The rhizomes and herbal medicines originating from Acorus gramineus, A. calamus, A. tatarinowii, and A. gramineus var. pusilus, show significant similarity, and the correct identification of species is very difficult. Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) and Sequence Characterized Amplified Region (SCAR) were used to develop a reliable method for identification of these four species. Several distinct SCAR markers were developed from species-specific RAPD amplicons for each species. Furthermore, a useful molecular marker was established for multiplex-PCR, in order to the four species could be distinguished concurrently. These markers allow efficient and rapid identification of closely-related Acorus species and will be useful for standardization of herbal medicines.

본 연구는 사과 품종의 유전적 다양성을 분석하여 육종의 기초 자료로 활용하기 위하여 최근에 국내에서 육성된 품종 및 도입품종을 포함한 34품종을 대상으로 RAPD와 SSR 분석을 수행하였다. RAPD분석에서 총 37종의 선발된 임의 primer를 분석하여 193개의 다형성 밴드(36.2%)를 얻었으며, 평균 다형성 밴드 수는 5.6개였다. SSR 마커 26종을 이용하여 분석한 결과 총 112개의 대립인자가 확인되었고, 마커 당대립인자 수는 평균 4.3개

본 실험은 29개 포도 품종(Vitis spp.)의 효율적 유전학적 유연관계를 분석함으로써 포도품종 육성을 위한 기초자료로 이용하고자 RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA) 방법을 이용하여 분석하였다. 총 60개의 프라이머를 이용하여 558개의 다형성 밴드를 얻었다. 획득된 다형성 밴드를 사용하여 UPGMA(unweighted pair-group method arithmetic average) clustering 분석 결과

고마리의 24개 지역집단으로부터 PCR을 통한 RAPD 분석을 실시하였다. PCR을 통해 증폭된 RAPD절편들은 200-1, 900bp 사이의 구간에서 관찰되었다. 총 16개의 oligoprimer를 이용한 효소중합반응에서 184개의 유효한 polymorphic band markers를 확인하였다. RAPD 분석결과를 기초로 UPGMA 방법에 의한 유집분석을 수행한 결과, 고마리 개체군은 교란형 하천(도시하천, 농촌하천)과 자연적 수환경으로 유집되었고, 교란형 하천 보다 자연적 수환경의 고마리 개체군끼리 유전적 유연관계가 높은 것으로 나타났다. 또한 자연적 수환경과 교란형 하천에 생육하는 고마리 개체군간에 뚜렷한 유전적 한계를 나타내어 이들 사이의 유전적 이질성이 있는 것으로 생각된다.

삼백초과식물 2속 2종에 대한 30개 지역별 개체군의 유전적 상관관계를 알아보기 위해 RAPD 분석을 실시하였다. PCR 과정을 통해 증폭된 RAPD 절편들은 300bp에서 2,000bp 사이의 구간에서 관찰되었다. 총 16개의 oligoprimer를 이용한 효소중합반응에서 156개의 유효한 polymorphic band makers를 확인하였고 이러한 자료에 근거하여 2종의 종내 개체군 군집에 대한 UPGMA phenogram을 도출하였다. 이 결과 유집형태에 근거하여 재배지 개체군과 자연집단 개체군과의 구분이 가능하였고 또한 지역별 개체군들끼리 유집되는 결과를 보였다. 2종 모두에서 지역별 개체군중 경남의 개체군과 제주도의 개체군이 전남의 개체군에 비해 유연관계가 밀접한 것으로 밝혀졌다. 따라서 RAPD 분석은 삼백초과 식물의 개체군별 유연관계를 분석하거나 재배집단과 자연집단을 분석하는데 유용한 실험적 방법으로 생각된다.

