KR19980038936A - Method for Discrimination of Korean Ginseng by RAPD Marker and Primer Used in the Method - Google Patents
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Abstract
본 발명의 RAPD 분석에 의한 고려인삼의 산지 판별 방법은 산지 판별의대상이 되는 인삼의 DNA를 분리 및 정제하고 정제된 인삼 DNA를 주형 DNA,로 하여 M2+이온, TaqDNA 폴리머라제, dNTP, 프라이머가 포함된 반응용액에서 인삼 DNA를 PCR에 의해 증폭시키고 상기 증폭된 인삼 DNA를 에티디움브로마이드가 포함된 아가로스 겔 상에서 전기영동시키고 그리고 전기영동이 완료된 인삼 DNA가 존재하는 아가로스 겔을 UV 트랜실루미네이터 상에서 DNA 밴드의 양상을 비교하여 RAPD 표식을 선발하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the method for determining the production of Korean ginseng by RAPD analysis is performed by separating and purifying the DNA of ginseng which is the subject of mountain determination and using purified ginseng DNA as template DNA, M 2+ ion, T aq DNA polymerase, dNTP. , Amplifying ginseng DNA by PCR in a reaction solution containing a primer, electrophoresing the amplified ginseng DNA on an agarose gel containing ethidium bromide, and UV light the agarose gel in which the electrophoresis is completed. Comparing the aspect of the DNA band on the transilluminator is characterized by consisting of the step of selecting the RAPD markers.
본 발명은 또한 상기 RAPD 분석에 이용될 수 있는 특이한 프라이머도 포함한다.The present invention also includes specific primers that can be used in the RAPD assay.
Description
도1은 PCR(폴리머라제 연쇄 반응법, Polymerase Chain Reaction) 증폭에 대한 주형 DNA 농도의 효과를 나타내는 DNA가 전기영동된 겔을 찍은 사진이다.1 is a photograph of a gel electrophoresed with DNA showing the effect of template DNA concentration on PCR (Polymerase Chain Reaction) amplification.
도2는 PCR 증폭에 대한 프라이머 농도의 효과를 나타내는 DNA가 전기영동된 겔을 찍은 사진이다.Figure 2 is a photograph of a gel electrophoresed with DNA showing the effect of primer concentration on PCR amplification.
도3은 PCR 증폭에 대한 dNTP 농도의 효과를 나타내는 DNA가 전기영동된 겔을 찍은 사진이다.3 is a photograph of a gel electrophoresed with DNA showing the effect of dNTP concentration on PCR amplification.
도4는 PCR 증폭에 대한 Taq 폴리머라제 농도의 효과를 나타내는 DNA가 전기영동된 겔을 찍은 사진이다.4 is a photograph of a gel electrophoresed with DNA showing the effect of Taq polymerase concentration on PCR amplification.
도5는 인삼 부위별 DNA에 따른 RAPD 밴드(band) 패턴을 나타내는 DNA가 전기영동된 겔을 찍은 사진이다.Figure 5 is a photograph of a gel electrophoresis of the DNA showing the RAPD band (band) pattern according to the DNA for each ginseng region.
도6은 프라이머 A02로 RAPD 분석을 수행한 후 DNA가 전기영동된 겔을 찍은 사진이다.6 is a photograph of a gel electrophoresed with DNA after RAPD analysis with primer A02.
도7은 프라이머 A04로 RAPD 분석을 수행한 후 DNA가 전기영동된 겔을 찍은 사진이다.7 is a photograph of a gel electrophoresed with DNA after RAPD analysis with primer A04.
도8은 프라이머 A10으로 RAPD 분석을 수행한 후 DNA가 전기영동된 겔을 찍은 사진이다.8 is a photograph of a gel electrophoresed with DNA after RAPD analysis with primer A10.
[발명의 목적][Purpose of invention]
[발명의 분야][Field of Invention]
본 발명은 RAPD 분석(Random Amplified Polymorphic DNA analysis)을 통한 표식에 의해서 고려인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)의 산지 판별방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 RAPD 표식에 의해 국내외산 고려인삼을 판별하는 방법 및 그 방법에 사용될 수 있는 특이한 프라이머에 관한 것이다.The present invention relates to a method for discriminating the mountain of Korean ginseng (Panax ginseng C. A. Meyer) by the labeling through RAPD analysis (Random Amplified Polymorphic DNA analysis). More specifically, the present invention relates to a method for determining domestic and foreign Korean ginseng by RAPD markers and to specific primers that can be used in the method.
[발명의 배경][Background of invention]
고려인삼은 북위 34°내지 48°의 아시아 극동 지방에 분포하는데 제주도를 제외한 한반도의 전지역, 중국의 만주지방 및 러시아의 연해주 지방에 자생하며 또한 재배되고 있다.Korean ginseng is distributed in the Far East of 34 ° to 48 ° north latitude, and is grown and grown in all parts of the Korean peninsula except Jeju Island, Manchuria in China and Yeonhae in Russia.
고려인삼은 각종 질병의 예방과 치료에 탁월한 효과가 있음은 물론, 병이 없는 사람에게도 강장제(强壯劑)로서 널리 이용되고 있는 바, 한방에서는 정신신경 질병, 소화기질병, 호흡기질병, 순환기질병, 외과질병, 안(眼)질병, 소아과질병 및 부인과질병등에 인삼이 광범위하게 응용되고 있다.Korean ginseng is not only effective in preventing and treating various diseases, but also widely used as a tonic for those who do not have any diseases. Ginseng has been widely applied to diseases, eye diseases, pediatric diseases and gynecological diseases.
우리나라 고려인삼 생산은 1984년 10,000톤 내외에서 1993년에는 약 14,800톤으로 10년간 50%정도 증가하였으며, 이용면에서 홍삼원료삼과 백삼원료삼의 비율은 약 2:8정도이다. 홍삼원료삼은 한국담배인삼공사에서 전량 수매하며 백삼과 기타 가공원료삼은 강화와 금산을 중심으로 유통되어 왔다.The production of Korean ginseng in Korea increased from about 10,000 tons in 1984 to about 14,800 tons in 1993, increasing by 50% over 10 years. The ratio of red ginseng and white ginseng was about 2: 8. Red ginseng raw ginseng is fully purchased by Korea Tobacco Ginseng Corporation. White ginseng and other processed raw ginseng have been distributed mainly in Ganghwa and Geumsan.
그러나 최근에는 중국산 인삼이 밀수입되어 국내 시장에서 불법으로 유통되고 있는데, 외형상으로는 국내에서 생산된 고려인삼과 구별이 아주 곤란하다.Recently, however, Chinese ginseng has been smuggled and illegally distributed in the domestic market, which is difficult to distinguish from Korean ginseng produced domestically.
따라서 우리나라 고려인삼의 보호육성과 건전한 유통질서를 위해서는 무엇보다도 국내산 고려인삼과 중국인삼과의 정확한 판별방법의 구명이 중요한 과제이다.Therefore, for the protection of Korean ginseng and healthy distribution order, the determination of the exact method of discriminating Korean ginseng and Chinese ginseng is an important task.
