국내의 주요 산느타리 품종인 호산47(일핵, 산타리 배우자), GB19(일핵, 산타리 배우자), 호산, 여름느타리1호, 삼복, 강산, 약산, 자산, 향산, 여름느타리2호의 유전체를 Hiseq을 이용하여 해독하였고 이 서열 정보에서 SSR을 분리하여 특성구명을 하였다. 일핵균사인 호산 47, GB19 의 유전체의 크기는 각각 37.3와 37.2 Mbp이고, 이핵균사인 나머지 산느타리 품종의 유전체 크기는 47.1~61.1 Mbp인 것으로 밝혀졌다. 품종별 총 SSR의 수는 HS47이 711개로 가장 적고, 강산이(GS)이 1.5배 많은 1,106개로 최다를 기록하였다. SSR의 repeat motif 중에서 hexanucleotide 와 octanucleotide가 가장 많은 빈도로 관찰되었고, 가장 많이 관찰되는 반복서열은 CGA/TCG, A/T, CTC/GAG이었다. SSR의 길이는 모든 품종에서 변이가 많아 유용성이 높은 20~30 nt가 가장 높은 비중인 70%를 차지하였다.

본 연구는 한우 개체식별 및 친자감별에 있어 기존의 di-nucleotide repeat microsatellite marker 사용 시 발생했던 stutter로 인한 대립유전자 판별 오류 등의 문제들을 극복하고, 분석결과의 신뢰도와 정확도를 높이기 위해 tri-, tetra-, penta-, hexa-nucleotide repeat microsatellite 좌위들로 이루어진 새로운 개체식별 마커 13 종(BTRC6_01, BTRC19_02, BTRC11_03, BTRC16_05, BTRC9_07, BPC19_08, BTEC17_09, BPC21_10, BTEC4_11, BPC7_12, BPC1_13, BHXC29_14, BPC1_15)을 개발하였다. 선발된 13개의 좌위를 가지고 소 1,530두에 microsatellite typing을 실시한 결과, 총 61개에 대립유전자가 발견되었으며, 좌위별로 평균 4.69개의 대립유전자를 가지는 것으로 확인되었다. 마커의 다형성과 정보력의 척도인 PIC (Polymorphism Information Contents)값은 0.25(BTRC9_07)~0.59(BTEC17_09)로 나타났으며 BHXC29_14, BPC1_13, BTEC17_09, BTRC16_05, BTRC19_02, BTRC6_01 좌위들은 PIC 0.5 이상 그리고 나머지 좌위들 모두 PIC 0.25 이상의 값을 가지는 것으로 확인되어 마커로서 다형성이 있음이 검증되었다. 개발한 마커를 활용하여 한우(영암, 장흥)와 유럽우 7종 (Brown Swiss, Limousin, Angus, Simmental, Hereford, Charolais, Holstein)의 유전적 특성을 분석하였으며, 총 9개 집단의 Heterozygosity와 FIS (inbreeding coefficient) 값을 측정하였다. 기대이형접합율은 0.451(BS)~0.605(AG) 범위 내로, 한우는 0.532(영암), 0.545(장흥)의 값을 가지는 것으로 나타났다. 한우(영암, 한우)와 7종의 유럽우들 간의 유연관계 분석은 특정 대립유전자 빈도를 근거로 한 유전적 거리의 추정으로 이루어졌다. 한우집단과 Simmental 간의 유전적 거리(0.1848)가 가장 가깝고 비교적으로 Brown Swiss와의 유전적 분포(0.3352)가 가장 먼 것으로 나타났으며, 계통발생학적으로 유전적 분화 양상을 확인함으로써 본 마커의 한우 유전적 다양성 및 유연관계 분석에 활용 가능성을 제시하였다.

The aim of this study was to assess the levels of genetic diversity and relationships of Korean native black goat (n = 58), compared with the exotic breed, Boer (n = 97). For the analysis of genetic characterization 11 microsatellite markers (MAF065, INRA063, CSRD247, OarFCB20, SRCRSP5, INRA006, ILSTS008, ILSTS011, INRA005, ILSTS087, SRCRSP8) were genotyped. The number of alleles was observed 3 (INRA005) to 10 (SRCRSP8) each markers. The mean expected and observed heterozygosity (Hexp and Hobs) and polymorphism information content (PIC) for the Korean native black goat breed varied from 0.551 to 0.860, 0.517 to 0.948 and 0.464 to 0.835, respectively. Principal Components Analysis (PCoA) and FCA results showed that Korean native black goat breed was confirmed to be clearly separated from bore breed. These results were scientific evidence that Korean native black goat represents a unique and valuable animal genetic resource.

