• 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.

• 한국산림과학회지
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• 제108권3호
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• pp.302-310
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• 2019

정확하고 신속한 품종식별은 효율적인 육종과 육종가의 권리 보호를 위하여 필수적이다. 대추나무 품종을 구분하는 전통적인 방법은 형태적 특성을 근거로 하지만, 시기적 제약과 환경의 영향으로 형태적 형질만을 이용하여 구별하기에는 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 ISSR 분석으로 얻어진 단편을 복제하여 안정적인 식별을 위한 SCAR 표지를 개발하였다. 대리조와 보은대추 품종에서 특이성을 보이는 ISSR 밴드를 대상으로 정제, 복제, 염기서열 분석을 수행함으로써 827Dalizao550, 827Boeun750, 846Boeun700, 847Dalizao850로 명명된 4개의 클론을 확인하였다. 대추나무 품종 특이성 분석을 위한 4쌍의 SCAR 프라이머를 제작하였으며, 대추나무와 묏대추나무를 포함하는 32개체에 대하여 PCR 분석을 수행하였다. 827Dalizao550 SCAR 표지의 PCR 결과 6개체(대리조, 산동이조, 동조, 원령 신 2호, 묏대추나무 2, 묏대추나무 4)에서 550 bp의 특이적인 밴드가 증폭되었고, 나머지 개체에서는 예기치 않은 밴드(490 bp)가 증폭되었다. 또한 847Dalizao850 SCAR 표지의 PCR 결과 대리조, 산동이조, 동조에서 850 bp의 밴드가 나타났고 예기치 않은 900 bp의 밴드가 5개체(파조, 묏대추나무 1, 묏대추나무 2, 묏대추나무 3, 묏대추나무 4)에서 증폭되었다. 이상의 결과로 보아 새롭게 개발된 표지들은 대추나무 품종식별을 위한 빠르고 신뢰성 있는 수단으로 이용될 수 있을 것으로 생각된다. 하지만 보다 다양한 품종들의 식별을 위해서는 다형성 정보의 추가와 SCAR 표지의 개발이 필요하다.

• 대한본초학회지
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• 제37권4호
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• pp.9-16
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• 2022

Objectives : In the Korean Pharmacopoeia 12th edition (KP 12) and the Korean Herbal Pharmacopoeia (KHP), two authentic herbal medicines are described, namely Bang-gi (Cheong-pung-deung) and Mok-bang-gi, respectively. In China, Bun-bang-gi is also used as herbal medicine. This study was conducted to develop a molecular authentication tool for distinguishing the three herbal medicine used as Bang-gi, which are Sinomeni Caulis et Rhizoma (Rhizome of Sinomenium acutum), Stephaniae Tetrandrae Radix (Root of Stephania terandra), and Cocculi Radix (Root of Cocculus trilobus). Methods : Twelve samples of three species (four samples of S. acutum, five samples of S. tetrandra, and three samples of C. trilobus) were collected from different habitats. The sequences of internal transcribed spacer (ITS) regions were obtained and comparatively analyzed to design the species-specific sequence characterized amplified region (SCAR) primers. The specificity of each pair of SCAR primers that amplified species-specific amplicon was evaluated for establishing the singleplex and multiplex PCR assay tools. Results : The singleplex SCAR markers show discriminability in C. acutum, S. tetrandra, and C. trilobus. These SCAR markers were also efficiently authenticated three species in the multiplex SCAR amplification using single PCR reaction. Furthermore, these PCR assay methods were applicable to authenticate dried herbal medicines distributed in the markets. Conclusions : The SCAR markers and PCR assay tools help discriminate the three herbal medicines used as Bang-gi at the species levels and provide a reliable genetic method to prevent the inauthentic distribution of these herbal medicines.

• Animal cells and systems
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• 제13권2호
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• pp.179-186
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• 2009

