Inter simple sequence repeat (ISSR)-PCR에 의한 양송이버섯(Agaricus bisporus) 계통과 단핵균주의 다형성 분석 Inter simple sequence repeat (ISSR)-PCR based polymorphism of Agaricus bisporus strains and monokayon isolates원문보기
본 연구에서는 국내외에서 수집한 A. bisporus 45계통과 19 Agaricus spp.를 포함한 64 Agaricus 계통으로부터 genomic DNA를 추출하고 7 종류의 ISSR primer를 사용하여 PCR다형성 분석을 실시 한 바 (GA)T, (AG)YC, (GA)C and (CTC)의 ISSR primer에서 양송이 계통간 PCR다형성이 관찰 되었다. ISSR-PCR다형성 밴드가 유전적 유사도 산출에 이용되어 UPGMA cluster분석을 적용 dendrogram을 작성 한 결과 A. bisporus의 계통은 7 group으로 분류 되었으며 유사성 함수가 group 간에는 유사성 함수가 0.78에서 0.89의 유연관계를 보였다. 국내에서 최근에 개발된 새정, 새아, 새도, 새연과 교배모본인 ASI1346이 같은 그룹내에서 0.90이상의 유사성함수로 근연관계를 나타내었다. ISSR-PCR다형성 검출 결과 ASI 1038와 유래 단핵균주 S1038297와 ASI 1346S유래 S 737-110는 PCR다형성 밴드가 현저히 적게 증폭 된 것을 확인 할 수 있었다.
본 연구에서는 국내외에서 수집한 A. bisporus 45계통과 19 Agaricus spp.를 포함한 64 Agaricus 계통으로부터 genomic DNA를 추출하고 7 종류의 ISSR primer를 사용하여 PCR 다형성 분석을 실시 한 바 (GA)T, (AG)YC, (GA)C and (CTC)의 ISSR primer에서 양송이 계통간 PCR다형성이 관찰 되었다. ISSR-PCR다형성 밴드가 유전적 유사도 산출에 이용되어 UPGMA cluster분석을 적용 dendrogram을 작성 한 결과 A. bisporus의 계통은 7 group으로 분류 되었으며 유사성 함수가 group 간에는 유사성 함수가 0.78에서 0.89의 유연관계를 보였다. 국내에서 최근에 개발된 새정, 새아, 새도, 새연과 교배모본인 ASI1346이 같은 그룹내에서 0.90이상의 유사성함수로 근연관계를 나타내었다. ISSR-PCR다형성 검출 결과 ASI 1038와 유래 단핵균주 S1038297와 ASI 1346S유래 S 737-110는 PCR다형성 밴드가 현저히 적게 증폭 된 것을 확인 할 수 있었다.
Twenty Inter simple sequence repeat (ISSR) primers were used to assess genetic diversity of 64 Agaricus strains including 45 A. bisporus strains and other 19 Agaricus spp. ISSR primers, (GA)T, (AG)YC, (GA)C and (CTC) amplified PCR polymorphic bands between the Agaricus species or within A. bisporus ...
Twenty Inter simple sequence repeat (ISSR) primers were used to assess genetic diversity of 64 Agaricus strains including 45 A. bisporus strains and other 19 Agaricus spp. ISSR primers, (GA)T, (AG)YC, (GA)C and (CTC) amplified PCR polymorphic bands between the Agaricus species or within A. bisporus strains. PCR polymorphic bands were inputted for UPGMA cluster analysis. The varieties, Saea, Saedo, Saejeong and Saeyeon that have recently been developed in Korea were involved in the same group with closely genetic relationship of coefficient similarity over 0.92, whereas, other Korean strains were genetically related to A. bisporus strains that were introduced from USA, Eroupe and Chinese. Furthermore, ISSR-PCR polymorphism could potentially be used to identify homokaryon isolates.
Twenty Inter simple sequence repeat (ISSR) primers were used to assess genetic diversity of 64 Agaricus strains including 45 A. bisporus strains and other 19 Agaricus spp. ISSR primers, (GA)T, (AG)YC, (GA)C and (CTC) amplified PCR polymorphic bands between the Agaricus species or within A. bisporus strains. PCR polymorphic bands were inputted for UPGMA cluster analysis. The varieties, Saea, Saedo, Saejeong and Saeyeon that have recently been developed in Korea were involved in the same group with closely genetic relationship of coefficient similarity over 0.92, whereas, other Korean strains were genetically related to A. bisporus strains that were introduced from USA, Eroupe and Chinese. Furthermore, ISSR-PCR polymorphism could potentially be used to identify homokaryon isolates.
본 연구는 국내외 45 A. bisporus 계통과 19 Agaricus spp.를 포함한 총 64 Agaricus 균주를 대상으로 양송이 종간 또는 A. bisporus 계통간 PCR다형성을 검출 할 수 있는 유용한 ISSR primer를 선발하고 더 나아가 양송이 단핵균주 선발에 ISSR primer의 유효성을 조사하여 양송이 육종효율증진을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
A. bisporus 계통의 45균주 간 유전적 유사도를 분석하기 위하여 ISSR primer에의하여 증폭된 32개 PCR 다형성 밴드를 이용하여 band 유무에 따라 NTSYS-pc의 UPGMA program으로 dendrogram을 작성하였다 (Fig. 2). 그 결과 7 group으로 분류 되었으며 group 간에는 유사성 함수가 0.