목화진딧물(Aphis gossypii)은 고추 재배 초기, 감로 배출을 통하여 잎 표면의 그을음병을 발생시켜 광합성 유발과 작물의 상품성을 저하시킨다. 본 연구에서는 8개의 초위성체 마커(Vanlerberghe-Masutti et al., 1999)를 활용하여 국내 18지역 및 인도네시아 5지역의 고추에서 채집한 목화진딧물의 단편분석을 통해 지역 간의 유전적 유연관계 및 다양성을 분석하였다. 그 결과, 23지역에서 나타난 평균 대립유전자 수 (NA)는 2.750~6.375, 평균 이형접합도 관측치(HO)는 0.425~0.878, 평균 이형접합도 기대치(HE)는 0.354~0.719, 그리고 평균 근친교배(FIS)는 –0.810~0.166의 범위로 나타났다. 근친교배(FIS) 값이 negative으로 나왔다는 것은 근친교배율이 매우 낮은 것을 의미한다. 23지역의 유전적 클러스터 분석 결과, △K의 값은 2로 확인 되었다. 이러한 결과는 조사 지역 개체군간 유전적 구조의 차이가 존재함을 나타내며 개발된 목화진딧물 초위성체 마커가 국내 목화진딧물 개체군의 유전적 구조를 분석하는 데 있어 하나의 좋은 기준이 될 수 있음을 시사한다.

Simple sequence repeats (SSR), also referred to “microsatellites” consist of tandemly repeated short DNA sequence motifs and have been applied in various marker-based studies. SSRs were isolated and characterized from ‘Heuktari’ and ‘Miso’, which are major oyster mushroom cultivars in Korea, by genome sequencing and bioinformatic analysis. The genome sizes of ‘Heuktari’ and ‘Miso’ were estimated to be 40.8 and 40.3 Mb, respectively, which are larger than those of other P. ostreatus species (PC9 and PC10) and smaller than those of P. eryngii (KNR2312P5). In total, 949 and 968 SSRs were found in the ‘Heuktari’ and ‘Miso’ genomes, respectively. Comparative analysis of five mushrooms including P. ostreatus var. florida (PC9 and PC15) and P. eryngii revealed that the number of SSRs in ‘Heuktari’ and ‘Miso’ were the highest among them. All mushrooms studied showed similar SSR distribution patterns. Tri-, hexa-, and octanucleotide motifs accounted for the top three fractions of all SSRs.

근래의 육종산업에 있어서 재래 혹은 토착품종 등 고유 가축유전자원의 효율적인 보존 및 관리는 중요한 관심사이다. 본 연구는 제주재래돼지와 외래돼지 품종들간의 유전적 다양성, 집단의 구성 및 근연관계를 구명하기 위하여 수행되었다. 제주재래돼지, Landrace, Yorkshire, Berkshire 등 4품종 총 200개체를 대상으로 30개 초위성체 마커를 대상으로 대립유전자를 분석한 결과, 전체 265개의 대립유전자가 관찰되었다. 대립유전자 수의 범위는 5개(SW168)에서 22개(S0005)였으며, 전체 좌위에 대한 평균 값은 8.83개로 산출되었다. 30개 마커에 대한 기대 및 관측 이형접합도의 평균치는 0.731 및 0.615, 다형정보지수의 평균값은 0.697로 확인되었다. 제주재래돼지의 유전적 다양성은 외래 품종에 비하여 낮게 나타났다. 계통유전학적 유연관계, 요인대응분석 및 집단구조 분석 결과, 제주재래돼지는 서양유래의 상용품종과 유전적으로 명확히 구분되었다. 따라서 본 연구 결과는 제주재래돼지의 유전적 고유성 및 유전자원으로써 가치판단을 위한 과학적 근거가 될 것으로 사료된다.

