KR101639136B1 - 과채류의 노란 과색 판정방법 - Google Patents

과채류의 노란 과색 판정방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101639136B1
KR101639136B1 KR1020140175276A KR20140175276A KR101639136B1 KR 101639136 B1 KR101639136 B1 KR 101639136B1 KR 1020140175276 A KR1020140175276 A KR 1020140175276A KR 20140175276 A KR20140175276 A KR 20140175276A KR 101639136 B1 KR101639136 B1 KR 101639136B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
psy1
fruit
gene
color
vegetables
Prior art date
Application number
KR1020140175276A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160069382A (ko
Inventor
노일섭
황인덕
김영욱
박종인
양기웅
정희정
Original Assignee
순천대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 순천대학교 산학협력단 filed Critical 순천대학교 산학협력단
Priority to KR1020140175276A priority Critical patent/KR101639136B1/ko
Publication of KR20160069382A publication Critical patent/KR20160069382A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101639136B1 publication Critical patent/KR101639136B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6844Nucleic acid amplification reactions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/13Plant traits

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

본 발명은 과채류의 PSY1 유전자에 위치한 단일염기다형(SNP)을 검정하여 DNA 표지인자를 개발하고, 이를 이용하여 과채류의 과색이 노란색임을 판별하는 것을 포함하는 과채류의 노란색 과색을 판정하는 방법에 관한 것이다.

Description

과채류의 노란 과색 판정방법{Method for determining yellow color of vegetable fruit}
본 발명은 과채류의 과색 판정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 과채류의 PSY1(phytoene synthase 1) 유전자에 위치한 단일염기다형(single uncleotide polymorphism, SNP)을 검정하여 DNA 표지인자를 개발하고, 이를 이용하여 과채류의 과채색이 노란색임을 판별하는 것을 포함하는 과채류의 노란 과색을 판정하는 방법에 관한 것이다.
카로티노이드(carotenoid)는 C40 이소플레노이드 화합물(isoprenoid compounds)을 가지는 유기분자로서, 주로 광합성 생물에서 합성되는 황색에서 홍색, 적색을 나타내는 범위에 있으며 식물에서는 엽록체(chloroplast)와 잡색체(chromoplast) 내에서 생합성되어 과실, 뿌리 등의 저장기관과 꽃과 같은 생식기관의 광합성 조직에 색을 부여한다(Ha, S.H., et al., 2007, J. Exp. Bot., 58:3135-3144.). 카로티노이드의 종류는 β-카로틴(β-carotene; 당근, 인삼, 해조류, 갑각류 등의 주황색 색소), 라이코펜(lycopene, 토마토, 수박 등의 적색 색소), 푸코잔틴(fucoxanthin; 해조류의 황갈색 또는 갈색 색소), 루테인(lutein: 녹초, 시금치, 계란 등의 녹색 색소) 등이 있다. 이중 β-카로틴(β-carotene)은 인체 내에서 비타민 A의 전구체로서의 역할을 하며, 산화방지 효과와 유해산소 소거작용, 암세포 증식 및 발암 억제작용이 강하여 순환기 질환, 암 및 성인병 등을 예방하는 효능을 가진 것으로 알려져 있다. 이에 카로티노이드를 함유하는 과채류의 소비가 지속적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 과실의 형태, 색상 및 성분 등이 다양한 신품종의 개발 역시 지속적으로 증가하고 있는 실정이다.
그러나 과채류의 신품종의 개발에도 불구하고, 육종 소재의 유전적 유사성이 매우 높아 품종간 표현형이 큰 차이를 보이지 않으며, 특히 과채류의 과색의 경우 개체가 완전히 성숙해서 과실이 익을 때까지는 그 색을 알 수 없으므로 과색에 대한 분자표지(molecular marker) 개발을 이용한 품종 구분 기술의 정립이 필요한 실정이다.
