KR102403326B1 - Genetic markers for identify individual of Anguilla japonica and method using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a genetic marker capable of individual identification and parentage confirmation of far eastern Anguilla japonica by developing a primer combination capable of simultaneously analyzing several microsatellite markers with various alleles, and optimizing and establishing multiple amplification reaction conditions, and a method using the same.

Description

뱀장어 개체식별을 위한 유전자 마커 및 그를 이용한 방법{Genetic markers for identify individual of Anguilla japonica and method using the same}Genetic markers for identify individual of Anguilla japonica and method using the same}

본 발명은 뱀장어의 개체식별을 위한 유전자 마커에 관한 것으로서, 더 상세하게는 극동산 뱀장어의 개체식별 및 친자확인을 위한 유전자 마커 및 그를 이용한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a genetic marker for individual identification of eels, and more particularly, to a genetic marker for individual identification and paternity confirmation of an eel from the Far East, and a method using the same.

뱀장어는 우리나라를 포함하여 많은 국가에서 강장식품으로 사랑받는 어류 중 하나로서 양질의 단백질과 비타민을 포함한 풍부한 영양소를 제공하는 식품이다. 특히 뱀장어의 소비는 주로 우리나라와 일본에서 많이 이루어지고 있으며, 이는 연간 전 세계 뱀장어 소비량의 20%(62,640톤, 2016년 기준)를 차지한다. 세계적으로 뱀장어의 생산량은 1990년대 후반부터 연간 20만 톤 이상이 생산되고 있으며 지속적인 증가세를 보여 2018년에는 27만 톤을 기록하였다(FAO). 우리나라에서 현재 양식되는 뱀장어는 극동산 뱀장어(Anguilla japonica), 북미산 뱀장어(A. rostrata), 동남아산 뱀장어(A. bicolor bicolor) 및 무태장어(A. marmorata)가 있으며, 이들 중 대부분은 극동산 뱀장어가 차지하고 있다. 현재 뱀장어 공급의 97% 이상이 양식에 의해 이루어지고 있으나 인공종자의 대량생산 기술이 확립되지 않아 대부분 자연에서 채집된 실뱀장어의 입식을 통하여 양식되고 있다. 따라서 뱀장어 양식은 실뱀장어의 채집량에 따라 생산량이 결정되는 불안정한 수급구조를 갖고 있으며, 안정적인 양식업을 위해서는 뱀장어 자원의 관리 및 인공 종자의 대량생산기술 확립이 필요하다. 따라서 뱀장어의 유전적 다양성 확보에 따른 자원관리 및 인공 종자 대량생산기술 확립을 위해서는 특이적 유전자 마커의 개발이 필수적이라 할 수 있다. 이와 관련하여 대한민국 등록특허 제1047322호는 앵귈라 뱀장어 종들의 판별을 위한 DNA 마커에 대해 개시하고 있다. Eel is one of the fish loved as a tonic food in many countries, including Korea, and is a food that provides rich nutrients including high-quality protein and vitamins. In particular, consumption of eels is mainly made in Korea and Japan, which accounts for 20% of global eel consumption (62,640 tons in 2016). Globally, the production of eels has been over 200,000 tons per year since the late 1990s, and it has continued to increase, reaching 270,000 tons in 2018 (FAO). The eels currently farmed in Korea include Far East eels ( Anguilla japonica ), North American eels ( A. rostrata ), Southeast Asian eels ( A. bicolor bicolor ), and radish eels ( A. marmorata ), most of which are Far East eels. is occupied by Currently, more than 97% of the supply of eels is produced by aquaculture, but the mass production technology for artificial seeds has not been established. Therefore, eel farming has an unstable supply and demand structure in which production is determined according to the amount of eels collected. Therefore, it can be said that the development of specific genetic markers is essential in order to establish resource management and artificial seed mass production technology according to securing the genetic diversity of eels. In this regard, Korean Patent Registration No. 1047322 discloses a DNA marker for the discrimination of Anguilla eel species.

그러나 상기 선행기술의 경우, 극동산 뱀장어 속 종 판별에 관한 것으로 뱀장어 개체식별을 위한 미세위성 유전자 마커에 관한 기술은 아직 미개척 분야이다. However, in the case of the prior art, it relates to the species identification of the genus of eels from the Far East, and the technology for microsatellite genetic markers for individual identification of eels is still unexplored.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 다양한 대립유전자를 갖는 미세위성 마커를 동시에 여러 개 분석이 가능한 프라이머 조합을 개발하고 다중증폭 반응조건의 최적화 및 확립함으로써 극동산 뱀장어의 개체식별 및 친자확인이 가능한 유전자 마커 및 그를 이용한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is to solve various problems, including the above problems, by developing a primer combination capable of simultaneously analyzing multiple microsatellite markers having various alleles, and by optimizing and establishing multiple amplification reaction conditions. An object of the present invention is to provide a genetic marker capable of individual identification and paternity confirmation and a method using the same. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 관점에 따르면, i-1) 서열번호 1로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 2로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제1프라이머 쌍, According to one aspect of the present invention, i-1) a first primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 1 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 2;

i-2) 서열번호 7로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 8로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제2프라이머 쌍, 및 i-2) a second primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 7 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 8, and

i-3) 서열번호 13으로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 14로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제3프라이머 쌍을 포함하는 제1프라이머 세트;i-3) a first primer set including a third primer pair including a forward primer set forth in SEQ ID NO: 13 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 14;

ii-1) 서열번호 3으로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 4로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제1프라이머 쌍, ii-1) a first primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 3 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 4;

ii-2) 서열번호 9로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 10으로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제2프라이머 쌍, 및 ii-2) a second primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 9 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 10, and

ii-3) 서열번호 15로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 16으로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제3프라이머 쌍을 포함하는 제2프라이머 세트; 및ii-3) a second primer set including a third primer pair including a forward primer set forth in SEQ ID NO: 15 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 16; and

iii-1) 서열번호 5로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 6으로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제1프라이머 쌍, iii-1) a first primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 5 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 6;

iii-2) 서열번호 11로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 12로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제2프라이머 쌍, 및 iii-2) a second primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 11 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 12, and

iii-3) 서열번호 17로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 18로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제3프라이머 쌍을 포함하는 제3프라이머 세트를 포함하고, 상기 제1프라이머 세트는 제1형광물질로 표지가 되고, 상기 제2프라이머세트는 제2형광물질로 표지가 되며, 상기 제3프라이머세트는 제3형광물질로 표지가 되고, 상기 제1 내지 제3형광물질은 각각 다른 파장의 빛을 방출하는, 극동산 뱀장어 개체식별용 키트가 제공된다.iii-3) a third primer set including a third primer pair including a forward primer set forth in SEQ ID NO: 17 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 18, wherein the first primer set is a first fluorescent material a label, the second set of primers is labeled with a second fluorescent material, the third set of primers is labeled with a third fluorescent material, and the first to third fluorescent materials emit light of different wavelengths, respectively. A kit for individual identification of Far East eels is provided.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 극동산 뱀장어의 DNA 시료를 추출하는 추출단계; According to another aspect of the present invention, an extraction step of extracting a DNA sample of an eel from the Far East;

상기 DNA 시료를 제1항의 키트로 증폭하는 증폭단계; 및an amplification step of amplifying the DNA sample with the kit of claim 1; and

