KR20230165041A - Snp markers for discriminating italian ryegrass domestic and foreign representative varieties and method for discriminating italian ryegrass domestic and foreign representative varieties using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 조성물에 관한 것으로, 서열번호 1 내지 3의 염기서열로 이루어진 폴리뉴클레오티드에 있어서, 각각의 염기서열 중 서열번호의 301번째 염기의 단일염기다형성(single nucleotide polymorphism, SNP) 마커를 검출할 수 있는 제제를 포함한다.The present invention relates to a composition for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass. In the polynucleotide consisting of the base sequences of SEQ ID NOs: 1 to 3, a single nucleotide polymorphism is present at the 301st base of the sequence number among each base sequence. , SNP) markers.
Description
본 발명은 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 SNP 마커 및 이를 이용한 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a SNP marker for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass and a method for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass using the same.
최근 국제 곡물가격의 변동 심화, 기상이변 등 불안정한 곡물사료 수급의 안정과 축우농가의 사료비 부담을 완화하기 위하여, 정부는 조사료 생산기반을 확충하기 위하여 양질 조사료 증산대책과 더불어 다양한 지원 정책을 실시하고 있다. 국내에서 조사료 생산기반이 확대되고 재배 면적이 급격히 증가하면서 해외로부터 사료 작물의 종자 수입량도 매년 증가하고 있는 추세이다.In order to stabilize the unstable supply and demand of grain feed due to recent intensifying fluctuations in international grain prices and extreme weather events and to alleviate the burden of feed costs on cattle farms, the government is implementing various support policies along with measures to increase the production of high-quality forage to expand the forage production base. . As the domestic forage production base is expanding and the cultivation area is rapidly increasing, the amount of seed imports of feed crops from overseas is also increasing every year.
각 품종에 다른 최적의 재배 방법이 다소 상이하기 때문에, 양질의 조사료 생산을 위하여 품종을 식별하는 것은 조사료의 생산성을 높이고 결국 농가의 이익을 증대시킬 수 있다. 하지만, 이탈리안 라이그라스의 종자는 형태적 특성이 비슷하여 육안으로 품종 구별이 힘들어 출현 후 생육 및 형태적 특성을 이용하여 품종을 구별하고 있는 실정이다. 심지어, 출현 후 생육 및 형태적 특성을 이용하여 품종을 구별한다고 하더라도 이탈리안 라이그라스 중에서 극조생종, 조생종, 중생종, 만생종, 및/또는 수입종을 명확하게 구별하기 어렵다.Since the optimal cultivation method for each variety is somewhat different, identifying the variety to produce high-quality forage can increase the productivity of the forage and ultimately increase the profits of farmers. However, Italian ryegrass seeds have similar morphological characteristics, so it is difficult to distinguish varieties with the naked eye, and varieties are distinguished using growth and morphological characteristics after emergence. Even if varieties are distinguished using post-emergence growth and morphological characteristics, it is difficult to clearly distinguish between extremely early-maturing, early-maturing, mid-maturing, late-maturing, and/or imported varieties of Italian ryegrass.
이러한 품종 식별의 문제점을 해결하기 위하여 최근 많은 연구자들에 의해 생화학분석법을 이용한 품종 식별에 대한 접근이 시도되고 있다.To solve these problems in breed identification, many researchers have recently attempted to approach breed identification using biochemical analysis methods.
본 발명의 목적은 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종을 식별할 수 있는 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 SNP 마커 및 이를 이용한 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 방법을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a SNP marker for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass that can identify representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass and a method for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass using the same.
본 발명은 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 조성물에 관한 것으로, 서열번호 1 내지 3의 염기서열로 이루어진 폴리뉴클레오티드에 있어서, 각각의 염기서열 중 서열번호의 301번째 염기의 단일염기다형성(single nucleotide polymorphism, SNP) 마커를 검출할 수 있는 제제를 포함한다.The present invention relates to a composition for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass. In the polynucleotide consisting of the base sequences of SEQ ID NOs: 1 to 3, a single nucleotide polymorphism is present at the 301st base of the sequence number among each base sequence. , SNP) markers.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단일염기다형성 마커는, 서열번호 1의 염기서열로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기가 A 또는 G이고, 서열번호 2의 염기서열로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기가 G 또는 A이고, 서열번호 3의 염기서열로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기가 T 또는 A인 단일염기다형성 마커일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the single nucleotide polymorphism marker is A or G at the 301st base in the polynucleotide represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and 301 in the polynucleotide represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2. It may be a single nucleotide polymorphism marker in which the base is G or A, and the 301st base is T or A in the polynucleotide represented by the base sequence of SEQ ID NO: 3.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단일염기다형성 마커를 검출할 수 있는 제제는 단일염기다형성 마커 부위를 포함하는, 10개 내지 600개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드;와 특이적으로 혼성화(hybridization)하는 폴리뉴클레오티드일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the agent capable of detecting the single nucleotide polymorphism marker is a polynucleotide consisting of 10 to 600 consecutive DNA sequences, including a single nucleotide polymorphism marker site; Or it may be a polynucleotide that specifically hybridizes with its complementary polynucleotide.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리뉴클레오티드는 단일염기다형성 마커를 검출할 수 있는 프라이머, 프로브, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the polynucleotide may be one or more selected from the group consisting of primers, probes, and combinations thereof capable of detecting a single nucleotide polymorphism marker.
본 발명은 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 키트에 관한 것으로, 서열번호 1 내지 3의 염기서열로 이루어진 폴리뉴클레오티드에 있어서, 각각의 염기서열 중 서열번호 1 내지 3의 301번째 염기의 단일염기다형성(single nucleotide polymorphism, SNP) 마커를 검출할 수 있는 제제를 포함하는 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 조성물을 포함한다.The present invention relates to an identification kit for representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass. In the polynucleotide consisting of the base sequences of SEQ ID NOs. 1 to 3, a single nucleotide polymorphism (single nucleotide polymorphism) at the 301st base of SEQ ID NOs. 1 to 3 among each base sequence. It contains a composition for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass, including an agent capable of detecting nucleotide polymorphism (SNP) markers.
본 발명은 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 방법에 관한 것으로, 이탈리안 라이그라스의 DNA를 추출하는 단계; 상기 추출된 DNA를 주형으로 하고, 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 조성물을 이용하여 중합효소연쇄반응(PCR)을 수행하는 단계; 및 상기 중합효소연쇄반응에 의해 생성된 산물을 분석하여 상기 이탈리안 라이그라스의 품종을 식별하는 단계;를 포함한다.The present invention relates to a method for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass, comprising the steps of extracting DNA from Italian ryegrass; Using the extracted DNA as a template and performing a polymerase chain reaction (PCR) using a composition for identifying representative domestic and foreign Italian ryegrass varieties; And analyzing the product produced by the polymerase chain reaction to identify the variety of Italian ryegrass.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 품종을 식별하는 단계는, 상기 이탈리안 라이그라스의 DNA 중, 서열번호 1로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 G이고, 서열번호 2로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 G이고, 서열번호 3으로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 T인 경우, 상기 이탈리안 라이그라스가 국내 대표 품종인 것으로 식별할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the step of identifying the variety, the base of the DNA corresponding to the 301st base in the polynucleotide represented by SEQ ID NO: 1 among the DNA of the Italian ryegrass is G, When the base of the DNA corresponding to the position of the 301st base in the polynucleotide represented by SEQ ID NO: 2 is G, and the base of the DNA corresponding to the position of the 301st base in the polynucleotide represented by SEQ ID NO: 3 is T , the Italian ryegrass can be identified as a representative domestic variety.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 품종을 식별하는 단계는, 상기 이탈리안 라이그라스의 DNA 중, 서열번호 1로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 A이고, 서열번호 2로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 A이고, 서열번호 3으로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 A인 경우, 상기 이탈리안 라이그라스가 국외 대표 품종인 것으로 식별할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of identifying the variety includes: Among the DNA of the Italian ryegrass, the base of the DNA corresponding to the 301st base in the polynucleotide represented by SEQ ID NO: 1 is A, In the case where the base of the DNA corresponding to the position of the 301st base in the polynucleotide represented by SEQ ID NO: 2 is A, and the base of the DNA corresponding to the position of the 301st base in the polynucleotide represented by SEQ ID NO: 3 is A , the Italian ryegrass can be identified as a representative overseas variety.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 이탈리안 라이그라스의 품종은 코위너(Kowinner), 코스피드(Kospeed), 그린콜(Green Call), 그린콜(Green Call) 2호, IR601, IR602, IR603, IR605, IR901, 그린팜(Green Farm), 그린팜(Green Farm) 2호, 그린팜(Green Farm) 3호, 코윈어리(Kowinearly), 애스(AE), 화산 101호, 화산 102호, 화산 104호, 헤르쿨레스(HC), 코윈마스터(Kowinmaster), 코그린(Kogreen), 플로리다(Florida) 80, 빌켄(Billiken), 및 리오(Rio) 중 어느 하나의 품종일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the Italian ryegrass varieties are Kowinner, Kospeed, Green Call, Green Call No. 2, IR601, IR602, IR603, IR605, IR901, Green Farm, Green Farm No. 2, Green Farm No. 3, Kowinearly, AE, Hwasan No. 101, Hwasan No. 102, Hwasan 104 It may be any one of the following breeds: Ho, Hercules (HC), Kowinmaster, Kogreen, Florida 80, Billiken, and Rio.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 이탈리안 라이그라스의 품종은 코윈어리(Kowinearly) 및 플로리다(Florida) 80 중 어느 하나의 품종일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the Italian ryegrass variety may be any one of Kowinearly and Florida 80.
본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 SNP 마커 및 이를 이용한 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 방법을 활용하면, 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종을 식별할 수 있다.By using the SNP marker for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass according to an embodiment of the present invention and the method for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass using the same, representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass can be identified.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안 라이그라스 샘플의 gDNA 전기영동 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GBS 라이브러리를 대상으로 전기영동을 실시한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석 모식도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 개체간 유연관계 분석 결과인 계통수를 나타낸 것이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 두 가지 요소에 의한 주성분 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세 가지 요소에 의한 주성분 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 델타-K 메소드 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 K 값이 2인 피크에서의 포퓰레이션 스트럭쳐 분석 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 1 shows the results of gDNA electrophoresis of an Italian ryegrass sample according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the results of electrophoresis on the GBS library according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows an analysis schematic diagram according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a phylogenetic tree that is the result of analysis of inter-individual kinship relationships according to an embodiment of the present invention.
Figures 5a and 5b show the results of principal component analysis using two factors according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 shows the results of principal component analysis based on three factors according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a graph showing the results of the delta-K method according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a graph showing the results of population structure analysis at a peak with a K value of 2 according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 SNP 마커 및 이를 이용한 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 방법을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, a SNP marker for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass according to the present invention and a method for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass using the same will be described in detail.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to this, the terms used in this specification and claims should not be construed limited to their dictionary meaning, and based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his or her invention in the best way, , should be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
상세한 설명, 도면들, 및 청구항들에서 상술하는 예시적인 실시 예들은 한정을 위한 것이 아니며, 다른 실시 예들이 이용될 수 있으며, 여기서 개시되는 기술의 사상이나 범주를 벗어나지 않는 한 다른 변경들도 가능하다.The exemplary embodiments described above in the detailed description, drawings, and claims are not intended to be limiting, and other embodiments may be used, and other changes may be made without departing from the spirit or scope of the technology disclosed herein. .
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention and do not express the entire technical idea of the present invention, so various equivalents that can replace them at the time of filing the present application It should be understood that variations and variations may exist.
당업자는 본 개시의 구성요소들, 즉 여기서 일반적으로 기술되고, 도면에 기재되는 구성요소들을 다양하게 다른 구성으로 배열, 구성, 결합, 및 도안할 수 있으며, 이것들의 모두는 명백하게 고안되며, 본 개시의 일부를 형성하고 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art will be able to arrange, configure, combine, and design the components of the present disclosure, i.e., the components generally described herein and shown in the drawings, into a variety of different configurations, all of which are expressly contrived, and which are consistent with the present disclosure. It will be easy to understand that it forms part of .
본 발명은 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 SNP 마커 및 이를 이용한 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 방법을 활용하여 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종을 식별하기 위한 것이다.The present invention is intended to identify representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass by utilizing SNP markers for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass and a method for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass using the same.
생물 종은 일반적으로 형태학적 및 분자생물학적인 방법을 통해 식별할 수 있으며, 특히 분자생물학적 식별 방법은 형태학적 분류의 한계를 보완하여 생물 종의 식별 정확도를 향상시키는데 도움이 되고 있다.Biological species can generally be identified through morphological and molecular biological methods, and in particular, molecular biological identification methods are helping to improve the identification accuracy of biological species by complementing the limitations of morphological classification.
최근 차세대 시퀀싱 기술이 급속도로 발전하고 고도화됨에 따라 생물로부터 유전체 정보를 보다 효율적으로 생산할 수 있게 되었다. 특히 GBS(Genotyping-By-Sequencing)는 차세대 시퀀싱 기술을 바탕으로 새롭게 발전하고 있는 분석법 중 하나이다. 상기 GBS(Genotyping-By-Sequencing) 분석은 제한효소(RE, Restriction Enzyme)를 사용하여 유전체 서열에서 잘리는 영역 주변의 서열만을 시퀀싱하게 되므로, 전장 유전체 분석을 수행하지 않고도 넓은 범위의 유전체 정보를 고루 확보할 수 있다. 또한, 적절한 제한효소를 선택함으로써 유전체 서열 내 반복적인 영역을 피할 수 있으며, 동시에 원하는 영역의 염기 서열을 확보하는 것이 가능하다.Recently, as next-generation sequencing technology has developed rapidly and become more sophisticated, it has become possible to produce genomic information from living organisms more efficiently. In particular, GBS (Genotyping-By-Sequencing) is one of the newly developing analysis methods based on next-generation sequencing technology. The GBS (Genotyping-By-Sequencing) analysis uses restriction enzymes (RE) to sequence only the sequences surrounding the region cut out of the genome sequence, thus securing a wide range of genome information without performing full-length genome analysis. can do. Additionally, by selecting an appropriate restriction enzyme, repetitive regions in the genome sequence can be avoided and at the same time, it is possible to secure the base sequence of the desired region.