Discriminating between eel species of the genus Anguilla using morphological characteristics can be problematic, particularly in the glass eel and elver stages. In this study, sequence-characterized amplified region (SCAR) and polymerase chain reaction (PCR)-restriction fragment length polymorphism (RFLP) markers were developed for the identification of Anguilla japoniea, Anguilla btcoior bicaor. Anguilla rostrata, and Anguilla anguilla. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) fragments from A. japoniea (362 bp), A. bicolor bicctor (375 bp), A. rostrata (375 bp), and A. anguilla (375 bp) were isolated, sequenced, and converted to SCAR markers. The principal difference between the SCARs of A. japoniea and the three other species is the absence of a 13 bp deletion in the A. japoniea SCAR. Specific PCR primers amplified a 290 bp fragment for A. japoniea and 303 bp fragments for A. bicolor bicoior. A. rostrata, and A. anguilla. Restriction enzyme digestion with Taql, Mael, and Tru9l yielded PCR-RFLP patterns with differences that, when analyzed together, are sufficient for distinguishing each of the four eel species. In addition, RAPD fragments for A. japoniea (577 bp), A. bicoior bicoor (540 bp), A. rostrata (540 bp), and A. anguilla (509 bp) were also isolated and sequenced. The A. japoniea, A. bicoior blcoior. A. rostrata, and A. anguilla PCR products contain ten, nine, nine, and eight tandem repeats, respectively, of a 37 bp sequence. These results suggest that SCAR and PCR-RFLP markers and repeat numbers for specific loci will be useful for the identification of these four Anguilla eel species.

• 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.

• 생명과학회지
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• 제14권3호
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• pp.521-524
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• 2004

본 연구는 short oligonucleotide primer를 이용하여 마 품종간 유전 분석을 실시 하고자 PCR증폭 기법을 확립하고, 확립된 기술을 이용하여 제주도에 사육중인 천념기념물 347호로 등록된 제주말과 경주마로 잘 알려진 더러브렛간의 유전적인 다양성을 분석한 결과 마 품종간 차이를 보이는 DNA marker는 9개의 primer에서 확인되었으며, 이중 6개의 primer에서 더러브렛 특이 밴드와 나머지 3개에서 제주 마 특이 RAPD 밴드가 확인되어 cloning과 sequencing후에 SCAR primer를 제작하여 마 품종 식별에 활용할 수 있을 것으로 사료되며, 본 연구결과 RAPD표지인자는 마 품종간의 유전 분석에 매우 유용한 것으로 판단되었다.

• 대한본초학회지
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• 제34권5호
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• pp.13-20
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• 2019

Objectives : To ensure the safety, quality and pharmacological efficacy of Batryticatus Bombyx, it is important to discriminate with adulterants. In Korean Herbal Pharmacopoeias (KHP), the authentic species of Batryticatus Bombyx is defined only Bombyx mori. Therefore, the aim of this study is establishment of PCR assay method using the sequence characterized amplified region (SCAR) marker based on COI DNA barcode for discriminating six species related to Batryticatus Bombyx. Methods : Seventeen samples of six species (Bombyx mori, Bombyx mandarina, Rhodinia fugax, Oberthueria caeca, Actias artemis, and Caligula japponica) were collected from different habitate and nucleotide sequences of cytochrome c oxidase subunit I(COI) barcode regions were analyzed by Sanger sequencing methods. To develop SCAR-based PCR assay method, we designed species-specific primers based on COI sequence variabilities and verified those specificities using 17 samples of six species as well as commercial herbal medicines. Results : In comparative multiple analysis of COI sequences, six species were distinguished by species-specific nucleotides at the species level. To develop rapid and reliable PCR assay method for genetic authentication of Batryticatus Bombyx, therefore, we designed species-specific SCAR primers based on these nucleotide sequences and confirmed those specificities. Using these SCAR primers, We also established simple conventional PCR assay method using these SCAR primers at the species level. Conclusions : The comparative analysis of COI sequences and SCAR-based PCR assay methods represented equal results for distinguishing authentic Batryticatus Bombyx and adulterations at the species level. Therefore, our results are expected protecting adulteration of herbal medicine Batryticatus Bombyx.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제2권2호
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• pp.191-197
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• 2013