상기 증폭단계의 증폭 산물의 밴드 패턴을 분석하는 단계를 포함하는, 극동산 뱀장어의 개체 식별방법이 제공된다. There is provided a method for identifying an eel from Far East, including analyzing the band pattern of the amplification product of the amplification step.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 뱀장어 개체식별을 위한 유전자 마커는 차세대염기서열분석을 기반으로 개발된 변별력이 높고 증폭률이 우수한 유전자 마커로 동시에 9개의 마커를 단회에 분석할 수 있는 멀티플렉스 PCR 세트를 개발하여 빠르고 신속하게 분석이 가능하고 정확하고 과학적으로 개체식별 및 친자확인이 가능하여 효율적인 양시계통 및 육종계통 관리에 활용가능하다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The genetic marker for individual identification of eels of the present invention made as described above is a genetic marker with high discrimination and excellent amplification rate developed based on next-generation sequencing. A multiplex PCR set capable of simultaneously analyzing 9 markers at once. It can be developed and analyzed quickly and accurately, and it can be used for efficient management of sheep lines and breeding lines because it is possible to identify individuals and confirm paternity accurately and scientifically. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 미세위성 마커별 대립유전자의 크기 범위 및 형광염료 표지를 개략적으로 나타내는 그림이다.
도 2는 극동산 뱀장어의 유전자형 분석결과를 나타내는 그래프이다. 각 피크들은 미세위성마커의 대립유전자를 나타낸다.
도 3은 극동산 뱀장어의 부모집단의 유전자형 분석결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 Cervus 3.0.7 소프트웨어의 parantage analysis를 이용한 유전자형 빈도 기반의 친자확인 분석 결과를 나타내는 그래프이다. (*)는 95% 이상의 정확도를 나타내며 (+)는 80% 이상의 정확도를 나타낸다.
1 is a diagram schematically showing the size range of the allele for each microsatellite marker and the fluorescent dye label of the present invention.
2 is a graph showing the genotype analysis results of Far East eels. Each peak represents an allele of the microsatellite marker.
3 is a graph showing the genotype analysis results of the parent group of Far Eastern eels.
4 is a graph showing the results of paternity analysis based on genotype frequency using parantage analysis of Cervus 3.0.7 software. (*) indicates an accuracy of 95% or more, and (+) indicates an accuracy of 80% or more.

용어의 정의:Definition of Terms:

본 명세서에서 사용되는 용어 "마커(marker)"는 DNA의 특정 서열로 염색체에 알려진 위치를 확인 할 수 있는 것으로 유전자 좌위에 있는 돌연변이나 변형에 의해 일어난 다양성을 보여줄 수 있다. 이러한 마커는 생물체의 유전적인 구성과 특성을 과학적으로 구별하여 확인하거나 평가하는데 사용될 수 있다.As used herein, the term “marker” refers to a specific sequence of DNA that can identify a known position on a chromosome, and can show diversity caused by mutation or modification at a locus. These markers can be used to scientifically identify and evaluate the genetic makeup and characteristics of an organism.

본 명세서에서 사용되는 용어 "미세위성(microsatellite)"은 염기 서열이 반복적으로 나타나는 부위로서 일반적으로 하나의 미세위성에 5~50번 정도의 반복서열이 나타난다. 이러한 미세위성은 짧은 반복 배열(short tandem repeat, STR) 또는 단순 반복 배열(simple sequence repeat, SSR)이라고도 불린다. 미세위성은 다른 DNA 영역보다 더 높은 돌연변이율을 나타내며 그 반복 횟수가 개체마다 다르기 때문에 이를 이용해 개체식별 또는 친자확인 등에 사용될 수 있다.As used herein, the term “microsatellite” refers to a region in which a nucleotide sequence appears repeatedly, and in general, a repeating sequence of about 5 to 50 times appears in one microsatellite. These microsatellites are also called short tandem repeat (STR) or simple sequence repeat (SSR). Microsatellites show a higher mutation rate than other DNA regions and can be used for individual identification or paternity confirmation because the number of repetitions is different for each individual.

본 명세서에서 사용되는 용어 "멀티플렉스 PCR(multiplex PCR)"는 다양한 프라이머가 복합적으로 조합되어있는 조성물로부터 단회의 PCR 반응을 통하여 원하는 PCR 산물들을 증폭해낼 수 있는 방법이다.As used herein, the term "multiplex PCR" is a method capable of amplifying desired PCR products through a single PCR reaction from a composition in which various primers are complexly combined.

본 명세서에서 사용되는 용어 "차세대염기서열분석(next generation sequencing)"은 유전체의 염기서열을 고속으로 분석하는 방법으로서, 많은 수의 염기서열을 병렬으로 처리하는 특징을 갖는다. As used herein, the term "next generation sequencing" is a method of analyzing a genome sequence at high speed, and has a feature of processing a large number of nucleotide sequences in parallel.

본 명세서에서 사용되는 용어 "극동산 뱀장어"는 뱀장어목 뱀장어과에 속하는 민물고기로 몸길이는 60cm 가량으로 매우 길고 가늘다. 몸에는 타원형의 미세한 비늘이 있지만 살갗에 묻혀서 없는 것처럼 보이기도 하며, 등은 청회색에 배는 흰색 또는 노란색을 띈다. 육식성으로 주로 저서성 무척추동물을 잡아먹으며 야간에 활동한다.As used herein, the term "Far Eastern eel" is a freshwater fish belonging to the eel family of the order Eelaceae, and the body length is about 60 cm, and it is very long and thin. There are oval-shaped fine scales on the body, but it is covered in the skin and appears to be missing. The back is blue-gray and the belly is white or yellow. They are carnivorous and mainly feed on benthic invertebrates and are active at night.

발명의 상세한 설명:DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION:

본 발명의 일 관점에 따르면, i-1) 서열번호 1로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 2로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제1프라이머 쌍, According to one aspect of the present invention, i-1) a first primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 1 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 2;

i-2) 서열번호 7로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 8로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제2프라이머 쌍, 및 i-2) a second primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 7 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 8, and

i-3) 서열번호 13으로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 14로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제3프라이머 쌍을 포함하는 제1프라이머 세트;i-3) a first primer set including a third primer pair including a forward primer set forth in SEQ ID NO: 13 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 14;

ii-1) 서열번호 3으로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 4로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제1프라이머 쌍, ii-1) a first primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 3 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 4;

ii-2) 서열번호 9로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 10으로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제2프라이머 쌍, 및 ii-2) a second primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 9 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 10, and

ii-3) 서열번호 15로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 16으로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제3프라이머 쌍을 포함하는 제2프라이머 세트; 및ii-3) a second primer set including a third primer pair including a forward primer set forth in SEQ ID NO: 15 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 16; and

iii-1) 서열번호 5로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 6으로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제1프라이머 쌍, iii-1) a first primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 5 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 6;

iii-2) 서열번호 11로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 12로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제2프라이머 쌍, 및 iii-2) a second primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 11 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 12, and

iii-3) 서열번호 17로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 18로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제3프라이머 쌍을 포함하는 제3프라이머 세트를 포함하고, 상기 제1프라이머 세트는 제1형광물질로 표지가 되고, 상기 제2프라이머세트는 제2형광물질로 표지가 되며, 상기 제3프라이머세트는 제3형광물질로 표지가 되고, 상기 제1 내지 제3형광물질은 각각 다른 파장의 빛을 방출하는, 극동산 뱀장어 개체식별용 키트가 제공된다.iii-3) a third primer set including a third primer pair including a forward primer set forth in SEQ ID NO: 17 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 18, wherein the first primer set is a first fluorescent material a label, the second set of primers is labeled with a second fluorescent material, the third set of primers is labeled with a third fluorescent material, and the first to third fluorescent materials emit light of different wavelengths, respectively. A kit for individual identification of Far East eels is provided.

상기 키트에 있어서, 상기 제1 내지 제3형광물질은 FAM, HEX, 및 TAMARA로 구성되는 군으로부터 각각 선택될 수 있고 상기 프라이머 쌍은 각각 최종 농도 0.1 내지 0.5 μM로 포함될 수 있다. In the kit, the first to third fluorescent materials may be each selected from the group consisting of FAM, HEX, and TAMARA, and the primer pair may be included at a final concentration of 0.1 to 0.5 μM, respectively.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 극동산 뱀장어의 DNA 시료를 추출하는 추출단계; According to another aspect of the present invention, an extraction step of extracting a DNA sample of an eel from the Far East;

상기 DNA 시료를 제1항의 키트로 증폭하는 증폭단계; 및an amplification step of amplifying the DNA sample with the kit of claim 1; and

상기 증폭단계의 증폭 산물의 밴드 패턴을 분석하는 단계를 포함하는, 극동산 뱀장어의 개체 식별방법이 제공된다. There is provided a method for identifying an eel from Far East, including analyzing the band pattern of the amplification product of the amplification step.

