국내의 느릅나무(Ulmus davidiana var. japonica) 집단에 대한 유전구조와 유전다양성을 분석하였다. 느릅나무 7개 자연집단, 171개체에 대하여 7개 ISSR 표지자를 이용하여 총45개의 다형적 증폭산물을 확인하였다. 유효대립인자와 다형적 유전자좌 비율의 평균값은 1.5개와 89%이었다. Shannon의 다양성 지수(I)가 0.435, 빈도주의 방법에 의한 이형접합도 기대치($H_e$)는 0.289, 베이즈 추정에 의한 이형접합도 기대치(hs)가 0.323으로 나타났다. AMOVA 분석에서 느릅나무 집단의 유전변이 중 4.2%가 집단간 차이(${\Phi}_{ST}=0.042$)에 기인하였으며, 95.8%를 집단내 개체들이 보유하고 있었다. 베이즈 추정에 의한 집단간 유전분화율(${\theta}^{II}$)은 0.043으로 나타났다. 국내 느릅나무 집단의 유전다양성은 다른 느릅나무속 수종과 유사한 수준에 해당하였으나, 집단간 유전분화 정도는 매우 낮았다. 베이즈 근사추정에서 집단별 고정지수(평균 $PS-F_{IS}=0.822$)나 집단 특이적 유전분화율(평균 $PS-F_{ST}=0.101$)에서 유의할 만한 차이를 보이는 집단은 없었다. 군집분석과 주성분분석에서 7개의 집단들을 3개 군집으로 나눌 수 있었으나, 두 방법의 군집 양상은 일치하지 않았다. 또한 베이즈 군집분석에서 집단간 유연관계와 지리적 분포의 상관성을 확인할 수 없었다.
외나로도 식물상을 조사하던 중 분홍색 포를 가진 산딸나무 개체를 발견하였다. 흰색 포를 가지는 일반 산딸나무 개체와 식별가능한 유전자 marker를 탐색하기 위하여 ISSR primer를 사용하였다. 50개의 primer 중 6개 primer에서 총 58개의 증폭산물을 관찰할 수 있었으며, primer당 평균 9.67개가 증폭되었다. UPGMA 방법에 의한 유집분석을 수행한 결과, 산딸나무 개체들은 포가 분홍색인 개체들과 흰색인 개체들이 따로 유집되었으며, 흰색인 개체들은 도서지역 개체들과 내륙지역 개체들로 유집되었다. 산딸나무 화색의 변이에 따른 유전적 다양성조사 결과, 특정 ISSR primer는 꽃이 없는 상태에서 변이 개체를 구분할 수 있는 유용한 marker로 사용될 수 있는 것으로 사려되었다.
Platycodon grandiflorum is a long-lived herbaceous and one of the very important herbal medicine and foods. P. grandiflorum is called do-ra-ji in Korea. Inter-simple sequence repeats (ISSR) markers were performed in order to analyse the phenetic relationships of four accessions of P. grandiflorum. Wild groups had higher expected diversity, 0.164 for Korean and 0.157 for Chinese accessions than those of cultivated groups, 0.079 for Korea and 0.059 for China. The total genetic diversity in P. grandiflorum was 0.268 across species and the value was lower than average values for species with similar life history traits. The patchy distribution and domestication are proposed as possible factors contributing to low genetic diversity. An assessment of the proportion of diversity within species, HAccession/HSpecies, indicated that about 57.1% the total genetic diversity was among species. Thus, the majority of genetic variation (42.9%) resided within accessions. The estimated Nm (the number of migrants per generation) was very low among four accessions (mean Nm = 0.376). The low estimate of Nm indicated that gene flow was not extensive among four accessions. ISSR01-02 locus can be recognized as an unique locus of Korean groups (wild and cultivated accessions). Thus the locus can be used to distinguish Korean accessions from Chinese accessions. ISSR04-06 locus was found specific to Chinese groups (wild and cultivated accessions) and was not shown in Korean accessions. Although the size of sampling was not large enough for P. grandiflorum, the analyses of ISSRs will certainly provide an enhanced view on the phylogeny of accessions.
