• 생명과학회지
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• 제29권5호
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• pp.524-529
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• 2019

엉겅퀴는 대표적인 다년생의 약용식물이다. 최근 국제적 추세에 따라 자국의 유전자원의 발굴, 보존 등이 강화 됨에 따라 인접국가와 국내 자생 엉겅퀴 계통을 판별 할 수 있는 기준 설정에 관한 연구의 필요성이 대두되고 있지만, 분자생물학적 판별 기술의 개발은 아직 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 국내 토종과 해외 유래 엉겅퀴종의 기원을 판별하기 위해 엽록체에 존재하는 trnL-trnF와 MatK 유전자단편에서 SNP를 이용한 판별 프라이머를 확보하였으며 이를 보완하여 보다 신속하게 판별하기 위하여 HRM 분석 기술을 이용한 판별 마커와 그 조건을 확립하였다. 그러므로, 본 연구에서 개발된 SNP 마커는 다양한 지역 또는 국가에서 서식하는 엉겅퀴 종들의 신속한 확인을 위해 매우 유용하게 이용될 것으로 생각된다.

• Plant Breeding and Biotechnology
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• 제5권4호
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• pp.334-343
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• 2017

Eclipta prostrata and E. alba are annual herbal medicinal plants and have been used as Chinese medicinal tonics. Both species are widely distributed in tropical and subtropical regions as well as in Korea. Both species have similar morphological features but E. alba has smoother leaf blade margins compared with E. prostrata. Although both species are utilized as oriental medicines, E. prostrata is more widely used than E. alba. Morphological semblances have confounded identification of either species. Here, we report the complete chloroplast genomes of both species to provide an authentication system between the two species and understand their diversity. Both chloroplast genomes were 151,733-151,757 bp long and composed of a large single copy (83,285-83,300 bp), a small single copy (18,283-18,346 bp), and a pair of inverted repeats (25,075-25,063 bp). Gene annotation revealed 80 protein coding genes, 30 tRNA genes and four rRNA genes. A phylogenetic analysis revealed that the genus Eclipta is grouped with Heliantheae tribe species in the Asteraceae family. A comparative analysis verified 29 InDels and 58 SNPs between chloroplast genomes of E. prostrata and E. alba. The low chloroplast genome sequence diversity indicates that both species are really close to each other and are not completely diverged yet. We developed six DNA markers that distinguish E. prostrata and E. alba based on the polymorphisms of chloroplast genomes between E. prostrata and E. alba. The chloroplast genome sequences and the molecular markers generated in this study will be useful for further research of Eclipta species and accurate classification of medicinal herbs.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제48권1호
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• pp.18-25
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• 2021

멕시코로부터 유래한 Solanum demissum은 감자 야생종 중의하나로 감자 역병에 대해 저항성을 가지고 있어 감자 육종에서 중요한 재료로 이용되고 있다. S. demissum의 EBN은 4배 체인 감자와 같은 4로 직접적인 교배로 육종에 활용될 수 있다. 본 연구에서는 NGS 기술에 의해 완성된 S. demissum의 엽록체 전장 유전체(cpDNA)와 이를 다른 Solanum종과의 비교를 통해 개발한 분자마커에 대해 보고하였다. S. demissum의 전체 cpDNA의 크기는 155,558 bp였으며 그 구조는 다른 Solanum종과 매우 유사하였다. S. demissum의 cpDNA와 가지과에 속하는 10개 종의 cpDNA 코딩서열을 이용하여 분석한 계통수에서는 S. demissum이 S. hougasii 및 S. stoloniferum과 거의 동일한 유전체 구성을 보였으며, 다음으로 S. berthaultii 및 S. tuberosum과 유연관계가 가까운 것으로 확인되었다. S. demissum과 다른 7종의 Solanum과의 전체 cpDNA 다중 정렬을 통해 S. demissum 특이적인 두 개의 InDel 영역을 구명하였으며 이를 기반으로 최종적으로 PCR을 기반으로 한 두 개의 S. demissum 특이적 마커를 개발하였다. 본 연구의 결과는 Solanum 종들을 대상으로 한 조금 더 세부적인 진화적 그리고 육종적 측면에서의 연구에 기여를 할 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제49권1호
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• pp.30-38
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• 2022

