• 한국육종학회지
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• 제43권4호
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• pp.265-272
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• 2011

This study is to generate SCARs markers for identification of Perilla species. A SCAR is a genomic DNA fragment at a single genetically defined locus that is identified by PCR amplification using a pair of specific oligonucleotide primers. We derived SCARs by sequencing and cloning the both ends of the amplified products of RAPD markers. Sixteen sequence-specific primers were synthesized from eight RAPD markers, which were completely sequenced. We developed the species-specific SCAR markers which could be used successfully in detecting genetic variation in four Perilla species. These markers could be used to verify species-origins of various forms of Perilla germplasms.

• 한국축산식품학회:학술대회논문집
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• 한국축산식품학회 2000년도 국제심포지엄 및 제26차 추계학술발표회
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• pp.59-75
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• 2000

본 연구는 한우고기를 수입육 및 젖소고기 등의 쇠고기를 판별할 수 있는 DNA marker를 개발 하기 위하여 수행하였다. 첫 번째 실험으로 RAPD 기법을 이용한 종 특이 marker 개발 및 이 marker의 SCAR marker로의 개발을 목표로 수행되었다. Random primer 300개에 대하여 PCR 수행하여 품종 특이적인 양상을 나타내는 14개 primer를 선별하였고 그 중 MG-3, MG-6, MG-12의 primer는 각각 0.9 kb, 1.0 kb, 2.0kb의 위치에서 홀스테인, 한우,헤어포드 특이적인 RAPD 단편을 나타내었다. 이들 단편들 중 한우 특이적인 단편을 클로닝한 후 random primer가 포함된 부분의 염기서열을 결정하였다. 10bp의 RAPD random primer에 10 bp의 염기를 추가하여 SCAR primer를 제작하였다. SCAR marker의 PCR수행 결과, RAPD marker와 같은 1.0 kb의 크기에서 한우에서만 특이적으로 하나의 밴드로 증폭이 되었다. 이러한 결과는 젖소 DNA와의 비교실험에서와 같이 Holstein에서는 나타나지 않으면서 한우에서만 단일밴드가 증폭되어 한우와 젖소의 판별에 이용이 가능할 것으로 판단된다. 두 번째 실험으로 포유동물의 모색과 연관된 MC1R 유전자 변이와 소 품종간의 유전자형 빈도를 파악하고 한우와 흑모를 가진 홀스테이나 앵거스와의 판별 가능한 DNA marker로서의 이용성을 알아보기를 위하여 수행하였다. MC1R 유전자의 변이부분을 증폭시킬 수 있는 한쌍의 primer를 제작하여 350 bp 크기의 PCR 산물를 얻어 제한효소 BsrF I 과 MspA1 I 으로 각각 절단한 후 2.5%의 Metaphore agarose gel에 전기영동하여 유전자형을 결정하였다. 소 품종별 유전자형 빈도를 분석한 결과 한우에서는 $E^+e$와 ee 유전자형이 각각 0.10과 0.90로 나타난 반면 젖소(홀스테인)에서는 유전자형 $E^DE^D,\;E^DE^+$ 및 $E^De$가 각각 0.86, 0.00 및 0.14, 앵거스에서는 각각 0.57, 0.26 및 0.17의 빈도를 보여 젖소와 앵거스 두 품종 모든 개체가 대립유전자 $E^D$를 가지고 있어 한우와는 분명한 차이를 보였다. 그러나 수입육의 경우 분석시료 43%만이 $E^D$를 가지고 있었다. 따라서 MC1R 유전자의 유전자형을 PCR-RFLP 방법을 이용한다면 현재 젖소고기가 한우고기로 둔갑 판매되는 부정유통을 방지할 수 있는 하나의 DNA 지표인자로서 활용될 수 있을 것으로 판단되었다. 결론적으로 본 연구에서 개발한 한우 특이 SCAR marker와 MC1R 유전자를 이용한다면 국내에서 사육하고 있는 젖소고기가 한우고기로 둔갑 판매되는 부정유통사례를 근접할 수 있는 방법이 될 것으로 판단되나 다양한 품종이 교잡된 수입쇠고기와의 판별기술 개발을 위해서는 보다 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제4권1호
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• pp.1-7
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• 2010

