• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.276-276
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• 2022

Wheat is one of the most widely grown food crops worldwide. Extreme precipitation and wind disturbances increased due to the abnormal climate, which resulted in increased lodging. Introduction of dwarf genes in wheat significantly increased lodging resistance and productivity in wheat breeding. In this study, we performed the genotyping of dwarfing genes between 'Keumkang' and 'Komac 5' ('Keumkang' mutant). In addition, we investigated the relationship between plant height and several phenotypic characters using F₂ segregation populations derived from crosses between the two varieties. There was no significant difference in phenotypic characters between the two varieties except for plant height. In the genotyping analysis using dwarfing genes, mutations of two dwarfing gene were found to be induced between the two varieties. The four genotypes of the F₂ populations from a crossing between 'Keumkang' and 'Komac 5' were used to compare and evaluate the effects of two dwarfing genes. Plants with two single mutant dwarfing gene and double mutant dwarfing gene revealed reduced plant heights than control plants by 4.5%, 6.9%, and 33.2%, respectively. The phenotype analysis showed that double mutant dwarfing gene affected wheat stem growth as the length decreases from the second node, resulting in decreased plant height. However, there were no significant differences in the agronomic traits between mutant plants and control plant. These results may provide novel information about the effect of double mutant dwarfing gene on plant height, and may help improve lodging tolerance and wheat yield.

• 한국동물생명공학회지
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• 제38권4호
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• pp.209-214
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• 2023

Background: Single nucleotide polymorphisms (SNPs) are widely used genetic markers with applications in human disease diagnostics, animal breeding, and evolutionary studies, but existing genotyping methods can be labor-intensive and costly. The aim of this study is to develop a simple and rapid method for identification of a single nucleotide change. Methods: A modified Polymerase Chain Reaction Amplification of Multiple Specific Alleles (PAMSA) and high resolution melt (HRM) analysis was performed to discriminate a bovine polymorphism in the NCAPG gene (rs109570900, 1326T > G). Results: The inclusion of tails in the primers enabled allele discrimination based on PCR product lengths, detected through agarose gel electrophoresis, successfully determining various genotypes, albeit with some time and labor intensity due to the use of relatively costly high-resolution agarose gels. Additionally, high-resolution melt (HRM) analysis with tailed primers effectively distinguished the GG genotype from the TT genotype in bovine muscle cell lines, offering a reliable way to distinguish SNP polymorphisms without the need for time-consuming AS-PCR. Conclusions: Our experiments demonstrated the importance of incorporating unique mismatched bases in the allele-specific primers to prevent cross-amplification by fragmented primers. This efficient and cost-effective method, as presented here, enables genotyping laboratories to analyze SNPs using standard real-time PCR.

• Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition
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• 제12권2호
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• pp.183-193
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• 2009

목 적: 로타바이러스, 노로바이러스, 아스트로바이러스, 장 아데노바이러스는 소아에서 급성 위장관염을 일으키는 주요 원인 바이러스이다. 일부 소아에서는 급성 위장관염 경과 중에 무열성 경련을 보이는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 급성 위장관염 및 급성 위장관염에 병발하는 양성 무열성 경련(BIS-MG) 소아 환자의 대변에서 검출한 바이러스와 바이러스 유전자형을 분석하고자 하였다. 방 법: 2004년 8월에서 2005년 7월까지 분당서울대병원 소아청소년과에 급성 위장관염으로 입원한 311명 소아 환자를 대상으로 하였다. 모든 대상 환자의 대변에서 로타바이러스, 노로바이러스, 아스트로바이러스, 아데노바이러스에 대한 검사를 실시하여 장염 원인 바이러스를 검출하였고, 217명의 소아에서 분자유전학적 검사에 의하여 각 바이러스의 유전자형을 분석하였다. 결 과: 급성 위장관염 소아 환아 217명(남아 121명, 여아 96명, 평균 연령 20.6${\pm}$15.4개월) 중에서 로타바이러스가 109명(50.2%), 노로바이러스가 28명(12.9%), 아데노바이러스가 13명(6.0%), 아스트로바이러스가 2명 (0.9%)에서 검출되었다. 로타바이러스의 유전자형 분석결과 P[8]G3가 36명, P[4]G2 21명, P[6]G4 10명, P[4]G4 9명, P[8]G9과 P[8]G1 6명, P[4]G3 4명, P[4]G93명, P[6]G2 2명이었다. 노로바이러스의 유전자형은 GII-4가 27명, GII-6 1명이었다. 16명의 소아가 급성 위장관염에 병발하는 양성 무열성 경련으로 진단되었으며, 로타바이러스가 13명, 노로바이러스가 2명에서 검출되었고, 나머지 1명은 아무런 바이러스도 발견되지 않았다. BIS-MG군에서 검출된 로타바이러스 유전자형은 P[8]G3 6명, P[4]G2 2명, P[4]G9 1명이었으며, 노로바이러스 유전자형은 2명 모두 GII-4였다. 결 론: 급성 위장관염에 병발하는 양성 무열성 경련을 보인 소아 환자의 대변에서 시행한 바이러스 분석결과 로타바이러스와 노로바이러스가 중요한 원인 바이러스였으며, 향후 이에 대한 지속적인 연구가 필요할 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제112권1호
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• pp.40-56
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• 2023

