선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구는 방사선 처리에 의해 다양한 변이체를 선발하고 이러한 변이체로부터 유용한 계통를 확보하기 위한 목적으로, 연구의 초기 단계인 형태적 조사를 통해 변이계통을 특성화하고, RAPD 분석을 통하여 DNA 수준에서 변이의 발생을 확인하였으며 또한 dendrogram으로 변이계통의 변이 정도를 양 적화하였다.
제안 방법
- 140일 동안 재배하면서 출수기 (줄기 50% 출수한 때)를 조사하였고 간장, 수장 및 도복 등의 형태적 특성을 5반복으로 조사하였으며, 1, 000립중은 수분 13%까지 건조한 후 3반복으 로 조사하였다. 도복은 자연상태에서 달관조사 (0 : 무도복, 1 : 이삭목 경사 30% 미만, 3 : 이삭목 경사 31 ~45%, 5 : 이 삭목 경사 45% 이상으로 이삭이 지면에 닿지 않음, 7 : 이삭 의 일부가 지면에 닿음, 9 : 완전히 지면에 깔린 상태)하였다.
- RAPD 분석을 위해서 유묘시기에 본엽을 1 g씩 채취하여 DNA을 추출하였으며, 20개의 Operon primers를 사용하여 PCR 분석을 실시하였다. PCR 증폭 조건은 0.2 mL tube에 10 mM Tris-HCl (pH 8.0), 50 mM MgCl2, 100 dNTP, 0.28 “M primer, 1 unit Taq polymerase 및 25 ng의 DNA를 첨가하 여 반응액을 만들었다. 온도조건은 94°C 1분 37°C 5분, 72°C 10분으로 50 cycles로 증폭시켰으며, 처음 denaturation은 5분 마지막 extension은 10분간으로 하였다.
- RAPD 분석을 위해서 유묘시기에 본엽을 1 g씩 채취하여 DNA을 추출하였으며, 20개의 Operon primers를 사용하여 PCR 분석을 실시하였다. PCR 증폭 조건은 0.
- 형태적인 분석에 의한 변이체 선발은 시간이 장기간 소요되며, 환경조건에 따라서 많은 변이를 보이고 있으므로 체계적인 육종연구를 위해 한계가 있다. 따라서 환경변이와 관계 없이 그 유전적 변이 특성을 RAPD 분석을 통해 변이체의 분류를 실시하였다.20 개의 random primer# 이용하여 PCR 분석한 결과 전체 198개의 band를 얻었는데 그 중 monomor phic bandfe 136개 였고 polymorphic band는 62개로 조사되었 다 (Table 2).
- 방사선 처리에 의해 다양한 변이체를 선발하고 이로부터 유용한 계통을 개발하기 위한 목적으로 농촌진흥청 작물시험 장으로부터 대청벼를 분양받아 방사선 250 Gy를 처리하였다. NG세대 이후 선택된 변이계통들을 M?세대까지 관찰하면서 분리된 계통은 제외하였고 주요 농경형질을 조사하기 위하여 고정된 11계통 (M&세대)들의 종자를 2002년 4월 20일에 파종하고 5월 25일에 한국원자력연구소 육종 포장에 재식거리 30 cmxl5 cm 간격으로 2열로 30주씩 정식하였고, 비배관리는 표준 재배법에 따랐다.
- 일차적으로 대청벼 및 NR세대 11계통의 종자를 24시간 소독한 후에 건실한 종자 25개씩을 선정하여 계통별로 16 pot tray (30x50x20 mm per pot)에 치상한 후 1% NaCl 수용액을 10 mm 높이로 하여 발아기부터 유묘기까지 30일 동안 육성하여 모품종인 대청 벼와 비교하여 초장 및 근장 생육이 우수한 계통을 선발하였다. 일차에서 내염성으로 확인된 것은 계통 당 25개 종자를 3반복으로 선정하여 1차와 같은 조건에서 내염성을 재평가하였다.
