KR101151109B1 - Identification method for cymbidium species of oriental orchid using by cross-species transferable microsatellite markers and primers for amplification thereof - Google Patents

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현영세
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Abstract

PURPOSE: A method for distinguishing Cymbidium species oriental orchids using a microsatellite marker is provided to enable phylogenetics research. CONSTITUTION: A method for distinguishing Cymbidium species comprises a step of amplifying a microsatellite marker using primer containing a pair of sequences among sequence numbers 9 and 10, 11 and 12, 13 and 14, 15 and 16, 17 and 19, and 19 and 10. The microsatellite marker comprises one sequence among sequence numbers 1 to 6. The Cymbidum species oriental orchids include Cymbidium goeringii, C RCHB, C, gykuchin, C, forrestii, C. kanran, C. sinense, and C. faberi.

Description

마이크로새틀라이트 마커를 이용한 심비디움속 동양란의 식별방법 {Identification method for Cymbidium species of oriental orchid using by cross-species transferable microsatellite markers and primers for amplification thereof} Identification method for Cymbidium species of oriental orchid using by cross-species transferable microsatellite markers and primers for amplification

본 발명은 마이크로새틀라이트 (microsatellite) 마커를 이용한 난 식별방법에 관한 것으로서, 특히 춘란 (Cymbidium goeringii), 춘검란 (C. RCHB), 소심란 (C. gyokuchin), 중국춘란 (C. forrestii), 한란 (C. kanran), 보세란 (C. sinense), 일경구화 (C. faberi) 등의 심비디움속 동양란에 대해 공통적으로 동시에 적용되는 마이크로새틀라이트 (microsatellite) 마커와 이를 이용한 심비디움속 동양란의 식별방법에 관한 것이다. The present invention relates to an egg identification method using a microsatellite marker, and in particular, Cymbidium goeringii , C. RCHB , C. gyokuchin , C. forrestii , Han ( A study on microsatellite markers commonly applied to symbiotic oriental eggs in C. kanran , C. sinense , C. faberi , etc. and methods of identifying oriental eggs in symbidium using the same will be.

난과식물은 단자엽식물 중 가장 진화된 식물로 전 세계적으로 800속, 20,000-25,000종 정도가 분포하고 있다. 그 중, 춘란 (C. goeringii)은 우리나라를 비롯하여 중국, 일본, 대만 등의 산야에서 자생하고 있는 상록성 다년초로서 주로 남부지방에서 자라고 여름철에 신선한 바람이 부는 조건을 좋아하며, 겨울의 추위에도 비교적 강한 식물이다 (Lee et al., 2004). 춘란은 일경일화 (

Figure 112012026413249-pat00001
)의 개화습성을 가지고 있으며 3-4월에 꽃을 피우고, 야산의 소나무 숲속에서 자라는 반음지성 식물로 잎이나 꽃이 작고 향기는 없으며 화려하진 않지만 변이에 따라 잎의 무늬가 다양하고 꽃의 색과 모양이 다양해서 애호가들에 의하여 재배되고 있다. 한국 춘란은 일반적으로 향이 진하지 않은 것으로 알려졌으나, 제주도나 전남 해안가에서 발견된 일부 춘란은 중국 춘란처럼 특이한 향이 있는 유향종이 동정되기도 하였다. Egg plants are the most advanced of the monocotyledonous plants, with 800 genera and 20,000-25,000 species worldwide. Among them, C. goeringii is an evergreen perennial herb that grows in Korea, China, Japan, and Taiwan. It grows mainly in the southern region and enjoys the condition of fresh wind in summer and relatively strong in winter cold. Plant (Lee et al., 2004). Chun-ran is a day off
Figure 112012026413249-pat00001
It is a semi-negative plant that blooms in March-April and grows in the pine forests of Yasan. The leaf or flower is small, has no fragrance, and it is not gorgeous. Its variety is grown by lovers. In Korea, Chunlan is generally known to be not scented, but some Chunlan found on the coast of Jeju Island or Jeonnam have been identified with unique scents like Chinese Chunlan.

춘검란 (C. RCHB)은 주로 중국의 사천성과 운남성 일대에 널리 분포하고 있으며 잎은 길이가 30~45 ㎝, 폭 1~1.5 ㎝ 정도로 춘란에 비해 잎 폭은 다소 넓고 잎의 길이는 많이 긴 편이다. 현지에서 꽃이 피는 시기는 1월 말부터 2월 중순까지이며, 한 꽃대에 2~5송이의 다화로 1 송이가 피는 춘란에 비해 송이수가 많다. C. RCHB is widely distributed in China's Sichuan and Yunnan provinces. The leaves are 30 ~ 45 ㎝ long and 1 ~ 1.5 ㎝ wide. . Flowers bloom locally from the end of January to the middle of February, and there are more clusters than Chunlan, which blooms from 2 to 5 flowers per flowerbed.

