KR102163235B1 - Molecular marker based on chloroplast sequence for discriminating Angelica decursiva from Angelica species and uses thereof - Google Patents

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KR102163235B1
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Abstract

The present invention relates to a molecular marker based on a chloroplast sequence for discriminating Angelica decursiva from Angelica genus plants and a use thereof. The molecular marker of the present invention may be useful for preventing the mixing of raw materials of Angelica genus plants distributed in the Korean herbal medicine market and for quality control of the plants of Angelica genus produced.

Description

당귀 속 식물로부터 바디나물을 판별하기 위한 엽록체 서열 기반 분자마커 및 이의 용도{Molecular marker based on chloroplast sequence for discriminating Angelica decursiva from Angelica species and uses thereof}Molecular marker based on chloroplast sequence for discriminating Angelica decursiva from Angelica species and uses thereof

본 발명은 당귀 속 식물로부터 바디나물(Angelica decursiva)을 판별하기 위한 엽록체 서열 기반 InDel(Insertion/Deletion) 분자마커 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a chloroplast sequence-based InDel (Insertion/Deletion) molecular marker for discriminating Angelica decursiva from plants of the genus Angelica and its use.

바디나물(Angelica decursiva)은 숙근성 여러해살이풀로 높이 80~150 cm의 7~9월에 자주색 꽃을 피우는 당귀 속 식물이다. 어린 순은 식용으로 이용하고, 공원이나 정원에서 관상용으로 재배하기도 한다. 뿌리는 전호(前胡)라는 생약명을 갖는다. 바디나물의 뿌리에는 푸로쿠마린(furocoumarin)인 노다케닌(nodakenin)과 스폰게스테롤(spongesterol), 만니톨(mannitol), 에스트라골(estragole), 리모넨(limonene) 등의 물질을 함유하고 해열, 진해, 거담 작용을 하여 감기, 기침, 천식 등에 효과가 있다. 국내에는 바디나물, 참당귀(A. gigas), 일당귀(A. acutiloba), 구릿대(A. dahurica) 등의 다양한 당귀 속 식물(Angelica species)이 분포하고 있으며, 이들은 한약재 및 식용으로 사용되어진다. 국내에서 일당귀는 잎이 부드럽고 참당귀에 비해 향이 강하지 않아 식용으로 많이 사용되고 있으나 간혹 참당귀(A. gigas)의 건조한 뿌리를 지칭하는 생약명 "당귀"로 오용되는 경우가 발생한다. 그 외에 바디나물의 경우 말린 뿌리를 생약명 "전호"로 해열, 진해, 거담에 쓰인다. 이처럼 국내에는 여러종의 당귀 속 식물이 다양한 용도의 한약재 및 식용으로 사용되고 있으나, 뿌리를 말려 절편형태로 가공되어 유통되는 한약재 시장에서 육안을 통한 원료식별은 제한적이기 때문에 정확환 원료판별 시스템이 요구된다.Body herb ( Angelica decursiva ) is a plant of the genus Angelica decursiva that blooms purple in July-September with a height of 80-150 cm. Young sprouts are used for food, and are sometimes grown for ornamental use in parks and gardens. The root has the herbal name of Jeonho. The roots of body herbs contain substances such as nodakenin, spongesterol, mannitol, estragole, and limonene, which are furocoumarins, and antipyretic, antitussive, and expectorant. It is effective for colds, coughs, and asthma. Korea has the body with herbs, Angelica gigas (A. gigas), ildanggwi (A. acutiloba), guritdae (A. dahurica) various (Angelica species) plants, such as Angelica in the distribution, which is used as a medicinal herb and edible. In Korea, the leaves are soft and the scent is less than that of the angelica, so it is widely used for food, but sometimes it is misused as the herbal name "Angelica," which refers to the dried roots of the angelica ( A. gigas ). In addition, in the case of body sprouts, the dried roots are used for antipyretic, jinhae, and geodam under the herbal name "Jeonho". As such, in Korea, various kinds of Angelicae plants are used as herbal medicinal materials and edibles for various purposes, but in the herbal medicine market where the roots are dried and processed into slices, the identification of raw materials through the naked eye is limited, so an accurate raw material identification system is required. .