Faba bean (Vicia faba L.) is one of the most important legume crops in Egypt. However, production of faba bean is affected by several diseases including fungal diseases. Fusarium wilt incited by Fusarium oxysporum Schlecht. was shown to be the most common wilt disease of faba bean in Assiut Governorate. Evaluation of 16 faba bean genotypes for the resistance to Fusarium wilt was carried out under greenhouse conditions. Three molecular marker systems (inter-simple sequence repeat [ISSR], sequence related amplified polymorphism [SRAP], and simple sequence repeat [SSR]) and a biochemical marker (protein profiles) were used to study the genetic diversity and detect molecular and biochemical markers associated with Fusarium wilt resistance in the tested genotypes. The results showed that certain genotypes of faba bean were resistant to Fusarium wilt, while most of the genotypes were highly susceptible. The percentage of disease severity ranged from 32.83% in Assiut-215 to 64.17% in Misr-3. The genotypes Assiut-215, Roomy-3, Marut-2, and Giza2 were the most resistant, and the genotypes Misr-3, Misr-1, Assiut-143, Giza-40, and Roomy-80 performed as highly susceptible. The genotypes Assiut-215 and Roomy-3 were considered as promising sources of the resistance to Fusarium wilt. SRAP markers showed higher polymorphism (82.53%) compared with SSR (76.85%), ISSR markers (62.24%), and protein profile (31.82%). Specific molecular and biochemical markers associated with Fusarium wilt resistance were identified. The dendrogram based on combined data of molecular and biochemical markers grouped the 16 faba bean genotypes into three clusters. Cluster I included resistant genotypes, cluster II comprised all moderate genotypes and cluster III contained highly susceptible genotypes.
Mohandas, T.P.;Vijayan, K.;Kar, P.K.;Awasthi, A.K.;Saratchandra, B.
International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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제8권2호
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pp.211-215
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2004
Genetic diversity within the natural populations of Daba ecorace of Antheraea mylitta Drury was studied using individual silkworms collected from the South Singhbhum district of Jharkhand state of India with 21 inter simple sequence repeat (ISSR) primers. A total of 148 bands were produced, of which 79% was polymorphic. The pair wise genetic distance among the individuals varied from 0.186 to 0.329. The dendrogram grouped the individuals into 3 major clusters. Nei's heterozygosity analysis revealed 0.265 ${\times}$ 0.18 variability within the population. The high genetic variability present within the natural population of Daba ecorace of A. mylitta is indicative of their adaptational strategy in nature and have much importance for in situ conservation as well as utilization in breeding programs.
Simmondsia chinensis (Link) Schneider, a multipurpose and monogeneric dioecious shrub from arid zones, has emerged as a cash crop all over the globe. Its seed propagation poses severe problems due to its male-biased population: the male:female ratio is 5:1. Investigations have been carried out to generate a sex-specific Inter-simple sequence repeat (ISSR) marker for the early detection of male and female plants. Of the 42 primers analysed with a bulk sample of pooled male DNA and a bulk sample of pooled female DNA, only one primer, UBC-807, produced a unique ~1,200 base-pair fragment in the male DNA. To validate this observation, this primer was re-tested with individual male and female samples from eight cultivars. A similar unique ~1,200 bp fragment was present in the male individuals of all eight cultivars and completely absent in the female individuals tested. This is the first report of the use of ISSR markers to ascertain sex in physiologically mature S. chinensis plants.
마늘은 전 세계적으로 분포하는 다년생 초본이다. 마늘은 약리적, 경제적으로 중요한 작물이다. 야생종과 재배종의 유전관계를 ISSR 마커로 조사하였다. 또 ISSR 분석으로 이들 종의 유전적 다양도와 집단구조를 실시하였다. 한국의 세 야생 집단은 분리되어 있고 패치 분포를 보이지만 재배종에 비해 높은 유전적 다양성을 유지하고 있었다. ISS5R 마커로 야생종과 재배종의 계통관계는 잘 분리되었다. 비록 한국내 재배종 마늘이 산마늘에서 진화하였 다는 직접적 증거는 없지만 본 연구 결과 그런 가능성은 시사된다. 또한 야생종 산마늘 집단은 생식질 동정과 재배종 마늘의 진화과정에서 유익하게 쓰일 수 있다.
