본 연구에서는 형태적인 특성에 의해 분류가 이루어져, 객관성이 부족한 뽕나무를 대상으로 분자생물학적인 기법을 활용하여 유연관계를 분석하여 뽕나무 품종분류의 기초자료를 얻기 위하여 본 실험을 수행하였다. 30개의 primer를 이용하여 41개의 뽕나무품종에 대하여 RAPD를 수행한 결과 201개의 band를 얻었으며, 이중 151개의 polymorphic band를 집괴분석하여 dendrogrom을 작성하였다. 이 계통수에서 유사도 0.747을 기준으로 41개의 공시 계통을 19개 품종과 16품종이 각각 속해있는 2개의 대분류군과 2품종이 속하는 1개의 군 그리고 1품종씩 속하는 4개의 군으로 모두 7개의 분류군으로 나눌 수 있었다. 분류군별 관계를 보면 I군, II군, III군에 속하는 품종들은 유전적 상동성이 비교적 높았으나, IV-Ⅶ군에 속하는 품종들은 다른 품종군들과 유연관계가 비교적 낮았으며, 특히 단독으로 하나의 군을 형성(Ⅶ군)하는 모후상은 다른 품종군들과의 유연관계가 매우 낮았다.
본 연구에서는 형태적인 특성에 의해 분류가 이루어져, 객관성이 부족한 뽕나무를 대상으로 분자생물학적인 기법을 활용하여 유연관계를 분석하여 뽕나무 품종분류의 기초자료를 얻기 위하여 본 실험을 수행하였다. 30개의 primer를 이용하여 41개의 뽕나무품종에 대하여 RAPD를 수행한 결과 201개의 band를 얻었으며, 이중 151개의 polymorphic band를 집괴분석하여 dendrogrom을 작성하였다. 이 계통수에서 유사도 0.747을 기준으로 41개의 공시 계통을 19개 품종과 16품종이 각각 속해있는 2개의 대분류군과 2품종이 속하는 1개의 군 그리고 1품종씩 속하는 4개의 군으로 모두 7개의 분류군으로 나눌 수 있었다. 분류군별 관계를 보면 I군, II군, III군에 속하는 품종들은 유전적 상동성이 비교적 높았으나, IV-Ⅶ군에 속하는 품종들은 다른 품종군들과 유연관계가 비교적 낮았으며, 특히 단독으로 하나의 군을 형성(Ⅶ군)하는 모후상은 다른 품종군들과의 유연관계가 매우 낮았다.
Phylogenetic relationships among mulberry varieties (Morus species) were analyzed on the basis of RAPD in order to identify the possibility of classification for the species. Polymorphisms under RAPD method were compared among 41 mulberry varieties. From the results of RAPD for 41 mulberry varieties...
Phylogenetic relationships among mulberry varieties (Morus species) were analyzed on the basis of RAPD in order to identify the possibility of classification for the species. Polymorphisms under RAPD method were compared among 41 mulberry varieties. From the results of RAPD for 41 mulberry varieties by use of 30 different primers, 151 polymorphic bands were formed out of 201 ones. Under the dendrogram based on cluster analysis with the polymorphic bands, the varieties were classified into 7 groups including two large and five small ones on 0.747 value of genetic similarity coefficient. In the large groups 19 and 16 varieties were belong to group I and III, respectively. On the other hand, relatively high genetic similarity was shown among the varieties belonging to the group I, II and III. While, relatively low similarity were done between them in the group IV-Ⅵ and the other groups, and Mohusang in the group Ⅶ showed the lowest phylogenetic relationship with the other varieties.
Phylogenetic relationships among mulberry varieties (Morus species) were analyzed on the basis of RAPD in order to identify the possibility of classification for the species. Polymorphisms under RAPD method were compared among 41 mulberry varieties. From the results of RAPD for 41 mulberry varieties by use of 30 different primers, 151 polymorphic bands were formed out of 201 ones. Under the dendrogram based on cluster analysis with the polymorphic bands, the varieties were classified into 7 groups including two large and five small ones on 0.747 value of genetic similarity coefficient. In the large groups 19 and 16 varieties were belong to group I and III, respectively. On the other hand, relatively high genetic similarity was shown among the varieties belonging to the group I, II and III. While, relatively low similarity were done between them in the group IV-Ⅵ and the other groups, and Mohusang in the group Ⅶ showed the lowest phylogenetic relationship with the other varieties.