최근 GMO 작물의 재배, 생산이 날로 늘어나며 GMO 작물이 환경에 미칠 수 있는 많은 가능성들이 대두되고 있다. 특히 GMO 작물과 야생종과의 자연교잡에 의한 유전자 전이로, 잡초화의 문제점이 제기되며 생태계의 변화 및 파괴의 위험성이 우려되고 있다. 본 실험에서는 GM벼와 야생 및 근연종 사이의 교잡가능성 및 유전자 전이율을 조사하기 위한 유전자 이동의 분석 체계를 확립하고자 하였다. 벼의 개화시기에 GM벼와 야생 및 근연종 간의 인공교배 후 수확한 교잡 추정 종자를 발아시켜서 제초제를 처리하여 교잡종자를 선별하였다. 또한 GM 벼 및 야생 근연종벼들 간의 RAPD PCR 분석을 통해 선별한 marker를 사용하여 낙동 교잡벼와 샤레 교잡벼가 GM 벼와 교배된 식물체임을 확인하였다. PCR 분석을 수행한 결과 GM벼에서 도입된 trehalose-6-phosphate phosphatase (TPP) 유전자와 선별marker로 사용된 bar유전자가 GM벼 뿐만 아니라 샤레 교잡벼에도 존재하였으며, 결과적으로 GM벼의 bar 및 tpp 유전자가 잡초성벼인 샤레 교잡벼에 전이되었음을 검증할 수 있었다.

양치식물인 참쇠고비에서 인위적인 돌연변이를 유기하기 위하여, 기내배양한 근경조직에 EMS, NMU 등의 화학돌연변이원과 colchicine을 처리하였다. 식물체 재생률을 근거할 때, EMS의 적정 처리농도는 20~50mM이었으며, NMU는 5~10mM인 것으로 확인되었다. 또한 참쇠고비에서 엽의 색소 및 형태적 변이를 유도하는 데 있어 NMU가 EMS보다 효과적인 것으로 확인되었다. 표현형 변이 식물체의 유전적 변이를 분석하기 위하여 RAPD를 수행한 결과, 두 개의 10-mer primer에서 야생종과 변이주 사이에 다형성 DNA 밴드 패턴이 나타났다.

홍화 수집종의 RAPD 분석을 통한 유전적 다양성 및 유연관계를 밝히고 품종군을 분류하여 품종육성의 기초자료로 활용코자 시험한 결과는 아래와 같다. RAPD 분석에 적용한 37개의 Primer 중 25개의 적정 primer를 선발하였고, 증폭원 PCR산물은 0.1~4.0kb에서 재현성있는 band를 보였으며 각 primer에 의해 증폭된 band의 수는 1~9개로 다양하였고 평균 4.8개였다. PCR 반응에 사용된 25개의 primer에서 120개의 band가 관찰되었으며 다형성을 보이는 band될 수는 23개(19.2%)였다. RAPD-PCR에 의해 얻어진 dendrogram에서 유연계수 0.042를 기준으로 합을 했을 때 6개 군으로 분류되었고 II군과 III군은 각각 12종(38%)씩 속하였다.

쑥 수집종 80개를 대상으로 형태적 형질과 RAPD 분석을 하였고, 유전적 다양성을 이용하여 유연관계를 분석하고 이를 기초로 품종군을 분류하였다. 주요 형태적 형질을 이용하여 쑥 수집종에 대한 군집분석 결과, 군집간의 치대거리 0.82를 기준으로 하여 분류하였을 때 5개 군으로 분류하였는데, I군에 10개 (15%), II군에 30개 (37.5%), III군에 20개 (25%), IV군에 3개 (4%), V군에 4개 (5%)를 나타내었다. RAPD분석에 이용한 10-mer primer 에 대하여 98개의 밴드를 얻었고, 그 중 다형성을 보인 밴드는 68개로 69%였는데, 선발된 Primer에서 증폭된 밴드 수는 8~11개로 다양하였으며, 평균 9.8개였다. RAPD에 의한 군집 분석에서 유연계수 0.63을 기준으로 하여 구분한 결과 6개의 군으로 분류되었다. I, II군이 각각 전체의 34%, 36%를 차지하여 가장 큰 군으로 분류되었고, 나머지 III~V군은 모두 소군으로 15%가 속하였다. 특히 I군에는 약쑥이 많았고, II군에는 뺑쑥이 많이 분포하였다.

