KR100687765B1 - - Quantitative detection of living modified soybean ingredients by real-time PCR using SYBR Green I - Google Patents

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Abstract

본 발명은 SYBR Green I 염색제를 이용하는 실시간 PCR (real-time PCR)에 적합한 EPSPS(5-enol-pyruvyl-shikimate-3-phosphatesynthase) 유전자 특이적 프라이머 쌍과 렉틴 유전자 증폭용 프라이머 쌍을 이용하여 유전자 변형 콩의 혼입률을 분석하기 위한 정량분석 방법, 조성물 및 키트를 제공한다.The present invention is genetically modified using a pair of 5-enol-pyruvyl-shikimate-3-phosphatesynthase (EPPS) gene-specific primers suitable for real-time PCR (SYBR Green I stain) and primer pairs for lectin gene amplification. Provided are quantitative methods, compositions and kits for analyzing the incorporation rate of beans.

LMO, 실시간 PCR (Real-time PCR), SYBR Green ILMO, Real-time PCR, SYBR Green I

Description

SYBR Green I를 이용하는 실시간-PCR을 통한 유전자변형 콩의 혼입률 정량분석 방법{Quantitative detection of living modified soybean ingredients by real-time PCR using SYBR Green I} Quantitative detection of living modified soybean ingredients by real-time PCR using SYBR Green I}             

도 1은 SYBR Green I 법에서 비특이적 PCR 산물이 증폭되는지를 용융곡선 (melting curve) 분석으로 시험한 것이다.1 is a test of the melting curve (melting curve) analysis of the amplification of non-specific PCR product in the SYBR Green I method.

도 2는 여러 조합의 프라이머 쌍의 농도실험을 도입유전자 EPSPS와 내재유전자 렉틴의 정량적 증폭에 적합한 프라이머 쌍을 선발하는 과정에서 (A) 정량에 적합한 프라이머의 농도조합과, (B) 부적합한 프라이머쌍의 농도 조합에서의 증폭곡선와 melting curve에 대한 대표적인 도면. (A)은 NTC(no template control)에서의 증폭이 없고 92oC에서 하나의 melting curve의 피크를 보이나 (B)는 NTC에서의 증폭이 있고 92oC 근처에서 melting curve의 여러 피크를 보인다. Figure 2 is a concentration experiment of the primer pairs of various combinations in the process of selecting a primer pair suitable for the quantitative amplification of the gene EPSPS and the endogenous lectin (A) concentration combination of the primers suitable for quantification, and (B) of the inappropriate primer pairs Representative diagram of amplification curve and melting curve in concentration combination. (A) shows no peak at NTC (no template control) and one melting curve peak at 92oC, while (B) shows amplification at NTC and several peaks of melting curve near 92oC.

도 3은 RRS (서열번호 1)와 RRS4 (서열번호 4), Lectin1 (서열번호 11)과 Lectin2 (서열번호 12) 프라이머 세트를 사용한 SYBR Green I 법에 의한 IRMM 표준 콩가루의 표준곡선을 작성하고 미지시료를 분석한 것이다.FIG. 3 shows a standard curve of IRMM standard soybean powder by SYBR Green I method using RRS (SEQ ID NO: 1) and RRS4 (SEQ ID NO: 4), Lectin1 (SEQ ID NO: 11), and Lectin2 (SEQ ID NO: 12) primer sets. The sample is analyzed.

본 발명은 SYBR Green I 염색제를 이용하는 실시간 PCR (real-time PCR)에 적합한 EPSPS(5-enol-pyruvyl-shikimate-3-phosphate synthase) 유전자 특이적 프라이머 쌍과 렉틴 유전자 증폭용 프라이머 쌍을 이용하여 유전자 변형 콩의 혼입률을 분석하기 위한 정량분석방법, 조성물 및 키트에 관한 것이다.The present invention provides a gene using a primer pair for 5-enol-pyruvyl-shikimate-3-phosphate synthase (EPPS) gene and primer pair for lectin gene amplification suitable for real-time PCR using SYBR Green I stain. Quantitative methods, compositions and kits for analyzing the incorporation rate of modified soybeans.

현재 세계적으로, 질병 및 병해충에 강한 농작물의 생산량 증대, 제초제 저항성 유전자 변형 작물을 통한 재배 비용과 노동력을 감소시키는 목적 등의 이유로 유전자 변형 작물 (LMO 혹은 GMO)의 재배는 증가하는 추세이다 (Nap 등, (2003) Plant J. 33:1-18).Currently, cultivation of genetically modified crops (LMO or GMO) is on the rise for the purpose of increasing the production of crops resistant to diseases and pests, reducing the cost and labor of herbicide-resistant GM crops (Nap et al. , (2003) Plant J. 33: 1-18).

지금까지 가장 많이 상업화 되어 있는 유전자 변형 작물에는 옥수수, 콩이 있으며 (바이오안전성백서, (2004) 한국생명공학연구원; Nap 등, (2003) Plant J. 33:1-18), 최근에는 다른 작물에도 넓게 적용되고 있는 실정이다. 국내에서도 고추, 벼, 들깨 등 여러 작물에서 시도되고 있다.The most commercialized genetically modified crops to date include corn and soybeans (Bio Safety White Paper, (2004) Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology; Nap et al., (2003) Plant J. 33: 1-18), It is widely applied. It is also tried in many crops such as red pepper, rice and perilla.

하지만, 유전자변형작물은 전통적인 육종 방법과는 달리 자연적으로는 교배가 이루어지지 않는 유연관계가 먼 미생물, 식물, 동물의 유전자를 작물에 인위적으로 도입하였기 때문에 인체 및 환경에 대한 잠재적 위험성에 대한 우려를 불러 일으켜 왔다. 이러한 우려는 한국을 비롯한 많은 나라에서 유전자변형농산물과 식품을 일반 농산물 및 식품과는 구분되어 유통되도록 하는 규제법을 제정하게 하였 다. 국내에서는 2001년 3월부터 콩, 옥수수, 콩나물 등에 대하여 유전자 변형 농산물 여부를 표기하도록 의무화하였고 (농림부고시 제2000-31호), 2001년 7월부터는 가공식품에 대하여도 그 원료에 콩, 옥수수, 감자가 들어간 경우 유전자재조합 유무를 제품용기나 포장에 표기하도록 하고 있다 (식품의약품안전청고시 제2000-43호).However, unlike conventional breeding methods, genetically modified crops artificially introduce genes of distantly related microorganisms, plants, and animals, which are not naturally crossed, to raise concerns about potential risks to humans and the environment. Has been called up. This concern has led to the enactment of regulatory laws in many countries, including Korea, that allow genetically modified agricultural products and foods to be distributed separately from general agricultural products and foods. In Korea, from March 2001, mandatory labeling of soybeans, corn, and bean sprouts has been made to indicate whether or not genetically modified agricultural products are produced (Ministry of Agriculture and Forestry Notice No. 2000-31). From July 2001, processed foods also contain soybeans, corn, In the case of potatoes, the genetic recombination shall be indicated on the product container or package (KFDA No. 2000-43).

현재 유전자변형농산물에 대해 가장 널리 사용되는 정량분석중의 하나는 실시간 PCR 법을 이용하는 것으로, PCR의 매 사이클마다 형광값을 측정하여 사이클 대비 형광값으로 그래프를 완성한 후 대수 증식기 (exponential phase) 범위 내에서 분석하여 표준시료의 Ct (threshold cycle) 값을 이용하여 표준곡선을 구한 후 미지시료의 Ct값을 대입하여 LMO 혼입률을 측정하는 것이다.One of the most widely used quantitative assays for GM crops is the real-time PCR method, which measures the fluorescence value in each cycle of the PCR, completes the graph with the fluorescence value per cycle, and then falls within the exponential phase range. The standard curve is calculated using the Ct (threshold cycle) value of the standard sample, and then the LMO content is measured by substituting the Ct value of the unknown sample.