약용식물의 판별방법으로는 크게 (1) 형태적 판별, (2) 이화학적 판별, (3) DNA 분자마커를 이용한 판별 등으로 나눌 수 있다. 식물의 형태적 특성에 의한 판별은 주로 판별코자 하는 식물의 화기의 구조 및 모양, 지상부 및 지하부의 형태 등 외관상 특징으로 구분하는 것이 일반적이다. 식물의 형태적 판별은 근연속실생식물의 종간 구분이 어려우며, 질적형질보다는 양적형질인 경우도 많아 재배 환경에 따른 변이가 일어날 수도 있을 뿐만 아니라, 타식에 의한 혼연 종 발생이 빈번하여 식물 종간 형태적 구분이 어렵다. 특히 약용식물은 약용부위에 따라 박피, 절편, 건조 등 다양한 방법으로 가공 유통되므로 전문가가 아니면 구분이 어려운 실정이다. 이화학적 성분분석에 의한 판별의 경우 분석을 위한 시간과 노력이 많이 들며, 약용식물의 재배환경 및 생육조건에 따라 약리적 성분에 변화가 올 수 있어 판별에 한계가 있다. DNA 분석에 의한 분자생물학적 식물판별기술은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 도구로서 인정받고 있는데, DNA 유전체는 환경의 변화에 따른 변화가 없으며, 가공 유통되어 식물 원재료를 쉽게 판별할 수 없는 한약재의 판별에도 유용하게 이용될 수 있다.Methods for discriminating medicinal plants can be broadly divided into (1) morphological discrimination, (2) physicochemical discrimination, and (3) discrimination using DNA molecular markers. Discrimination based on the morphological characteristics of plants is generally divided into external features such as the structure and shape of the firearm of the plant to be identified, and the shape of the above and underground parts. The morphological discrimination of plants is difficult to distinguish between species of near-continuous seedlings, and there are many cases of quantitative traits rather than qualitative traits, and variations may occur depending on the cultivation environment, as well as the occurrence of mixed species by other foods. It is difficult to distinguish. In particular, medicinal plants are processed and distributed in a variety of ways, such as peeling, sectioning, and drying, depending on the medicinal site, so it is difficult to distinguish them unless you are an expert. In the case of discrimination by physicochemical component analysis, it takes a lot of time and effort for analysis, and there is a limitation in discrimination because the pharmacological composition may change depending on the cultivation environment and growth conditions of medicinal plants. Molecular biological plant discrimination technology by DNA analysis is recognized as a tool to solve the above problems, but DNA genome does not change due to changes in the environment, and it is also processed and distributed to discriminate herbal medicines that cannot easily identify plant raw materials. It can be usefully used.

분자마커란 중합효소연쇄반응(Polymorphism Chain Reaction) 기술을 사용하여 다형성을 검출하는 방법으로 기본적으로 간단하고 신속하며 재배환경이나 식물의 발육단계, 연구자의 주관성 등 여러 환경적 요인으로부터 결과에 영향을 받지 않는다. InDel 마커는 DNA의 염기서열에서 삽입(insertion) 되거나 결실(deletion) 되어진 염기서열을 분자표지로 탐색하여 사용한다. cpInDel이란 엽록체 DNA 부위에 존재하는 InDel 부위를 말하며 비교적 엽록체 게놈 내에 고루 분포한다. 또한 특정 유전자 부위에 존재하여 아미노산의 종류를 결정짓는 코돈의 일부가 아니기 때문에 자연선발의 대상이 아니며, 표현형에 있어서 공우성의 특징을 나타낸다.Molecular marker is a method that detects polymorphism using the technology of Polymerase Chain Reaction.It is basically simple and fast, and is not affected by the results from various environmental factors such as the cultivation environment, the stage of plant development, and the subjectivity of the researcher. Does not. The InDel marker is used by searching for a nucleotide sequence inserted or deleted in the nucleotide sequence of DNA as a molecular marker. cpInDel refers to the InDel site present in the chloroplast DNA site and is relatively evenly distributed in the chloroplast genome. In addition, since it is present at a specific gene site and is not part of the codon that determines the type of amino acid, it is not subject to natural selection, and exhibits a characteristic of co-dominance in phenotype.