Random amplified polymorphic DNAs (RAPD) 분석을 통해 한국산 물레나물 속 (Hypericum) 식물에서의 유연관계를 분석한 결과, 병풍산 고추나물과 지리산 고추나물 사이에 상당한 유전적 차이가 있음을 확인할 수 있었고, 지리산의 500m, 1000m 그리고 1300m 고도 차이에 따른 군락지별로도 밴드 패턴의 차이가 확인되었다. 동일 과(科)에 속한 물레나물보다는 서양고추나물이라고 불리는 St. John's wort가 고추나물과 유연관계가 더 가깝게 나타났다.

생약의 수요 증가와 더불어 면적이 확대되고 있는 강활은 남장활과 북강활로 나누어 재배되고 있으며 최근에는 생산성이 다소 높은 북강활 재배면적이 점차 증가하고 있어 품종 육성과 재배기술 체계 확립이 시급한 실정이다. 강활의 품종육성의 기초 자료를 마련하고자 RAPD를 이용하여 8계통의 지방수집종간 유연관계를 분석하고 생육특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 수집된 지방재래종 강활 8종에 대한 RAPD분석을 실시한 결과 primer 당 평균 6.9개의 PCR밴드가 얻어졌으며 Polymorphism 비율이 평균 49.1%를 나타내어 객관적인 다형현상분석이 가능하였다. 2. 유사도 0.71를 기준으로 8개의 강활 지방수집종을 구분한 결과 3개의 group으로 분리되었는데 group I은 유사도 0.71이하에서 남강활의 영양, 정선 영월 지방수집종이 었고, group ll는 남강활 춘양 수집종이며, group Ill은 모두 북강활 수집종 으로 0.94 이상 논은 유사도를 보였는데 정선, 상운, 태백, 춘양 수집종이었다. 3. 강활의 생육특성은 남강활이 북강활에 비해 개화기가 18~26일 늦고 추대율이 높으며 엽병은 길고 작은 것으로 나타났다.

본 연구는 자생식물 유전자원의 체계적 보존 및 관리를 위한 유전자원 수집과 보존 전략에 유용한 정보를 제공할 목적으로 강원 및 경북 지역에 자생하고 있는 꼬리 진달래 의 수집 계통들에 대하여 분자마커를 이용한 유전적 다형성 및 유연관계 분석을 수행하였다. RAPD분석에 이용된 10개의 primer에서 총 48개의 band가 관찰되었으며 이중에서 15개(31.3%)가 다형화 band였고, 1개의 primer당 평균 1.5개의 다형화 band가 관찰되었다. 반면에 AFLP 분석에서는 4개의 primer조합으로부터 총 62개의 band가 관찰되었으며 이중에서 33개(53.2%)가 다형화 band였고, 1개의 Primer조합당 평균 8.3개의 다형화 band가 관찰되었다. RAPD 및 AFLP band들을 이용한 UPGMA방법에 따라 작성된 dendrogram작성에서는 유전적 유사성 73.3%수준에서 크게 3개의 그룹으로 분리되었는데, 첫 번째 그룹에는 강원도 및 경북지역에서 수집된 대부분의 계통들이, 두 번째 그룹에는 lIII번 지역에서 수집된 7계통 모두가 포함되어 있었고 그리고 세 번째 그룹에는 경북 봉화에서 수집된 IV지역의 계통들 중 2계통(35, 36)이 각각 포함되었다. 따라서III번 지역과 IV번 지역의 일부 계통들을 제외하면 DNA 수준에서 꼬리 진달래 대부분의 계통들은 수집 지역에 따른 유전적 유연 관계를 명확히 나타내지 못하였다. RAPD및 AFLP분석 결과를 기초로 한 수집된 집단들 사이에서의 다형성 빈도는 II지역과 IV지역의 계통들에서 각각 45%로 가장 높게 관찰되었고, 반면에 Ⅵ지역의 계통들이 33%로 가장 낮게 관찰되었다. 그리고 집단들 사이에서의 유전적 유사성은 Ⅵ지역의 계통들이 평균 0.87로 가장 높게 나타났고, 반면에 I지역의 계통들은 평균 0.78을 나타내어 가장 낮게 나타났다. 본 연구의 결과에 의하면, 비록 III번 지역과 IV번 지역에서 수집된 일부 계통들은 다른 지역에서 수집된 대부분의 계통들과는 유전적으로 명확하게 구별되었지만, 수집 지역의 집단들 사이에서의 유전적 다양성은 현저한 차이를 나타내지 못하였으므로, 꼬리진달래의 현지외 보존을 통한 유전자원 보존원 조성을 효율적으로 수행하기 위해서는 유전자원 수집은 III번 지역과 IV번 지역을 중심으로 각 지역별로 균등하고 가급적 광범위하게 수집하는 것이 가장 효과적일 것으로 판단되었다.