Solanum brevicaule는 괴경을 형성하는 감자 야생종 중의 하나로 감자재배에서 문제가 되는 중요한 몇 가지 병에 대해 저항성 보여 감자의 신품종 육성을 위한 재료로 이용될 수 있다. 하지만, 본 연구에서 이용된 S. brevicaule의 EBN이 2인 사실로 인하여 재배종 감자와의 생식에 의한 종자생산에 장벽이 되고 있다. 본 연구에서는 차세대 유전체 기술에 의해 완성된 S. brevicaule의 엽록체 전장 유전체와 다른 7개 Solanum 종의 엽록체 전장 유전체를 비교하여 S. brevicaule를 다른 Solanum 종과 구별할 수 있는 Solanum 종 특이적인 분자마커를 개발하였다. S. brevicaule의 엽록체 전장 유전체의 총길이는 155,531 bp였으며, Blastn을 통해 S. spegazzinii 및 S. kurtzianum과 각각 99.99% 및 99.89%의 유사도를 확인할 수 있었다. 또한, 그 구조와 유전자의 구성이 다른 Solanum 종과 매우 유사하였으며, 계통수 분석에서도 다른 Solanum 종들과 매우 가까운 유연관계를 가지는 것으로 확인되었다. 엽록체 전장 유전체 다중 정렬에서는 총 27개의 S. brevicaule 특이적인 SNP 영역이 확인되었으며, 이들 중 세 개의 SNP 영역을 대상으로 최종적으로 S. brevicaule 특이적인 PCR 기반의 CAPS 분자마커를 개발하였다. 본 연구를 통해 얻은 S. brevicaule의 엽록체 전장 유전체와 S. brevicaule 특이적인 분자마커의 결과는 향후 Solanum 종을 대상으로 한 진화와 S. brevicaule를 이용한 감자품종 육성 연구에 기여를 할 수 있을 것이다.

• 한국균학회소식:학술대회논문집
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• 한국균학회 2015년도 춘계학술대회 및 임시총회
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• pp.53-53
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• 2015

Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation(ATMT) of Flammulina velutipes was used to produce a diverse number of transformants to discover the functions of gene that is vital for its variation color, spore pattern and cellulolytic activity. Futhermore, the transformant pool will be used as a good genetic resource for studying gene functions. Agrobacterium-mediated transformation was conducted in order to generate intentional mutants of F. velutipes strain KACC42777. Then Agrobacterium tumefaciens AGL-1 harboring pBGgHg was transformed into F. velutipes. This method is use to determine the functional gene of F. velutipes. Inverse PCR was used to insert T-DNA into the tagged chromosomal DNA segments and conducting sequence analysis of the F. velutipes. But this experiment had trouble in diverse morphological mutants because of dikaryotic nature of mushroom. It needed to make monokaryotic fruiting varients which introduced genes of compatible mating types. In this study, next generation sequencing data was generated from 28 strains of Flammulina velutipes with different phenotypes using Illumina Hiseq platform. Filtered short reads were initially aligned to the reference genome (KACC42780) to construct a SNP matrix. And then we built a phylogenetic tree based on the validated SNPs. The inferred tree represented that white- and brown- fruitbody forming strains were generally separated although three brown strains, 4103, 4028, and 4195, were grouped with white ones. This topological relationship was consistently reappeared even when we used randomly selected SNPs. Group I containing 4062, 4148, and 4195 strains and group II containing 4188, 4190, and 4194 strains formed early-divergent lineages with robust nodal supports, suggesting that they are independent groups from the members in main clades. To elucidate the distinction between white-fruitbody forming strains isolated from Korea and Japan, phylogenetic analysis was performed using their SNP data with group I members as outgroup. However, no significant genetic variation was noticed in this study. A total of 28 strains of Flammulina velutipes were analyzed to identify the genomic regions responsible for producing white-fruiting body. NGS data was yielded by using Illumina Hiseq platform. Short reads were filtered by quality score and read length were mapped on the reference genome (KACC42780). Between the white- and brown fruitbody forming strains. There is a high possibility that SNPs can be detected among the white strains as homozygous because white phenotype is recessive in F. velutipes. Thus, we constructed SNP matrix within 8 white strains. SNPs discovered between mono3 and mono19, the parental monokaryotic strains of 4210 strain (white), were excluded from the candidate. If the genotypes of SNPs detected between white and brown strains were identical with those in mono3 and mono19 strains, they were included in candidate as a priority. As a result, if more than 5 candidates SNPs were localized in single gene, we regarded as they are possibly related to the white color. In F. velutipes genome, chr01, chr04, chr07,chr11 regions were identified to be associated with white fruitbody forming. White and Brown Fruitbody strains can be used as an identification marker for F. veluipes. We can develop some molecular markers to identify colored strains and discriminate national white varieties against Japanese ones.