상기 식별방법에 있어서, 상기 증폭단계는 멀티플렉스 PCR로 수행될 수 있다. 또한 상기 멀티플렉스 PCR을 진행하기 위하여 각 마커 프라이머 정방향 올리고(forward primer)의 5'쪽에 FAM, HEX, TAMRA 등 세 가지의 형광물로 표지(label) 하고, 증폭을 위한 온도, 시간 등의 PCR 세부조건을 포함할 수 있다. In the identification method, the amplification step may be performed by multiplex PCR. In addition, in order to proceed with the multiplex PCR, the 5' side of each marker primer forward oligo (forward primer) is labeled with three fluorescent materials such as FAM, HEX, and TAMRA, and PCR details such as temperature and time for amplification Conditions may be included.

혈통 정보는 선발육종에서의 유전적 개선 및 양식생물의 개체 또는 가계 관리를 위한 필수적인 요소이다(Gjedrem and Baranski, Springer Science & Biasness Media, 10, 2010). 가축 및 식물 종에서는 물리적인 표지를 활용하여 개체에 표지가 가능하지만 대부분의 수산생물의 경우 물리적 표지가 어려운 단점이 있으며, DNA 마커를 이용한 친자확인은 이러한 수산생물에서도 혈통 분석을 가능하게 하였다(Liu and Cordes, Aquaculture, 283, 1-37. 2004).Pedigree information is an essential element for genetic improvement in selective breeding and individual or pedigree management of cultured organisms (Gjedrem and Baranski, Springer Science & Biasness Media, 10, 2010). In livestock and plant species, physical labeling can be used to label individuals, but most aquatic organisms have a disadvantage in that physical labeling is difficult. and Cordes, Aquaculture , 283, 1-37. 2004).

유전자 마커를 이용한 개체식별 및 친자확인은 자손이 각 부모로부터 각 유전자좌에 있는 두 개의 대립 유전자 중 하나를 물려받는다는 단순한 개념에 기초한다(Herbinger et al., Acuaculture 137, 245-256. 1995). 따라서 자손개체는 각 부모로부터 하나의 대립 유전자를 가지고 있게 된다. 친자확인은 자손의 DNA 마커와 잠재적 부모의 유전자형을 비교하여 수행할 수 있다. 비교 시 한 세트의 마커 유전자좌에 있는 대립형질이 추정된 부모에게 없는 자손의 유전자형에서만 발견되면 친자관계를 100% 확실하게 배제할 수 있다. 반대로 여러 마커의 유전자좌에서 자손과 잠재적 부모의 유전자형이 완벽하게 일치하면 높은 확률로 친자관계에 있음을 확인할 수 있다. 이러한 분석에 사용되는 DNA 마커가 많을수록 정확도는 향상되게 된다.Individual identification and paternity using genetic markers is based on the simple concept that offspring inherit one of two alleles at each locus from each parent (Herbinger et al ., Acuaculture 137, 245-256. 1995). Thus, the offspring will have one allele from each parent. Paternity can be accomplished by comparing the DNA markers of the offspring to the genotype of the potential parent. In comparison, paternity can be ruled out with 100% certainty if alleles in one set of marker loci are found only in the genotype of the offspring not in the putative parent. Conversely, if the genotypes of the offspring and potential parents perfectly match at the locus of multiple markers, it can be confirmed that there is a high probability of parentage. The more DNA markers used in this analysis, the better the accuracy.

DNA 마커는 환경의 영향을 받지 않고 DNA 수준에서 유전적 변이와 관계를 예측할 수 있는 효율적인 수단으로 활용되고 있다(Van and Van, Theoretical and Applied Genetics, 60, 285-290. 1981). 그 중에서 미세위성마커는 종의 유전적 특성을 본질적으로 반영할 뿐 아니라, 진핵 생물의 유전체 전반에 걸쳐 존재한다(Liu, WileyBlackwell, 2011). 또한, 개체 간 다형성이 높고 재현성이 높기에 생물 종의 유전적 다양성 유지를 위한 집단유전학적 연구와 개체식별 및 친자확인 등의 연구에 널리 활용되고 있다(Jarne and Lagoda, Trends in Ecology and Evolution, 11, 424-429. 1996).DNA markers are being used as an efficient means to predict genetic variation and relationships at the DNA level without being affected by the environment (Van and Van, Theoretical and Applied Genetics , 60, 285-290. 1981). Among them, microsatellite markers not only essentially reflect the genetic characteristics of a species, but also exist throughout the genome of eukaryotes (Liu, WileyBlackwell , 2011). In addition, due to its high polymorphism and high reproducibility among individuals, it is widely used in population genetic studies to maintain the genetic diversity of biological species and studies such as individual identification and paternity (Jarne and Lagoda, Trends in Ecology and Evolution , 11). , 424-429. 1996).

한편 국내 어류양식을 대표하는 주요 양식 대상종인 극동산 뱀장어(Anguilla japonica)는 우리나라를 포함하여 많은 국가에서 사랑받는 강장식품중 하나이다. 뱀장어에는 비타민 E의 함량이 높아 피로회복에 좋은 음식으로 평가되고 있으며, 그 외 비타민 A, 타우린, 도코사헥사에노산(docosahexaenoic acid) 및 에코사펜타에노산(eicosapentaenoic acid) 등 의 불포화 지방산이 풍부한 것으로 알려져 있다. 전세계적으로 뱀장어속(Genus Anguilla) 어류는 15종 3아종으로, 총 18종으로 분류되어 있다. 이중에서 인도, 태평양의 열대지방에 12종, 북반구의 온대지방에 3종이 서식하고 있으며, 남태평양의 온대지방에 3종이 서식하고 있는 것으로 알려져 있다. 우리나라에는 극동산 뱀장어(A. japonica) 및 무태장어(A. marmorata)의 두 종류가 서식하고 있으며, 이중 극동산 뱀장어는 우리나라 동해안 삼척지역의 오십천 이북으로 유입되는 하천을 제외한 전 하천에 분포하며 전남북 지역에서 많이 채집된다. 뱀장어는 보통 바다 수심 300미터 내외에서 산란하고 6개월 이후 실뱀장어 형태로 강으로 올라와 성장하는 매우 특이한 생태 특성을 지니고 있어 인공종자의 생산이 매우 어려운 종으로 알려져 있다. 따라서, 뱀장어는 주요 양식 대상종임에도 불구하고 인공종자 생산을 위한 산업화 기술이 확립되지 않아 대부분은 자연에서 채집된 실뱀장어 종자를 이용하여 양식이 이루어지고 있다. 최근에는 자원의 남획과 서식지 파괴, 지구 온난화 등으로 채집되는 실뱀장어의 어획량이 감소하여 수입되는 비율이 점차 높아지고 있는 상황이다. 또한, 별종위기종인 유럽산 뱀장어와 더불어 극동산 뱀장어 또한 수출입 금지 및 무역제재 품종으로 지정하려는 움직임이 있어 뱀장어 인공종자 생산을 통한 완전양식 기술 개선이 필요하다. Meanwhile, Far East eel ( Anguilla japonica ), a major aquaculture target species representing domestic fish farming, is one of the tonic foods loved in many countries including Korea. Eel has a high content of vitamin E and is evaluated as a good food for relieving fatigue. In addition, it is rich in unsaturated fatty acids such as vitamin A, taurine, docosahexaenoic acid and eicosapentaenoic acid. it is known Globally, the genus Anguilla fish is classified into 15 species and 3 subspecies, and a total of 18 species. Of these, 12 species inhabit the tropical regions of India and the Pacific, 3 species inhabit the temperate regions of the northern hemisphere, and 3 species are known to inhabit the temperate regions of the South Pacific. Two types of eels from the Far East (A. japonica) and A. marmorata live in Korea. Of these, the eels from the Far East are distributed in all rivers except for the rivers flowing north of 50 thousand in the Samcheok region of the eastern coast of Korea. It is widely collected in the area. It is known that the production of artificial seeds is very difficult because eels usually spawn at a depth of about 300 meters in the sea and come up to the river in the form of eels after 6 months to grow and grow. Therefore, although eel is a major aquaculture target species, industrialization technology for artificial seed production has not been established, so most of it is cultured using wild eel seeds collected from nature. Recently, due to overfishing of resources, habitat destruction, global warming, etc., the catch of eel has decreased, and the proportion of imports is gradually increasing. In addition, there is a movement to designate eels from the Far East as well as eels from Europe, which are endangered species, as import bans and trade sanctions.