소심란 (C. gyokuchin)은 중국 복건성 대만에서 많이 자생하며 잎은 V형으로 골이 깊고 두텁고 잎의 길이는 30~40 ㎝, 폭은 1 ㎝ 정도로 춘란에 비해 장대하다. C. gyokuchin is native to Taiwan, Fujian Province, China. The leaves are V-shaped, deep in bone, thick, 30 ~ 40 cm long, and 1 cm wide, which is larger than Chunlan.

꽃이 피는 시기는 가을이며 1경에 5~9 송이의 꽃을 피우며 향기가 매우 좋으며 꽃잎의 색상은 엷은 초록 색상이다. 꽃잎은 춘란에 비해 약간 뾰족한 편으로 꽃의 크기는 춘란의 절반에도 미치지 못한다.Flowering season is autumn, with 5-9 flowers per flower, fragrance is very good, and petals are pale green. The petals are slightly pointed compared to the chunran, and the flowers are less than half the size of the chunran.

중국춘란 (C. forrestii)은 중국의 절강성과 강소성의 산간부에 주로 자생하며 춘란에 비해 일부지역에서만 한정되어 자생하고 있으며 잎은 길이가 30 ㎝, 폭 1 ㎝ 정도로 춘란보다 약간 큰 편이다. 꽃이 피는 시기는 춘란과 비슷하며 향기가 매우 우수한 1경1화의 춘란으로, 외형은 춘란과 비슷하나 신아가 나올시 초상 엽의 색상이 적자색으로 차이가 있다. 꽃잎과 꽃의 크기는 춘란과 비슷하다. C. forrestii is native to the mountainous region of Zhejiang and Jiangsu provinces in China, and is limited to some areas compared to Chunlan. Leaves are 30 ㎝ long and 1 ㎝ wide, slightly larger than Chunlan. The flowering period is similar to Chunlan, and the scent of Chunran is very scented. Its appearance is similar to that of Chunlan, but the color of the portrait leaf is reddish purple. Petals and flowers are similar in size to Chunlan.

한란 (C. kanran)은 한국과 중국, 일본에 분포하며 한국에서는 한라산 남쪽 서귀포 일대에서만 자생하는데, 잎은 길이가 40~70 ㎝, 폭은 1~1.7 ㎝ 정도로 춘란에 비해 매우 장대하다. 꽃이 피는 시기는 11~1월 사이이며, 향기가 우수하고, 1경에 9~20 송이의 꽃을 피운다. 꽃잎은 춘란에 비해 뾰족하고 쇄기 모양으로 만개한 꽃의 크기는 춘란에 비해 작은 편이다. C. kanran is distributed in Korea, China, and Japan, and grows only in Seogwipo area, south of Halla Mountain. Leaves are 40 ~ 70 ㎝ long and 1 ~ 1.7 ㎝ wide. Flowering season is from November to January, with excellent fragrance, and 9 ~ 20 flowers bloom per season. The petals are sharper and wedge-shaped than the Chunlan, and the flowers are in full bloom.

보세란 (C. sinense)은 중국의 남부지역과 대만 등지에서 자생하며 잎은 길이가 30~40 ㎝, 폭은 1.5~2.5 ㎝ 정도로 춘란에 비해 넓고 크다. 1경에 10~15 송이의 꽃을 피우며, 꽃이 피는 시기는 1월 말부터 2월 중순으로 진하고 탁한 향기가 나며, 꽃잎의 색상은 보라색이다. 꽃잎은 춘란에 비해 뾰족하나 한란에 비해서는 조금 덜 뾰족한 편으로 꽃의 크기는 춘란의 절반에도 못 미친다. C. sinense is native to southern China and Taiwan, and its leaves are 30 ~ 40 ㎝ long and 1.5 ~ 2.5 ㎝ wide and larger than Chunlan. The flowers of 10 ~ 15 flowers per circumference are in bloom, and the period of flowering is from late January to mid-February, with a dark and muddy scent, and the petals are purple. The petals are sharper than those of the Chunlan, but they are a little less sharp than the Clan, and the flowers are less than half the size of the Clan.