• 대한수의학회지
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• 제42권2호
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• pp.191-199
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• 2002

이 연구는 AP-PCR 기법을 이용하여 Salmonella 균주의 유전적 다양성과 근연관계를 비교하고자 수행하였다. 18종의 Salmonella 균주에 대해 8종류의 primer를 이용하여 각 균주에 대한 DNA 밴드를 검출한 결과 총 AP-PCR 단편의 수는 39에서 52개의 범위였으며 평균 43.6개가 검출되었다. 총 349개의 표지인자가운데 다형성을 나타내는 단편들은 185개로서 53.0%의 다형성 수준을 보여주었다. 살모넬라균주들은 GEN 703과 GEN 708 primer에서 각각 0.682와 0.676의 높은 다형성 수준을 보여주었으나 GEN 603, GEN 604, 및 GEN 607 primer에서는 각각 0.404, 0.460 및 0.472의 비교적 낮은 수준의 다형성을 나타냄으로써 살모넬라균주간 상동성 비율이 높음을 시사해 주고 있다. 따라서, 이들 primer들은 Salmonella 균주들의 AP-PCR 분석에 대단히 효율적임을 확인할 수 있었다. S typhimirium CU 2001의 다형성 수준은 77%로 S typhimirium CU 2002와 가장 근연관계가 가까운 것으로 나타났으며 다음이 S typhimirium CU 2003으로 63%, S typhimirium ATCC 14028이 50%, 그리고 S typhimirium CU 2004가 43%의 근연관계를 나타내었다. S enteritidis ATCC 13076의 다형성 수준은 83%로 S enteritidis CU 2005와 근연관계가 가장 가깝게 나타내었으며 다음이 S enteritidis CU 2006으로 63%, S enteritidis CU 2007이 58%의 근연관계를 나타내었다. S choleraesuis CU 2009의 다형성 수준은 67%로 S choleraesuis CU 2010과 가장 가까운 근연관계를 나타내었으며 S choleraesuis CU 2008은 53%의 근연관계를 나타내었다. S gallinarum CU 2011과 S gallimarum CU 2012의 다형성 수준은 70%로 근연관계가 가장 가깝게 나타났으며 S gallinarum ATCC 9184는 60%의 근연관계를 나타내었다. 마지막으로 S pullorum CU 2013과 S pullorum CU 2014의 다형성 수준은 80%로 매우 높은 근연관계를 나타낸 반면 S pullorum No 11은 53%로 근연관계가 먼 것으로 나타났다. 따라서, AP-PCR 분석은 Salmonella 균주의 유전적 다양성 및 근연관계를 추정하기 위한 강력한 도구로서 이용할 수 있을 것이다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제33권12호
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• pp.1896-1904
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• 2020