인삼의 분류학적 연구는 형태적 형질이나 동위효소(同位酵素)분석등 몇가지 방법들이 개발되어 이용되어 왔으나, 이러한 방법들은 동일 속(屬)의 종(種)분류에는 적용성이 높으나, 인삼은 표현형이 단순하기 때문에 비교적 유연관계가 가까운 종(種)내에서 변종 및 육종계통 간의 분류나 품종의 식별에는 이러한 방법들은 적절하지 않다.Although taxonomic studies of ginseng have been developed and used, such as morphological traits and isoenzyme analysis, these methods are highly applicable to species classification of the same genus, but ginseng is phenotype. Because of this simplicity, these methods are not appropriate for the identification of varieties or breeds between varieties and breeding lines in relatively close species.
최근 분자생물학 분야의 급진적인 발전과 더불어 식물의 속, 종간 또는 종내 품종간 분류를 하고자 하는 연구가 진행되어 오고 있으며 그 가능성이 극히 높은 것으로 평가되고 있다.Recently, with the rapid development in the field of molecular biology, researches have been conducted to classify genus, species or intra-cultivar varieties of plants, and it is evaluated that the possibility is extremely high.
분자생물학 수준에서의 DNA분석에 의한 변종의 감별은 그 변종의 양적수준과 더불어 다수의 특성을 파악하여 알 수 있으며 환경의 영향을 배제할 수 있는 장점이 있다.Differentiation of strains by DNA analysis at the molecular biology level can be understood by identifying a number of characteristics as well as the quantitative level of the strain, and has the advantage of excluding the effects of the environment.
그 중에서 RFLP(제한효소 단편 장다형, Restriction Fragment Length Polymorphism)는 일련의 DNA 사슬을 제한효소로 처리했을 때 생기는 DNA 단편들이 개체간의 유전적 조성의 차이 즉, 염기 서열상의 차이에 따라서 그 수나 길이가 서로 다르게 나타난다는 사실에 기초한 것으로써 다양하게 이용되고 있다.Among them, RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) is the number and length of DNA fragments produced when a series of DNA chains are treated with restriction enzymes, depending on the genetic composition of the individual, that is, the difference in nucleotide sequence. It is based on the fact that they appear differently and is used in various ways.
그러나 인삼에 있어서 최근 RFLP 기술을 이용한 인삼의 변종간 분류를 위하여 인삼의 변종인 자경종(紫莖種), 청경종(靑莖種), 황숙종(黃熟種)의 미토콘드리아 DNA(임 용표 등,1990. The characterizahon of mitochondrial DNA of Korean ginseng. Korean ginseng. Korean J. Ginseng Sci. 14 : 310-316 참조)및 클로로프라스트 DNA(Lee등, 1991, Purification and Characterization of chloroplast DNA in Korean Ginseng. Recent progress in Molecular biology and Genetic engineering in Korea 1991, (2) : 342참조)내 구조를 제한효소를 이용하여 분석해서 그 차이점을 검토한 바 차이가 나타나지 않아, 인삼의 변종 및 육성계통(育成系統)에 대한 RFLP방법의 이용은 세포질 유전자로는 한계가 있음이 밝혀졌다.However, the mitochondrial DNA of Ginseng varieties, such as ginseng varieties, Pseudomonas spp., And Hwang Sook-jong, for the classification of ginseng varieties using the RFLP technique in recent years, 1990.The characterizahon of mitochondrial DNA of Korean ginseng.Korean ginseng.Korean J. Ginseng Sci. 14: 310-316) and chloroplast DNA (Lee et al., 1991, Purification and Characterization of chloroplast DNA in Korean Ginseng. In Molecular Biology and Genetic Engineering in Korea 1991, (2): 342), the structure was analyzed using restriction enzymes. The use of the RFLP method has been found to be limited in cytoplasmic genes.
또한 RFLP는 순도가 높은 DNA가 다량으로 필요하며 시간과 노력이 많이 소요되는 단점이 있다. 그리고 비용이 많이 소요될 뿐 아니라 시험과정이 복잡하고 방사성 동위원소를 이용해야 하는 단점도 있다.In addition, RFLP requires a large amount of high-purity DNA and takes a lot of time and effort. In addition to the high cost, the test procedure is complicated and the use of radioisotopes is required.
본 발명의 출원인은 상기 문제점들에 착안하여 기술적으로 단순하고 다형상성(Polymorphism)의 추적이 용이한 RAPD표식을 이용한 고려인삼의 산지 판별방법을 발명하기에 이른 것이다.Applicants of the present invention has been invented a method for determining the origin of Korean ginseng using a RAPD marker that is technically simple and easy to trace polymorphism in view of the above problems.
[발명의 목적][Purpose of invention]
본 발명의 목적은 다형상성의 추적이 용이하고 소량의 DNA가 소요되며 분석과정이 빠른 RAPD표식에 의한 고려인삼의 산지 판별방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a method for determining the origin of Korean ginseng by RAPD markers, which is easy to trace polymorphism, takes a small amount of DNA, and has a fast analysis process.
본 발명의 또 다른 목적은 고려인삼의 산지 판별에 적합한 RAPD분석의 조건을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide conditions for RAPD analysis suitable for determining the origin of Korean ginseng.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 RAPD분석에 사용되는 특이한 프라이머를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a specific primer used in the RAPD analysis.
[발명의 요약][Summary of invention]
본 발명의 RAPD표식에 의한 고려인삼의 산지 판별방법은 산지 판별의 대상이 되는 인삼의 DNA를 분리 및 정제하고 정제된 인삼 DNA를 주형 DNA로 하여 Mg2+이온, Taq DNA 폴리머라제, dNTP, 프라이머가 포함된 반응용액에서 인삼 DNA를 PCR에 의해 증폭시키고, 상기 증폭된 인삼 DNA를 아가로스 겔 상에서 에티디움 브로마이드(ethidium bromide)가 포함된 버퍼로 전기영동시키고, 그리고 전기영동이 완료된 인삼 DNA가 존재하는 아가로스 겔을 UV트랜실루미네이터(transilluminator)상에서 DNA 밴드의 양상을 비교하여 RAPD표식을 선발하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.Origin detection method of Korean by RAPD markers of the present invention by the DNA of ginseng to be subjected to the producer determines the isolated and purified DNA as a template DNA and the purified ginseng Mg 2+ ions, Taq DNA polymerase, dNTP, primer In the reaction solution containing amplified ginseng DNA by PCR, the amplified ginseng DNA is electrophoresed on agarose gel with a buffer containing ethidium bromide, and the electrophoresis is completed ginseng DNA The agarose gel is characterized by consisting of the step of selecting the RAPD markers by comparing the aspect of the DNA band on the UV transilluminator (transilluminator).
본 발명은 또한 상기 RAPD분석에 이용될 수 있는 특이한 프라이머도 포함한다.The invention also includes specific primers that can be used in the RAPD assay.