Definitive identification of original plant species is important for standardizing herbal medicine. The herbal medicines Cynanchi Wilfordii Radix (Baekshuoh in Korean and Beishuwu in Chinese) and Polygoni Multiflori Radix (Hashuoh in Korean and Heshuwu in Chinese) are often misidentified in the Korean herbal market due to morphological similarities and similar names. Therefore, we developed a reliable molecular marker for the identification of Cynanchi Wilfordii Radix and Polygoni Multiflori Radix. We used random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis of three plant species, Polygoni multiflorum, Cynanchum wilfordii, and Cynanchum auriculatum, to obtain several species-specific RAPD amplicons. From nucleotide sequences of these RAPD amplicons, we developed six sequence characterized amplification region (SCAR) markers for distinguishing Polygoni Multiflori Radix and Cynanchi Wilfordii Radix. Furthermore, we established SCAR markers for the simultaneous discrimination of the three species within a single reaction by using multiplex-PCR. These SCAR markers can be used for efficient and rapid authentication of these closely related species, and will be useful for preventing the distribution of adulterants.

• 한국산림과학회지
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• 제105권4호
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• pp.422-428
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• 2016

은행나무는 이식성이 좋고 열악한 환경에서도 잘 자라기 때문에 도심 가로수나 조경수로 매우 적합한 수종이다. 은행나무는 암수딴그루 식물로 수나무와 암나무의 생식기관(수꽃과 암꽃)의 비교를 통하여 성을 식별할 수 있으나, 꽃이 달리기까지 약 20년 이상이 필요하다. 가로수용 은행나무는 주로 꽃이 생성되기 이전에 식재되기 때문에 암나무와 수나무 구분 없이 가로수로 식재되어왔다. 가로수로 식재된 암나무에서 열리는 은행나무 열매는 악취를 발산하고 거리 오염을 야기하고 있다. 따라서 본 연구에서는 유시에 수나무를 선별하기 위하여 기존에 보고된 수나무 특이 RAPD 변이체의 염기서열을 기반으로 수나무에서만 675 bp의 PCR 산물을 증폭하는 SCAR 마커(SCAR-GBM)를 개발하였다. SCAR-GBM 마커의 우성 마커 특성에 기인한 위음성(false-negative)문제를 해결하고 식별 효율을 향상시키기 위하여 SCAR-GBM 마커와 mtDNA의 atp1 영역을 증폭하는 범용 프라이머를 동시에 적용하는 multiplex PCR을 이용하였다. 그 결과 암나무와 수나무에서 공히 atp1 영역에 해당하는 1,039 bp의 PCR 산물이 증폭되었으며, 수나무에서만 특이적으로 SCAR-GBM 마커가 증폭되었다. 전국 8개 지역에서 채취된 암나무와 수나무 각 80개체에 대한 분석을 통하여 SCAR-GBM 마커와 multiplex PCR 방법의 재현성이 확인되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제31권1호
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• pp.1-6
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• 2004

한약재로 사용되는 방풍류는 절단되어 유통되므로 외부 형태적인 특징만으로 구분하기가 어려워 방풍류로 사용되는 방풍, 식방풍, 석방풍, 갯방풍 등 4종에 대해 PCR에 기초한 RAPD 마커를 이용하여 SCAR 마커를 개발하고자 하였다. RAPD 분석결과 밴드의 패턴은 다양하게 나타났으며 다형성의 밴드 수는 총 215개로 전체 밴드수의 98%였다. RAPD 분석에서 각 방풍류를 구별 할 수 있는 특이적인 밴드를 나타내는 primer는 방풍에서 4개의 primer, 식방풍은 6개의 primer, 석방풍은 4개의 primer, 갯방풍은 6개의 primer를 선발하였고, 그 중 특히 primer 425는 4종의 방풍류의 감별에 유용하였고, 이를 이용하여 SCAR마커로 전환하는데 이용하였다. 특이적인 단편을 클로닝하여 염기서열 분석으로 특이 primer를 제작하고 제작된 primer로 방풍류 시료 16개에 적용하였을 때, 국내의 야생에서 주로 자생하는 석방풍은 215 bp, 그리고 국내에서 가장 많이 재배 또는 생산되는 갯방풍은 177 bp와 300 bp에서 뚜렷하게 나타났다. 따라서 갯방풍과 석방풍의 감별 가능성을 제시할 수 있으며 개발된 SCAR 마커를 이용하여 시중에 유통되고 있는 방풍류 건조약재의 감별에 유용한 마커로 활용될 수 있을 것이다.