유전자의 발현이나 시료의 혼합물에서 특정 유전자나 DNA 절편 (fragment)의 복제수 (copy number)를 측정하기 위하여 지난 10여 년 동안 개발된 주요 방법은 형광염료 (fluorescence dyes)의 형광값을 표적 DNA 절편에 특이한 PCR이 진행되는 동안 실시간으로 측정하는 실시간 PCR을 이용하는 방법이 주류를 이루어 왔다. DNA-결합 형광물질 (DNA-binding fluorophore) 종류로는 SYBR Green I, EtBr, 로다민(Rhodamine) 등을 들 수 있다(Higuchi 등, (1992) Bio/Technology 10:413-417, 1992; Higuchi, 등 (1993) Bio/Technology 11:1026-1030; Wittwer 등, (1997) BioTechniques 22:130-138). 현재까지 개발된 방법에는 5’ nuclease activity를 이용하여 PCR이 진행됨에 따라 5’ 말단의 reporter fluorescent 염료가 quencher 염료로부터 분리되면서 내는 고유의 형광값을 읽는 방법인 TaqMan 프루브 방법 (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA; Holland 등, (1991) PNAS 88:7276-7280), 루프 (loof) 부분은 표적에 특이적인 염기서열이고 양쪽 끝의 서로 상보적인 염기서열을 통하여 헤어핀 구조를 이루는 프루브가 PCR 과정에 따라 표적에 결합하면 양쪽 끝의 염료가 분리되면서 형광을 발산하는 Molecular beacon 방법 (Kramaer 등, (1996) Nature Biotech. 14:303-308), 그리고 업스트림 올리고 프루브의 3’ 말단에 donor 염료가 결합되어 있고, 근접한 염기서열에 대한 다운스트림 올리고 프루브의 5’ 말단에 acceptor 염료가 결합되어 있어서 PCR 과정에 따라 표적에 두 프루브가 모두 결합하면 두 염료가 가까워지면서 형광을 발산하는 하이브리다이제이션 프루브 방법 (Livak 등, (1995) PCR Methods Appl. 4:357-362), 유전자 특이 올리고뉴클레오타이드들에 부착된 Z 모양의 염기서열에 universal 헤어핀 프라이머 (UniprimerTM)가 부착하여 PCR 증폭산물에 결합하면 형광을 발하는 AmpliflourTM 보편적 증폭 및 검출 시스템 (AmpliflourTM Universal Amplification and Detection System) (Intergen Co. Purchase, NY, USA; Nazarenko 등, (1997) Nucleic Acid Research 25: 2516-2521), 통상적인 PCR에서와 같이 한 쌍의 프라이머를 사용하여 PCR을 진행하여 PCR 산물인 DNA의 이중나선에 염료가 특이적으로 삽입(intercalating)되어 형광을 발하는 SYBR Green I 염료의 특성을 이용하는 SYBR Green I 염료를 사용하는 방법 (Molecular Probes, OR, USA; Morrison 등, (1998) BioTechniques 24: 954-962) 등이 있다. A major method developed over the last decade to measure the copy number of a particular gene or DNA fragment in the expression of a gene or in a mixture of samples has been to target the fluorescence values of fluorescence dyes to target DNA fragments. The method of using real-time PCR to measure in real time during the specific PCR has been the mainstream. Examples of DNA-binding fluorophores include SYBR Green I, EtBr, Rhodamine, etc. (Higuchi et al., (1992) Bio / Technology 10: 413-417, 1992; Higuchi, (1993) Bio / Technology 11: 1026-1030; Wittwer et al., (1997) BioTechniques 22: 130-138). The method developed so far is based on the TaqMan probe method, which reads the intrinsic fluorescence value of 5 'terminal reporter fluorescent dye separated from quencher dye as PCR proceeds using 5' nuclease activity (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA; Holland et al. (1991) PNAS 88: 7276-7280), the loof portion is the target specific sequence and the hairpin structure of the probe is complementary to the PCR process. Thus, when binding to a target, the dyes at both ends separate and emit fluorescence (Kramaer et al., (1996) Nature Biotech. 14: 303-308), and donor dyes are bound to the 3 'end of the upstream oligoprobe. The acceptor dye is bound to the 5 'end of the downstream oligo probe with respect to the adjacent nucleotide sequence. When both probes bind to the target according to the PCR process, the two dyes are close to each other. Hybridization Probe Method (Livak et al., (1995) PCR Methods Appl. 4: 357-362), a universal hairpin primer (Uniprimer TM ) attached to Z-shaped sequences attached to gene-specific oligonucleotides is attached to when coupled to a PCR amplification product Ampliflour TM universal amplification and detection system that emits fluorescence (Ampliflour TM universal amplification and detection system ) (Intergen Co. Purchase, NY, USA; Nazarenko , etc., (1997) Nucleic Acid Research 25 : 2516 -2521), using a pair of primers as in conventional PCR to take advantage of the characteristics of the SYBR Green I dye that fluoresces by specifically intercalating the dye in the double helix of the PCR product DNA Methods of using the SYBR Green I dye (Molecular Probes, OR, USA; Morrison et al., (1998) BioTechniques 24: 954-962).

SYBR Green I을 이용하는 실시간 PCR은 프라이머나 프루브에 형광 염료를 부 착하지 않아도 되기 때문에 저렴하다는 장점이 있다. 그러나, SYBR Green I을 이용하는 실시간 PCR 방법은 한 종류의 PCR 산물만 증폭되는 조건이어야 하고, 통상적인 PCR에서 일어나는 비특이적 산물이나 프라이머간의 다이머의 형성이 일어나지 않는 민감한 프라이머 조건을 요구한다. 이러한 문제점 때문에 Terry 등 (2002. Journal of AOAC International 85: 938-944)은 SYBR Green I 법이 라운드 업 레디 콩의 정량에 적합하지 않다고 제안한 바 있고, 반면에 Hernandez 등 (2004. Journal of Cereal Science 39: 99-107)은 본 방법이 TaqMan 법에 필적할 정도로 GA21 유전자변형옥수수의 정량에 이용될 수 있음을 제안하였다. 결론적으로, SYBR Green I의 성공적인 적용을 위해서는 특이적인 PCR 산물만 증폭하고 비특이적 상물을 형성하지 않는 프라이머 쌍을 고안하고 프라이머간 다이머가 형성되지 않는 적합한 PCR 조건을 찾는 것이 대단히 중요하다. Real-time PCR using SYBR Green I has the advantage of being inexpensive because it does not require attaching fluorescent dyes to primers or probes. However, the real-time PCR method using SYBR Green I should be a condition that only one type of PCR product is amplified, and requires a sensitive primer condition that does not occur dimer formation between non-specific products or primers occurring in conventional PCR. Because of these problems, Terry et al. (2002. Journal of AOAC International 85: 938-944) suggested that the SYBR Green I method is not suitable for quantification of round-up ready beans, while Hernandez et al. (2004. Journal of Cereal Science 39). : 99-107) suggested that the method can be used to quantify GA21 transgenic corn, comparable to the TaqMan method. In conclusion, for the successful application of SYBR Green I, it is very important to design primer pairs that only amplify specific PCR products and do not form nonspecific counterparts, and find suitable PCR conditions that do not form dimers between primers.