사시나무속 수종은 생장이 빠르고 우수한 탄소흡수 능력을 보여주며, 환경정화 효과가 큰 수종으로 이상기후 및 환경오염 문제에 대응하는 기후적응성 품종개발 및 육종집단 조성에 적합하다. 따라서 유전연관지도 작성 및 양적형질 유전자좌 탐색을 통하여 포플러 육종을 신속하게 진행할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 차세대 염기서열 분석기술 방법인 genotyping-by-sequencing 기법을 이용해 인공교배 차대에 대한 고밀도 유전연관 지도를 작성하였다. 또한 사시나무의 수고와 근원경 생장 그리고 해충피해에 대한 회복력 형질을 조사하여 유전연관지도에 위치한 양적형질 유전자좌를 탐색하였다. 서울대학교 학술림에 조성된 사시나무 4년생 육종집단(오대19 × 봉현4 인공교배 차대집단)에서 수고 및 근원경 생장을 조사하였으며, 식엽성 해충인 꼬마버들재주나방 유충의 피해를 받은 후 이에 대해 회복 능력을 조사하였다. 잎 시료의 DNA 추출 후 5개 microsatellite 마커를 이용하여 유전자형을 확인하였으며 친자로 확인된 개체만을 연구재료로 사용하였다. 친자 확인이 완료된 시료의 DNA는 제한효소를 이용해 절단하였으며, 이렇게 얻은 DNA 조각들은 GBS 라이브러리로 제작하여 염기서열을 분석하였다. 분석된 결과는 Populus trichocarpa를 참조유전체로 하여 정렬하였다. 정렬된 SNP 마커는 총 58,040개였으며, 그 가운데 17,755개의 SNP 마커를 유전연관지도 작성에 사용하였다. 유전연관지도는 19개의 연관군으로 나누어졌으며, 전체 길이는 2,129.54 cM으로 나타났다. 조사된 세 가지 형질에 대한 양적형질 유전자좌 분석을 실시한 결과, 수고와 근원경 생장과 연관된 양적형질 유전자좌는 찾을 수 없었으나 전장유전체연관연구(GWAS)를 통하여 4번 연관군(염색체)에 해충피해 회복력과 관련이 있을 것으로 추정되는 유전자를 확인하였다.

• 한국동물위생학회지
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• 제41권3호
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• pp.149-155
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• 2018

Salmonella Enteritidis (S. Enteritidis) are found in animals, humans, and environment. In addition, S. Enteritidis draws attention to the public health concerns due to carriage of antibiotic resistance traits. For these reasons, the prevalence and antibiotic resistance patterns of S. Enteritidis are significant issues with regard to public health. To address this issues, a total of 24 strains of S. Enteritidis from 164 samples collected from several slaughterhouses in Gyeong-Nam province in order for antibiotic resistance profiles. Subsequently, we characterized the genotyping by random amplification polymorphic DNA (RAPD)-PCR. As a result, very high level of resistance to protein synthesis inhibition antibiotics and most isolates were susceptible to others. Six random primers were used for RAPD-PCR to reveal genotypes of S. Enteritidis isolates. One of the primer, P1245, generated 147 distinct RAPD-PCR fragments ranging from 400~3000 bp. The number of RAPD-PCR products ranged from 4 to 8 for this primer. The RAPD-PCR fragments could be placed these strains into 3 subgroups and 2 classes by UPGMA cluster analysis. Interestingly, several S. Enteritidis that isolated from different slaughterhouses showed same genotype. These results showed only limited genetic variation among the isolates, those were grouped into a few different patterns of antibiotic resistance.

• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제44권4호
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• pp.343-353
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• 2006

Giardia intestinalis infections arise primarily from contaminated food or water Zoonotic transmission is possible, and at least 7 major assemblages including 2 assemblages recovered from humans have been identified. The determination of the genotype of G. intestinalis is useful not only for assessing the correlation of clinical symptoms and genotypes, but also for finding the infection route and its causative agent in epidemiological studies. In this study, methods to identify the genotypes more specifically than the known 2 genotypes recovered from humans have been developed using the intergenic spacer (IGS) region of rDNA. The IGS region contains varying sequences and is thus suitable for comparing isolates once they are classified as the same strain. Genomic DNA was extracted from cysts isolated from the feces of 5 Chinese, 2 Laotians and 2 Koreans infected with G. intestinalis and the trophozoites of WB, K1, and GS strains cultured in the laboratory, respectively. The rDNA containing the IGS region was amplified by PCR and cloned. The nucleotide sequence of the 3' end of IGS region was determined and examined by multiple alignment and phylogenetic analysis. Based on the nucleotide sequence of the IGS region, 13 G. intestinalis isolates were classified to assemblages A and B, and assemblage A was subdivided into A1 and A2. Then, the primers specific to each assemblage were designed, and PCR was peformed using those primers. It detected as little as 10 pg of DNA, and the PCR amplified products with the specific length to each assemblage (A1, 176bp; A2, 261 bp; B, 319 bp) were found. The PCR specific to 3 assemblages of G. intestinalis did not react with other bacteria or protozoans, and it did not react with G. intestinalis isolates obtained from dogs and rats. It was thus confirmed that by applying this PCR method amplifying the IGS region, the detection of G. intestinalis and its genotyping can be determined simultaneously.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제50권5호
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• pp.633-640
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• 2008

소의 모색 발현에 결정적인 역할을 수행하며 Extension 좌위에 암호화되어 있는 melanocortin- 1 receptor(MC1R) 유전자형을 변형된 염기서열이 증폭되게 제작된 이중 mismatch primer 쌍을 이용하여 PCR-RFLP 방법으로 분석하였다. 증폭된 PCR 절편들은 MC1R 유전자에서 모색 표현형과 직접적으로 연관되어 있어 중요하게 다루어지고 있는 세 가지 대립인자들(ED, E+, e)로 MspI-과 AluI-RFLP에 의해 성공적으로 구분되었다. MC1R 유전자형의 분포를 조사한 결과 제주흑우는 세 가지 대립인자가 모두 출현하였고, 황－적모색의 한우와 호피문의 칡소에서는 흑모색우성 대립인자 ED가 출현하지 않았다. 반면, 우성흑모색으로 알려진 두 소 품종 Holstein과 Angus는 ED 대립인자의 빈도가 96% 이상으로 조사되었다. 한우×Holstein F1과 한우×Angus F1은 모두 ED/e의 유전자형을 나타내었고, 표현형은 전신 흑색으로 확인되었다. 본 연구에서 고안한 이중 mismatch primer 쌍을 이용한 MC1R 유전자 증폭 절편에 대한 MspI-과 AluI-RFLP 조합은 소의 품종 특성 규명과 품종 식별에서 매우 중요한 유전자 표지인자 중 하나인 MC1R 유전자의 세 가지 대립인자를 식별하는 데 유용한 실험기법이 될 것으로 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권3호
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• pp.242-249
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• 2018

