• 제목/요약/키워드: microsatellite markers

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춘란(Cymbidium goeringii) 품종에 대한 Simple Sequence Repeats (SSR) DNA 마커의 복합 유전자형 결정과 적용 (Determination and Application of Combined Genotype of Simple Sequence Repeats (SSR) DNA Marker for Cultivars of Cymbidium goeringii)

  • 이대건;고재철;정기화
    • 원예과학기술지
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    • 제30권3호
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    • pp.278-285
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    • 2012
  • 춘란(Cymbidium goeringii)은 동북아시아에서 난류중에서 가장 잘 알려진 중요한 종이다. 본 연구에서는 8개의 simple sequence repeats(SSR) 마커(CG409, CG415, CG709, CG722,CG787, CG1023, CG1210, and CG1281)를 동시증폭할 수 있는 multiplex PCR 시스템을 개발하여, 춘란의 40품종에 대한 유전자형을 분석하하는데 활용하였다. 품종은 모든 품종은 서로 다른 복합 유전자형을 가졌으며, 개체간 평균 복합식별력은 $7.14{\times}10^{-10}$로 매우 높게 나타났다. 관찰 이형접합도(Ho = 0.466)는 한국 내 야생집단과 유사한 값(동해안: 0.438, 서해안: 0.583)을 보였는데, 이 사실은 각 품종이 원래 야생에서 채집되어 품종으로 등록된 후 영양번식을 통해 번식을 하면서 유전적 본질이 변형되지 않았음을 의미한다. 본 연구에서 아울러 확립한 8개의 SSR 마커의 복합 유전자형을 이용하여 SSR DNA ID를 2차원 바코드로 표현하는 프로그램을 개발하였다. 복합 유전자형을 사용하여 개발된 개체별 고유 DNA ID의 개체 식별력은 통계적으로 99.999999% 이상이 되므로 높은 정확도로 개체간 구분이 가능해진다. 본 연구에서 개발한 SSR DNA ID와 2차원 바코드는 춘란 품종간 식별, 유지 등에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

Analysis of Geographic and Pairwise Distances among Chinese Cashmere Goat Populations

  • Liu, Jian-Bin;Wang, Fan;Lang, Xia;Zha, Xi;Sun, Xiao-Ping;Yue, Yao-Jing;Feng, Rui-Lin;Yang, Bo-Hui;Guo, Jian
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제26권3호
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    • pp.323-333
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    • 2013
  • This study investigated the geographic and pairwise distances of nine Chinese local Cashmere goat populations through the analysis of 20 microsatellite DNA markers. Fluorescence PCR was used to identify the markers, which were selected based on their significance as identified by the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) and the International Society for Animal Genetics (ISAG). In total, 206 alleles were detected; the average allele number was 10.30; the polymorphism information content of loci ranged from 0.5213 to 0.7582; the number of effective alleles ranged from 4.0484 to 4.6178; the observed heterozygosity was from 0.5023 to 0.5602 for the practical sample; the expected heterozygosity ranged from 0.5783 to 0.6464; and Allelic richness ranged from 4.7551 to 8.0693. These results indicated that Chinese Cashmere goat populations exhibited rich genetic diversity. Further, the Wright's F-statistics of subpopulation within total (FST) was 0.1184; the genetic differentiation coefficient (GST) was 0.0940; and the average gene flow (Nm) was 2.0415. All pairwise FST values among the populations were highly significant (p<0.01 or p<0.001), suggesting that the populations studied should all be considered to be separate breeds. Finally, the clustering analysis divided the Chinese Cashmere goat populations into at least four clusters, with the Hexi and Yashan goat populations alone in one cluster. These results have provided useful, practical, and important information for the future of Chinese Cashmere goat breeding.

토종닭 순계와 실용계의 유전적 특성 및 품종식별력 분석 (Estimation of Genetic Characteristics and Cumulative Power of Discrimination in Korean Native Chicken and Korean Native Commercial Chicken)