본 발명은 현재 전 세계적으로 가장 널리 재배되는 유전자 변형 콩인 라운드 업 레디 콩 (Roundy Up Ready soybean)의 혼입률을 SYBR Green I을 이용하는 실시간 PCR 방법으로 정량하기 위한 것으로, EPSPS 및 렉틴 특이적인 PCR 프라이머를 제작하고 PCR 프라이머의 적합한 반응 조건을 살펴본 뒤, 선발된 프라이머 쌍을 사용하여 실시간 PCR을 수행할 경우 라운드 업 레디 콩의 혼입률을 효과적으로 정량분석할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다. The present invention is to quantify the incorporation rate of Roundy Up Ready soybean, the most widely grown genetically modified soybean in the world, by real-time PCR using SYBR Green I, to produce EPSPS and lectin-specific PCR primers. After reviewing the suitable reaction conditions of the PCR primers, it was confirmed that the incorporation rate of the round-up ready beans can be effectively quantitatively analyzed by performing the real-time PCR using the selected primer pair, and completed the present invention.

본 발명의 하나의 목적은, 서열번호 1 과 3, 서열번호 1 과 4, 서열번호 7 과 8 또는 서열번호 9 와 10 중에서 선택되는 EPSPS (5-enol-pyruvyl-shikimate-3- phosphate synthase) 유전자 특이적 프라이머 한 쌍과 서열번호 11 와 12, 및 서열번호 13 과 14 중에서 선택되는 렉틴 유전자 특이적 프라이머 한 쌍으로 SYBR Green I을 이용하는 실시간 PCR을 수행하여 유전자 변형 콩의 혼입률을 정량분석하는 방법을 제공하는데 있다. One object of the present invention, EPSPS (5-enol-pyruvyl-shikimate-3- phosphate synthase) gene selected from SEQ ID NO: 1 and 3, SEQ ID NO: 1 and 4, SEQ ID NO: 7 and 8 or SEQ ID NO: 9 and 10 A method of quantitatively analyzing the incorporation rate of transgenic soybeans by performing real-time PCR using SYBR Green I with a pair of specific primers and a pair of lectin gene specific primers selected from SEQ ID NOs: 11 and 12 and SEQ ID NOs: 13 and 14 To provide.

본 발명의 또 다른 목적은, 서열번호 1 과 3, 서열번호 1 과 4, 서열번호 7 과 8 또는 서열번호 9 와 10 중에서 선택되는 EPSPS 유전자 특이적 프라이머 한 쌍과 서열번호 11 와 12, 및 서열번호 13 과 14 중에서 선택되는 렉틴 유전자 특이적 프라이머 한 쌍을 포함하는 유전자 변형 콩의 혼입률 정량분석용 실시간 PCR 조성물을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is a pair of EPSPS gene specific primers selected from SEQ ID NO: 1 and 3, SEQ ID NO: 1 and 4, SEQ ID NO: 7 and 8, or SEQ ID NO: 9 and 10, SEQ ID NO: 11 and 12, and sequence To provide a real-time PCR composition for quantitative analysis of the incorporation rate of genetically modified soybean including a pair of lectin gene specific primers selected from Nos. 13 and 14.

본 발명의 또 다른 목적은, 서열번호 1 과 3, 서열번호 1 과 4, 서열번호 7 과 8 또는 서열번호 9 와 10 중에서 선택되는 EPSPS 유전자 특이적 프라이머 한 쌍과 서열번호 11 와 12, 및 서열번호 13 과 14 중에서 선택되는 렉틴 유전자 특이적 프라이머 한 쌍을 포함하는 유전자 변형 콩의 혼입률 정량분석용 실시간 PCR 키트를 제공하는데 있다.
Still another object of the present invention is a pair of EPSPS gene specific primers selected from SEQ ID NO: 1 and 3, SEQ ID NO: 1 and 4, SEQ ID NO: 7 and 8, or SEQ ID NO: 9 and 10, SEQ ID NO: 11 and 12, and sequence To provide a real-time PCR kit for quantitative analysis of incorporation rate of genetically modified soybean including a pair of lectin gene specific primers selected from Nos. 13 and 14.

하나의 양태로서, 본 발명은 (1) 서열번호 1 과 3, 서열번호 1 과 4, 서열번호 7 과 8 또는 서열번호 9 와 10 중에서 선택되는 EPSPS (5-enol-pyruvyl- shikimate-3-phosphatesynthase) 특이적 유전자 프라이머 한 쌍과 서열번호 11 와 12, 및 서열번호 13 과 14 중에서 선택되는 렉틴 유전자 특이적 프라이머 한 쌍을 준비하는 단계; (2) 분석시료 DNA를 주형으로 상기에서 선택된 각 프라이머 쌍으로 SYBR Green I 이용하는 실시간 PCR (real-time PCR)을 수행하는 단계;(3) 각 사이클의 연장반응 시기에 분석시료의 형광값을 판독하고 EPSPS Ct/렉틴 Ct 값을 측정하는 단계; (4) 표준시료의 EPSPS Ct/렉틴 Ct 값 값을 이용하여 얻은 표준곡선에 분석시료의 EPSPS Ct/렉틴 Ct 값을 대입하여 유전자 변형 함량을 계산하는 단계를 포함하는, SYBR Green I을 이용하는 실시간 PCR 법을 이용한 유전자 변형 콩의 혼입률을 정량분석 방법에 관한 것이다.In one embodiment, the present invention is directed to (1) EPSPS (5-enol-pyruvyl-shikimate-3-phosphatesynthase) selected from SEQ ID NO: 1 and 3, SEQ ID NO: 1 and 4, SEQ ID NO: 7 and 8, or SEQ ID NO: 9 and 10. A) preparing a pair of specific gene primers and a pair of lectin gene specific primers selected from SEQ ID NOs: 11 and 12, and SEQ ID NOs: 13 and 14; (2) performing real-time PCR using SYBR Green I with each primer pair selected from the sample DNA as a template; (3) reading the fluorescence value of the assay sample at each cycle extension time; Measuring the EPSPS Ct / lectin Ct value; (4) real-time PCR using SYBR Green I, comprising calculating the genetic modification content by substituting the EPSPS Ct / lectin Ct value of the analyte into the standard curve obtained using the EPSPS Ct / lectin Ct value of the standard sample. It relates to a method for quantitative analysis of the mixing rate of genetically modified soybean using the method.

본 발명에서, “유전자 변형 콩”이란 기존 작물 육종에 의한 품종 개발과는 달리, 동식물 또는 미생물의 유용 유전자를 인공적으로 분리하여 도입하도록 조작된 모든 콩을 의미한다. 본 발명의 유전자 변형 콩은 시킴산(shikimic acid) 대사를 저해하는 글루포세이트(glyphosate)에 저항성을 가지도록, 글루포세이트 내성을 가지는 아그로박테리운 속, 스트레인 CP4 (Agrobacterium sp, strain CP4)에서 분리한 EPSPS (5-enol-pyruvyl-shikimate-3-phosphate synthase) 유전자를 도입한 콩을 의미한다. 글루포세이트는 전세계에서 가장 많이 판매되는 라운드업(round-up) 제초제의 핵심성분을 이루는 화학물질이다.In the present invention, "genetically modified soybean" refers to all soybeans that have been manipulated to artificially separate and introduce useful genes of a plant or a microorganism, unlike varieties developed by conventional crop breeding. Genetically modified soybean of the present invention is resistant to gluphosate (glyphosate) that inhibits shikimic acid metabolism, strain Agrobacterium, glufosate, strain CP4 ( Agrobacterium sp, strain CP4) Refers to a soybean introduced into the EPSPS (5-enol-pyruvyl-shikimate-3-phosphate synthase) gene isolated from. Glufosate is a chemical that forms the core of the world's best-selling round-up herbicide.