[발명의 구체예에 대한 상세한 설명]Detailed Description of the Invention
본 발명의 RAPD 분석은 PCR을 이용해서 작물에 따라 조건이 조금씩 다르나 인삼의 경우 고온(90℃ 부근)에서 이중쇄 DNA를 2 개의 단일쇄 DNA로 만든 다음 저온(50℃ 부근)에서 랜덤 프라이머와 표적 DNA를 어닐링(anncaling)시키고 중온(72℃ 부근)에서 다시 이중쇄 DNA로 만드는 과정을 반복하여 특정 DNA 단편의 수를 기하급수적으로 증폭시키고 증폭된 DNA를 겔상에서 전기영동한 후 에티디움 브로마이드로 염색하면 UV 트랜스루미네이터 상에서 육안으로 볼 수 있는 밴드로 나타나는 것에 그 기초를 두고 있으며, 이 밴드의 양상을 RAPD 표식이라 한다.In the RAPD analysis of the present invention, conditions are slightly different depending on crops using PCR, but in the case of ginseng, double-stranded DNA is made of two single-stranded DNA at high temperature (near 90 ° C) and then random primer and target at low temperature (near 50 ° C). Annealing the DNA, repeating the process of making double-stranded DNA again at medium temperature (near 72 ° C), exponentially amplifying the number of specific DNA fragments, electrophoresing the amplified DNA on a gel, and staining with ethidium bromide It is based on what appears to be a visible band on the UV transluminator, and this aspect of the band is called the RAPD marker.
고려인삼의 개체별 변종의 근소한 유전자의 차이일지라도 PCR에 의한 증폭시에 특정 프라이머와 상보성에 따라서 DNA가 증폭되어서 전기영동시에 발생하는 밴드의 개수와 위치가 달라지며, 상보성이 적어서 DNA가 증폭되지 않으면 전기영동에 의한 밴드가 나타나지 않게 된다. 따라서 개체간에 근소한 유전자의 차이를 갖는 산지별 고려인삼의 판별이 가능하게 된다.Even if there is a slight difference in genes of individual strains of Korean ginseng, DNA is amplified according to specific primer and complementarity at the time of amplification by PCR, and the number and location of bands generated during electrophoresis are different. The band due to phoresis does not appear. Therefore, it is possible to discriminate Korean ginseng by region having a slight difference in genes among individuals.
본 발명의 RAPD 분석에 있어서 장점은 프라이머의 염기가 하나만 바뀌어도 밴드의 발현 양상은 완전히 달라지므로 뉴클레오티드 10개(10-mer) 내외의 올리고뉴클레오티드를 DNA 증폭에 프라이머로 이용하여 충분히 다형상성(Polymorphism) 검정을 할 수 있다는 것이다.Advantages of the RAPD analysis of the present invention is that even if only one base of the primer is changed, the expression pattern of the band is completely different, so that the polymorphism assay is sufficient by using oligonucleotides of about 10 nucleotides (10-mer) as primers for DNA amplification. Is that you can.
본 발명의 고려인삼의 산지 판별방법인 RAPD 분석의 각 단계인 (A) 인삼의 DNA 분리 및 정제, (B) PCR에 의한 DNA의 증폭, (C) 전기영동, 및 (D)RAPD 표식 선발단계에 대하여 하기에서 상세히 설명한다.(A) DNA isolation and purification of ginseng, (A) DNA amplification by PCR, (C) electrophoresis, and (D) RAPD marker selection step It will be described in detail below.
[A. 인삼의 DNA 분리 및 정제][A. DNA Separation and Purification of Ginseng]
RAPD 분석의 성패는 순도가 높은 DNA의 확보에 달려 있다. 순도가 낮은 DNA를 이용하여 PCR을 하였을 경우는 밴드 양상이 선명하지 못하고 불순물(background)도 많았으며 재현성에도 문제가 있다.The success of RAPD analysis depends on the acquisition of high-purity DNA. In case of PCR using low purity DNA, the band pattern is not clear, there are many impurities, and there is also a problem in reproducibility.
인삼의 DNA 분리과정에서 분리 소요시간이 짧은 것이 긴 것에 비하여 획득되는 DNA의 양도 많았고 순도도 높다. DNA분리 초기단계인 시료의 마쇄과정에서 많은 시간을 소요하는 경우 추출용액이 짙은 고동색 내지 갈색으로 산화하며, 최종적으로 얻어지는 DNA의 양이 적고 순도가 높은 DNA의 확보도 곤란하다.The shorter the time required for the separation of ginseng DNA, the longer the amount of DNA obtained and higher purity. When a large amount of time is spent in the grinding process of the sample, which is the initial stage of DNA separation, the extraction solution is oxidized to dark brown to brown, and it is difficult to secure DNA with a small amount of finally obtained DNA and high purity.
인삼에서 총 DNA를 분리하는 방법은 당해 기술에서 알려진 통상의 방법에 의하여 할 수 있다. 주의할 것은 일반적으로 인삼의 뿌리에는 전분 및 페놀화 함물이 많아 추출과정에서 페놀 추출등을 1 내지 2회 더 반복해야 한다. 인삼시료의 마쇄 및 추출 시간을 단축하고 페놀-클로로포름 추출과정을 주의깊게 반복하면 순수한 DNA를 얻을 수 있다.The method of separating total DNA from ginseng can be carried out by conventional methods known in the art. It should be noted that the roots of ginseng generally contain a lot of starch and phenolized compounds, so phenol extraction should be repeated one or two more times during the extraction process. Pure DNA can be obtained by reducing the grinding and extraction time of ginseng samples and carefully repeating the phenol-chloroform extraction process.
최종적으로 얻어진 총 DNA는 아가로스 겔 상에서 전기영동하여 단일 밴드로 나타나며, 이 DNA를 UV/VIS 분광기로 정량하여 사용한다.Finally, the total DNA obtained is electrophoresed on agarose gel to appear as a single band, which is quantified using UV / VIS spectroscopy.
[B. PCR에 의한 DNA의 증폭][B. DNA Amplification by PCR]
PCR은 고온에서 이중쇄 DNA를 단일쇄로 만든 다음 저온에서 프라이머와 표적 DNA를 어닐링시키고 중온에서 다시 이중쇄 DNA로 만드는 과정을 반복하여 특정 DNA 단편의 수를 기하급수적으로 증폭시키는 방법이다.PCR is a method of exponentially amplifying the number of specific DNA fragments by repeating a single strand of double-stranded DNA at high temperature, then annealing the primer and target DNA at low temperature and double-stranded DNA at medium temperature.
PCR은 단 하나의 DNA절편까지도 증폭되어 밴드로 나타날 수 있을 정도로 그 감응도가 높고, 소량의 DNA만으로도 수행이 가능하며 시험과정이 빠르고 안전하여 대규모 집단의 스크리닝(screening)에 효과적인 방법이다.PCR is an effective method for screening large populations because it is highly sensitive enough to amplify even a single DNA fragment, can be performed with only a small amount of DNA, and the test process is fast and safe.
PCR을 행함에 있어서 주형 DNA, Mg2+이온, Taq 폴리머라제, dNTP, 프라이머등이 반응용액을 구성하는 필수적 요소이며, 이들 요소가 완비된 조건하에서 일정횟수 이상 반복된 PCR 과정을 거쳐야만 특정 DNA의 증폭이 이루어질수 있다.In performing PCR, template DNA, Mg 2+ ions, Taq polymerase, dNTP, primers, etc. are essential components of the reaction solution. Amplification can be achieved.
본 발명에서는 인삼의 DNA를 이용한 RAPD의 적정조건을 구명하기 위해서 PCR에 관여하는 주요 요소들의 첨가량 차이가 PCR 산물에 어떤 영향을 주는지를 확인하고 각 요소들의 적정농도를 제시한다.In the present invention, to determine the appropriate conditions of RAPD using the DNA of ginseng, it is confirmed how the difference in the amount of addition of the major factors involved in PCR affects the PCR product and presents the appropriate concentration of each element.