극동산 뱀장어의 개체식별 및 친자확인을 위해서는 일반적으로 조직 샘플 수집, DNA 추출, DNA 마커 선택, PCR 증폭, PCR산물의 유전자형 분석 및 부모와 자손 간의 관계를 분석하기 위한 데이터 분석 단계로 구성이 된다. For individual identification and paternity of Far Eastern eels, it generally consists of tissue sample collection, DNA extraction, DNA marker selection, PCR amplification, genotyping of PCR products, and data analysis steps to analyze the relationship between parent and offspring.

일반적으로 개체식별 및 친자확인을 위해 사용되는 분자 마커로는 미세위성마커(microsatellite marker)가 대표적이다. 미세위성은 게놈에서 특정한 염기가 반복되는 서열을 말하며, 반복 정도에 따라 다양한 대립유전자가 존재하게 된다. 이 반복되는 서열의 변이는 개체마다 반복 횟수에 차이가 나타날 정도로 해상력이 뛰어나며, 멘델의 유전법칙에 따라 부모에서 자손으로 유전되므로 친자확인 분석과 가계도 작성에 활용이 가능하다.In general, a microsatellite marker is a representative molecular marker used for individual identification and paternity confirmation. Microsatellite refers to a sequence in which a specific base is repeated in the genome, and various alleles exist depending on the degree of repetition. The mutation of this repeating sequence has excellent resolving power to the extent that the number of repetitions differs for each individual, and since it is inherited from parents to offspring according to Mendel's law of inheritance, it can be used for paternity analysis and pedigree creation.

어류의 양식과 육종에서는 유전적 열성화에 의해 발생하는 기형과 질병 발생을 예방하기 위한 유전적 다양성 확보가 무엇보다 중요하다 할 수 있다. 유전적 다양성의 축소는 집단 근친도의 증가와 유전적 병목현상으로 이어지고, 성장 저하, 빈번한 질병 발생, 기형 등의 외적표현으로 나타나게 되며 결국에는 집단의 크기가 축소되거나 멸종하게 되는 심각한 결과로 이어진다. 따라서 극동산 뱀장어의 자원관리 및 인공 종자 대량생산기술 확립을 위해서는 분자 마커를 이용한 개체관리 및 친자확인과 이를 이용한 유전적 다양성 유지가 필수적이라 할 수 있다. In fish farming and breeding, it can be said that securing genetic diversity to prevent the occurrence of deformities and diseases caused by genetic recessiveness is of utmost importance. Reduction of genetic diversity leads to an increase in group inbreeding and a genetic bottleneck, and it appears as external expressions such as growth retardation, frequent disease occurrence, and malformations, and ultimately leads to serious consequences such as reduction in group size or extinction. Therefore, in order to establish resource management and artificial seed mass production technology for Far East eels, individual management and paternity confirmation using molecular markers and maintenance of genetic diversity using them are essential.

이에 본 발명자들은 차세대염기서열분석을 기반으로 개발된 변별력이 높고 증폭률이 우수한 뱀장어 개체식별을 위한 미세위성 유전자 마커를 개발하였다. 상기 유전자 마커는 동시에 9개의 마커를 단회에 분석할 수 있는 멀티플렉스 PCR 세트로 신속하고 정확한 개체식별 및 친자확인이 가능하므로 뱀장어 방류종자의 방류효과 조사에 활용이 가능하며, 친자확인 분석은 양식연구에서 필수적인 개체간 근교정도와 혈통관계 등을 파악함으로써 효율적인 양시계통 및 육종계통 관리에 적극 활용될 수 있다.Accordingly, the present inventors developed a microsatellite gene marker for eel individual identification with high discrimination and excellent amplification rate developed based on next-generation sequencing. The genetic marker is a multiplex PCR set capable of simultaneously analyzing 9 markers at a time, enabling rapid and accurate individual identification and paternity confirmation, so it can be used to investigate the release effect of eel-released seeds. It can be actively used for efficient management of sheep and breeding lines by understanding the degree of inbred and pedigree relationship between individuals.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms. It is provided to fully inform the

실시예 1: 임상시료 정보Example 1: Clinical sample information

극동산 뱀장어 개체식별 및 친자확인을 위한 유전자 마커를 개발하고자 국립수산과학원 양식산업연구부 양식연구과에서 양식연구 수행중인 뱀장어 1개체(2019년 3월 15일)를 확보하였다. 뱀장어의 근육조직을 채취한 뒤 고분자 게놈 DNA를 분리하기 위하여 8M TNES-UREA 600 ㎕에 Proteinase K를 5 ㎕ 가한 후 37℃에서 12시간 반응시켰다. 이후, 조직이 완전히 녹은 것을 확인한 후 페놀-클로로포름(Phenol:Chloroform) 추출법과 에탄올 침전법을 이용하여 게놈 DNA를 정제하였다. 분리한 게놈 DNA를 1% 아가로스겔에서 전기영동법을 통하여 게놈 DNA의 유무를 확인하였으며, NanoVue(Ge Healthcare) 분광광도계를 이용하여 농도를 측정하였다. 그 후, 추출된 뱀장어의 게놈 DNA로부터 유전학적 종식별을 위하여 미토콘드리아 DNA 의 Cytochrome b 유전자 서열 분석을 수행하였다. 하기 범용 프라이머를 사용하여 약 600 bp의 염기서열을 확보하였으며, NCBI BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST) 분석을 통하여 A. japonica(MH050933)와 100% 일치하는 것을 확인하였다. 상기 범용 프라이머 정보를 하기 표 1에 요약하였다. To develop genetic markers for individual identification and paternity verification of Far Eastern eels, one eel specimen (March 15, 2019) was obtained from the Aquaculture Research Department of the Aquaculture Industry Research Department of the National Academy of Fisheries Science. After collecting the muscle tissue of the eel, 5 μl of Proteinase K was added to 600 μl of 8M TNES-UREA to isolate the polymer genomic DNA, followed by reaction at 37° C. for 12 hours. Thereafter, after confirming that the tissue was completely dissolved, genomic DNA was purified using a phenol-chloroform (Phenol:Chloroform) extraction method and an ethanol precipitation method. The presence or absence of genomic DNA was confirmed by electrophoresis of the isolated genomic DNA on a 1% agarose gel, and the concentration was measured using a NanoVue (Ge Healthcare) spectrophotometer. After that, cytochrome b gene sequence analysis of mitochondrial DNA was performed to identify genetic species from the extracted eel genomic DNA. A nucleotide sequence of about 600 bp was obtained using the following general-purpose primer, and 100% identical to A. japonica (MH050933) through NCBI BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST) analysis. Confirmed. The universal primer information is summarized in Table 1 below.