본 발명에서, “혼입률”이란 분석 시료(미지 시료)의 전체 양에서 유전자 변형 작물이 차지하는 양의 비율을 의미하는 것으로, 본 발명의 혼입률이란 분석시료의 전체 양에서 EPSPS 유전자 도입된 콩이 차지하는 양의 비율을 의미하고, 백분 율(%)로 나타내었다.In the present invention, the "mixing rate" means the ratio of the amount of genetically modified crops to the total amount of the analysis sample (unknown sample), the mixing rate of the present invention is the amount of the soybean introduced EPSPS gene in the total amount of the analysis sample The ratio of, and expressed as a percentage (%).

EPSPS 유전자 도입 여부를 확인하기 위하여, 단백질을 검출하는 방법과 DNA를 검출하는 방법이 있다. EPSPS에 대한 항체를 이용하는 ELISA 방법으로 단백질을 정량하는 키트가 상품화되어 있으나, 단백질의 발현양은 개발회사에서 사용하는 프로모터에 따라 발현되는 정도가 다르고, 보관상태 또는 가공식품의 경우 가공과정에서 분해되는 경우가 있어서, 유전자 변형 작물의 혼입률을 정확하게 정량할 수 없다는 한계를 가진다. 이에 반하여, EPSPS 특이적인 프라이머를 이용하는 PCR 방법으로 DNA를 검출하는 방법은 직접적으로 유전자 변형 여부를 확인할 수 있고, 정확한 정량이 가능하다.In order to confirm whether the EPSPS gene is introduced, there are a method of detecting a protein and a method of detecting DNA. Kits for quantifying proteins have been commercialized by ELISA methods using antibodies against EPSPS, but the expression levels of proteins vary depending on the promoter used by the developing company, and in the case of storage or processed foods, they are degraded during processing. There is a limit that can not accurately quantify the incorporation rate of genetically modified crops. On the contrary, the DNA detection method using a PCR method using an EPSPS-specific primer can directly confirm whether the gene is modified and can accurately quantify it.

본 발명은 그 중에서도, end-point 측정 방법의 오류를 최소화하여 정량을 정확하게 하도록 민감한 형광 물질을 사용하는 실시간-PCR(real-time PCR) 방법에 관한 것으로, 특히 SYBR GreenⅠ을 이용하는 것을 특징으로 한다. 실시간 PCR을 사용한 유전자 변형 작물 검출에 기존에 널리 사용되는 방법은 프라이머에 형광 염료를 부착시킨 서열에 특이적인 프루브를 사용하는 TaqMan 법이다. 하지만 TaqMan 법은 염료의 프라이머 부착에 따른 비용의 증가와 프루브 고안이 어려움이 있으므로 이에 대한 대안으로, PCR 용액에 첨가하여 실시간 PCR의 DNA 증폭을 정성, 정량적으로 검출할 수 있는 SYBR Green I를 이용하는 방법이 제안되었다(Hernandez et al., Analytical Biochemistry 323:164-170, 2003). SYBR GreenⅠ을 이용하는 방법은 생성된 PCR 산물의 DNA 이중 나선의 마이너 그로브 (minor groove)에 결합할 때 방출하는 형광양을 측정하여 방법으로, 형광 라벨링된 올리고뉴클레오타이드 프 라이머를 고안할 필요가 없고 저렴하다는 장점이 있다. SYBR GreenⅠ을 이용하는 실시간-PCR 결과의 신뢰성은 제작된 프라이머 조건에 따라 많이 좌우되므로, 적절한 프라이머 제작이 매우 중요하다.In particular, the present invention relates to a real-time PCR (real-time PCR) method using a sensitive fluorescent material to accurately quantify by minimizing the error of the end-point measurement method, in particular using SYBR Green I. A widely used method for the detection of genetically modified crops using real-time PCR is the TaqMan method, which uses a probe specific for a sequence in which a fluorescent dye is attached to a primer. However, the TaqMan method is difficult to increase the cost and design of the probe due to the primer attachment of the dye. As an alternative, the method using SYBR Green I, which can be added to the PCR solution to qualitatively and quantitatively detect DNA amplification of real-time PCR, can be used. (Hernandez et al., Analytical Biochemistry 323: 164-170, 2003). The method using SYBR Green I is a method that measures the amount of fluorescence emitted when binding to the minor groove of the DNA double helix of the generated PCR product, and there is no need to design a fluorescently labeled oligonucleotide primer. Has the advantage. Since the reliability of real-time PCR results using SYBR Green I depends a lot on the primer conditions produced, proper primer preparation is very important.

이런 점에서, 본 발명은 SYBR Green I을 이용하는 실시간 PCR 방법으로 유전자 변형 콩의 혼입률을 정량하기에 적합한 프라이머 쌍을 제공한다. In this regard, the present invention provides primer pairs suitable for quantifying the incorporation rate of transgenic soybeans by real-time PCR using SYBR Green I.

본 발명에서, "프라이머"는 짧은 자유 3말단 수산화기(free 3' hydroxyl group)를 가지는 핵산 서열로 적절한 조건에서 템플레이트 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 한다. 프라이머는 바람직하게는 단쇄 올리고데옥시라이보뉴클레오티드이며, 본 발명의 프라이머는 NTC (no template control) 및 유전자 변형된 작물을 포함하지 않는 조건의 시료에서 비특이적인 PCR 산물을 형성하지 않고 프라이머간의 다이머가 형성되지 않아, 신뢰할 수 있는 결과를 제공하는 도입된 EPSPS에 특이적인 프라이머임을 특징으로 한다. In the present invention, a "primer" is a nucleic acid sequence having a short free 3 'hydroxyl group and serves as a starting point for template strand copying under appropriate conditions. The primer is preferably a single chain oligodeoxyribonucleotide, and the primer of the present invention does not form a nonspecific PCR product in a sample in a condition that does not include NTC (no template control) and genetically modified crops. It is characterized by that it is a primer specific for the introduced EPSPS that does not form and provides reliable results.

다양한 프라이머 쌍을 가지고 실시간 PCR을 실시해본 결과, 서열번호 1 과 3, 서열번호 1 과 4, 서열번호 7 과 8 또는 서열번호 9 와 10의 프라이머 쌍이 신뢰도가 높은 결과를 제공하는 프라이머 쌍임을 알 수 있었다. 상기 프라이머는 동일 또는 동일하지 않는 농도에서 사용할 수 있다. 적절한 프라이머 몰비에서, 프라이머간의 다이머가 형성되지 않으므로 신뢰할 수 있는 PCR 결과를 얻을 수 있다. 본 발명은 다이머를 형성하지 않는 적절한 프라이머의 몰비를 살펴보았고, 이런 몰비의 다양한 변형은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 상기 프라이머 쌍은 콩 뿐만 아니라 EPSPS 도입된 옥수수, 콩, 감자, 콩나물, 밀 등의 다양한 식물에 적용 가능하다. Real-time PCR with various primer pairs showed that the primer pairs of SEQ ID NO: 1 and 3, SEQ ID NO: 1 and 4, SEQ ID NO: 7 and 8, or SEQ ID NO: 9 and 10 were primer pairs that provided highly reliable results. there was. The primers can be used at the same or unequal concentrations. At appropriate primer molar ratios, no dimers are formed between the primers, resulting in reliable PCR results. The present invention has looked at molar ratios of suitable primers that do not form dimers, and various variations of such molar ratios are within the scope of the present invention. In addition, the primer pair is applicable to various plants such as corn, soybeans, potatoes, bean sprouts, wheat, etc., which have been introduced EPSPS.