최근 가축의 유전적 다양성 유지 및 식량 안보에 있어서 재래품종의 중요성은 점차 증대되고 있다. 제주흑우는 멸종위험에 처한 품종이며, 2013년 7월 문화재청에 의해 천연기념물 제546호로 지정되었다. 본 연구의 목적은 제주흑우(124두)의 유전적 다양성, 유연관계 및 유전적 구조의 평가이며, 그 비교 대상으로 한우(128두) 및 외래품종 홀스타인(73두)을 공시하였다. 분자유전학적 특성을 평가하기 위해 11개 초위성체 마커(BM1824, BM2113, ETH10, ETH225, ETH3, INRA23, SPS115, TGLA122, TGLA126, TGLA227, TGLA53)의 대립유전자형을 분석하였으며, 그 결과를 토대로 유전적 다양성 지수들을 산출하였다. 품종별 평균 기대이형접합도(HExp)는 0.605-0.738, 관측이형접합도(HOsb)는 0.667-0.747 그리고 다형정보지수(PIC)는 0.644-0.773의 범위를 보였다. 특히, 제주흑우의 유전적 다양성 지수는 가장 낮은 결과를 보였다. STRUCTURE를 이용한 군락 분석 결과 유전적으로 3개의 군락으로 구분되었으며, 주성성분분석(PCA) 결과 또한 3개의 군집으로 분류됨을 확인하였다. 따라서 본 연구의 결과는 제주흑우의 유전적 고유성 및 유전자원으로써 가치 판단을 위한 과학적 근거가 될 것으로 사료된다.

본 연구의 목적은 염소의 개체식별에 있어서 효율적인 microsatellite (MS) marker set를 확립하는데 있다. 염소 10집단 455두를 대상으로 국제식량농업기구(FAO) 권고 및 미국 국립생물정보센터(NCBI)에서 수집한 30개 MS 마커에 대한 유전정보량을 확인한 후 대립유전자형 크기, 형광표지 종류, PCR 조건 등 을 고려하여 7개의 MS 마커(SRCRSP1, SRCRSP8, OarFCB048, OarFCB193, BOBT24, INRA063, DRBP1)를 선정하였다. 또한 분석 효율성을 극대화하기 위해 7개 마커에 대해서 multiplex PCR 기법을 적용하였다. 분석된 7개 MS 좌위에서 총 80개의 대립유전자형이 관찰되었고, 기대이형접합도(HExp) 및 다형정보지수(PIC)의 평균치는 0.710 및 0.674로 산출되었다. 7개 좌위의 다형성을 기반으로 무작위 교배집단, 반형매 교배집단 그리고 전형매 교배집단으로 가정하였을 때의 동일개체 출현확률은 각각 2.42×10-11, 1.70×10-8 및 2.22×10-4으로 산출되었다. 이상의 결과는 국내에서 사육되고 있는 염소의 개체수를 고려할 경우 동일개체 출현 가능성이 없는 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에 의해서 구축된 염소 개체식별 마커 세트 및 분석방법은 우리나라 염소의 개량 및 안전유통에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

초위성체 표지인자는 가축에서 유전자 다양성, 개체식별 연구를 위한 유전자 마커로 활용되고 있지만 가축의 가금류에서는 이러한 연구가 미비한 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 닭에서의 초위성체 마커에 대한 유전정보를 확보하고 보다 정확하고 신속한 유전자 분석 방법의 개발이 필요하다. 본 연구의 목적은 12개의 초위성체 표지인자(MS Marker)를 1세트로 구성된 다중중합효소연쇄반응(Multiplex PCR)을 이용하여 닭의 대립유전자와 대립유전자 빈도 및 이형접합도을 결정하는 마커를 개발하는 것이다. 닭 96수를 이용하여 12개 MS marker를 분석한 결과, MS marker에 대한 대립유전자수는 평균 3.08개로 관찰되었다. 12개 초위성체 마커의 이형접합도은 평균 0.563이고 다형정보도(Polymrphism information content : PIC)는 0.482로 계산되었다. 이 결과는 전국적으로 닭의 유전자를 이용한 개체식별 및 친자감별에 이용하기 위한 기초자료 뿐만 아니라 닭 이력제를 정착시킬 수 있는 중요한 기술로 활용 될 수 있을 것이라 사료된다.