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문제 정의
본 연구는 기존의 형태학적 분류방법을 보완하는 것은 물론, RAPD 분석을 통해 뽕나무 품종 동정의 기준을 확립하고, 품종간의 유전적 유연관계를 분석함으로써 금후 육종의 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대하여 본 연구를 수행하였다.
본 연구에서는 형태적인 특성에 의해 분류가 이루어져, 객관성이 부족한 뽕나무를 대상으로 분자생물학적인 기법을 활용하여 유연관계를 분석하여 뽕나무 품종분류의 기초자료를 얻기 위하여 본 실험을 수행하였다.
제안 방법
뽕나무 유전변이와 유연관계를 RAPD 방법으로 분석하기 위하여 선발한 30개의 primert- 이용하여, 41 품종에서 분리, 정제한 genomic DNA를 primer종류별로 각각 동일조건하에서 PCR하여 얻어진 RAPD band 양상의 차이를 품종별로 비교하였다(그림 1).
잎을 채취하여 유발에 넣고 액체질소로 급속 냉동시킨상태에서 미세한 분말로 마쇄한 다음, Promega Wizard Genomic DNA Purification Kit를 이용하여 분리하였다.
전기영동이 끝난 후 gete EtBr(0.5 μg/ml)로 5분간 염색한 후 증류수로 탈색하여 DNA band 양상을 분석하였다.
대상 데이터
Random arbitrary 10-mer primer는 Bioneer사의 primer1-83까지를 screening히여 band 발현양상이 양호한 30개를 선발 이용하였는데, 각 primer들의 번호와 sequence는 표 2와 같다.
증폭된 band는 201개였으며, 이 중 151개에서 다형성 DNA 단편을 얻어 이를 대상으로 band의 유무에 따라 1 또는 0을 대입하여 수치화 하였다. 이렇게 얻어진 결과를 NTSYS 프로그램으로 계통상호간의 유연관계를 나타내는 유사도 계수(Similarity coefficient)를 산출하였으며, 이 값은 개체간의 분자생물학적 유사도로서 그 값이 1에 가까울수록 유전적으로 派彖인 관계를 나타내고 반대로 그 수치가 낮아질수록 거리가 먼 것을 나타낸다.
성능/효과
41품종의 유사도 계수 범위는 0.583에서 0.874이었고, 이들 중에서 절곡조생과 부영상 그리고 절곡조생과 불란서간에 가장 높은 0.874로서 나타내어 근연관계를 니티내었으며, 반면, 가장 유사도 계수가 낮은 것은 모후상과 신광뽕 그리고 모후상과 수봉뽕사이에 0.583을 나타내어 유연관계가 가장 먼 것으로 확인되었다. 한편, 수량성, 엽질 등 실용적인 형질이 비슷한 것으로 알려져 있는 청일뽕과 개량뽕에 있어서는 비교적 높은 0.
분류군별 관계를 보멶 I군, II군, Ⅲ군에 속하는 품종들은 유전적 상동성이 비교적 높았으나, IV-VII군에 속하는 품종들은 다른 품종군들과 유연관계가 비교적 낮았으며, 특히 단독으로 하나의 군을 형성(VII群)하는 모후상은 다른 품종군들과의 유연관계가 매우 낮았다.
유사도 계수를 기초로 NTSYS의 UPGMA(Unweighed Pair-Group Method with Arithmetic Average) 방법으로집괴분석하여 系統樹를 작성하여 본 결과, 공시 품종들 간의 유사도가 큰 차이를 보이지 않았으나, 유사도 0.747에서 19개 품종과 16개 품종이 각각 속해있는 2개의 대분류군과 2 품종이 속하는 1개의 분류군 및 1품종씩 속하는 4개의소분류군등 모두 7군으로 나눌 수 있었다(그림 2). 이들 품종 군중 IV-VD群에 속하는 품종들은 다른 品種群들과 유연관계가 비교적 낮았으며, 특히 단독으로 하나의 군을 형성 (VII群)하는 모후상은 유연관계가 매우 낮았다.
polymorphic band를 집괴분석하여 dendrogrom을직성하였다. 이 계통수에서 유사도 0.747을 기준으로 41개의 공시 계통을 19개 품종과 16품종이 각각 속해있는 2개의 대분류군과 2품종이 속하는 1개의 군 그리고 1품종씩 속하는 4개의 군2로 모두 7개의 분류군으로 나눌 수 있었다.