- 일차적으로 대청벼 및 NR세대 11계통의 종자를 24시간 소독한 후에 건실한 종자 25개씩을 선정하여 계통별로 16 pot tray (30x50x20 mm per pot)에 치상한 후 1% NaCl 수용액을 10 mm 높이로 하여 발아기부터 유묘기까지 30일 동안 육성하여 모품종인 대청 벼와 비교하여 초장 및 근장 생육이 우수한 계통을 선발하였다. 일차에서 내염성으로 확인된 것은 계통 당 25개 종자를 3반복으로 선정하여 1차와 같은 조건에서 내염성을 재평가하였다.
- 온도조건은 94°C 1분 37°C 5분, 72°C 10분으로 50 cycles로 증폭시켰으며, 처음 denaturation은 5분 마지막 extension은 10분간으로 하였다. 증폭된 DNA는 1.2% agarose gel로 전기영동 후 EtBr로 염색시킨후 UV에서 RAPD 밴드 양상을 비교하였다. PCR를 각각 3회 반복하여 안전성을 보여준 주요 band가 나타나면 1을, band가 없을 경우에 0을 입력하였고, cluster 분석은 UPGMA (unweighted pair-group method, arithmetic average method)로 dendrogram 을 얻었다 (Ludwig and Reynojds 1988).
대상 데이터
- 대청 벼 종자에 감마선 250 Gy를 처리한 후 고정도가 높은 돌연변이계통을 선발하기 위하여 M7세대까지 분리양상을 조사하여 최종적으로 농경형질에 있어 분리되지 않은 11계통을 선발하였다. 변이계통의 형태적 특성은 M8세대에서 조사하였 는데, Table 어서 보는 바와 같이 출수기는 계통 92가 가장 빠른 편이었고, 141이 제일 늦었다.
- 방사선 처리에 의해 다양한 변이체를 선발하고 이로부터 유용한 계통을 개발하기 위한 목적으로 농촌진흥청 작물시험 장으로부터 대청벼를 분양받아 방사선 250 Gy를 처리하였다. NG세대 이후 선택된 변이계통들을 M?세대까지 관찰하면서 분리된 계통은 제외하였고 주요 농경형질을 조사하기 위하여 고정된 11계통 (M&세대)들의 종자를 2002년 4월 20일에 파종하고 5월 25일에 한국원자력연구소 육종 포장에 재식거리 30 cmxl5 cm 간격으로 2열로 30주씩 정식하였고, 비배관리는 표준 재배법에 따랐다.
- 이와 같이 발아시기에서부터 유묘 2~3시기까지 내염성으로 판명된 계통은 간척지처럼 지하수위가 높아서 토양 표면에 염분이 존재한 포장에 직파 재배용 재료로 적당할 것으로 생각되며 또한 생육초기에 관여하는 내염성 유전자 탐색에 중요한 재료가 될 것으로 생각된다. 본 실험에서와 같이 빙사선 기술에 의해 aluminum 저항성 (Tulmann Neto et al. 2001) 및 내건성 (Khan et al. 2001) 계통이 선발되었고, 감자에서는 내 고온성 계통이 선발되었다 (Das et al. 2000). 또한 Carlos 등 (2000)은 밀의 aluminum 저항성 계통을 교배모본으로 이용하여 aluminum 저항성은 단일 우성 유전자에 의해 조절된다고 하였다.
- 이로서 방사선 기술에 의해 내염성 형질이 식물체 로 유전되어 내염성 계통의 선발이 가능함을 보여주고있으 며, NR에서 내염성 형질이 나타난 것으로 보아 이런 형질이자가 수정에 의해 다음 세대로 유전된다는 것을 보여주고 있으나 내염성의 정확한 유전양상을 분석하기 위해서는 모품종 과 교배가 이루어져야 할 것으로 생각한다. 본 연구에서 내염성을 선발하기 위하여 표현형 특성을 대조구와 변이체를 비교하였는데, 이런 표현형 특성조사를 통하여 벼 (Zhang e拠L 1995) 및 담배 (Sumaryati et al. 1992) 등에서 내염성 계통이 선발되었다. 이와 같이 발아시기에서부터 유묘 2~3시기까지 내염성으로 판명된 계통은 간척지처럼 지하수위가 높아서 토양 표면에 염분이 존재한 포장에 직파 재배용 재료로 적당할 것으로 생각되며 또한 생육초기에 관여하는 내염성 유전자 탐색에 중요한 재료가 될 것으로 생각된다.
