[논문]자웅이주 식물 수영 (Rumex acetosa L.)에서 암.수에 따른 RAPD pattern의 다양성 분석

김동순; 구달회; 허윤강; 방재욱

[국내논문] 자웅이주 식물 수영 (Rumex acetosa L.)에서 암.수에 따른 RAPD pattern의 다양성 분석
Variation of RAPD patterns between Male and Female Genomic DNAs in Dioecious Rumex acetosa L. 원문보기

암$.$수 개체 사이에 상이한 성염색체 조성을 지니는 자웅 이주 식물인 수영 (Rumex acetsa L.)에서 120개 의 10-mer random primer를 이용하여 RAPD 분석을 수행하였다. 적용한 primer들 중 24개의 primer 에서 34개의 암$.$수 특이 밴드가 관찰되었다 암 개체 특이 밴드는 16개였으며, 수 개체 특이 밴드는 18개로 나타났다. 특히 OPC-10 primer로부터 얻은 1,440 bp인 DNA 단편은 수 개체 특이적으로 나타났다. 본 연구에서 얻어진 성 특이적인 RAPD 마커들은 식물에서 성 결정 메커니즘 구명의 기본 자료로 활용될 수 있을 것이다.

The genetic variation of random amplified polymorphic DNA (RAPD) patterns of genomic DNAs was investigated in dioecious plant Rumex acetosa L., which carries different sex chromosome complements in female (2n=12A+XX) and male (2n=12A+XY$_1$Y$_2$). One hundred and twenty random primers consisted of 10-mer were used for PCR amplification. Polymorphic bands were found in 24 primers. Specific bands for female and male were 16 and 18, respectively. Especially, a band of 1,440 bp from the OPC-10 primer was male specific. These sex specific RAPD markers are used to understanding the sex determination mechanism in plants.

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문제 정의

본 연구는 식물의 성 결정 유전자의 탐색과 성 결정 메카니즘의 연구에 적합한 자웅이주 식 물인 수영 (R. acefosa)을 대상으로 RAPD 분석을 통하여 암 . 수 사이의 유전적 다양성을 검증하고, 암 .
이러한 DNA의 다형 현상은 염 기 의 차이를 반영하며, 유전자형에 기반을 둔 선발이므로 개체 간에도 관찰할 수 있다. 본 연구에서는 개체 간의 차이를 줄이기 위하여 암 . 수 각각 10 개체의 DNA를 혼합하여 RAPD 분석에 사용하였다.
acefosa)을 대상으로 RAPD 분석을 통하여 암 . 수 사이의 유전적 다양성을 검증하고, 암 . 수에 따른 특이 마커를 선발하여 염색체 상에서의 성 특이마커 의 탐색 및 physical mapping 등 분자세 포유전 학적 연구에 대한 기 초 자료를 마련하고자 수행 되 었다 .
수 사이의 유전적 다양성을 검증하고, 암 . 수에 따른 특이 마커를 선발하여 염색체 상에서의 성 특이마커 의 탐색 및 physical mapping 등 분자세 포유전 학적 연구에 대한 기 초 자료를 마련하고자 수행 되 었다 .