본 연구에서는 국내외에서 수집한 A. bisporus 45계통과 19 Agaricus spp.를 포함한 64 Agaricus 계통으로부터 genomic DNA를 추출하고 Inter-simple sequence repeat (ISSR) primer를 사용하여 PCR 다형성 분석을 실시하였다. 7종류의 ISSR primer를 사용하여 양송이 품종에 적용한 결과, HKNP3, HKNP22, HKNP30, HKNP38 primer가 8개에서 9개의 밴드를 증폭 하면서 양송이 계통간의 PCR 다형성 검출에 적용 할 수 있었다(Table 2).
대상 데이터
본 시험에 사용된 양송이 균주는 Table 1과 같다. 균주 배양에 사용된 배지는 양송이 퇴비 배지로 퇴비추출물(양송이퇴비 40 g/L)에 Glucose 1%, Malt 0.7%g, Agar 20 g을 첨가하여 사용 하였으며 배양은 25℃에서 15일간 배양하였다.
데이터처리
PCR 다형성 분석을 위하여 Inter-simple sequence repeat (ISSR) primer 7종류가 사용되었다. PCR 반응 용액은 10 mM Tris-HCl(pH 8.
bisporus)계통에서 검출된 PCR 다형성 밴드를 유무로 하여 database 한 후 유사도 (similarity coefficient)를 산출하고, Dendrogram은 위의 유사도의 값을 근거로 UPGA (unweighted paired group methods with arithmatic average)법을 이용하여 작성하였다. 유연관계분석을 위한 program은 NTSYS (numerical taxonomy system using multivariate statiscal programs Ver. 2.2)를 이용하였다.
이론/모형
45개 양송이(A. bisporus)계통에서 검출된 PCR 다형성 밴드를 유무로 하여 database 한 후 유사도 (similarity coefficient)를 산출하고, Dendrogram은 위의 유사도의 값을 근거로 UPGA (unweighted paired group methods with arithmatic average)법을 이용하여 작성하였다. 유연관계분석을 위한 program은 NTSYS (numerical taxonomy system using multivariate statiscal programs Ver.
성능/효과
HKNP30 ISSR primer로 ASI1346균주에서 유래된 단포자를 무작위로 선발하여 배양하고 DNA를 분리하여 PCR를 수행 하였다. Fig. 3은 그 결과로서 적용한 ISSR primer (HKP30)는 AIS1038유래의 단포자 중에서 새아 품종의 교배모본인 단핵균주 S1038-297에서 1.0kb에서 0.5kb사이의 PCR다형성밴드가 교배종 보다 적게 검출되었다. ASI 1346유래의 단포자 중에서는 S 737-7은 0.
이는 단핵균주와 이핵균주간의 유전체 copy 수에 기인된 것으로 추정 할 수 있었다. Fig. 4는 이핵균주 ASI1038과 단핵균주 S1038-297를 양송이 퇴비배지에 접종하고 25일 후에 균사생장을 관찰 한 결과로 단핵균주 S1038-297는 이핵균주 ASI1038에 비하여 균사생장이 매우 저조하였다. Mahmudul et al.
bisporus계통에는 국내에서 2010년에서 2012년 사이에 개발된 새아(ASI1337), 새정(ASI1338), 새연(ASI1347), 새도(ASI1348) 품종과 미국, 일본, 중국 유럽 지역으로부터 수집된 계통을 포함 하고 있다. ISSR HKNP22-PCR 결과에서 최근에 개발된 국내품종인 새아, 새정, 새연, 새도는 유사한 밴드 양상을 보였으나 다른 양송이 계통과는 구분되는 PCR특성을 보였다(Fig. 1). 그외의 국내품종 ASI1018, ASI1019, ASI1021 균주는 다른 미국, 유럽으로 도입된 품종 ASI1032, ASI1043, ASI1049, ASI1054, ASI1074, ASI1085 과 유사한 PCR 다형성 양상을 보여 1960년 중 후반부터 미국 유럽지역에서 양송이 균주가 도입되었던 시점과 일치하여 균주간 유사성에 의하여 나타난 결과로 추정된다.
후속연구
이상의 연구결과를 종합해 볼 때 본 연구에서 선발된 ISSR 분자마커는 국내외 양송이 품종 또는 계통간 PCR 다형성을 검출 할 수 있을 뿐만 아니라 단포자 분리체내 단핵균주 선발에도 유용하게 이용 할 수 있을 것으로 사료되어 양송이 교배계통의 유전형 판별, 품종의 고유성 검정 등 양송이 분자육종의 유용한 분자마커로 이용 가능할 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
양송이버섯이란 무엇인가
양송이버섯(Agaricus bisporus)은 분류학상 Basidiomycota 문, Agaricales 목, Agaricaceae 과, Agaricus 속에 속하며 세계적으로 가장 많이 재배되고 있는 식용버섯이다(Malekzadeh et al., 2011).
양송이의 교배육종은 무엇이 중요한가?
양송이의 교배육종은 포함하는 반수체균주를 신속, 정확하게 분리하여 교배에 이용하는 것이 매우 중요하다. HKNP30 ISSR primer로 ASI1346균주에서 유래된 단포자를 무작위로 선발하여 배양하고 DNA를 분리하여 PCR를 수행 하였다.
5% 내외단핵포자형성이, 반수체 교배에 의한 품종육종에 장애요인인 이유는?
, 2011). 양송이버섯은 1개의 담자기에 1-7개의 담자 포자가 착생되고 그 수에 따라 핵의 이동으로 인한 특성도 달라지며 각 담자기에는 2핵포자가 95% 이상 형성되는 유전양식을 가지고 있다. 따라서 5% 내외단핵포자형성은 반수체(Haploid)교배에 의한 품종육종에 장애요인이다(Malekzadeh et al.
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