또한 본 발명은 신뢰성 있는 결과를 도출하기 위하여 내재 유전자인 렉틴 유전자를 내부 대조구로 사용한 것을 특징으로 하고, 구체적으로 서열번호 11 과 12 또는 서열번호 13 과 14 의 핵산 서열을 가지는 콩의 렉틴 유전자 특이적 프라이머 쌍을 제공한다.In addition, the present invention is characterized in that the lectin gene, which is an internal gene, as an internal control in order to derive a reliable result, specifically the lectin gene specific of soybean having a nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 11 and 12 or SEQ ID NO: 13 and 14 Provide primer pairs.

상기 EPSPS 유전자 특이적 프라이머 쌍 및 렉틴 유전자 특이적 프라이머 쌍을 이용하여, 분석시료 DNA를 주형으로 상기에서 선택된 각 프라이머 쌍 및 SYBR Green I 을 이용하여 실시간 PCR을 수행하고, 각 사이클의 연장반응 시기에 분석시료의 형광값을 판독하고 EPSPS Ct/렉틴 Ct 값을 측정하도록 한다. 상기에서 얻은 값을 표준시료의 EPSPS Ct/렉틴 Ct 값을 이용하여 얻은 표준곡선에 분석시료의 EPSPS Ct/렉틴 Ct 값을 대입하면 유전자 변형 콩의 혼입률을 정량적으로 분석할 수 있다.Using the EPSPS gene specific primer pair and the lectin gene specific primer pair, real-time PCR was performed using each primer pair and SYBR Green I selected from the sample DNA as a template, and at the time of extension of each cycle. Read the fluorescence values of the assay and measure the EPSPS Ct / Lectin Ct values. The values obtained above can be quantitatively analyzed by incorporating the EPSPS Ct / lectin Ct value of the analytical sample into the standard curve obtained using the EPSPS Ct / lectin Ct value of the standard sample.

본 발명에서, “표준곡선”이란 혼입률을 알고 있는 표준시료로부터 동일한 프라이머를 이용해서 EPSPS Ct/렉틴 Ct 값을 측정하고, 이 값을 회귀분석(regression analysis)하여 얻은 농도별 EPSPS Ct/렉틴 Ct 값의 선형의 관련성을 나타내는 함수식을 의미하며, 일반적인 프로그램을 통하여 얻을 수 있다. 상기 표준곡선은 단순회귀모형의 기울기와 절편은 n 개의 자료 쌍을 통하여 최소제곱법(method of least square)으로 추정될 수 있으며, 이런 방법으로 얻은 적합된 회귀식(fitted regression equation)에 미지의 (혼입률을 모르는) 분석시료의 EPSPS Ct/렉틴 Ct 값을 대입함으로써, 분석시료의 혼입률을 계산할 수 있다. In the present invention, the “standard curve” is an EPSPS Ct / lectin Ct value obtained by measuring the EPSPS Ct / lectin Ct value using the same primer from a standard sample having a known incorporation rate, and regression analysis of this value. It is a functional expression representing the linear relation of, and can be obtained through general program. The standard curve can be estimated by the method of least squares over n pairs of data, and the unknown regression equation fits to the fitted regression equation. By substituting the EPSPS Ct / Lectin Ct value of the analyte (unknown), the incorporation rate of the analyte can be calculated.

또 다른 양태로서, 서열번호 1 과 3, 서열번호 1 과 4, 서열번호 7 과 8 또는 서열번호 9 와 10 중에서 선택되는 EPSPS 특이적 유전자 프라이머 한 쌍과 서열번호 11 와 12, 및 서열번호 13 과 14 중에서 선택되는 렉틴 유전자 특이적 프라이머 한 쌍을 포함하는 유전자 변형 콩의 혼입률 정량분석용 실시간 PCR 조성물에 관한 것이다.In another embodiment, a pair of EPSPS specific gene primers selected from SEQ ID NO: 1 and 3, SEQ ID NO: 1 and 4, SEQ ID NO: 7 and 8, or SEQ ID NO: 9 and 10, SEQ ID NO: 11 and 12, and SEQ ID NO: 13 It relates to a real-time PCR composition for quantitative analysis of incorporation rate of genetically modified soybeans comprising a pair of lectin gene specific primers selected from 14.

상기 조성물은 프라이머 외에도 PCR 반응을 수행하기에 필요한 반응 완충액(pH 및 마그네슘 농도는 다양), 데옥시뉴클레오타이드(dNTPs), Taq-폴리머라아제, 멸균수, SYBR Green I 등을 포함할 수 있다.The composition may include reaction buffers (pH and magnesium concentrations vary), deoxynucleotides (dNTPs), Taq-polymerase, sterile water, SYBR Green I, and the like necessary to perform PCR reactions in addition to the primers.

또 다른 양태로서, 서열번호 1 과 3, 서열번호 1 과 4, 서열번호 7 과 8 또는 서열번호 9 와 10 중에서 선택되는 EPSPS 특이적 유전자 프라이머 한 쌍과 서열번호 11 와 12, 및 서열번호 13 과 14 중에서 선택되는 렉틴 유전자 특이적 프라이머 한 쌍을 포함하는 유전자 변형 콩의 혼입률 정량분석용 실시간 PCR 키트에 관한 것이다.In another embodiment, a pair of EPSPS specific gene primers selected from SEQ ID NO: 1 and 3, SEQ ID NO: 1 and 4, SEQ ID NO: 7 and 8, or SEQ ID NO: 9 and 10, SEQ ID NO: 11 and 12, and SEQ ID NO: 13 It relates to a real-time PCR kit for quantitative analysis of incorporation rate of genetically modified soybean including a pair of lectin gene specific primers selected from 14.

본 발명의 검출용 키트는, 분석 방법에 적합한 한 종류 또는 그 이상의 다른 구성성분 조성물, 용액 또는 장치로 구성된다. 구체적으로, 실시간 PCR 키트는 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응 완충액(pH 및 마그네슘 농도는 다양), 데옥시뉴클레오타이드(dNTPs), Taq-폴리머라아제, 멸균수 등을 포함할 수 있다. The kit for detection of the present invention consists of one or more other component compositions, solutions or devices suitable for analytical methods. Specifically, real-time PCR kits may include test tubes or other suitable containers, reaction buffers (pH and magnesium concentrations vary), deoxynucleotides (dNTPs), Taq-polymerases, sterile water, and the like.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples in accordance with the gist of the present invention. .