(a) 프라이머 예비검정(a) Primer preliminary assay
인삼의 PCR에 적합한 프라이머를 선발하여야 한다. 즉, PCR을 행함 때 인삼의 단일쇄 DNA에 어닐링되어서 DNA를 합성할 수 있도록 하는 프라이머를 적절히 선택하는 것이 본 발명에서 가장 중요한 요소이다. 같은 종의 인삼을 동일한 조건으로 PCR 하여도 RAPD 밴드 양상은 프라이머 종류에 따라 다양하게 나타나고 밴드수나 선명도도 현저히 차이가 난다. 따라서 적합한 프라이머를 선발하기 위해 예비검정을 하여야 한다.Primers suitable for PCR of ginseng should be selected. That is, the most important factor in the present invention is to properly select a primer that can be annealed to single-stranded DNA of ginseng to synthesize DNA when PCR is performed. Even if the same species of ginseng was PCR under the same conditions, the RAPD band pattern appeared variously depending on the primer type, and the number of bands and the clarity were remarkably different. Therefore, preliminary tests should be performed to select suitable primers.
PCR 횟수는 적절한 사이클(50사이클 내외)로 하여 각 프라이머 별로 시험하여 RAPD에서 밴드 양상이 뚜렷한 프라이머를 선발한다.PCR cycles are tested for each primer at appropriate cycles (about 50 cycles) to select primers with distinct band patterns in RAPD.
본 발명의 실시예에서는 10-mer 프라이머를 예비 검정하여 RAPD에서 밴드가 두껍고 뚜렷하며 선명하게 발현하여 이용성이 높은 종의 프라이머를 선택한다. 실시예의 예비검정에서 사용된 각 프라이머의 염기 서열, 분자량 및 RAPD증폭 능력이 표 1에 언급된다.In the embodiment of the present invention, the primers of high availability are selected by preliminarily assaying the 10-mer primers by expressing thick, distinct and clear bands in RAPD. The base sequence, molecular weight and RAPD amplification capacity of each primer used in the preliminary assay of the examples are mentioned in Table 1.
∴ - : 증폭이 없음,∴-: no amplification,
P : 증폭이 빈약,P: poor amplification,
G : 증폭이 양호,G: amplification is good,
E : 증폭이 탁월함을 나타냄.E: Excellent amplification.
본 발명의 고려인삼의 산지 판별을 위한 RAPD 분석에 사용되는 프라이머에서는 E 를 나타내는 프라이머, 즉 프라이머 A02, A04, A07, A09, A10, A11, A12, A13 및 A20을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 상기 9 종의 프라이머 외에도 당업자가 상기 프라이머와 대치 가능한 프라이머, 즉 상기 9종의 프라이머와 염기서열이 유사하여 상보성이 높은 프라이머들은 본 발명에 포함될 것이다.In primers used for RAPD analysis for determination of the acidity of Korean ginseng of the present invention, it is preferable to use primers indicating E, that is, primers A02, A04, A07, A09, A10, A11, A12, A13 and A20. However, in addition to the 9 kinds of primers, those skilled in the art can replace the primers, that is, primers having high complementarity because the base sequence is similar to the 9 kinds of primers will be included in the present invention.
(b) 주형 DNA의 농도(b) concentration of template DNA
PCR 반응을 위한 주형 DNA의 적정량은(총 반응액이 25μl일 때) 25ng 내지 250ng이며, 바람직하게는 50ng 내지 200ng이다. 도1에 나타나 있듯이 낮은 농도에서는 DNA의 서열의 길이가 긴 밴드가 선명하치 못하고 높은 농도에서는 DNA의 서열의 길이가 짧은 밴드의 발현강도가 미약하거나 소멸되는 경향이 있다. 25ng 내지 200ng의 주형 DNA 농도 범위에서는 비교적 선명하고 반복성이 있는 RAPD 밴드가 확인된다.The appropriate amount of template DNA for the PCR reaction (when the total reaction solution is 25 μl) is 25ng to 250ng, preferably 50ng to 200ng. As shown in Fig. 1, the long bands of DNA sequences are not clear at low concentrations, and at high concentrations, the expression intensity of short bands of DNA sequences tends to be weak or disappear. In the template DNA concentration range of 25 ng to 200 ng, a relatively clear and repeatable RAPD band is identified.
(c) 프라이머의 농도(c) concentration of primer
PCR에 의한 인삼 DNA를 증폭하기 위한 프라이머의 적정농도는 1pM 내지2pM이다. 프라이머 농도가 1pM 보다 낮아질수록 DNA의 서열의 길이가 긴밴드가 선명하지 못하고 2pM 보다 높아질수록 DNA의 서열의 길이가 짧은 밴드가 선명하지 못하다. 도2에 나타나 있듯이 1pM 내지 2pM 범위에서 밴드가 모두 균일하게 발현된다.The proper concentration of the primer for amplifying ginseng DNA by PCR is 1pM to 2pM. As the primer concentration is lower than 1 pM, the long band of the DNA sequence is not clear. As the primer concentration is higher than 2 pM, the band of the short DNA sequence is not clear. As shown in FIG. 2, all bands are uniformly expressed in the range of 1 pM to 2 pM.
(d) dNTP 농도(d) dNTP concentration
최적 PCR 증폭을 위한 dNTP 적정농도는 도3에 나타나 있듯이 100μM내지 200μM이다. 200μM 이상일 경우는 폴리머라제 작용으로 불특정 밴드가 형성되는 문제가 생기며 PCR 에서 완전히 상보적인 염기서열이 못되는 데도 불구하고 프라이머가 부착되거나, 잘못 부착된 프라이머에서 재현성이 없는 밴드를 생산하게 될 가능성을 최소화하기 위해서는 가능한한 dNTP의 농도를 낮추는 것이 유리하다.The dNTP titer for optimal PCR amplification is 100 μM to 200 μM, as shown in FIG. 3. Above 200μM, polymerase action causes the formation of unspecific bands and minimizes the possibility of producing unreproducible bands from primers attached or misattached primers, even though PCR is not fully complementary. In order to achieve this, it is advantageous to lower the concentration of dNTP as much as possible.
(e)Taq 폴리머라제 농도(e) Taq polymerase concentration
내열성 효소인 Taq 폴리머라제 적정농도는 반응용액 총량보다는 그 속에 함유된 DNA량과 관련이 있으며, Taq 폴리머라제의 적정농도는 반응용액 100μl당 1.0 내지 2.5유니트(unit)이나, 이 농도는 주형 DNA의 특성 및 프라이머 종류에 따라 좌우될 수 있다.The optimal concentration of Taq polymerase, a heat-resistant enzyme, is related to the amount of DNA contained therein rather than the total amount of the reaction solution. The optimal concentration of Taq polymerase is 1.0 to 2.5 units per 100 μl of the reaction solution. It may depend on the nature and primer type.
도4에 나타나 있듯이 1.0 유니트와 2.0 유니트에서는 크기가 큰 밴드가 높은 강도로 발현되는 반면에 4.0 유니트에서는 작은 밴드의 발현강도는 미약하다.As shown in FIG. 4, in the 1.0 unit and the 2.0 unit, a large band is expressed with high intensity, whereas in the 4.0 unit, the expression intensity of the small band is weak.