• 원예과학기술지
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• 제34권6호
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• pp.912-923
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• 2016

Watermelon production is often limited by powdery mildew in areas with a large daily temperature range. Development of resistant watermelon cultivars can protect against powdery mildew; however, little is known about the characteristics of its causal agents. Here, we identified the genus and race of a causal pathogen of powdery mildew in Ansung province of South Korea, and developed molecular markers for the generation of resistant watermelon cultivars. The causal pathogen was determined to be Podosphaera xanthii based on multiple sequence alignments of internal transcribed spacers (ITS) of rDNA. The physiological race was identified as 1W, and the Ansung isolate was named P. xanthii 1W-AN. Following inoculation with the identified P. xanthii 1W-AN, we found inheritance of the resistant gene fitting a single dominant Mendelian model in a segregated population ('SBA' ${\times}$ PI 254744). To develop molecular markers linked to fungus-resistant loci, random amplified polymorphic DNA (RAPD) was accomplished between DNA pooled from eight near-isogenic lines (NILs; $BC_4F_6$), originated from PI 254744 and susceptible 'SBB' watermelon. After sequencing bands from RAPD were identified in all eight NILs and PI254744, 42 sequence-characterized amplifiedregion (SCAR) markers were developed. Overall, 107 $F_2$ plants derived from $BC_4F_6$ NIL-1 ${\times}$ 'SBB' were tested, and one SCAR marker was selected. Sequence comparison between the SCAR marker and the reference watermelon genome identified three Nco I restriction enzyme sites harboring a single nucleotide polymorphism, and codominant cleavage-amplified polymorphic site markers were subsequently developed. A CAPS marker was converted to a high-resolution melt (HRM) marker, which can discriminate C/T SNP (254PMR-HRM3). The 254PMR-HRM3 marker was evaluated in 138 $F_{2:3}$ plants of a segregating population ('SBA' ${\times}$ PI254744) and was presumed to be 4.3 cM from the resistance locus. These results could ensure P. xanthii 1W-AN resistance in watermelon germplasm and aid watermelon cultivar development in marker-assist breeding programs.

• 한국약용작물학회지
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• 제12권1호
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• pp.53-59
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• 2004

국내 한약재 시장에서 유통되고 있는 백출 건재약재의 기원을 판별하고자 해부형태적 특징과 종 특이적인 SCAR 마커 (SAjR2, SAmR1)를 적용한 실험 결과는 다음과 같다. 해부형태적 특징으로 A. japonica에서는 주피에 코르크층이 매우 발달하여 있었고, 코르크층 내부 또는 아래에 석세포대가 연속적으로 발달하고 있었다. 유실은 A. japonica에서 뿌리횡단면에 전체적으로 다수 분포하여 잘 발달하고 있었으며 피충부분과 잘 발달된 방사조직 내에서도 목섬유다발이 다수 관찰됐다. 또한 유세포 내의 침상 결정물도 A. macrocephala보다 많이 함유하고 있었다. 이러한 특징들을 종합한 결과, 국내 유통 국산 및 수입 백출은 모두 A. japonica의 해부형태적 특징을 따르고 있어 A. japonica로 동정되었다. 한편 RAPD clone으로부터 개발된 A. japonica 특이적인 SAjR2를 이용하여 PCR 한 결과 모든 샘플에서 600bp 크기의 한국백출 특이적인 밴드가 형성되었으며, A. macrocephala 특이적인 SAmR1을 이 용한 결과에서는 작물시험장에서 재배중인 A. macrocephala에서만 1200 bp크기의 특이적인 밴드가 형성되어, 시중에서 유통되고 있는 한국백출과 중국백출은 모두 A. japonica로 동정되었다. 결론적으로 해부형태적 특성과 SCAR 마커는 A. japonica와 A. macrocephala 기원식물의 동정과 유통 건재 약재를 판별하기에 유용한 방법이었다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제22권1호
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• pp.36-45
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• 2006