실시예 1: 프라이머 제작 및 실시간 PCR(real-time PCR) 조건Example 1 Primer Preparation and Real-time PCR Conditions

프라이머는 LM 작물에 도입된 프로모터, 구조 유전자, 터미네이터 서열의 일부를 길이, GC함량, Tm 등을 고려하여 도입유전자의 증폭을 위한 프라이머를 제작하여 프라이머 합성회사 (바이오니아, 대전)에 의뢰하였다. 또한 작물에 특이적인 내재유전자의 게놈 DNA 염기서열을 확인한 후 내재유전자의 증폭을 위한 프라이머를 제작하였다. 상기 프라이머는 NTC(no template control) 및 0% 샘플에서 비특이적 생산물의 형성이 일어나지 않으며, 또한 프라이머 다이머 형성이 이루어지지 않게 않는 프라이머이다.Primer was commissioned by a primer synthesis company (Bionia, Daejeon) by preparing a primer for amplification of the transgene in consideration of the length, GC content, Tm, etc. of the promoter, structural gene, terminator sequence introduced into the LM crop. In addition, after identifying genomic DNA sequences of endogenous genes specific to crops, primers were prepared for amplification of endogenous genes. The primers are primers that do not result in the formation of non-specific products in no template control (NTC) and 0% samples, and also without primer dimer formation.

실시간 PCR은 다음과 같이 수행하였다.Real time PCR was performed as follows.

먼저, 시료를 조제하기 전에 실시간 PCR 기[iCycler (Bio-Rad). ABI7900 (Applied Biosystems)]를 켜 놓았다. 그리고, 분석시료 1개당 3-웰에서의 반복 실험을 위하여 4-웰 분량의 마스터 믹스(master mix)를 아래 조성에 해당하게 만들었다. 이때 분석시료 DNA의 양을 제외하고 도입유전자와 내재유전자의 PCR 1차 마스터 믹스를 만든 후, 4-웰에 해당하는 만큼 1.5 ml 튜브로 분주한 후 200 ng의 분석 시료 DNA를 넣어 잘 섞은 후 플레이트에 25 ul씩 분주하였다. 이 때 프라이머는 정방향 프라이머와 역방향 프라이머를 함께 넣어주고, 정방향 프라이머 50nM, 300nM, 900nM과 역방향 프라이머 50nM, 300nM, 900nM의 모든 조합이 가능하다. 예를 들어, 서열번호 1의 정방향 프라이머와 서열번호 3의 역방향 프라이머의 최적 농도는 300nM과 50nM이다. 표준곡선을 위한 웰에는 분석시료 DNA 대신 표준시료을 넣어 주었다. 또한 NTC(no template control)을 위한 웰에는 증류수를 넣어주었다.First, a real-time PCR machine [iCycler (Bio-Rad) before preparing the sample. ABI7900 (Applied Biosystems)] is turned on. In addition, a 4-well master mix was prepared for the following composition for repeated experiments in 3-well samples. At this time, the PCR primary master mix of the introduced gene and the endogenous gene was removed except the amount of the sample DNA, and then divided into 1.5 ml tubes corresponding to 4-wells, and 200 ng of the sample DNA was mixed and mixed well. 25 ul was dispensed. At this time, the primer is put together the forward primer and the reverse primer, the combination of the forward primer 50nM, 300nM, 900nM and the reverse primer 50nM, 300nM, 900nM is possible. For example, the optimal concentrations of the forward primer of SEQ ID NO: 1 and the reverse primer of SEQ ID NO: 3 are 300 nM and 50 nM. In the well for the standard curve, a standard sample was added instead of the sample DNA. In addition, the well for NTC (no template control) was added distilled water.

프라이머 14.5 μl 14.5 μl primer

SYBR Green I (Sigma, 미국) 1.0 μlSYBR Green I (Sigma, USA) 1.0 μl

Taq polymerase (Invitrogen, 미국) 1.5 unitTaq polymerase (Invitrogen, USA) 1.5 unit

완충액 2.5 μl2.5 μl buffer

dNTP(10 mM) 0.5 μl0.5 μl of dNTP (10 mM)

분석시료 DNA 50 ng (10 ng/ul)Sample DNA 50 ng (10 ng / ul) 5.0 μl  5.0 μl

25.0 μl                                              25.0 μl

모든 시료는 녹인 후 얼음위에 보관하도록 하고 분주가 끝나면 광학 커버 시트로 플레이트를 덮은 후 전용 롤러로 완전히 닫았다. 웰 바닥에 기포가 생기지 않도록 플레이트용 원심분리기를 이용하여 스핀 다운하였다. 컴퓨터의 분석 프로그램에 각 웰 정보를 입력한 후, 95℃ 10분 반응 후, 95℃에서 30초, 58℃에서 30 초, 72℃에서 30초의 40 사이클로 PCR을 수행하면서 사이클마다 신장기에 형광값을 읽어주었다. 그리고 55℃부터 95℃까지 0.5℃씩 올리면서 용해 곡선(melting curve)을 그렸다. PCR 반응이 끝나면 분석 프로그램으로 분석한 후 LM 함량을 계산하였다.All samples were melted and kept on ice. After dispensing, the plate was covered with an optical cover sheet and completely closed with a dedicated roller. The plate was spun down using a centrifuge to prevent bubbles from forming at the bottom of the well. After inputting each well information into the analysis program of a computer, the reaction was performed for 10 minutes at 95 ° C, followed by PCR in 40 cycles of 30 seconds at 95 ° C, 30 seconds at 58 ° C, and 30 seconds at 72 ° C. I read it. And the melting curve (melting curve) was drawn in 0.5 ℃ step by step from 55 ℃ to 95 ℃. After the PCR reaction was analyzed by an analysis program and the LM content was calculated.

실시예 2: 용해 곡선의 분석에 의한 SYBR Green I 법에 적합한 프라이머 쌍의 선택Example 2: Selection of primer pairs suitable for SYBR Green I method by analysis of dissolution curves

SYBR Green I를 이용하여 정량분석을 수행하기 위해서는 LM-soybean에 도입된 유전자를 특이적으로 증폭시키는 프라이머와 콩에 존재하는 내재유전자를 특이적으로 증폭시키는 프라이머의 개발이 중요하다. SYBR Green I 법이 프라이머 다이머와 같은 비특이적 산물도 PCR 사이클이 증가하면서 동시에 검출하였다. PCR 프라이머의 염기조성을 변화시키거나, 다른 DNA 부위에서 프라이머를 고안하는 연구를 수행하였다 (표 1). 본 발명에서는 LM-soybean의 도입유전자를 증폭시킬 수 있는 프라이머를 고안하여 비특이적 산물을 최소화한 PCR 조건에서 용해 곡선 플롯의 분석을 통해 실험하였다 (도 1).In order to perform quantitative analysis using SYBR Green I, it is important to develop a primer that specifically amplifies the gene introduced into LM-soybean and a primer that specifically amplifies the endogenous gene present in soybean. Nonspecific products, such as primer dimers, were also detected by the SYBR Green I method with increasing PCR cycles. Studies were performed to change the base composition of PCR primers or to design primers at other DNA sites (Table 1). In the present invention, by designing a primer capable of amplifying the transgene of LM-soybean, experiments were performed through analysis of lysis curve plots under PCR conditions that minimize nonspecific products (FIG. 1).