Objective: Estimating the genetic diversity and structures, both within and among chicken breeds, is critical for the identification and conservation of valuable genetic resources. In chickens, microsatellite (MS) marker polymorphisms have previously been widely used to evaluate these distinctions. Our objective was to analyze the genetic diversity and relationships among 22 chicken breeds in Asia based on allelic frequencies. Methods: We used 469 genomic DNA samples from 22 chicken breeds from eight Asian countries (South Korea, KNG, KNB, KNR, KNW, KNY, KNO; Laos, LYO, LCH, LBB, LOU; Indonesia, INK, INS, ING; Vietnam, VTN, VNH; Mongolia, MGN; Kyrgyzstan, KGPS; Nepal, NPS; Sri Lanka, SBC) and three imported breeds (RIR, Rhode Island Red; WLG, White Leghorn; CON, Cornish). Their genetic diversity and phylogenetic relationships were analyzed using 20 MS markers. Results: In total, 193 alleles were observed across all 20 MS markers, and the number of alleles ranged from 3 (MCW0103) to 20 (LEI0192) with a mean of 9.7 overall. The NPS breed had the highest expected heterozygosity (H_exp, 0.718±0.027) and polymorphism information content (PIC, 0.663±0.030). Additionally, the observed heterozygosity (H_obs) was highest in LCH (0.690±0.039), whereas WLG showed the lowest H_exp (0.372±0.055), H_obs (0.384±0.019), and PIC (0.325±0.049). Nei's DA genetic distance was the closest between VTN and VNH (0.086), and farthest between KNG and MGN (0.503). Principal coordinate analysis showed similar results to the phylogenetic analysis, and three axes explained 56.2% of the variance (axis 1, 19.17%; 2, 18.92%; 3, 18.11%). STRUCTURE analysis revealed that the 22 chicken breeds should be divided into 20 clusters, based on the highest ΔK value (46.92). Conclusion: This study provides a basis for future genetic variation studies and the development of conservation strategies for 22 chicken breeds in Asia.

• 생태와환경
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• 제50권1호
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• pp.137-147
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• 2017

독소 생성 분류군의 정의는 분리균주에 의해서 동정되고, 단일배양에 의한 독소 생성 여부 및 유전적 검토가 확인된 분류군을 의미한다. 이러한 관점에서 Aphanizomenon flos-aquae의 독소 생성능은 세계적으로 아직 논쟁의 여지가 있다. 본 연구는 낙동강에서 분리한 Aphanizomenon flos-aquae (DGUC001, DGUC003)을 대상으로 16S rRNA 염기서열을 이용하여 계통학적 위치를 확인하고, 남세균독소인 saxitoxin (STX)과 cylindrospermopsin (CYN)의 잠재적 생성능력을 유전자 수준에서 검토하였다. 연구에 사용된 균주는 2016년 8월과 2016년 10월에 낙동강 본류구간의 하천수에서 분리되었다. 계통학적 분석에는 16S rRNA가 사용되었으며, 독소 생성 유전자는 CYN과 STX 생합성에 관여하는 cyrA, cyrJ, sxtA, sxtI 유전자가 선택되었다. 분리된 균주 DGUC001과 DGUC003은 육안으로 관찰 가능한 크기의 다발(fascicles)을 형성하였으며, 세포사(trichome)가 병렬 형태로 나열되고, 세포사의 양쪽 끝에 위치한 말단 세포(terminal cell)가 거의 투명하거나 긴 끈 형태의 세포질을 가지고 있었다. 또한, 두 개의 균주는 98.4%의 유전적 유사도를 나타내어 동일종으로 판단되었고, 유전자 은행에서 선별한 Cluster I의 Aph. flos-aquae strains과도 계통수에서 66~82%의 bootstrap value의 지지도로 단일 cluster에 포함되었다. 확보된 두 개 균주의 유전자 정보는 유전자은행 NCBI에 등록되었으며, KY327795, KY327796의 Accession no.를 부여받았다. 한편, 세포독소 CYN의 생합성에 관여하는 유전자 cyrA와 cyrJ는 두 개 균주 모두에서 확인되지 않았다. STX의 생합성을 담당하는 유전자 중 sxtA 유전자는 두 개의 균주에서 확보되었으며, 독소생합성 과정의 분자생물학적 지표 역할을 하는 sxtI 유전자는 발견되지 않았다. 따라서 낙동강 현장시료에서 분리된 두 개의 균주는 형태학적 및 계통분류학적으로 동일종인 Aphanizomenon flos-aquae Ralfs ex Bornet et Flahault 1888로 동정되었으며, 두 개의 균주는 CYN과 STX의 잠재적인 독소 비생성 균주로 확인되었다. 이 결과를 통하여 Aph. flos-aquae가 독소 생성 분류군으로 분류되는 것에 대한 보다 면밀한 검토가 필요할 것으로 판단되었다.

