대추나무는 갈매나무과에 속하며 과실에 높은 영양가를 지니고 있어 전통 한의학에서 널리 사용되고 있는 경제적으로 중요한 종이다. 국내에서 재배되고 있는 대추나무들의 품종실태를 파악함으로서 우량개체 선발과 육종계획 수립에 유용한 유전정보를 얻고자 보은, 경산 등 대추 주산지 6곳에서 수집된 대추나무 270개체를 대상으로 ISSR 표지 분석을 수행하였다. 그 결과 유전적 다양성을 보여주는 S.I.값은 0.107, 유전적 유사도는 0.935로 높게 나타나 연구에 사용된 대추나무들이 특정 품종 또는 개체에 편중되어 있었다. 또한 270개체 중 67%인 180개체가 '복조'와 동일한 유전자형을 나타내는 것으로 관찰되었다. 본 연구를 통해 국내 재배 대추나무 개체들의 유전적 다양성이 매우 낮은 것으로 파악되었다. 이에 외부 교란에 취약할 가능성이 큰 것으로 예상되며, 시장에 판매되고 있는 대부분의 대추가 단위결실을 통해 생산되는 것으로 판단된다.
본 연구는 오대산의 전나무 노령임분(老齡林分)내 숲틈에서 발생된 1~2년생 전나무 치수(416개체)의 공간적 유전구조를 파악하기 위하여 ISSR(inter-simple sequence repeats) 표지자 분석을 실시하였다. 대상 숲틈의 크기는 $1,500m^2(50m{\times}30m)$로 전나무이외 수종의 상층임관 일부와 중 하층임관이 제거되고, 전나무 성목은 입목고사(立木枯死) 혹은 수세가 불량한 상태이다. 31개의 다형성 ISSR 표지자를 이용한 공간의 자기상관성분석에서는 15.6m이내에 유전적 동질성을 갖으며, 이후 31.2m까지는 임의분포를 나타내었다. 숲틈내 전나무 성목의 평균수고(21.1m), 종자의 산포범위, 성목간 평균거리(23.7m)를 고려할 때, 전나무 치수의 유전적 군락 크기(genetic patch size)는 모수의 분포밀도에 따라서 제한받는 것으로 추정된다. 치수 산포에 대한 방향성 파악을 위하여 유전적 거리를 이용한 다차원척도법의 형상좌표를 '유전적 형상(genetic configuration)'으로 설정하고, 이를 이용한 분산도분석을 실시하였다. 지향성 분산도에서는 동서방향으로 거리의 증가에 따라 치수간 유전적 동질성이 계속 감소하는 것으로 나타났다. 오대산 전나무림의 막대한 종자생산량과 조사구내 치수 발생수의 임의분포와 임상(林床)의 균일성을 고려하면, 이러한 전나무 치수의 유전적 방향은 모수간 충실율 차이나 국소환경보다는 종자 산포의 방향성에 따른 것으로 생각된다.
Amplified fragment length polymorphism (AFLP) is a molecular marker technique based on DNA and is extremely useful in detection of high polymorphism between closely related genotypes like Korean wheat cultivars. Six sequence characterized amplified regions (SCARs) have been developed from inter simple sequence repeat (ISSR) analysis which enabled the identification and differentiation of 13 Korean wheat cultivars from the other cultivars. We used six combinations of primer sets in our AFLP analysis for developing additional cultivar-specific markers in Korean wheat. Fifty-eight of the AFLP bands were isolated from EA-ACG/MA-CAC, EA-AGC/MA-CTG and EA-AGG/MA-CTA primer combinations. Of which 40 bands were selected to design SCAR primer pairs for Korean wheat cultivar identification. Three of 58 amplified primer pairs, KWSM006, KWSM007 and JkSP, enabled wheat cultivar identification. Consequently, 23 of 32 Korean wheat cultivars were classified by eight SCAR marker sets.
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.
한국꿩 (Korean ring-necked Pheasant, Phasianus colchicus karpowi)과 외국 아종의 유전적 유연관계를 파악하기 위해 야생 한국꿩, 사육 한국꿩, 사육 한국꿩과 외국꿩간의 잡종꿩, 외국꿩 4아종(중국 링넥, 흑 뮤탄트, 백 뮤탄트, 녹치)을 대상으로 ISSR 표지자 분석과 AMOVA 분석을 수행하였다. 야생 한국꿩의 전체 유전 다양성중 94.08%가 서식지 내 개체간 유전적 차이에 기인하고, 5.9% ($\Phi$st=0.059)가 서식지간 차이에 기인하였다. 사육 한국꿩이 유전적으로 야생 한국꿩 보다는 외국꿩 4아종과 가깝게 나타났다. AMOVA분석과 cluster분석에서 사육 한국꿩이 야생 한국꿩은 물론 외국꿩 4아종과도 유전적 차이를 보이는 것으로 미루어 볼 때 사육되고 있는 한국꿩은 한국꿩과 외국 아종간의 다양한 교잡에 의해 생겨난 잡종일 가능성이 높다. 외국꿩 4아종(중국 링넥, 흑 뮤탄트, 백 뮤탄트, 녹치)의 전체 유전 다양성중 96.63%가 아종내 개체간 차이에 기인하고. 3.4% ($\Phi$st=0.034)로 아종간 차이에 기인하여 외국꿩 4아종의 아종간 유전적 차이가 야생 한국꿩의 서식지간 차이보다도 낮은 것으로 나타났다. 이는 본 분석에 사용된 외국꿩 4아종이 형태적으로는 다른 아종으로 분류되지만 유전적으로는 매우 가까운 위치에 있음을 의미한다. 7서식지의 야생 한국정과 외국꿩 4아종을 각각 야생 한국꿩 그룹과 외국꿩 그룹으로 분류하여 두 그룹의 유전적 다양성을 분석한 결과, 전체 유전변이 중 그룹간 차이의 비율은 17% 이상(그룹 내 서식지/아종간 차이는 약 4%)으로 야생 한국꿩이 아종 관계인 외국꿩 4아종과 상당한 유전적 차이를 보이는 것으로 나타났다. 유전적 유연관계 분석결과에서 중국 링넥. 흑 뮤탄트, 백 뮤탄트의 외국꿩 3 아종은 유전적으로 외국 아종에 가까운 사육한국꿩, 잡종꿩과 함께 하나의 분지군을 형성하면서 야생 한국꿩 그룹으로부터 98% 신뢰수준에서 뚜렷하게 구별되었다.