제안 방법

사용하여 RAPD 분석을 수행하였다. PCR 증폭에서 는 1 X PCR buffer, 150 /zM dNTPs, 5 picomole primer, 1 Unit Taq polymerase, 80 ng 주형 DNA가 혼합된 총 20 ul의 반응 혼합물에 mineral oil 한 방울을 첨 가 후 , DNA 증 폭 기 에서 94 *0 에서 5분 간 predenaturation 후, 94℃ 30초, 36t 30초, 7*0 2 ]20초간 2 회, 94p 20초, 36P 15초, 451 15초, 7212 90초간 20 회, 94℃ 20초, 3*0 6 15초, 45℃ 15초, 721: 120 초간 19회 , 마지 막으로 72P 에서 10분간 postelongation시켰다. 반응 생성 물을 1% agarose gel에 전기 영 동 후 Ethidium Bromide로 염 색하여 UV 하에서 증폭된 DNA를 확인하고, 사진을 촬영하여 분석하였다.
수 각각 10 개체의 DNA를 혼합하여 RAPD 분석에 사용하였다. RAPD 분석 에서 식 물 종에 따라 적 당한 primer 의 선발은 매 우 중요며 (Fritsch 등, 1993), 본 연구에서는 120 개의 primer (OPA-OPF)가 적용되었다. 각각의 primer 에 의해 증폭된 DNA 단편들은 2, 500-200 bp에서 관찰되었고, 증폭된 band의 수는 평균 4-5개로 나타났으며, 그 중 24개의 primer에서 각각 암 .
PCR 증폭에서 는 1 X PCR buffer, 150 /zM dNTPs, 5 picomole primer, 1 Unit Taq polymerase, 80 ng 주형 DNA가 혼합된 총 20 ul의 반응 혼합물에 mineral oil 한 방울을 첨 가 후 , DNA 증 폭 기 에서 94 *0 에서 5분 간 predenaturation 후, 94℃ 30초, 36t 30초, 7*0 2 ]20초간 2 회, 94p 20초, 36P 15초, 451 15초, 7212 90초간 20 회, 94℃ 20초, 3*0 6 15초, 45℃ 15초, 721: 120 초간 19회 , 마지 막으로 72P 에서 10분간 postelongation시켰다. 반응 생성 물을 1% agarose gel에 전기 영 동 후 Ethidium Bromide로 염 색하여 UV 하에서 증폭된 DNA를 확인하고, 사진을 촬영하여 분석하였다.
본 실험에서는 수영의 암수개체의 genomic DNA 와 Operon kit A, B, C, D, E, F에서 총 120개의 primer 를 사용하여 RAPD 분석을 수행하였다. PCR 증폭에서 는 1 X PCR buffer, 150 /zM dNTPs, 5 picomole primer, 1 Unit Taq polymerase, 80 ng 주형 DNA가 혼합된 총 20 ul의 반응 혼합물에 mineral oil 한 방울을 첨 가 후 , DNA 증 폭 기 에서 94 *0 에서 5분 간 predenaturation 후, 94℃ 30초, 36t 30초, 7*0 2 ]20초간 2 회, 94p 20초, 36P 15초, 451 15초, 7212 90초간 20 회, 94℃ 20초, 3*0 6 15초, 45℃ 15초, 721: 120 초간 19회 , 마지 막으로 72P 에서 10분간 postelongation시켰다.
본 연구에서는 개체 간의 차이를 줄이기 위하여 암 . 수 각각 10 개체의 DNA를 혼합하여 RAPD 분석에 사용하였다. RAPD 분석 에서 식 물 종에 따라 적 당한 primer 의 선발은 매 우 중요며 (Fritsch 등, 1993), 본 연구에서는 120 개의 primer (OPA-OPF)가 적용되었다.
암 . 수 개체 사이에 상이한 성염색체 조성을 지니 는 자웅 이 주 식 물인 수영 (Rumex acetsa L.)에서 120개 의 10-mer random primer를 이용하여 RAPD 분석 을 수행하였다. 적용한 primer들 중 24개의 primer 에서 34개의 암 .

대상 데이터

본 실험에서는 충남 공주 지 역에서 채집한 수영 (R. acetosa)에서 염색체 분석을 통하여 암 . 수가 확인된 개체를 재료로 사용하였다.
acetosa)에서 염색체 분석을 통하여 암 . 수가 확인된 개체를 재료로 사용하였다.
관찰을 통해 암 . 수가 확인된 식물을 대상으로 게놈 DNA를 추출하였다. PCR을 이용한 RAPD 분석은 목표로 하는 게놈 DNA 염기를 분획적 PCR 로 증폭하며, 증폭 가능한 거리 내에 primer 결합 부위가 존재할 때 DNA 절편을 얻을 수 있다.

이론/모형

Genomic DNA는 CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) 방법을 이용하여 수영 암 . 수 개체의 잎으로부터 추출하였다 (Dellaporta 등, 1984).

성능/효과

RAPD 분석 에서 식 물 종에 따라 적 당한 primer 의 선발은 매 우 중요며 (Fritsch 등, 1993), 본 연구에서는 120 개의 primer (OPA-OPF)가 적용되었다. 각각의 primer 에 의해 증폭된 DNA 단편들은 2, 500-200 bp에서 관찰되었고, 증폭된 band의 수는 평균 4-5개로 나타났으며, 그 중 24개의 primer에서 각각 암 . 수 개체에 특이적인 band가 나타났다.
본 연구에서 얻은 RAPD 분석 결과는 수영의 성 결정 메카니즘의 이해에 매우 중요한 정보를 제공하여 주며 암 . 수 개체에 나타난 특이적인 마커들은 FISH를 이용한 physical mapping 연구에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
2). 특히 OPC-10으로부터 얻은 1, 440 bp의 DNA 단편은 모든 수 개체 특이적으로 나타남이 확인되었다 (Fig. 3).

후속연구

특히 OPC-10 primer로부터 얻은 1, 440 bp인 DNA 단편은 수 개체 특이 적으로 나타났다. 본 연구에서 얻어진 성 특이적 인 RAPD 마커들은 식물에서 성 결정 메커니즘 구명의 기본 자료로 활용될 수 있을 것이다.
주며 암 . 수 개체에 나타난 특이적인 마커들은 FISH를 이용한 physical mapping 연구에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

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