본 연구에서는 건강기능성 식품원료로서 이용 빈도가 증가하고 있는 하수오, 백수오 및 이엽우피소에 대한 종 특이 프라이머를 개발하였다. 개발된 종 특이 프라이머는 하수오, 백수오 및 이엽우피소에 대해 원물뿐만 아니라 육안 확인이 어려운 가공식품 등을 대상으로 사용원료의 진위여부를 빠르고 정확하게 확인할 수 있었다. 따라서 본연구에서 개발한 종 특이 PCR방법은 기존의 일반 프라이머를 사용하는 방법이 가지고 있는 식품 적용 한계를 극복할 수 있을 것이라고 판단하였다.

본 연구에서는 오징어류에 해당하는 대왕오징어, 오징어, 문어, 한치 및 이를 이용한 가공식품에 대해서 분자생물 학적 기법을 활용한 시험법을 검토하였다. 시료 중 원료 성분 확인을 위하여 오징어류 4종에 대해 최적의 종 특이 프라이머를 디자인하였으며, 시료로부터 직접 genomic DNA를 추출하여 PCR을 실시하였다. PCR 수행과정에서 반응을 저해하는 염 성분을 제거하기 위하여 증류수를 이용하여 3~4회 세척 후 PCR을 실시한 결과, Single PCR의 경우 대왕오징어(552 bp), 오징어(463 bp), 문어(247 bp), 한치(354 bp)에 해당하는 종 특이적인 증폭산물을 확인하였으며, Multiplex PCR 의 경우 서로 다른 종 사이의 교차반응없이 동시다발적으로 증폭이 일어남을 확인할 수 있었다. 또한 이들 4종에 대해 PCR 민감도를 조사한 결과, 모두 약 0.1 ng/μl의 농도까지 검출이 가능함을 확인하였으며 multiplex PCR의 경우 약 0.25 ng/μl의 농도까지 검출이 가능함을 확인하였다. 이를 이용하여 오징어류가 함유된 수산물 가공식품 8건에 대해 적용성을 검토한 결과, 모든 시료에서 유효한 결과를 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제작된 오징어류 4종에 대한 종 특이적 프라이머는 생물 상태뿐만 아니라 수산물 가공식품에 대해서도 이를 판별할 수 있어 식품안전관리에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 식품 중 동물성 사용원료의 진위 판별을 위하여 분자생물학적 기법을 이용한 시험법을 개발하였다. 동물성 식품원료의 종 판별을 위한 유전자로는 미토콘드 리아 DNA에 존재하는 COI, Cytb, 및 16S rRNA 유전자를 대상으로 하였으며, 가공식품에 적용하기 위하여 PCR 산물의 크기는 200 bp 내외가 되도록 종 특이 프라이머를 설계하였다. 대상종으로는 가축류 2종, 가금류 6종, 민물어류 2종, 해양어류 13종 및 갑각류 1종, 총 24종을 선정하였으며 종 특이 프라이머를 이용하여 예상되는 PCR 산물의 생성 유무를 확인하였다. PCR을 수행한 결과 토끼, 여우, 꿩, 집비둘기, 멧비둘기, 메추리, 참새, 제비, 메 기, 쏘가리, 날치, 열빙어, 청어, 까나리, 멸치, 참조기, 넙 치, 조피볼락, 홍어, 가오리, 말쥐치, 농어, 성게 및 바닷가 재에 대하여 각각 156, 204, 152, 160, 113, 163, 167, 152, 165, 121, 136, 151, 178, 178, 146, 188, 177, 166, 179, 218, 188, 185, 127 및 172 bp에서 PCR 증폭 산물을 확인하였다. 그리고 프라이머 별로 비교종에서는 비특이적 PCR 산물(non-specific PCR product)은 생성되지 않았다. 본 연구에서 개발된 유전자 분석법을 이용하여 동물성 식 품원료가 사용된 식품 원료 및 가공식품의 진위 판별에 활용이 가능할 것이며, 불량식품 근절에 크게 기여할 것 으로 기대된다.