최근 10년 사이에 유전공학적으로 토마토, 애기장대(Arabidopsis) 및 파프리카 등의 식물을 이용하여 카로티노이드 생합성에 관련된 효소 유전자들에 대한 연구가 진행됨에 따라 카로티노이드 생합성 경로가 많이 밝혀졌다. 보다 구체적으로, 노란색 토마토 과실은 PSY1(phytoene synthase 1) 유전자의 3 염색체(chromosome) r 위치(locus, r 2997) 돌연변이가 일어나 피토엔(phytoene)의 합성을 억제하여 생성되고, 귤색 토마토 과실은 CRTISO(cis-trans isomerase) 유전자의 10 염색체(chromosome) tangerine 위치(locus, t 3002) 돌연변이가 일어나 7,9,7′,9′-테트라-시스-리코펜(7,9,7′,9′-tetra-cis-lycopene, prolycopene)이 축적되어 생성되며, 오렌지색 토마토 과실은 LCY-B(lycopene β-cylase) 유전자의 12 염색체(chromosome) Delta 위치에서 돌연변이가 일어나 델타-카로틴(δ-carotene)의 합성이 증가하여 생성되거나 성숙단계에서 CYC-B(chromoplast specific lycopene β-cylase) 유전자의 발현에 의해 야생형 토마토 과실에 비하여 5~10배 많은 베타-카로틴(β-carotene)을 생성하여 이루어진다(David E., et al., 2012, PANS, 109(40):19021-19026; Ilan Paran and Esther van der Knaap, 2007, Journal of Experimental Botany, 23: 1-12.; Ronen, G., et al., 2000, Proceedings of the National Academy of Sciences, 97:11102-11107.). 또한, 최근에는 토마토 꽃과 과실에서 CYC-B(chromoplast specific lycopene β-cylase) 프로모터는 베타-카로틴(β-carotene) 또는 라이코펜(lycopene)의 발현을 조절하여 과실의 색을 조절할 수 있다고 보고되었다(Dalal, M., et al., 2010, Plant Biol., 10:61.).
이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-0331183호는 고추의 빨간색 결정에 관여하는 phytoene syntase(PSY) 유전자의 염기서열을 결정하고, 결정된 유전자에 대한 DNA 표지 및 이를 이용한 고추의 과색에 관련된 육종을 선별하는 방법에 대하여 개시하고 있고, 대한민국 등록특허 제10-0990330호는 카로티노이드 축적에 관련된 고구마 유래 IbOrange 단백질 및 이를 코딩하는 유전자에 대하여 개시하고 있으며, 대한민국 공개특허 제2008-0087849호는 식물, 식물세포, 캘러스, 조직, 열매, 뿌리 또는 식물의 다른 부분에서의 미토콘드리아 복합체 I, Ⅱ, Ⅲ 및/또는 Ⅳ, 보다 바람직하게는 미토콘드리아 복합체 I을 손상시켜 카로티노이드 및 다른 아이소프레노이드, 특히, 라이코펜 및/또는 β-카로틴의 함량을 증강시키는 방법, 및/또는 식물의 높이를 증가시키는 방법에 대하여 개시하고 있다. 그러나 상기 일부 선행문헌에서 과색에 따른 품종을 구별하는 방법은 전기영동이나 제한효소의 처리 등 PCR 이후에 과정 등이 복잡하고 많은 시간이 소모되는 단점이 있으며, 일부 분자표지는 재현성이 떨어져 사용상 문제점을 나타낸다.