범용 프라이머 서열 정보 Universal primer sequence information 프라이머primer 서열(5'-->3')sequence (5'-->3') 서열번호SEQ ID NO: Cyt-HCyt-H AAACTGCAGCCCCTGCTCAGAATGATATTTGTCCTCAAAACTGCAGCCCCTGCTCAGAATGATATTTGTCCTCA 1919 Cyt-LCyt-L CGAAGCTTGATATGAAAAACCATCGTTCGAAGCTTGATATGAAAAACCATCGTT 2020

실시예 2: 유전체 정보 대량생산 및 전처리Example 2: Mass production and preprocessing of genomic information

상기 실시예 1에서 추출된 게놈 DNA으로부터 뱀장어 유전체 어셈블을 위해 차세대염기서열분석을 수행하였다. 먼저 short read 염기서열분석을 위해 Illumina TruSeq Nano DNA Prep Kit(Insert 550bp)를 이용하여 NGS 분석을 위한 라이브러리를 제작하였으며, 제작된 라이브러리는 Agilent High Sensitivity DNA Chip을 이용하여 DNA 단편 크기 및 농도를 측정하였다. 이후 digital PCR과 Taqman probe를 이용하여 adapter dimer를 제외한 뱀장어 라이브러리의 농도만을 정확히 정량한 후 NovaSeq 6000 platform으로 시퀀싱을 수행하여 약 26 Gb의 염기서열데이터를 확보하였다. 이후 long read 염기서열분석을 위해 PacBio SMRT sequencing 방식으로 라이브러리를 구축하고 500 ng ~ 5 ㎍을 BluPippin system (0.75% gel)을 이용하여 15 kb 이상만을 회수한 후 bioanalyzer로 라이브러리의 QC 과정을 수행하였다. 제작된 라이브러리는 PacBio SMRT sequencing 방식으로 약 82 Gb의 염기서열데이터를 확보하였다(표 2 참조). Long reads를 이용한 1체 게놈 어셈블을 위해 clean pared-end reads는 long reads contamination 제거를 위해 사용되었다. Decontaminated long reads는 FALCON_UNZIP을 이용한 1차 게놈 어셈블 후 clean paired-end reads를 이용해 error correction 및 2차 어셈블을 수행하여 1,051.82 Mb의 극동산 뱀장어 초벌 유전체를 완성하였다. 상기 서열정보 분석 결과를 하기 표 2에, 유전체 어셈블리 정보를 하기 표 3에 요약하였다. Next-generation sequencing was performed for assembling the eel genome from the genomic DNA extracted in Example 1. First, for short read sequencing, a library for NGS analysis was prepared using Illumina TruSeq Nano DNA Prep Kit (Insert 550bp), and the size and concentration of DNA fragments were measured for the library using an Agilent High Sensitivity DNA Chip. . After that, only the concentration of the eel library excluding the adapter dimer was accurately quantified using digital PCR and Taqman probe, and sequencing was performed with the NovaSeq 6000 platform to obtain about 26 Gb of nucleotide sequence data. Afterwards, for long read sequencing analysis, a library was constructed using the PacBio SMRT sequencing method, and only 15 kb or more of 500 ng to 5 μg was recovered using the BluPippin system (0.75% gel), followed by QC of the library with a bioanalyzer. For the prepared library, about 82 Gb of nucleotide sequence data was obtained by PacBio SMRT sequencing (see Table 2). For single genome assembly using long reads, clean pared-end reads were used to remove long reads contamination. For decontaminated long reads, after primary genome assembly using FALCON_UNZIP, error correction and secondary assembly were performed using clean paired-end reads to complete the 1,051.82 Mb crude eel genome from the Far East. The sequence information analysis results are summarized in Table 2 below, and genome assembly information is summarized in Table 3 below.

서열정보 분석 결과 Sequence information analysis result Sequel (Long reads)Sequel (Long reads) 원시farsighted 82,855,116,12182,855,116,121 (78.77 X)(78.77 X) NovaSeq (151 x 2) NovaSeq (151 x 2) 원시
(%)
farsighted
(%)
52,580,806,24252,580,806,242
(49.99 X)(49.99X) -100-100 고품질
(%)
high quality
(%)
49,621,342,27849,621,342,278
-94.37-94.37 오염물질제거
(%)
pollutant removal
(%)
49,099,154,56749,099,154,567
-93.38-93.38 소기관 트리밍
(%)
organelle trimming
(%)
49,078,360,67849,078,360,678
-95.13-95.13 클린(bp)
(%)
Clean (bp)
(%)
49,078,360,67849,078,360,678
-95.13-95.13

극동산 뱀장어 초벌 유전체 어셈블리 정보 Far Eastern eel raw genome assembly information 게놈 어셈블리genome assembly 극동산 뱀장어Far East eel 예상 게놈 크기(bp)Expected genome size (bp) 1,087,876,121,087,876,12 No. ContigsNo. Contigs 1,3061,306 총 연속 길이(bp)Total continuation length (bp) 1,051,819,3911,051,819,391 어셈블리 성취assembly achievement 96.69 %96.69% 평균 길이(bp)Average length (bp) 805,374805,374 최소 길이(bp)Minimum length (bp) 27,14927,149 최대 길이(bp)Maximum length (bp) 7,452,5117,452,511 N50(bp)N50 (bp) 1,611,2431,611,243 N (%)N (%) 0.000.00 GC(%)GC (%) 43.4243.42 반복(%)repeat(%) 24.2724.27 BUSCO (actinopterygii_odb10) (%)BUSCO (actinopterygii_odb10) (%) 94.1194.11 BUSCO (vertebrata_odb10) (%)BUSCO (vertebrata_odb10) (%) 95.9095.90 세그마(%)Segma (%) 80.2480.24

실시예 3: 유전체 정보 분석Example 3: Analysis of genomic information

극동산 뱀장어의 미세위성마커 개발에는 GRAMENE의 Simple Sequence Repeat Identification Tool(SSRIT)가 활용되었다. 어셈블된 뱀장어 게놈 데이터로부터 motif의 길이에 따라 반복수를 달리하여 후보 마커를 발굴하였다. 예측조건은 motif의 길이가 10~20 bp 의 크기를 갖도록 di는 9반복이상, tri는 6반복 이상, tetra는 5반복 이상, penta는 4반복 이상, 마지막으로 hexa는 3반복 이상을 염기서열은 반복 조건으로 설정하였다. 선별된 마커 중 PCR 프라이머 제작을 위한 upstream, downstream 각각 최소 500 bp 정조의 서열이 확보되며, 비교적 안정적으로 유전되면서 다양성이 높은 3'-UTR 영역의 미세위성마커를 우선적으로 선별하였다.GRAMENE's Simple Sequence Repeat Identification Tool (SSRIT) was used to develop microsatellite markers for eels from the Far East. From the assembled eel genome data, candidate markers were discovered by varying the number of repeats according to the length of the motif. Prediction conditions are that the motif has a size of 10 to 20 bp, with di for 9 or more repetitions, tri for 6 or more repetitions, tetra for 5 or more repetitions, penta for 4 or more repetitions, and finally hexa for 3 or more repetitions. Repeat conditions were set. Among the selected markers, a sequence of at least 500 bp upstream and downstream for PCR primer production was secured, and microsatellite markers in the 3'-UTR region with high diversity and relatively stable inheritance were preferentially selected.

실시예 4: 미세위성 마커 선별Example 4: Microsatellite Marker Selection

본 발명자들은 유전체 정보 비교 분석을 통해 미세위성마커 후보를 탐색하였으며, 탐색된 미세위성마커 후보를 기준으로 Primer3 소프트웨어를 이용하여 PCR 증폭을 위한 프라이머를 디자인하였다. 미세위성 마커 서열을 중심으로 양쪽 인접 서열의 보존 영역을 대상으로 안정적인 증폭이 이루어질 수 있도록 하였으며, 각각의 미세위성 마커를 대상으로 증폭산물의 크기를 100, 200, 300 bp로 설정하여 3개의 서로 다른 프라이머 서열을 예측하여 추후 단회의 분석으로 결과를 일괄적으로 확인할 수 있는 멀티플렉스 PCR을 대비하였다. 최종적으로 미세위성 마커 후보 중 유전자형 분석시 데이터 리딩의 정확성을 고려하여 tri-modif 조건으로 repeat 수 상위 순으로 96개의 마커 정보를 확보하였다.The present inventors searched for microsatellite marker candidates through genomic information comparative analysis, and designed primers for PCR amplification using Primer3 software based on the searched microsatellite marker candidates. Stable amplification was made possible for the conserved regions of both adjacent sequences centering on the microsatellite marker sequence. For each microsatellite marker, the size of the amplification product was set to 100, 200, and 300 bp, so that three different A multiplex PCR was prepared in which the primer sequence was predicted and the results could be collectively confirmed by a single analysis later. Finally, among microsatellite marker candidates, 96 marker information was obtained in the order of the highest repeat number under the tri-modif condition in consideration of the accuracy of data reading during genotype analysis.