일경구화 (C. faberi)는 중국의 강소성과 절강성 그리고 호북성 등지에 자생하는 동양란의 종류로 잎의 길이는 30~50 ㎝, 폭이 1~1.5 ㎝ 정도로 춘란에 비해 장대하다. 꽃이 피는 시기는 4~5월쯤으로 춘란에 비해 조금 늦게 피며, 향기가 매우 우수하고, 꽃은 1경에 9~15 송이를 피운다. 꽃잎은 춘란에 비해 뾰족한 쇄기 형으로 크기는 춘란보다 조금 작다. C. faberi is a kind of oriental eggs native to China's Jiangsu, Zhejiang, and Hubei provinces. The length of leaves is 30-50 cm and the width is 1-1.5 cm. Flowers bloom in April-May, a little later than Chunlan, and have very good scents. Flowers bloom 9-15 per flower. The petals are pointed wedge-shaped, slightly smaller than the Chunlan.

춘란을 포함한 난초류는 지속적인 시장성장의 추세를 보이는 화훼류로서 부가가치가 높은 산업이다. 난 산업은 장미, 국화, 등 주요 화훼류보다 월등히 높은 수출 실적을 기록하고 있으며, 난초류는 유일하게 수출실적이 증가 추세에 있는 주요 화훼작물이다. 그러나 늘어난 수요의 증가에 따라 약제 등을 처리한 가짜 변이종이 유통되어 난 시장의 불신이 확산되고 있으며, 또한 값싼 중국산 난이 고가품으로 거래되기도 하여 난에 대한 불신이 더욱 깊어지는 추세이다. 특히 춘란 등의 가격이 변이성에 따라 천차만별이므로 값싼 개체를 고가품으로 둔갑시키는 위품 생산 및 판매의 유혹이 높다.
Orchids, including Chunlan, are high value-added industries that show a trend of continued market growth. The orchid industry has a much higher export performance than the major flowers such as roses, chrysanthemums, and orchids. It is the only major flower crop whose export performance is increasing. However, with increasing demand, distrust in the market has been spreading due to the distribution of fake varieties treated with pharmaceuticals, and cheap Chinese products are also traded as high-priced goods. In particular, the price of Chunlan, etc. varies greatly depending on the variability, so the temptation to produce and sell goods that make cheaper items expensive is high.

최근 생명공학기술의 급속한 발달로 DNA 수준에서의 활발한 유전적 마커의 개발연구가 이루어지면서 중요한 가치를 지닌 주요작물들의 유전적 근연관계를 추적하고 고유 유전자원으로서의 위치를 판단하는 등의 연구가 다양하게 진행되고 있다. 특히 SSR (Simple sequence repeat)로도 불리는 마이크로새틀라이트(simple sequence repeat: SSR) 유전좌위는 농작물의 유전육종 및 근연종간 구분에 광범위하게 이용되고 있다. 마이크로새틀라이트를 이용한 유전자 감식은 지문처럼 개체마다 다른 초변이성 DNA를 분석하는 기술로 DNA지문법(DNA fingerprinting)으로도 일컬어진다. 즉, 마이크로새틀라이트는 (1) 생물의 유전체(genome)상의 매우 빈번하고 고른 분포도, (2) 많은 대립유전자와 높은 변별력의 유지, (3) 높은 재현성(reproducibility)과 근연종간의 교차 적용성(cross-species transferability)으로 어떤 유전적 마커보다도 변별력이 뛰어나다. 마이크로새틀라이트 마커에 대한 연구는 1980년대 인간의 유전체 연구에서부터 비롯된 후, 지금은 주요 원예 및 농축산물에 대해 마이크로새틀라이트 마커들이 개발된 수준이다. With the recent rapid development of biotechnology, research on the development of active genetic markers at the DNA level has led to various researches such as tracking the genetic relationship of important crops with important values and determining their position as a unique genetic resource. It's going on. In particular, the simple sequence repeat (SSR) locus, also called SSR (Simple Sequence Repeat), has been widely used for genetic breeding and breeding of crops. Genetic identification using microsatellite is also called DNA fingerprinting, a technique that analyzes hypervariable DNA that differs from one individual to another, like fingerprints. In other words, microsatellites are characterized by (1) very frequent and even distributions in the genome of organisms, (2) maintenance of many alleles and high discrimination, (3) high reproducibility and cross-applicability between species. Cross-species transferability makes it more discriminating than any genetic marker. Since research on microsatellite markers began with human genome research in the 1980s, microsatellite markers have now been developed for major horticultural and agricultural products.