본 명세서에서 '단일염기다형성(SNP, Single Nucleotide Polymorphism)'은 유전체 상에서 A(Adenine), T(Thymine), G(Guanine), C(Cytosine)로 구성되는 염기서열의 한 개가 다른 염기서열로 변한 것을 의미한다. 다형성(polymorphism)이란 하나의 유전자 좌위(locus)에 두 가지 이상의 대립 유전자(allele)가 존재하는 경우를 말하며, 다형성 부위 중 개체에 따라 단일 염기만이 다른 것을 단일염기다형성(SNP)이라 한다. 바람직한 다형성 마커는 선택된 집단에서 1% 이상의 발생빈도를 나타내는 두 가지 이상의 대립 유전자를 갖는다.In this specification, 'Single Nucleotide Polymorphism (SNP)' refers to a change in one nucleotide sequence consisting of A (Adenine), T (Thymine), G (Guanine), and C (Cytosine) in the genome to a different nucleotide sequence. means that Polymorphism refers to the presence of two or more alleles at one genetic locus, and a polymorphic site in which only a single base differs depending on the individual is called a single nucleotide polymorphism (SNP). Preferred polymorphic markers have two or more alleles with an occurrence frequency of 1% or more in the selected population.
본 명세서에서 '대립 유전자(allele)'는 상동 염색체의 동일한 유전자 좌 위에 존재하는 한 유전자의 여러 타입을 의미한다. 상기 대립 유전자는 다형성을 나타내는데 사용될 수 있다.In this specification, 'allele' refers to several types of one gene that exist on the same locus of a homologous chromosome. The allele can be used to indicate polymorphism.
본 명세서에서 '마커(marker)는 유전적으로 불특정 연관된 유전자 좌(genetic locus)를 동정할 때 참고 점으로 사용되는 염기서열을 의미하며, 상기 마커의 유전자 지도 상의 위치는 유전자 좌로 표시할 수 있다.In this specification, 'marker' refers to a base sequence used as a reference point when identifying a genetically unspecified genetic locus, and the location of the marker on the genetic map can be indicated by a genetic locus.
본 발명은 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 조성물로, 서열번호 1 내지 3의 염기서열로 이루어진 폴리뉴클레오티드에 있어서, 각각의 염기서열 중 서열번호의 301번째 염기의 단일염기다형성(single nucleotide polymorphism, SNP) 마커를 검출할 수 있는 제제를 포함할 수 있다.The present invention is a composition for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass. In the polynucleotide consisting of the base sequences of SEQ ID NOs. 1 to 3, a single nucleotide polymorphism (SNP) at the 301st base of the sequence number among each base sequence. ) may include an agent capable of detecting the marker.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일염기다형성(SNP) 마커는, 서열번호 1의 염기서열로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기가 A 또는 G이고, 서열번호 2의 염기서열로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기가 G 또는 A이고, 서열번호 3의 염기서열로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기가 T 또는 A인 단일염기다형성 마커일 수 있다.In the single nucleotide polymorphism (SNP) marker according to an embodiment of the present invention, the 301st base is A or G in the polynucleotide represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, and in the polynucleotide represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 It may be a single nucleotide polymorphism marker in which the 301st base is G or A, and the 301st base is T or A in the polynucleotide represented by the base sequence of SEQ ID NO: 3.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 서열번호 1 내지 3의 염기서열 내 특정 지점에 A, C, G, 및 T 중 어느 염기나 포함될 수 있다면 다중염기기재 방식에 따라 “n”으로 기재될 수 있다.If any of A, C, G, and T can be included at a specific point in the base sequence of SEQ ID NOs. 1 to 3 according to an embodiment of the present invention, it can be written as “n” according to the multiple base description method. .
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 서열번호 1 내지 3의 염기서열 중 서열번호의 301번째 염기는 다중염기기재 방식에 따라 작성될 수 있다.Among the base sequences of SEQ ID NOs: 1 to 3 according to an embodiment of the present invention, the 301st base of SEQ ID NOs may be prepared according to the multiple base description method.
예를 들어, 대립유전자형이 C/G인 경우 C 또는 G일 수 있으므로 “s”로 기재될 수 있다. 또한, 예를 들어, 대립유전자형이 T/C인 경우 T 또는 C일 수 있으므로, “y”로 기재될 수 있다. 또한, 예를 들어, 대립유전자형이 A/T인 경우 A 또는 T일 수 있으므로, “w”로 기재될 수 있다. 또한, 예를 들어, 대립유전자형이 G/A인 경우 G 또는 A일 수 있으므로 “r”로 기재될 수 있다. 또한, 예를 들어, 대립유전자형이 A/C인 경우 A 또는 C일 수 있으므로 “m”으로 기재될 수 있다. 또한, 예를 들어, 대립유전자형이 G/T인 경우 G 또는 T일 수 있으므로 “k”로 기재될 수 있다.For example, if the allele is C/G, it can be either C or G, so it can be written as “s”. Also, for example, if the allele is T/C, it may be T or C, so it may be written as “y”. Also, for example, if the allele type is A/T, it may be A or T, so it may be written as “w”. Also, for example, if the allele is G/A, it may be G or A, so it may be written as “r”. Also, for example, if the allele type is A/C, it can be either A or C, so it can be written as “m”. Also, for example, if the allele is G/T, it may be G or T, so it may be written as “k”.
본 발명의 일 실시예에 따른 단일염기다형성(SNP) 마커를 검출할 수 있는 제제는 단일염기다형성 마커 부위를 포함하는, 10개 내지 600개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드;와 특이적으로 혼성화(hybridization)하는 폴리뉴클레오티드인 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게, 상기 단일염기다형성(SNP) 마커를 검출할 수 있는 제제는 폴리뉴클레오티드일 수 있으며, 이는 단일염기다형성 마커를 검출할 수 있는 프라이머, 프로브, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.An agent capable of detecting a single nucleotide polymorphism (SNP) marker according to an embodiment of the present invention includes a polynucleotide consisting of 10 to 600 consecutive DNA sequences, including a single nucleotide polymorphism marker site; Or it is preferably a polynucleotide that specifically hybridizes with its complementary polynucleotide, but is not limited thereto. Preferably, the agent capable of detecting the single nucleotide polymorphism (SNP) marker may be a polynucleotide, which may be one or more selected from the group consisting of primers, probes, and combinations thereof capable of detecting the single nucleotide polymorphism marker. there is.
본 명세서에서 '프라이머(primer)'는 짧은 자유 3' 말단 수산화기(free 3' hydroxyl group)를 가지는 염기 서열로 상보적인 템플레이트(template)와 염기쌍(base pair)을 형성할 수 있고 주형 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 하는 짧은 서열을 의미한다. 상기 프라이머는 적절한 완충 용액 및 온도에서 중합반응을 위한 시약 및 상이한 4가지 뉴클레오사이드 트리포스페이트(nucleoside triphosphate)의 존재 하에서 DNA 합성을 개시할 수 있다. 상기 프라이머 설계 시, 프라이머의 A, G, C, T 함량비, 프라이머 결합체(dimer) 형성 방지, 같은 염기서열의 3회 이상 반복 금지 등 여러 가지 제약이 따르며, 그 외에 단독 PCR 반응조건에 있어서 주형(template) DNA의 양, 프라이머의 농도, dNTP의 농도, Mg2+의 농도, 반응 온도, 반응 시간 등의 조건이 적정해야 한다.In this specification, 'primer' is a base sequence with a short free 3' terminal hydroxyl group, which can form a base pair with a complementary template and is used for copying the template strand. A short sequence that serves as a starting point. The primer can initiate DNA synthesis in the presence of four different nucleoside triphosphates and reagents for polymerization at an appropriate buffer solution and temperature. When designing the primers, there are various restrictions, such as the A, G, C, and T content ratio of the primers, prevention of primer complex (dimer) formation, and prohibition of repeating the same base sequence more than three times. In addition, in the single PCR reaction conditions, the template (template) Conditions such as the amount of DNA, concentration of primers, concentration of dNTP, concentration of Mg 2+ , reaction temperature, and reaction time must be appropriate.
상기의 프라이머는 기본 성질을 변화시키지 않은 추가의 특징을 혼입할 수 있다. 즉, 핵산 서열이 당해 분야에 공지된 많은 수단을 이용하여 변형될 수 있다. 이러한 변형의 예로는 메틸화(methylation), 캡화, 뉴클레오타이드(nucleotide)의 하나 이상의 동족체로의 치환 및 포스포네이트(phosphonate), 포스포트리에스테르(phosphotriester), 포스포아미데이트(phosphoroamidate), 또는 카바메이트(carbamate) 등의 하전되지 않은 연결체나 포스포로티오에이트(phosphorothioate) 또는 포르포로디티오에이트(phosphorodithioate) 등의 하전된 연결체로의 뉴클레오타이드의 변형이 가능하다. 또한, 핵산은 뉴클레아제(nuclease), 독소, 항체, 시그널 펩타이드(signal peptide), 폴리 L 리신 등의 단백질, 아크리딘(acridine) 또는 프소랄렌(Psoralen) 등의 삽입체, 금속, 방사성 급속, 철 산화성 금속 등의 킬레이트화제(chelant) 및 알킬화제(alkylating agent) 등의 하나 이상의 부가적인 공유 결합된 잔기를 가질 수 있다.The above primers may incorporate additional features without changing the basic properties. That is, nucleic acid sequences can be modified using many means known in the art. Examples of such modifications include methylation, capping, substitution of a nucleotide with one or more homologs, and phosphonate, phosphotriester, phosphoroamidate, or carbamate ( It is possible to modify nucleotides into uncharged linkages such as carbamate or charged linkages such as phosphorothioate or phosphorodithioate. In addition, nucleic acids include nucleases, toxins, antibodies, signal peptides, proteins such as poly L-lysine, inserts such as acridine or psoralen, metals, and radioactive substances. , may have one or more additional covalently bonded moieties such as chelants and alkylating agents such as iron oxidizing metals.
또한, 본 발명의 프라이머 서열은 검출 가능한 시그널을 직접적으로 또는 간접적으로 제공할 수 있는 표지를 이용하여 변형시킬 수 있다. 상기 프라이머는 분광학, 광화학, 생화학, 면역화학, 또는 화학적 수단을 이용하여 검출될 수 있는 표지를 포함할 수 있다.Additionally, the primer sequence of the present invention can be modified using a label that can directly or indirectly provide a detectable signal. The primer may contain a label that can be detected using spectroscopy, photochemistry, biochemistry, immunochemistry, or chemical means.
본 발명은 서열번호 1 내지 3의 염기서열로 이루어진 폴리뉴클레오티드에 있어서, 각각의 염기서열 중 서열번호 1 내지 3의 301번째 염기의 단일염기다형성(single nucleotide polymorphism, SNP) 마커를 검출할 수 있는 제제를 포함하는 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 조성물을 포함하는 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 키트를 제공한다.The present invention is an agent capable of detecting a single nucleotide polymorphism (SNP) marker at the 301st base of SEQ ID NOs. 1 to 3 among each nucleotide sequence in a polynucleotide consisting of the base sequences of SEQ ID NOs. 1 to 3. Provides a kit for identifying representative domestic and foreign Italian ryegrass varieties, including a composition for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass.
본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 키트는 단일염기다형성(SNP) 마커를 검출하여 이탈리안 라이그라스가 국내 대표 품종인지 국외 대표 품종인지 식별할 수 있다. 상기 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 키트는 단일염기다형성 마커를 검출하기 위한 폴리뉴클레오티드, 프라이머, 및 프로브 등을 포함할 수 있으며, 식별 방법에 적합한 한 종류 또는 그 이상의 다른 구성 성분, 용액, 또는 장치가 포함될 수 있다.The Italian ryegrass domestic and foreign representative variety identification kit according to an embodiment of the present invention can identify whether Italian ryegrass is a domestic or foreign representative variety by detecting a single nucleotide polymorphism (SNP) marker. The Italian ryegrass representative domestic and foreign variety identification kit may include polynucleotides, primers, and probes for detecting single nucleotide polymorphism markers, and may include one or more other components, solutions, or devices suitable for the identification method. may be included.
예를 들어, 본 발명의 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 키트는 대립 유전자 특이 중합효소연쇄반응(PCR)을 수행하기 위한 필수 요소를 포함하는 키트일 수 있다. 상기 대립 유전자 특이 중합효소연쇄반응(PCR) 키트는 본 발명의 단일염기다형성(SNP) 마커에 대한 특이적인 폴리뉴클레오티드, 프라이머, 또는 프로브 외에도 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응 완충액, dNTP(deoxyribonucleotide triphophate), Taq-폴리머레이즈(polymerase), 및 역전사 효소, DNase, RNAse 억제제, DEPC(DiEthyl PyroCarbonate) 수, 및 멸균수 등을 포함할 수 있다.For example, the Italian ryegrass representative domestic and foreign variety identification kit of the present invention may be a kit containing essential elements for performing allele-specific polymerase chain reaction (PCR). The allele-specific polymerase chain reaction (PCR) kit includes a test tube or other appropriate container, reaction buffer, and deoxyribonucleotide triphophate (dNTP) in addition to a specific polynucleotide, primer, or probe for the single nucleotide polymorphism (SNP) marker of the present invention. , Taq-polymerase, and reverse transcriptase, DNase, RNAse inhibitor, DEPC (DiEthyl PyroCarbonate) water, and sterile water.