한편, 한국등록특허 제1811539호에는 'InDel 마커를 이용한 당귀 품종의 감별방법'이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2018-0080915호에는 '당귀의 종 판별용 프라이머 세트 및 이를 이용하여 당귀의 종을 판별하는 방법'이 개시되어 있으나, 본 발명의 당귀 속 식물로부터 바디나물을 판별하기 위한 엽록체 서열 기반 분자마커 및 이의 용도에 대해서는 기재된 바가 없다.On the other hand, Korean Patent No. 1811539 discloses a'method for discriminating angelica varieties using an InDel marker', and Korean Patent Publication No. 2018-0080915 discloses'a primer set for determining the species of angelica and using the same. Although the'method of discrimination' is disclosed, there is no description of the molecular marker based on the chloroplast sequence for discriminating body sprouts from the Angelicae genus of the present invention and the use thereof.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 다양한 한약재 및 식용으로 이용되는 4종의 당귀 속 식물인 참당귀(Angelica gigas), 일당귀(A. acutiloba), 구릿대(A. dahurica) 및 바디나물(A. decursiva)의 엽록체 유전체 정보를 비교하여 바디나물의 엽록체 서열에서만 특이적으로 삽입된 InDel 다형성에 기반한 분자마커를 개발하였고, 상기 분자마커를 이용하여 참당귀, 일당귀, 구릿대 및 바디나물 유전자원의 시료를 분석한 결과, 4종의 당귀 속 식물 중에서 바디나물만을 특이적으로 식별할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.The present invention is derived from the above requirements, the present invention is a variety of herbal and edible four kinds of plants of the genus Angelica gigas , Angelica gigas , Ilangelica ( A. acutiloba), Guritdae ( A. dahurica ) And by comparing the chloroplast genome information of the body sprout ( A. decursiva ), a molecular marker based on the InDel polymorphism specifically inserted only in the chloroplast sequence of the body sprout was developed, and using the molecular markers, As a result of analyzing a sample of the herb genetic resource, it was confirmed that only body sprouts can be specifically identified among the four kinds of Angelicae genus plants, thereby completing the present invention.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 서열번호 1 및 2의 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트를 포함하는, 당귀 속 식물로부터 바디나물(Angelica decursiva)을 판별하기 위한 프라이머 세트를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a primer set for discriminating body sprouts ( Angelica decursiva ) from plants of the genus Angelica, including oligonucleotide primer sets of SEQ ID NOs: 1 and 2.

또한, 본 발명은 상기 프라이머 세트; 및 증폭 반응을 수행하기 위한 시약을 포함하는 당귀 속 식물로부터 바디나물을 판별하기 위한 키트를 제공한다.In addition, the present invention is the primer set; And it provides a kit for discriminating body sprouts from plants of the genus Angelicae, comprising a reagent for performing an amplification reaction.

또한, 본 발명은 당귀 속 식물의 시료로부터 게놈 DNA를 분리하는 단계; 상기 분리된 게놈 DNA를 주형으로 하고, 상기 프라이머 세트를 이용하여 증폭 반응을 수행하여 표적 서열을 증폭하는 단계; 및 상기 증폭 단계의 산물을 검출하는 단계;를 포함하는, 당귀 속 식물로부터 바디나물을 판별하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of separating genomic DNA from a sample of the genus Angelicae; Using the isolated genomic DNA as a template and performing an amplification reaction using the primer set to amplify a target sequence; And detecting the product of the amplification step.

본 발명은 PCR 기술을 이용하여 당귀 속 4종의 식물 중 바디나물에서 특이적으로 다형성을 보이는 InDel 마커를 개발하여 전기영동을 통해 증폭된 밴드의 패턴을 파악함으로써 신속하고 정확하게 바디나물(Angelica decursiva)을 식별할 수 있도록 하였다. 따라서, 본 발명의 분자마커는 국내 한약재 시장에서 유통되는 당귀 속 식물의 원료 혼용 방지 및 생산되는 당귀 속 식물의 품질 관리에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.The present invention develops InDel markers that specifically show polymorphism in body sprouts among four kinds of plants in the genus Angelica using PCR technology and identifies the pattern of the amplified band through electrophoresis, so that body sprouts ( Angelica decursiva ) Was made to be able to identify. Accordingly, the molecular marker of the present invention may be usefully used in preventing the mixing of raw materials of the genus Angelicae plants distributed in the domestic herbal medicine market and controlling the quality of the plants of the genus Angelicae produced.

도 1은 바디나물(Angelica decursiva)에서 특이적으로 염기 삽입된 유전자좌위이다. Angelica gigas; 참당귀, Angelica decursiva; 바디나물, Angelica acutiloba; 일당귀, Angelica dahurica; 구릿대.
도 2는 Ade_D_CpInDel 마커를 이용한 PCR 증폭산물의 Fragment AnalyzeTM Automated CE System을 이용한 분석결과이다. A. gigas; 참당귀, A. acutiloba; 일당귀, A. dahurica; 구릿대, A. decursiva; 바디나물.
도 3은 Ade_D_CpInDel 마커를 이용한 PCR 증폭산물의 Fragment AnalyzeTM Automated CE System을 이용한 분석결과를 겔 전기영동 사진으로 시각화한 것이다.
Fig. 1 is a locus in which a base is specifically inserted in a body sprout ( Angelica decursiva ). Angelica gigas ; Angelica decursiva ; Body herbs, Angelica acutiloba ; Angelica dahurica ; Copper plate.
2 is an analysis result using a Fragment Analyze TM Automated CE System of a PCR amplified product using an Ade_D_CpInDel marker. A. gigas ; Angelica, A. acutiloba ; Angelica, A. dahurica ; Beret , A. decursiva ; Body herbs.
3 is a gel electrophoresis image of the analysis results using the Fragment Analyze TM Automated CE System of PCR amplified products using the Ade_D_CpInDel marker.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1 및 2의 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트를 포함하는, 당귀 속 식물로부터 바디나물(Angelica decursiva)을 판별하기 위한 프라이머 세트를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides a primer set for discriminating body sprouts ( Angelica decursiva ) from plants of the genus Angelica, comprising an oligonucleotide primer set of SEQ ID NOs: 1 and 2.