Twenty isolates of Didymella bryoniae were isolated from infected cucurbit plants in various growing areas of southern Korea in 2001 and 2002. Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) group [RG] I of D. bryoniae was more virulent than RG IV to watermelon. Virulence of the RG I isolate was strong to moderate to cucumber, whereas that of the RG IV varied from strong, moderate to weak. Two hundred seventy-three amplified fragments were produced with 40 primers, and were analyzed by a cluster analysis using UPGMA method with an arithmetic average program of NTSYSPC. At the distance level of 0.7, two major genomic DNA RAPD groups were differentiated among 20 isolates. The RG I included 7 isolates from watermelon and one isolate from melon, whereas the RG IV included 12 isolates from squash, cucumber, watermelon and melon. Amplification of internal transcribed spacer (ITS) region and small subunit rRNA region from the 20 isolates yielded respectively a single fragment. Restriction pattern with 12 restriction enzymes was identical for all isolates tested, suggesting that variation in the ITS and small subunit within the D. bryoniae were low. Amplification of the genomic DNAs of the tested isolates with the sequence characterized amplified regions (SCAR) primer RG IF-RG IR specific for RG I group resulted in a single band of 650bp fragment for 8 isolates out of the 20 isolates. Therefore, these 8 isolates could be assigned into RG I. The same experiments done with RG IIF-RG IIR resulted in no amplified PCR product for the 20 isolates tested. An about 1.4 kb-fragment amplified from the RG IV isolates was specifically hybridized with PCR fragments amplified from genomic DNAs of the RG IV isolates only, suggesting that this PCR product could be used for discriminating the RG IV isolates from the RG I isolates as well other fungal species.

• 생명과학회지
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• 제20권12호
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• pp.1764-1771
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• 2010

홍화(Carthamus tinctorius L.)는 세계 여러 나라에 분포하고 있는 초본류이다. 이 종은 경제적으로 중요한데 홍화는 약용, 적색소, 노랑 색소로 이용된다. RAPD 기법으로 홍화의 26 집단 간 유연관계와 유전적 다양성을 조사하였다. 모든 집단에서 123개 밴드를 얻었으며 시발체(primer) 당 평균 9.5개 밴드를 나타내었다. 홍화의 유전적 다양도는 집단 내에 대부분 귀속되며 높은 집단 간 분화를 나타내었다. OPC18-01 밴드는 시리아 그룹에 특이 밴드였으며 다른 나라 집단에서는 발견되지 않았다. 이런 7개 특이 마크(SCAR)를 발견하였다. 비록 홍화의 분석한 개체 수가 적고 각 나라의 대표성을 의미하지 않지만 본 연구 결과 지중해의 지역(모로코, 시리아, 터키)이 인도를 제외한 다른 지역보다 변이가 높았다. 단순히 RAPD만으로 단정하기 어렵지만 홍화의 기원 센터의 후보군으로 지중해 연안으로 추정된다. 인도 역시 홍화의 2차 센터의 후보군이다. RAPD 마커는 홍화의 자연 집단을 분류하는데 효과적이었다.

• 한국육종학회지
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• 제42권5호
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• pp.495-501
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• 2010

복숭아의 기원은 중국으로 알려져 있으며, 저장기간이 짧아 소비자들의 선호도가 낮았다. 이런 이유로 육종가들은 저장성을 높이는 것과 향과 맛을 좋게 하는데 육종 목표를 설정했으며, 국립원예특작과학원 육종가들은 이 목표에 따라 새로운 품종('천홍', '수홍', '하홍', '유명', '백미조생', '천향', '진미', '수미', '미스홍', '유미')을 육성하였다. 국립원예특작과학원 과수과에서는 육성 품종의 보호와 특허권을 확보하기 위해 분자생물학적 마커의 개발이 필요하여, 235 세트의 Operon 프라이머를 이용하여 품종 특이적인 DNA 절편 134개를 확보했고, 염기서열 분석을 통해 SCAR 마커를 개발하였다. 개발된 마커 14 세트를 이용하여 육성 품종과 육성 품종의 모본 부본이 포함된 30품종에 대해 구분이 가능하였다. 이 결과를 토대로 국립원예특작과학원 과수과에서 육성한 품종에 대한 분자생물학적 근거로 특허권을 확보하고, 묘목시장에서 품종에 대한 정확한 근거를 제시할 것으로 기대된다.