• 생명과학회지
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• 제33권12호
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• pp.1025-1035
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• 2023

본 연구에서는 한국산과 중국산 새꼬막(Scapharca subcrenata) 사이의 원산지 판별을 위하여 quantitative real-time PCR (qPCR) 분석을 기반으로 하는 Single-nucleotide polymorphism (SNP) 마커의 primer set를 개발 및 검증하였다. 총 180개의 새꼬막 sample을 genotyping by sequencing으로 분석하여 원산지 판별에 유용할 것이라 판단되는 7개의 후보 MS 마커와 15개의 후보 SNP 마커를 선정하였다. 후보 SNP 마커는 PCR과 sanger sequencing, SYBR green-based qPCR을 통해 원산지별 분리 여부를 확인하였다. 이 중 Insertion 1, SNP 21 마커가 qPCR 증폭 양상에서 집단이 확연히 분리되었으며 예상과 실제 증폭 형태가 일치하였다. 추가적으로 새꼬막을 무작위로 섞어서 진행한 blind test에서 Insertion 1은 새꼬막 100개에 대하여 74%의 정확도, 52%의 민감도, 96%의 특이도를 보였고, SNP 21은 새꼬막 137개에 대하여 86%의 정확도, 79%의 민감도, 93%의 특이도를 보였다. 따라서 개발된 두 개의 SNP 마커는 독립적 또는 복합적으로 사용하면 새꼬막 원산지 판별의 진위 여부를 검증하는 데 유용할 것으로 기대된다.

• 생태와환경
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• 제54권3호
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• pp.209-220
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• 2021

Pacific herring, Clupea pallasii, a keystone species with significant ecological and commercial importance, is declining globally throughout much of its range. While traditional fishing equipment methods remain limited, new sensitive and rapid detection methods should be developed to monitor fisheries resources. To monitor the presence and quantity of C. pallasii from environmental DNA (eDNA) extracted from seawater samples, a pair of primers and a TaqMan^® probe specific to this fish based on mitochondrial cytochrome b (COB) sequences were designed for the real-time PCR (qPCR) assay. The combination of our molecular markers showed high specificity in the qPCR assay, which affirmed the success of presenting a positive signal only in the C. pallasii specimens. The markers also showed a high sensitivity for detecting C. pallasii genomic DNA in the range of 1 pg~100 ng rxn^-1 and its DNA plasmid containing COB amplicon in the range of 1~100,000copies rxn^-1, which produced linear standard calibration curves (r²=0.99). We performed a qPCR assay for environmental water samples obtained from 29 sampling stations in the southeastern coastal regions of South Korea using molecular markers. The assay successfully detected the C. pallasii eDNA from 14 stations (48.2%), with the highest mean concentration in Jinhae Bay with a value of 76.09±18.39 pg L^-1 (246.20±58.58 copies L^-1). Our preliminary application of molecular monitoring of C. pallasii will provide essential information for efficient ecological control and management of this valuable fisheries resource.

• 한국약용작물학회지
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• 제21권3호
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• pp.165-173
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• 2013

The fruits of Schisandra chinensis have been used as an edible ingredient and traditional medicine in Korea. Due to morphological similarities of dried mature fruits, the correct identification of S. chinensis from other closely related Schisandrae species is very difficult. Therefore, molecular biological tools based on genetic analysis are required to identify authentic Schisandrae Fructus. Random amplifed polymorphic DNA (RAPD) and Sequence Characterized Amplified Region (SCAR) were used to develop an easy, reliable and reproducible method for the authentication of these four species. In this paper, we developed several RAPD-derived species specific SCAR markers and established a multiplex-PCR condition suitable to discriminate each species. These genetic markers will be useful to distinguish and authenticate Schisandrae Fructus and four medicinal plants, S. chinensis, S. sphenanthera, S. repanda and K. japonica, in species level.