상기 선별된 96개의 미세위성 마커 후보는 멀티플렉스 PCR을 고려하여 PCR 산물의 사이즈를 각각 100, 200, 300 bp로 임의 선정하여 프라이머를 제작하였다. 제작된 프라이머의 PCR 증폭은 국립수산과학원 수산생명자원 수장고에 보관되어 있는 뱀장어 시료가 활용되었으며, 각각 두 개체를 대상으로 PCR AT 60℃ 조건으로 PCR 분석을 수행한 후 1% 아가로스겔 전기영동을 통해 증폭 여부를 판단하였다. PCR 분석 결과 96개의 마커 중 18개를 제외한 모든 마커가 증폭이 되었음을 확인하였으며, 증폭산물의 사이즈와 repeat 수를 고려하여 최종적으로 27개의 마커를 선별하였다. 선별된 마커는 멀티플렉스 분석이 가능하도록 각 형광별로(FAM, HEX, TAMRA) 100, 200, 300 bp 증폭이 가능한 프라이머가 사용될 수 있도록 하였다.The selected 96 microsatellite marker candidates were arbitrarily selected as 100, 200, and 300 bp in size of the PCR product in consideration of multiplex PCR to prepare primers. For PCR amplification of the prepared primers, eel samples stored in the National Fisheries Research Institute of Fisheries and Life Resources storage were used, and PCR analysis was performed under PCR AT 60°C conditions for two individuals, followed by 1% agarose gel electrophoresis. It was determined whether or not amplification was performed. As a result of PCR analysis, it was confirmed that all markers except for 18 of the 96 markers were amplified, and finally 27 markers were selected in consideration of the size and number of repeats of the amplification product. As for the selected marker, primers capable of amplifying 100, 200, or 300 bp for each fluorescence (FAM, HEX, TAMRA) were used to enable multiplex analysis.

실시예 5: 극동산 뱀장어의 개체식별 및 친자확인 분석Example 5: Individual identification and paternity analysis of Far Eastern eels

본 발명자들은 극동산 뱀장어의 개체식별 및 친자확인 분석을 위하여 국립수산과학원 양식산업연구부 양식연구과에서 인공 생산한 뱀장어 자손세대와 부모세대를 활용하였다. 분석에는 인공 생산한 4개 집단(부모 13개체, 자손 85개체)과 대조구로서 자연에서 채집된 실뱀장어(22개체)가 사용되었다(표 4 참조). 상기 극동산 뱀장어 시료를 하기 표 4에 요약하였다. The present inventors utilized the eel progeny and parent generation artificially produced by the Aquaculture Research Department of the National Academy of Fisheries Science for individual identification and paternity analysis of Far Eastern eels. For the analysis, four artificially produced populations (13 parents, 85 offspring) and natural eels (22 individuals) were used as controls (see Table 4). The Far East eel samples are summarized in Table 4 below.

극동산 뱀장어 시료 정보Far Eastern eel sample information 암컷female 수컷cock 개체수number of individuals 부화일자hatch date F4462F4462 M3171M3171 2424 2020.12.17. (수정)
부화 19일차
2020.12.17. (correction)
Day 19 of hatching
M3893M3893 F4867F4867 M1211M1211 2323 2020.12.10. (수정)
부화 26일차
2020.12.10. (correction)
Day 26 of hatching
M3893M3893 F3703F3703 M3689M3689 2323 M3171M3171 M3745M3745 M3278M3278 M1211M1211 M2881M2881 F3591F3591 M3072M3072 1515 M3893M3893 M3278M3278 M3896M3896

ABI PRISM 3730XL DNA Analyzer(Applied Biosystems) 장치를 사용하여 각 미세위성마커별 대립유전자들의 크기를 분석하고, GeneMapper v5.0 프로그램을 이용하여 결과값을 산출하였다. GenAlEx v6.502 프로그램과 Arlequin v3.5.1.2 프로그램을 사용하여 대립유전자 수, 빈도 등을 분석하였으며, Cervus 3.0.7. 프로그램을 이용하여 개체식별 및 친자확인을 위한 마커 조합을 검정하였다(도 1 및 2).The size of alleles for each microsatellite marker was analyzed using the ABI PRISM 3730XL DNA Analyzer (Applied Biosystems) device, and the results were calculated using the GeneMapper v5.0 program. The number and frequency of alleles were analyzed using the GenAlEx v6.502 program and the Arlequin v3.5.1.2 program, and Cervus 3.0.7. A combination of markers for individual identification and paternity was tested using the program ( FIGS. 1 and 2 ).

분석에 사용된 총 27개의 마커 중 미세위성분석 데이터 리딩을 통하여 최종적으로 분석이 용이한 9개의 마커를 선별하였으며(표 5 참조), Arlequin v3.5.1.2 프로그램을 통하여 교배 그룹별 대립유전자의 frequency를 분석하였다(도 3). 부모집단과 자손집단의 대립유전자를 비교한 결과 대부분의 부모집단 대립유전자가 자손집단으로 유전되어 있음을 확인하였다. 상기 선별한 9개의 미세위성 마커 정보를 하기 표 5에 요약하였다. Of the 27 markers used in the analysis, 9 markers that were finally easy to analyze were finally selected through microsatellite analysis data reading (see Table 5), and the frequency of alleles for each mating group through the Arlequin v3.5.1.2 program was analyzed (FIG. 3). As a result of comparing the alleles of the parent group and the progeny, it was confirmed that most alleles of the parent group were inherited into the progeny. Information on the selected 9 microsatellite markers is summarized in Table 5 below.

극동산 뱀장어 미세위성 마커 서열정보Far East eel microsatellite marker sequence information 명칭designation 스캐폴드scaffold 모티프motif 카피 수number of copies 사이즈 범위size range 포워드(F) 및 리버스(R)Forward (F) and Reverse (R) 형광Neon 서열번호SEQ ID NO: ANJAP-30
 