본 연구에서는 식품 중 식물성 식품원료의 진위 판별을위하여 분자생물학적 기법을 이용한 판별법을 개발하였다.종 판별을 위한 유전자로 엽록체에 존재하는 matK 유전자와 핵 내에 존재하는 ITS 유전자 부분을 대상으로 하였으며, 가공식품에의 적용을 고려하여 PCR 산물의 크기는200bp 내외가 되도록 종 특이 프라이머(species-specificprimer)를 설계하였다. 대상종으로는 버섯류 6종(팽이버섯,표고버섯, 양송이버섯, 영지버섯, 새송이버섯 및 느타리버섯), 견과류 3종(밤, 잣 및 호두), 과실류 1종(대추), 채소류 6종(알로에, 미나리, 부추, 오이, 고추냉이 및 겨자), 콩류 2종(녹두, 팥) 및 기타 3종(과라나, 흰민들레 및 민들레), 총 21종을 선정하였으며, 종 특이 프라이머를 이용하여 예상되는 PCR 산물의 생성 유무를 확인하였다. PCR분석 결과, 21종의 식물성 식품원료에 대하여 각각 예상된 PCR 산물을 확인하였으며, 프라이머별로 비교종에서비 특이적 PCR 산물(non-specific PCR product)이 생성되지 않음을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 종 특이 프라이머는 가열 및 가공된 식품 중 21종의 식물성 식품원료의 진위 판별에 이용될 것이며, 불량식품 근절에 적극 활용될 것으로 기대된다.

세계화로 인한 농림산물의 수출입 증가로 새로운 병해충의 유입이 증가되면서 검역의 중요성 또한 증가되고 있다. 최근 다양한 분자생물학적 방법을 활용한 해충의 종 동정법이 널리 알려져 있으나 시료로부터 DNA의 추출과 PCR 증폭, DNA sequencing 등의 과정이 필요한 경우가 대부분으로서 검역현장에서 즉시 활용하는데는 어려움이 있다. 본 연구에서는 복숭아순나방 유충과 형태적으로 유사하여 육안으로 구분할 수 없는 해충을 면역학적 방법을 활용하여 신속하고 간편하게 구분할 수 있는 방법을 확립하고 향후 간이진단킷트 개발을 통하여 검역현장에서 편리하게 사용될 수 있는 진단법을 개발하고자 하였다. 복숭아순나방 유충의 혈림프 단백질 중 종별로 높은 다양성을 나타내는 타겟을 발굴하였으며 설정된 타겟에 대한 다수의 단일클론항체 생산 hybridoma cell을 확보하였다. 확보된 단일클론항체를 western blot과 ELISA 방법으로 복숭아순나방 유충과 형태적으로 유사한 복숭아심식나방 유충에 대한 결합 여부를 비교분석하였고 그 결과 확보된 단일클론항체가 복숭아심식나방 유충에서 반응하지 않고 복숭아순나방 유충에서만 특이적으로 반응을 하는 것을 확인하였다.

본 연구는 국내 유통 방풍(S. divaricata, P. japonicum, G. littoralis) 한약재의 원산지 판별을 위해 수행 되었다. 이를 위 해, 형태적 특징비교 뿐만 아니라 엽록체(nrDNA-ITS2) 및 핵 DNA 바코드 유전자(cpDNA-matK, psbA-trnH, rpoB2와 rpoC1)를 이용한 염기서열 분석을 수행하였다. 방풍류 3종의 형태적 특징을 비교한 결과, 잎 모양과 거치의 형태에서 가장 큰 차이를 보인 반면, 건조약재의 경우 육안으로 구별하기에 어려움이 있었다. DNA 수준에서의 차이를 비교하기 위해 DNA 바코드 후보 유전자들을 이용한 방풍류 3종의 식물자원 에 대한 염기서열 분석을 수행한 후 판별 마커 개발 가능성이 있는 ITS2와 matK, psbA-trnH 세 primer를 선발하였다. 이 를 국내 유통 한약재에 적용한 경우 방풍은 S. divaricata와, 식방풍은 P. japonicum과, 해방풍은 G. littoralis와 동일한 것 으로 확인되었다. 중국산 방풍은 S. divaricata와 동일종으로 바르게 표기되어 유통되나, 국산 방풍은 P. japonicum과 동일 종으로 식방풍(갯기름나물)의 뿌리를 건조시켜 방풍으로 혼용 유통됨을 확인하였다. ITS2 구간의 염기서열 분석 결과, 식방 풍의 경우 두 그룹으로 나눠져 동일 종 내에 유전적 변이가 있음이 확인되었다. 따라서 본 연구결과 방풍류 3종 판별을 위 해 nrDNA-ITS2와 cpDNA-matK, psbA-trnH의 사용이 유용 할 것이며, 차후 방풍류 한약재의 판별을 위한 마커 개발 연 구의 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

