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
- 그러나 국내 녹차가 재배 지역의 품종에 따라 polymorphism 패턴의 차이가 보이는지, 어디서 기원되었는지에 관하여는 아직 연구되어 있지 않다. 본 연구에서는 이전 연구 결과를 바탕으로 국내 하동지역과 보성지역의 재배 녹차품종의 polymorphism 패턴을 분석하여 지역 재배 녹차의 품종을 구별할 수 있는지에 대한 실험을 시도하였다. 우선 분석을 위한 재료로 하동지역에서 재배녹차 2품종을, 보성지역에서 재배녹차 1품종을 채집하여 사용하였고, 비교를 위해서 하동지역에서 가장 오래되었다는 하동 천년녹차, 시배지녹차를 대조구로 사용하였다.
- 본 연구에서는 확립되어진 STS-RFLP법을 이용하여 각 지역 녹차의 polymorphism 패턴을 확립함으로써, 지금까지 명확하게 알려져 있지 않은 지역 간 녹차의 품종을 구별하여 국내 녹차의 인증에 사용할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.
제안 방법
- PCR은 최종 볼륨 25 μl으로 수행되었으며, 게놈 DNA는 50-100 ng/μl, 프라이머는 각각 0.5 μM씩, dNTP는 200 μM씩 사용하여, 0.5 unit의 ExTaq polymerase (Takara, Shinga, Japan)을 이용하여 BIO-RAD thermocycler modle iCycler(Bio-Rad, Hercules, CA)에서 수행되었다.
- RFLP분석을 위하여 3 μl의 PCR 산물을 사용하여 Table 1에 서술된 제한효소(Takara, Shiga, Japan; BioLab, USA)를 이용하여 절단하였다.
- 실험에 사용된 녹차의 게놈 DNA는 DNeasy Plant Kit(QIAGEN, Hilden, Germany)을 사용하여 싱싱한 녹차 잎으로부터 추출되었다. 각각의 녹차 잎은 액체질소를 첨가한 후에 막자사발을 이용하여 가늘게 분쇄하였으며, 가늘게 분쇄된 녹차 잎으로부터 100 mg의 녹차 잎이 1회 추출에 사용되었다. 추출 방법은 제조사에서 제공한 매뉴얼을 따라 수행되었다.
- 이 연구에서는 STS-RFLP법을 이용하여 국내 지역 재배녹차의 품종간 차이를 분석하였으며, 결과를 바탕으로 지역에서 재배되는 녹차를 인증하는 방법으로 CAPS 마커를 사용한 프로토콜을 제공하였다. 이는 일본과 중국의 대표적 품종과 구별될 수 있는 마커를 제공함과 동시에, 국내 지역의 품종간의 브랜드 가치를 높이는데 기여할 것으로 사료된다.
- Yabukita는 일본 중국에서 차를 도입한 후에 Shizuoka에서 재배종으로 개량육종한 유명한 녹차품종이며 국내에서도 상업적인 생산을 목적으로 많은 재배면적을 차지하는 주요 품종이기에 비교를 위해서 사용하였다. 페닐프로파노이드 생합성과 관련된 PAL, CHS 그리고 DFR 유전자는 식물 종마다 염기서열이 잘 보존되어 있을 뿐만 아니라 이들 유전자를 이용한 CAPS 마커가 잘 개발되어 왔고[4,5,8], 지역 녹차의 polymorphism을 구별하기 위해 table 1에 서술된 프라이머를 이용하여 3개 유전자의 6종류의 PCR산물을 6 종류의 제한효소로 사용하여 처리한 STS-RFLP를 수행하였다(Fig. 1).
- sinensis)에서 수집한 신선한 잎을 사용하였으며, 하동지역 5종류(야생 천년녹차, 야생 녹차, 시배지녹차, 2종류의 재배녹차), 보성 지역에서 1종류(재배녹차)를 선발하였다. 한국 야생녹차 군집의 유전적 다양성 분포를 결정하기 위하여 중국에서 1종의 재배녹차인 용정차(Longjing), 일본에서 2종류의 재배녹차(Yabukita, Tsukigase)를 선발하여 비교 분석하였다. 하동 야생 천년 차나무는 수령이 800년 된 것으로 국내에서는 현재까지 알려진 최고령 차 나무이며, 하동 야생녹차 군집은 지리산 저지대의 20 m2에 분포한 것을 수집하였고, 하동 시배지녹차는 보다 넓은 500 m2 지역에 분포한 것을 수집하였다.
