[논문]Universal Rice Primer (URP)-PCR에 의한 곰팡이 종의 유전적 다양성 검정

강희완

doi:10.4489/kjm.2012.40.2.78

Universal Rice Primer (URP)-PCR에 의한 곰팡이 종의 유전적 다양성 검정
Genetic Divesity Analysis of Fungal Species by Universal Rice Primer (URP)-PCR 원문보기

한국균학회지 = The Korean journal of mycology, v.40 no.2, 2012년, pp.78 - 85

초록
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20 mer의 URP primers 가 한국 재래적미의 반복배열 DNA 염기서열로부터 고안되어 다양한 곰팡이 종의 PCR 다형성검출에 적용 되어 왔다. URP-PCR 방법은 PCR반응중 $55^{\circ}C$이상의 고온에서 annealing반응을 함으로 하여 재생적인 PCR결과를 얻을 수 있으며 효모균류에서 담자균류의 고등 균류까지 33속, 142 종, 1,489 균주의 다양한 곰팡이 종의 유전체 DNA에 적용되어 그 유용성이 평가 되어 왔다. 본 논문은 URP-PCR의 특성과 지금까지 다양한 곰팡이 종 다양성 검정결과를 종합하여 보고 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

URP primers that were derived from repetitive DNA sequence of rice weedy rice have been applied for producing PCR polymorphisms in different fungal species. URP-PCR protocol employed stringent PCR with high annealing temperature over $55^{\circ}C$ throughout the thermo-cycling reaction, giving high reproducibility. Under the PCR condition, Each single URP primer produced characteristic fingerprints from diverse genomes of different fungal species, indicating its universal applicability. URP-PCR has been accessed for applicability to various fungal species with 33 genus, 142 species and 1,489 isolates. Numerous related papers have demonstrated that URP-PCR profiles of fungal species are very useful for identifying fungal species at intra and inter species levels. The results were reviewed in this paper.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

Kang 등(2002)은 벼 반복배열 DNA로부터 universal rice primer(URP)를 개발하여식물, 동물 및 미생물의 종간, 종내의 유전형 판별에 매우 유효하게 적용 할 수 있는 것으로 보고한 이래로 다양한 곰팡이 종간, 종내에 URP-PCR방법이 적용되어 왔다. 본 논문은 2002년 URP-PCR 방법이 개발된 이래로 다양한 곰팡이 종에 적용 결과를 종합 분석하고 DNA마커로서의 URP-PCR의 특성을 기술하여 곰팡이 종의 유전적 다양성검출 적용을 위한 유용한 자료를 공급하고자 한다.

제안 방법

, 2005). 발효식품, 주류제조에 사용되는 Saccharomyces cerevisiae, 6균주 Debaromyces hansenii, 5균주 Issatchenkia orientalis, 4균주 Saccharomyces fermentati, 2균주 Schizosaccharomyces pombe, Endomyces fibuliger, Brettanomyces bruxellensis, Candida tropicalis로 구성된 23 효모균주를 대상으로 RAPD, inter simple sequence repeat(ISSR), URP-PCR을 수행 하여 결과를 비교 분석하였다(Neemisha et al., 2010). 적용된 primer중에서 URP primer가 효모균의 종간 특이적인 PCR 다형성을 형성하는 최적 primer로 평가 되었다.
Kim 등 (2005)은 소형 포자를 형성하는 11 Alternaria spp.의 98균주의 유전적 다형성을 조사하기 위하여 ITS rDNA영역과 mitochontrial small subunit rDNA (mt SSU rDNA)의 염기서열 분석과 URPPCR의분석 결과를 비교 분석 하였다. ITS rDNA과 mt SSU rDNA의 분석결과 A.