그러나, 아직 춘란에 대해서 개발된 유전적 마커들의 대부분은 RAPD (random amplified polymorphic DNA)를 기반으로 하거나, ISSR (inter-SSR) 마커를 이용한 연구로서 변별력이나 재현성에 문제가 제기되고 있다. 최근들어 Moe 등(2010)에 의해 춘란에 대한 14 종류의 SSR 마커가 보고된 적이 있으며, 본 발명의 발명자가 관련된 선출원으로 한국 공개특허 10-2011-0118199호에서도 춘란에 대한 10종의 마이크로새틀라이트 및 이를 증폭하기 위한 프라이머를 기술하고 있다. 그러나, 춘란과 근연종인 심비디움(Cymbidium) 속의 여러 종을 서로 구분하기 위해 심비디움속 난에 대해 동시에 적용될 수 있는 마커는 아직까지 개발되지 못했다. 따라서, 동양란 시장의 신뢰회복과 자생란의 유전자원 보호 측면에서도 여러 종에 동시 적용할 수 있는 마이크로새틀라이트의 확립이 현재 절실히 요청되고 있는 상황이다. However, most of the genetic markers developed for Chunran are based on random amplified polymorphic DNA (RAPD) or studies using ISSR (inter-SSR) markers. Recently, 14 types of SSR markers for chunran have been reported by Moe et al. (2010), and in Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0118199 as a prior application related to the inventor of the present invention, 10 kinds of microsatellites for chunlan And primers for amplifying them. However, Chunbi and Cymbidium Markers that can be applied simultaneously to the symbidium egg to distinguish different species of the genus have not been developed yet. Therefore, there is an urgent need to establish a microsatellite that can be applied to several species simultaneously in terms of recovering trust in the oriental egg market and protecting genetic resources of native eggs.

본 발명은 춘란을 비롯한 심비디움(Cymbidium) 속의 여러 종을 서로 구분하고 개체를 식별하기 위해 심비디움속 란에 대해 동시에 적용될 수 있는 마커 및 이를 이용한 식별방법을 제공하고자 하는 것이다. 본 발명자들은 심비디움속 난에 대해 동시에 적용되는 마이크로새틀라이트 마커를 개발하기 위한 연구를 수행한 결과, 춘란의 SSR-농축 라이브러리 스크리닝을 통해 높은 다형성을 가진 새로운 6종의 마이크로새틀라이트 마커를 동정하였으며, 이들 마커가 심비디움속의 다른 6종에서도 다형성을 보임을 확인하여 본 발명을 완성하였다. The present invention is Cymbidium ( Cymbidium ) including Chunlan The purpose of the present invention is to provide a marker and an identification method using the same, which can be applied simultaneously to the symbidium column to distinguish several species of the genus and to identify individuals. The present inventors conducted a study to develop microsatellite markers applied simultaneously to the symbidium eggs, and identified six new microsatellite markers with high polymorphism through the screening of SSR-enriched libraries in Chunlan. These markers confirmed polymorphisms in six other species in the symbidium, thus completing the present invention.

본 발명의 목적은 심비디움(Cymbidium)속 난에 대해 동시에 PCR로 증폭되어 적용될 수 있는 마이크로새틀라이트 마커를 제공하는 것으로서, 특히 춘란, 춘검란, 소심란, 중국춘란, 한란, 보세란, 일경구화 등의 심비디움속 동양란에 대해 동시에 적용되어 종을 서로 구분하고 개체 식별 및 계통유전학적 연구에 활용될 수 있는 마이크로새틀라이트 마커를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a microsatellite marker that can be amplified by PCR at the same time to apply to the Symbidium ( Cymbidium ) eggs, especially chunran, chun gum, small heart eggs, Chinese chunran, Hanran, bonded eggs, symbidium such as sun-curing It is intended to provide microsatellite markers that can be applied simultaneously to the genus Oriental Egg to distinguish species from each other and to be used for individual identification and phylogenetic studies.

또한, 본 발명의 목적은 춘란의 상기 마이크로새틀라이트 마커를 증폭하기 위한 프라이머를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a primer for amplifying the microsatellite marker of chunran.

또한, 본 발명의 목적은 상기 마이크로새틀라이트 마커를 이용하여 심비디움속 란의 종을 구분하고 개체를 식별하는 방법을 제공하는 것이다. It is also an object of the present invention to provide a method for identifying species and identifying individuals of genus Symbidium eggs using the microsatellite markers.

본 발명에서는, 서열 번호 1 내지 6 중 어느 하나의 염기 서열로 이루어지는, 심비디움속 동양란에 공통으로 적용되는 마이크로새틀라이트 마커를 제공한다. 상기 심비디움(Cymbidium)속 동양란은, 특히 춘란, 춘검란, 소심란, 중국춘란, 한란, 보세란, 일경구화를 포함한다. In the present invention, there is provided a microsatellite marker which is commonly applied to the oriental egg genus of Symbidium composed of the base sequence of any one of SEQ ID NOs: 1-6. The oriental eggs of the genus Cymbidium include, in particular, Chun-lan, Chun-gumran, Small-Shimran, Chinese Chunran, Hanran, Bonded egg, and Sun-curing flowers.