본 발명은 이탈리안 라이그라스의 DNA를 추출하고, 상기 추출된 DNA를 주형으로 하고 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 조성물을 이용하여 중합효소연쇄반응(PCR)을 수행하고, 상기 중합효소연쇄반응(PCR)에 의해 생성된 산물을 분석하여 상기 이탈리안 라이그라스의 품종을 식별하는 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 방법을 제공한다.The present invention extracts DNA from Italian ryegrass, performs polymerase chain reaction (PCR) using the extracted DNA as a template and a composition for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass, and performs polymerase chain reaction (PCR) using the extracted DNA as a template. ) provides a method for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass, which identifies the variety of Italian ryegrass by analyzing the product produced by.
상기 이탈리안 라이그라스의 품종은 코위너(Kowinner), 코스피드(Kospeed), 그린콜(Green Call), 그린콜(Green Call) 2호, IR601, IR602, IR603, IR605, IR901, 그린팜(Green Farm), 그린팜(Green Farm) 2호, 그린팜(Green Farm) 3호, 코윈어리(Kowinearly), 애스(AE), 화산 101호(HS101), 화산 102호(HS102), 화산 104호(HS104), 헤르쿨레스(HC), 코윈마스터(Kowinmaster), 코그린(Kogreen), 플로리다(Florida) 80, 빌켄(Billiken), 및 리오(Rio) 품종 중 어느 하나의 품종일 수 있으나 이 외 다른 품종을 대상으로도 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 방법을 적용할 수 있어, 이에 제한되지 않는다.The Italian ryegrass varieties include Kowinner, Kospeed, Green Call, Green Call No. 2, IR601, IR602, IR603, IR605, IR901, and Green Farm. ), Green Farm No. 2, Green Farm No. 3, Kowinearly, AE, Hwasan No. 101 (HS101), Hwasan No. 102 (HS102), Hwasan No. 104 (HS104) ), Hercules (HC), Kowinmaster, Kogreen, Florida 80, Billiken, and Rio, but other breeds are eligible. The identification method of representative domestic and foreign Italian ryegrass varieties can also be applied, and is not limited to this.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 이탈리안 라이그라스의 품종은 코윈어리(Kowinearly) 또는 플로리다(Florida) 80 중 어느 하나의 품종일 수 있다.The Italian ryegrass variety according to an embodiment of the present invention may be either Kowinearly or Florida 80.
상기 코윈어리(Kowinearly)는 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 00CR04, 00CR32, 00CR40, 00CR48, 00CR58로 교배조합을 작성하여 육성된 종으로, 2배체 품종으로서 엽의 색은 녹색, 월동 전 초형은 반부복형, 봄의 초형은 반직립형인 개체이다. 상기 코윈어리(Kowinearly)는 5월 03일에 출수하는 조생종 품종으로, 플로리다(Florida) 80에 비해 지엽 길이 및 이삭 길이가 길고, 지엽 폭이 넓으며, 줄기 굵기 및 수당소수수가 유사하고, 최장 간장이 짧다는 특성을 갖는다.The Kowinearly is a species bred through research by the Rural Development Administration by creating a crossbreeding combination of a total of 5 00CR04, 00CR32, 00CR40, 00CR48, and 00CR58. It is a diploid variety with green leaf color and pre-wintering plant type. It is a semi-prone type, and the first type in spring is a semi-erect type. The above-mentioned Kowinearly is an early-maturing variety that is harvested on May 3, and has longer leaf and ear lengths, wider leaf width, and similar stem thickness and number of spikelets than Florida 80, and has the longest soy sauce. It has the characteristic of being short.
상기 코위너(Kowinner)는 이탈리안 라이그라스 내한성 품종을 육성하기 위한 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 우량 영양계통 X8907, X9517, X9518, X9519, X8709로 교배조합을 작성하여 육성된 종으로, 4배체 품종으로서 엽의 색은 농녹, 월동 전 초형은 반포복형, 봄의 초형은 중간형인 개체이다. 상기 코위너는 5월 19일경에 출수하는 중만생 품종으로, 화산 101호에 비해 초장 및 최장간장의 길이가 길고, 지엽의 길이가 유사하며, 줄기 두께가 두텁다는 특성을 갖는다.The Kowinner is a tetraploid species that was bred by creating a crossbreeding combination with a total of 5 superior nutritional lines, X8907, X9517, X9518, X9519, and As a variety, the color of the leaves is dark green, the first form before winter is a semi-prostrate type, and the first form in spring is an intermediate type. The Cowwinner is a mid-late ripening variety that is planted around May 19, and has the characteristics of longer plant height and longest stem compared to Hwasan No. 101, similar leaf lengths, and thick stems.
상기 코스피드(Kospeed)는 이탈리안 라이그라스 내한 조숙성 품종을 육성하기 위한 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 우량 영양계통 00CR10, 00CR15, 00CR18, 00CR19, 00CR41로 교배조합을 작성하여 육성된 종으로, 2배체 품종으로서 엽의 색은 녹색이며, 월동 전 초형은 반직립형, 봄의 초형은 직립형인 개체이다. 상기 코스피드는 5월 01일경에 출수하는 조숙성 품종으로, 플로리다(Florida) 80에 비해 지엽의 폭이 넓고, 지엽의 길이가 길며, 초장의 길이가 작았다. 또한, 상기 코스피드의 줄기 두께가 중간 정도에 해당하고, 내한성이 플로리다 80보다 강한 품종이다.The above-mentioned Kospeed is a species bred by creating a crossbreeding combination with a total of 5 superior nutritional lines 00CR10, 00CR15, 00CR18, 00CR19, and 00CR41 through research by the Rural Development Administration to cultivate Italian ryegrass early-maturing varieties that are hardy and hardy. As a diploid variety, the color of the leaves is green, and the plant form before winter is semi-erect, and the plant form in spring is erect. The Kospid is an early-maturing variety that is harvested around May 1, and has wider leaf width, longer leaf length, and shorter plant height than Florida 80. In addition, the above-mentioned Cospid has a medium stem thickness and is a variety with stronger cold resistance than Florida 80.
상기 그린콜(Green Call)은 숙기가 빠르고 생산량이 많은 이탈리안 라이그라스 품종을 육성하기 위한 농촌진흥청의 연구에 의해 조생 계통인 총 5개의 09CR02, 09CR04, 09CR06, 09CR09, 09CRR11로 교배조합을 작성하여 육성된 종으로, 2배체 품종으로서 엽의 색은 녹색, 월동 전 초형은 반직립형, 봄의 초형은 직립형인 개체이다. 상기 그린콜은 4월 25일경에 출수하는 극조생종 품종으로, 플로리다(Florida) 80에 비해 지엽 폭, 지엽 길이, 및 초장이 짧고, 줄기 두께가 두꺼우며, 이삭 길이가 대등하다.The Green Call was developed by creating a crossbreeding combination with a total of 5 early-maturing lines, 09CR02, 09CR04, 09CR06, 09CR09, and 09CRR11, through research by the Rural Development Administration to cultivate Italian ryegrass varieties that ripen quickly and produce high production. It is a diploid variety with green leaf color, semi-erect form before winter, and erect form in spring. The Green Call is an extremely early maturing variety that goes out around April 25th, and has shorter leaf width, leaf length, and plant height, thicker stems, and comparable ear lengths compared to Florida 80.
상기 그린콜(Green Call) 2호는 숙기가 빠르고 생산량이 많은 이탈리안 라이그라스 품종을 육성하기 위한 농촌진흥청의 연구에 의해 조생 계통인 총 5개의 09CR01, 09CR05, 09CR07, 09CR10, 09CRR12(K191022)로 교배조합을 작성하여 육성된 종으로, 2배체 품종으로서 엽의 색은 녹색, 월동 전 초형은 반직립형, 봄의 초형은 직립형인 개체이다. 상기 그린콜 2호는 4월 24일경에 출수하는 극조생종 품종으로, 플로리다(Florida) 80에 비해 지엽 길이가 길고, 지엽 폭 및 초장이 짧으며, 줄기 두께가 두껍고, 이삭 길이가 대등하다.The Green Call No. 2 was crossed with a total of five early-maturing lines, 09CR01, 09CR05, 09CR07, 09CR10, and 09CRR12 (K191022), through research by the Rural Development Administration to cultivate Italian ryegrass varieties with rapid ripening and high production. It is a species bred by creating a combination. It is a diploid variety with green leaf color, semi-erect form before winter, and erect form in spring. The Green Call No. 2 is an extremely early maturing variety that is harvested around April 24, and has longer leaf length, shorter leaf width and plant height, thicker stems, and equal ear length compared to Florida 80.
상기 아이알(IR)601은 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 09CR17, 09CR19, 09CR20, 09CR22, 09CR18로 교배조합을 작성하여 육성된 종으로, 4배체 품종으로서 엽의 색은 녹색, 월동 전 초형은 반직립형, 봄의 초형은 직립형인 개체이다. 상기 아이알(IR)601은 5월 18일에 출수하는 만생종 품종으로, 코윈어리에 비해 지엽 길이 및 이삭 길이가 길고, 수당소수수가 많으며, 지엽 폭이 유사하고, 줄기 굵기가 두꺼우며, 최장 간장이 짧다는 특성을 갖는다.The IR601 is a species bred by creating a crossbreeding combination of a total of 5 09CR17, 09CR19, 09CR20, 09CR22, and 09CR18 through research by the Rural Development Administration. It is a tetraploid variety with green leaf color and pre-wintering plant type. Semi-erect type, spring's first type is an erect type. The IR 601 is a late-ripening variety that is harvested on May 18, and has longer leaf and ear lengths than Corwinery, a large number of spikelets, similar leaf widths, thick stems, and the longest liver life. It has the characteristic of being short.
상기 아이알(IR)602는 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 09CR15, 09CR16, 09CR21, 09CR13, 09CR14로 교배조합을 작성하여 육성된 종으로, 2배체 품종으로서 엽의 색은 녹색, 월동 전 초형은 직립형, 봄의 초형은 직립형인 개체이다. 상기 아이알(IR)602는 5월 10일에 출수하는 중생종 품종으로, 코윈어리에 비해 지엽 길이가 약간 길고, 지엽 폭, 이삭 길이, 수당소수수, 및 줄기 굵기가 유사하며, 최장 간장이 짧다는 특성을 갖는다.The IR602 is a species bred by creating a crossbreeding combination of a total of 5 09CR15, 09CR16, 09CR21, 09CR13, and 09CR14 through research by the Rural Development Administration. It is a diploid variety with green leaf color and pre-wintering plant type. Upright, spring's first type is an upright individual. IR602 is a medium-growing variety that is harvested on May 10, and has slightly longer leaf lengths than Corwinery, similar leaf width, ear length, number of spikes, and stem thickness, and the longest stem is short. It has characteristics.
상기 아이알(IR)603은 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 15CR19, 15CR18, 15CR17, 15CR13, 15CR21로 교배조합을 작성하여 육성된 종으로, 4배체 품종으로서 엽의 색은 녹색, 월동 전 초형은 반직립형, 봄의 초형은 직립형인 개체이다. 상기 아이알(IR)603은 5월 16일에 출수하는 만생종 품종으로, 코윈어리에 비해 지엽 길이 및 이삭 길이가 현저히 길고, 수당소수수가 현저히 많으며, 지엽 폭이 유사하고, 줄기 굵기가 현저히 두꺼우며, 최장 간장이 약간 짧다는 특성을 갖는다.The IR603 is a species bred by creating a crossbreeding combination of a total of 5 15CR19, 15CR18, 15CR17, 15CR13, and 15CR21 through research by the Rural Development Administration. It is a tetraploid variety with green leaf color and pre-wintering plant type. Semi-erect type, spring's first type is an erect type. The IR 603 is a late-ripening variety that is harvested on May 16, and has significantly longer leaf and ear lengths than Corwinery, a significantly higher number of sugar spikes, similar leaf widths, and a significantly thicker stem. It has the characteristic of having a slightly shorter longest soy sauce.
상기 아이알(IR)605는 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 12EtYG2N18, 12EtYG2N18, 12EtYG2N27, ARIKG07, ARIXRO18로 교배조합을 작성하여 육성된 종으로, 2배체 품종으로서 엽의 색은 녹색, 월동 전 초형은 반직립형, 봄의 초형은 직립형인 개체이다. 상기 아이알(IR)605는 5월 15일에 출수하는 중생종 품종으로, 코윈어리에 비해 지엽 길이, 초장, 및 이삭 길이가 약간 길고, 수당소수수가 약간 많으며, 지엽 폭 및 줄기 굵기가 유사하다는 특성을 갖는다.The IR605 is a species bred through research by the Rural Development Administration by creating a crossbreeding combination with a total of 5 12EtYG2N18, 12EtYG2N18, 12EtYG2N27, ARIKG07, and ARIXRO18. It is a diploid variety with green leaf color and pre-wintering plant type. Semi-erect type, spring's first type is an erect type. The IR 605 is a medium-growing variety that is harvested on May 15, and has the characteristics of slightly longer leaf length, plant height, and ear length, slightly more number of spikelets, and similar leaf width and stem thickness compared to Corwinery. have
상기 아이알(IR)901은 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 12EtHN4NN14, 12EtHN4NN23, ARIXJN09, ARIXJN14, ARIXJN18로 교배조합을 작성하여 육성된 종으로, 2배체 품종으로서 엽의 색은 녹색, 월동 전 초형은 반직립형, 봄의 초형은 직립형인 개체이다. 상기 아이알(IR)901은 5월 22일에 출수하는 만생종 품종으로, 코윈어리에 비해 이삭 길이가 약간 길고, 수당소수수가 약간 많으며, 지엽 길이, 지엽 폭, 줄기 굵기가 유사하다는 특성을 갖는다.The IR901 is a species bred through research by the Rural Development Administration by creating a crossbreeding combination of a total of 5 12EtHN4NN14, 12EtHN4NN23, ARIXJN09, ARIXJN14, and ARIXJN18. It is a diploid variety with green leaf color and pre-wintering plant type. Semi-erect type, spring's first type is an erect type. The IR 901 is a late-ripening variety that is harvested on May 22, and has the characteristics of having a slightly longer ear length, a slightly larger number of spikelets, and similar leaf length, leaf width, and stem thickness compared to Corwinery.