  • 오재돈;이건우;서옥석;조병욱;전광주;이학교;공홍식
    • 생명과학회지
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    • 제20권7호
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    • pp.1086-1092
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    • 2010
  • 본 연구는 토종닭 순계(적갈계통, 황갈계통), 토종닭 실용계와 오골계 및 외래품종(Hy-Line Brown: HB, White Leghorn: WL)을 대상으로 13종의 MS marker (ADL0309, ADL181, ADL190, ADL279, LEI0073, LEI0192, MCW083, MCW120, MCW153, MCW214, MCW217, MCW226, MCW322)을 활용하여 집단 및 품종간의 유전적 다양성을 분석 하였다. 13종의 MS marker 내에서 총 120개의 대립유전자를 확인 하였으며 평균 9.2개의 대립유전자를 보유한 것으로 나타났다. 관측된 이형질성, 기대되는 이형질성 및 PIC의 평균값은 각각 0.63, 0.72 그리고 0.678로 확인되었다. 가장 많은 평균대립유전자를 보유한 집단은 토종닭 실용계집단이 5.9로 확인 되었으며 기대되는 이형질성이 0.629로 비교적 높게 나타났다. 이는 토종닭 순계 집단을 이용한 3원 교잡을 통해 실용계집단을 생산하는 과정에서 기인한 것으로 추정된다. 집단 및 품종간의 유전적 유연관계를 분석한 결과 토종닭 순계집단 (R, Y)과 실용계집단(C)은 서로간에 가까운 유전적 거리를 유지하고 있는 것으로 확인되었다. 각 MS marker별 품종간의 이형접합률을 이용하여 각 개체들의 집단 내에서 품종을 식별 할 수 있는 확률인 누적품종식별력(CPD) 값을 계산한 결과 13종의 MS marker를 이용하여 개체의 품종을 구분할 수 있는 확률이 99.461%로 나타났다.

Multiplex SSR마커를 이용한 느타리(Pleurotus ostreatus) 품종 판별 (Identification of Pleurotus ostreatus cultivars with the application of multiplex-simple sequence repeat markers)

  • 최종인;정화진;나경숙;오민지;김민근;류재산
    • 한국버섯학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.76-80
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    • 2021
  • 느타리 품종구분을 위한 마커의 개발을 위하여 곤지7호의 어버이 일핵 균사중의 하나인 MT07156-97의 전체 유전자 염기서열을 바탕으로 제작한 251개의 SSR 프라이머를 제작하였다. 우선적으로 수한1호, 곤지7호, 흑타리 품종에 다형성 여부를 관찰하여 20개의 SSR을 선발하고, 이를 10개 품종에 적용하였다. 단일의 프라이머로는 일부 품종이 구분되지 않았으므로, 선발된 프라이머 간의 다양한 조합(multiplex 방식)을 적용한 결과 모든 품종을 판별할 수 있는 분자마커 다형성을 보인 프라이머 "166+115" 조합을 선발하였다. 별도로 프라이머 115와 166가 만들어 낸 산술적인 유전자좌(loci) 31개보다 12개 많은 40개의 유전자좌가 증폭되어 다양한 품종에 특이적인 분자마커를 제공할 수 있었다. 개발된 분자마커는 종균의 품질관리, 품종의 판별, 신품종 보호에 활용될 수 있을 것이다.

Genotyping-by-sequencing 기법을 이용한 사시나무(Populus davidiana) 유전연관지도 작성 및 양적형질 유전자좌 탐색 (Construction of Genetic Linkage Map and Identification of Quantitative Trait Loci in Populus davidiana using Genotyping-by-sequencing)

  • 김수비;김양길;이다영;이혜진;강규석
    • 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.

초위성체 마커를 활용한 가축다양성정보시스템(DAD-IS) 등재 재래닭 집단의 유전적 다양성 분석 (Genetic Diversity of Korean Native Chicken Populations in DAD-IS Database Using 25 Microsatellite Markers)