한편, 단일염기다형성(SNP; single nucleotide polymorphism)은 개체마다 차이를 나타내는 외형적 특성, 유전병의 원인, 맞춤약 처방 등 유전정보상의 중요한 실마리를 제공하므로 유전정보학문의 초기부터 많은 연구가 이루어져왔다. 특히 현재까지 사람의 게놈에서 20만개 이상의 단일염기다형성 부위(SNP)가 발견되었으며, 점차 그 양은 엄청난 속도로 축적되고 있다(Wang, D.G., et al., 1998, Science, 280:1077-1082.). 이러한 염기서열의 변화는 비암호화 영역(non-coding region)에서 가장 높게 나타나며, 암호화 영역(coding region) 안에서는 인트론 영역이 엑손 영역에 비해 서열변화의 정도가 높은 것으로 알려져 있다(Ching, A., et al., 2002, BMC Genet., 3:19.; Van Deynze, A.E., et al., 2007b, In Plant and Animal Genome XV. San Diego, CA. Scherago International.). 즉, 인트론의 서열은 서로 다른 종간에도 동일한 형태로 보존되어 있는 경우가 많기 때문에 SNP를 찾기 위하여 인트론이나 비암호화 영역으로부터 SNP를 만드는 방법이 이용된다(Fourmann, M.P., et al., 2002, Theor. Appl. Genet., 105:1196-1206.). 이러한 염기서열의 차이를 이용한다면 매우 가까운 품종 간에도 구분이 가능한 분자표지를 개발할 수 있다.
이에 본 발명자들은 PSY1 유전자에 위치한 단일염기다형(SNP)을 검정하여 DNA 표지인자를 개발하고, 이를 이용하여 과채류의 색을 성숙단계에 이르기 전에 간단하고 정확하게 노란색 과색을 갖는 과채류를 선별 및 특정하는 방법을 개발하고자 노력한 결과, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 하나의 목적은 PSY1(phytoene synthase 1)에 위치한 단일염기다형(SNP)을 검정하여 개발한 DNA 표지인자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 변이형 PSY1(phytoene synthase 1) DNA 표지인자를 이용하여 과채류의 과색이 노란색임을 판별하는 것을 포함하는 과채류를 노란 과색의 판정방법을 제공하는 것이다.
하나의 양태로서, 본 발명은 과채류의 PSY1(phytoene synthase 1) 유전자에 위치한 단일염기다형(SNP)을 검정하여 과채류의 과색이 노란색임을 판별할 수 있는 변이형 PSY1(phytoene synthase 1) DNA 표지인자에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 변이형 PSY1(phytoene synthase 1) DNA 표지인자는 서열번호 1로 이루어진 PSY1(phytoene synthase 1) 유전자 염기서열 중 1,149번째 염기가 T에서 A로 치환된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 1,149번째 염기는 과채류의 과색이 노란 과색을 나타내는 표현형을 나타내는 PSY1 유전자의 단일염기다형성(SNPs)이다.
본 발명에 있어서, 상기 치환은 383번째 아미노산인 티로신(tyrosine, Tyr)의 코돈인 TAT가 변형되어 종결코돈(TAA)이 만들어져 피토엔(phytoene)의 기능이 상실되어 과채류의 과색이 노란 과색을 나타내는 표현형을 나타내는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 PSY1 유전자의 단일염기다형(SNP)은 염기서열 분석법(direct sequencing), DNA 마이크로어레이(microarray), TGGE(temperature gradient gel electroresis), SSCP(single strand conformation polymorphism), DHPLC(denaturing high performance liqueid chromatography), HRM(high-resolution melting) 분석 등과 같이 당업계에 공지된 다양한 DNA 분석을 이용하여 탐색할 수 있으며, 바람직하게는 염기서열 분석법(direct sequencing) 및 HRM(high-resolution melting) 분석법을 사용하여 검정할 수 있다.
하나의 구체적 예로, 각기 다른 과색을 나타내는 토마토 잎으로부터 게놈 DNA(genomic DNA)를 추출하여 주형으로 사용하고, PSY1을 암호화하는 유전자 DNA에 비표지된 올리고뉴클레오티드 프로브(Luna probe) 및 본 발명에 따라 제작된 프라이머 세트 또는 프로브를 첨가하여 실시간 PCR을 수행한 다음 멜팅 커브 분석(melting curve analysis)을 실시하여 PSY1 염기서열 중 1,149번째 염기가 59℃ 내지 60℃, 바람직하게는 59.6℃에서 멜팅 커브(melting curve)가 확인되는 경우 노란색 과색을 갖는 과채류로 판정한다(도 3 참조).