상기 그린팜(Green Farm)은 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 06CR47, 06CR16, 06CR80, 06CR11, 06CR26으로 교배조합을 작성하여 육성된 종으로, 2배체 품종으로서 엽의 색은 녹색, 월동 전 초형은 직립형, 봄의 초형은 반직립형인 개체이다. 상기 그린팜(Green Farm)은 4월 28일에 출수하는 극조생종 품종으로, 플로리다(Florida) 80에 비해 줄기 굵기가 두껍고, 최장 간장이 유사하며, 지엽 길이, 지엽 폭, 및 이삭 길이가 짧고, 수당소수수가 적다는 특성을 갖는다.The Green Farm is a species bred through research by the Rural Development Administration by creating a crossbreeding combination of a total of 5 06CR47, 06CR16, 06CR80, 06CR11, and 06CR26. It is a diploid variety with green leaf color and pre-wintering plant type. is an erect type, and Bom's initial type is a semi-erect type. The Green Farm is an extremely early maturing variety that is harvested on April 28. Compared to Florida 80, the stem thickness is thicker, the longest stem is similar, and the leaf length, leaf width, and ear length are shorter, It has the characteristic of having a small number of allowances.
상기 그린팜(Green Farm) 2호는 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 06CR33, 06CR52, 06CR05, 06CR38, 06CR79로 교배조합을 작성하여 육성된 종으로, 2배체 품종으로서 엽의 색은 녹색, 월동 전 초형은 반직립형, 봄의 초형은 직립형인 개체이다. 상기 그린팜(Green Farm) 2호는 5월 04일에 출수하는 극조생종 품종으로, 플로리다(Florida) 80에 비해 줄기 굵기가 두껍고, 최장 간장 및 지엽 폭이 유사하며, 지엽 길이 및 이삭 길이가 짧고, 수당소수수가 현저히 적다는 특성을 갖는다.The Green Farm No. 2 is a species bred by creating a crossbreeding combination of a total of 5 06CR33, 06CR52, 06CR05, 06CR38, and 06CR79 through research by the Rural Development Administration. It is a diploid variety with green leaf color and winter. The former first type is a semi-erect type, and the spring type is an erect type. The Green Farm No. 2 is an extremely early maturing variety that is harvested on May 4th. Compared to Florida 80, the stem thickness is thicker, the longest stem and leaf width are similar, and the leaf length and ear length are shorter. , it has the characteristic that the number of permissible persons is significantly small.
상기 그린팜(Green Farm) 3호는 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 08CR01, 08CR06, 08CR07, 08CR11, 08CR16으로 교배조합을 작성하여 육성된 종으로, 2배체 품종으로서 엽의 색은 녹색, 월동 전 초형은 반직립형, 봄의 초형은 직립형인 개체이다. 상기 그린팜(Green Farm) 3호는 4월 27일에 출수하는 극조생종 품종으로, 그린팜(Green Farm)에 비해 지엽 길이, 이삭 길이, 및 최장 간장이 길고, 줄기 굵기 및 수당소수수가 유사하며, 지엽 폭이 좁다는 특성을 갖는다.The above-mentioned Green Farm No. 3 is a species bred by creating a crossbreeding combination of a total of 5 08CR01, 08CR06, 08CR07, 08CR11, and 08CR16 through research by the Rural Development Administration. It is a diploid variety with green leaf color and winter. The former first type is a semi-erect type, and the spring type is an erect type. The Green Farm No. 3 is an extremely early maturing variety that is harvested on April 27th. Compared to Green Farm, the leaf length, ear length, and maximum liver length are longer, and the stem thickness and number of sorghum plants are similar. , it has the characteristic of narrow leaf width.
상기 화산 101호(HS101)는 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 94CR01, 94CR02, 94CR03, 94CR10, 93CR06으로 종자합성하여 육성된 종으로, 4배체 품종으로서 엽의 색은 농녹, 월동전 초형은 반포복형, 봄의 초형은 중간형인 개체이다. 상기 화산 101호는 5월 20일에 출수하는 중만생종 품종으로, 마셜(Marshall)에 비해 지엽 폭이 넓고, 이삭 길이 및 수당 소수수가 유사하며, 출수기 초고는 낮다는 특성을 갖는다.The above-mentioned Hwasan No. 101 (HS101) is a species bred through seed synthesis with a total of 5 94CR01, 94CR02, 94CR03, 94CR10, and 93CR06 through research by the Rural Development Administration. It is a tetraploid variety with dark green leaf color and a reddish-green pre-wintering initial type. The double type, Bom's first type, is an intermediate type individual. The volcano No. 101 is a mid-late ripening variety that is planted on May 20, and has the characteristics of having wider leaf widths than Marshall, similar ear length and number of spikes per seed, and low plant height at the time of planting.
상기 화산 102호(HS102)는 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 93CR04, 93CR05, 93CR07, 93CR08, 93CR09으로 종자합성하여 육성된 종으로, 4배체 품종으로서 엽의 색은 농녹, 월동전 초형은 반포복형, 봄의 초형은 중간형인 개체이다. 상기 화산 102호는 5월 19일에 출수하는 중만생종 품종으로, 마셜(Marshall)에 비해 지엽 폭이 넓고, 이삭 길이 및 수당 소수수가 유사하며, 출수기 초고는 낮다는 특성을 갖는다.The above-mentioned Hwasan No. 102 (HS102) is a species bred through seed synthesis with a total of 5 93CR04, 93CR05, 93CR07, 93CR08, and 93CR09 through research by the Rural Development Administration. It is a tetraploid variety with dark green leaf color and a reddish-green pre-wintering initial type. The double type, Bom's first type, is an intermediate type individual. The volcano No. 102 is a mid-late ripening variety that is planted on May 19, and has the characteristics of having a wider leaf width than Marshall, similar ear length and number of spikes per seed, and low plant height at the time of planting.
상기 화산 104호(HS104)는 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 P8702, P8705, X8818, BC19107, ELm9107로 교배조합을 작성하여 육성된 종으로, 4배체 품종으로서 엽의 색은 농녹, 월동전 초형은 반부복형, 봄의 초형은 중간형인 개체이다. 상기 화산 104호는 5월 19일에 출수하는 만생종 품종으로, 화산 101호에 비해 지엽 폭이 넓고, 지엽 길이 및 초장이 길고, 줄기의 두께는 두꺼운 특성을 갖는다.The above-mentioned Hwasan No. 104 (HS104) is a species bred by creating a cross combination with a total of 5 P8702, P8705, is a semi-prone type, and Bom's supertype is an intermediate type. The Hwasan No. 104 is a late-ripe variety that is planted on May 19, and has wider leaf width, longer leaf length and plant height, and thicker stems than Hwasan No. 101.
상기 코윈마스터(Kowinmaster)는 이탈리안 라이그라스 내한성 품종을 육성하기 위한 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 00CR22, 00CR35, 00CR31, 00CR46, 00CR55로 종자합성하여 육성된 종으로, 2배체 품종으로서 엽의 색은 담녹, 월동 전 초형은 중간형, 봄의 초형은 반직립형인 개체이다. 상기 코윈마스터(Kowinmaster)는 5월 10일에 출수하는 중생종 품종으로, 플로리다(Florida) 80에 비해 지엽 길이 및 이삭 길이가 길고, 지엽 폭, 수당소수수, 최장 간장, 및 줄기 굵기가 유사하다는 특성을 갖는다.The Kowinmaster is a species bred by seed synthesis with a total of 5 00CR22, 00CR35, 00CR31, 00CR46, and 00CR55 through research by the Rural Development Administration to cultivate cold-resistant Italian ryegrass varieties. It is a diploid variety and has different leaf colors. The species is light green, the first form before winter is a medium type, and the first form in spring is a semi-erect type. The above-mentioned Kowinmaster is a medium-growing variety that is harvested on May 10, and has the characteristics of longer leaf length and ear length compared to Florida 80, and similar leaf width, number of sorghum sorghums, longest stem, and stem thickness. has
상기 코그린(Kogreen)은 이탈리안 라이그라스 내한성 품종을 육성하기 위한 농촌진흥청의 연구에 의해 총 5개의 00CR02, 00CR05, 00CR24, 00CR28, 00CR43으로 종자합성하여 육성된 종으로, 2배체 품종으로서 엽의 색은 녹색, 월동 전 초형은 반직립형, 봄의 초형은 직립형인 개체이다. 상기 코그린(Kogreen)은 5월 04일에 출수하는 조생종 품종으로, 플로리다(Florida) 80에 비해 지엽 폭이 넓고, 줄기 두께가 두꺼우며, 지엽 길이, 이삭 길이, 및 수당소수수가 유사하다는 특성을 갖는다.The Kogreen is a species bred by seed synthesis with a total of 5 00CR02, 00CR05, 00CR24, 00CR28, and 00CR43 through research by the Rural Development Administration to cultivate cold-resistant Italian ryegrass varieties. It is a diploid variety and has different leaf colors. is green, the first form before wintering is semi-erect, and the first form in spring is an erect form. The above-mentioned Kogreen is an early-maturing variety that is harvested on May 4, and has the characteristics of wider leaf width, thicker stem, and similar leaf length, ear length, and number of spikelets compared to Florida 80. have
상기 품종을 식별하는 단계는, 상기 중합효소연쇄반응(PCR)에 의해 생성된 산물을 분석하여 상기 이탈리안 라이그라스의 DNA를 파악할 수 있고, 파악된 DNA의 염기 서열을 확인하여 상기 이탈리안 라이그라스의 품종을 식별할 수 있다.In the step of identifying the variety, the DNA of the Italian ryegrass can be identified by analyzing the product produced by the polymerase chain reaction (PCR), and the nucleotide sequence of the identified DNA can be confirmed to determine the variety of the Italian ryegrass. can be identified.
보다 상세하게, 상기 품종을 식별하는 단계는, 상기 이탈리안 라이그라스의 DNA 중, 서열번호 1로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 G이고, 서열번호 2로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 G이고, 서열번호 3으로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 T인 경우, 상기 이탈리안 라이그라스가 국내 대표 품종인 코윈어리(KW, Kowinearly)로 식별할 수 있다.More specifically, in the step of identifying the variety, the base of the DNA corresponding to the position of the 301st base in the polynucleotide represented by SEQ ID NO: 1 among the DNA of the Italian ryegrass is G, represented by SEQ ID NO: 2 If the base of the DNA corresponding to the position of the 301st base in the polynucleotide is G, and the base of the DNA corresponding to the position of the 301st base in the polynucleotide represented by SEQ ID NO: 3 is T, the Italian ryegrass It can be identified as Kowinearly (KW), a representative domestic breed.
또한, 상기 품종을 식별하는 단계는, 상기 이탈리안 라이그라스의 DNA 중, 서열번호 1로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 A이고, 서열번호 2로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 A이고, 서열번호 3으로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 A인 경우, 상기 이탈리안 라이그라스가 국외 대표 품종인 플로리다(Florida) 80으로 식별할 수 있다.In addition, in the step of identifying the variety, the base of the DNA corresponding to the 301st base in the polynucleotide represented by SEQ ID NO: 1 among the DNA of the Italian ryegrass is A, and the polynucleotide represented by SEQ ID NO: 2 is A. If the base of the DNA corresponding to the position of the 301st base in the nucleotide is A, and the base of the DNA corresponding to the position of the 301st base in the polynucleotide represented by SEQ ID NO: 3 is A, the Italian ryegrass can be exported abroad It can be identified as the representative variety, Florida 80.
실시예 1: 이탈리안 라이그라스 샘플을 이용한 GBS 라이브러리 서열 분석Example 1: GBS library sequence analysis using Italian ryegrass samples
실시예 1-1: 이탈리안 라이그라스 샘플 준비Example 1-1: Italian ryegrass sample preparation
하기 표 1은 GBS(Genotyping-By-Sequencing) 라이브러리(library) 제작에 사용된 96개의 이탈리안 라이그라스 샘플 리스트를 나타낸 표이다.Table 1 below shows a list of 96 Italian ryegrass samples used to create a GBS (Genotyping-By-Sequencing) library.