데이터처리
- 도복은 자연상태에서 달관조사 (0 : 무도복, 1 : 이삭목 경사 30% 미만, 3 : 이삭목 경사 31 ~45%, 5 : 이 삭목 경사 45% 이상으로 이삭이 지면에 닿지 않음, 7 : 이삭 의 일부가 지면에 닿음, 9 : 완전히 지면에 깔린 상태)하였다. 모품종과 비교하여 선발된 변이계통의 돌연변이 발생 유의성 은 t-test(l%, 5%)를 이용하여 확인하였다.
이론/모형
- Proline 함량 측정은 Troll 과 Lindsley (1975)의 방법을 사용하였다 벼 잎 1 g에 추출 용액 인 MCW (MeOH : Chloro form : Waters 12 : 5 : 1) 5 mL을 첨가하여 잎을 마쇄시킨 후 2, 000 rpm에서 10분간 원심분리하고 상등액 2 mL과 acetic acid 3 mL, ninhydrin reagent [ninhydrin (g) : acetic acid (mL) : 6M phosphoric acid (mL)=1.25 : 30 : 20] 5 mL을 혼합 한 후 100°C 에서 45분 동안 중탕한 다음 toluene 5 mL을 첨가하여 정치한 다음 spectrophotometer를 이용하여 520 run에 서 proline 함량을 측정하였다. 표준용액은 L-proline을 사용하 였다.
성능/효과
- 4%) 계통으로 조사되었다. 그 중 91 및 141 계 통은 모품종와 비교할 경우 모품종은 이들 계통보다 백화현상이 빨리 진행되는 것을 관찰할 수 있었고 또한 변이계통의 초장 및 근장의 생육이 우수하여 내염성임을 알 수 있었다 (Figure 3). 이로서 방사선 기술에 의해 내염성 형질이 식물체 로 유전되어 내염성 계통의 선발이 가능함을 보여주고있으 며, NR에서 내염성 형질이 나타난 것으로 보아 이런 형질이자가 수정에 의해 다음 세대로 유전된다는 것을 보여주고 있으나 내염성의 정확한 유전양상을 분석하기 위해서는 모품종 과 교배가 이루어져야 할 것으로 생각한다.
- 앞 연구자들과 다르게 본 실험에서는 발아시기부터 유묘 2~3매 시기까지 염분 용액에서 생육한 결과 10일쯤에서 내염성을 확실히 구분할 수 있었지만, 최종 내염성 판결은 30일에 실시하였다. 내염성 정도는 계통에 따라 다양하여 발아를 전혀 못한 계통부터 생육이 우수한 계통까지 다양하게 분포하였으며, 내염성을 나타낸 계통은 11 계통 중 4(36.4%) 계통으로 조사되었다. 그 중 91 및 141 계 통은 모품종와 비교할 경우 모품종은 이들 계통보다 백화현상이 빨리 진행되는 것을 관찰할 수 있었고 또한 변이계통의 초장 및 근장의 생육이 우수하여 내염성임을 알 수 있었다 (Figure 3).
- 내염성을 확인하는 생리적 지표로 가장 많이 이용되는 proline 함량을 분석한 결과 91, 139, 140 및 141 계통은 대조구과 비교하여 유의성 있는 증가를 나타냈으며, 특히 91과 141 계통은 모품종에 비해 각각 50%에서 60%까지 증가하여 1% 신뢰구간에서 유의성이 인정되었다 (Figure 4). 또한 proline 함량이 증가한 139, 140 및 141 계통은 dendrogram0]] 서 같은 cluster를 이루고 있음을 알 수 있었다.