ANJAP-30
ANJAP000439
 
ANJAP000439
TTA
 
TTA
13
 
13
82-148
 
82-148
(F) CCAGTTTCGTGCCTTGTACTTT(F) CCAGTTTCGTGCCTTGTACTTT FAM
 
FAM
1One
(R) ACCAGCCTGTGTTAAAGGCTTA(R) ACCAGCCTGTGTTAAAGGCTTA 22 ANJAP-50
 
ANJAP-50
ANJAP000813
 
ANJAP000813
TTA
 
TTA
16
 
16
78-147
 
78-147
(F) ACAGAGGAACATGTAAATGTATCCA(F) ACAGAGGAACATGTAAATGTATCCA HEX
 
HEX
33
(R) CGGATAATGTCTAGCCCTGCTT(R) CGGATAATGTCTAGCCCTGCTT 44 ANJAP-51
 
ANJAP-51
ANJAP000814
 
ANJAP000814
TTA
 
TTA
13
 
13
102-144
 
102-144
(F) GCCATGGCAATTCAGAGCATAA(F) GCCATGGCAATTCAGAGCATAA TAMRA
 
TAMRA
55
(R) ACGGTCATTAAGGTTAGAGGGT(R) ACGGTCATTAAGGTTAGAGGGT 66 ANJAP-03
 
ANJAP-03
ANJAP000032
 
ANJAP000032
TTA
 
TTA
21
 
21
156-246
 
156-246
(F) GGGGAAAGAATCTGTGTCCCAT(F) GGGGAAAGAATCTGTGTCCCAT FAM
 
FAM
77
(R) AAGGAAAGCACCAGCAAACATC(R) AAGGAAAGCACCAGCAAACATC 88 ANJAP-47
 
ANJAP-47
ANJAP000802
 
ANJAP000802
AAT
 
AAT
25
 
25
163-205
 
163-205
(F) GGTAGCGGGTATTCCAAAATGC(F) GGTAGCGGGTATTCCAAAATGC HEX
 
HEX
99
(R) CCGTCTAGAGCGCTTTTATGGA(R) CCGTCTAGAGCGCTTTTATGGA 1010 ANJAP-56
 
ANJAP-56
ANJAP000843
 
ANJAP000843
TAA
 
TAA
21
 
21
295-334
 
295-334
(F) CAGCCTTAACGGTCCTATCAGT(F) CAGCCTTAACGGTCCTATCAGT TAMRA
 
TAMRA
1111
(R) TCTGATTCATTACCCAGGGCAC(R) TCTGATTCATTACCCAGGGCAC 1212 ANJAP-69
 
ANJAP-69
ANJAP000890
 
ANJAP000890
ATT
 
ATT
21
 
21
292-337
 
292-337
(F) CGCAGTGTAAGCTGGTGATAGA(F) CGCAGTGTAAGCTGGTGATAGA FAM
 
FAM
1313
(R) TCATTCTGATGCCCGAAGGTTA (R) TCATTCTGATGCCCGAAGGTTA 1414 ANJAP-78
 
ANJAP-78
ANJAP000949
 
ANJAP000949
TTA
 
TTA
19
 
19
258-324
 
258-324
(F) CACCACACGATGCAATCAACTT (F) CACCACACGATGCAATCAACTT HEX
 
HEX
1515
(R) GGACAATGGGGTACAAAAACCG (R) GGACAATGGGGTACAAAAAACCG 1616 ANJAP-89
 
ANJAP-89
ANJAP001084
 
ANJAP001084
ATT
 
ATT
22
 
22
246-282
 
246-282
(F) AGAAAGCCTTACCTGCATGTGA (F) AGAAAGCCTTACCTGCATGTGA TAMRA
 
TAMRA
1717
(R) CGCTGCTTGAAGTGCTGATAAA (R) CGCTGCTTGAAGTGCTGATAAA 1818

상기 분석된 마커에 대한 정보를 기반으로 Cervus 3.0.7 프로그램을 통해 개체식별 및 친자확인 검정 시험을 수행하였다. 부모집단(암 4개체, 수 14개체), 자손집단(85개체), 그리고 자연산집단(22개체)의 유전자형 정보를 모두 혼합하여 분석에 사용하였다. 분석 결과 그룹 1(F4462 x M3171, M3893)의 자손집단은 모두 F4462 x M3171의 부모로부터 생산된 것을 확인할 수 있었으며, 그룹 2(F4867 x M1211, M3893)의 자손세대는 F4867 x M1211의 부모로부터 7마리, F4867 x M3893 부모로부터 16 마리가 생산된 것을 확인할 수 있었다. 그룹 3(F3703 x M3689, M3171, M3745, M3278, M1211, M2881)의 자손세대는 F3703 x M3689의 부모로부터 2마리, F3703 x M3171 부모로부터 6마리, F3703 x M3745의 부모로부터 1마리, F3703 x M3278의 부모로부터 2마리, F3703 x M1211의 부모로부터 3마리, F3703 x M2881의 부모로부터 8마리, 및 F4462 x M3171의 부모로부터 1마리가 생산된 것을 확인할 수 있었다. 또한 그룹 4(F3591 x M3072, M3893, M3278, M3896)의 자손세대는 F3591 x M3072의 부모로부터 8마리, 및 F3591 x M3278의 부모로부터 7마리가 생산된 것을 확인하였다. Cervus 분석 결과의 신뢰도(confidence)는 LOD score 값에 의해 결정되며, 해당 값이 양의 수를 나타낼 때 신뢰도가 높다고 볼 수 있다(도 4).Based on the information on the analyzed markers, individual identification and paternity test tests were performed through the Cervus 3.0.7 program. The genotype information of the parent group (4 cancers, 14 males), the progeny group (85 individuals), and the wild population (22 individuals) were all mixed and used for analysis. As a result of the analysis, it was confirmed that all of the progeny groups of group 1 (F4462 x M3171, M3893) were produced from the parents of F4462 x M3171, and the progeny generation of group 2 (F4867 x M1211, M3893) was 7 from the parents of F4867 x M1211. , F4867 x M3893 It was confirmed that 16 mice were produced from the parents. The progeny of group 3 (F3703 x M3689, M3171, M3745, M3278, M1211, M2881) were from the parent of F3703 x M3689, 6 from the parent of F3703 x M3171, 1 from the parent of F3703 x M3745, F3703 x M3278 It was confirmed that 2 mice were produced from the parents of F3703 x M1211, 3 mice were from the parents of F3703 x M2881, and 1 mice were produced from the parents of F4462 x M3171. In addition, it was confirmed that the progeny of group 4 (F3591 x M3072, M3893, M3278, M3896) produced 8 mice from the parents of F3591 x M3072 and 7 mice from the parents of F3591 x M3278. The confidence of the Cervus analysis result is determined by the LOD score value, and it can be seen that the reliability is high when the corresponding value represents a positive number (FIG. 4).

실시예 6: 멀티플랙스 PCR 조건 확립Example 6: Establishment of multiplex PCR conditions

본 발명자들은 단회의 PCR 반응으로 9개의 미세위성 마커를 동시에 분석하기 위한 조건을 확립하고자 프라이머의 함량 및 PCR 반응 시간 및 온도 조건을 달리하여 분석을 수행하였다. 분석에는 TaKaRa Ex Taq DNA Pholymerase (TAKARA Bio. inc., Japan)를 사용하였다. 분석 결과 PCR 혼합물 전체 20 ㎕ 볼륨을 기준 ANJAP-30 마커의 프라이머 세트는 0.4 ㎕를 사용하고 그 외의 프라이머세트는 0.1 ㎕를 사용하였으며, PCR 반응은 59 ℃~ 57℃ 로 touchdown PCR을 하였을 경우 분석이 잘 이루어짐을 확인하였다(표 6 및 7 참조). 상기 멀티플렉스 PCR 조성물 정보를 하기 표6에, 반응조건을 표 7에 요약하였다. In order to establish conditions for simultaneously analyzing 9 microsatellite markers in a single PCR reaction, the present inventors performed analysis by varying the primer content, PCR reaction time and temperature conditions. TaKaRa Ex Taq DNA Pholymerase (TAKARA Bio. inc., Japan) was used for the analysis. As a result of the analysis, based on the total volume of 20 μl of the PCR mixture, 0.4 μl of the primer set for the ANJAP-30 marker was used and 0.1 μl of the other primer sets were used. It was confirmed that it was done well (see Tables 6 and 7). The multiplex PCR composition information is summarized in Table 6 below, and the reaction conditions are summarized in Table 7.