- 지금까지 안토시아닌 생합성 경로인 페닐프로파노이드(Phenylpropanoid) 합성경로에 관련된 phenylalanine ammonia-lysate (PAL), chalcone synthase (CHS), dihydroflavonol 4-reductase (DRF) 등의 유전자가 녹차에서 clone되었고[5,8], 녹차의 분자마커로 이들 유전자를 이용한 CAPS 마커가 개발되어[3,4], Sequence Tagged Site-Restriction Fragment Length Polymorphism (STS-RFLP)법을 이용하여 일본에서 판매되는 46종의 녹차 브랜드의 polymorphism 패턴을 분석을 시도하였다[3,4]. 한국에 토종 야생 녹차가 존재하는지에 관한 논쟁의 여지는 있으나, 이전 연구를 통하여 우리들은 지금까지 알려져 있지 않은 지리산 근처(하동 지역)에 자생하고 있는 야생차군집의 유전적 배경(genetic background)를 분석하여 야생녹차 군집과 재배녹차의 다양한 유전자 자원(genetic resources)을 비교분석 하였다[1]. 그 결과로 국내에 야생녹차 군집은 중국과 일본의 재배품종과는 다른 기원(origin)에서 진화되었다는 사실을 밝혔다[1].
대상 데이터
- 우선 분석을 위한 재료로 하동지역에서 재배녹차 2품종을, 보성지역에서 재배녹차 1품종을 채집하여 사용하였고, 비교를 위해서 하동지역에서 가장 오래되었다는 하동 천년녹차, 시배지녹차를 대조구로 사용하였다. 그리고, 국내와 국외 녹차 품종의 차이를 비교하기 위하여 중국의 재배녹차로 용정차를, 일본에서 2종류의 재배녹차 품종(Yabukita와 Tsukiagse)을 선발하여 사용하였다. Yabukita는 일본 중국에서 차를 도입한 후에 Shizuoka에서 재배종으로 개량육종한 유명한 녹차품종이며 국내에서도 상업적인 생산을 목적으로 많은 재배면적을 차지하는 주요 품종이기에 비교를 위해서 사용하였다.
- 하동 야생 천년 차나무는 수령이 800년 된 것으로 국내에서는 현재까지 알려진 최고령 차 나무이며, 하동 야생녹차 군집은 지리산 저지대의 20 m2에 분포한 것을 수집하였고, 하동 시배지녹차는 보다 넓은 500 m2 지역에 분포한 것을 수집하였다. 보성 지역 녹차는 지역 재배 농장에서 수집되었다. 중국차 용정차는 중국 항저우(Hangzhou)의 녹차 농장에서 수집되었으며, 일본 차는 Tsukigase와 국내에서 상업적 생산을 위하여 주로 재배한다고 알려진 Yabukita를 일본 교토(Kyoto)의 Ujitawara에 있는 한 농장으로부터 수집하여 사용하였다.
- 실험에 사용된 녹차의 게놈 DNA는 DNeasy Plant Kit(QIAGEN, Hilden, Germany)을 사용하여 싱싱한 녹차 잎으로부터 추출되었다. 각각의 녹차 잎은 액체질소를 첨가한 후에 막자사발을 이용하여 가늘게 분쇄하였으며, 가늘게 분쇄된 녹차 잎으로부터 100 mg의 녹차 잎이 1회 추출에 사용되었다.
- 실험에 이용된 재료는 차나무(var. sinensis)에서 수집한 신선한 잎을 사용하였으며, 하동지역 5종류(야생 천년녹차, 야생 녹차, 시배지녹차, 2종류의 재배녹차), 보성 지역에서 1종류(재배녹차)를 선발하였다. 한국 야생녹차 군집의 유전적 다양성 분포를 결정하기 위하여 중국에서 1종의 재배녹차인 용정차(Longjing), 일본에서 2종류의 재배녹차(Yabukita, Tsukigase)를 선발하여 비교 분석하였다.
- 본 연구에서는 이전 연구 결과를 바탕으로 국내 하동지역과 보성지역의 재배 녹차품종의 polymorphism 패턴을 분석하여 지역 재배 녹차의 품종을 구별할 수 있는지에 대한 실험을 시도하였다. 우선 분석을 위한 재료로 하동지역에서 재배녹차 2품종을, 보성지역에서 재배녹차 1품종을 채집하여 사용하였고, 비교를 위해서 하동지역에서 가장 오래되었다는 하동 천년녹차, 시배지녹차를 대조구로 사용하였다. 그리고, 국내와 국외 녹차 품종의 차이를 비교하기 위하여 중국의 재배녹차로 용정차를, 일본에서 2종류의 재배녹차 품종(Yabukita와 Tsukiagse)을 선발하여 사용하였다.