그러나 Taq 폴리머라제는 효소의 일종으로 제조방식, 보관 상태등에 따라서 활성이 달라질수 있으며 제조회사에 따라서도 활성에 차이가 있으므로 단순히 농도만 가지고 언급하기에는 부족한 점이 있다.However, Taq polymerase is a kind of enzyme, and its activity may vary depending on the manufacturing method, storage conditions, etc., and there is a shortage of simply mentioning the concentration because the activity varies depending on the manufacturer.
(f) Mg2+이온의 농도(f) the concentration of Mg 2+ ions
반응용액 내의 Mg2+이온이 1mM이하일 경우는 RAPD 밴드수가 작아지거나 밴드가 전혀 나타나지 않을 수도 있고 반대로 4mM 이상의 고농도에서는 밴드 수가 많아진다.If the Mg 2+ ion in the reaction solution is less than 1mM, the number of RAPD bands may become small or no bands may appear.
(g) 인삼의 부위별 RAPD(g) RAPD by site of ginseng
인삼의 RAPD를 수행함에 있어서 DNA분리에 이용되는 조직의 차이가 PCR이후 DNA밴드 양상에는 영향을 미치는지 않는다.In performing RAPD of ginseng, the difference of tissues used for DNA separation does not affect the DNA band pattern after PCR.
도5에 나타나 있듯이 인삼의 경우 동일한 식물체에서는 시료의 채취부위에 관계없이 어느 조직에서 DNA를 분리하더라도 같은 결과가 나타난다. 즉 인삼의 뿌리, 줄기 및 열매의 조직으로부터의 DNA를 사용하여 RAPD를 행한 경우 DNA 밴드 양상이 유사한 것이다.As shown in Figure 5 in the case of ginseng is the same plant, even if the DNA is separated from any tissue irrespective of the sampling site of the same result. That is, when RAPD was performed using DNA from the root, stem and fruit tissues of ginseng, the DNA band pattern is similar.
C. 전기영동C. Electrophoresis
아가로스 겔 상에 증폭된 DNA를 로딩(loading)하여 DNA를 염색하도록 에티디움 브로마이드가 함유된 버퍼를 사용하여 전기영동을 행한다. 상기 DNA는 그 서열의 길이에 따라서 짧은 것은 가까운 곳에, 서열의 길이가 긴 것은 먼곳에 위치하게 된다. 그 서열의 길이는 염기의 수로 나타낼 수 있도록 람다-파지의 DNA를 제한효소 Hind Ⅲ 와 Pst I으로 처리한 검정 DNA(도면에서는 M으로 표시됨)를 같이 전기영동시켜서 Kb(kilobase)로 계산한다.Electrophoresis is performed using a buffer containing ethidium bromide to load the amplified DNA on an agarose gel and stain the DNA. The DNA is located near the shorter one according to the length of the sequence, and far from the longer one. The length of the sequence is calculated by Kb (kilobase) by electrophoresis of the assay DNA (denoted by M in the figure) treated with the restriction enzymes Hind III and Pst I with the DNA of the lambda-phage so as to express the number of bases.
전기영동이 완료된 후 UV 트랜실루미네이터 상에서 DNA 밴드 양상을 관찰하고 사진촬영을 한다.After electrophoresis is completed, the DNA band pattern is observed and photographed on a UV transluminator.
D. 국내의 수집 고려인삼의 RAPD 표식 선발D. Selection of RAPD Markers of Korean Ginseng Collected in Korea
본 발명의 실시예에서는 전체 9개의 프라이머로 PCR하여 얻은 169개의 RAPD 밴드 중에서 지방 수집종간의 다양성이 인정되었던 167개의 밴드를 분석한 결과, 공시한 25개 지방 수집종에서 공통 밴드가 나타난 31개 특이 밴드를 묶은 후 국내 수집종 및 8개 의국 수집종에 대하여 하나 내지 수개의 밴드로 각각의 지방종을 감별할 수 있는 RAPD 표식을 선발하였다(표 2).In an embodiment of the present invention, the analysis of 167 bands of which the diversity of fat collection species was recognized among 169 RAPD bands obtained by PCR with a total of 9 primers resulted in 31 specificities in which common bands appeared in 25 reported fat collection species. After tying up the bands, RAPD markers were selected to discriminate each lipoma from one to several bands for domestic and 8 U.S. collections (Table 2).
도6 내지 도8에서 확인되듯이, 이들 지방 수집종중에서 징규, 푸숑, 창빠이, 시쥬 및 나가노의 5개 지역 수집종은 단 한개의 밴드의 발현의 유무만으로도 다른 수집종들과 구별이 가능하다.As can be seen from Fig. 6 to Fig. 8, five regional collection species of Jinggyu, Fuchon, Chang Pai, Shiju and Nagano can be distinguished from other collection species by the presence or absence of expression of only one band. .
단 한개의 밴드로는 구분이 불가능하나 1개 프라이머에서 증폭된 2개 밴드를 판별 표식으로 하였을 때에는 감별이 가능하였던 것이 국내수집 17종과 개성의 재배종으로 확인되었는데 이 경우는 두 밴드 각각의 유무에 의하여 수집종간 차이가 구분된다. 재배지가 한국일 경우는 RAPD 밴드(프라이머-Kb 순서로 표기)중에서 A02-1.25(1) 및 A02-0.34(1)로 식별이 가능하고 개성의 경우는 A04-1.25(0) 및 A04-0.53(1)로 식별이 가능하다.It was not possible to distinguish it with only one band, but when two bands amplified by one primer were used as discriminating markers, it was confirmed that 17 species were collected in Korea and cultivated in Kaesong. The differences between the collected species are distinguished. If the plantation is in Korea, it can be identified as A02-1.25 (1) and A02-0.34 (1) in the RAPD band (in primer-Kb order), and A04-1.25 (0) and A04-0.53 (for Kaesong). 1) can be identified.
외국에서 수집된 인삼중에 지안과 리아오닝은 각각 3개 또는 7개 이상의 밴드를 판별표식으로 해야만 1개의 프라이머내에서 다른 수집 인삼과의 구분이 가능하다.Among ginseng collected from foreign countries, Gian and Liaoning can distinguish from other collected ginseng in one primer only by identifying three or seven or more bands.
외국 수집 인삼 중 진안과 리아오닝에 있어서는 2개의 프라이머를 사용하면 진안은 2개의 밴드를 그리고 리아오닝은 3개의 밴드를 판별표식으로 사용하면 다른 수집 인삼과의 구분이 가능하다.Among the foreign collected ginseng, two primers are used for Jinan and Liaoning, and two bands for Jinan and three bands for Liaoning can be distinguished from other collected ginseng.
따라서 1내지 2개의 프라이머로 수행한 RAPD분석에 의해서 나타나는 DNA밴드 양상은 비교하면 적게는 하나의 밴드를 RAPD표식으로 선발할 수 있고 많아도 수개의 밴드를 RAPD 표식으로 선발할 수 있다.Therefore, the DNA band pattern shown by RAPD analysis performed by 1 or 2 primers can be selected as a single RAPD marker, and at most several bands can be selected as RAPD markers.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.The present invention will be further illustrated by the following examples, which are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit or limit the scope of the present invention.