상기 표 1을 참조하면, GBS 라이브러리 제작에 사용된 96개의 이탈리안 라이그라스 샘플 리스트를 확인할 수 있다. KW는 코윈어리(Kowinearly) 품종을 의미하고, KS는 코스피드(Kospeed) 품종을 의미하고, GC는 그린콜(Green Call) 품종을 의미하고, GC2는 그린콜(Green Call) 2호 품종을 의미하고, 601, 602, 603, 605, 및 901은 아이알601(IR601), 아이알602(IR602), 아이알603(IR603), 아이알605(IR605), 및 아이알901(IR901) 품종을 의미하고, GF는 그린팜(Green farm) 품종을 의미하고, GF2는 그린팜(Green Farm) 2호 품종을 의미하고, GF3은 그린팜(Green Farm) 3호 품종을 의미하고, KWR은 코위너(Kowinner) 품종을 의미하고, AE는 애스(ACE) 품종에서 출수기가 빠른 선발된 계통을 의미하고, HS101, HS102, HS104는 화산 101호, 화산 102호, 및 화산 104호 품종을 의미하고, HC는 헤르쿨레스(Hercules) 품종에서 출수기가 빠른 선발된 계통을 의미하고, KM은 코윈마스터(Kowinmaster) 품종을 의미하고, KG는 코그린(Kogreen) 품종을 의미하고, FLO는 플로리다(Florida)80 품종을 의미하고, BK는 빌켄(Billiken) 품종을 의미하고, Rio는 리오(Rio) 품종을 의미한다. 총 24종의 품종을 대상으로 각각 4개의 샘플을 준비하였으므로, 총 96개의 이탈리안 라이그라스 샘플을 준비하였다.Referring to Table 1 above, you can see a list of 96 Italian ryegrass samples used to produce the GBS library. KW refers to the Kowinearly variety, KS refers to the Kospeed variety, GC refers to the Green Call variety, and GC2 refers to the Green Call No. 2 variety. And 601, 602, 603, 605, and 901 refer to the varieties IR601 (IR601), IR602 (IR602), IR603 (IR603), IR605 (IR605), and IR901 (IR901), and GF is It refers to the Green farm variety, GF2 refers to the Green Farm variety No. 2, GF3 refers to the Green Farm variety No. 3, and KWR refers to the Kowinner variety. AE refers to a line selected from the ACE variety with an early seeding period, HS101, HS102, and HS104 refer to Hwasan 101, Hwasan 102, and Hwasan 104 varieties, and HC refers to Hercules. In the variety, it refers to a line selected with a fast heading period, KM refers to the Kowinmaster variety, KG refers to the Kogreen variety, FLO refers to the Florida80 variety, and BK refers to the variety. It refers to the Billiken variety, and Rio refers to the Rio variety. Since 4 samples each were prepared for a total of 24 varieties, a total of 96 Italian ryegrass samples were prepared.
실시예 1-2: 이탈리안 라이그라스 샘플의 gDNA QC(Quality Check)Example 1-2: gDNA QC (Quality Check) of Italian ryegrass samples
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안 라이그라스 샘플의 gDNA 전기영동 결과를 나타낸 것이다.Figure 1 shows the results of gDNA electrophoresis of an Italian ryegrass sample according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 앞서 실시예 1-1에서 준비된 총 96개의 샘플의 gDNA를 대상으로 전기영동을 실시한 것을 확인할 수 있다. 상기 과정을 통해, GBS(Genotyping-By-Sequencing) 라이브러리 제작에 적합한 96개의 샘플의 gDNA를 확인하였다.Referring to Figure 1, it can be seen that electrophoresis was performed on gDNA of a total of 96 samples previously prepared in Example 1-1. Through the above process, gDNA of 96 samples suitable for GBS (Genotyping-By-Sequencing) library production was confirmed.
실시예 1-3: 이탈리안 라이그라스 샘플의 GBS(Genotyping-By-Sequencing) 라이브러리 제작Example 1-3: Production of GBS (Genotyping-By-Sequencing) library of Italian ryegrass samples
본 발명의 일 실시예에 따른 GBS(Genotyping-By-Sequencing) 라이브러리는, 각 바코드 어댑터의 상단 및 하단 가닥과 공통 어댑터를 포함하는 올리고뉴클레오타이드(oligonucleotide)를 대상으로 어닐링(annealing)하는 단계, 준비된 이탈리안 라이그라스 샘플의 DNA를 제한효소(RE, Restriction Enzyme)인 ApekⅠ으로 분해하는 단계, 어댑터를 gDNA 단편의 끝에 연결하는 단계, 가열하여 리가아제를 불활성화하고 각 샘플을 합친(풀링, pooling) 후 미반응 어댑터를 제거하는 정제를 실시하는 단계, 결찰된 어댑터에 결합 부위를 갖는 적절한 프라이머를 추가하고 멀티플렉스(multiplex) PCR을 수행하는 단계, 및 PCR 산물을 정리하고 아가로스 겔 러닝(agarose gel running)을 실시하여 확인하는 단계를 거쳐 제작되었다.GBS (Genotyping-By-Sequencing) library according to an embodiment of the present invention includes the steps of annealing oligonucleotides containing the top and bottom strands of each barcode adapter and a common adapter, and preparing Italian Digesting the DNA of the ryegrass sample with Apek I, a restriction enzyme (RE), connecting an adapter to the end of the gDNA fragment, heating to inactivate the ligase, and pooling each sample. Purifying to remove unreacted adapters, adding an appropriate primer having a binding site to the ligated adapter and performing multiplex PCR, and cleaning up the PCR products and performing agarose gel running. ) was produced through a verification process.
보다 상세하게, GBS 라이브러리는 제한 효소 ApekⅠ을 사용하여 제작하였다. 각 바코드 어댑터와 공통 어댑터를 포함하는 올리고뉴클레오타이드(oligonucleotide)를 50 uM의 TE 버퍼(10 mM Tris, 0.1 mM EDTA)에 희석하고, 열 순환기(thermocycler)에서 어닐링(annealing)을 진행하였다. 이후, 10x 어댑터 버퍼(500 mM NaCl, 100 mM Tris-Cl)를 이용하여 바코드 및 일반 어댑터를 10 uM로 희석하고 1:1 비율로 함께 혼합한 다음 2.4 ㎕의 믹스를 96웰 PCR 플레이트에 추가하였다. 샘플 DNA(100 ng/㎕)를 개별 어댑터가 함유된 웰에 첨가하였고, 샘플(DNA + 어댑터)은 1x NEB 버퍼 3 및 3.6 U ApekⅠ을 포함하는 20 ㎕ 부피로 75℃에서 반응시켰다. 샘플을 22℃에서 배양하고 65℃에서 20분 동안 가열하여 T4 DNA 리가아제를 불활성화시켰다. 이후, 각각 다른 바코드 어댑터를 갖는 96개 DNA 샘플(각각 5 ㎕) 세트를 조합하였고, 키트(QIAquick PCR Purification Kit, Qiagen, CA)를 사용하여 정제하였다. 풀링된 DNA 단편 2 ㎕, DNA 폴리머라아제(Agilent) 및 25 pmol의 프라이머를 이용하여, Life ECO Thermal Cycler(Bioer Technology Co.)를 통해 PCR을 수행하여 각 라이브러리의 제한 단편을 증폭하여 라이브러리를 구축하였다.In more detail, the GBS library was constructed using the restriction enzyme Apek I. Oligonucleotides containing each barcode adapter and the common adapter were diluted in 50 uM of TE buffer (10 mM Tris, 0.1 mM EDTA) and annealed in a thermocycler. Afterwards, the barcode and general adapter were diluted to 10 uM using 10x adapter buffer (500 mM NaCl, 100 mM Tris-Cl) and mixed together at a 1:1 ratio, and then 2.4 ㎕ of the mix was added to a 96-well PCR plate. . Sample DNA (100 ng/μl) was added to the wells containing individual adapters, and samples (DNA + adapter) were reacted at 75°C in a 20 μl volume containing 1x NEB Buffer 3 and 3.6 U Apek I. Samples were incubated at 22°C and heated at 65°C for 20 min to inactivate T4 DNA ligase. Then, a set of 96 DNA samples (5 μl each) with different barcode adapters were combined and purified using a kit (QIAquick PCR Purification Kit, Qiagen, CA). Using 2 ㎕ of pooled DNA fragments, DNA polymerase (Agilent), and 25 pmol of primers, PCR was performed using a Life ECO Thermal Cycler (Bioer Technology Co.) to amplify the restriction fragments of each library to construct the library. did.
실시예 1-4: 제작된 GBS 라이브러리 정제Example 1-4: Purification of the produced GBS library
앞서 실시예 1-3에서 제작된 GBS(Genotyping-By-Sequencing) 라이브러리를 대상으로 2차례에 걸친 정제(purification) 과정을 실시하였고, 그 결과는 하기 표 2와 같다.Two purification processes were performed on the GBS (Genotyping-By-Sequencing) library produced in Examples 1-3, and the results are shown in Table 2 below.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GBS 라이브러리를 대상으로 전기영동을 실시한 결과를 나타낸 것이다. 상기 전기영동은 1.5% 아가로스 겔을 사용하여 200v로 30분동안 실시되었으며, 100bp 마커(M, Marker) 및 라이브러리는 각각 5㎕씩 사용되었다.Figure 2 shows the results of electrophoresis on the GBS library according to an embodiment of the present invention. The electrophoresis was performed for 30 minutes at 200v using a 1.5% agarose gel, and 5 ㎕ of each 100bp marker (M, Marker) and library were used.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 GBS(Genotyping-By-Sequencing) 라이브러리(library)는 스메어(smear)하게 끌리듯 형성된 것을 확인할 수 있다. 특히, 250bp 내지 350bp에서 농도가 높게 나타났다.Referring to Figure 2, it can be seen that the GBS (Genotyping-By-Sequencing) library according to an embodiment of the present invention is formed in a smear-like manner. In particular, the concentration was high at 250bp to 350bp.
실시예 1-5: GBS 라이브러리 QC(Quality Check)Example 1-5: GBS library QC (Quality Check)
앞서 실시예 1-4에서 정제된 GBS(Genotyping-By-Sequencing) 라이브러리를 대상으로 퀄리티 체크(QC, Quality Check)를 실시하였다.Previously, a quality check (QC) was performed on the GBS (Genotyping-By-Sequencing) library purified in Examples 1-4.
하기 표 3은 상기 GBS(Genotyping-By-Sequencing) 라이브러리를 대상으로 실시된 퀄리티 체크(QC)의 결과를 나타낸 것이다.Table 3 below shows the results of quality check (QC) conducted on the GBS (Genotyping-By-Sequencing) library.
(ng/㎕)Conc.
(ng/㎕)
(nM)Conc.
(nM)
(bp)Size
(bp)
상기 표 3을 참조하면, IRG-1의 nM 단위의 농도 값이 더 높은 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 이후 실시예에서는 IRG-1 라이브러리를 사용하기로 결정하였다.Referring to Table 3 above, it can be seen that the concentration value in nM units of IRG-1 is higher. Accordingly, it was decided to use the IRG-1 library in the following examples.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석 모식도를 나타낸 것이다.Figure 3 shows an analysis schematic diagram according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 이후 실시예에서 진행될 분석의 순서를 확인할 수 있다. 이후 실시예에서는 GBS(Genotyping-By-Sequencing) 데이터를 추출하고, 시퀀스 디멀티플렉싱(Sequence demultiplexing) 및 프리-프로세싱(Pre-processing)을 실시하고, 레퍼런스 게놈(reference genome)에 매핑(mapping)하고, 로우(raw) SNP (In/Del)을 디텍션(detection)하며 컨센서스 시퀀스(consensus sequence, 공통염기서열)를 추출하고, SNP 매트릭스를 생성하고, SNP 필터링 및 셀렉션(selection)을 실시하고, 선택된 SNP를 적용하거나 그룹 중에서 다형성 SNP를 선발할 수 있다. 보다 상세한 내용은 하기 실시예를 통해 개시될 것이다.Referring to FIG. 3, the order of analysis to be performed in subsequent examples can be confirmed. In subsequent examples, GBS (Genotyping-By-Sequencing) data is extracted, sequence demultiplexing and pre-processing are performed, and mapping is performed to a reference genome. Detect raw SNPs (In/Del), extract consensus sequences, create SNP matrices, perform SNP filtering and selection, and select SNPs. You can apply or select polymorphic SNPs from a group. More details will be disclosed through the examples below.
실시예 2: GBS dataExample 2: GBS data
실시예 2-1: Sequencing raw dataExample 2-1: Sequencing raw data
앞서 실시예 1에서 제작된 IRG-1 라이브러리를 사용하고, 일루미나(illumine) 하이식(HiSeq) X 10 장비를 사용하여 1 레인(약 100Gbp) 시퀀싱을 진행하였다.Using the IRG-1 library previously produced in Example 1, 1 lane (approximately 100 Gbp) sequencing was performed using an Illumine HiSeq
하기 표 4는 IRG-1 라이브러리를 사용하여 진행된 시퀀싱 결과를 나타낸 것이다.Table 4 below shows the results of sequencing conducted using the IRG-1 library.
(%)GC
(%)
(%)Q30
(%)
demultiplexed reads (%)No. of
demultiplexed reads (%)
상기 표 4를 참조하면, 앞서 제작된 IRG-1 라이브러리를 사용하여 이탈리안 라이그라스 96개의 샘플에 대한 시퀀싱 로우 데이터(sequencing law data)를 확보한 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 4 above, it can be seen that sequencing law data for 96 samples of Italian ryegrass was secured using the previously produced IRG-1 library.
실시예 2-2: GBS sequencing pre-processingExample 2-2: GBS sequencing pre-processing
앞서 실시예 1에서 제작된 IRG-1 라이브러리의 바코드 시퀀스(barcode sequence)를 이용하여 샘플 별로 서열을 분리하는 디멀티플렉싱(역다중화, demultiplexing)를 수행하였다.Demultiplexing (demultiplexing) was performed to separate sequences for each sample using the barcode sequence of the IRG-1 library previously produced in Example 1.
하기 표 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디멀티플렉싱(demultiplexing)을 통한 샘플 별 로우(raw) 데이터 통계치를 나타낸 것이다.Table 5 below shows raw data statistics for each sample through demultiplexing according to an embodiment of the present invention.
또한, 디멀티플렉싱(demultiplexing)을 통한 샘플 별 로우(raw) 데이터를 대상으로 바코드(barcode) 및 어댑터 시퀀스(adapter sequence)를 제거하고, 시퀀스 퀄리티 트리밍(sequence quality trimming)을 수행하였다.In addition, barcodes and adapter sequences were removed from the raw data for each sample through demultiplexing, and sequence quality trimming was performed.