- 보성 지역 녹차는 지역 재배 농장에서 수집되었다. 중국차 용정차는 중국 항저우(Hangzhou)의 녹차 농장에서 수집되었으며, 일본 차는 Tsukigase와 국내에서 상업적 생산을 위하여 주로 재배한다고 알려진 Yabukita를 일본 교토(Kyoto)의 Ujitawara에 있는 한 농장으로부터 수집하여 사용하였다.
- 하동 야생 천년 차나무는 수령이 800년 된 것으로 국내에서는 현재까지 알려진 최고령 차 나무이며, 하동 야생녹차 군집은 지리산 저지대의 20 m2에 분포한 것을 수집하였고, 하동 시배지녹차는 보다 넓은 500 m2 지역에 분포한 것을 수집하였다.
성능/효과
- 하지만 이들 품종의 기원이 어디서부턴지 어떻게 진화의 과정을 거쳤는지를 밝히기는 본 연구만으로는 어렵다고 사료된다. 다만 국내 재배품종이 어느 기원에서 유래가 되었는지는 모르지만 이들이 타가수분에 의한 자연적인 수정(또는 인위적인 교배)으로 국내 지역에서 hybrid상태의 품종으로 재배, 생산되고 있다는 사실을 본 연구에서 알 수 있다. 앞으로 체계적인 계통 분석을 통하여 국내 재배품종과 야생차의 기원과 진화에 대한 궁금증을 풀 수 있을 것으로 기대된다.
- 한편, 보성지역에서 재배되고 있는 보성 재배녹차는 하동 재배녹차와는 P2/T (AB, 하동 재배녹차1)과 D4/H (AB, 하동 재배녹차1, 2)에서 같은 패턴을 보였지만 나머지 5개 마커의 패턴은 다르게 나타났다. 따라서 보성 재배녹차와 하동 재배 녹차는 서로 다른 품종(또는 차나무)에서 유래되었을 가능성이 제시되었고, CHS 유전자의 마커만 사용하더라도 서로 구별할 수 있다는 사실이 판명되었다(Fig. 1). 하지만, 하동 재배 녹차와 마찬가지로 보성 재배녹차도 일본 품종들과는 많은 부분에서 다르게 나타났고, 용정차와도 많이 다른 패턴을 나타내었기에 일본과 중국의 대표적 품종과는 뚜렷이 구별할수 있는 마커로 사용 가능한 것으로 판명 되었다.
- 이 결과는 한 지역에서 오래 고착되어 살아온 하동 야생 천년녹차와는 다르게 하동 시배지녹차는 오랜 세월동안 많은 교잡을 통하여 잡종화되었음을 시사하고 있다. 또한 하동지역에 야생으로 자생하고 있는 하동 야생녹차를 분석한 결과, polymorphism 패턴이 하동 시배지녹차와 가장 가깝게 나타나 P1/H, Pint/D, 그리고 DRF intron 3 영역을 Hind III로 절단한 패턴(D3/H)만 각각 BB, A1B, 그리고 AA로 같았고, 나머지 4개 마커는 다른 패턴을 보였다(Fig. 1 and Table 2). 또한 하동 야생차는 P1/H, PAL exon 2를 Taq I으로 절단한 경우(P2/T), C2/R, 그리고 DFR intron 4+5를 Hpa II로 절단한 경우(D4/H)에서 하동 야생 천년녹차와 같은 패턴을 보였으며, 나머지 3개 마커의 경우 다르게 나타났다(Fig.
- 비교를 위해서 사용한 일본품종 Yabukita와 Tsukigase는 C2/R의 패턴이 각각 AB와 AA로 다르게 나타났을 뿐 다른 6개 마커의 패턴은 같은 것으로 판명되었으며, Tsukigase는 Yabukita로부터 개량된 비슷한 계통이라는 사실을 알 수 있다. 이들과 하동 재배녹차는 P1/H와 C2/R의 두 마커에서만 같은 패턴을 보였을 뿐, 나머지는 서로 다른 패턴을 보였다.