- 수장은 39번 계통이 대조구보다 약 11% 감소하여 가장 작았으며 대조구보다 특별히 증가한 계통은 없었다. 수량의 결정적 요소인 1, 000립 중은 39번 계통이 모품종에 비해 가장 큰 유의성 (p < 0.01) 있는 증가를 보였다. 내도복성의 경우 계통 번호 37, 38, 39, 139, 141 및 143이 강한 편이었고 90 및 142가 약한 것으로 조사되었다.
- 8%까지 나타났으며 H-07 primers에서는 polymorphic band를 관찰할 수 없었다. 이로서 본 실험을 통하여 감마선을 조사한 벼의 종자로부터 DNA 수준의 유전변이가 일어났음을 알 수 있었 다. 이와 같이 primer에 따른 band 양상의 차이는 Wilde 등 (1992), Park 등 (1995, 1996)의 보고와 같이 식물 종에 따른 primer 선발의 중요성을 의미한다.
- 이상의 결과로 볼 때 감마선 처리에 의해 유기된 변이계통을 대상으로 실시한 형태적 분석에서 모품종과 다른 변이계 통이 관찰되어 벼 육종에 있어서 방사선을 이용한 돌연변이 육종의 이용 가능성을 제시하고 있다. 이러한 변이계통은 allelism test를 통하여 유전자의 대립성 여부를 판단하는 데 중요한 유전자원이 되며, 유전자 발현 기작을 해석하는 데 이용되고, DNA 및 단백질 분석 등으로 형태적인 특성에 관여하는 유전인자를 찾는 소재로 이용가치가 높고 또한 품종육성 의 교배 모본으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 내도복성의 경우 계통 번호 37, 38, 39, 139, 141 및 143이 강한 편이었고 90 및 142가 약한 것으로 조사되었다. 조사된 형태적 형질에 대해서 변이체들과 모품종을 비교하여 통계분석 (t-검정)을 한 결과, 모든 변이계통에서 한 개 이상의 형질에 대해서 증가하거나 감소하여 5% 및 1% 신뢰구간에서 통계적 유의성이 인정되었다 (Table 1). 변이계통의 농경형질이 대조구와 비교하여 증가하거나 감소하는 것으로 보아 방사선 조사가 생육형질에 정 ( + ) 및 부 (-)의 방향으로 작용하는 것을 알 수 있는데, 이와 같이 생육형질이 평균치보다 증가하거나 감소한 것으로 유전적 변이성이 있음을 알 수 있었으며 이로서 감마선에 의해 돌연변이 계통의 선발이 가능함을 알 수 있었는데, Lee 등 (1996)도 들깨에서 방사선 조사에 의해 다양한 변이 계통을 선발하였다.
- 증폭된 12계통의 벼 DNA 단편 198개 중에서 monomor phic band 136 개을 제외한 62개의 polymorphic bands를 이용하여 각 계통간 Genetic Similarity (GS) 분석을 통한 Genetic Distance (GD) 분석을 실시한 결과 변이계통은 모품종과 구분되 어 크게 4 groups으로 분류되 었다 (Figure 2). Group A에는 계통번호 37, 38 및 39가 속하며 이들 계통들은 내도복성 및 초장이 대조구에 비해 감소하는 유사성을 보였으며, group B 및 C에 속하는 계통들의 형태적 특성과 분자수준의 유전적 유연관계와는 유사성이 관찰되지 않았다.