본 연구는 국내 육종 회사에서 개발된 수박(Citrullus lanatus L.) 우량 육성계통 20종을 대상으로 Genotyping-by-sequencing(GBS) 분석을 통해 품종식별, 순도검정, 그리고 마커이용여교잡(Marker-assisted backcross, MABC)용 SNP 세트를 개발하고자 수행되었다. GBS 분석 결과 총 1,100,000천개 raw read 중 77%가 수박 유전체에 mapping되었으며 평균 mapping region은 약 4,000 Kb로 2.3%의 genome coverage를 보였다. Filtering을 통해 평균 depth 31.57의 SNP 총 2,670개를 얻었으며, 20개 계통에 대한 이들의 Polymorphic information content(PIC) 값의 범위는 0.1 ~ 0.38 였다. 이 중 PIC 값이0.3이상이며 각 염색체 별로 5개씩 균등히 분포된 SNP 총 55개를 최종 선발하였다. 사용된 20개 계통의 유연관계분석을 위해 선발된 55개 SNP를 기반으로 한 주성분 분석(Principle component analysis, PCA) 결과 주성분 1 (52%)과 주성분 2 (11%)를 기준으로 4개의 그룹으로 분류 되었으며 각 계통 간 유전자형에 따른 뚜렷한 식별이 가능하였다. 계층적 군집화(Hierarchical clustering) 분석에서도PCA에서와 유사한 분류양상을 관찰할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발된 SNP 세트는 적용 가능성이 검증된 20개 계통뿐 만 아니라 향후 다양한 수박 육종소재 및 품종에 대한 품종식별, F1 순도검정 및 MABC에 활용될 수 있으리라 기대된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.2491-2499
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• 2015

개별 생물의 유전적 특성인 유전형 정보를 얻기 위한 개발된 기법들 중 현재 가장 많이 사용되고 있는 것은 차세대 염기서열결정을 통해 얻어진 서열을 분석하여 단일핵산염기다형현상 기반의 유전형 정보를 얻어내는GBS 방법이다. 현재 TASSEL은 GBS방법을 통해 얻어진 서열을 분석하여 시료의 유전형을 측정하기 위해 가장 많이 사용되고 있는 프로그램 중 하나이다. 그러나 TASSEL은 염기서열결정을 통해 얻어진 서열 중 일부만을 사용하는 한계가 존재한다. 우리는 이러한 한계를 극복하기 위한 효율성 개선에 대한 연구를 시작하였다. 효율성 개선을 위해 TASSEL에서 사용후 버려지는 서열의 퀄리티를 체크하여 에러율 0.1% 이하인 데이터를 확인 한 후 퀄리티가 에러율을 충족하는 부분의 서열들을 필터링 한다. 그리고 마지막으로 바코드와 제한 효소의 부분을 확인하여 길이에 따라 서열을 잘라내어 새로운 데이터 셋으로 생성하는 구조를 반복하는 알고리즘으로 구현 하였으며, 약 17% 이상의 SNP 탐지효율성 증가함을 확인 하였다. 본 논문에서는 이와 같이 유전형 연구에서 사용되지 않는 유전체 염기서열들을 사용하여 더 많은 숫자의 단일 염기 다형성을 탐지하는 방법과 구현된 프로그램을 제시한다.

• 농업과학연구
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• 제47권3호
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• pp.693-705
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• 2020

Grapes (Vitis spp. L.) are the third most produced fruit in the world. Crown gall disease caused by Agrobacterium vitis forms galls in the stems of the grapevines and reduces the vitality of the fruit trees, resulting in reduced yields. This pathogen has occurred in vineyards worldwide and caused serious economic losses. It is a soil-borne disease, so Agrobacterium vitis can survive for several years in vineyards and is difficult to control. Additionally, since there is no effective chemical control method, the most effective control method is the breeding of resistant varieties. To make the resistant variety, marker-assisted selection (MAS) enables fast breeding with low cost. In this study, we applied a genome-wide association study (GWAS), by combining phenotyping and genotyping-by-sequencing (GBS), for the development of a single nucleotide polymorphism (SNP) marker set related to crown gall disease using 350 grapevine varieties. As a result of the GBS based genotyping analysis, about 58,635 SNPs were obtained. In addition, the phenotypic analysis showed 35.2% resistance, 73% moderate susceptibility and 16.4% highly susceptibility. Moreover, after confirmation, two genes (VvARF4 and VvATL6-like) were shown to be related to crown gall disease based on the results of GWAS analysis, using the phenotypic data, and GBS. High-resolution melting analysis (HRMA) was performed using the Luna^® Universal Probe with real-time PCR to distinguish the melting peaks of the resistant and susceptible varieties. Our data show that these SNP markers are expected to be helpful in evaluating resistance against grapevine crown gall disease and in breeding.