또한, 본 발명에서는, 서열 번호 9과 10, 서열 번호 11와 12, 서열 번호 13과 14, 서열번호 15와 16, 서열번호 17와 19, 및 서열번호 19와 20 중 어느 하나의 염기서열 쌍으로 이루어지는 프라이머를 제공한다. In addition, in the present invention, the base pair of any one of SEQ ID NO: 9 and 10, SEQ ID NO: 11 and 12, SEQ ID NO: 13 and 14, SEQ ID NO: 15 and 16, SEQ ID NO: 17 and 19, and SEQ ID NO: 19 and 20 To provide a primer.

또한, 본 발명에서는, 서열 번호 1 내지 6 중 어느 하나의 염기서열로 이루어지는 마이크로새틀라이트 마커(microsatellite marker)를 1종 이상 사용하여, 심비디움(Cymbidium)속 동양란의 종을 구분하고 개체를 식별하는 방법이 제공된다.In addition, in the present invention, by using one or more microsatellite markers consisting of the nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 1 to 6, a method for distinguishing species of oriental eggs of Cymbidium genus and identifying individuals This is provided.

본 발명에서는 최초로 심비디움 (Cymbidium) 속 동양란에 동시에 적용되는 마이크로새틀라이트 마커들을 확인하였다. 본 발명의 마커는 춘란에 대한 종합변별력 및 종합개체식별 정확도가 3.97 X 10-6 및 99.9996% 이고, 보세란에 대한 종합변별력 및 종합개체식별정확도는 2.74 X 10-5 및 99.9973%로 매우 우수한 것으로 나타났다. 본 발명의 마이크로새틀라이트 마커를 이용한 식별방법은, 심비디움속 종들의 종 구분과 개체식별에 사용되고, 또한 심비디움속의 지역별 분포에 대한 계통유전학적 연구에 유용하게 이용될 수 있으며, 나아가 개체별 고유 DNA ID 부여를 통해 기내 조직배양 및 산업적 혹은 상품적 가치가 높은 주요 춘란 품종의 개체에 대한 유전적 검증 시스템의 확립을 위해서도 유용하게 활용될 수 있다. In the present invention, for the first time, microsatellite markers simultaneously applied to oriental eggs in the genus Cymbidium were identified. The marker of the present invention has a comprehensive discrimination ability and an object identification accuracy of the spring eggs 3.97 X 10 -6 and 99.9996%, and a comprehensive discrimination power and the accuracy of the comprehensive object identification of the bonded eggs are 2.74 X 10 -5 and 99.9973%. appear. The identification method using the microsatellite marker of the present invention is used for species identification and individual identification of Symbidium species, and can be usefully used for phylogenetic studies on the regional distribution of Symbidium species, and furthermore, unique DNA ID for each individual species. The grant can also be useful for in-flight tissue culture and for the establishment of genetic validation systems for individuals of major spring eggs with high industrial or commodity value.

도 1a 내지 1c는 본 발명의 6종의 마이크로새틀라이트 마커의 유전자형 분석 결과를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 6종의 마이크로새틀라이트 마커의 반복 단위, 반복 영역 및 염기 서열을 도시한 것이다.
1A to 1C show genotyping results of six microsatellite markers of the present invention.
2 shows repeat units, repeat regions and nucleotide sequences of six microsatellite markers of the invention.

본 발명에서는 심비디움속 여러 종에 대해 동시 적용되는 될 수 있는 마이크로새틀라이트 마커를 개발을 위하여, 마이크로새틀라이트-농축 라이브러리를 제작하여 이용하였으며, 마이크로새틀라이트를 분리하기 위한 탐침으로는 다이-, 트라이-, 및 테트라뉴클레오티드 반복 서열로 구성된 12 종류를 사용하였다(하기 표 1 참조).In the present invention, in order to develop a microsatellite marker that can be applied simultaneously to various species of symbidium, a microsatellite-concentrated library was produced and used. As a probe for separating microsatellites, a die-tri -And 12 kinds of tetranucleotide repeat sequences were used (see Table 1 below).