  • 노희종;김관우;이진욱;전다연;김승창;고응규;문성실;이현정;이준헌;오동엽;변재현;조창연
    • 한국가금학회지
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    • 제46권2호
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    • pp.65-75
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    • 2019
  • 본 연구는 세계식량농업기구(FAO) 가축다양성정보시스템(DAD-IS)에 등재되어 있는 우리나라 재래닭 집단의 유전적 다양성 및 외래품종과의 차별성을 분석하기 위해 25개의 초위성체(MS) 마커를 이용하여 총 18개 집단 548수의 유전자형을 분석하였고, 이를 토대로 기대($H_{\exp}$) 및 관측이형접합도($H_{obs}$), 다형정보지수(PIC), 유전거리, 유전적 균일도 등을 계산하였다. 마커별 다형성 분석 결과, 총 195개의 대립유전자가 나타났으며, $H_{\exp}$와 PIC의 경우 MCW0145에서 각각 0.646, 0.569로 가장 높았으며, $H_{obs}$의 경우 ADL0278에서 0.773으로 가장 높은 수치를 보이고 있었던 반면, MCW0078에서는 $H_{\exp}$, $H_{obs}$, PIC가 각각 0.263, 0.291, 0.217로 가장 낮은 것을 확인할 수 있었다. 집단간 다양성 분석 결과로는 MNA, $H_{\exp}$, $H_{obs}$, PIC 모두 황갈색재래종(KNY) 집단(각각 4.60, 0.627, 0.643, 0.563)에서 가장 높게, 횡성약닭(HYD) 집단(각각 1.84, 0.297, 0.286, 0.236)에서 가장 낮게 나타났다. 대립유전자형의 빈도를 바탕으로 계산된 18개 품종간의 DA 유전거리 분석 결과, 횡성약닭(HYD)와 화이트레그혼F(LGF) 집단 사이에서 0.675로 가장 먼 유전거리를 형성하고 있었으며, 같은 품종인 로드아일랜드레드 두 집단(RRC, RRD) 사이에서 0.027로 가장 가까운 유전거리를 보였다. 한편, 같은 품종임에도 불구하고, 코니시 두 집단(COS, COH)사이에서는 0.313의 비교적 먼 유전거리를 나타내고 있었다. 집단의 실제 구조를 확인하기 위한 집단별 균일도 분석 결과, K=15에서 최적의 K값(${\Delta}K:66.22$)을 얻을 수 있었으며, 18개의 집단 중 14개의 집단에서 90% 이상의 높은 유전적 균일도를 나타내며 독립적인 군락을 형성하고 있었다. 또한, 황갈색재래종(KNY), 현인흑계(HIC), 연산오계(KNO) 집단에서도 각각 88.9%, 83.9%, 76.3%로 독립적인 군락을 형성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 제주재래닭(JJC)의 경우 독립적인 군락을 형성하지 못하고, 황갈색재래종(KNY) 집단이 속해 있는 2번 군락에서 가장 높은 44.3%의 균일도를 보이고 있었으며, 3번 군락(17.7%)과 8번 군락(19.1%)에도 일부 포함되어 있는 것으로 보아 집단 조성 과정에 있어 타집단과의 교잡이 일어났을 것으로 추정되며, 독립적인 집단으로 구분하는 것이 어렵기 때문에 추후 개체식별을 통한 지속적인 계획교배를 실시하여 유전적 고정화 작업이 이루어질 필요성이 있을 것으로 판단된다. 이상의 결과로 DAD-IS에 등재되어 있는 우리나라 재래닭 집단이 외래 토착종 집단과 확연하게 구분이 되며, 각 재래닭 집단간에도 비교적 뚜렷하게 구분되는 것을 확인함으로써, 고유 종자로서의 과학적인 근거를 확보할 수 있었으며, 추후 재래닭 유전자원에 대한 국가 수준의 관리 및 평가를 통해 다양한 육종 소재로 이용할 수 있는 기초자료로써 활용될 수 있을 것으로 보인다.

북서태평양에 서식하는 살오징어(Todarodes pacificus) 계군 분석에 대한 고찰 (Stock Identification of Todarodes pacificus in Northwest Pacific)