신속하고간편한 해충의 종 동정법 개발을 위해 다양한 방법들이 시도되었지만 실제 검역현장에서 즉시 활용 가능한 방법의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 복숭아심식나방 유충과 형태적으로 유사한 해충을 구분할 수 있 는 면역학적 방법을 활용한 간이진단킷트 개발의 일환으로 유충의 혈림프에서 발 견되는 단백질을 대상으로 단일클론항체를 제작하고 특성을 분석하였다. 혈림프 단백질에 대한 재조합단백질은 대장균 발현시스템을 활용하여 확보하였고 확보된 재조합단백질에 대한 단일클론항체를 생산하는 hybridoma cell을 확보하였다. 이 렇게 얻어진 hybridoma cell 중에서 ELISA 방법을 통하여 복숭아심식나방 유충 항 원과 특이적으로 반응하는 항체를 생산하는 hybridoma cell을 선별하였고 선별된 hybridoma cell에서 항원 특이적 단일클론항체를 확보하였다. 그리고 단일클론세 포에서 생산된 항체를 이용하여 ELISA test를 한 결과 복숭아순나방 유충 항원에 서는 반응이 없고 복숭아심식나방 유충 항원에서만 특이적으로 반응을 하는 것을 확인하였다. 결과적으로복숭아심식나방 유충에 대한 단일클론항체는 복숭아순나방과 복숭 아심식나방에 대한 종 특이적 판단을 할 수 있는 것을 보여주었고 이러한 단일클론 항체를 이용할 경우 신속하고 간편하게 종 판단을 할 수 있는 진단킷트를 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 국내 유통 감초약재의 원산지 판별을 위해 수행되었다. 이를 위해 약재로 쓰이는 만주감초(Glycyrrhiza uralensis) 및 유럽감초(G. glabra)와 약재로 사용되지 않는 국내 자생종 개감초(G. pallidiflora) 식물의 형태적 차이 및 엽록체와 핵 DNA 구간의 염기서열의 차이를 구명하였다. 감초식물 3종의 형태적 특징을 비교한 결과, 잎과 뿌리에서 차이를 보였다. 특히 잎의 형태에 있어서 중국감초와 유럽감초는난형 혹은 타원형인 반면, 개감초는 엽장/엽폭비가 큰 피침형이었다. 또한 건조된 뿌리로 시중되는 감초 한약재의 경우, 중국산과 한국산은 백색인 반면 우즈베키스탄산은 황백색이었다.감초식물 3종을 대상으로 DNA 수준에서의 차이를 비교한 결과 rpoB2, rpoC1에서는 G. uralensis와 G. glabra가 구분되지않았으며, psbA-trnH의 경우 단 한 구간의 SNP에서 차이를 보였다. 반면 ITS2에 의해 증폭된 450bp의 염기서열을 비교한 결과, G. glabra는 98, 99, 100번째 위치에서, G. pallidiflora는 137, 161, 164, 203, 296위치에서 감초 종간판별을 위한 특이적 SNP가 확인되었다. 또한, phylogenetic tree 분석을 통해, 약재로 쓰이는 G. uralensis과 G. glabra는 약재로 쓰이지 않는 G. pallidiflora에 비하여 유전적 거리가 가까움을 확인하였다. 본 표준시료에서 얻은 결과를 유통 한약재 원산지 판별에 적용한 결과, 중국산과 한국산의 한약재는 G. uralensis와 염기서열이 일치하였고, 우즈베키스탄으로부터 수입된 한약재는 G. glabra와 염기서열이 일치됨을 확인하였다. 이에 감초의 생체 및 한약재의 원산지 판별을 위해 ITS2를 이용한 분자수준에서의 판별이 유용하다고 판단된다.