[실시예]EXAMPLE
실시예1 : 인삼의 DNA분리 및 정제Example 1 DNA Separation and Purification of Ginseng
본 실시예에서는 한국담배인삼공사에서 중국 및 국내 주요 인삼재배지로부터 수집한 인삼과 한국인삼 연초연구원에서 육성한 고려인삼 계통 및 일본등지에서 직접 수집한 인삼등 합계 25점(표3)을 공시하고, 각 인삼의 뿌리에서 유전자 DNA를 추출하여 시료로 사용했다.In this example, a total of 25 points (Table 3) such as ginseng collected from major tobacco ginseng cultures in Korea and Korea and Korea ginseng grown by Korea Ginseng and Tobacco Research Institute and ginseng collected directly from Japan, etc. are disclosed. Gene DNA was extracted from the root of each ginseng and used as a sample.
본 실시예에서 사용된 원심분리기는 비전과학(주)의 VS-21SMT와 VS-15000CF모델이었다.The centrifuges used in this example were VS-21SMT and VS-15000CF models of Vision Science.
인삼은 먼저 세척후 수분을 제거한 후, 2g 내외를 채취하여 분쇄기(mortar)에 넣고 액체질소를 첨가하면서 막자(pestle)를 이용하여 부드러운 백색분말이 되도록 단시간에 마쇄했다. 마쇄가 끝난 시료는 산화방지를 위하여 6㎖ 요소 추출버퍼(표4 참조)가 담긴 50㎖ 팰콘(falcon) 튜브에 넣어 흔들어 혼합한 후 3㎖의 페놀과 3㎖의 클로로포름용액을 첨가하여 섞은 다음 실온에서 15분간 방치한 후 4℃에서 10분간 8,000rpm으로 원심분리했다.The ginseng was first washed and then dried to remove water, and then collected in about 2 g and placed in a mortar, and then ground in a short time using a pestle while adding liquid nitrogen to use a pestle. The ground samples were mixed by shaking in a 50 ml falcon tube containing a 6 ml urea extraction buffer (see Table 4) to prevent oxidation, and then mixed with 3 ml of phenol and 3 ml of chloroform solution. After standing for 15 minutes at 4 ℃ was centrifuged at 8,000rpm for 10 minutes.
원심분리한 후에 상등액을 취하여 15㎖ 팰콘 튜브에 넣어서 4.4 몰의 암모늄 아세테이트(pH 5.2)용액(500㎖비커에 이온화되지 않은 물 105㎖를 넣고 저으면서 50㎖ 그라시알(glacial)아세트산을 첨가하고 암모늄 하이드록사이드(분자량 35.05) 45㎖를 떨어뜨리면서 첨가해서 만듬)1㎖를 첨가하고 다시 6㎖의 이소프로판올을 첨가하여 전체 용량을 13㎖가 되도록 한다. 상기 용액을 고루 혼합한 후 10,000rpm으로 다시 원심분리 했다.After centrifugation, the supernatant was taken and placed in a 15 ml Falcon tube, a solution of 4.4 moles of ammonium acetate (pH 5.2) (105 ml of unionized water was added to a 500 ml beaker with stirring and 50 ml of gracial acetic acid was added, followed by ammonium hydride). Add 1 ml of 45% of the lockside (molecular weight 35.05) dropping and add 6 ml of isopropanol to bring the total volume to 13 ml. The solution was mixed evenly and centrifuged again at 10,000 rpm.
: Tris-Hcl, EDTA, NaCl및 물은 고압 증기멸균 후에 사용.: Tris-Hcl, EDTA, NaCl and water are used after autoclaving.
원심분리 후 상등액은 버리고 튜브 바닥에 가라앉은 DNA 덩어리를 70%에탄올로 2회 세척한 다음 진공냉동 또는 실온에서 건조했다. 건조후 DNA 펠릿(pellet)은 TE버퍼(1.0몰 Tris-Hcl(pH 8.0)100㎕, 0.5 몰 EDTA(pH8.0) 20㎕, 물 9,880㎕로 구성된 총용량 10,000㎕에서)200㎕에 다시 용해하여 RNase와 동일한 용량의 페놀-코로포름 용액을 첨가하여 섞은 후 15,000rpm으로 10분간 원심분리했다.After centrifugation, the supernatant was discarded and the DNA mass that had settled at the bottom of the tube was washed twice with 70% ethanol and then dried in vacuo or at room temperature. After drying, the DNA pellet was re-dissolved in 200 μl of TE buffer (100 μl of 1.0 mole Tris-Hcl (pH 8.0), 20 μl of 0.5 mole EDTA (pH 8.0) and 9,880 μl of water). A phenol-coroform solution of the same volume as RNase was added and mixed, followed by centrifugation at 15,000 rpm for 10 minutes.
원심분리 후에 상등액을 수거하여 같은 양의 이소프로판올을 첨가하여 DNA를 침전시킨 후 15,000rpm으로 3분간 원심분리했다. 원심분리 후 상등액을 버리고 침전된 DNA를 70% 에탄올로200㎕에 현탁시켜 완성했다.After centrifugation, the supernatant was collected and the same amount of isopropanol was added to precipitate DNA, followed by centrifugation at 15,000 rpm for 3 minutes. After centrifugation, the supernatant was discarded and the precipitated DNA was suspended in 200 µl of 70% ethanol.
완성된 DNA는 아가로스 겔 상에서 전기영동하여 UV/VIS 분광기로 정량하여 순도가 1.8정도인 것만 사용했다.The finished DNA was electrophoresed on an agarose gel and quantified by UV / VIS spectroscopy to use only 1.8 purity.
실시예2 : PCR에 의한 DNA의 증폭Example 2 Amplification of DNA by PCR
본 발명의 시험에 이용된 PCR 기종은 Perkin Elmer Cetus 사의 Thermal Cycler 480 이었다.The PCR model used in the test of the present invention was Thermal Cycler 480 from Perkin Elmer Cetus.
PCR의 반응용기는 0.5ml용 에펜드로프 튜브를 이용하였으며 튜브에 반응용액을 첨가한 다음 그 용액의 표면을 약 10μl의 미너럴 오일로 피막처리하여 PCR 반응중 용액의 증발을 예방했다.The reaction vessel of PCR was a 0.5 ml eppen rope tube, and the reaction solution was added to the tube and the surface of the solution was coated with about 10 μl of mineral oil to prevent evaporation of the solution during the PCR reaction.
PCR을 이용하여 처음에 94℃에서 5분간 이중쇄 DNA를 분리시킨 다음, 94℃에서 1분간, 35℃에서 1분간, 72℃에서 2분간씩 각각 처리하여 DNA를 증폭시키는 것을 1 사이클로 하였고, 이 사이클을 50회 반복하여 DNA 증폭이 끝난 후 마지막으로 72℃에서 10분간 안정화한 다음 4℃에서 유지하였다.Double-stranded DNA was first isolated from PCR at 94 ° C. for 5 minutes, and then amplified DNA was treated by 1 minute at 94 ° C., 1 minute at 35 ° C., and 2 minutes at 72 ° C., respectively. After 50 cycles, DNA amplification was completed and finally stabilized at 72 ° C. for 10 minutes and then maintained at 4 ° C.