747에서 19개 품종과 16개 품종이 각각 속해있는 2개의 대분류군과 2 품종이 속하는 1개의 분류군 및 1품종씩 속하는 4개의소분류군등 모두 7군으로 나눌 수 있었다(그림 2). 이들 품종 군중 IV-VD群에 속하는 품종들은 다른 品種群들과 유연관계가 비교적 낮았으며, 특히 단독으로 하나의 군을 형성 (VII群)하는 모후상은 유연관계가 매우 낮았다. 한편 I群, II 群 및 in群에 속하는 품종들은 유전적 상동성이 비교적 높은 것이 확인되었다.
대입하여 수치화 하였다. 이렇게 얻어진 결과를 NTSYS 프로그램으로 계통상호간의 유연관계를 나타내는 유사도 계수(Similarity coefficient)를 산출하였으며, 이 값은 개체간의 분자생물학적 유사도로서 그 값이 1에 가까울수록 유전적으로 派彖인 관계를 나타내고 반대로 그 수치가 낮아질수록 거리가 먼 것을 나타낸다.
5 이상에서 6개의 그룹으로 나눌 수 있다고 하였다. 이와 같이 이 실험결과에서도 RAPD 분석에 의하여 공시한 품종들을 유사도 계수 0.747에서 7그룹으로 구분할 수 있어서 RAPD 분석에 의하여 뽕나무 품종간 유연관계를 밝힐 수 있으며, 분류에 이용될 수 있는 기법인 것으로 판단된다.
그러나 위에 언급한 뽕나무 계통은 교잡친화성이 높고, 잡종의 稔隹도 듚은 것으로 알려져 있어(堀田, 1951) 유전적 배경이 매우 좁아 유연관계가 매우 가까운 상태라고 말할 수 있다. 이와 달리 모후 상은 6배체로(平野, 1980) 자연상태에서의 교잡이 어려워 유연관계가 먼 것으로 판단되며, 본 연구에서 RAPD 방법으로 분석하여 품종을 분류하면 계통간이나 모후상 및 일부 품종을 제외한 대부분 품종간에 근연관계가 있는 결과를 나타내고 있다.
이들 품종 군중 IV-VD群에 속하는 품종들은 다른 品種群들과 유연관계가 비교적 낮았으며, 특히 단독으로 하나의 군을 형성 (VII群)하는 모후상은 유연관계가 매우 낮았다. 한편 I群, II 群 및 in群에 속하는 품종들은 유전적 상동성이 비교적 높은 것이 확인되었다.
후속연구
815를 나타내어 花粉親 및 母樹와 교배개체간에는 유연관계가 비교적 높았으나 신일뽕은 母樹와 더 높은 관계를 나타내어 사과 교배종의 경우 花粉親보다 母樹에 유전적으로 더 가깝다는 보고(예, 1995)와 같은 경향을 나타내었으나상일뽕은 母樹보다 花粉親과 더 높은 유연관계를 나타낸 것은 상반되는 경향을 보이고 있다. 그러나 유사도 계수는 상호 큰 차이를 나타내지 않아 근연관계일 것으로 추측되며, 이와 같은 교배모본과 개체간의 유전관계는 보다 많은 실험재료를 분석 검토함으로써 유전성의 변화를 해명할 수 있을 것이다.
줄 수 있다. 또한 이와 같은 분자생물학적 방법에 기초를 둔 해석은 유전적 유연관계를 나타내는 것으로서 종간 또는 종내 변이정도와 근연관계를 구명하는데 있어서 매우 중요한 방법인 동시에 유전육종의 기초연구에 효과적으로 활용 할 수 있다.
그러나 가장 가까운 것4로 나타난절곡조생과 부영상 및 불란서는 각각 山桑系와 白桑系로 다른 군으로 분류한 것과는 일치하지 않고 있다. 이는 모 상계 이외의 계통들 간에는 교잡친화성이 높아 자연교잡으로 인하여 유전적으로 균일화가 이루어져 근연관계가 되었을 것으로 추측되어, 외부형태적 성상에 의한 기존 분류 방법의 한계성을 암시한다고 볼 수 있으며, 따라서 RAPD 분석에 의한 품종간 유연관계를 새로이 밝혀 보완 수정할 필요가- 있다고 본다.
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