인체내에서 소화불량 및 알레르기 반응을 일으킴으로써 콩의 품질을 저하시키는 물질인 Kunitz trypsin inhibitor(KTI) 단백질이 결핍되고, P34 단백질을 적게 함유하는 콩 계통을 선발하기 위해서, 현재까지 보고되지 않은 KTI 단백질의 유무와 P34 단백질 함량간의 유전관계에 대한 정보를 얻기 위하여 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 07B1과 PI567476의 교배를 통해 얻어진 479개의 $F_2$ 종자를 대상으로 SDS-PAGE를 이용한 KTI 단백질의 유무를 확인한 결과, KTI 단백질이 존재하는 종자의 수는 353개, 결핍된 종자는 126개로 3 : 1로 분리하였다. 2 Western blot을 이용한 P34 단백질의 함량을 확인 한 결과, P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자가 363개, 함량이 낮은 종자는 116개로 P34 단백질 함량에 대한 유전분리비는 3 : 1로 나타났다. 3. 전체 $F_2$ 종자 479개 중에서 KTI 단백질이 존재하며, P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자가 266개, KTI 단백질이 존재하고 P34 단백질 함량이 낮은 종자가 88개, KTI 단백질이 결핍이고 P34 단백질함량이 보통 또는 높은 종자가 102개, KTI 단백질이 결핍이며 P34 단백질 함량이 적은 종자가 23개로 9:3:3:1의 분리비에 적합하여 KTI 단백질 유무와 P34 단백질 함량간에는 독립유전을 하였다.
인체내에서 소화불량 및 알레르기 반응을 일으킴으로써 콩의 품질을 저하시키는 물질인 Kunitz trypsin inhibitor(KTI) 단백질이 결핍되고, P34 단백질을 적게 함유하는 콩 계통을 선발하기 위해서, 현재까지 보고되지 않은 KTI 단백질의 유무와 P34 단백질 함량간의 유전관계에 대한 정보를 얻기 위하여 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 07B1과 PI567476의 교배를 통해 얻어진 479개의 $F_2$ 종자를 대상으로 SDS-PAGE를 이용한 KTI 단백질의 유무를 확인한 결과, KTI 단백질이 존재하는 종자의 수는 353개, 결핍된 종자는 126개로 3 : 1로 분리하였다. 2 Western blot을 이용한 P34 단백질의 함량을 확인 한 결과, P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자가 363개, 함량이 낮은 종자는 116개로 P34 단백질 함량에 대한 유전분리비는 3 : 1로 나타났다. 3. 전체 $F_2$ 종자 479개 중에서 KTI 단백질이 존재하며, P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자가 266개, KTI 단백질이 존재하고 P34 단백질 함량이 낮은 종자가 88개, KTI 단백질이 결핍이고 P34 단백질함량이 보통 또는 높은 종자가 102개, KTI 단백질이 결핍이며 P34 단백질 함량이 적은 종자가 23개로 9:3:3:1의 분리비에 적합하여 KTI 단백질 유무와 P34 단백질 함량간에는 독립유전을 하였다.
Soybean [$Glycine$$max$ (L.) Merr.] protein is a high quality source for food and feed. But, antinutritional factors in the raw mature soybean are exist. Kunitz trypsin inhibitor (KTI) protein is a main antinutritional factor in soybean seed. Also, P34 protein, referred as
Soybean [$Glycine$$max$ (L.) Merr.] protein is a high quality source for food and feed. But, antinutritional factors in the raw mature soybean are exist. Kunitz trypsin inhibitor (KTI) protein is a main antinutritional factor in soybean seed. Also, P34 protein, referred as $Gly$$m$ Bd 30K, has been identified as a predominant immunodominant allergen. Genetic relationship between KTI protein and P34 protein could be useful in soybean breeding program for the genetic elimination or reduction of these factors. The objective of this study was to determine the independent inheritance or linkage between KTI protein and P34 protein in soybean seed. A total of 479 $F_2$ seeds were obtained from the cross of 07B1 and PI567476 parents. KTI protein and relative amount of P34 protein were analysed from $F_2$ seeds harvested from the F1 plants by using SDS-PAGE and Western blot analysis. The segregation ratios of 3 : 1 for KTI protein (353 KTI protein present : 126 KTI protein absent) and relative amount of P34 protein (363 normal amount of P34 protein : 116 low amount of P34 protein). The segregation ratio of 3 : 1 suggested that KTI protein and relative amount of P34 protein in mature soybean seed were controlled by a single major gene. The segregation ratios of 9 : 3 : 3 : 1 (266 KTI protein present, normal amount of P34 protein: 88 KTI protein present, low amount of P34 protein: 102 KTI protein absent, normal amount of P34 protein: 23 KTI protein absent, low amount of P34 protein) and Chi-square value (${\chi}^2$=3.31, P=0.346) were observed in $F_2$ seeds. This data showed that KTI protein was inherited independently with relative amount of P34 protein in soybean. These results will be helpful in breeding program for selecting the line with lacking KTI protein and reduced amount of P34 protein in soybean.