제작된 춘란의 마이크로새틀라이트-농축 라이브러리로부터 스크리닝을 수행하여 양성 클론을 분리하고 이로부터 플라스미드를 추출한 후 삽입 단편의 직접적인 염기서열을 분석하고 마이크로새틀라이트 서열의 위치와 특징을 분석하였다. 분석된 마이크로새틀라이트 모티프들 중 기본 반복 단위가 5번 이상 반복되고 반복 지역 전후에 충분한 보존 서열을 갖는 6개 좌위를 선택하고 이들을 위한 프라이머를 제작하였다. 프라이머의 길이는 19-24mer 범위였으며 심비디움속 7종에 대해 모두 작동하게 제작하였다. 각 프라이머의 서열은 하기 표 2와 같다. 이들 프라이머와 7종 동양란의 게놈 DNA를 주형으로 이용하여 PCR 증폭을 실시한 후 그 PCR 산물의 유전자형을 분석하고 대립유전자 분포도를 분석한 결과 대부분의 종에서 다양성이 확인되어 6종의 마이크로새틀라이트 마커를 신규로 확립하였다. Screening was performed from the prepared Chunlan microsatellite-enriched libraries to isolate the positive clones, extract plasmids from them, analyze the direct sequencing of the inserted fragments, and analyze the location and characteristics of the microsatellite sequences. Of the analyzed microsatellite motifs, the base repeat unit was repeated five or more times and six loci with sufficient conserved sequences before and after the repeat region were selected and primers were prepared for them. Primer lengths ranged from 19-24mer and were designed to work for all seven symbidium species. The sequence of each primer is shown in Table 2 below. PCR amplification using these primers and genomic DNA of seven oriental eggs as a template, followed by genotyping of the PCR products and analysis of allelic distribution, showed diversity in most species and identified six microsatellite markers. Newly established.

본 발명에서 확립된 6종의 마이크로새틀라이트 마커인 CG709, CG722, CG787, CG1023, CG1229 및 CG1508의 염기서열은, 각각 서열 목록의 서열 번호 1 내지 6과 같으며, 이들의 반복 단위 및 반복 영역은 도 2에 도시된 것과 같다. 또한, 이들 마이크로새틀라이트 마커를 각각 증폭시키기 위한 프라이머는 표 2 및 서열 번호 9 내지 20과 같다.
The base sequences of the six microsatellite markers CG709, CG722, CG787, CG1023, CG1229 and CG1508 established in the present invention are the same as SEQ ID NOS: 1-6 in the sequence listing, respectively, and their repeat units and repeat regions As shown in FIG. In addition, primers for amplifying each of these microsatellite markers are shown in Table 2 and SEQ ID NOs: 9-20.

이하에서는 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the examples are only for better understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

실시예 1. 춘란의 마이크로새틀라이트-농축 게놈 라이브러리의 제작Example 1. Fabrication of Spring Satellite Microsatellite-Enriched Genome Library

춘란으로부터 다양한 마이크로새틀라이트 모티프를 분리하기 위해서 다음과 같은 방법으로 플라스미드 라이브러리를 제작하였다. In order to separate various microsatellite motifs from Chunlan, plasmid libraries were prepared in the following manner.

추출한 게놈 DNA 10㎍을 Sau3AI 제한 효소로 절단하였다. 절단된 게놈 DNA를 전기영동한 후 0.2~1.0 kb의 단편을 아가로스 겔로부터 선별하고, 이어서 DNA 단편에 Oligo-A와 Oligo-B로 구성된 Sau3AI-특이적 어댑터를 부착하였다. 어댑터의 서열은 하기와 같다.10 μg of the extracted genomic DNA was digested with Sau 3AI restriction enzyme. After electrophoresis of the cleaved genomic DNA, 0.2-1.0 kb fragments were selected from agarose gels, and the Sau 3AI-specific adapter consisting of Oligo-A and Oligo-B was attached to the DNA fragments. The sequence of the adapter is as follows.

Oligo-A 5'-GGCCAGAGACCCCAAGCTTCG (서열 번호 7)Oligo-A 5'-GGCCAGAGACCCCAAGCTTCG (SEQ ID NO: 7)

Oligo-B 3'-CCGGTCTCTGGGGTTCGAAGCCTAG - PO4 (서열 번호 8) (밑줄 부분은 Sau3A1 절단 부위임)Oligo-B 3'-CCGGTCTCTGGGGTTCGAAGC CTAG -PO4 (SEQ ID NO: 8) (underlined is Sau 3A1 cut)

어댑터-부착 DNA는, 바이오틴-올리고뉴클레오티드로 혼성화하고 SA-PMP 입자(Strepatavidin Paramagnetic Particle)로 선별하였다 (Promega, USA). 이때 사용된 5'-바이오틴 표지 올리고머는 하기 표 1과 같이 다이(di)-, 트라이(tri)-, 및 테트라뉴클레오티드 반복 서열로 구성된 총 12 종류이다. 분리한 단편들을 PCR 방법으로 1차 증폭한 후, pGEM-T Easy 벡터에 삽입하고, 대장균(E. coli) DH10B 균주에 형질전환하였다. Adapter-attached DNA was hybridized with biotin-oligonucleotides and selected with SA-PMP particles (Strepatavidin Paramagnetic Particle) (Promega, USA). The 5'-biotin-labeled oligomer used at this time is a total of 12 kinds composed of di-, tri-, and tetranucleotide repeat sequences as shown in Table 1 below. The isolated fragments were first amplified by PCR, inserted into a pGEM-T Easy vector, and transformed into E. coli DH10B strain.

