한 BAC-end 염기서열을 아기장대 염기서열에 비교하여 629개의 종자 BAC을 선정하게 되었고, 이들의 염기서열 분석을 완성하였다. MBGP에서는2단계로서 배추의 전 유전체 염기서열 분석을 추진하게 되었고, 유전자지도에 위치한 종자 BAC을 이용하여 인접한 BAC 클론을 찾아 염기서열 분석하는 BAC-to-BAC 방법을 추진하고 있으며 8개국에서 참여하여 현재 염기서열 분석을 추진 중 이다. 최근에 각 국에서는 생물정보학기법을 활용한 염기서열 분석 기반에 대하여 많은 토론이 진행되고 있다. 앞으로 다양한 유전체 정보가 축적됨에 따라 배추의 유전체 구조를 이해하고 농업적으로 적용하고자 하는데 기여를 할 것이다.