본 발명에 있어서, 상기 과채류는 카로티노이드를 함유하고 있는 열매채소라면 이에 제한되지는 않으나, 예를 들어, 토마토, 파프리카, 고추, 자몽, 수박, 당근 및 참외로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있으며, 바람직하게는 토마토이다.
다른 하나의 양태로서, 본 발명은 서열번호 1로 이루어진 PSY1(phytoene synthase 1) 유전자 염기서열 중 1,149번째 염기가 T에서 A로 치환된 변이형 PSY1(phytoene synthase 1) DNA 표지인자를 이용하여 과채류의 과색이 노란색임을 판별하는 것을 포함하는 과채류의 노란 과색 판정방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명의 과채류의 노란 과색 판정은 과채류의 게놈 DNA로부터 PSY1(phytoene synthase 1) 유전자 부위의 DNA를 수득하여 이들의 염기서열을 결정하고, 이들의 염기서열이 상기 변이형 PSY1(phytoene synthase 1) DNA 표지인자와 동일한 경우 과채류의 과색이 노란색임을 판별하여 이루어진다.
본 발명의 판정방법은 과채류의 과실이 완전히 성숙하기 전에 간단하고 정확하게 노란색 과색을 갖는 과채류를 선별 및 특정할 수 있으므로, 실제 노란색 과색을 가지는 과채류를 재배함에 있어서 시간 및 노동력을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 의하여 판정된 노란색 과색을 갖는 과채류의 PSY1 유전자에 위치하는 단일염기다형(SNPs)의 염기서열을 바탕으로, 상기 단일염기다형을 포함하는 18개 이상의 연속된 뉴클레오티드로 구성된 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 포함하는 노란색 과색을 갖는 과채류 품종 판별용 프라이머 세트 또는 프로브를 설계하여, 노란색 과색을 갖는 과채류를 판별하는데 사용될 수 있다.
상기 프라이머 세트 또는 프로브를 사용하여 노란색 과색을 갖는 과채류를 판별하는 경우, 실험(예를 들어, PCR 등) 및 결과 확인에 필요한 여러 가지 시약들, 예컨대, PCR 조성물, 제한효소, 아가로스, 혼성화 및 전기영동에 필요한 완충용액 등이 추가로 사용할 수 있다. 상기 PCR 조성물은 역전사 반응에 의해 합성된 상보적 DNA와 본 발명에서 제공되는 프라이머 세트 또는 프로브 이외에 적당량의 DNA 중합효소(예를 들어, Thermus aquatiucs(Taq), Thermus thermophilus(Tth), Thermus filiformis, Thermis flavus, Thermococcus literalis 또는 Phyrococcus furiosis(Pfu)로부터 얻은 열 안정성 DNA 중합효소), dNTP, PCR 완충용액 및 물(dH2O)을 포함할 수 있다. 상기 PCR 완충용액은 이에 제한되지는 않으나 적당량의 트리톤 X-100(Triton X-100), 디메틸설폭사이드(dimethylsufoxide, DMSO), Tween20, nonidet P40, PEG 6000, 포름아마이드 및 소혈청 알부민(BSA) 등이 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 전기영동에 필요한 완충용액은 트리스-HCl(Tris-HCl), MgCl2, KCl 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 판정방법은 과채류의 과실이 완전히 성숙하기 전에 간단하고 정확하게 노란색 과색을 갖는 과채류를 선별 및 특정할 수 있으므로, 실제 노란색 과색을 가지는 과채류를 재배함에 있어서 시간 및 노동력을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 오렌지색(BUC16 및 KNY2), 적색(BUC18 및 KNR3), 노랑색(BUC47, BUC48), 녹색(BUC30 및 KNG2), 브라운색(BUC38, KNB1), 분홍색(KNP) 및 검정 및 녹색이 혼합된 혼합색(BUC46)을 갖는 토마토 계통의 과색을 육안으로 관찰한 것이다.
도 2은 각기 다른 색을 가지는 토마토 계통의 잎으로부터 분리한 PSY1 유전자의 일부 염기서열을 정렬하여 비교한 그림이다.