[표 1][Table 1]

Figure 112012026413249-pat00002

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실시예 2. 플라스미드 분리 및 라이브러리의 스크리닝Example 2. Plasmid Isolation and Screening of Libraries

라이브러리 스크리닝을 위해 X-GAL이 포함된 한천 배지에서 라이브러리를 도말하여 배양하고, 백색 콜로니를 임의 선별하여 액체 배양을 실시하였다. 이어서 플라스미드 미니-정제 키트(Plasmid mini-purification kit) (SolGent, 한국)를 이용하여 플라스미드를 순수분리하였으며, 삽입체 크기는 EcoRI 제한효소로 절단한 후, 아가로즈 전기영동을 실시하여 결정하였다. 약 22%의 클론이 SSR 모티프를 가지는 것으로 판정되어, 제작된 라이브러리가 적합하게 제조되었음을 확인할 수 있었다.For library screening, the library was plated and incubated in agar medium containing X-GAL, and white colonies were randomly selected for liquid culture. Subsequently, the plasmid was purified using a Plasmid mini-purification kit (SolGent, Korea), and the insert size was determined by digestion with Eco RI restriction enzyme, followed by agarose electrophoresis. About 22% of the clones were determined to have SSR motifs, confirming that the fabricated library was suitably made.

상기에서 확인된 전체 SSR 모티프에서 2-bp 반복서열이 200회로 가장 높은 비율로 관찰되었으며, 3-염기 반복 서열은 86회 관찰되었다. 특히 2-염기 반복인 'AG' 반복이 172회 관찰되어 전체 반복 단위 중에서 가장 높은 비율을 보였으며, 4-염기 반복이 7회, 복합 반복 등이 53회 관찰되었다.
In the entire SSR motif identified above, 2-bp repeat sequence was observed at the highest rate of 200 times, and 3-base repeat sequence was observed 86 times. In particular, two-base repeats of 'AG' repeats were observed 172 times, showing the highest ratio among all repeat units, four-base repeats seven times, and complex repeats were observed 53 times.

실시예 3. SSR 좌위-특이적 프라이머의 디자인Example 3. Design of SSR Locus-Specific Primers

유전자형결정(genotyping)을 위한 SSR 마커로서 기본 반복단위가 5번 이상이 되고 반복 지역 전후에 충분한 보존 서열을 갖는 6 좌위들을 선택하고 이들을 PCR 방법으로 증폭하기 위해 Primer3 프로그램을 활용하여 프라이머를 제작하였다 (http://primer3.source forge.net). 프라이머의 길이는 19-24mer 내외의 길이로 Tm이 58℃ 이상이 되게 제작하고, PCR 수행 후 단편의 길이는 100-400 bp의 범위에 있게 프라이머 위치를 결정하였다. 선별된 6개 마커의 프라이머 서열, 어닐링 온도, 및 PCR 산물의 크기를 하기 표 2에 요약하였다.
As the SSR marker for genotyping, 6 loci with base repeating units of 5 or more and sufficient conserved sequences before and after the repeat region were selected and primers were prepared using the Primer3 program to amplify them by PCR method ( http: //primer3.source forge.net). The length of the primer was about 19-24mer and the T m was made to be 58 ℃ or more, and after PCR, the length of the fragment was determined to position the primer in the range of 100-400 bp. Primer sequences, annealing temperatures, and sizes of PCR products of the six markers selected are summarized in Table 2 below.

[표 2]TABLE 2

Figure 112012026413249-pat00003

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실시예 4. SSR 마커의 증폭 및 유전자형 분석Example 4. Amplification and Genotyping of SSR Markers

SSR 마커의 증폭을 위한 PCR은 20㎕의 혼합액에서 실시하며, 반응이 끝나면, 아가로즈 겔에서 전기영동을 통해 단편의 크기를 결정하였다. 증폭 DNA의 정확한 대립유전자형을 결정하기 위해서는 증폭된 DNA 단편의 염기서열을 확인하여 결정하였다. FAM-, HEX-, NED- 및 VIC-형광 표지된 프라이머를 사용하여 증폭한 PCR 산물은 자동 서열 분석기(ABI 3130, Applied Biosystems, 미국)로 분리한 후 진맵퍼(GENEMAPPER) 프로그램으로 유전자형을 분석하였다. 본 발명의 6개의 마이크로새틀라이트 마커의 유전자형 분석 결과는 도 1a 내지 도 1c에 도시되었다.PCR for amplification of the SSR markers was carried out in 20 μl of the mixed solution. After the reaction, the size of the fragments was determined by electrophoresis on an agarose gel. In order to determine the exact allele of the amplified DNA, it was determined by confirming the nucleotide sequence of the amplified DNA fragment. PCR products amplified using FAM-, HEX-, NED- and VIC-fluorescent labeled primers were isolated by automated sequence analyzer (ABI 3130, Applied Biosystems, USA) and genotyped with GENEMAPPER program. . Genotyping results of the six microsatellite markers of the present invention are shown in FIGS. 1A-1C.