• 원예과학기술지
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• 제34권2호
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• pp.305-313
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• 2016

갓(Brassica juncea; 2n = 4x = 36, AABB genome, 1,068Mb)은 U's triangle의 배추와 흑겨자 사이의 복이배체 작물로 구분한다. 본 연구는 갓 15 품종의 ribosomal DNA ITS 영역과 MITE를 이용하여 갓의 유연관계 및 품종구분 분자표지를 확인하였다. Ribosomal DNA ITS 영역은 종 및 품종의 유연관계를 알아보는 연구로 많이 사용되고 있어서, 이를 이용하여 갓 15 품종의 유연관계를 알아보았다. 또한, MITE는 매우 많은 copy 수를 가지고 있고, 유전적으로 안정적이기 때문에 유전체 및 진화 연구에 매우 적합한 재료이다. MITE를 이용한 갓의 품종구분 분자표지를 확인하기 위해 MITE super-families 중 Stowaway(BraSto) 관련 70점, Tourist(BraTo) 관련 79점, hAT(BrahAT) 관련 6점, Mutator(BraMu) 관련 5점으로 품종구분 표지를 알아보았다. 총 160점의 분자표지 중 32점이 갓 15 품종에서 뚜렷한 다형성을 보였다. 특히, 흑갓은 표현형뿐만 아니라 유전자형도 매우 다르게 나타났다. 또한 8점의 MITE 분자표지를 활용하여 47점의 유전자원에서 다형성 및 품종구분 표지로의 활용 가능성을 확인하였다. 이러한 다형성 표지들은 갓의 품종구분 및 품종 보호에 매우 유용하게 사용할 수 있을 것이라 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제18권10호
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• pp.1442-1446
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• 2008

본 연구는 10개의 Microsatellite를 이용하여 국내 한우집 단 586두(경기: 100, 전남: 100, 전북: 100, 경남: 100, 경북:86, 강원: 100)와 보증종모우 집단(39두)간의 유전적 거리추정 및 계통지도의 작성을 통해 보증종모우 집단과 지역별 한우집단의 유전적 특성과 유연관계 분석을 실시하였다. 10개의 MS marker의 분석 결과 기대이형접합도의 경우 경남지역에서 가장 높은 0.780을 나타내었으며 종모우 집단에서 가장 낮은 0.760을 나타내었다. 관측된 이형접합도의 경우 종모우 집단에서 가장 높은 0.818을 나타내었으며 경북지역에서 가장 낮은 0.721을 나타내었다. 검출된 대립유전자의 수에서는 것으로 확인 되었다. 종모우 집단은 가장 높은 관측이형접합도를 나타냈음에도 불구하고 가장 낮은 대립유전자의 수를나타내고 음을 확인하였다. 7개의 집단 간의 유전적 유연관계 분석한 결과 강원도 집단의 한우와 경기, 경북의 유전적 거리가 각 0.021로 가장 가까운 것으로 확인 되었으며 경기와 경북 간의 유전적 거리는 0.032인 것으로 가장 먼 것으로 확인 되었다. 또한 경북은 전남과도 0.032의 먼 유전적 거리를 나타내고 있음을 확인하였다. 종모우 집단의 경우 각 지역별 집단 간의 유전적 거리에 비해 상당히 큰 차이의 유전적 거리를 나타내고 있는데 이는 각 지역별 암소집단에 소수의 종모우를 이용해 계획 교배를 실시하고 있어 나타난 것으로 사료된다. 각 개체들 간의 유전적 거리에 대한 추정값을 계산하여 개체별 분지도를 작성한 결과 같은 지역 내의몇몇 개체들이 그룹을 이루어 존재하기는 하지만 일반적으로 넓게 분포되어 있어 각 지역별로 그룹을 이루어 존재하고 있다고 보기엔 어려움이 있음을 확인 하였다. 반면 종모우 집단의 경우 크게 두개의 그룹을 이루어 분지도 내에 분포하고 있음을 확인 할 수 있었다. 따라서 종모우의 유전적 배경이 상당히 좁게 나타나고 있음을 확인 할 수 있었으며 이러한 결과로 인해 국내의 유전자원의 다양성이 작아질 수도 있을 것으로 추정된다. 따라서 국내 유전자원의 다양성 보존을 위해 종모우의 선발 및 사업 추진에 있어 대책을 마련하기 위한 고찰이 진행되어질 필요가 있는 것으로 사료된다.