<h2>S. hougasii 특이적 분자마커 개발</h2><p>분자마커의 개발은 다중 정열의 결과로 얻은 다수의 InDel 과 SNP 중, 다중 정열에 이용된 6종의 cpDNA의 비교에서 S. hougasii에는 특이적이며 나머지 5 종은 일치하는 InDel과 SNP 를 대상으로 진행하였다. 앞서 보고된 바와 같이, 이들 특이적 InDel과 SNP 는 전체 cpDNA 영역 중 InDel의 경우 코딩영역보다는 비코딩영역에서 조금 더 많이 분포하고 있었으며, SNP 의 경우 코딩영역과 비코딩영역에서 거의 비슷하게 분포하고 있었다(Cho and Park 2016; Chung et al. 2006; Kim and Park 2019).</p><p>InDel 영역을 대상으로 프라이머를 디자인하여 PCR을 할 경우 분자마커의 다형성에 의해 효과적으로 식물종을 구별할 수 분자마커를 개발하여 적용되고 있다(Cho et al. 2015; Garcia-Lor et al. 2013; Yamaki et al. 2013). 하지만, 본 연구에서는 앞서 언급된 5 개의 S. hougasii 특이적 InDel 영역 모두 PCR 기반의 S. hougasii 특이적 마커가 나타나지 않았다. 아마도 이는 상대적으로 좁은 InDel 영역에서 디자인 된 프라이머가 S. hougasii 만을 특이적으로 증폭하지 못 한 결과인 것으로 추정된다.</p><p>SNP 를 기반으로 한 분자마커 개발에서는 SNP을 포함하는 영역을 PCR로 증폭할 수 있는 프라이머를 제작하여 PCR 을 수행한 후 PCR 결과물을 대상으로 SNP 서열에서 DNA 단편을 절단할 수 있는 적절한 제한효소를 이용하여 개발하는 것으로 Konieczny and Ausubel (1993)에 의해 CAPS (Cleaved Amplified Polymorphism Sequence) 마커로 명명되었으며, 이는 Solanum 속에 속한 다른 종들을 구별하거나 같은 종내 다른 유전자형을 구별하는데 많이 이용될 뿐 만 아니라(Cho and Park 2016; Cho et al. 2016; Park et al. 2005; Smilde et al. 2005; Uribe et al. 2014), 다른 식물 종에서도 많이 활용이 되고 있다 (Komori and Nitta 2005; Uncu et al. 2015; Wang et al. 2017). 따라서, S. hougasii 특이적인 것으로 확인된 43개의 영역 중 일부를 대상으로 마커 개발에 적용하였으며, 그 중 S. hougasii 특이적인 SNP 를 포함하는 PCR 결과물에 S. hougasii의 단편만을 절단하고 나머지 종들은 절단하지 못하거나 반대로 S. hougasii 단편은 절단하지 못하고 나머지 종들은 절단하는 적합한 제한효소를 구명하였다. 최종적으로, 제작된 프라이머를 S. hougasii를 포함하는 총 18 종에 적용하여 PCR을 진행한 후 결과물에 특정 제한효소를 처리한 결과 4 개의 SNP 기반의 CAPS 마커를 개발하였다.</p><p>엽록체 전장유전체는 감자의 신품종 육성과정에서 야생종을 활용할 경우 그 정보를 활용하여 분자마커를 개발하는데 활용될 뿐 만 아니라 그 특성은 진화와 관련된 연구에도 활용되고 있다(Bohs and Olmstead 1997; Hosaka and Sanetomo 2012). 육종적 측면에서는 체세포 융합이나 식물조직배양에서의 재분화 과정에서 cpDNA 의 무작위 배분과 mtDNA (mito-chondrial genome)의 높은 재조합 빈도는 Solanum 종을 포함하여 다양한 식물 종에서 보고된 바가 있다(Chen et al. 2013; Cho et al. 2016; Lössl et al. 2000; Mohapatra et al. 1998; Smyda-Dajmund et al. 2016; Xiang et al. 2004). 본 연구에서 개발된 SNP 기반의 마커는 S. hougasii 를 다른 Solanum 종과 구별하는데 이용될 수 있으며, S. hougasii를 이용한 감자 품종 육성 과정에서 S. hougasii 또는 S. tuberosum의 적합한 엽록체형을 선발하고 육종 연한을 조금 더 단축하는데 기여할 것이다.</p>
무엇에 의해 식물종을 효과적으로 구별할 수 있지?
분자마커의 다형성