버섯과에서 한국, 중국, 일본에서 재배 또는 수집하여 농촌진흥청에 보관 중인 32개의 팽이버섯 계통에 대하여 조사하였다. 팽이버섯의 미소반복서열(microsatellite)을 포함하고 있는 490개의 DNA 단편을 얻었다. 다양한 팽이버섯 균들의 PCR을 통한 DNA 프로파일링을 수행함으로써 다형성변이가 많이 검출되었다. 총 34개의 대립 유전자가 12개의 다형성 SSR 마커 중에서 검출되었고, 평균 3.42개의 대립 유전자와 대립 유전자의 수는 유전자좌당 2개에서 7개까지 분포하였다. 대립 형질 빈도는 0.42(GB-FV-127)에서 0.98(GB-FV-166)이었으며 이형접합체 관측치($H_O$)와 기대치($H_E$)는 각각 0.00에서 0.94(평균 = 0.18)와 0.03에서 0.67(평균 = 0.32)이었다. 다형성 지수는 (PIC) GB-FV-127 마커에서 가장 높은 0.61, 평균대립 유전자 수는 5를 나타내었고, GB-FV-166마커에서 0.03과 2로 가장 낮았다. 본 연구에서 평균 PIC 값(0.29)은 대립 유전자의 평균 수(3.42)로 관찰되었다. 결론적으로 우리는 풍부한 SSR 라이브러리에서 12 개의 다형성 SSR 마커를 개발하는데 성공했다. 이러한 SSR은 계통 발생 분석, 유전적 변이 평가에 중요하게 사용될 것이다.
버섯과에서 한국, 중국, 일본에서 재배 또는 수집하여 농촌진흥청에 보관 중인 32개의 팽이버섯 계통에 대하여 조사하였다. 팽이버섯의 미소반복서열(microsatellite)을 포함하고 있는 490개의 DNA 단편을 얻었다. 다양한 팽이버섯 균들의 PCR을 통한 DNA 프로파일링을 수행함으로써 다형성 변이가 많이 검출되었다. 총 34개의 대립 유전자가 12개의 다형성 SSR 마커 중에서 검출되었고, 평균 3.42개의 대립 유전자와 대립 유전자의 수는 유전자좌당 2개에서 7개까지 분포하였다. 대립 형질 빈도는 0.42(GB-FV-127)에서 0.98(GB-FV-166)이었으며 이형접합체 관측치($H_O$)와 기대치($H_E$)는 각각 0.00에서 0.94(평균 = 0.18)와 0.03에서 0.67(평균 = 0.32)이었다. 다형성 지수는 (PIC) GB-FV-127 마커에서 가장 높은 0.61, 평균대립 유전자 수는 5를 나타내었고, GB-FV-166마커에서 0.03과 2로 가장 낮았다. 본 연구에서 평균 PIC 값(0.29)은 대립 유전자의 평균 수(3.42)로 관찰되었다. 결론적으로 우리는 풍부한 SSR 라이브러리에서 12 개의 다형성 SSR 마커를 개발하는데 성공했다. 이러한 SSR은 계통 발생 분석, 유전적 변이 평가에 중요하게 사용될 것이다.
Microsatellite SSR markers were developed and utilized to reveal the genetic diversity of 32 strains of Flammulina velutipes collected in Korea, China, and Japan. From the SSR-enriched library, 490 white colonies were randomly selected and sequenced. Among the 490 sequenced clones, 85 (17.35%) were ...
Microsatellite SSR markers were developed and utilized to reveal the genetic diversity of 32 strains of Flammulina velutipes collected in Korea, China, and Japan. From the SSR-enriched library, 490 white colonies were randomly selected and sequenced. Among the 490 sequenced clones, 85 (17.35%) were redundant. Among the remaining 405 unique clones, 201 (49.6%) contained microsatellite sequences. We used 12 primer pairs that produced reproducible polymorphic bands for four diverse strains, and these selected markers were further characterized in 32 Flammulina velutipes strains. A total of 34 alleles were detected using the 12 markers, with an average of 3.42 alleles, and the number of alleles ranged from two to seven per locus. The major allele frequency ranged from 0.42 (GB-FV-127) to 0.98 (GB-FV-166), and values for observed ($H_O$) and expected ($H_E$) heterozygosity ranged from 0.00 to 0.94 (mean = 0.18) and from 0.03 to 0.67 (mean = 0.32), respectively. SSR loci amplified with GB-FV-127 markers gave the highest polymorphism information content (PIC) of 0.61 and mean allele number of five, whereas for loci amplified with GB-FV-166 markers these values were the lowest, namely 0.03 and two. The mean PIC value (0.29) observed in the present study with average number of alleles (3.42). The genetic relationships among the 32 Flammulina velutipes strains on the basis of SSR data were investigated by UPGMA cluster analysis. In conclusion, we succeeded in developing 12 polymorphic SSRs markers from an SSR-enriched library of Flammulina velutipes. These SSRs are presently being used for phylogenetic analysis and evaluation of genetic variations. In future, these SSR markers will be used in clarifying taxonomic relationships among the Flammulina velutipes.
