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국내 농경지에 발생하는 포아풀아과 잡초의 분자생물학적 동정
Molecular Identification of Pooideae, Poaceae in Korea 원문보기

Weed & Turfgrass Science, v.4 no.1, 2015년, pp.18 - 25  

이정란 (국립농업과학원) ,  김창석 (국립농업과학원) ,  이인용 (국립농업과학원)

초록
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DNA 바코드게놈 DNA의 단편을 이용해 형태적 지식없이 종을 동정하는 방법으로 전 세계적으로 최근에 많이 이용하고 있으며 고등식물에서는 엽록체 rbcL과 matK 유전자를 이용하고 있다. 본 연구에서는 표준 식물 바코드마커와 핵 ITS 부위를 이용하여 국내 포아풀아과 잡초 16속 29종 163생태형의 바코드 데이터를 생산하는 것을 목적으로 하였다. 더불어 포아풀아과의 바코드에서 각 마커의 효율성도 조사하였다. 바코드 결과 PCR 증폭과 염기서열 분석성공률은 rbcL에서 가장 높았으며 matK에서 가장 낮았다. 반대로 바코드 갭은 matK에서 가장 높은 반면 rbcL에서 가장 낮았으며, 종 식별 해상력은 matK에서 가장 높고, ITS에서 가장 낮았다. 그러나 바코드 갭과 종 식별 해상력이 가장 높은 matK를 포아풀아과에서 바코드 마커로 이용하는 것은 너무 낮은 PCR 증폭과 염기서열 분석성공률(58.3%) 때문에 고려해야할 것으로 생각된다. 단일마커로 rbcL과 ITS는 포아풀아과의 바코드에 적절하게 이용될 수 있으며, 두 마커를 조합으로 이용하면 공통으로 분석된 샘플에 따라 바코드 갭과 종 식별 해상력을 높일 수 있었다. 포아풀아과의 바코드데이터는 미국의 국립생물공학정보센터에 기탁하여 genbank 번호를 부여받아 공개하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A universal DNA barcoding for agricultural noxious weeds is a powerful technique for species identification without morphological knowledge, by using short sections of DNA from a specific region of the genome. Two standard barcode markers, chloroplast rbcL and matK, and a supplementary nuclear ribos...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구는 농경지에 발생하는 포아풀아과 잡초를 대상으로 엽록체 DNA의 rbcL과 matK, 핵 ITS 부위를 바코드하고 그 결과를 미국 국립생물공학정보센터(National Center for Biotechnology Information, NCBI)에 등록하여 일반인들이 쉽게 이용할 수 있는 기초 자료를 축적하고자 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
벼과식물은 다른 식물에 비해 구분하는 것이 어떠한가? ) 등 잡초를 다수 포함하고 있다. 벼과식물은 영과의 독특한 형질에 의해 다른 과의 식물들과는 비교적 쉽게 구분이 되지만 벼과 내에서는 전문가의 도움 없이 정확한 동정을 하는 것이 쉽지않다. 그러나 전 세계적으로 형태분류학자는 점점 줄어들고 있는 실정으로 종을 빠르고 정확하게 동정하는 것이 점점 어려운 현실이 되고 있다.
DNA 바코드는 어떤 방법인가? DNA 바코드는 게놈의 짧은 표준 범위를 이용하여 형태적 분류 지식없이 종을 빠르고 쉽고 정확하게 동정하기 위한 방법으로 Hebert et al. (2003)에 의해 제안되어, 형태분류학자의 부재하에서 형태학적으로 동정하기 어려운 분류군을 동정하는 대안으로 최근에 매우 활발하게 이용되고 있다.
바코드 데이터를 생산한 결과 어떻게 나타나는가? 더불어 포아풀아과의 바코드에서 각 마커의 효율성도 조사하였다. 바코드 결과 PCR 증폭과 염기서열 분석성공률은 rbcL에서 가장 높았으며 matK에서 가장 낮았다. 반대로 바코드 갭은 matK에서 가장 높은 반면 rbcL에서 가장 낮았으며, 종 식별 해상력은 matK에서 가장 높고, ITS에서 가장 낮았다. 그러나 바코드 갭과 종 식별 해상력이 가장 높은 matK를 포아풀아과에서 바코드 마커로 이용하는 것은 너무 낮은 PCR 증폭과 염기서열 분석성공률(58.3%) 때문에 고려해야할 것으로 생각된다. 단일마커로 rbcL과 ITS는 포아풀아과의 바코드에 적절하게 이용될 수 있으며, 두 마커를 조합으로 이용하면 공통으로 분석된 샘플에 따라 바코드 갭과 종 식별 해상력을 높일 수 있었다.
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참고문헌 (21)

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  21. White, T.J., Bruns, T., Lee, S. and Taylor, J. 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. pp. 315-322. In: Innis, N., Gelfand, D., Sninsky, J., White, T. (Eds.). PCR Protocols: A Guide to Methods and Application. Academic Press, Inc. New York, USA. 

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