실시예3 : 인삼의 RAPD 적정조건Example 3: RAPD titration conditions of ginseng
본 실시예에서는 공시인삼 KG101를 사용하였고, 각 시험의 PCR 반응용액은 주형 DNA 50ng, 프라이머 1pM, dATP, dCTP, dGTP 및 dTTP를 각각 100μM씩, Mg2+이온 1.5mM, Taq DNA 폴리머라제 1.5유니트,10×반응버퍼 2.5μl, 그리고 나머지는 멸균된 3차 증류수로 총 반응용액량의 기준을 25μl로 하였다.In the present example, the test ginseng KG101 was used, and the PCR reaction solution of each test was 50 μg of template DNA, 1 pM of primer, dATP, dCTP, dGTP and dTTP, 1.5 mM of Mg 2+ ion, and 1.5 units of Taq DNA polymerase. 2.5 μl of the 10 × reaction buffer and the rest were sterilized in distilled water to give 25 μl of the total reaction solution.
A. 주형 DNA 농도A. Template DNA Concentration
PCR 증폭에 있어 총 반응용액 25μl 중에 포함되는 적정 DNA양을 확인하고자 KG101 인삼뿌리에서 분리한 주형 DNA량을 10, 25, 50, 100, 200, 250, 500, 1000, 2500ng씩으로 농도를 달리하여 반응용액을 제조하고 PCR을 행한 후 아가로스 겔 상에서 DNA 밴드 양상을 비교하였다. 주형 DNA 첨가량 이외에 다른요인들을 상기한 반응용액 기준농도에 준하여 첨가하였으며 프라이머는 A08을사용하였다.In order to check the appropriate DNA amount in 25μl of total reaction solution in PCR amplification, the concentration of template DNA isolated from KG101 ginseng root was varied by 10, 25, 50, 100, 200, 250, 500, 1000, 2500ng The solution was prepared and subjected to PCR and the DNA band pattern was compared on the agarose gel. In addition to the template DNA addition, other factors were added based on the reaction solution concentration described above, and primer A08 was used.
도1에 나타나 있듯이 프라이머 A08을 사용한 경우 0.5 내지 2.0Kb 사이에서 구분이 가능한 7개의 밴드가 발현되었다. 크기가 큰 밴드로부터(Kb가 적은) 일련번호를 부여하였을 때, 2번 밴드는 10 내지 50ng 처리구에서만 높은 강도의 밴드로 나타났고 다른 처리구의 발현강도는 미약하였다. 4번 밴드는 50ng이상으로 처리시 발현강도가 점차 미약해지는 경향이 있었으며, 7번 밴드는 10내지 20ng에서는 발현강도가 현저히 약화되었다.As shown in FIG. 1, when the primer A08 was used, seven bands distinguishable between 0.5 and 2.0 Kb were expressed. When a serial number was given from a large band (low Kb), the band 2 appeared as a high intensity band only in the 10 to 50 ng treatment and the expression intensity of the other treatment was weak. In case of band 4, the expression intensity tended to be gradually weakened when treated with more than 50ng. In band 7, the expression intensity was significantly weakened at 10-20ng.
B. 프라이머의 농도B. Concentration of Primer
프라이머의 적정농도를 구명하기 위하여 프라이머 A20 농도를 0.2, 0.5, 1, 2, 4, 8 pM로 각각 PCR 반응용액을 제조하였다. 프라이머 이외의 다른 요소들은 상기한 반응용액의 기준 농도에 따라 첨가하였으며 조제된 반응용액은 PCR을 행한 후 아가로스 겔상에서 전기영동하여 DNA 밴드 양상을 조사하였다.In order to determine the proper concentration of the primer, PCR reaction solution was prepared at a primer A20 concentration of 0.2, 0.5, 1, 2, 4, 8 pM, respectively. Other elements than the primer were added according to the standard concentration of the reaction solution described above, and the prepared reaction solution was subjected to PCR and electrophoresed on agarose gel to examine the DNA band pattern.
프라이머 농도에 따르는 6개 밴드의 발현 양상을 종합하면 0.2, 0.5 및 2pM처리구에서는 긴 밴드인 1∼5번 밴드가 선명하였고 4 및 8pM에서는 짧은 밴드인 6번 밴드가 선명하게 발현되었다(도2 참조).In the expression patterns of the six bands according to the primer concentration, the long bands 1 to 5 were clear in the 0.2, 0.5 and 2 pM treatments, and the short band 6 was clearly expressed in the 4 and 8 pM (see FIG. 2). ).
C. dNTP 농도C. dNTP concentration
최적 PCR 증폭을 위한 dNTP 적정농도 구명 시험에서는 dNTP를 12.5, 25, 50, 100, 200, 400μM 씩으로 하여 각각 PCR 반응용액을 조제하였다. dNTP이외의 다른 요소들은 상기한 반응용액 기준농도로 조절하여 이용하였고 프라이머 A20을 사용하였다.In the dNTP titration test for optimal PCR amplification, 12.5, 25, 50, 100, 200, and 400 μM of dNTPs were prepared for each PCR reaction solution. Elements other than dNTP were used by adjusting the reaction solution standard concentration described above and primer A20 was used.
A20 프라이머로 PCR을 수행한 경우 0.5∼6.5Kb 사이에서 총 8개 밴드가 발현되었다. 2번 밴드는 100 및 200μM 처리구에서만 발현되었고 밴드의 발현강도는 100μM 처리시 더 현저하였다. 3번 및 4번 밴드는 50,100 및 200μM처리구에서 발현되었으며,100 및 200μM 처리구에서 더 선명한 밴드가 발현되었다. 6번 밴드는 50 및 100μM 처리구에서 가장 높은 강도로 발현되었다(도 3 참조).When PCR was performed with the A20 primer, a total of eight bands were expressed between 0.5 and 6.5 Kb. Band 2 was expressed only in the 100 and 200 μM treatments, and the expression intensity of the band was more significant at the 100 μM treatment. Bands 3 and 4 were expressed in 50,100 and 200 μM treatments, and clearer bands were expressed in 100 and 200 μM treatments. Band 6 was expressed at the highest intensity in 50 and 100 μM treatments (see FIG. 3).
D. Taq 폴리머라제 농도D. Taq Polymerase Concentration
인삼의 총 DNA의 PCR 증폭 반응을 가장 효과적으로 수행할 수 있는 Taq폴리머라제의 적정 첨가량을 구명하기 위하여 Taq폴리머라제 농도를 0.2, 0.5, 1, 2, 4 유니트 씩으로 달리하여 PCR 반응용액을 조제하였다.In order to determine the proper amount of Taq polymerase that can perform the PCR amplification reaction of total DNA of ginseng most effectively, the PCR reaction solution was prepared by varying the Taq polymerase concentration by 0.2, 0.5, 1, 2, and 4 units.
프라이머는 A08을 사용하였고 Taq 폴리머라제 농도 이외의 다른 첨가 요소들은 상기한 반응용액 기준농도로 조절하였다.Primer A08 was used and other additives other than Taq polymerase concentration were adjusted to the reaction solution baseline described above.
