<h2>S. brevicaule 특이적 분자마커 개발</h2><p>앞서 확인된 S. brevicaule 특이적인 InDel과 SNP를 분자마커의 개발에 활용하고자 하였으나, InDel 영역의 경우 InDel 특이적 primer를 제작하여 PCR을 통한 S. brevicaule 특이적인 SCAR (Sequence Characterized Amplified Region) 마커의 개발에 어려움이 있었다. 일반적으로 InDel이 존재하는 영역에서 primer를 제작하여 PCR을 하면 InDel 영역의 염기서열 차이에 의해 발생하는 다형성에 의한 효과적인 분자마커 개발이 가능하나(Cho et al. 2015; Garcia-Lor et al. 2013; Yamaki et al. 2013), 본 연구에서는 삽입 또는 삭제 염기서열의 차이가 크지 않거나 InDel 영역을 포함한 인근 염기서열에서 반복 서열이 존재하고 있기 때문인 것으로 추정된다(Kim and Park 2020b). 따라서, 본 연구에서는 앞서 확인된 SNP를 이용하여 SNP 영역 특이적으로 작용할 수 있는 제한효소의 유무를 확인한 후 SNP 영역이 포함되도록 primer를 제작하여 PCR 진행 후 분석 대상의 모든 Solamum 종들에서 PCR로 증 폭된 DNA 단편에 제한효소를 처리하여 얻을 수 있는 CAPS (Cleaved Amplified Polymorphism Sequence; Konieczny and Ausubel 1993) 마커를 개발하게 되었다. CAPS 마커는 Solanum 종들을 대상으로 한 종 구분 또는 종 내 유전자형의 선발 등에 많이 활용되고 있으며(Kim and Park 2020a, 2020b; Park et al. 2005; Smilde et al. 2005; van der Voort et al. 1999), 다른 작물에서도 같은 목적으로 많이 이용되고 있다(Caranta et al. 1999; Konovalov et al. 2005; Lee et al. 2008; Pettenkofer et al. 2020; Uncu et al. 2015; Wang et al. 2017). 본 연구에서는 최종적으로 SNP를 이용한 S. brevicaule 특이적인 \(3\)개의 CAPS 마커가 개발되었는데, 첫 번째 분자마키(SB2_SNP_3)는 r b c L 유전자 내에 존재하는 SNP가 HpaII 제한효소에 의해 S. brevicaule 만을 특이적으로 절단하여 S. brevicaule 특이적인 결과를 나타냈으며(Table 2, Fig. 5A), 두 번째(SB2_SNP_5)와 세 번째(SB2_SNP_8) 분자마키는 각각 r p l 36-r p s 8 과 ndhl-ndhA 유전자 간 영역에 존재하는 SNP가 각각 Hphl과 Hinfl 제한효소에 의해 S. brevicaule 비특이적으로 S. brevicaule를 제외한 다른 Solanum 종들만을 절단하여 S. brevicaule 특이적, 그리고 S. brevicaule 비특이적인 결과를 모두 나타냈다(Table 2, Fig. 5B, Fig. 5C).</p><p>다양한 Solanum 종들을 대상으로 분자마커를 이용하여 유전자형을 확인하는 것은 다양한 야생종들을 이용한 감자의 신품종 육성뿐 만 아니라 진화학적 연구에도 유용하게 활용될 수 있다(Bohs and Olmstead 1997; Hosaka and Sanetomo 2012). 특히, 감자의 신품종 육성에 이용할 수 있는 야생종들의 배수성과 EBN의 다양성으로 인한 교잡불친화성을 극복하기 위해 체세포잡종이 이용될 경우 체세포잡종 과정에서 핵 내 염색체의 새로운 조합이나 세포질의 엽록체와 미토콘드리아 게놈의 무작위적 배분이 발생하여 효율적인 육종의 진행을 위해서는 체세포잡종 개체들을 대상으로 분자마커를 이용한 효율적인 유전자형의 선발이 필요하다(Aversano et al. 2009; Bastia et al. 2000; Cho et al. 2016; Kim et al. 2018; Scottietal. 2003). 대체로, 체세포잡종에 의해 핵 내 게놈과 미토곤드리아 게놈의 경우 높은 빈도의 재조합이 발생하는 것으로 알려저 있으며, 엽록체 게놈의 경우 재조합 빈도가 매우 낮거나 무작위로 한쪽친만의 게놈이 전달되는 것으로 알려저 있다(Lössl et al. 2000). 이러한 특성은 Solanum 종에서도 일반적으로 관찰되고 있으며(Chen et al. 2013; Cho et al. 2016; Smyda-Dajmund et al. 2016), 다른 식물종에서도 나타나는 현상으로 알려저 있다(Mohapatra et al. 1998; Xiang et al. 2004). 하지만, 엽록체 게놈의 경우에도 양친의 게놈이 모두 전달되는 경우도 있어 정확한 유전자형의 구별이 필요하다(Wang et al. 2011). 따라서, 본 연구에서 개발된 SNP 기반의 CAPS 마커는 S. brevicaule와 S. tuberosum 을 구별하는데 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 체세포잡종을 이용한 육종에서 엽록체 게놈의 유전자형을 구별하고 선발하는데 이용되어 S. brevicaule 을 이용한 감자의 신품종 육성에 기여할 것이다.</p>
본 연구에서 InDel 특이적 프라이머를 제작하여 PCR을 통한 마커 개발에 어려움이 삽입 또는 삭제 염기서열의 차이가 크기 때문으로 볼수 있어?
NO