Microsatellites, which are sequences of repetitive short nucleotides, are abundant in the genome and have relatively many alleles at a locus. Hence, microsatellite markers are used in various research areas such as medicine, agriculture, and biology. Thanks to recent advanced techniques and databases associated with microsatellite marker development, foreign research relying on microsatellite markers is increasing in various study areas. In this study, by analyzing microsatellites-related articles published during 2000-2014 from eight Korean national journals representing zoology, botany, genetics, ecology and environmental science, breeding science, and forest science ('Animal Cells and Systems', 'Journal of Plant Biology', 'Genes and Genomics', 'Korean Society of Environment and Ecology', 'Korean Journal of Breeding Science', 'Journal of Agricultural Science, Chungnam National University', 'Journal of Korean Forest Society' and 'Forest Science and Technology'), we found that the number of articles and diversity of study subjects and objects have increased considerably. However, there are fewer applications of microsatellites in the national forest science area. During 2000-2014 in 'Journal of Korean Forest Society', the percentage of articles dealing with microsatellite markers was found to be the lowest with 4.2% among articles focusing on PCR-based markers including RAPD, AFLP, and ISSR. However, in 'Canadian Journal of Forest Research' and 'Forest Ecology and Management', microsatellite marker articles were represented at their highest with 69.2% and 76.2%, respectively. Given the advantages of microsatellite markers, the publication of research papers using microsatellites should be increased in Korean forest science journals to the level of studies published in prominent international journals.
양배추와 무로부터 원형질체를 분리하였고 PEG 처리를 통하여 융합을 하였다. 고농도의 원형질체 혼합물로부터 많은 미소괴를 관찰할 수 있었다. 미소괴는 정상적인 캘러스로 자랐고 이들 캘러스로부터 총 218개의 신초가 재분화 되었다. 재분화된 개체는 순화 과정을 거처 온실에서 재배하였다. 순화된 208개체를 대상으로 마커 검정을 통하여 융합 여부를 확인한 결과, 모두 무의 NWB-CMS에 특이적인 PCR 산물을 확인할 수 없었다. 그러나 ISSR분석을 통하여 208개체 중 3개체에서 양배추와 무의 세포가 융합됨을 확인하였다. 이를 통하여 원형질체의 융합이 성공적으로 일어났음을 증명할 수 있었다. 세포융합이 일어난 3개체는 모두 양배추와 무의 형질을 보이는 중간적인 형태를 가지고 있었다. 이들은 춘화처리를 거쳐 모두 개화 되었으나 꽃의 색깔이 무의 형질과 같은 흰색이었고 이중 한 개체에서만 역교배를 통하여 3개의 종자를 얻었다.
Simple sequence repeats (SSRs) and interSSR (ISSR) marker systems were used in this study to reveal genetic changes induced by artificial selection for short/long larval duration in the tropical strain Nistari of the silkworm Bombyx mori. Artificial selection separated longer larval duration (LLD) ($29.428{\pm}0.723days$) and shorter larval duration (SLD) ($22.573{\pm}0.839days$) lines from a base, inbred population of Nistari (larval span of $23.143{\pm}0.35days$). SSR polymorphism was observed between the LLD and SLD lines at one microsatellite locus, Bmsat106 ($CA_7$) and at two loci of 1074 bp and 823 bp generated with the ISSR primer UBC873. Each of these loci was present only in the LLD line. The loci segregated in the third generation of selection and were fixed in opposite directions. In the $F_2$ generation of the $LLD{\times}SLD$ lines, the alleles of Bmsat106 and $UBC873_{1074bp}$ segregated in a 1:1 ratio and the loci were present only in the LLD individuals. $UBC873_{823bp}$ was homozygous. Single factor ANOVA showed a significant association between the segregating loci and longer larval duration. Together, the two alleles contributed to an 18% increase in larval duration. The nucleotide sequences of the $UBC873_{1074bp}$ and $UBC873_{823bp}$ loci had 67% A/T content and consisted of direct, reverse, complementary and palindromic repeats. The repeats appeared to be "nested" (59%) in larger repeats or as clustered elements adjacent to other repeats. Of 203 microsatellites identified, dinucleotides (67.8%) predominated and were rich in A/T and T/A motifs. The sequences of the $UBC873_{1074bp}$ and $UBC873_{823bp}$ loci showed similarity (E = 0.0) to contigs located in Scaffold 010774 and Scaffold 000139, respectively, of the B. mori genome. BLASTN analysis of the $UBC873_{1074bp}$ sequence showed significant homology of (nt.) 45-122 with upstream region of three exons from Bombyx. The complete sequence of this locus showed ~49% nucleotide conservation with transposon 412 of Drosophila melanogaster and the Ikirara insertions of Anopheles gambiae. The A + T richness and lack of coding potential of these small loci, and their absence in the SLD line, reflect the active process of genetic change associated with the switch to short larval duration as an adaptation to the tropics.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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