국내에 자생하는 두릅나무과 식물의 형태적 분류를 재확인하고, 분자적 방법에 의해 속 및 종간 유연 관계를 파악해 보고자 PCR-RAPD 와 ITS sequence 분석을 실시하였다. 채집된 오갈피과 식물을 이용하여 PCR-RAPD를 실시한 결과 속과 종을 구분할 수 있는 다양한 polymorphic 밴드를 관찰할 수 있었다. 또한 실험에 이용한 두릅나무 개체군 내에서 다양한 쓱 변이가 있음을 확인할 수 있었고, 인삼에서는 재배종 내의 변이는 관찰되지 않았으나 야생종과 재배종간의 유전적 차이가 존재함을 확인할 수 있는 밴드들이 나타났다. ITS분석에서는 각각의 속과 종만이 지니는 특이 염기 서열이 나타나 ITS를 이용한 속과 종 분류가 가능하였다. ITS 염기서열로 작성한 계통수를 분석 한 결과 오갈피속은 음나무속과 근연임을 알 수 있었고, 두릅속과 인삼속이 하나의 계통이며 송악은 다른 속과 명료하게 구분됨을 확인하였다. 두릅속과 인삼속이 근연관계임은 RAPD 결과에서도 확인되었다. 인삼은 RAPD 분석 결과 재배종과 야생종 사이에 변이가 존재함이 관찰되었으나, ITS 분석 결과에서는 야생종과 재배종간의 변이를 관찰 할 수 있는 결과가 나타나지 않았다. 또한 RAPD와 ITS 분석 결과 모두 지역에 따른 재배종 인삼의 유전적 차이도 관찰되지 않았다. 이를 통해 국내에서 재배중인 인삼이 단계통임을 알 수 있었다. ITS 분석에서는 속과 종 수준의 분류가 가능한 특이 염기 서열들이 관찰되었다.

국내에서 육성 또는 외국에서 도입되어 재배되고 있는 고추냉이 (Wasabia japonica Matsum.) 7품종의 10개체와 울릉도 자생 1개체, 총 11개체에 대한 유연관계 분석을 위하여 RAPD분석을 실시하였다. RAPD분석에 사용한 random primer는 총 50종류였으며 screen 결과 21종류만이 11품종 전체에서 반응을 보였다. 21종류의 primer로부터 관찰된 밴드는 총 144개였으며 이중 다형화 (polymorphism)를 보이는 앤드는 68개 (47.2%)로 primer 한 개당 평균 3.2개의 다형화 밴드를 보였다. Primer별 밴드의 수는 2~13개로 다양하게 나타났고 평균 밴드의 수는 6.8개였다. 유집분석 결과 phenogram은 유사도지수 0.81~0.96의 높은 범위 내에서 11개체들이 단계통군으로 유집되었으나 품종내 개체간에는 뚜렷하게 유집되지 않았다. 울릉도에 자생하는 개체의 경우는Sayatori와 Himenisiki 품종을 제외한 나머지 8개체를 위한 자매군으로 유집되었다. 이러한 결과는 neighborjoining 분석에서도 같은 경향을 보였다. 따라서 고추냉이의 종내 유연관계 분석을 위한 방법으로 RAPD법은 유용하지 않은 것으로 나타났으며 좀더 정확한 유연관계분석을 위해서는 AFLP방법이나 계통분류에 널리 이용되는 핵, 업록체 DNA의 유전자 염기서열 비교와 같은 정밀한 분자계통학적 연구가 수행되어져야 할 것으로 사료된다.