- 이전에 수행된 46종류의 재배 녹차[3]와 비교 분석한 결과, 조사한 품종이 앞서의 46종류와 일치하는 품종이 하나도 없는 것으로 판명이 되었다. 이는 이전의 연구결과와 마찬가지로 본 연구에 사용한 CAPS 마커만으로도 녹차품종을 구별할 수 있다는 사실이 판명되었다. 특히 PAL intron 영역을 제한효소 Dde I으로 절단하였을 때(Pint/D) 하동 지역 재배녹차에서는 A1B (하동재배차1), A1A1 (하동재배차2)의 polymorphism 패턴을 보였으며, PAL exon2 영역을 Taq I으로 절단하였을 경우(P2/T) 와 CHS exon 2를 Rsa I으로 절단한 경우(C2/R)에서도 AB (하동재배차1)와 AA (하동재배차2)로 다르게 나타났으며, 이를 제외한 나머지 CAPS 마커는 서로 일치함을 보였다(Fig.
- 조사한 총 9종류의 녹차품종 전부에서 벤드 크기 및 패턴에 있어서 서로 다른 polymorphism 패턴을 보였다(Fig. 1). 이전에 수행된 46종류의 재배 녹차[3]와 비교 분석한 결과, 조사한 품종이 앞서의 46종류와 일치하는 품종이 하나도 없는 것으로 판명이 되었다.
- 이는 이전의 연구결과와 마찬가지로 본 연구에 사용한 CAPS 마커만으로도 녹차품종을 구별할 수 있다는 사실이 판명되었다. 특히 PAL intron 영역을 제한효소 Dde I으로 절단하였을 때(Pint/D) 하동 지역 재배녹차에서는 A1B (하동재배차1), A1A1 (하동재배차2)의 polymorphism 패턴을 보였으며, PAL exon2 영역을 Taq I으로 절단하였을 경우(P2/T) 와 CHS exon 2를 Rsa I으로 절단한 경우(C2/R)에서도 AB (하동재배차1)와 AA (하동재배차2)로 다르게 나타났으며, 이를 제외한 나머지 CAPS 마커는 서로 일치함을 보였다(Fig. 1 and Table 2). 이 사실로 하동 재배녹차1과 하동 재배녹차2는 서로 같은 계통으로부터 파생되어 나왔으며 교잡을 통해서 잡종화 된 것으로 보여진다.
- 1). 하지만, 하동 재배 녹차와 마찬가지로 보성 재배녹차도 일본 품종들과는 많은 부분에서 다르게 나타났고, 용정차와도 많이 다른 패턴을 나타내었기에 일본과 중국의 대표적 품종과는 뚜렷이 구별할수 있는 마커로 사용 가능한 것으로 판명 되었다.
후속연구
- 한편, 한국에서 재배되고 있는 상업적인 품종에 대해서는 두 가지 부류로 구분할 수 있는데, 한 부류는 야생차로부터 유래되어온 재배품종이고, 다른 한 부류는 일본에서 들여온 개량품종에서 유래한 것이다. 따라서 앞으로 국내 재배차의 품종구분 및 품질관리를 위해서 이들의 구별법을 연구할 필요가 있다고 사료된다.
- 다만 국내 재배품종이 어느 기원에서 유래가 되었는지는 모르지만 이들이 타가수분에 의한 자연적인 수정(또는 인위적인 교배)으로 국내 지역에서 hybrid상태의 품종으로 재배, 생산되고 있다는 사실을 본 연구에서 알 수 있다. 앞으로 체계적인 계통 분석을 통하여 국내 재배품종과 야생차의 기원과 진화에 대한 궁금증을 풀 수 있을 것으로 기대된다.
- 이 연구에서는 STS-RFLP법을 이용하여 국내 지역 재배녹차의 품종간 차이를 분석하였으며, 결과를 바탕으로 지역에서 재배되는 녹차를 인증하는 방법으로 CAPS 마커를 사용한 프로토콜을 제공하였다. 이는 일본과 중국의 대표적 품종과 구별될 수 있는 마커를 제공함과 동시에, 국내 지역의 품종간의 브랜드 가치를 높이는데 기여할 것으로 사료된다. 하지만 이들 품종의 기원이 어디서부턴지 어떻게 진화의 과정을 거쳤는지를 밝히기는 본 연구만으로는 어렵다고 사료된다.
- 이는 일본과 중국의 대표적 품종과 구별될 수 있는 마커를 제공함과 동시에, 국내 지역의 품종간의 브랜드 가치를 높이는데 기여할 것으로 사료된다. 하지만 이들 품종의 기원이 어디서부턴지 어떻게 진화의 과정을 거쳤는지를 밝히기는 본 연구만으로는 어렵다고 사료된다. 다만 국내 재배품종이 어느 기원에서 유래가 되었는지는 모르지만 이들이 타가수분에 의한 자연적인 수정(또는 인위적인 교배)으로 국내 지역에서 hybrid상태의 품종으로 재배, 생산되고 있다는 사실을 본 연구에서 알 수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.