도 3은 각기 다른 색을 가지는 토마토 계통의 잎으로부터 분리한 PSY1 유전자를 HRM 분석을 통해 단일염기다형성(SNP)을 탐색한 결과이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1 : 실험에 사용되는 토마토 재료 준비
토마토 BUC16(Orange), KNY2(Orange), BUC18(Red), KNR3(Red), BUC47(Yellow), BUC48(Yellow), BUC30(Green), KNG2(Green), BUC38(Brown), KNB1(Brown), KNP(Pink) 및 BUC46(Black and Green mix) 계통을 가나종묘(Kanaseed. Co. Ltd., Korea)와 부농종묘(Bunong. Co. Ltd., Korea)에서 제공받아 실험을 실시하였다. 그 다음 여과지(No. 1, Whatman, Germany)가 포함된 페트리 디쉬(petri dish) 안에 상기 계통의 종자를 넣고 여과지를 덮은 후 여과지가 완전히 젖을 정도로 증류수를 부어 주었다. 그 다음 30℃가 유지되는 암실에서 종자를 발아시켰다. 그 후 상기 종자를 모종흙이 담긴 플라스틱 화분(지름 7.5cm)에 옮겨 심은 후 4장의 본엽(true leaf)이 나올 때까지 재배하였다. 이때 상기 재배는 낮에는 25℃, 밤에는 18℃의 온도를 유지하며, 70%의 습도 및 자연광이 투과되는 순천대학교 그린하우스에서 실시하였다.
실시예 2 : 각 계통의 PSY1 유전자 클로닝
상기 실시예 1에서 준비한 각 계통으로부터 ripe stage(R)에서 수확된 토마토 과육을 RNA 추출 키트(RNA extraction kit, Qiagen, USA)를 이용하여 제조업체의 방법으로 RNA을 추출하였다. 그 다음 상기 추출된 RNA는 역전사 효소(superscript Ⅱ reverse-transcriptase, Invitrogen, USA)를 사용하여 cDNA로 합성하였다. 구체적으로, 앞서 분리한 RNA 8㎕(약 2μg)에 oligo dT 프라이머(500 μg/ml) 1㎕를 첨가한 후 65℃에서 10분 동안 처리하여 전체 RNA를 변성시켰다. 그 다음 얼음에서 급속히 냉각시킨 후 역전사 효소를 첨가하고 42℃에서 50분 동안 반응시켜 cDNA를 합성하였다. 그 다음 70℃에서 15분 동안 열처리를 통해 반응 중지시켰다. 합성한 cDNA를 pfuTurbo DNA 중합효소(Stratagene, Agilent technologies) 및 프라이머를 사용하여 중합효소연쇄반응(PCR)을 실시하여 PSY1 유전자를 증폭하였다. 이때 상기 프라이머는 Sol genomics network(http://solgenomics.net)에 공시된 PSY1 유전자 정보를 기반으로 합성하였으며, 그 염기서열은 하기 표 1에 나타내었다. 상기 중합효소연쇄반응은 95℃에서 5분 동안 변성시킨 다음 95℃에서 30초 동안 변성(denaturation), 60℃에서 30초 동안 증폭(annealing), 72℃에서 2분 동안 연장(extention)을 30 사이클을 실시한 후, 후기 연장(post-extention)을 72℃에서 7분 동안 실시하였다. 그 다음 상기 증폭된 PSY1 유전자는 양 끝이 반듯이 절단되어 있는 블런트(blunt) 벡터(TOPcloner™ Blunt kit, EZ002S, Enzynomics, Korea)에 클로닝 하여 준비하였다.