본 연구는 고려인삼 재래종의 유전적 차이를 RAPD marker로 평가하였다. 재래종은 우리나라 주요 인삼재배 단지인 괴산, 금산, 남원, 포천, 양주, 연천, 영주로부터 수집한 인삼에서 10개체를 임의 선발하여 사용하였다. 9개 지역의 90개체를 대상으로 RAPD분석을 한 결과 48개의 primer 중 OPA 7, OPA 13, URP 2, URP 3, UBC 3의 5개 primer가 재현성이 있고 재래종 내 개체간에도 다형성인 band를 보였다. 재래종 집단간보다 재래종 내에서 유전적 다양성이 낮았다. 재래종 집단 간 또는 재래종 집단내의 유전적 차이가 있다는 것은 이 집단들이 헤테로라는 것을 의미한다. 이러한 결과는 우리나라에서 재배중인 고려 인삼은 유전 자원의 혼합으로 헤테로라는 것을 암시한다. 선발된 5개의 primer를 이용하여 90개체를 집괴분석한 결과 국내 재래종 인삼은 5개군으로 그리고 3개의 아군으로 구분되었다. 국내 재래종 인삼은 유전적 변이가 크므로 인삼 육종을 위한 재료로 이용될 수 있을 것이다.

본 연구는 고려인삼의 집단내의 유전적 변이를 작물학적 특성 및 DNA수준에서 비교하여 인삼품종육성을 위한 기초 자료를 제공하기 위하여 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1.개화기는 5월 16일부터 24일 까지 일주일에 걸쳐 개화하였고, 19일과 22일에 개화율이 가장 빈도가 높았다. 2. 줄기 색은 녹색이 13개체, 연자색이 429개체, 자색이 229개체, 진자색이 38개체로 연자색이 가장 많은 분포를 보였으며 한 집단 내에서 다양한 분포를 나타냈다. 3. 초장은 22­68cm의 넓은 범위에 분포하였으며, 20­27cm가 31개체 , 27­34cm가 88개 체, 34­41cm가 219개체 , 41­48cm가 291개체, 48­55cm가 63개체, 55­62cm가 10개체, 62­69cm가 5개체로 다양한 분포를 나타냈다. 4. 뿌리무게는 16­26g이 53개체, 26­36g이 137개체, 36­46g이 385개체, 46­56g이 94개체, 56­66g이 27개체, 66­76g이 9개체, 76­86g이 4개체, 36­46g범위에서 385(57.7%)개체로 가장 많은 분포를 나타내었으며, 16­86g의 범위로 변이 정도가 매우 컸다. 5.662개체를 대상으로 RAPD를 실시한 결과 32개의 프라이머 중 10개 가 재현성이고 다형성인 밴드를 보였다. 10개의 프라이머에서 나타난 전체 밴드수는 109개였으며 이중 103개가 다형성을 보여 다형성 비율은 94.5%였다. 6. URP5 프라이머를 이용하여 662개체를 군집 분석한 결과 밴드의 유무에 따라 16개의 그룹으로 구분하였으며, 개화기, 초장, 줄기색, 뿌리직경, 뿌리무게에 다른 분류와 일치하지 않았다.