어댑터 트리밍(adapter trimming)은 컷어댑트(cutadapt, version 1.8.3) 프로그램을 사용하고, 시퀀스 퀄리티 트리밍(sequence quality trimming)은 솔렉사큐에이 패키지(SolexaQA package)의 다이나믹트림(DynamicTrim)과 렝스솔트(LengthSort) 프로그램을 사용하였다.Adapter trimming uses the cutadapt (version 1.8.3) program, and sequence quality trimming uses DynamicTrim and LengthSalt (from the SolexaQA package). The LengthSort) program was used.
상기 다이나믹트림(DynamicTrim)은 프레드 스코어(phred score)에 따라 숏 리드(short read)의 양쪽 끝의 배드 퀄리티 베이스(bad quality base)를 잘라내고 양질의 클린 리드(cleaned read)로 정제하는 과정을 수행하며, 렝스솔트(LengthSort)는 다이나믹트림(DynamicTrim)에서 너무 많은 베이스(base)가 잘린 리드(read)를 제거하는 과정을 수행하였다. 다이나믹트림(DynamicTrim)에서 프레드 스코어(phred score)는 20 이상을, 렝스솔트(LengthSort)에서 숏 리드 렝스(short read length)는 25bp(base pair) 이상을 사용하였다.The DynamicTrim performs a process of cutting out bad quality bases at both ends of short reads according to the phred score and refining them into good quality clean reads. In addition, LengthSort performed the process of removing reads with too many bases cut off in DynamicTrim. In DynamicTrim, a phred score of 20 or more was used, and in LengthSort, a short read length of 25 bp (base pair) or more was used.
하기 표 6은 프레드 퀄리티 스코어의 점수에 따른 정확도를 나타낸 것이다.Table 6 below shows the accuracy according to the score of the Fred quality score.
상기 표 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 다이나믹트림(Dynamic Trim)에서는 베이스 콜 애큐러시(염기 해독 정확도, base call accuracy)가 99% 이상인 것을 사용했음을 확인할 수 있다.Referring to Table 6, it can be seen that the Dynamic Trim according to an embodiment of the present invention used a base call accuracy of 99% or more.
하기 표 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디멀티플렉싱(demultiplexing)을 통한 샘플 별 트리밍(trimming)된 데이터 통계치를 나타낸 것이다.Table 7 below shows data statistics trimmed for each sample through demultiplexing according to an embodiment of the present invention.
실시예 3: Alignment to reference genomeExample 3: Alignment to reference genome
앞서 실시예 2에서 디멀티플렉싱 및 시퀀스 퀄리티 트리밍을 통해 확보된 각 샘플의 클린 리드(clean reads)를 표준 유전체(참조 유전체, reference genome)에 매핑(mapping)하고 통계치를 추출하였다.Previously, clean reads of each sample obtained through demultiplexing and sequence quality trimming in Example 2 were mapped to a standard genome (reference genome) and statistics were extracted.
상기 표준 유전체(reference genome)로는, 2018년 12월 09일에 발행된 'GRASSLAND SCIENCE' 65권 2호의 125쪽 내지 134쪽에 개시된 'First assembly of the gene-space of Lolium multiflorum and comparison to other Poaceae genomes'에 포함된 롤리움 멀티플로룸(Lolium multiflorum)의 유전체를 사용하였다.The reference genome is 'First assembly of the gene-space of Lolium multiflorum and comparison to other Poaceae genomes' disclosed on pages 125 to 134 of 'GRASSLAND SCIENCE' Volume 65, Issue 2, published on December 9, 2018. The genome of Lolium multiflorum included in was used.
하기 표 8은 상기 표준 유전체의 통계치를 나타낸 것이다.Table 8 below shows statistical values of the standard genome.
상기 매핑(mapping)의 통계치 추출에 있어서, 보다 상세하게, 전처리 과정을 통과한 클린 리드(cleaned reads)를 BWA(Burrows-Wheeler Aligner, 0.7.17-r1188) 프로그램을 사용하여 표준 유전체(참조 유전체, reference genome)에 매핑(mapping)을 수행하였다. 매핑(mapping)은 표준 유전체와 시퀀싱한 샘플 간의 로우(raw) SNP (In/Del)을 찾기 위한 선행과정으로서 BAM(Binary alignment Map) 포맷의 파일을 생성하며, 옵션은 기본값으로 설정하였다.In extracting statistical values of the mapping, in more detail, clean reads that have passed the preprocessing process are compared to a standard genome (reference genome, Mapping was performed on the reference genome. Mapping is a prerequisite to finding raw SNPs (In/Del) between the standard genome and sequenced samples, and creates a file in BAM (Binary alignment Map) format, with options set to default.
하기 표 9 및 표 10은 각 샘플의 클린 리드(clean reads)를 표준 유전체에 매칭하여 통계치를 추출한 결과를 나타낸 것이다.Tables 9 and 10 below show the results of extracting statistical values by matching the clean reads of each sample to the standard genome.
실시예 4: Genome-wide SNPExample 4: Genome-wide SNP
실시예 4-1: Raw SNP detection 및 consensus sequence extractExample 4-1: Raw SNP detection and consensus sequence extraction
앞서 개시된 이탈리안 라이그라스 총 96개의 샘플로부터 추출된 클린 리드(cleaned reads)를 표준 유전체(reference genome)에 매핑(mapping)하여 생성된 BAM 포맷의 파일을 SAM 툴(SAM tool, 0.1.16) 프로그램을 사용하여 로우(raw) SNP (In/Del)을 디텍션(detection)하고, 컨센서스 시퀀스(consensus sequence, 공통염기서열)를 추출하였다. 이때 SNP 디텍션(detection)을 하는 과정 전에 씨더스 인-하우스 스크립트(SEEDERS in-house script)를 사용하여 SNP 밸리데이션(validation)을 거친 후, 로우(raw) SNP (In/Del) 디텍션(detection)을 수행하였다. 하기 표 11에 개시된 옵션 이외에는 기본 값을 적용하였다.The BAM format file generated by mapping the clean reads extracted from a total of 96 previously disclosed Italian ryegrass samples to the reference genome was generated using the SAM tool (0.1.16) program. Using this method, raw SNPs (In/Del) were detected and a consensus sequence was extracted. At this time, before the SNP detection process, SNP validation is performed using the SEEDERS in-house script, and then raw SNP (In/Del) detection is performed. carried out. Except for the options disclosed in Table 11 below, default values were applied.
실시예 4-2: Generate SNP matrixExample 4-2: Generate SNP matrix
분석 대상 간의 SNP 비교 분석을 수행하기 위해 이탈리안 라이그라스 총 96개의 샘플간 통합 SNP 매트릭스(matrix)를 작성하였다. 각 샘플을 표준 유전체(reference genome)와 비교하여 얻은 로우(raw) SNP 포지션(position)을 후보로 하여 합집합의 리스트를 구축하였다. 이때, 빈 영역(non-SNP loci)은 샘플의 공통염기서열(consensus sequence)로부터 채워 넣는 필링(filling) 과정을 거쳐 매트릭스(matrix)를 작성하였다. 이후 샘플 간의 SNP 비교를 통해 미스-콜링(miss-calling)된 SNP (In/Del)좌를 필터(filter)하여 파이널(final) SNP 매트릭스(matrix)를 작성하였다. 해당 좌를 기반으로 SNP (In/Del)을 하기 표 12에 개시된 유형 구분 기준에 따라 분류하였다.To perform comparative analysis of SNPs between analysis subjects, an integrated SNP matrix was created between a total of 96 Italian ryegrass samples. A list of unions was constructed using the raw SNP positions obtained by comparing each sample with the reference genome as candidates. At this time, a matrix was created through a filling process in which empty regions (non-SNP loci) were filled from the consensus sequence of the sample. Afterwards, through SNP comparison between samples, miss-calling SNP (In/Del) loci were filtered to create a final SNP matrix. Based on the corresponding locus, SNPs (In/Del) were classified according to the type classification criteria disclosed in Table 12 below.
Heterozygous(이형접합자): 40% ≤ read rate ≤ 60%
Etc.: 20% ≤ read rate ≤ 40%, and 60% ≤ read rate ≤ 90%Homozygous: read rate ≥ 90%
Heterozygous: 40% ≤ read rate ≤ 60%
Etc.: 20% ≤ read rate ≤ 40%, and 60% ≤ read rate ≤ 90%
하기 표 13은 상기 유형 구분 기준에 따라 분류된 SNP의 수를 나타낸 것이다.Table 13 below shows the number of SNPs classified according to the above type classification criteria.
(read rate ≥ 90%)(read rate ≥ 90%)
(40% ≤ read rate ≤ 60%)(40% ≤ read rate ≤ 60%)
(20% ≤ read rate < 40%,(20% ≤ read rate < 40%,
60% < read rate < 90%)60% < read rate < 90%)
실시예 4-3: SNP filteringExample 4-3: SNP filtering
이탈리안 라이그라스 96개의 샘플의 SNP 매트릭스를 사용하여 하기 표 14의 조건으로 SNP 필터 과정을 수행하였다.The SNP filter process was performed using the SNP matrix of 96 Italian ryegrass samples under the conditions in Table 14 below.
Minor allele frequency > 5%
Missing data < 30%SNP loci of biallelic
Minor allele frequency > 5%
Missing data < 30%
하기 표 15는 이탈리안 라이그라스 96개의 샘플의 SNP 매트릭스를 사용하여 SNP 필터 과정을 수행한 결과를 나타낸 것이다.Table 15 below shows the results of the SNP filter process using the SNP matrix of 96 Italian ryegrass samples.
*2) Missing data < 30%: 해당 좌의 전체 샘플에서 missing data가 30% 미만인 SNP를 선발함.*1) MAF (Minor Allele Frequency) > 5%: SNPs with a minor allele frequency greater than 5% are selected from all samples of the locus.
*2) Missing data < 30%: SNPs with missing data of less than 30% are selected from the entire sample for the corresponding locus.
상기 표 15에 개시된 랜덤(random) 5,000은 필터 처리된 SNP 13,196좌에서 분석에 이용 가능한 수준의 SNP 5,000좌를 대상으로 랜덤 셀렉션(random selection)을 수행한 것을 의미한다.Random 5,000 disclosed in Table 15 means that random selection was performed on 5,000 SNP loci at a level available for analysis from the filtered SNP 13,196 loci.
실시예 5: Construction of phylogenetic treeExample 5: Construction of phylogenetic tree
실시예 5-1: Phylogenetic treeExample 5-1: Phylogenetic tree
앞서 실시예 4에 개시된 필터 과정을 거쳐 선발된 SNP 13,196좌를 대상으로 MEGA6 프로그램을 이용하여 개체간 유연관계 분석을 수행하였다.Inter-individual correlation analysis was performed using the MEGA6 program on 13,196 SNP loci selected through the filtering process previously described in Example 4.
보다 상세하게, 상기 유연관계 분석은 앞서 개시된 SNP 13,196좌를 이용하여 네이버-조이닝(Neighbor-joining) 방법으로 실시되었다. 그 결과, 가지 길이의 합이 14.09591913인 최적의 트리가 완성되었다. 진화 거리는 맥시멈 컴포짓 라이클리후드 방법(Maximum Composite Likelihood method)을 사용하여 계산되었으며, 사이트당 염기 대체 수의 단위를 의미한다.In more detail, the linkage analysis was performed using the Neighbor-joining method using the 13,196 SNP loci disclosed previously. As a result, an optimal tree with a sum of branch lengths of 14.09591913 was completed. Evolutionary distances were calculated using the Maximum Composite Likelihood method and are expressed in units of the number of base substitutions per site.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 개체간 유연관계 분석 결과인 계통수를 나타낸 것이다.Figure 4 shows a phylogenetic tree that is the result of analysis of inter-individual kinship relationships according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안 라이그라스 96 개체의 분류가 구조화된 것을 확인할 수 있다. 상기 계통수에 개시된 EMC(Early Maturing Crop)는 조생종을 의미하고, LMC(Late Maturing Crop)는 장생종을 의미하고, MMC(Medium Maturing Crop)는 중생종을 의미하고, SEMC(Super Early Maturing Crop)은 극조생종을 의미하고, Imported는 수입종을 의미한다.Referring to Figure 4, it can be seen that the classification of Italian ryegrass 96 individuals according to an embodiment of the present invention is structured. EMC (Early Maturing Crop) disclosed in the phylogenetic tree refers to an early maturing crop, LMC (Late Maturing Crop) refers to a long-maturing crop, MMC (Medium Maturing Crop) refers to a medium-maturing crop, and SEMC (Super Early Maturing Crop) refers to an extremely early maturing crop. It means an early maturing species, and Imported means an imported species.
다만, 상기 계통수는 부트스트랩 메소드를 수행하여 얻은 종합수(consensus tree)로, 컷-오프(cut-off) 밸류(value)를 적용하지 않은 결과라는 점을 감안해야 할 것이다.However, it should be taken into account that the phylogenetic tree is a consensus tree obtained by performing the bootstrap method, and is the result without applying a cut-off value.