• 환경생물
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• 제36권3호
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• pp.352-358
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• 2018

본 연구는 PCR 기반 RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism; 제한절편 길이 다형성) 분자기법을 활용하여 난 및 치어 대상 납자루아과 어류 3종의 동정을 좀 더 빠르고 정확하게 파악하고 납자루아과 어류의 종별 산란양상 및 번식생태 이해에 대한 기여가 목적이다. 본 연구를 위해 기존 선행된 문헌자료를 확인하고 납자루아과 어류가 2종 이상 동서하고 있는 지역을 확인하여 현지조사를 수행하였다. 현지조사 결과 확인된 납자루아과 어류는 묵납자루(Acheilognathus signifer), 줄납자루(A. yamatsutae) 및 각시붕어(Rhodeus uyekii)로 총 3종이 확인되었으며, 확인된 납자루아과 어류와 동서하고 있는 숙주조개(작은말조개; Unio douglasiae sinuolatus)를 채집하여 숙주조개 속 납자루아과 어류의 난 및 치어를 확보하였다. 현지조사 결과 확인된 납자루아과 어류 3종을 대상으로 미토콘드리아 DNA COI과 cyt b 유전자 염기서열을 비교하여 각각 종별로 특이성을 지닌 부위(단일염기변이; Single Nucleotide Variation: SNV)에 맞는 제한효소를 선정하였고, 숙주조개 속 난 및 치어를 대상으로 genomic DNA를 추출하여 PCR-RFLP 실험을 수행한 결과 현지조사 시 확인된 납자루아과 어류 3종의 독특한 제한절편 길이 양상을 전기영동을 통하여 확인하였다. 본 연구를 통해 묵납자루, 줄납자루 및 각시붕어의 종을 판별할 수 있는 RFLP 마커를 개발하였으며, 숙주조개 난 및 치어를 대상으로 정확한 종의 동정을 보다 빠르고 효과적으로 수행하여 각각 납자루아과 종별 산란양상을 보다 정확히 규명하고 향후 이들 자연개체군의 효과적인 유지, 관리 및 보전 방법 개발에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국축산식품학회지
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• 제30권6호
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• pp.918-922
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• 2010

Due to the large amount of beef imported from the USA to Korea, Korean consumers have become increasingly interested in the country of origin since it can affect market prices. Previously, Bos indicus and Bos taurus-specific markers were developed for the purpose of cattle breed identification, specifically discrimination of Australian beef. In this study, six SNP markers derived from Illumina 50K bovine SNP chip data were used for the discrimination between Korean cattle (Hanwoo) and imported beef from USA. PCR-RFLP genotyping methods were also developed, which indicates that these markers can be applied relatively easily compared to other markers. Taking into account a discrimination rate of 55% based on MC1R marker between Hanwoo and imported beef from USA, two additional markers, SNPs 23803 and 34776, were ideal and resulted in probability of identification of 0.942 and probability of misjudgment of 0.03. Therefore, the markers developed in this study can greatly contribute to the correct discrimination between beef from USA and Hanwoo beef.

• 한국육종학회지
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• 제41권3호
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• pp.194-204
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• 2009

Cytoplasmic male sterility (CMS) and fertility restoration have been utilized as valuable tools for $F_1$-hybrid seed production in many crops despite laborious breeding processes. Molecular markers for the selection of CMS-related genes help reduce the expenses and breeding times. A previously reported genomic region containing the Ppr-B gene, which is responsible for restoration of fertility and corresponds to the Rfo locus, was used to develop gene-based or so-called "functional" markers for allelic selection of the restorer-of-fertility gene (Rfo) in $F_1$-hybrid breeding of radish (Raphanus sativus L.) Polymorphic sequences among Rfo alleles of diverse breeding lines of radish were examined by sequencing the Ppr-B alleles. However, presence of Ppr-B homolog, designated as Ppr-D, interferes on specific PCR amplification of Ppr-B in certain breeding lines. The organization of Ppr-D, resolved by genome walking, revealed extended homology with Ppr-B even in the promoter region. Interestingly, PCR amplification of Ppr-D was repeatedly unsuccessful in certain breeding lines implying the lack of Ppr-D in these radishes. Ppr-B could only be successfully amplified for analysis through designing primers based on the sequences unique to Ppr-B that exclude interference from Ppr-D gene. Four variants of Rfo alleles were identified from 20 breeding lines. A combination of three molecular markers was developed in order to genotype the Rfo locus based on polymorphisms among four different variants. These markers will be useful in facilitating $F_1$-hybrid cultivar development in radish.