The polymorphism and the genetic relationships among 32 genetic resources of genus Nelumbo from Korea, Japan, China, USA, India, Thailand and Gabong were thoroughly investigated and extensively examined using ISSR markers. Out of 103 loci detected overall, 94 were identified to be polymorphic with a rate of 91.2%. The genetic similarity matrix revealed a wide range of variability among the 32 accessions, spanning from 0.227 to 0.833. The study findings indicate that the Nelumbo accessions have a high genetic diversity, and accordingly carry a germplasm qualifying as good genetic resources for cross breeding. According to the clustering analysis, different subspecies, N. nucifera and N. lutea, were divided into independent groups and all of the N. nucifera accessions could be classified into five categories. Compared to RAPD analysis, ISSR method showed a clearer picture of polymorphism among the accessions and exhibited a definite distinction even among the subspecies. In this respect, ISSR analysis is considered to be more effective in differentiating the accessions and subspecies of the genus Nelumbo than RAPD test.
가시오갈피 군락의 유전변이를 파악하기 위하여 국내산 8개 군락과 러시아산, 중국산 각 1개 군락등 총 10개 군락, 67개체에 대한 ISSR(inter-simple sequence repeats) 표지자 분석을 실시하였다. 국내산 가시오갈피의 ISSR 표지자 분석에서 76%의 다형성 증폭산물 (primer당 평균 11.5개)을 확인했으며, 가시오갈피 수집종에 대한 RAPD 표지자 분석 (Kim등(等), 1998)의 다형성 비율 57%(primer당 평균 5.7 개) 보다 높게 나타나서, ISSR 표지자 분석이 RAPD 표지자 분석보다 많은 정보를 제공할 수 있었다. 국내 가시오갈피 8개 군락의 유전변이분석에서 군락간 유전변이가 62.8%로 매우 높게 나타났는데, 이러한 결과는 자생지의 좁은 면적과 무성번식에 의한 군락 유지기작에 기인하는 것으로 생각된다. 또한 본 연구의 제한된 시료수가 군락간 높은 유전변이를 설명하는 요인이 될 수도 있지만, 가시오갈피 군락의 번식특성과 분포양상을 고려할 때 유전적 해석에 미치는 영향은 미미한 것으로 생각된다. 유연관계분석에서는 자생지의 지리적 위치와 군락의 유전적 연관성을 찾을 수 없었으며 이러한 경향은 AMOVA 결과 및 주성분분석에서도 확인할 수 있었다. 따라서 국내 가시오갈피의 유전자원보존을 위해서는 자생지 보호와 더불어 현지의(ex situ)보존에서는 군락당 소수 개체를 다수의 군락에서 선발하는 군락 위주의 선발이 효과적일 것으로 생각된다.
본 연구는 ISSR 표지자를 이용하여 동강할미꽃 3개 지역, 5개 집단, 총 177 개체로부터 유전적 특성을 구명하기 위하여 수행되었다. 6개 ISSR primer의 56개 표지자에서의 종 수준에서의 유전다양성은 P=94.6, SI=0.377, h=0.240로, 제한된 분포와 작은 집단크기를 고려할 때 상당한 수준으로 평가되었다. AMOVA 분석 결과 전체 유전변이의 약 12%가 지역 간에, 약 13%가 지역 내 집단 간에 존재하는 것으로 나타나, 지역 및 집단에 따른 분화정도는 상대적으로 낮은 것으로 평가되었다. 이는 인근집단 간에 유전자 교류가 비교적 원활히 이루어지기 때문으로 판단되었다. 동강할미꽂 집단 간 분화정도는 주로 지리적 거리에 의해 영향을 받는 것으로 나타났으며, 유집분석과 주좌표분석을 통해서도 이를 확인할 수 있었다. 크기가 작고 고립된 삼척집단(SC)에서는 많은 유전자좌에서의 표지자 밴드의 빈도가 현저히 다르거나 다른 방향으로 고정되어 유전적 부동이 진행되고 있음을 알 수 있었다. 앞으로 동강할미꽃의 집단크기가 계속 감소하면 유전다양성이 심각하게 훼손될 뿐만 아니라 집단 전체의 절멸로 이어질 우려가 있다. 따라서 동강할미꽃의 보전을 위해서는 무엇보다 고유의 서식처 환경을 보호하여 집단크기가 감소하거나 집단 간의 연결성이 훼손되지 않도록 해야 할 것이다. 현지에서의 종자산포나 이식 등의 보전 조치는 생태적, 유전적 특성을 고려하여 신중히 이루어져야 한다. 또한 집단의 유전적 구조 변화 등에 관한 기초연구와 함께 동강할미꽃의 효율적 보전을 위한 통합적인 체계 구축이 시급한 과제 중의 하나이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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