후속연구
- 1989). 그리고 Zhang 등 (1999) 은 내염성 야생콩에서 dendrogram을 작성한 결과 내염성을 보인 야생콩끼리 같은 그룹을 형성하였 고 이러한 집단은 내염성 기작에 관한 molecular origin을 탐 색하는데 유용한 재료가 된다고 하였는데, 본 실험의 재료도 이러한 목적에 응용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 인위적으로 선택한 10-mer primer의 염기서열이 미세한 차이를 보여줌에도 불구하고 table 2 및 figure 1에서 볼 수 있듯이 19개의 primers에서 1개에서 7개의 polymorphic bands를 얻을 수 있음은 10-mer primer로 변이의 분류가 가능하다는 것을 의미한다고 하겠다. 변이를 탐색하기 위해 이 RAPD band를 인위적으로 primer sequence design이 가능해진다면 보다 확실한 결과를 얻을 수 있다고 생각하나 10-mer primer에 의 한 RAPD 분석만으로도 변이 탐색을 위한 중요한 수단으로 충분히 이용될 수 있다고 생각한다.
- 1998), 변형된 염색체의 재배열이 일어나기 전에 DNA에서 변이가 먼저 발생하면 고정이 빨리 되지만, 염색체 재배열 이후에 DNA에서 변이가 발생하면 후기 세대에서도 분리가 계속 발생할 것으로 생각된다. 본 연구의 N0 세대에서도 분리되는 계통은 후자의 원인에 의한 것으로 생각하나 이러한 가설을 뒷받침하기 위해서는 본 실험에 이용된 재료에 대해서 정확한 핵형 분석이 이루어져야 할 것으로 생각한다.
- 이상의 결과로 볼 때 감마선 처리에 의해 유기된 변이계통을 대상으로 실시한 형태적 분석에서 모품종과 다른 변이계 통이 관찰되어 벼 육종에 있어서 방사선을 이용한 돌연변이 육종의 이용 가능성을 제시하고 있다. 이러한 변이계통은 allelism test를 통하여 유전자의 대립성 여부를 판단하는 데 중요한 유전자원이 되며, 유전자 발현 기작을 해석하는 데 이용되고, DNA 및 단백질 분석 등으로 형태적인 특성에 관여하는 유전인자를 찾는 소재로 이용가치가 높고 또한 품종육성 의 교배 모본으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 그 중 91 및 141 계 통은 모품종와 비교할 경우 모품종은 이들 계통보다 백화현상이 빨리 진행되는 것을 관찰할 수 있었고 또한 변이계통의 초장 및 근장의 생육이 우수하여 내염성임을 알 수 있었다 (Figure 3). 이로서 방사선 기술에 의해 내염성 형질이 식물체 로 유전되어 내염성 계통의 선발이 가능함을 보여주고있으 며, NR에서 내염성 형질이 나타난 것으로 보아 이런 형질이자가 수정에 의해 다음 세대로 유전된다는 것을 보여주고 있으나 내염성의 정확한 유전양상을 분석하기 위해서는 모품종 과 교배가 이루어져야 할 것으로 생각한다. 본 연구에서 내염성을 선발하기 위하여 표현형 특성을 대조구와 변이체를 비교하였는데, 이런 표현형 특성조사를 통하여 벼 (Zhang e拠L 1995) 및 담배 (Sumaryati et al.
- 1992) 등에서 내염성 계통이 선발되었다. 이와 같이 발아시기에서부터 유묘 2~3시기까지 내염성으로 판명된 계통은 간척지처럼 지하수위가 높아서 토양 표면에 염분이 존재한 포장에 직파 재배용 재료로 적당할 것으로 생각되며 또한 생육초기에 관여하는 내염성 유전자 탐색에 중요한 재료가 될 것으로 생각된다. 본 실험에서와 같이 빙사선 기술에 의해 aluminum 저항성 (Tulmann Neto et al.
- 형태적인 분석에 의한 변이체 선발은 시간이 장기간 소요되며, 환경조건에 따라서 많은 변이를 보이고 있으므로 체계적인 육종연구를 위해 한계가 있다. 따라서 환경변이와 관계 없이 그 유전적 변이 특성을 RAPD 분석을 통해 변이체의 분류를 실시하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.