유전자 Forward 프라이머(5′→3′) Reverse 프라이머(5′→3′)
PSY1 ATGTCTGTTGCCTTGTTATGGGTTGTTTC(서열번호 2) TTATCTTTGAAGAGAGGCAGTTTTTGT(서열번호 3)
실시예 3 : 각 계통의 PSY1 유전자 염기서열 분석
상기 실시예 2에서 제조한 각 계통별 PSY1 유전자가 포함된 벡터를 막투과성이 증가된 대장균, 즉 형질전환세포에 형질전환시킨 후 플라스미드 DNA 정제 키트(plasmid mini kit, 12125, Qiagen, USA)를 이용하여 PSY1 유전자가 포함된 벡터를 추출하였다. 그 다음 상기 추출한 PSY1 유전자가 포함된 벡터는 마크로젠(macrogen crop., Korea)에 의뢰하여 벡터에 있는 M13 프라이머를 사용하여 염기서열 분석을 의뢰하였다. 그 결과를 도 3에 나타내었다.
실험결과, 도면에는 나타내지 않았으나 각 계통별 PSY1 유전자는 1,239bp 크기의 염기서열을 나타내었으며, BUC16(Orange), KNY2(Orange), BUC18(Red), KNR3(Red), BUC30(Green), KNG2(Green), BUC38(Brown), KNB1(Brown), KNP(Pink) 및 BUC46(Black and Green mix) 계통의 경우 토마토 표준유전체(대조군)의 PSY1 유전자 서열과 일치하였으나 BUC47(Yellow) 및 BUC48(Yellow) 계통의 경우 1,149번째에 위치한 염기가 "T"가 아닌 "A"로 종결코돈(TAA)에 의해 합성이 종료되는 것을 확인하였다.
따라서 PSY1 유전자 서열 중 1,149번째 염기가 T에서 A로 치환되는 경우 노란 과색을 나타내는 것으로 판단된다. 그 결과를 도 2에 나타내었다.
실시예 3 : 각 계통의 PSY1 유전자의 단일염기다형성(single nucleotide polymorphism, SNP) 탐색을 위한 HRM(high-resolution melting) 분석
HMR 분석을 위한 반응액의 총 부피는 20㎕로 하였으며, 각 계통의 잎에서 준비한 게놈 DNA를 주형으로 하고, 상기 PSY1 유전자의 단일염기다형성 부위가 증폭되도록 설계한 프라이머와 3′말단이 비표지된 올리고뉴클레오티드 프로브(oligonucleotide probe, luna probe) 및 2ㅧ 반응용액(LightScanner Master mix)을 넣고 최종 부피가 20㎕가 되도록 증류수를 첨가한 다음 95℃에서 5분 동안 변성시킨 다음 95℃에서 20초 동안 변성(denaturation), 60℃에서 20초 동안 프라이머 결합(annealing), 72℃에서 30초 동안 연장(extention)을 50 사이클을 실시한 후, 후기 연장(post-extention)을 72℃에서 40초 동안 실시하였다. 그 다음 상기 증폭된 시료를 LightScanner(LightScanner™ Instrument System, Idaho Technology, USA)의 프로그램화 된 온도 40℃에서 80℃까지 초당 0.2℃ 간격으로 형광량을 측정하여 녹는 곡선(melting curve)을 분석하였다. 이때 상기 올리고뉴클레오티드 프로브는 PSY1 유전자의 단일염기 다형성 부위의 특이적 염기서열을 바탕으로 설계한 것이며, 그 서열은 표 2에 나타내었다. 그 결과를 도 3에 나타내었다.
Forward 프라이머(5′→3′) Reverse 프라이머(5′→3′)
프라이머 세트 TGGGCATCTTTGGTCTTGTACCGCAA
(서열번호 3)
TTATCTTTGAAGAGAGGCAGTTTTTGT
(서열번호 4)
프로브 AGAGAGCATATGTGAGCAAATC
(서열번호 5)
-
실험결과, 노란색 과색을 나타내는 계통 BUC47 및 BUC48의 PSY1 유전자 서열 중 1,149번째 염기는 59.6℃에서 멜팅 커브(melting curve)가 확인되었다.