실시예 5-2: Principal Component Analysis(PCA)Example 5-2: Principal Component Analysis (PCA)
앞서 실시예 4에 개시된 필터 과정을 거쳐 선발된 SNP 13,196좌를 대상으로 R 패키지 SNP릴레이트(R package SNPRelate)를 이용하여 주성분 분석(PCA, Principal Component Analysis)을 수행하였다. 그 결과 두 가지 주요 구성 요소(PC1 및 PC2)는 유전적 변이의 약 17.5%를 설명할 수 있는 것을 확인하였다.Principal component analysis (PCA) was performed using the R package SNPRelate on 13,196 SNP loci selected through the filter process previously described in Example 4. As a result, it was confirmed that the two main components (PC1 and PC2) could explain approximately 17.5% of genetic variation.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 두 가지 요소에 의한 주성분 분석 결과를 나타낸 것이다.Figures 5a and 5b show the results of principal component analysis based on two factors according to an embodiment of the present invention.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안 라이그라스 96 개체 샘플은 품종에 따라 어느 정도 구분되는 것을 확인할 수 있다. 다만, 2D로 작성된 플롯(plot)에서는 겹쳐지는 부분이 많아 명확하게 구분된다고 하기는 다소 어려움이 있었다. Referring to Figures 5a and 5b, it can be seen that the Italian ryegrass 96 individual samples according to an embodiment of the present invention are differentiated to some extent depending on the variety. However, in the plot written in 2D, there were many overlapping parts, so it was somewhat difficult to clearly distinguish them.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세 가지 요소에 의한 주성분 분석 결과를 나타낸 것이다.Figure 6 shows the results of principal component analysis based on three factors according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이탈리안 라이그라스 96 개체 샘플은 앞서 2D 플롯(plot)보다 명확하게 품종에 따라 구분되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the Italian ryegrass 96 individual samples according to an embodiment of the present invention are more clearly distinguished according to variety than in the previous 2D plot.
실시예 5-3: Population structureExample 5-3: Population structure
앞서 실시예 4에 개시된 필터 과정을 거쳐 선발된 SNP 13,196좌에서 분석에 이용 가능한 수준의 SNP 5,000좌를 선발하는 랜덤 셀렉션(random selection)을 3회 실시하여 포퓰레이션 스트럭쳐(population structure) 분석을 수행하였다.Population structure analysis was performed by performing random selection three times to select 5,000 SNP loci at a level usable for analysis from the 13,196 SNP loci selected through the filter process previously described in Example 4. .
하기 표 16은 상기 포퓰레이션 스트럭쳐(population structure) 분석에 사용된 조건을 개시한 것이다.Table 16 below discloses the conditions used in the population structure analysis.
Bayesian model-based approach (MCMC: Markov Chain Monte Carlo)
Burn-in period: 10,000
Number of MCMC Reps: 10,000
Ancestry Model: Admixture model
Allele Frequency Model: correlated allele frequency
Number of populations (K): 1 to 10
Number of iterations: 10SNP loci of biallelic
Bayesian model-based approach (MCMC: Markov Chain Monte Carlo)
Burn-in period: 10,000
Number of MCMC Reps: 10,000
Ancestry Model: Admixture model
Allele Frequency Model: correlated allele frequency
Number of populations (K): 1 to 10
Number of iterations: 10
보다 상세하게, 포퓰레이션 스트럭쳐(population structure) 분석은 적정 K 값(population)를 찾기 위해 여러 K 값으로 분석을 수행하고, 이를 반복 수행하면서 델타-K 메소드(delta-K method, an ad hoc quantity (Δdescribed by Evanno et al. 2005.)를 통해 적정 K 값을 계산하는데, 이때 반복 횟수를 높일수록 많은 시간 및 자원이 필요한 상황이므로, 분석에 이용 가능한 수준의 SNP 5,000좌를 3회 선발하여 세 결과 모두 반복성이 있는 결과를 얻는지 확인하였다. 스트럭쳐(structure) 반복 수행 횟수는 10회로 설정하여 분석하였다.In more detail, population structure analysis performs analysis with multiple K values to find an appropriate K value (population) and performs this repeatedly using the delta-K method, an ad hoc quantity ( Δdescribed by Evanno et al. 2005.), the appropriate K value is calculated. At this time, as the number of repetitions increases, more time and resources are required, so 5,000 SNP loci at a level usable for analysis were selected three times and all three results were calculated. It was confirmed that repeatable results were obtained. The number of structure repetitions was set to 10 and analyzed.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 델타-K 메소드 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 7 is a graph showing the results of the delta-K method according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 스트럭쳐(structure)를 10회 반복 수행하여 계산한 결과, K=2일 때 피크(peak)가 확인되었다. 이에 따라, 이하에서는 해당 피크에서의 결과가 담긴 그래프를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, as a result of calculating the structure by repeating it 10 times, a peak was confirmed when K = 2. Accordingly, below you can see a graph containing the results at the corresponding peak.
하기 표 17은 K=2일 때, 각 품종에 따른 포퓰레이션 스트럭쳐(population structure) 분석 결과를 나타낸 것이다.Table 17 below shows the results of population structure analysis for each variety when K = 2.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 K 값이 2인 피크에서의 포퓰레이션 스트럭쳐 분석 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 8 is a graph showing the results of population structure analysis at a peak with a K value of 2 according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 각 개체의 SNP가 조상 집단(ancestral population)으로부터 기여된 비율을 세그먼트(segment) 단위로 나타낸 것을 확인할 수 있다. 극조생종, 조생종, 중생종, 만생종, 및 수입종 각각의 종 내에서의 Pop1 및 Pop2 비율은 점차 감소하는 유사한 형상으로 나타는 것을 확인하였다. 또한, Pop1 비율의 최대치에 있어서, 극조생종, 조생종, 중생종, 및 만생종을 포함하는 국내종은 0.935 내지 1인 반면, 수입종은 0.741로 다소 차이가 있는 것을 확인하였다.Referring to Figure 8, it can be seen that the proportion of SNPs of each individual contributed from the ancestral population is shown in segments. It was confirmed that the Pop1 and Pop2 ratios within each species of extremely early, early, intermediate, late, and imported species appeared in a similar pattern with a gradual decrease. In addition, the maximum Pop1 ratio was confirmed to be 0.935 to 1 for domestic species, including extremely early-maturing species, early-maturing species, mid-maturing species, and late-maturing species, while it was 0.741 for imported species, which was slightly different.
실시예 6: Pairwise FExample 6: Pairwise F STS.T. 분석 analyze
앞서 실시예 4에 개시된 필터 과정을 거쳐 선발된 SNP 13,196좌를 이용하여 이탈리안 라이그라스 숙기 관련 그룹(극조생종, 조생종, 중생종, 만생종, 및 수입종) 정보를 기준으로 그룹 간 페어와이즈(pairwise) FST 분석을 수행하였다. 추가로 각 그룹 내 샘플 간 페어와이즈(pairwise) FST 분석도 진행하여 그룹 내 개체 간의 거리를 예측하였다. 상기 FST 값은 0 내지 1 사이로 계산되며, 1에 가까울수록 그룹 간 거리가 먼 것으로 예측 가능하다.Using the 13,196 SNP loci selected through the filter process previously described in Example 4, pairwise F ST Analysis was performed. Additionally, pairwise F ST analysis was performed between samples within each group to predict the distance between objects within the group. The F ST value is calculated between 0 and 1, and the closer it is to 1, the greater the distance between groups can be predicted.
하기 표 18은 그룹 내에서의 페어와이즈(pairwise) FST 분석 결과를 나타낸 것이다.Table 18 below shows the results of pairwise F ST analysis within the group.
상기 표 18을 참조하면, 극조생종, 조생종, 중생종, 만생종, 및 수입종은 동속 동종인 롤리움 멀티플로룸(Lolium multiflorum)이므로, FST 값이 상당히 가까운 것을 확인할 수 있다. 즉, 극조생종, 조생종, 중생종, 만생종, 및 수입종은 개체 간의 거리가 상당히 가까운 것을 알 수 있다. 이에 따라, 극조생종, 조생종, 중생종, 만생종, 및 수입종을 구분하는 것은 매우 어려운 것을 확인하였다.Referring to Table 18 above, it can be seen that the extremely early-maturing species, early-maturing species, mid-maturing species, late-maturing species, and imported species are of the same genus, Lolium multiflorum , so the F ST values are quite close. In other words, it can be seen that the distance between individuals of extremely early-maturing species, early-maturing species, intermediate-growing species, late-maturing species, and imported species is quite close. Accordingly, it was confirmed that it is very difficult to distinguish between extremely early-maturing species, early-maturing species, mid-maturing species, late-maturing species, and imported species.
하기 표 19는 극조생종 내에서의 페어와이즈(pairwise) FST 분석 결과를 나타낸 것이다.Table 19 below shows the results of pairwise F ST analysis within extremely early maturing species.
하기 표 20은 조생종 내에서의 페어와이즈(pairwise) FST 분석 결과를 나타낸 것이다.Table 20 below shows the results of pairwise F ST analysis within early maturing species.
하기 표 21은 중생종 내에서의 페어와이즈(pairwise) FST 분석 결과를 나타낸 것이다.Table 21 below shows the results of pairwise F ST analysis within mesozoic species.
하기 표 22는 만생종 내에서의 페어와이즈(pairwise) FST 분석 결과를 나타낸 것이다.Table 22 below shows the results of pairwise F ST analysis within late-ripening species.
하기 표 23은 수입종 내에서의 페어와이즈(pairwise) FST 분석 결과를 나타낸 것이다.Table 23 below shows the results of pairwise F ST analysis within imported species.
상기 표 19 내지 표 23을 참조하면, 극조생종, 조생종, 중생종, 만생종, 및 수입종의 각 그룹 내 품종들은 동속 동종인 롤리움 멀티플로룸(Lolium multiflorum)이면서 출수 시기가 유사하다는 공통점을 갖고 있어, FST 값이 상당히 가까운 것을 확인할 수 있다. 즉, 극조생종, 조생종, 중생종, 만생종, 및 수입종의 각 그룹 내 품종들은 개체 간의 거리가 상당히 가까운 것을 알 수 있다. 이에 따라, 극조생종, 조생종, 중생종, 만생종, 및 수입종의 각 그룹 내에서 품종들을 구분하는 것은 매우 어려운 것을 확인하였다.Referring to Tables 19 to 23 above, the cultivars in each group of extremely early maturing species, early maturing species, mid-maturing species, late maturing species, and imported species are of the same genus Lolium multiflorum and have a common feature of having similar heading times, F S.T. You can see that the values are quite close. In other words, it can be seen that the distances between individuals within each group of extremely early-maturing species, early-maturing species, mid-maturing species, late-maturing species, and imported species are quite close. Accordingly, it was confirmed that it was very difficult to distinguish cultivars within each group of extremely early-maturing species, early-maturing species, mid-maturing species, late-maturing species, and imported species.
실시예 7: GenotypingExample 7: Genotyping
국내외 대표 품종 샘플 특이적인 마커 개발을 위하여, 앞서 실시예 4에 개시된 필터 과정을 거쳐 선발된 SNP 13,196좌 중에서 국내외 대표 품종 반복 샘플간 공통좌를 선발하였고, 그 결과는 하기 표 24와 같다.In order to develop markers specific to samples of representative domestic and foreign breeds, common loci between repeated samples of representative domestic and foreign breeds were selected among the 13,196 SNP loci selected through the filter process previously described in Example 4, and the results are shown in Table 24 below.
상기 표 24에 개시된 바와 같이, 국내 대표 품종 반복 샘플간 공통 호모-타입(Homo-type) SNP 좌는 1,037좌가 선발되었다. 또한, 국외 대표 품종 반복 샘플간 공통 호모-타입(Homo-type) SNP 좌는 364좌가 선발되었다.As shown in Table 24 above, 1,037 common homo-type SNP loci among repeated samples of representative domestic breeds were selected. In addition, 364 common homo-type SNP loci were selected between repeated samples of representative overseas breeds.
코윈어리 샘플 간에 선발된 1,037좌와 플로리다 80 샘플 간에 선발된 364좌를 이용하여 두 샘플 간 3개의 다형성 SNP를 선발하였다.Three polymorphic SNPs were selected between the two samples using 1,037 loci selected between the Cowinary samples and 364 loci selected between the Florida 80 samples.
하기 표 25는 상기 3개의 다형성 SNP에 대한 정보를 간략하게 나타낸 것이다.Table 25 below briefly shows information on the three polymorphic SNPs.
상기 표 25를 참조하면, LM_39130436_2853_88589에서 1072에 위치한 SNP가 G이고, LM_39428959_7287_104858에서 5602에 위치한 SNP가 G이며, LM_39428959_7287_104858에서 5632에 위치한 SNP가 T인 경우에는 국내 대표 품종으로 식별할 수 있다. 또한, LM_39130436_2853_88589에서 1072에 위치한 SNP가 A이고, LM_39428959_7287_104858에서 5602에 위치한 SNP가 A이며, LM_39428959_7287_104858에서 5632에 위치한 SNP가 A인 경우에는 국외 대표 품종으로 식별할 수 있다.Referring to Table 25 above, if the SNP located at 1072 in LM_39130436_2853_88589 is G, the SNP located at 5602 in LM_39428959_7287_104858 is G, and the SNP located at 5632 in LM_39428959_7287_104858 is T, then the domestic representative It can be identified by breed. In addition, if the SNP located at 1072 in LM_39130436_2853_88589 is A, the SNP located at 5602 in LM_39428959_7287_104858 is A, and the SNP located at 5632 in LM_39428959_7287_104858 is A, it can be identified as a representative overseas variety. .
하기 표 26은 이탈리안 라이그라스 96 개체 중에서 국내외 대표 품종을 식별할 수 있는 3개의 바코드로 구성된 바코드 SNP 세트의 염기서열 정보를 나타낸 것이다.Table 26 below shows the base sequence information of the barcode SNP set consisting of three barcodes that can identify representative domestic and foreign varieties among 96 Italian ryegrass individuals.
GReference allele:
G
[A/G]Allele:
[A/G]
a: 선발된 SNP에서 reference genome과 동일한 allele이며 depth 비율이 homozygote인 좌
b: 선발된 SNP에서 reference genome과 상이한 allele이며 depth 비율이 homozygote인 좌* A: Adenien; G: Guanine; C: Cytosine; T: Thymine; N: Any nucleotide;
a: In the selected SNP, the locus is the same allele as the reference genome and the depth ratio is homozygote.
b: In the selected SNP, an allele that is different from the reference genome and a locus with a depth ratio of homozygote
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니며 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.Through the above-described content, those skilled in the art will be able to see that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention is not limited to what is described in the detailed description of the specification and should be defined by the scope of the patent claims.