Soybean [$Glycine$$max$ (L.) Merr.] protein is a high quality source for food and feed. But, antinutritional factors in the raw mature soybean are exist. Kunitz trypsin inhibitor (KTI) protein is a main antinutritional factor in soybean seed. Also, P34 protein, referred as $Gly$$m$ Bd 30K, has been identified as a predominant immunodominant allergen. Genetic relationship between KTI protein and P34 protein could be useful in soybean breeding program for the genetic elimination or reduction of these factors. The objective of this study was to determine the independent inheritance or linkage between KTI protein and P34 protein in soybean seed. A total of 479 $F_2$ seeds were obtained from the cross of 07B1 and PI567476 parents. KTI protein and relative amount of P34 protein were analysed from $F_2$ seeds harvested from the F1 plants by using SDS-PAGE and Western blot analysis. The segregation ratios of 3 : 1 for KTI protein (353 KTI protein present : 126 KTI protein absent) and relative amount of P34 protein (363 normal amount of P34 protein : 116 low amount of P34 protein). The segregation ratio of 3 : 1 suggested that KTI protein and relative amount of P34 protein in mature soybean seed were controlled by a single major gene. The segregation ratios of 9 : 3 : 3 : 1 (266 KTI protein present, normal amount of P34 protein: 88 KTI protein present, low amount of P34 protein: 102 KTI protein absent, normal amount of P34 protein: 23 KTI protein absent, low amount of P34 protein) and Chi-square value (${\chi}^2$=3.31, P=0.346) were observed in $F_2$ seeds. This data showed that KTI protein was inherited independently with relative amount of P34 protein in soybean. These results will be helpful in breeding program for selecting the line with lacking KTI protein and reduced amount of P34 protein in soybean.
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문제 정의
인체내에서 소화불량 및 알레르기 반응을 일으킴으로써 콩의 품질을 저하시키는 물질인 Kunitz trypsin inhibitor(KTI) 단백질이 결핍되고, P34 단백질을 적게 함유하는 콩 계통을 선발하기 위해서, 현재까지 보고되지 않은 KTI 단백질의 유무와 P34 단백질 함량간의 유전관계에 대한 정보를 얻기 위하여 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다.
이는 34 kDa protein이 주요 allergen이며, 저자극성의 알레르기 반응을 일으키고 함량이 줄어든 콩 계통의 육성이 필요하며 P34 단백질을 적게 함유하는 유전자원으로 PI567476이 알려져 있다. 콩의 품질을 저하시키는 물질인 KTI 단백질이 결핍되고, P34 단백질을 적게 함유하는 콩 계통을 선발하기 위해서, 현재까지 밝혀져 있지 않은 KTI 단백질의 유무와 P34 단백질 함량간의 유전관계에 대한 정보를 얻기 위하여 본 연구가 진행되었다.
제안 방법
Western blot 분석 과정으로 단백질 시료를 UV- spectro-photometer를 사용하여 농도를 정량한 후 12% SDS-PAGE를 이용하여 전기영동을 하였다. gel에서의 분리된 단백질을 PVDF membrane에 옮긴 후 2시간 동안 blocking buffer(20 mM Tris(pH 7.
1% Tween 20)에 5분씩 3번 씻고, 2차 antibody와 1시간 동안 반응시켰다. 그런 후 다시 TTBS buffer에 5분씩 3번 씻은 후 ECL kit를 사용하여 X-ray film에서 P34 단백질 함량을 모본과 상대 비교 확인하였다. KTI 단백질 유무와 P34 단백질 함량간 독립 및 연관유전의 유전관계를 확인하기 위하여 Chi-square 방법을 이용하였다.