  • 김정연;문창호;윤문근;강창근;김경렬;나태희;최은정;이충일
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제17권4호
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    • pp.292-302
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    • 2012
  • 본 종설논문은 살오징어의 기존 및 최근에 새롭게 적용되고 있는 계군 분석방법들을 비교 분석하여 각 분석방법의 장단점과 분석방법간의 상호보완에 대하여 고찰하였다. 살오징어는 북서태평양의 넓은 지역을 회유하는 어종으로 생태계 및 상업적으로 중요한 자원이다. 살오징어는 해양환경변화의 생물학적 지표로서의 가능성을 평가 받고 있으며, 장단기적인 어획량 및 분포역의 변화가 환경 변화와 함께 나타난다. 예를 들어, 1987/1988 무렵에 발생한 기후체제전환 이후 한류성 어종으로 분류되는 명태의 어획량은 급감하여 현재까지 그 영향이 지속되고 있는 반면, 살 오징어 어획량은 크게 증가하였다. 현재까지 명태 어획량의 감소에 대하여 남획과 기후변화에 초점이 맞추어진 해석이 있으나, 뚜렷한 원인 분석은 이루어지지 않고 있다. 그 이유 중 한 가지는 계군 분석에 근거한 생태, 환경적 측면에 대한 정확한 원인 분석이 이루어지지 않고 있는 것과 관련이 된다. 계군은 유사한 생물학적 특징을 가진 개체들이 제한된 영역 내에서 유성생식과정을 통하여 동일한 유전자 풀(gene pool)을 공유하는 집단으로, 동일 계군을 형성하는 개체들은 산란에서 자원으로 가입 후 다시 재생산 과정에 이르기까지 시간 및 공간적으로 각기 다른 환경의 영향을 받을 수 있다. 따라서, 종에 대한 정확한 계군 분석은 자원의 효과적인 관리 및 급격한 변화에 대한 중요한 대응 방안의 역할을 할 수 있다. 살오징어 계군 분석에 적용된 주요 방법은 크게 4가지로 형태학적 방법, 생태학적 방법, 표지방류법, 유전학적 방법이 있다. 형태학적인 방법은 분석방법이 가장 간단하고 다수의 개체를 비교적 쉽게 분석할 수 있지만 각 형질들은 성장기간 동안 환경에 의해 영향을 많이 받게 되어 개체간의 차이가 생긴다. 생태학적 방법은 주로 개체의 생리적인 변화와 분포 및 회유상태, 기생충의 기생상태나 종류 및 기생률 등을 분석, 산란장의 차이를 알아보는 연구이며, 현재 활발히 연구되고 있는 방법으로 유사한 환경에서 생활하는 집단을 알 수 있지만 유전적으로 같은 집단인지는 알기 어렵다. 표지방류법은 직접적인 방법으로 계군의 회유 및 분포, 산란장의 위치를 파악할 수 있지만 수거가 어렵고 초기 단계에는 표식을 하기 어렵다. 수산생물의 계군 분석을 위한 유전학적 방법은 자원관리학적 연구에 관한 기본적 정보를 제공해 왔다. 계군 분석을 위한 유전학적 방법은 이에 사용하는 유전자 마커(marker)의 감도에 따라 결정되며, 유전자 마커의 다형성이 높은 것을 선택해야 한다. 계군 분석을 위한 유전자 마커로는 오랜 기간 동안 동위효소 다형이 사용되어졌으며, 최근에는 mitochondria, microsatellite와 같이 DNA 염기배열 중에서도 변이성이 높은 영역을 선택하여 마커로 이용한 연구가 증가되고 있다. 기존의 형태학적 방법, 표지방류법, 생태학적인 방법들은 살오징어의 생활사, 회유경로, 산란장의 변화 등을 밝혀내어 계군을 파악하는데 많은 기여를 하였지만 여전히 각 해역에 분포하는 살오징어의 계군을 파악하기에는 어려움이 있다. 최근에는 기존의 계군 분석이 지닌 장단점을 비교 분석하여 복합적인 방법의 계군 분석이 이루어지며, 이러한 정보들을 바탕으로 유전학적 방법을 보완한다면 살오징어 자원의 변동에 대한 관리 방안을 마련하는데 도움을 줄 것이다.

근이영양증에 대한 착상전 유전진단에서 Duplex-nested PCR과 Fluorescent PCR 방법의 효용성 (Efficacy of Duplex-nested PCR and Fluorescent PCR in the Preimplantation Genetic Diagnosis for Duchenne Muscular Dystrophy)

  • 이형송;최혜원;임천규;박소연;김진영;궁미경;전진현;강인수
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제32권1호
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    • pp.17-26
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    • 2005
  • Objective: Preimplantation genetic diagnosis (PGD) is reserved for couples with a risk of transmitting a serious and incurable disease, and hence avoids the undesirable therapeutic abortion. In this study, we evaluated the efficacy of PGD for Duchenne muscular dystrophy (DMD) cases by the fluorescent PCR with polymorphic linked markers and the conventional duplex-nested PCR methods. Methods: Biopsy of one or two blastomeres was done from the embryos fertilized by ICSI on the third day after fertilization. We performed two cases of PGD-DMD by the duplex-nested PCR for the causative mutation loci and the SRY gene on Y chromosome. The triplex fluorescent PCR for the mutation loci, the SRY gene and the polymorphic microsatellite marker on X chromosome was applied for two cases of PGD-DMD. Results: By the duplex-nested PCR, successful diagnosis rate was 95.5% (21/22), but we could not discriminate the female embryos whether normal or carrier in this X-linked recessive disease. However, the triplex fluorescent PCR method showed 100% (27/27) of successful diagnosis rate, and all female embryos (n=17) were distinguished normal (n=10) from carrier (n=7) embryos. Unaffected and normal embryos were transferred into mother's uterus after diagnosis. A healthy normal male was achieved after PGD with the duplex-nested PCR method and a twin, a male and a female, were delivered with triplex fluorescent PCR method. The normality of dystrophin gene was confirmed by amniocentesis and postnatal genetic analysis in all offsprings. Conclusion: The fluorescent PCR with polymorphic marker might be useful in improving the specificity and reliability of PGD for single gene disorders.