<110> Sunchon University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Method for determining yellow color of vegetable fruit <130> PA-14-0229 <160> 6 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 1239 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> variant PSY1 gene <400> 1 atgtctgttg ccttgttatg ggttgtttct ccttgtgacg tctcaaatgg gacaagtttc 60 atggaatcag tccgggaggg aaaccgtttt tttgattcat cgaggcatag gaatttggtg 120 tccaatgaga gaatcaatag aggtggtgga aagcaaacta ataatggacg gaaattttct 180 gtacggtctg ctattttggc tactccatct ggagaacgga cgatgacatc ggaacagatg 240 gtctatgatg tggttttgag gcaggcagcc ttggtgaaga ggcaactgag atctaccaat 300 gagttagaag tgaagccgga tatacctatt ccggggaatt tgggcttgtt gagtgaagca 360 tatgataggt gtggtgaagt atgtgcagag tatgcaaaga cgtttaactt aggaactatg 420 ctaatgactc ccgagagaag aagggctatc tgggcaatat atgtatggtg cagaagaaca 480 gatgaacttg ttgatggccc aaacgcatca tatattaccc cggcagcctt agataggtgg 540 gaaaataggc tagaagatgt tttcaatggg cggccatttg acatgctcga tggtgctttg 600 tccgatacag tttctaactt tccagttgat attcagccat tcagagatat gattgaagga 660 atgcgtatgg acttgagaaa atcgagatac aaaaacttcg acgaactata cctttattgt 720 tattatgttg ctggtacggt tgggttgatg agtgttccaa ttatgggtat cgcccctgaa 780 tcaaaggcaa caacagagag cgtatataat gctgctttgg ctctggggat cgcaaatcaa 840 ttaactaaca tactcagaga tgttggagaa gatgccagaa gaggaagagt ctacttgcct 900 caagatgaat tagcacaggc aggtctatcc gatgaagata tatttgctgg aagggtgacc 960 gataaatgga gaatctttat gaagaaacaa atacataggg caagaaagtt ctttgatgag 1020 gcagagaaag gcgtgacaga attgagctca gctagtagat tccctgtatg ggcatctttg 1080 gtcttgtacc gcaaaatact agatgagatt gaagccaatg actacaacaa cttcacaaag 1140 agagcataag tgagcaaatc aaagaagttg attgcattac ctattgcata tgcaaaatct 1200 cttgtgcctc ctacaaaaac tgcctctctt caaagataa 1239 <210> 2 <211> 29 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PSY1 forward primer <400> 2 atgtctgttg ccttgttatg ggttgtttc 29 <210> 3 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PSY1 reverse primer <400> 3 ttatctttga agagaggcag tttttgt 27 <210> 4 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PSY1 forward primer for HRM <400> 4 tgggcatctt tggtcttgta ccgcaa 26 <210> 5 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PSY1 reverse primer for HRM <400> 5 ttatctttga agagaggcag tttttgt 27 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PSY1 prebe for HRM <400> 6 agagagcata tgtgagcaaa tc 22

Claims (3)

  1. 서열번호 1로 이루어진 PSY1(phytoene synthase 1) 유전자 염기서열 중 1,149번째 염기가 T에서 A로 치환된 변이형 PSY1(phytoene synthase 1) DNA 표지인자를 이용하여 토마토의 과색이 노란색임을 판별하는 것을 포함하는 토마토의 노란 과색 판정방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 PSY1(phytoene synthase 1) 유전자 염기서열 중 1,149번째 염기를 증폭할 수 있는 프라이머 또는 프로브를 설계하고, 상기 설계된 프라이머 또는 프로브를 이용하여 증폭시킨 결과물을 분석하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토마토의 노란 과색 판정방법.