선정된 두 모본 07B1과 PI567476 종자를 경상대학교 부속농장 온실에 각각 파종한 후 개화 시 두 모본을 교배하여 F1 종자를 수확하였다. 수확한 F1 종자를 다시 파종하였고, 잡종성이 검정된 F1 식물체에서만 F2 종자를 수확하였다.
그리고 gel를 loading하였으며 loading 조건은 120V에서 8시간 30분이었다. 전기영동이 끝난 gel은 staining solution(0.25 g coomassie brilliant blue R250, 10% acetic acid, 45% methanol)에 염색시킨 후 destaining solution(10% acetic acid, 45% methanol)에 탈색시킨 후 21.5 kDa위치의 KTI 단백질 유무를 확인하였다.
대상 데이터
소화 억제 및 주요 콩 알레르기 물질인 Kunitz trypsin inhibitor(KTI) 단백질의 유무와 P34 단백질 함량간 유전양상을 파악하기 위한 F2 집단을 육성하기 위하여 KTI 단백질 결핍 유전자원인 07B1과 P34 단백질 저함량 유전자원인 PI567476을 모본으로 선정하였다. 양 모본에 대한 몇 가지 형질은 Table 1과 같다.
수확한 F1 종자를 다시 파종하였고, 잡종성이 검정된 F1 식물체에서만 F2 종자를 수확하였다. 수확한 F2 종자에 각각의 번호를 부여하였고, 양 모본 및 F2 종자를 대상으로 KTI 및 P34 단백질 분석에 이용하였다.
이론/모형
그런 후 다시 TTBS buffer에 5분씩 3번 씻은 후 ECL kit를 사용하여 X-ray film에서 P34 단백질 함량을 모본과 상대 비교 확인하였다. KTI 단백질 유무와 P34 단백질 함량간 독립 및 연관유전의 유전관계를 확인하기 위하여 Chi-square 방법을 이용하였다.
모본 및 수확한 F2 개개 종자를 대상으로 KTI 단백질 결핍 여부를 확인하기 위해서 SDS-PAGE 방법을 이용하였으며, P34 단백질 함량 여부를 확인하기 위해서 Western blot 방법을 이용하였다. 단백질을 추출을 위해 양 모본 및 F2 개개의 종자 자엽의 일부분을 잘라내어 종피를 제거한 다음 이를 1M Tris buffer(pH 8.
성능/효과
1. 07B1과 PI567476의 교배를 통해 얻어진 479개의 F2 종자를 대상으로 SDS-PAGE를 이용한 KTI 단백질의 유무를 확인한 결과, KTI 단백질이 존재하는 종자의 수는 353개, 결핍된 종자는 126개로 3 : 1로 분리하였다.
2 Western blot을 이용한 P34 단백질의 함량을 확인 한 결과, P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자가 363개, 함량이 낮은 종자는 116개로 P34 단백질 함량에 대한 유전 분리비는 3 : 1로 나타났다.
3. 전체 F2 종자 479개 중에서 KTI 단백질이 존재하며, P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자가 266개, KTI 단백질이 존재하고 P34 단백질 함량이 낮은 종자가 88개, KTI 단백질이 결핍이고 P34 단백질함량이 보통 또는 높은 종자가 102개, KTI 단백질이 결핍이며 P34 단백질 함량이 적은 종자가 23개로 9:3:3:1의 분리비에 적합하여 KTI 단백질 유무와 P34 단백질 함량간에는 독립유전을 하였다.
종자 479개 중에서 KTI 단백질이 존재하며, P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자는 266개, KTI 단백질이 존재하고 P34 단백질 함량이 적은 종자가 88개, KTI 단백질이 결핍이고 P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자가 102개, KTI 단백질이 결핍이며 P34 단백질 함량이 적은 종자가 23개로 분리되었다. Chi-sqaure 검정 결과 9 : 3 : 3 : 1의 분리비와 일치하여 KTI 단백질 유무와 P34 단백질 함량간은 서로 독립적임을 나타내었다. 이는 KTI 단백질 유무를 조절하는 Ti 유전자는 콩 염색체 8번에 위치하므로 P34 단백질 함량을 결정하는 유전자는 8번 염색체가 아닌 다른 염색체에 위치함을 나타내었다.