본 발명에 따른 프라이머 세트에 있어서, 상기 당귀 속 식물은 참당귀(Angelica gigas), 일당귀(A. acutiloba) 및 구릿대(A. dahurica)일 수 있다.In the primer set according to the present invention, the plants of the genus Angelica may be Angelica gigas , Angelica gigas , A. acutiloba, and A. dahurica .

본 발명의 상기 프라이머는 서열번호 1 및 2의 서열 내의 15개 이상, 16개 이상, 17개 이상의 연속 뉴클레오티드의 절편으로 이루어진 올리고뉴클레오티드를 포함할 수 있고, 또한, 상기 프라이머는 서열번호 1 및 2의 염기서열의 부가, 결실 또는 치환된 서열도 포함할 수 있다.The primer of the present invention may include an oligonucleotide consisting of segments of 15 or more, 16 or more, 17 or more contiguous nucleotides in the sequence of SEQ ID NOs: 1 and 2, and the primers are It may also include an addition, deletion or substitution of nucleotide sequence.

본 발명에 따른 서열번호 1 및 2의 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트는 참당귀, 일당귀 및 구릿대에서는 확인되지 않으나, 바디나물의 엽록체 서열에서만 특이적으로 삽입된 13bp 염기를 증폭할 수 있는 프라이머 세트로, 당귀 속 식물인 참당귀, 일당귀 및 구릿대로부터 바디나물만을 특이적으로 구분할 수 있는 프라이머 세트이다.The oligonucleotide primer set of SEQ ID NOs: 1 and 2 according to the present invention is a primer set capable of amplifying a 13bp base specifically inserted only in the chloroplast sequence of body sprouts, although it is not identified in Angelica Angelica, Angelica japonica, and Koridae. It is a set of primers that can specifically distinguish only body sprouts from plants such as Angelica Angelica, Angelica Angelica, and Koridae.

본 발명에 있어서, "프라이머"는 카피하려는 핵산 가닥에 상보적인 단일 가닥 올리고뉴클레오티드 서열을 말하며, 프라이머 연장 산물의 합성을 위한 개시점으로서 작용할 수 있다. 상기 프라이머의 길이 및 서열은 연장 산물의 합성을 시작하도록 허용해야 한다. 프라이머의 구체적인 길이 및 서열은 요구되는 DNA 또는 RNA 표적의 복합도(complexity)뿐만 아니라 온도 및 이온 강도와 같은 프라이머 이용 조건에 의존할 것이다.In the present invention, "primer" refers to a single-stranded oligonucleotide sequence that is complementary to a nucleic acid strand to be copied, and can serve as an initiating point for the synthesis of a primer extension product. The length and sequence of the primers should allow the synthesis of the extension product to begin. The specific length and sequence of the primers will depend on the conditions of use of the primer, such as temperature and ionic strength, as well as the complexity of the DNA or RNA target required.

본 명세서에 있어서, 프라이머로서 이용된 올리고뉴클레오티드는 또한 뉴클레오티드 유사체(analogue), 예를 들면, 포스포로티오에이트(phosphorothioate), 알킬포스포로티오에이트 또는 펩티드 핵산(peptide nucleic acid)를 포함할 수 있거나 또는 삽입 물질(intercalating agent)를 포함할 수 있다.In the present specification, the oligonucleotide used as a primer may also comprise a nucleotide analogue, e.g., phosphorothioate, alkylphosphorothioate or peptide nucleic acid, or It may include an intercalating agent.

본 발명은 또한, 상기 프라이머 세트; 및 증폭 반응을 수행하기 위한 시약을 포함하는 당귀 속 식물로부터 바디나물(Angelica decursiva)을 판별하기 위한 키트를 제공한다.The present invention also, the primer set; And it provides a kit for discriminating body sprouts ( Angelica decursiva ) from plants of the genus Angelica, including a reagent for performing an amplification reaction.

본 발명의 일 구현 예에 있어서, 상기 증폭 반응을 수행하기 위한 시약은 DNA 폴리머라제, dNTPs 및 버퍼를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present invention, reagents for performing the amplification reaction may include DNA polymerase, dNTPs, and buffers, but are not limited thereto.