<110> REPUBLIC OF KOREA(RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION) <120> SNP MARKERS FOR DISCRIMINATING ITALIAN RYEGRASS DOMESTIC AND FOREIGN REPRESENTATIVE VARIETIES AND METHOD FOR DISCRIMINATING ITALIAN RYEGRASS DOMESTIC AND FOREIGN REPRESENTATIVE VARIETIES USING THE SAME <130> FP-2201006-KR <160> 3 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 601 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Scaffold Sequence of Lolium multiflorum <400> 1 ctcggagttg ccgccgtcgg cgtggcgctt gccgttgctc gggcgagtgg cgaagcggta 60 gtcatcgcgg caattgtcgg gccggatggg gcggggattg cgtcgctggc cgtactcgtc 120 atctgagttg accgtgggat cctcgtcagc gtagcgctga gcgatgttga acagctcggc 180 gatggagatg ttgtctctgc tgacgcgccc gagcttggcg ccgagtggct cgtaccggca 240 gcaccgccgg aagcagtaga ttgccgtgta attgctgatg ccgctggagg tcgtccacat 300 rtcctgccag cgctgcaccc accggcgagt cgattcgcgg gggccctgga tgcagcggtc 360 caggtcctcg atggtggtgg cgcgagtgta cgcgctggcg aagtgctgaa tgaaagcagc 420 acgggcttcc tcccacgagt cgatgctatt cggggggagg gtgttgaacc actggcgatt 480 caccccgtcc atcatgaggg gcaggtagcg ggcagtgagt agctcagagt agccttggat 540 gcccatcgcc atgatgtatg aatcgatcca cactgttggg tcgatgtgtg tgtcgtactt 600 c 601 <210> 2 <211> 601 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Scaffold Sequence of Lolium multiflorum <400> 2 agcacgtcag cagcactttg gttcgctgct tcatcattta ttctggcaga tcgatctcgt 60 tcgaatcccg tcccaggcag aagcctgaac ctttgccgtt tggtccaggt ttccatctct 120 gtttggctca agaattgtcg tcgcagcaac tgatcaacat cttcattgta gaccagctag 180 tttgttcctt tgattcaacc cgtgagctcc cagggtcaag tccccaagcc atgcaaagct 240 accccttttt cgtatttaat tcttgtccgc tgacagatgg gccccctcgt cattggctcg 300 rgctagcctc tctacggtgc aaaacgtccc agaagccgaa atccagtcat ccgcccaatc 360 agcccatctg gtcccgttcg tcattccctg tggctggctc cctctcggta taaatcattt 420 tcccttttct ctggttttct gaaaatggca ggaaatgtgt ataacttgca aaattcatat 480 ctttcaaacc ttatttcgaa ataaaaagtg ttacatatga aaattgatca gaaaatgtga 540 agaacatgaa tatgacatcc atacatttgt ttgcatctcg catcatgtca cgttgtgata 600 g 601 <210> 3 <211> 601 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Scaffold Sequence of Lolium multiflorum <400> 3 tcatcattta ttctggcaga tcgatctcgt tcgaatcccg tcccaggcag aagcctgaac 60 ctttgccgtt tggtccaggt ttccatctct gtttggctca agaattgtcg tcgcagcaac 120 tgatcaacat cttcattgta gaccagctag tttgttcctt tgattcaacc cgtgagctcc 180 cagggtcaag tccccaagcc atgcaaagct accccttttt cgtatttaat tcttgtccgc 240 tgacagatgg gccccctcgt cattggctcg agctagcctc tctacggtgc aaaacgtccc 300 wgaagccgaa atccagtcat ccgcccaatc agcccatctg gtcccgttcg tcattccctg 360 tggctggctc cctctcggta taaatcattt tcccttttct ctggttttct gaaaatggca 420 ggaaatgtgt ataacttgca aaattcatat ctttcaaacc ttatttcgaa ataaaaagtg 480 ttacatatga aaattgatca gaaaatgtga agaacatgaa tatgacatcc atacatttgt 540 ttgcatctcg catcatgtca cgttgtgata gttttgcata tccacttaat ataacatgcg 600 g 601 <110> REPUBLIC OF KOREA(RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION) <120> SNP MARKERS FOR DISCRIMINATING ITALIAN RYEGRASS DOMESTIC AND FOREIGN REPRESENTATIVE VARIETIES AND METHOD FOR DISCRIMINATING ITALIAN RYEGRASS DOMESTIC AND FOREIGN REPRESENTATIVE VARIETIES USING THE SAME <130> FP-2201006-KR <160> 3 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 601 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Scaffold Sequence of Lolium multiflorum <400> 1 ctcggagttg ccgccgtcgg cgtggcgctt gccgttgctc gggcgagtgg cgaagcggta 60 gtcatcgcgg caattgtcgg gccggatggg gcggggattg cgtcgctggc cgtactcgtc 120 atctgagttg accgtgggat cctcgtcagc gtagcgctga gcgatgttga acagctcggc 180 gatggagatg ttgtctctgc tgacgcgccc gagcttggcg ccgagtggct cgtaccggca 240 gcaccgccgg aagcagtaga ttgccgtgta attgctgatg ccgctggagg tcgtccacat 300 rtcctgccag cgctgcaccc accggcgagt cgattcgcgg gggccctgga tgcagcggtc 360 caggtcctcg atggtggtgg cgcgagtgta cgcgctggcg aagtgctgaa tgaaagcagc 420 acgggcttcc tcccacgagt cgatgctatt cggggggagg gtgttgaacc actggcgatt 480 caccccgtcc atcatgaggg gcaggtagcg ggcagtgagt agctcagagt agccttggat 540 gcccatcgcc atgatgtatg aatcgatcca cactgttggg tcgatgtgtg tgtcgtactt 600 c 601 <210> 2 <211> 601 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Scaffold Sequence of Lolium multiflorum <400> 2 agcacgtcag cagcactttg gttcgctgct tcatcattta ttctggcaga tcgatctcgt 60 tcgaatcccg tcccaggcag aagcctgaac ctttgccgtt tggtccaggt ttccatctct 120 gtttggctca agaattgtcg tcgcagcaac tgatcaacat cttcattgta gaccagctag 180 tttgttcctt tgattcaacc cgtgagctcc cagggtcaag tccccaagcc atgcaaagct 240 accccttttt cgtatttaat tcttgtccgc tgacagatgg gccccctcgt cattggctcg 300 rgctagcctc tctacggtgc aaaacgtccc agaagccgaa atccagtcat ccgcccaatc 360 agcccatctg gtcccgttcg tcattccctg tggctggctc cctctcggta taaatcattt 420 tcccttttct ctggttttct gaaaatggca ggaaatgtgt ataacttgca aaattcatat 480 ctttcaaacc ttaatttcgaa ataaaaagtg ttacatatga aaattgatca gaaaatgtga 540 agaacatgaa tatgacatcc atacatttgt ttgcatctcg catcatgtca cgttgtgata 600 g 601 <210> 3 <211> 601 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Scaffold Sequence of Lolium multiflorum <400> 3 tcatcattta ttctggcaga tcgatctcgt tcgaatcccg tcccaggcag aagcctgaac 60 ctttgccgtt tggtccaggt ttccatctct gtttggctca agaattgtcg tcgcagcaac 120 tgatcaacat cttcattgta gaccagctag tttgttcctt tgattcaacc cgtgagctcc 180 cagggtcaag tccccaagcc atgcaaagct accccttttt cgtatttaat tcttgtccgc 240 tgacagatgg gccccctcgt cattggctcg agctagcctc tctacggtgc aaaacgtccc 300 wgaagccgaa atccagtcat ccgcccaatc agcccatctg gtcccgttcg tcattccctg 360 tggctggctc cctctcggta taaatcattt tcccttttct ctggttttct gaaaatggca 420 ggaaatgtgt ataacttgca aaattcatat ctttcaaacc ttatttcgaa ataaaaagtg 480 ttacatatga aaattgatca gaaaatgtga agaacatgaa tatgacatcc atacatttgt 540 ttgcatctcg catcatgtca cgttgtgata gttttgcata tccacttaat ataacatgcg 600 g 601
Claims (10)
상기 단일염기다형성 마커는,
서열번호 1의 염기서열로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기가 A 또는 G이고, 서열번호 2의 염기서열로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기가 G 또는 A이고, 서열번호 3의 염기서열로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기가 T 또는 A인, 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 조성물.According to claim 1,
The single nucleotide polymorphism marker is,
In the polynucleotide represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 1, the 301st base is A or G, and in the polynucleotide represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, the 301st base is G or A, represented by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 3 A composition for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass, where the 301st base is T or A in the polynucleotide.
상기 단일염기다형성 마커를 검출할 수 있는 제제는 단일염기다형성 마커 부위를 포함하는, 10개 내지 600개의 연속적인 DNA 서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드; 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드;와 특이적으로 혼성화(hybridization)하는 폴리뉴클레오티드인, 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 조성물.According to claim 1,
The agent capable of detecting the single nucleotide polymorphism marker includes a polynucleotide consisting of 10 to 600 consecutive DNA sequences containing a single nucleotide polymorphism marker site; A composition for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass, which is a polynucleotide that specifically hybridizes with a complementary polynucleotide.
상기 폴리뉴클레오티드는 단일염기다형성 마커를 검출할 수 있는 프라이머, 프로브, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인, 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별용 조성물.According to clause 3,
A composition for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass, wherein the polynucleotide is at least one selected from the group consisting of primers, probes, and combinations thereof capable of detecting a single nucleotide polymorphism marker.
상기 추출된 DNA를 주형으로 하고, 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 이용하여 중합효소연쇄반응(PCR)을 수행하는 단계; 및
상기 중합효소연쇄반응에 의해 생성된 산물을 분석하여 상기 이탈리안 라이그라스의 품종을 식별하는 단계;를 포함하는 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 방법.Extracting DNA from Italian ryegrass;
Using the extracted DNA as a template and performing polymerase chain reaction (PCR) using the composition according to any one of claims 1 to 4; and
A method for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass, comprising: analyzing the product produced by the polymerase chain reaction to identify the variety of Italian ryegrass.
상기 품종을 식별하는 단계는,
상기 이탈리안 라이그라스의 DNA 중, 서열번호 1로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 G이고, 서열번호 2로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 G이고, 서열번호 3으로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 T인 경우, 상기 이탈리안 라이그라스가 국내 대표 품종인 것으로 식별하는 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 방법.According to clause 6,
The step of identifying the variety is,
Among the DNA of the Italian ryegrass, the base of the DNA corresponding to the 301st base in the polynucleotide shown in SEQ ID NO: 1 is G, and the base corresponding to the 301st base in the polynucleotide shown in SEQ ID NO: 2 is G. If the base of the DNA is G and the base of the DNA corresponding to the position of the 301st base in the polynucleotide shown in SEQ ID NO: 3 is T, the Italian ryegrass is identified as a representative domestic variety domestically and internationally. How to identify representative varieties.
상기 이탈리안 라이그라스의 DNA 중, 서열번호 1로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 A이고, 서열번호 2로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 A이고, 서열번호 3으로 표시되는 폴리뉴클레오티드에서 301번째 염기의 위치에 대응되는 상기 DNA의 염기가 A인 경우, 상기 이탈리안 라이그라스가 국외 대표 품종인 것으로 식별하는 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 방법.The method of claim 6, wherein the step of identifying the variety is,
Among the DNA of the Italian ryegrass, the base of the DNA corresponding to the 301st base in the polynucleotide shown in SEQ ID NO: 1 is A, and the base corresponding to the 301st base in the polynucleotide shown in SEQ ID NO: 2 is A. If the base of the DNA is A, and the base of the DNA corresponding to the position of the 301st base in the polynucleotide shown in SEQ ID NO: 3 is A, the Italian ryegrass is identified as a representative foreign variety domestically and internationally. How to identify representative varieties.
상기 이탈리안 라이그라스의 품종은 코윈어리(Kowinearly), 코스피드(Kospeed), 그린콜(Green Call), 그린콜(Green Call) 2호, IR601, IR602, IR603, IR605, IR901, 그린팜(Green Farm), 그린팜(Green Farm) 2호, 그린팜(Green Farm) 3호, 코위너(Kowinner), 애스(AE), 화산 101호, 화산 102호, 화산 104호, 헤르쿨레스(HC), 코윈마스터(Kowinmaster), 코그린(Kogreen), 플로리다(Florida) 80, 빌켄(Billiken), 및 리오(Rio) 중 어느 하나인 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 방법.According to clause 6,
The Italian ryegrass varieties include Kowinearly, Kospeed, Green Call, Green Call No. 2, IR601, IR602, IR603, IR605, IR901, and Green Farm. ), Green Farm No. 2, Green Farm No. 3, Kowinner, AE, Hwasan No. 101, Hwasan No. 102, Hwasan No. 104, Hercules (HC), Kowin Master Method for identifying representative domestic and international varieties of Italian ryegrass, including (Kowinmaster), Kogreen, Florida 80, Billiken, and Rio.
상기 이탈리안 라이그라스의 품종은 코윈어리(Kowinearly) 및 플로리다(Florida) 80 중 어느 하나인 이탈리안 라이그라스 국내외 대표 품종 식별 방법.According to clause 9,
The Italian ryegrass variety is either Kowinearly or Florida 80. Method for identifying representative domestic and foreign varieties of Italian ryegrass.
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2022
- 2022-05-26 KR KR1020220064928A patent/KR20230165041A/en not_active Application Discontinuation
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