멀티플랙스 PCR을 위한 조성물Compositions for multiplex PCR 주형template 2㎕2 μl FAM(3)FAM(3) HEX(3)HEX(3) TAMRA(3)TAMRA(3) 프라이머(F)Primer (F) 0.1(0.4) ㎕ 0.1 (0.4) μl 0.1 ㎕0.1 μl 0.1 ㎕0.1 μl 프라이머(R)Primer (R) 0.1(0.4) ㎕ 0.1 (0.4) μl 0.1 ㎕0.1 μl 0.1 ㎕0.1 μl 10x buffer10x buffer 2 ㎕2 μl dNTPdNTP 1.6 ㎕1.6 μl ExTaqExTaq 0.1 ㎕0.1 μl D.W.D.W. 11.9 ㎕11.9 μl 합계Sum 20 ㎕20 μl

멀티플랙스 PCR을 위한 반응 조건Reaction conditions for multiplex PCR 온도(℃)Temperature (℃) 시간(min)time (min) 반복횟수(cycles)number of iterations (cycles) 9595 1010 1One 9595 1One
5

5
5959 1One 7272 1One 9595 1One
5

5
5858 1One 7272 1One 9595 1One
32

32
5757 1One 7272 1One 6565 3030 1One

본 발명은 상술한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

<110> Republic of Korea represented by National Fisheries Research & Development Institute <120> Genetic markers for identify individual of Anguilla japonica and method using the same <130> PD22-6176 <160> 20 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-30 F <400> 1 ccagtttcgt gccttgtact tt 22 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-30 R <400> 2 accagcctgt gttaaaggct ta 22 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-50 F <400> 3 acagaggaac atgtaaatgt atcca 25 <210> 4 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-50 R <400> 4 cggataatgt ctagccctgc tt 22 <210> 5 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-51 F <400> 5 gccatggcaa ttcagagcat aa 22 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-51 R <400> 6 acggtcatta aggttagagg gt 22 <210> 7 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-03 F <400> 7 ggggaaagaa tctgtgtccc at 22 <210> 8 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-03 R <400> 8 aaggaaagca ccagcaaaca tc 22 <210> 9 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-47 F <400> 9 ggtagcgggt attccaaaat gc 22 <210> 10 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-47 R <400> 10 ccgtctagag cgcttttatg ga 22 <210> 11 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-56 F <400> 11 cagccttaac ggtcctatca gt 22 <210> 12 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-56 R <400> 12 tctgattcat tacccagggc ac 22 <210> 13 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-69 F <400> 13 cgcagtgtaa gctggtgata ga 22 <210> 14 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-69 R <400> 14 tcattctgat gcccgaaggt ta 22 <210> 15 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-78 F <400> 15 caccacacga tgcaatcaac tt 22 <210> 16 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-78 R <400> 16 ggacaatggg gtacaaaaac cg 22 <210> 17 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-89 F <400> 17 agaaagcctt acctgcatgt ga 22 <210> 18 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-89 R <400> 18 cgctgcttga agtgctgata aa 22 <210> 19 <211> 37 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cyt-H <400> 19 aaactgcagc ccctgctcag aatgatattt gtcctca 37 <210> 20 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cyt-L <400> 20 cgaagcttga tatgaaaaac catcgtt 27 <110> Republic of Korea represented by National Fisheries Research & Development Institute <120> Genetic markers for identify individual of Anguilla japonica and method using the same <130> PD22-6176 <160> 20 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-30 F <400> 1 ccagtttcgt gccttgtact tt 22 <210> 2 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-30 R <400> 2 accagcctgt gttaaaggct ta 22 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-50 F <400> 3 acagaggaac atgtaaatgt atcca 25 <210> 4 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-50 R <400> 4 cggataatgt ctagccctgc tt 22 <210> 5 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-51F <400> 5 gccatggcaa ttcagagcat aa 22 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-51R <400> 6 acggtcatta aggttagagg gt 22 <210> 7 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-03F <400> 7 ggggaaagaa tctgtgtccc at 22 <210> 8 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-03R <400> 8 aaggaaagca ccagcaaaca tc 22 <210> 9 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-47F <400> 9 ggtagcgggt attccaaaat gc 22 <210> 10 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-47R <400> 10 ccgtctagag cgcttttatg ga 22 <210> 11 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-56F <400> 11 cagccttaac ggtcctatca gt 22 <210> 12 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-56R <400> 12 tctgattcat tacccagggc ac 22 <210> 13 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-69F <400> 13 cgcagtgtaa gctggtgata ga 22 <210> 14 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-69R <400> 14 tcattctgat gcccgaaggt ta 22 <210> 15 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-78F <400> 15 caccacacga tgcaatcaac tt 22 <210> 16 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-78R <400> 16 ggacaatggg gtacaaaaac cg 22 <210> 17 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-89F <400> 17 agaaagcctt acctgcatgt ga 22 <210> 18 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> ANJAP-89R <400> 18 cgctgcttga agtgctgata aa 22 <210> 19 <211> 37 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cyt-H <400> 19 aaactgcagc ccctgctcag aatgatattt gtcctca 37 <210> 20 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Cyt-L <400> 20 cgaagcttga tatgaaaaac catcgtt 27

Claims (5)

i-1) 서열번호 1로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 2로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제1프라이머 쌍,
i-2) 서열번호 7로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 8로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제2프라이머 쌍, 및
i-3) 서열번호 13으로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 14로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제3프라이머 쌍을 포함하는 제1프라이머 세트;
ii-1) 서열번호 3으로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 4로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제1프라이머 쌍,
ii-2) 서열번호 9로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 10으로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제2프라이머 쌍, 및
ii-3) 서열번호 15로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 16으로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제3프라이머 쌍을 포함하는 제2프라이머 세트; 및
iii-1) 서열번호 5로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 6으로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제1프라이머 쌍,
iii-2) 서열번호 11로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 12로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제2프라이머 쌍, 및
iii-3) 서열번호 17로 기재되는 포워드 프라이머 및 서열번호 18로 기재되는 리버스 프라이머를 포함하는 제3프라이머 쌍을 포함하는 제3프라이머 세트를 포함하고, 상기 제1프라이머 세트는 제1형광물질로 표지가 되고, 상기 제2프라이머세트는 제2형광물질로 표지가 되며, 상기 제3프라이머세트는 제3형광물질로 표지가 되고, 상기 제1 내지 제3형광물질은 각각 다른 파장의 빛을 방출하는, 극동산 뱀장어 개체식별용 키트.
i-1) a first primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 1 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 2;
i-2) a second primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 7 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 8, and
i-3) a first primer set including a third primer pair including a forward primer set forth in SEQ ID NO: 13 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 14;
ii-1) a first primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 3 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 4;
ii-2) a second primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 9 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 10, and
ii-3) a second primer set including a third primer pair including a forward primer set forth in SEQ ID NO: 15 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 16; and
iii-1) a first primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 5 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 6;
iii-2) a second primer pair comprising a forward primer set forth in SEQ ID NO: 11 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 12, and
iii-3) a third primer set including a third primer pair including a forward primer set forth in SEQ ID NO: 17 and a reverse primer set forth in SEQ ID NO: 18, wherein the first primer set is a first fluorescent material a label, the second set of primers is labeled with a second fluorescent material, the third set of primers is labeled with a third fluorescent material, and the first to third fluorescent materials emit light of different wavelengths, respectively. A kit for identification of eels from the Far East.
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제3형광물질은 FAM, HEX, 및 TAMARA로 구성되는 군으로부터 각각 선택되는, 키트.
According to claim 1,
The first to third fluorescent materials are each selected from the group consisting of FAM, HEX, and TAMARA, the kit.
제1항에 있어서,
상기 프라이머 쌍은 각각 최종 농도 0.1 내지 0.5 μM로 포함되는 것을 특징으로 하는, 키트.
According to claim 1,
Each of the primer pairs is characterized in that it is included in a final concentration of 0.1 to 0.5 μM, the kit.
극동산 뱀장어의 DNA 시료를 추출하는 추출단계;
상기 DNA 시료를 제1항의 키트로 증폭하는 증폭단계; 및
상기 증폭단계의 증폭 산물의 밴드 패턴을 분석하는 단계를 포함하는, 극동산 뱀장어의 개체 식별방법.
An extraction step of extracting a DNA sample of an eel from the Far East;
an amplification step of amplifying the DNA sample with the kit of claim 1; and
Including the step of analyzing the band pattern of the amplification product of the amplification step, an individual identification method of an eel from the Far East.
제4항에 있어서,
상기 증폭단계는 멀티플렉스 PCR로 수행되는, 방법.
5. The method of claim 4,
The amplification step is performed by multiplex PCR, the method.
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