본 발명의 일 구현 예에 있어서, 상기 키트는 또한 최적의 반응 수행 조건을 기재한 사용자 안내서를 추가로 포함할 수 있다. 안내서는 키트 사용법, 예를 들면, 역전사 완충액 및 PCR 완충액 제조 방법, 제시되는 반응 조건 등을 설명하는 인쇄물이다. 안내서는 팜플렛 또는 전단지 형태의 안내 책자, 키트에 부착된 라벨, 및 키트를 포함하는 패키지의 표면상에 설명을 포함한다. 또한, 안내서는 인터넷과 같이 전기 매체를 통해 공개되거나 제공되는 정보를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the kit may further include a user's guide describing the optimum reaction performance conditions. The guide is a printout explaining how to use the kit, e.g., how to prepare reverse transcription and PCR buffers, and the reaction conditions presented. The guide includes a brochure in the form of a brochure or flyer, a label affixed to the kit, and a description on the surface of the package containing the kit. In addition, the guide includes information disclosed or provided through electronic media such as the Internet.

본 발명은 또한,The present invention also,

당귀 속 식물의 시료로부터 게놈 DNA를 분리하는 단계;Separating genomic DNA from a sample of the genus Angelicae;

상기 분리된 게놈 DNA를 주형으로 하고, 본 발명의 상기 프라이머 세트를 이용하여 증폭 반응을 수행하여 표적 서열을 증폭하는 단계; 및Using the isolated genomic DNA as a template and performing an amplification reaction using the primer set of the present invention to amplify a target sequence; And

상기 증폭 단계의 산물을 검출하는 단계;를 포함하는, 당귀 속 식물로부터 바디나물(Angelica decursiva)을 판별하는 방법을 제공한다.It provides a method of discriminating the body sprouts ( Angelica decursiva ) from the plant of the genus Angelica, including; detecting the product of the amplification step.

본 발명의 방법은 당귀 속 식물의 시료에서 게놈 DNA를 분리하는 단계를 포함한다. 상기 당귀 속 식물의 시료는 이에 한정되지 않으나, 바디나물, 참당귀, 일당귀 및 구릿대로 의심되는 식물체의 뿌리, 혹은 이의 절편형태로 가공된 산물일 수 있다. 상기 게놈 DNA를 분리하는 방법은 당업계에 공지된 방법을 이용할 수 있으며, 예를 들면, CTAB 방법을 이용할수도 있고, Wizard prep 키트(Promega 사)를 이용할 수도 있다. 상기 분리된 게놈 DNA를 주형으로 하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트를 프라이머로 이용하여 증폭 반응을 수행하여 표적 서열을 증폭할 수 있다. 표적 핵산을 증폭하는 방법은 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction; PCR), 리가아제 연쇄반응(ligase chain reaction), 핵산 서열 기재 증폭(nucleic acid sequence-based amplification), 전사 기재 증폭시스템(transcription-based amplification system), 가닥 치환 증폭(strand displacement amplification) 또는 Qβ 복제효소(replicase)를 통한 증폭 또는 당업계에 알려진 핵산 분자를 증폭하기 위한 임의의 기타 적당한 방법이 있다. 이 중에서, PCR이란 중합효소를 이용하여 표적 핵산에 특이적으로 결합하는 프라이머 쌍으로부터 표적 핵산을 증폭하는 방법이다. 이러한 PCR 방법은 당업계에 잘 알려져 있으며, 상업적으로 이용가능한 키트를 이용할 수도 있다.The method of the present invention includes the step of isolating genomic DNA from a sample of a plant of the genus Angelicae. The sample of the plant of the genus Angelicae is not limited thereto, but may be a product processed in the form of a root of a plant that is suspected of being a body sprout, an angelicae, an angelicae or copper. The method for separating the genomic DNA may use a method known in the art, for example, the CTAB method may be used, or the Wizard prep kit (Promega) may be used. Using the isolated genomic DNA as a template, an amplification reaction may be performed using the oligonucleotide primer set according to an embodiment of the present invention as a primer to amplify a target sequence. Methods of amplifying target nucleic acids include polymerase chain reaction (PCR), ligase chain reaction, nucleic acid sequence-based amplification, and transcription-based amplification system. amplification system), strand displacement amplification or amplification via Qβ replicase, or any other suitable method for amplifying nucleic acid molecules known in the art. Among them, PCR is a method of amplifying a target nucleic acid from a pair of primers that specifically bind to a target nucleic acid using a polymerase. Such PCR methods are well known in the art, and commercially available kits may be used.