본 발명에서 확인된 총 6종의 마커에 대해 종별로 채집한 검체들을 대상으로 유전자형을 분석한 결과, 각 종의 PCR 크기의 범위는 표 3에 나타내었고, 대립유전자 빈도를 조사한 결과, [표 4a] - [표 4f]에서 나타낸 바와 같은 대립유전자의 종류와 출현빈도 및 관측이형접합도(Ho: observed heterozygosity)를 보였다. As a result of genotyping the specimens collected for each of the six markers identified in the present invention, the range of PCR size of each species is shown in Table 3, and the results of examining the allele frequency were shown in Table 4a. were: (observed heterozygosity Ho) -] [ Table 4f] kinds of alleles observed and the occurrence frequency as shown in FIG heterozygosity.

조사된 검체가 10개 이상인 춘란 (n=40)과 보세란(n=14)에 대한 종합변별력 및 종합개체식별 정확도를 계산하였을 때, [표 5]와 같이 춘란은 각각 3.97 X 10-6 및 99.9996% 이었으며, 보세란은 각각 2.74 X 10-5 및 99.9973% 이었다. 이 결과는 6개의 마커를 동시에 검사하여 얻은 결합유전자형을 구하면 개체식별의 정확도가 최소 99.99% 이상으로 매우 정확함을 보여준다.
When the total discrimination ability and the object identification accuracy of the four or more specimens (n = 40) and the bonded eggs (n = 14) were calculated, the Chulens were 3.97 X 10 -6 and 99.9996% and the bonded eggs were 2.74 X 10 -5 and 99.9973%, respectively. The results show that the binding genotype obtained by simultaneously testing six markers is very accurate, with at least 99.99% accuracy.

[표 3][Table 3]

Figure 112012026413249-pat00004
Figure 112012026413249-pat00004

[표 4a][Table 4a]

Figure 112012026413249-pat00005
Figure 112012026413249-pat00005

[표 4b][Table 4b]

Figure 112012026413249-pat00006
Figure 112012026413249-pat00006

[표 4c]TABLE 4c

Figure 112012026413249-pat00007
Figure 112012026413249-pat00007

[표 4d]Table 4d

Figure 112012026413249-pat00008
Figure 112012026413249-pat00008

[표 4e]Table 4e

Figure 112012026413249-pat00009
Figure 112012026413249-pat00009

[표 4f]TABLE 4f

Figure 112012026413249-pat00010
Figure 112012026413249-pat00010

[표 5]TABLE 5

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서열목록 전자파일 첨부Attach an electronic file to a sequence list

Claims (3)

서열 번호 1 내지 6 중 어느 하나의 염기서열로 이루어지는 마이크로새틀라이트 마커(microsatellite marker)를 1종 이상 사용하여, 심비디움(Cymbidium)속 동양란의 종을 구분하고 개체를 식별하는 방법.A method for distinguishing and identifying individuals of species of oriental eggs of Cymbidium using at least one microsatellite marker consisting of the nucleotide sequence of any one of SEQ ID NOs: 1-6. 제1항에 있어서, 상기 심비디움(Cymbidium)속 동양란은 춘란, 춘검란, 소심란, 중국춘란, 한란, 보세란, 일경구화를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. The method of claim 1, wherein the Cymbidium genus Oriental Egg comprises chunran, chungeumran, smallsimran, Chinese chunran, hanran, bonded egg, sun-curing. 제1항 또는 제2항에 있어서, 서열 번호 9과 10, 서열 번호 11와 12, 서열 번호 13과 14, 서열번호 15와 16, 서열번호 17와 19, 및 서열번호 19와 20 중 어느 하나의 염기서열 쌍으로 이루어지는 프라이머를 사용하여 상기 마커를 증폭시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The compound of claim 1 or 2, wherein any one of SEQ ID NOs: 9 and 10, SEQ ID NOs: 11 and 12, SEQ ID NOs: 13 and 14, SEQ ID NOs: 15 and 16, SEQ ID NOs: 17 and 19, and SEQ ID NOs: 19 and 20 Amplifying the marker using a primer consisting of a sequence pair.
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Am J Bot. 2011 Apr;98(4):e76-7

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