한국 잔디 신품종 개발 목적으로 전라남도 장성군 삼서면 일대 한국잔디 중지류 생산포장에서 선발한 생육 및 피복속도가 빠르고 밀도 또는 가을철 녹색기간이 긴 2개 우량계통을 대상으로 DNA 수준에서 기존 중지류 또는 한국잔디들과 차이를 살펴보고 신품종 특이적으로 차이를 보이는 DNA 염기서열을 기반으로 RAPD-SCAR 마커를 개발하고자 본 연구를 실시하였다. RAPD 프라이머를 스크리닝 한 결과 N8021와 N8001 프라이머가 CY6069와 CY6097 품종 각각에 특이적인 DNA 절편을 약 600 bp와 700 bp 부근에서 발견할 수 있었다. 특이 밴드는 TA-cloning vector에 삽입 후 대장균에 형질전환하여 배양하였고, 이로부터 추출된 플라스미드 DNA의 염기서열 분석을 실시하여 최종적으로 중지류 신품종 특이 SCAR 마커 프라이머를 작성하였다. CY6069 선발 품종 특이 SCAR 마커(CY6069_550)는 다른 한국잔디 들잔디(야지), 한국잔디 중지, 갯잔디, 금잔디에서는 보이지 나타나지 않았던 식별 가능한 밴드를 보였고(550 bp), CY6097 선발 품종 식별을 위한 SCAR 마커(CNU70-6_1500)도 CY6097 계통에서만 특이적으로 나타나는 DNA 밴드를 약 700 bp 부근에서 증폭할 수 있었다. 형태 및 생육특성 차이와 함께 본 연구를 통해 개발된 RAPD-SCAR 마커를 활용하면 선발된 중지류 한국잔디 CY6069와 CY6097 계통을 실험실내에서 PCR을 통해 유전자원 식별 및 원산지 증명이 가능해졌고 영양번식을 통해 주로 번식하는 난지형 잔디 생산 포장에서 품종의 혼입으로부터 정확하게 분리해 낼 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한본초학회지
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• 제39권2호
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• pp.1-9
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• 2024

Objectives : Paeng-hwal is described as an insect herbal medicine used for digestive diseases in the Dong-ui-bo-gam. The origin of this herbal medicine is limited to several small crabs, such as Helice tridens. These crab species cohabitat in the same environment and share similar morphological characteristics, making it very difficult to distinguish and collect the individual species for use in dietary supplements or herbal medicines. This study was conducted to develop a genetic identification tool for discriminating among these closely related small crab species. Methods : CO1 DNA barcode regions of 15 samples from 6 species of small crabs were analyzed to obtain the individual sequences. To identify the correct species, comparative analyses were carried out using the database of the NCBI GenBank and the NIBR. SCAR primers were designed to develop simple and rapid assay methods using inter-species specific sequences. Optimal SCAR assay conditions were established through gradient PCR, and the limit of detection (LOD) was determined. Results : Six species of small crabs (Helicana tridens, Macrophthalmus abbreviatus, Helicana tientsinensis, Helicana wuana, Chiromantes dehaani, and Hemigrapsus penicillatus), which are distributed as Paeng-hwal, were identified through CO1 sequences analysis. We also developed SCAR markers to distinguish between six small crabs at the species level. Furthermore, we established the optimal PCR assay methods and the LOD of each individual species. Conclusions : The rapid and simple SCAR-PCR assay methods were developed to identify the species and control the quality of herbal medicines for Paeng-hwal based on the genetic analyses of CO1 DNA barcodes.

• Mycobiology
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• 제41권2호
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• pp.86-93
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• 2013

Sequence characterized amplified region (SCAR) markers are one of the most effective and accurate tools for microbial identification. In this study, we applied SCAR markers for the rapid and accurate detection of Phytophthora katsurae, the casual agent of chestnut ink disease in Korea. In this study, we developed seven SCAR markers specific to P. katsurae using random amplified polymorphic DNA (RAPD), and assessed the potential of the SCAR markers to serve as tools for identifying P. katsurae. Seven primer pairs (SOPC 1F/SOPC 1R, SOPC 1-1F/SOPC 1-1R, SOPC 3F/SOPC 3R, SOPC 4F/SOPC 4R, SOPC 4F/SOPC 4-1R, SOPD 9F/SOPD 9R, and SOPD 10F/SOPD 10R) from a sequence derived from RAPD fragments were designed for the analysis of the SCAR markers. To evaluate the specificity and sensitivity of the SCAR markers, the genomic DNA of P. katsurae was serially diluted 10-fold to final concentrations from 1 mg/mL to 1 pg/mL. The limit of detection using the SCAR markers ranged from $100{\mu}g/mL$ to 100 ng/mL. To identify the limit for detecting P. katsurae zoospores, each suspension of zoospores was serially diluted 10-fold to final concentrations from $10{\times}10^5$ to $10{\times}10^1$ zoospores/mL, and then extracted. The limit of detection by SCAR markers was approximately $10{\times}10^1$ zoospores/mL. PCR detection with SCAR markers was specific for P. katsurae, and did not produce any P. katsurae-specific PCR amplicons from 16 other Phytophthora species used as controls. This study shows that SCAR markers are a useful tool for the rapid and effective detection of P. katsurae.