본 발명의 일 구현 예에 있어서, 상기 증폭된 표적 서열은 검출가능한 표지 물질로 표지될 수 있다. 상기 표지 물질은 형광, 인광 또는 방사성을 발하는 물질일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 상기 표지 물질은 Cy-5 또는 Cy-3이다. 표적 서열의 증폭시 프라이머의 5'-말단에 Cy-5 또는 Cy-3를 표지하여 PCR을 수행하면 표적 서열이 검출가능한 형광 표지 물질로 표지될 수 있다. 또한, 방사성 물질을 이용한 표지는 PCR 수행시 32P 또는 35S 등과 같은 방사성 동위원소를 PCR 반응액에 첨가하면 증폭 산물이 합성되면서 방사성이 증폭 산물에 혼입되어 증폭 산물이 방사성으로 표지될 수 있다. 표적 서열을 증폭하기 위해 이용된 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트는 전술한 것과 같다.In one embodiment of the present invention, the amplified target sequence may be labeled with a detectable labeling material. The labeling material may be a material that emits fluorescence, phosphorescence, or radioactivity, but is not limited thereto. Preferably, the labeling substance is Cy-5 or Cy-3. When performing PCR by labeling Cy-5 or Cy-3 at the 5'-end of the primer when amplifying the target sequence, the target sequence may be labeled with a detectable fluorescent labeling material. In addition, for labeling using a radioactive material, when a radioactive isotope such as 32 P or 35 S is added to the PCR reaction solution when performing PCR, the amplification product is synthesized and radioactivity is incorporated into the amplification product, so that the amplification product can be radiolabeled. The set of oligonucleotide primers used to amplify the target sequence is as described above.

본 발명의 일 구현 예에 있어서, 상기 당귀 속 식물에서 바디나물을 판별하기 위한 방법은 상기 증폭 단계의 산물을 검출하는 단계를 포함하며, 상기 증폭 단계 산물의 검출은 DNA 칩, 겔 전기영동, 모세관 전기영동, 방사성 측정, 형광 측정 또는 인광 측정을 통해 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 증폭 산물을 검출하는 방법 중의 하나로서, 모세관 전기영동을 수행할 수 있다. 모세관 전기영동은 예를 들면, ABi Sequencer를 이용할 수 있다. 또한, 겔 전기영동을 수행할 수 있으며, 겔 전기영동은 증폭 산물의 크기에 따라 아가로스 겔 전기영동 또는 아크릴아미드 겔 전기영동을 이용할 수 있다. 또한, 형광 측정 방법은 프라이머의 5'-말단에 Cy-5 또는 Cy-3를 표지하여 PCR을 수행하면 표적 서열이 검출가능한 형광 표지 물질로 표지되며, 이렇게 표지된 형광은 형광 측정기를 이용하여 측정할 수 있다. 또한, 방사성 측정 방법은 PCR 수행시 32P 또는 35S 등과 같은 방사성 동위원소를 PCR 반응액에 첨가하여 증폭 산물을 표지한 후, 방사성 측정기구, 예를 들면, 가이거 계수기(Geiger counter) 또는 액체섬광계수기(liquid scintillation counter)를 이용하여 방사성을 측정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the method for determining body sprouts in the genus Angelicae includes the step of detecting the product of the amplification step, and the detection of the product of the amplification step is DNA chip, gel electrophoresis, capillary tube It may be performed through electrophoresis, radioactivity measurement, fluorescence measurement, or phosphorescence measurement, but is not limited thereto. As one of the methods of detecting the amplification product, capillary electrophoresis may be performed. For capillary electrophoresis, for example, an ABi sequencer can be used. In addition, gel electrophoresis may be performed, and gel electrophoresis may use agarose gel electrophoresis or acrylamide gel electrophoresis depending on the size of the amplified product. In addition, when performing PCR by labeling Cy-5 or Cy-3 at the 5'-end of the primer, the fluorescence measurement method is labeled with a detectable fluorescent labeling material, and the thus labeled fluorescence is measured using a fluorescence meter. can do. In addition, the radioactivity measurement method includes labeling the amplified product by adding a radioactive isotope such as 32 P or 35 S to the PCR reaction solution when performing PCR, and then using a radioactivity measuring instrument such as a Geiger counter or liquid scintillation. Radioactivity can be measured using a liquid scintillation counter.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by examples. However, the following examples are only illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.

재료 및 방법Materials and methods

1. 당귀 속 식물 자원수집 및 DNA 추출1. Plant resource collection and DNA extraction

실험에 사용된 참당귀(A. gigas), 일당귀(A. acutiloba), 구릿대(A. dahurica) 및 바디나물(A. decursiva)의 4개 종 당귀 속 식물은 국립원예특작과학원 및 국립수목원에서 종자를 분양받아 -80℃의 초저온 냉동고에 보관하였다. DNA 추출은 초고속 파쇄/균질화 장치인 TissueLyser Ⅱ(Qiagen, Valencia, CA, USA)를 이용하여 종자를 파쇄한 후 CTAB 방법을 사용하여 DNA를 추출하고 Tris-EDTA 버퍼에 용출하였다. Four species of Angelica gigas ( A. gigas ), Angelica ( A. acutiloba), Gori ( A. dahurica ) and body sprouts ( A. decursiva ) used in the experiment were seeds from the National Academy of Horticultural Science and National Arboretum. The pre-sale was stored in a cryogenic freezer at -80°C. For DNA extraction, seeds were crushed using TissueLyser II (Qiagen, Valencia, CA, USA), an ultrafast crushing/homogenizing device, and then DNA was extracted using the CTAB method and eluted in Tris-EDTA buffer.