KR1020140175276A 2014-12-08 2014-12-08 과채류의 노란 과색 판정방법 KR101639136B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140175276A KR101639136B1 (ko) 2014-12-08 2014-12-08 과채류의 노란 과색 판정방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140175276A KR101639136B1 (ko) 2014-12-08 2014-12-08 과채류의 노란 과색 판정방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160069382A KR20160069382A (ko) 2016-06-16
KR101639136B1 true KR101639136B1 (ko) 2016-07-12

Family

ID=56354884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140175276A KR101639136B1 (ko) 2014-12-08 2014-12-08 과채류의 노란 과색 판정방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101639136B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101967976B1 (ko) * 2017-02-15 2019-04-10 경북대학교 산학협력단 노란색과 토마토 판별용 분자 표지 개발
CN111349710B (zh) * 2018-12-24 2022-07-12 北京市农林科学院 用于鉴定西瓜果肉颜色的控制位点、方法及应用
KR102174017B1 (ko) * 2019-08-23 2020-11-04 서울대학교산학협력단 캡시큠 속 유전자원의 완숙과색 예측용 조성물 및 이의 용도
CN116083627A (zh) * 2022-12-23 2023-05-09 湖南农业大学 与辣椒下胚轴绿色性状连锁的分子标记、突变型基因、分型引物及其应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Antoine L. F., et al., Mol. Breeding, 29, p801-812, 2012
David E. et al., PNAS, 109(46), pp19021-19026, 2012.
Dongjuan Yuan et al., Scientia Horticulturae, 118, p20-24, 2008.
Hui Wang et al., Mol. Breeding, 34, p2065-2079, 2014.

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160069382A (ko) 2016-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sapir et al. Molecular aspects of Anthocyanin fruit tomato in relation to high pigment-1
Wang et al. Fine mapping and candidate gene analysis of purple pericarp gene Pb in rice (Oryza sativa L.)
Yamagishi et al. The transcription factor LhMYB12 determines anthocyanin pigmentation in the tepals of Asiatic hybrid lilies (Lilium spp.) and regulates pigment quantity
KR101639136B1 (ko) 과채류의 노란 과색 판정방법
CN111910013B (zh) 与茄子花青素合成基因紧密连锁的InDel分子标记及其引物和应用
BRPI0819551B1 (pt) Process of indentification of a corn plant with tolerance to the foliar gray stain
KR102096226B1 (ko) 복숭아색 고추 선별용 분자 마커 및 이의 용도
KR101805164B1 (ko) 과채류의 오렌지 과색 판정방법
Jin et al. Analysis of flesh color-related carotenoids and development of a CRTISO gene-based DNA marker for prolycopene accumulation in watermelon
Zhang et al. A and MdMYB1 allele-specific markers controlling apple (Malus x domestica Borkh.) skin color and suitability for marker-assisted selection
KR101680570B1 (ko) 양배추 자색 품종 판별용 snp 마커 및 이의 용도
Pereira et al. Vitis vinifera L. Single-nucleotide polymorphism detection with high-resolution melting analysis based on the UDP-glucose: Flavonoid 3-O-Glucosyltransferase gene
WO2016125933A1 (ko) 과채류의 과색 판정방법
KR101814173B1 (ko) 토마토의 초록 과색 판정방법
KR101983907B1 (ko) 갈색 고추 판별용 분자표지 및 이의 용도
CN110093346A (zh) 与紫菜薹薹色基因连锁的分子标志物及其用途
Kimura et al. Development of SSR markers in carnation (Dianthus caryophyllus)
KR20160053420A (ko) 고추의 적색소 연관 snp 분자마커 개발 및 이의 용도
JP2021052687A (ja) モモ果肉色の多様化方法
JP5709140B2 (ja) 白色花を生じるトルコギキョウ[Eustomagrandiflorum(Raf.)Shinn.]を選別する方法
KR101832457B1 (ko) 핑크 과색을 나타내는 토마토의 유전자형 판별용 분자마커 및 이를 이용한 핑크 과색을 나타내는 토마토 선별방법
JP2010094070A (ja) ブルーベリー品種の識別方法
CN114891809A (zh) 谷胱甘肽s转移酶基因在提高芒果维生素c含量中的应用
KR101890489B1 (ko) 루테인 및 베타카로틴 함량이 높은 고추 판별용 마커
KR101832458B1 (ko) 노란 과색을 나타내는 토마토 판별용 분자마커 및 이를 이용한 노란 과색을 나타내는 토마토 선별방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190701

Year of fee payment: 4