유전다양성 복원을 위한 지리산 구상나무 아집단의 유전변이 (Genetic Variation of Korean Fir Sub-Populations in Mt. Jiri for the Restoration of Genetic Diversity)

  • 안지영;임효인;하현우;한진규;한심희
    • 한국산림과학회지
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    • 제106권4호
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    • pp.417-423
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    • 2017
  • 구상나무(Abies koreana)의 유전다양성 복원 전략 수립을 위해 지리산의 반야봉, 벽소령, 천왕봉 아집단들에 대한 유전다양성과 아집단 간 유전분화율을 추정하였다. 아집단 평균 유전다양성은 대립유전자수(A)가 7.8개, 평균 유효대립유전자수($A_e$)가 4.9개, 이형접합도 관찰치($H_o$)가 0.578, 이형접합도 기대치($H_e$)가 0.672이었다. 3개 아집단들의 평균 유전다양성($H_e=0.672$)은 지리산 집단 수준의 유전다양성($H_e=0.778$)과 구상나무 종 수준의 유전다양성($H_e=0.759$)보다 낮았으나, 전나무 속 타 수종들과 비교하면 높은 것으로 나타났다. 아집단 간 유전분화율은 F-통계분석($F_{ST}$)에서 0.014였고, AMOVA 분석(${\Phi}_{ST}$)에서 0.004로 나타났다. 베이지안 군집분석에서 지리산 내 아집단 간 유전분화가 거의 없는 것으로 나타났다. 그러므로 3개 지역으로부터 모수들을 충분히 선정하여 종자를 채취한다면, 유전적으로 다양한 복원재료를 확보할 수 있을 것으로 생각된다.

Melanocyte-stimulating Hormone Receptor (MC1R) Genotype and Its Effects on Coat Color in Korean Jindo Dogs

  • Hong, Kyung-Won;Kim, Sang-Wook;Jang, Hong-Chul;Yang, Seung-Min;Shin, Young-Bin;Hong, Yoon-Hye;Kim, Jong-Seok;Oh, Seok-Il;Choi, Yoon-Ju;Chung, Dong-Hee;Yang, Boh-Suk;Lee, Ji-Woong;Choi, Bong-Hwan
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제22권8호
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    • pp.1078-1084
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    • 2009
  • The Jindo dog is a Korean natural monument and is recognized by the Fédération Cynologique Internationale. A prominent feature is the diverse coat color within the breed. To analyze the genetic basis of variation in the Jindo coat color, we sequenced the protein-coding regions of the melanocortin 1 receptor gene (MC1R). The MC1R coding sequence was determined from 154 dogs in five breeds (Jindo, Labrador Retriever, English Springer Spaniel, Belgian Malinois, and German Shepherd). To confirm the genetic structure of sampled populations, we tested for Hardy-Weinberg equilibrium (HWE) and computed $F_{st}$ The sample populations did not significantly deviate from HWE. $F_{st}$ was 0.02 between white and fawn Jindo dogs; this was lower than $F_{st}$ between breeds. Six single nucleotide polymorphisms (SNPs) were detected in the MC1R coding region. Among the six SNPs, five were non-synonymous (S90G, T105A, Q159P, M264V, and R306ter) and one was synonymous SNP (Y298Y). From the SNPs, we predicted four haplotypes (H1, H2, H3, and H4) for Jindo MC1R. Jindo dogs had different haplotypes corresponding to different coat colors. H1 was frequently observed in white Jindo dogs with an odds ratio of 5.03 (95% CI: 2.27-11.18, p<0.0001), whereas H2 and H4 were observed only in fawn Jindo dogs. Our findings indicate that SNP haplotype can influence coat color. Knowledge of MC1R haplotypes can help discriminate white and fawn coats in Jindo dogs. We hope this report will trigger more research into the genetics of this traditional Korean dog and will be a reference for dogs of Asian origin. Also, our results will provide a useful genetic marker for Jindo dog breeders who have selected for specific colors.