Figure 112005005053631-pat00001
Figure 112005005053631-pat00001

RRS1+RRS3(서열번호 1 과 3), RRS1+RRS4(서열번호 1 과 4), RRS2+RRS3(서열번호 2 와 3), gcgRRS1+RRS3(서열번호 5 와 3), gcgRRS1+RRS4(서열번호 5 와 4), gcgRRS2+RRS3(서열번호 6 과 3), gcgRRS2+RRS4(서열번호 6 과 4), RRS27+RRS91(서열번호 7 과 8), 및 sltmf3a+sltm2a(서열번호 9 와 10)으로 이루어지는 9쌍의 프라이머 중에서, 비특이적인 증폭과 더불어 주형 DNA가 없는 NTC(Negative control)의 경우에서 다이머가 형성되므로 프라이머 쌍, 예를 들어 gcgRRS1+RRS4 (서열번호 5와 서열번호 4) 프라이머 쌍은 SYBR Green I를 위한 정량분석에는 적합하지 않는 것으로 밝혀졌다. 9쌍 중에서 RRS1+RRS3(서열번호 1 과 3), RRS1+RRS4(서열번호 1 과 4), RRS27+RRS91(서열번호 7 과 8), 및 sltmf3a+sltm2a(서열번호 9 와 10), gcgRRS1+RRS3(서열번호 5 과 3)이 도입유전자를 위한 후보로 정해졌다. 콩 내재 유전자를 위한 Lectin1 (서열번호 11)와 Lectin2 (서열번호 12) 및 sltm1 (서열번호 13) sltm2 (서열번호 14)는 다이머 형성이 전혀 이루어지지 않으므로 적합할 것으로 생각되었다. RRS1 + RRS3 (SEQ ID NOs 1 and 3), RRS1 + RRS4 (SEQ ID NOs 1 and 4), RRS2 + RRS3 (SEQ ID NOs 2 and 3), gcgRRS1 + RRS3 (SEQ ID NOs 5 and 3), gcgRRS1 + RRS4 (SEQ ID NOs) 5 and 4), gcgRRS2 + RRS3 (SEQ ID NOs 6 and 3), gcgRRS2 + RRS4 (SEQ ID NOs 6 and 4), RRS27 + RRS91 (SEQ ID NOs 7 and 8), and sltmf3a + sltm2a (SEQ ID NOs 9 and 10) Among the 9 pairs of primers, dimers are formed in the case of NTC (Negative Control) without template DNA with non-specific amplification, so the primer pair, for example gcgRRS1 + RRS4 (SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 4), is a SYBR It was found not to be suitable for quantitative analysis for Green I. RRS1 + RRS3 (SEQ ID NOS: 1 and 3), RRS1 + RRS4 (SEQ ID NOs: 1 and 4), RRS27 + RRS91 (SEQ ID NOs: 7 and 8), and sltmf3a + sltm2a (SEQ ID NOs: 9 and 10), gcgRRS1 + RRS3 (SEQ ID NOS: 5 and 3) was selected as a candidate for the transgene. Lectin1 (SEQ ID NO: 11), Lectin2 (SEQ ID NO: 12), and sltm1 (SEQ ID NO: 13) sltm2 (SEQ ID NO: 14) for the soybean endogenous gene were considered suitable because no dimer formation occurred.

실시예 3: 프라이머의 농도 차이에 의한 SYBR Green I 법에 적합한 프라이머 쌍의 선택Example 3: Selection of primer pairs suitable for SYBR Green I method by difference in concentration of primers

도입유전자와 내재유전자의 증폭에 적합한 프라이머 쌍을 찾기 위하여 정방향 프라이머 50nM, 300nM, 900nM과 역방향 프라이머 50nM, 300nM, 900nM의 모든 조합의 프라이머 농도로 실험을 하였다. 본 분석을 통해 같은 프라이머 쌍이라도 농도가 다르면 프라이머 다이머 형성이 이루어지지 않으며 또한 백그라운드 영향이 없으며 LM 혼입률에 따라 Ct값의 차이가 큰 조건을 찾았다. 예를 들어, RRS1 (서열번호 1)과 RRS3 (서열번호 3) 프라이머쌍은 각각의 농도가 50nM과 300nM에서는 정량에 적합하였으나, 300nM과 300nM을 사용하였을 경우에는 정량에 부적합한 증폭곡선과 melting curve를 보여주었다 (도 2). 이 결과 EPSPS 도입유전자의 검출을 위한 프라이머 쌍 RRS1 (서열번호 1) 과 RRS3 (서열번호 3)의 경우 각각 300 nM과 50 nM, RRS1 (서열번호 1) 과 RRS4 (서열번호 4)의 경우 각각 300 nM과 50 nM, RRS27 (서열번호 7) 과 RRS91 (서열번호 8)의 경우 각각 300 nM과 50 nM, 및 sltmf3a (서열번호 9) 과 sltm2a (서열번호 10)의 경우 각각 900 nM과 50 nM와 내재유전자 lectin의 검출을 위한 Lectin1 (서열번호 11)과 Lectin2 (서열번호 12)의 경우 각각 50 nM과 50 nM, sltm1 (서열번호 13)과 sltm2 (서열번호 14)의 경우 각각 300 nM과 300 nM와 같은 선발된 프라이머 쌍이 스크리닝한 농도의 한 두 조합에서 정량분석에 적합하게 작동하였다. 한편 50 nM 농도의 경우는 60 nM에서 보다 잘 작동하는 경우도 있었다. 스크리닝을 통하여 얻은 RRS1과 RRS3 적합한 프라이머 농도를 가지고 도입유전자와 내재유전자를 증폭하여 IRMM 1%, 2%, 5% LM 콩을 정량하여 보았다. 1%는 0.93%의 실험값을 얻었고 2%는 1.89%의 실험값을 얻었으며, 5%는 4.08% 실험값을 얻었다. 이는 각각 7%, 5.5%, 18.4%의 오차를 갖는다. SYBR Green I 법은 비특이적 산물을 최소화한 PCR 조건에서 용해 곡선 방법을 사용하여 정성분석에 사용될 수 있는 가능성은 명확하나, 비특이산물을 생산하지 않은 프라이머 쌍은 정량분석에도 적용이 가능할 것으로 예측되었다. In order to find a primer pair suitable for amplification of the transgene and the endogenous gene, experiments were performed with primer concentrations of all combinations of 50nM, 300nM and 900nM forward primers and 50nM, 300nM and 900nM reverse primers. In this analysis, even if the same primer pairs have different concentrations, primer dimer formation did not occur and there was no background effect, and Ct value was found to be different according to the LM incorporation rate. For example, RRS1 (SEQ ID NO: 1) and RRS3 (SEQ ID NO: 3) primer pairs were suitable for quantification at 50 nM and 300 nM concentrations, respectively, but when 300 nM and 300 nM were used, amplification curves and melting curves were not suitable for quantification. Showed (Figure 2). The result is 300 nM and 50 nM for primer pairs RRS1 (SEQ ID NO: 1) and RRS3 (SEQ ID NO: 3) for detection of EPSPS transgene, and 300 for RRS1 (SEQ ID NO: 1) and RRS4 (SEQ ID NO: 4), respectively. nM and 50 nM, 300 nM and 50 nM for RRS27 (SEQ ID NO: 7) and RRS91 (SEQ ID NO: 8), and 900 nM and 50 nM for sltmf3a (SEQ ID NO: 9) and sltm2a (SEQ ID NO: 10), respectively Lectin1 (SEQ ID NO: 11) and Lectin2 (SEQ ID NO: 12) for detection of endogenous lectin 50 nM and 50 nM, respectively, and 300 nM and 300 nM for sltm1 (SEQ ID NO: 13) and sltm2 (SEQ ID NO: 14), respectively Selected primer pairs, such as, worked suitably for quantitation in one or two combinations of screened concentrations. On the other hand, the concentration of 50 nM may work better at 60 nM. IRMM 1%, 2%, 5% LM soybeans were quantified by amplifying transgenes and endogenous genes with appropriate primer concentrations of RRS1 and RRS3 obtained through screening. 1% obtained 0.93% experimental value, 2% obtained 1.89% experimental value, and 5% obtained 4.08% experimental value. It has errors of 7%, 5.5% and 18.4%, respectively. Although the SYBR Green I method can be used for qualitative analysis using the dissolution curve method under PCR conditions that minimize nonspecific products, primer pairs that do not produce nonspecific products are expected to be applicable to quantitative analysis.