• 한국식품과학회지
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• 제52권1호
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• pp.40-45
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• 2020

1996년 이후부터 현재까지 개발된 GM 작물은 520여종에 이르며, 미국, 브라질, 아르헨티나, 캐나다, 인도 등을 포함해 26개국에서 GM 작물을 재배하고 있다. 특히, 제1세대 GM 작물로 구분되는 제초제 내성 GM 작물은 전체 GM 작물의 67%를 차지하며, 그 중 제초제 glufosinate에 내성을 나타내는 pat 또는 bar 유전자를 지닌 작물은 44%를 차지한다. 하지만 GM 작물이 같은 형질을 지녔더라도 유전자의 기원, 식물의 종 및 개발자에 따라 그 유전자의 서열은 매우 가변적이기 때문에 이를 식별하기란 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 전체 GM 작물의 44%, 국내 승인 GM 작물의 약 53%를 차지하는 제초제 glufosinate 내성 유전자에 특이적이면서도 보편적인 마커를 개발하고자, 여러 GM 작물의 pat 또는 bar 유전자의 DNA 염기서열을 비교하여 PCR 프라이머를 개발하였으며, 이를 GM 작물 표준물질을 사용하여 검증하였다. 정성 및 정량적 PCR 실험을 통해 pat 유전자에 특이적인 PCR 프라이머를 개발하였다. 또한 pat과 bar 유전자를 동시에 검출 할 수 있는 PCR 프라이머도 개발하였으며, 정량적 PCR 분석을 통해 0.1% 함량의 수준까지도 검출 가능함을 확인하였다. 따라서 본 연구의 수행 결과로 확인된 PCR 마커 및 분석법이 향후 GM 작물의 안전한 유통관리 및 GM 식품의 식품 안전관리를 위한 저비용 고효율적 검출방법으로 이용될 수 있을 것이라 생각된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제47권2호
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• pp.131-140
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• 2020

Solanum stoloniferum은 가지과에 속하는 4배체 감자 야생종 중의 하나로 감자 육종에서 다양한 병원균에 대한 저항성으로 인하여 좋은 재료로 활용되고 있다. 하지만, 감자와의 생식적 장벽으로 인하여 감자와 직접적인 교배를 통해 육종을 할 수 없어 이를 극복하기 위해 체세포 융합 등의 방법이 이용될 수 있다. 세포 융합 이후에는 분자마커를 이용하여 적합한 융합체 선발이 필요한데 이를 위해 본 연구에서는 S. stoloniferum 특이적 마커를 개발하기 위하여 S. stoloniferum의 엽록체 전장 유전체 정보를 분석하고 이를 기반으로 한 마커를 개발하였다. S. stoloniferum의 cpDNA 총 길이는 155,567 bp이고, 6개의 다른 Solanum 종과의 비교를 통해 S. stoloniferum가 S. berthaultii와 가장 가까운 유연관계인 것을 확인하였다. 다섯 종의 Solanum과의 엽록체 전장 유전체 다중 정렬에서는 S. stoloniferum 특이적인 6개의 InDel과 39개의 SNP를 구명하였으며, 이 정보를 이용하여 최종적으로 네개의 S. stoloniferum 특이적인 PCR 기반의 분자마커를 개발하였다. 이 마커들은 적절한 체세포 융합체를 선발하고 S. stoloniferum을 이용한 감자 품종 육성에 기여할 수 있을 것이다.

• 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.