성능/효과

, 2003). 21 균주의 Phytophthora drechslei 내에는 6 개의 URP-PCR패턴이 검출 되었으며 11균주의 P. cryptogea는 5개의 URP-PCR패턴을 보였으며 두 종간의 PCR다형성은 뚜렷한 차이를 보였다.
pKRD는 Em/Spm CACTAlike transposon 특성을 가진 반복배열 DNA로 벼 염색체 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12상에 670 copy로 다양하게 분포 하는 것으로 확인되었다(Kang and Kang, 2008). pKRD(1,187 bp)로부터 15에서 20 mer의 45 종류의 PCR primer를 제작하여 PCR을 수행한 결과 벼 품종 특이적인 다수의 PCR 다형밴드를 형성하였다. 이들 primer를 식물, 동물, 미생물 종에 적용하여 PCR을 수행한 결과 종간 특징적인 PCR 다형성밴드가 생산되어 다양한 생물종에 primer와 부착하는 보존영역이 존재하고 있을 것으로 추정할 수 있었다(Kang et al.
infectoria를 제외하고는 모든 Alternaria spp. 균주는 같은 그릅으로 complex 군을 이루어 각각의 Alternaria 종간 분류가 불가능 한 것으로 나타났다. 그러나, URP-PCR분석 결과는 Alternaria 종간 독립된 cluster를 형성하여 종간 구별이 가능 하였으며 미 동정 Alternaria 종을 URP-PCR 다형성 밴드와 비교하여 새로운 종 동정에 활용 할 수 있었다.
균주는 같은 그릅으로 complex 군을 이루어 각각의 Alternaria 종간 분류가 불가능 한 것으로 나타났다. 그러나, URP-PCR분석 결과는 Alternaria 종간 독립된 cluster를 형성하여 종간 구별이 가능 하였으며 미 동정 Alternaria 종을 URP-PCR 다형성 밴드와 비교하여 새로운 종 동정에 활용 할 수 있었다. 또한, 가지과 작물로부터 분리한 Alternaria 균주를 URP-PCR을 적용한 바 있으며 균주간의의 유전적 다양성과 종 특이적인 PCR profile을 검출 할 수 있었으며 형태적으로 구별이 어려운 A.
, 2002). 이 결과로 URP-PCR 다형성밴드는 종 특이적으로 형성됨을 알 수 있었으며 종 분화와 분자육종의 유용한 분자마커로 이용 가능성을 시사하고 있다.
5의 15번에서 21 농가로 부터 수집한 느타리버섯의 품종을 비교하여 보았을 때 15, 16을 제외하고 모두 육성품종과 유사한 것을 확인 할수 있었다. 이를 바탕으로 국내등록된 80 느타리품종을 URP-PCR로 다양한 품종군으로 구분할 수 있었으며 농가에서 등록한 많은 품종 간에 동일한 URP-PCR 양상을 보여 중복 품종이 다수 존재하고 있음을 추정 할 수 있었다(Kim et al., 2007). 이상과 같이 URP-PCR은 품종특이적인 PCR 다형성을 나타냄으로 향 후 PCR profile을 활용한 느타리 품종 구분을 위한 유용 PCR마커로 이용할 수 있을 것으로 기대된다.
, 2010). 적용된 primer중에서 URP primer가 효모균의 종간 특이적인 PCR 다형성을 형성하는 최적 primer로 평가 되었다.
2-4 종류의 URP primer로 다범위 곰팡이 종에 적용 할 수 있기 때문에 곰팡이 자원의 대량 스크린과 DNA profile의 database구축으로 특이균주 유전적 특성 확인 등 다양한 목적에 매우 유용하게 활용 할 수 있다. 특히, 형태적으로 분류하기 어려운 Alternaria, Phythopthora, Penicillium, Trichoderma 종 등에 대하여 종간, 종내 균 주간 특이적인 PCR profile을 생산 할 수 있었다. 버섯의 경우도 종간뿐만 아니라 품종 특이적인 PCR 다형성밴드를 검출 할 수 있어 버섯육종시 파생되는 교배계통과 품종 특이검출을 위해 유용하다.

후속연구

분류는 균체 colony 색, 포자, 균사 등의 형태적 특징에 기초로 하여 분류 되어 현재 200여종이 알려져 있다. URPPCR방법은 하나의 primer로 각각의 종들의 유전적 특징 알 수 있기 때문에 그 DNA 다형성을 표준지표의 기준 마커로서 사용, 종 동정에 이용 할 수 있을 것으로 생각되었다. 최근, URP-PCR을 이용하여 수확 후 저장배에서 발생하는 Penicillium균주의 PCR profile을 성공적으로 적용 한 바 있다(Han et al.
, 2007). 이상과 같이 URP-PCR은 품종특이적인 PCR 다형성을 나타냄으로 향 후 PCR profile을 활용한 느타리 품종 구분을 위한 유용 PCR마커로 이용할 수 있을 것으로 기대된다.
com). 향 후 URP-PCR방법은 농업분야의 곰팡이뿐만 아니라 인체진균, 동물, 환경, 식품 등 다양한 분야에 확대적용 하게 될 것으로 기대 된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	곰팡이는 어떤 역할을 하나?	곰팡이는 지구상에 지권, 수권, 기권에 다양하게 분포하며 식물병원체의 감염, 항생물질 생산, 식품발효, 자연 정화 및 식량자원(버섯)등 유용, 유해한 역할을 한다. 곰팡이 종의 동정방법으로 형태적, Isozyme 등 이화학적 분석 방법(Micales et al.
	곰팡이 종의 동정방법으로 형태적, Isozyme 등 이화학적 분석 방법을 이용하는 것의 한계점은?	곰팡이 종의 동정방법으로 형태적, Isozyme 등 이화학적 분석 방법(Micales et al., 1992)이 검정 지표로 이용하였으나 환경과 생육단계 등의 영향으로 변이가 발생하기 쉽고, 노력, 비용, 시간이 많이 소요되며 분석 하고자 하는 표지의 한계성으로 인하여 세분화된 종, 아종 및 종내 계통검정에 한계점이 있다. 1980년대 말부터 DNA를 이용한 미생물의 검정기술이 개발되어 종 다양성 검정 및 미생물 분류에 획기적인 전기를 마련 하였다.
	DNA를 이용한 미생물의 검정기술의 장점은?	1980년대 말부터 DNA를 이용한 미생물의 검정기술이 개발되어 종 다양성 검정 및 미생물 분류에 획기적인 전기를 마련 하였다. 이 DNA검정법은 위의 형태적, 이화학적방법에 비하여 환경적영향을 배제할 수 있으며, 적은 미생물 밀도에서 검출이 가능한 고도의 민감성과 신속성, 정확성 및 단순성을 특징으로 한다. 현재 DNA hybridization과 PCR방법이 개발되어 미생물의 특정종의 검출, 자연환경내의 검출 및 미생물의 유전적 유연관계 분석에 널리 이용되고 있다(Caetano- Anolles, 1994). 특히 PCR법은 적은 미생물 밀도와 DNA 로 신속, 간단하게 적용할 수 있어 병원균이 진전되기전 병원균의 존재 유무를 확인할 수 있는 고도의 민감성으로 병원균의 조기 진단에 이용하고 있다(Babu et al.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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