Taq 폴리머라제 농도 0.2유니트에서는 1개의 밴드가 발현되었고 0.5유니트에서는 6개의 밴드가 발현되었다. 1.0유니트와 2.0유니트에서는 크기가 큰 밴드가 높은 강도로 발현된 반면에 4.0유니트에서는 작은 밴드의 발현 강도는 미약하거나 소멸되었다(도4 참조).One band was expressed at 0.2 units of Taq polymerase concentration and six bands at 0.5 units. In 1.0 units and 2.0 units, the large bands were expressed at high intensity, while in 4.0 units, the intensity of the small bands was weak or disappeared (see FIG. 4).
E. 전기영동E. Electrophoresis
PCR 반응이 끝난 후에 미리 준비된 1.5% 아가로스 겔 상에서 각 처리당 반응용액 20μl 씩을 잘 혼합하여 로딩한 후에 120V로 약 2시간 30분간 전기영동하였으며, 전기영동 버퍼로는 에티디움 브로마이드(0.5μg/ml)가 포함된 0.5×TBE 버퍼(45mM, Tris-borate, 1mM EDTA)를 이용하였다. 전기영동이 완료된 후 UV 트랜실루미네이터 상에서 DNA 밴드 양상을 관찰하고 사진촬영을 하였다.After completion of the PCR reaction, 20 μl of the reaction solution for each treatment was mixed and loaded on a pre-prepared 1.5% agarose gel, followed by electrophoresis at 120 V for about 2 hours and 30 minutes, and ethidium bromide (0.5 μg / ml) as an electrophoresis buffer. 0.5 × TBE buffer (45 mM, Tris-borate, 1 mM EDTA) was used. After electrophoresis was completed, the DNA band pattern was observed and photographed on a UV transluminator.
실시예4 : 인삼의 부위별 RAPDExample 4 RAPD by Region of Ginseng
청경종 계통에서 조직별로 시료를 채취하여 시험하였다. 본 시험에 이용된 조직은 뿌리, 줄기 및 열매로써 이들 조직으로 부터 DNA를 분리, 정제한 다음 프라이머 A02를 사용하여 PCR을 행한 후에 아가로스 겔 상에서 전기영동하여 DNA밴드 양상을 비교하였다. 조직별로 3반복 시험하였다.Tissue samples were taken from the pedoma species and tested. Tissues used in this test were DNA isolated from these tissues as root, stem and fruit, and then PCR was performed using primer A02, followed by electrophoresis on agarose gel to compare DNA band patterns. Three replicates were tested for each tissue.
0.5∼1.1Kb 사이에서 3개 밴드가 발현되었던 바 이들 3개 밴드는 조직에 상관없이 모두 발현되었으며 뿌리에서 추출한 DNA에서 밴드의 발현 강도가 다소높았으나 별 차이가 없었다(도5 참조).Three bands were expressed between 0.5 and 1.1 Kb, and these three bands were expressed regardless of tissues, and the intensity of band expression was slightly higher in DNA extracted from the roots, but there was no difference (see FIG. 5).
실시예5 : 프라이머 예비검정Example 5 Preliminary Assay
20종의 랜덤 프라이머(Operon, Almeda, CA, USA)를 사용하였으며 국내에서 수집한 9 개 고려인삼 계통의 총 DNA에 대하여 동일한 조건하에서 PCR 을 수행하였다.Twenty random primers (Operon, Almeda, CA, USA) were used, and PCR was performed on the total DNA of nine Korean ginseng strains collected in Korea under the same conditions.
PCR 반응용액은 기준용액으로 하고, PCR 횟수는 50 사이클로 고정하였고 각 프라이머 별로 시험하여 RAPD에서 밴드 양상이 뚜렷한 프라이머를 선발했다.The PCR reaction solution was used as the reference solution, and the number of PCR was fixed at 50 cycles, and each primer was tested to select primers having distinct band patterns from RAPD.
본 발명에서는 20 종의 10-mer 프라이머를 예비 검정한 각 프라이머의 염기 서열, 분자량 및 RAPD 증폭 능력이 표 1에 언급되었다.In the present invention, the base sequence, molecular weight and RAPD amplification ability of each primer preliminarily assayed 20 10-mer primers are mentioned in Table 1.
실시예 5 : 국내외 수집 고려인삼의 RAPD 표식 선발Example 5 Selection of RAPD Markers of Korean Ginseng
고려인삼의 국내, 일본 및 중국의 재배지역을 식별하기 위해 25개 국내외수집 인삼의 뿌리에서 각각 분리하여 정제한 총 DNA를 선발된 9개 프라이머를 이용하여 PCR을 실시하고 발현된 169개 RAPD 밴드 양상의 차이를 비교하였다.To identify Korean, Japanese and Chinese cultivated regions of Korean ginseng, PCR was carried out using 9 primers selected from the roots of 25 domestically collected ginseng extracts. Was compared.
일련의 9개 프라이머중에서 A02 프라이머를 사용하여 국내외 25종의 인삼에서 추출한 DNA를 PCR한 결과 발현된 밴드 양상은 표 5와 도6에 나타내었다. 1.25Kb 와 0.34Kb 위치에 밴드가 모두 발현된 것은 한국 인삼들 뿐이였으므로 타(他)재배지 인삼과 구별이 가능하였다.Among the nine primers in series, the band patterns expressed as a result of PCR of DNA extracted from 25 kinds of ginseng at home and abroad using A02 primers are shown in Table 5 and FIG. 6. Only Korean ginseng showed bands at 1.25Kb and 0.34Kb, which could be distinguished from other cultured ginseng.
A04 프라이머를 사용하여 PCR한 결과 1.85Kb∼0.15Kb 사이에서 16개 밴드가 발현되었으며 그 밴드의 발현 양상은 표 5와 도7에 나타내었다. 0.53Kb에 밴드가 발현되고 1.25Kb에 밴드가 발현되지 않은 것은 개성인삼 뿐이였으므로 타재배지의 인삼과 구별이 가능하였다.PCR using the A04 primer resulted in 16 bands being expressed between 1.85 Kb and 0.15 Kb. The expression patterns of the bands are shown in Table 5 and FIG. The band was expressed at 0.53 Kb and the band was not expressed at 1.25 Kb, so it was distinguished from other cultures.
A10 프라이머를 사용하여 PCR한 결과 2.10Kb∼0.28Kb 사이에서 21개 밴드가 발현되었으며 그 밴드의 양상은 표 6과 도8에 나타내었다.As a result of PCR using the A10 primer, 21 bands were expressed between 2.10 Kb and 0.28 Kb, and the bands are shown in Table 6 and FIG. 8.
RAPD 표식의 선발이 가능했던 전체 수집 인삼 모두가 단 하나의 프라이머로 구분이 가능하였으며 수집 인삼의 구분에 RAPD 밴드가 둘 또는 그 이상이 필요했던 이들 프라이머를 이용한 재배종 구분의 실용화가 가능할 것으로 생각되었다. 1.70Kb 위치의 밴드가 발현된 것은 일본인삼 뿐이였으므로 타재배지의 인삼과 구별이 가능하였다.All of the ginseng that was able to select RAPD markers could be distinguished with only one primer, and it was thought that the use of these primers, which required two or more RAPD bands for the collection of ginseng, could be practically used. Only Japanese ginseng expressed the 1.70Kb band, which could be distinguished from other cultures.
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