분자생물학적 기술을 이용한 블루베리혹파리(Dasineura oxycoccana) 역학 조사를 위해 국내 9도, 25지역 32개 집단, 미국 10개 지역에서 군집을 채집하였다. 첫째, DNA바코드 분석을 통해 292개체의 유전자형이 조사되었다. 크랜베리 집단과 블루베리집단은 유전적으로 상이하여 기주에 의한 분화가 일어난 것으로 나타났다. DNA바코드에서 과반수이상이 동일하게 나온 haplotype으로부터 천안과 봉화에서 발견된 7개체의 유전적 거리가 10.5%로 나타내었으며, 순창과 뉴저지에서 나온 2개체가 16.6%로 나와 이들은 블루베리혹파리가 아닌 동속의 다른 종(Dasineura sp. 1&2)일 것으로 판단되었다. 둘째, 집단유전학 분석을 위해 12개의 마이크로새틀라이트 마커가 차세대염기서열분석 방법에 의해 개발되었고 이를 활용하였다. 국내외 샘플 29개 집단 632개의 집단유전학적 분석을 실시한 결과 국내 일부 집단들이 미국 집단과 가까움을 나타내는 것으로 나타났다. 횡성, 제주, 봉화 일부 집단이 Fst 0.15~0.24로 국내 다른 개체들과 상당한 유전적 차이를 보였는데, 오히려 미국 미시건 집단과 Fst 0.03~0.09로 더 가까운 것으로 나타났다. 이들의 원산지는 각각 미시건과 조지아 남부 인근 지역(플로리다 추정)에서 유래한 것으로 추정되었다. 결과로 볼 때, 국내 발생한 블루베리혹파리는 조사 군집별로 유전적 기원이 전혀 다른 복수의 상이한 집단이 전파된 것으로 보이고, 인위적인 수입루트에 의해 영향을 받은 것으로 추정된다. 이에 대한 상세한 연구내용을 발표하고자 한다.

3종의 초위성체 마커를 이용해 분석한 대립유전자형을 F0, F1 그리고 F2로 세대 간 구분 하여 동일한 개체 출현확률 값을 추정한 결과 F2의 무작위교배집단으로 가정한 경우 13종의 초위성체 마커는 3.84 × 10-23의 추정치를 나타내 37개의 SNP 마커를 이용할 경우와 유사한 동일개체 출현확률 추정치를 유추할 수 있었다. 본 연구에 사용한 실험축군은 2품종 상호교배로 만들어졌다. 친자감정확률 추정치를 전체집단을 대상으로 13종의 초위성체 마커와 37개의 SNP 마커를 이용하여 분석한 결과 부모를 동시에 찾을 수 있는 추정치인 PEpu의 경우 초위성체 마커는 0.97897이고 SNP 마커는 0.99149였으며, 한쪽 부모를 찾을 수 있는 추정치인 PE의 경우 초위성체 마커는 0.99916이고 SNP 마커는 0.99949로 나타났다. 또한 가능한 후보 부모들로부터 가장 확률이 높은 부모를 찾을 추정치인 PNEpp의 경우는 초위성체 마커와 SNP 마커 둘 다 1.00000으로 추정 되었다. 한정된 부모집단 내 한정된 대립유전자형을 통해 대량의 비육돈이 생산되는 국내의 양돈산업의 경우 DNA 마커의 특성, 분석집단의 크기, 유전자형 분석의 정확도와 비용, 분석된 자료 관리의 용이성 및 기존 분석 시스템과의 호환성 등을 고려하여 효율성과 경제성이 높은 마커를 선정해 마커 조합을 만드는 것이 필요할 것으로 사료된다.

In an animals, identification system has been widely used by ear tag with dummy code and blood typing for parernity. Also, genotyping methods were using for useful mean of individual identification for live animals. In the case of genotyping estimation of gene in population of korean native chicken. In this study, we tested for development of genetic markers used it possible to determination of individual identification system. The candidate genetic markers were used already know 10 of microstalite DNA sequence information in chromosome No. 1 and 14. Result of analysis for genotyping, the number of alleles of those microstatelites DNA was shown minimal 3 to 12 and the heterozygote expression frequency range was shown from 0.617 to 0.862. In our result, effective number of allele for each microsatellites DNA was shown 3~7, and the accuracy of individual identification was shown nearly 100%, when used with 6 genetic marker. This study was about genotyping method for identification used specific genetic marker form microsatellite DNA in the brand marketing of korean native chicken. Our results suggest that genotyping method used specific genetic marker from microsatellite DNA might be very useful for determination of individual identification.