2. PCR을 이용한 DNA 증폭2. DNA amplification using PCR

CTAB 방법을 사용하여 추출한 참당귀, 일당귀, 구릿대 및 바디나물의 DNA를 5 ng/㎕로 희석하여 DNA 2 ㎕ (DNA 10 ng), 프라이머 혼합물 2 ㎕ (0.2 M 정방향 프라이머 1 ㎕, 0.2 M 역방향 프라이머 1 ㎕), Taq mixture 10 ㎕, 증류수 6 ㎕을 혼합하여 20 ㎕의 PCR 반응 혼합물을 만들었다. PCR 과정은 전변성 95℃ 5분; 변성(denaturation) 95℃ 30초, 결합(annealing) 51℃ 30초, 신장(extension) 72℃ 60초의 과정을 총 34회 반복; 최종 신장 72℃ 10분의 조건으로 수행하였다.Diluted DNA of Angelica Angelicae, Angelicae, Goridae and Body sprouts extracted using the CTAB method with 5 ng/µl, 2 µl of DNA (10 ng of DNA), 2 µl of primer mixture (1 µl of 0.2 M forward primer, 0.2 M reverse primer) 1 µl), 10 µl of Taq mixture, and 6 µl of distilled water were mixed to prepare a 20 µl PCR reaction mixture. The PCR process was fully denatured at 95° C. for 5 minutes; The process of denaturation 95°C for 30 seconds, annealing 51°C for 30 seconds, and extension 72°C for 60 seconds was repeated a total of 34 times; Final elongation was carried out under conditions of 72°C for 10 minutes.

3. PCR에 사용된 엽록체 기반 InDel 마커3. Chloroplast-based InDel marker used in PCR

PCR에 사용된 엽록체 기반 InDel 마커 증폭용 프라이머 세트는 참당귀, 일당귀, 구릿대, 바디나물의 완성된 엽록체 서열(각각 순서대로 KX118044.2, KT963036.1, KT963037.1, KT781591.1)을 미국 국립생물정보센터(National Center for Biotechnology Information, https://www.ncbi.nlm.nih.gov)에서 수집하였다. 그 후, CLC Main Workbewnch 프로그램 version 8.0.1을 사용하여 비교 분석하였고, 바디나물(Angelica decursiva)에서 특이적으로 염기가 삽입된 유전자좌위를 선발하였고(도 1), 이를 증폭할 수 있는 프라이머 세트를 제작하여 Angelica decursiva_discrimination_chloroplast_InDel(이하, Ade_D_CpInDel) 마커를 개발하였다.The primer set for amplification of the chloroplast-based InDel marker used in the PCR was used in the US national It was collected from the National Center for Biotechnology Information (https://www.ncbi.nlm.nih.gov). Thereafter, comparative analysis was performed using CLC Main Workbewnch program version 8.0.1, and a locus into which a base was specifically inserted in the body sprout ( Angelica decursiva ) was selected (Fig. 1), and a primer set capable of amplifying this was selected. And, Angelica decursiva_discrimination_chloroplast_InDel (hereinafter, Ade_D_CpInDel) marker was developed.

Ade_D_CpInDel 마커의 프라이머 염기서열 정보Primer sequence information of Ade_D_CpInDel marker 프라이머명Primer name 서열(5'→3')Sequence (5'→3') Ade_D_CpInDel FwdAde_D_CpInDel Fwd GTGGCTTCCTTCGTTTATATG (서열번호 1)GTGGCTTCCTTCGTTTATATG (SEQ ID NO: 1) Ade_D_CpInDel RevAde_D_CpInDel Rev CTACCCAGCCAACTTTCA (서열번호 2)CTACCCAGCCAACTTTCA (SEQ ID NO: 2)

실시예 1. PCR을 이용하여 다형성을 나타내는 Indel 마커의 다형성 판독Example 1. Polymorphism reading of Indel markers showing polymorphism using PCR