실시예 4: LMO 정량분석을 위한 표준물로 게놈 DNA와 플라스미드 DNA를 사용한 미지시료의 분석Example 4 Analysis of Unknown Sample Using Genomic DNA and Plasmid DNA as Standard for LMO Quantitative Analysis

도입유전자 RRS1 (서열번호 1)과 RRS4 (서열번호 4)를 사용하여 IRMM 1, 2 및 5% LM-Soybean 샘플을 분석한 결과 IRMM 1%는 1.1%로 2%는 1.5%로 5%는 3.8%로 실험값이 나왔으며, 각각 10%, 25% 및 24%의 오차를 보였다 (도3 및 표2). 본 실시예에서 내재양성대조군은 내재유전자 Lectin1 (서열번호 11)와 Lectin2 (서열번호 12) 프라이머쌍을 사용하였다. 한편, TaqMan 프로브 방법(Applied Biosystems, Foster City, CA, USA; Holland 등, (1991) PNAS 88:7276-7280)을 이용한 분석에서 는 1.27, 2.43 및 4.74%의 실험값을 얻었으며 각각 27%, 21.5% 및 5.2%의 오차를 나타내었다(표 2). 결론적으로 SYBR Green I 을 이용하는 방법은 기존의 TaqMan 프로브 방법과 유사한 오차 범위의 측정치를 주었다. Analysis of IRMM 1, 2 and 5% LM-Soybean samples using transgenes RRS1 (SEQ ID NO: 1) and RRS4 (SEQ ID NO: 4) shows that IRMM 1% is 1.1%, 2% is 1.5% and 5% is 3.8 Experimental values were found in%, with errors of 10%, 25% and 24%, respectively (Figure 3 and Table 2). In this example, the endogenous positive control group used a pair of endogenous genes Lectin1 (SEQ ID NO: 11) and Lectin2 (SEQ ID NO: 12). On the other hand, the analysis using the TaqMan probe method (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA; Holland et al., (1991) PNAS 88: 7276-7280) yielded experimental values of 1.27, 2.43 and 4.74%, respectively, 27% and 21.5. Errors of% and 5.2% are shown (Table 2). In conclusion, the method using SYBR Green I gave a similar error range to the conventional TaqMan probe method.

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본 발명의 EPSPS(5-enol-pyruvyl-shikimate-3-phosphate synthase) 유전자 특이적 프라이머 쌍과 렉틴 유전자 증폭용 프라이머 쌍을 이용할 경우, EPSPS 도입된 옥수수, 콩, 감자, 콩나물, 밀 등의 다양한 식물의 혼입률을 실시간 PCR을 통하여 효율적으로 정량할 수 있다. When using the EPSPS (5-enol-pyruvyl-shikimate-3-phosphate synthase) gene-specific primer pair and the primer pair for lectin gene amplification, EPSPS-introduced various plants such as corn, soybean, potato, bean sprouts and wheat Can be efficiently quantified by real-time PCR.

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Claims (6)

(1) EPSPS 검출용 서열번호 1과 3, 서열번호 1과 4 및 서열번호 7과 8로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 EPSPS(5-enol-pyruvyl-shikimate-3-phosphatesynthase) 유전자 특이적 프라이머 한 쌍과 서열번호 11와 12인 렉틴 유전자 특이적 프라이머 한 쌍을 준비하는 단계;(1) a pair of EPSPS (5-enol-pyruvyl-shikimate-3-phosphatesynthase) gene specific primers selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1 and 3, SEQ ID NOs: 1 and 4, and SEQ ID NOs: 7 and 8 for detecting EPSPS; Preparing a pair of lectin gene specific primers SEQ ID NOs: 11 and 12; (2) 분석시료 DNA를 주형으로 상기에서 선택된 각 프라이머 쌍으로 SYBR Green I을 이용하는 실시간 PCR(real-time PCR)을 수행하는 단계;(2) performing real-time PCR using SYBR Green I with each primer pair selected from the sample DNA as a template; (3) 각 사이클의 연장반응 시기에 분석시료의 형광값을 판독하고 EPSPS Ct/렉틴 Ct 값을 측정하는 단계;(3) reading the fluorescence value of the assay sample and measuring the EPSPS Ct / lectin Ct value at each extension time of the cycle; (4) 표준시료의 EPSPS Ct/렉틴 Ct 값을 이용하여 얻은 표준곡선에 분석시료의 EPSPS Ct/렉틴 Ct 값을 대입하여 유전자 변형 함량을 계산하는 단계를 포함하는, SYBR Green I을 이용하는 실시간 PCR 법을 이용한 유전자 변형 콩의 혼입률 정량분석 방법. (4) real-time PCR method using SYBR Green I, comprising calculating the amount of genetic modification by substituting the EPSPS Ct / lectin Ct value of the analytical sample into the standard curve obtained using the EPSPS Ct / lectin Ct value of the standard sample. Incorporation rate quantitative analysis method of genetically modified soybeans. 제1항에 있어서, 비특이적 증폭과 프라이머 다이머가 형성되지 않는 농도의 프라이머 쌍을 이용하는 방법.The method of claim 1, wherein a primer pair is used at a concentration at which nonspecific amplification and primer dimer are not formed. EPSPS 검출용 서열번호 1과 3, 서열번호 1과 4 및 서열번호 7과 8로 이루어진 그룹에서 선택되는 EPSPS 유전자 특이적 프라이머 한 쌍과 서열번호 11와 12인 렉틴 유전자 특이적 프라이머 한 쌍을 포함하는 유전자 변형 콩의 혼입률 정량분석용 실시간 PCR 조성물. A pair of EPSPS gene specific primers selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1 and 3, SEQ ID NOs: 1 and 4, and SEQ ID NOs: 7 and 8 for detecting EPSPS and a pair of lectin gene specific primers of SEQ ID NOs: 11 and 12 Real-time PCR composition for quantitative analysis of the mixing rate of genetically modified soybeans. 제3항에 있어서, 비특이적 증폭과 프라이머 다이머가 형성되지 않는 농도의 프라이머 쌍을 이용하는 조성물.4. The composition of claim 3, wherein primer pairs are used at a concentration at which nonspecific amplification and primer dimers are not formed. EPSPS 검출용 서열번호 1과 3, 서열번호 1과 4 및 서열번호 7과 8로 이루어진 그룹에서 선택되는 EPSPS 유전자 특이적 프라이머 한 쌍과 서열번호 11과 12인 렉틴 유전자 특이적 프라이머 한 쌍을 포함하는 유전자 변형 콩의 혼입률 정량 분석용 실시간 PCR 키트. A pair of EPSPS gene specific primers selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1 and 3, SEQ ID NOs: 1 and 4, and SEQ ID NOs: 7 and 8 for detecting EPSPS and a pair of lectin gene specific primers of SEQ ID NOs: 11 and 12 Real-time PCR kit for quantitative analysis of mixing rate of genetically modified soybeans. 제5항에 있어서, 비특이적 증폭과 프라이머 다이머가 형성되지 않는 농도의 프라이머 쌍을 이용하는 키트.6. The kit of claim 5, wherein primer pairs are used at a concentration where nonspecific amplification and primer dimers are not formed.
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