Microsatellite SSR markers were developed and utilized to reveal the genetic diversity of 32 strains of Flammulina velutipes collected in Korea, China, and Japan. From the SSR-enriched library, 490 white colonies were randomly selected and sequenced. Among the 490 sequenced clones, 85 (17.35%) were redundant. Among the remaining 405 unique clones, 201 (49.6%) contained microsatellite sequences. We used 12 primer pairs that produced reproducible polymorphic bands for four diverse strains, and these selected markers were further characterized in 32 Flammulina velutipes strains. A total of 34 alleles were detected using the 12 markers, with an average of 3.42 alleles, and the number of alleles ranged from two to seven per locus. The major allele frequency ranged from 0.42 (GB-FV-127) to 0.98 (GB-FV-166), and values for observed ($H_O$) and expected ($H_E$) heterozygosity ranged from 0.00 to 0.94 (mean = 0.18) and from 0.03 to 0.67 (mean = 0.32), respectively. SSR loci amplified with GB-FV-127 markers gave the highest polymorphism information content (PIC) of 0.61 and mean allele number of five, whereas for loci amplified with GB-FV-166 markers these values were the lowest, namely 0.03 and two. The mean PIC value (0.29) observed in the present study with average number of alleles (3.42). The genetic relationships among the 32 Flammulina velutipes strains on the basis of SSR data were investigated by UPGMA cluster analysis. In conclusion, we succeeded in developing 12 polymorphic SSRs markers from an SSR-enriched library of Flammulina velutipes. These SSRs are presently being used for phylogenetic analysis and evaluation of genetic variations. In future, these SSR markers will be used in clarifying taxonomic relationships among the Flammulina velutipes.
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제안 방법
gDNA 500 ng을 각 제한효소 제조사의 지침에 따라 EcoRV, DraI, SmaI, PvuI, AluI, HaeIII 및 RsaI로 절단하였다. 절단된 DNA를 1.
각각 다른 형광물질로 증폭된 PCR 산물 단편의 크기를 분석하기 위해 자동 염기서열 분석 장치 (ABI 3130 Genetic Analyzer, Applied Biosystems, 미국)를 이용하였다. 분석을 위하여, PCR 산물 1.
이 디자인된 프라이머쌍 중에서 팽이 균주에서 다형성변이를 많이 나타내는 SSR 프라이머 조합을 선발하기 위하여, 팽이균주에 대하여 PCR을 통한 DNA profiling 분석을 수행하였다.
팽이버섯 32계통을 사용하여 biotin-streptavidin capture(Dixit et al., 2005) 방법으로 SSR 마커를 개발하였다. 팽이버섯의 미소반복서열(microsatellite)를 포함하고 있는490개의 DNA 단편을 얻었다.
팽이버섯 수집 균주들 간의 계통분석은 SSR 데이터에 근거한 32개 균주 간의 유전적 거리를 기초하여 10,000 bootstraps 반복에 의해 UPGMA 클러스터 분석에 의해 생성되었다(Fig. 1).
대상 데이터
공시균주에는 한국, 중국, 일본에서 재배 또는 수집하여 농촌진흥청에 보관 중인 32개의 팽이버섯 계통에 대하여 조사하였다 (Table 1). 팽이버섯의 gDNA의 추출은 DNA extraction kit (Mag Extractor, Toyobo, Osaka, Japan)를 이용하여 수행하였다.
반복 유닛을 포함하는 부분을 기준으로 하여 미소반복서열을 증폭할 수 있었다. 또한 염기서열은 Primer3 프로그램(http://frodo.wi.mit.edu/cgi_bin/primer3/primer3_www.cgi)를 사용하여 제작하였고 총 201쌍의 프라이머쌍을 디자인하였다.
버섯과에서 한국, 중국, 일본에서 재배 또는 수집하여 농촌진흥청에 보관 중인 32개의 팽이버섯 계통에 대하여 조사하였다. 팽이버섯의 미소반복서열(microsatellite)을 포함하고 있는 490개의 DNA 단편을 얻었다.
성능/효과
유전자 수중 i번째 대립유전자의 빈도, k는 1유전자좌에서 다른 대립인자 총수이다. FV-127 마커로 증폭된 SSR유전자는 0.61의 가장 높은 PIC와 5 SSR 유전자좌의 평균 대립 유전자 수를 나타내었고 GB-FV-166마커로 증폭된 유전자는 0.03과 2로 가장 낮았다. 본 연구에서 평균 PIC 값(0.