In this study, a method was developed using molecular biological technique to distinguish an authenticity of meats for processed meat products. The genes for distinction of species about meats targeted at 12S or 16S genes in mitochondrial DNA and the species-specific primers were designed by that PCR products' size was around 200bp for applying to processed products. The target materials were 10 species of livestock products and it checked whether expected PCR products were created or not by electrophoresis after PCR using species-specific primers. The results of PCR for beef, pork, goat meat, mutton, venison, and horse meat were 131, 138, 168, 144, 191, and 142 bp each. The expected PCR products were confirmed at 281, 186, 174, and 238 bp for chicken, duck, turkeymeat, and ostrich. Also, non-specific PCR products were not detected in similar species by species-specific primers. The method using primers developed in this study confirm to be applicable for composite seasoning including beefs and processed meat products including pork and chicken. Therefore, this method may apply to distinguish an authenticity of meats for various processed products.

Background: Angelica gigas, A. sinensis, and A. acutiloba are commercially important in the herbal medicine market, and among them, A. gigas has the highest economic value and price. However, their similar morphological traits are often used for fraud. Despite their importance in herbal medicine, recognition of the differences between Angelica species is currently inadequate. Methods and Results: A multiplex polymerase chain reaction (PCR) method was developed for direct detection and identification of A. gigas, A. sinensis, and A. acutiloba. The gene for the distinction of species was targeted at ITS in the nucleus and trnC-petN gene in chloroplasts. The optimized multiplex PCR in the present study utilized each Angelica species-specific primer pairs. Each primer pair yielded products of 229 base pairs (bp) for A. gigas, 53 bp for A. sinensis, 170 bp for A. acutiloba. Additionally non-specific PCR products were not detected in similar species by species-specific primers. Conclusions: In the present study, a multiplex-PCR assay, successfully assessed the authenticity of Angelica species (A. gigas, A. sinensis, and A. acutiloba). and whole genome amplification (WGA) was performed after DNA extraction to identify, the species in the product. The detection method of raw materials developed in the present study could be applied to herbal medicine and health functional food management.

Background : Correct identification of Panax species is important to ensure food quality, safety, authenticity and health for consumers. This paper describes a high resolution melting (HRM) analysis based method using internal transcribed spacer (ITS) and 5.8S ribosomal DNA barcoding regions as target (Bar-HRM) to obtain barcoding information for the major Panax species and to identify the origin of ginseng plant. Methods and Results : A PCR-based approach, Bar-HRM was developed to discriminate among Panax species. In this study, the ITS1, ITS2, and 5.8S rDNA genes were targeted for testing, since these have been identified as suitable genes for use in the identification of Panax species. The HRM analysis generated cluster patterns that were specific and sensitive enough to detect small sequence differences among the tested Panax species. Conclusion : The results of this study show that the HRM curve analysis of the ITS regions and 5.8S rDNA sequences is a simple, quick, and reproducible method. It can simultaneously identify three Panax species and screen for variants. Thus, ITS1HRM and 5.8SHRM primer sets can be used to distinguish among Panax species.

This study describes the identification of Panax species using mitochondrial consensus primers. Initially, a total of thirty primers were tested in ten Korean ginseng cultivars and two foreign Panax species, P. quinquefolius and P. notoginseng. In the polymerase chain reaction (PCR) amplification results, three primers (cox1, nad1/2-3 and nad2/1-2) generated co-dominant polymorphic banding patterns discriminating Korean ginseng cultivars from P. quinquefolius and P. notoginseng. However, these primers could not generated polymorphisms among the Korean ginseng cultivars, and simply represented species-specific polymorphisms for P. quinquefolius and P. notoginseng. Primers PQ91 and PN418 were designed from the consensus sequence of nad1/2-3 region. Two banding patterns (A or B) were detected in PQ91. Korean ginseng cultivars and P. notoginseng shared the same banding pattern (A type) and P. quinquefolius was identified another banding pattern (B type). In the case of PN418, two banding patterns (A or B) were detected in the Korean ginseng cultivars and two foreign Panax species. Korean ginseng cultivars and P. quinquefolius shared the same banding pattern (A type) and P. notoginseng was identified another banding pattern (B type). The combination banding patterns of three Panax species, Korean ginseng cultivars (Panax ginseng C. A. Mey.), P. quinquefolius and P. notoginseng, was identified as 'AA', 'BA' and 'AB', respectively. Consequently, PQ91 and PN418 primer sets can be used to distinguish among Panax species.