상기 개발된 분자마커 Ade_D_CpInDel를 이용하여, 당귀 속 식물에서 바디나물을 판별할 수 있는지 검증하였다. 참당귀, 일당귀, 구릿대 및 바디나물의 각 3개 자원, 총 12개 자원을 이용하여 PCR을 수행하였다. PCR 증폭산물을 확인하기 위해 Fragment AnalyzeTM Automated CE System(Advanced Analytical Technologies, Inc. Ames. USA)을 사용하였다.Using the developed molecular marker Ade_D_CpInDel, it was verified whether it is possible to discriminate body sprouts from plants of the genus Angelicae. PCR was performed using 3 resources, 12 resources, respectively, of Korean Angelica Angelica, Angelica Angelica, Goridae, and Body sprouts. To confirm the PCR amplification product, Fragment Analyze TM Automated CE System (Advanced Analytical Technologies, Inc. Ames. USA) was used.

그 결과, 도 2 및 도 3에 개시된 것과 같이, 참당귀(A. gigas), 일당귀(A. acutiloba) 및 구릿대(A. dahurica)에서는 211bp의 산물이 확인된 반면, 바디나물(A. decursiva)에서는 224bp의 특이적 밴드가 확인되어, 당귀 속 식물 4종 중에서 바디나물 식물체만을 특이적으로 식별할 수 있음을 확인하였다.As a result, as disclosed in Figs. 2 and 3, a product of 211 bp was confirmed in Angelica gigas ( A. gigas ), Angel Angelfish ( A. acutiloba) and Gori ( A. dahurica ), whereas a product of 211 bp was confirmed, while body sprout ( A. decursiva ) In, a specific band of 224bp was identified, confirming that only the body sprout plant can be specifically identified among the four plants of the genus Angelicae.

<110> Chungbuk National University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Molecular marker based on chloroplast sequence for discriminating Angelica decursiva from Angelica species and uses thereof <130> PN19319 <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 gtggcttcct tcgtttatat g 21 <210> 2 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ctacccagcc aactttca 18 <110> Chungbuk National University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Molecular marker based on chloroplast sequence for discriminating Angelica decursiva from Angelica species and uses thereof <130> PN19319 <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 gtggcttcct tcgtttatat g 21 <210> 2 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 ctacccagcc aactttca 18

Claims (7)

서열번호 1 및 2의 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트를 포함하는, 참당귀(Angelica gigas), 일당귀(A. acutiloba) 및 구릿대(A. dahurica)로부터 바디나물(Angelica decursiva)을 판별하기 위한 프라이머 세트.A primer set for discriminating body sprouts ( Angelica decursiva ) from Angelica gigas , A. acutiloba, and A. dahurica , including the oligonucleotide primer set of SEQ ID NOs: 1 and 2. 삭제delete 제1항의 프라이머 세트; 및 증폭 반응을 수행하기 위한 시약을 포함하는 참당귀(Angelica gigas), 일당귀(A. acutiloba) 및 구릿대(A. dahurica)로부터 바디나물(Angelica decursiva)을 판별하기 위한 키트.The primer set of claim 1; And a kit for discriminating body sprouts ( Angelica decursiva ) from Angelica gigas , A. acutiloba, and A. dahurica , including reagents for performing an amplification reaction. 제3항에 있어서, 상기 증폭 반응을 수행하기 위한 시약은 DNA 폴리머라제, dNTPs 및 버퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.The kit according to claim 3, wherein the reagent for performing the amplification reaction comprises DNA polymerase, dNTPs, and a buffer. 당귀 속 식물의 시료로부터 게놈 DNA를 분리하는 단계;
상기 분리된 게놈 DNA를 주형으로 하고, 제1항의 프라이머 세트를 이용하여 증폭 반응을 수행하여 표적 서열을 증폭하는 단계; 및
상기 증폭 단계의 산물을 검출하는 단계;를 포함하는, 참당귀(Angelica gigas), 일당귀(A. acutiloba) 및 구릿대(A. dahurica)로부터 바디나물(Angelica decursiva)을 판별하는 방법.
Separating genomic DNA from a sample of the genus Angelicae;
Using the isolated genomic DNA as a template and performing an amplification reaction using the primer set of claim 1 to amplify a target sequence; And
Detecting the product of the amplification step; Containing, Angelica gigas ), Angelica gigas ( A. acutiloba), and a body sprout ( A. dahurica ) from the body sprouts ( Angelica decursiva ).
삭제delete 제5항에 있어서, 상기 증폭 단계의 산물의 검출은 DNA 칩, 겔 전기영동, 방사성 측정, 형광 측정 또는 인광 측정을 통해 수행되는 것인 참당귀, 일당귀 및 구릿대로부터 바디나물을 판별하는 방법.The method of claim 5, wherein the detection of the product of the amplification step is performed through DNA chip, gel electrophoresis, radiometric measurement, fluorescence measurement, or phosphorescence measurement.
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