42)로 관찰되었다. 결론적으로 우리는 풍부한 SSR 라이브러리에서 12 개의 다형성 SSR 마커를 개발하는데 성공했다. 이러한 SSR은 계통 발생 분석, 유전적 변이 평가에 중요하게 사용될 것이다.
계통분석 결과 상업적 대량 생산이 되고 있는 백색 계통들은 모두 하나의 클러스터 안에 묶여 유연관계가 아주 가깝다는 것을 알 수 있으며, 야생의 갈색 계통은 유연관계가 먼 것으로 나타난다. 결론적으로 우리는 풍부한 SSR 라이브러리에서 12개의 다형성 SSR 마커를 개발하였다. 이러한 SSR은 계통 발생 분석, 유전적 변이를 평가하는데 사용될 수 있다.
계통분석 결과 상업적 대량 생산이 되고 있는 백색 계통들은 모두 하나의 클러스터 안에 묶여 유연관계가 아주 가깝다는 것을 알 수 있으며, 야생의 갈색 계통은 유연관계가 먼 것으로 나타난다. 결론적으로 우리는 풍부한 SSR 라이브러리에서 12개의 다형성 SSR 마커를 개발하였다.
다양한 팽이버섯 균들의 PCR을 통한 DNA 프로파일링을 수행함으로써 다형성 변이가 많이 검출되었다. 총 34개의 대립 유전자가 12개의 다형성 SSR 마커 중에서 검출되었고, 평균 3.42개의 대립 유전자와 대립 유전자의 수는 유전자좌당 2개에서 7개까지 분포하였다. 대립 형질 빈도는 0.
본 연구에서 제시되는 프라이머쌍 및 이들에 의해 증폭되는 미소반복서열에 존재하는 반복 모티브 (repeatmotif), 증폭되는 미소반복서열의 크기 및 미소반복서열이 존재하는 염색체 대립인자에 대한 정보는 Table 2에 기재되어 있다. 총 34개의 대립 유전자가 12개의 마커 중에서 검출되었고, 평균 3.42개의 대립 유전자와 대립 유전자의 수는 유전자 당 2개에서 7개까지 분포했다. 대립 형질 빈도는 0.
후속연구
특히 그동안 어려움을 격었던 상업적 백색품종들간의 구별이 일부 100% 상동성을 보인계통을 제외하고는 가능한 것으로 판단된다. 아직 구분이 되지 않는 백색 계통들을 구분하기 위해서는 더 많은 SSR 마커 또는 새로운 SNP 마커의 개발이 필요할 것으로 생각된다. 앞으로 이러한 SSR 마커는 팽이버섯계통간의 유연관계를 명확히 하는데 중요하게 사용될 것으로 사료된다.
아직 구분이 되지 않는 백색 계통들을 구분하기 위해서는 더 많은 SSR 마커 또는 새로운 SNP 마커의 개발이 필요할 것으로 생각된다. 앞으로 이러한 SSR 마커는 팽이버섯계통간의 유연관계를 명확히 하는데 중요하게 사용될 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라 재배농가에서 사용하는 팽이버섯 품종의 특징은 무엇인가?
, 2002). 우리나라 재배농가에서 사용하는 팽이버섯 품종은 주로 일본에서 개발된 백색 품종을 도입하여 재배조건에 적합한 계통을 선발하여 사용해왔다. 현재 세계적으로 재배되는 대부분의 백색팽이버섯은 유연관계가 매우 가까워서 외국품종에 대한 로열티문제가 대두될 가능성이 많다(Kitamoto et al.
현재 세계적으로 재배되는 대부분의 백색팽이버섯의 문제점은 무엇인가?
우리나라 재배농가에서 사용하는 팽이버섯 품종은 주로 일본에서 개발된 백색 품종을 도입하여 재배조건에 적합한 계통을 선발하여 사용해왔다. 현재 세계적으로 재배되는 대부분의 백색팽이버섯은 유연관계가 매우 가까워서 외국품종에 대한 로열티문제가 대두될 가능성이 많다(Kitamoto et al., 1993).
분자생물학적 분류 방법 중 simple sequence repeat 방법이 선호도가 높은 이유는 무엇인가?
, 2013). 이들 중에서도 SSR을 이용하여 계통별 유전적 다양성 분석은 분자마커들 중 재현성이 가장 높고 분석이 비교적 쉬우며 간편하기 때문에 선호도가 높다. 특히 다양한 개체군에서 상동영역을 증폭할 수 있다는 장점을 지니고 있다(Wheeler et al.
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