P34 단백질 함량이 보통(정상)인 07B1과 함량이 매우 적은 PI567476과의 교배로부터 얻어진 479개의 F2 종자에서 P34 단백질 함량은 모본의 형태와 같이 분리양상을 보였다(Fig. 2).
Table 4에서처럼 전체 F2 종자 479개 중에서 KTI 단백질이 존재하며, P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자는 266개, KTI 단백질이 존재하고 P34 단백질 함량이 적은 종자가 88개, KTI 단백질이 결핍이고 P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자가 102개, KTI 단백질이 결핍이며 P34 단백질 함량이 적은 종자가 23개로 분리되었다. Chi-sqaure 검정 결과 9 : 3 : 3 : 1의 분리비와 일치하여 KTI 단백질 유무와 P34 단백질 함량간은 서로 독립적임을 나타내었다.
이는 KTI 단백질 유무를 조절하는 Ti 유전자는 콩 염색체 8번에 위치하므로 P34 단백질 함량을 결정하는 유전자는 8번 염색체가 아닌 다른 염색체에 위치함을 나타내었다. 본 연구의 결과 F2 종자 또는 분리 집단에서 KTI 단백질이 결핍되어져 있고 P34 단백질 함량이 적은 종자 또는 계통은 독립유전의 법칙에 따라 6.25%가 존재하여 콩의 품질 및 영양성을 떨어뜨리는 이들 두 성분이 결핍 또는 감소된 계통의 선발이 용이할 것으로 보였다.
종자를 수확하였다. 수확한 F1 종자를 다시 파종하였고, 잡종성이 검정된 F1 식물체에서만 F2 종자를 수확하였다. 수확한 F2 종자에 각각의 번호를 부여하였고, 양 모본 및 F2 종자를 대상으로 KTI 및 P34 단백질 분석에 이용하였다.
전체 479개 F2 종자중에서 KTI 단백질이 존재한 종자는 353개, KTI 단백질이 결핍된 종자는 126개로 Chi-square 분석 결과 χ2 값은 0.435로 3 : 1의 비율과 일치하였다(Table 2).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
콩 알레르기가 오랫동안 식품 알레르기로 인식돼 온 이유는?
콩의 품질을 저하시키는 물질들 중 하나인 콩 알레르기는 지금까지 34개가 확인되었으며(Xiang et al., 2008), 이들은 주로 아토피 반응이나 소화 억제와 같은 부작용을 일으킴으로 인해 오랫동안 식품 알레르기로 인식되어져 왔다(Sun, et al., 2008).
콩 종실은 일반적으로 어떤 성분으로 구성돼 있는가?
콩 종실에는 유전자원에 따른 차이는 있으나 일반적으로 약 단백질 40%, 탄수화물 30%, 지방 20%, 기타 10%로 구성되어져 있으며 인체 내에서 유익한 작용을 나타내어 콩의 가치를 높여주는 역할을 하는 기능성 물질들이 많이 포함되어져 있다. 대표적인 기능성 물질들에는 암세포 증식을 억제하는 Isoflavones, 항산화 및 항암작용을 하는 Anthocyanin, 당이 결합된 삼량체로 혈중 콜레스테롤을 감소시키는 Saponin, 항암작용, 무기물의 흡수를 저해하는 Phytic acid 등이 있다.
콩 종실에 들어 있는 대표적인 기능성 물질들은 무엇이 있는가?
콩 종실에는 유전자원에 따른 차이는 있으나 일반적으로 약 단백질 40%, 탄수화물 30%, 지방 20%, 기타 10%로 구성되어져 있으며 인체 내에서 유익한 작용을 나타내어 콩의 가치를 높여주는 역할을 하는 기능성 물질들이 많이 포함되어져 있다. 대표적인 기능성 물질들에는 암세포 증식을 억제하는 Isoflavones, 항산화 및 항암작용을 하는 Anthocyanin, 당이 결합된 삼량체로 혈중 콜레스테롤을 감소시키는 Saponin, 항암작용, 무기물의 흡수를 저해하는 Phytic acid 등이 있다. 하지만 이러한 기능성 물질들과는 달리, 인체 내에 부작용을 나타내어 콩의 품질을 저하시키는 물질들이 다수 포함되어져 있다.
참고문헌 (19)
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