신선도와 전자눈을 이용한 현미 신곡, 구곡 및 혼합곡의 판별

홍지화,박영준,김현태,오상균,Hong, Jee-Hwa,Park, Young-Jun,Kim, Hyun-Tae,Oh, Sang Kyun 한국작물학회 2018 한국작물학회지 Vol.63 No.2

The sale of brown rice batches composed of rice produced in different years is prohibited in Korea. Thus, new methods for the identification of the year of production are critical for maintaining the distribution of high quality brown rice. Here, we describe the exploitation of an enzyme that can be used to discriminate between freshly harvested and one-year-old brown rice. The degree of enzyme activity was visualized through freshness test with Guaiacol, Oxydol, and p-phenylenediamine reagents. With electronic eye equipment, we selected 29 color codes for identifying new brown rice and old brown rice. The discrimination power of selected color codes showed a minimum of 0.263 to a maximum of 0.922 and an average value of 0.62. The accuracy with which new brown rice and old brown rice could be identified was 100% in principal component analysis (PCA) and discriminant function analysis (DFA). The DFA analysis had greater discriminatory power than did the PCA analysis. A verification test using new brown rice, old brown rice, or a mixture of the two was then performed to validate our method. The accuracy of identification of new and old brown rice was 100% in both cases, whereas mixed brown rice samples were correctly classified at a rate of 96.9%. Additionally, in order to test whether the discriminant constructed in winter can be applied to samples collected in summer, new and old brown rice stored for 8 months were collected and tested. Both new and old brown rice collected in summer were classified as old brown rice and showed 50% identification accuracy. We were able to attribute these observations to changes in enzyme content over time, and therefore we conclude, it will be necessary to develop discriminants that are specific to distinct storage periods in the near future.

Microsatellite 마커를 이용한 사과 품종 간 유전적 유연관계 분석

홍지화(Jee-Hwa Hong),권용삼(Yong-Sham Kwon),최근진(Keun-Jin Choi) 한국생명과학회 2013 생명과학회지 Vol.23 No.6

본 연구는 microsatellite 마커를 이용하여 국립종자원 서부지원에 수집된 사과 42품종에 대한 품종 간 유전적 유연관계를 분석하였다. 사과 품종식별에 적합한 마커를 선정하기 위하여 8개 품종을 대상으로 총 305개의 마커를 분석하였다. 8개 품종 간에 다형성이 높고, 반복간 재현성이 있으며 밴드패턴이 선명한 26개의 마커를 최종 선발하여 42품종을 대상으로 분석하였을 때 총 165개의 대립유전자가 분석되었다. 대립유전자의 수의 분포는 2~12개를 나타내었으며, 마커당 평균 대립유전자의 수는 6.4개로 조사되었다. PIC 값은 0.461~0.849의 범위에 속하였으며 평균값은 0.665로 나타났다. 165개의 대립유전자를 Jaccard 방법에 의해 유사도를 산출하고 비가중 산술방식에 의해 집괴 분석한 결과 공시품종의 유전적 거리는 0.27~1.00의 범위를 나타내었고, 총 42품종 중 41품종은 microsatellite 마커의 유전자형에 의해 구분되었다. 본 연구결과는 사과 품종의 식별을 위한 분자생물학적 자료로 유용하게 활용될 것으로 사료된다. The objective of this study was to evaluate the suitability of microsatellite markers for variety identification in 42 apple varieties. For microsatellite analysis, 305 primer pairs were screened in 8 varieties and twenty six primer pairs showed polymorphism with clear band pattern and repetitive reproducibility. A total of 165 polymorphic amplified fragments were obtained in 42 varieties using 26 markers. Two to twelve alleles were detected for each locus with an average of 6.4 alleles per locus. A value of polymorphism information content (PIC) ranged from 0.461 to 0.849 with an average of 0.665. A total of 165 marker loci were used to calculate Jaccard’s distance coefficients using unweighted pair-group method with arithmetical average (UPGMA) cluster analysis. Genetic distance of cluster ranged from 0.27 to 1.00. Analysis of genetic relationship revealed that these 26 microsatellite marker sets discriminated a total of 41 varieties except for 1 variety among 42 varieties. These markers will be utilized as molecular data in variety identification of apple.

배 품종 및 유전자원에 대한 Microsatellite DNA 프로파일 데이터베이스 구축

홍지화(Jee-Hwa Hong),심은조(Eun-Jo Shim),권용삼(Yong-Sham Kwon) 한국원예학회 2017 원예과학기술지 Vol.35 No.1

국내외에서 육성된 배 품종 및 유전자원에 대한 DNA 프로파일 데이터 베이스를 구축하여 유전적 연관성을 조사하고자 수행하였다. 배 동양 및 서양배 8품종을 387개의 microsatellite 마커를 이용하여 대립유전자의 패턴이 우수하면서 다형성 정도가 높은 11개를 선발하였다. 이들 마커와 배 품종 및 유전자원 72점에 대해 분석한 결과, 133개의 대립유전자가 검출되었으며, 분자 마커에 따라 4 ‚ 22개까지 다양한 대립유전자의 분포 양상을 나타냈다. PIC 값은 0.557 ‚ 0.879 사이에 분포하였으며 평균 0.743으로 높게 나타났다. Microsatellite 마커에 의해 나타난 대립유전자를 근거로 계통도를 작성하였을 때 72품종 및 유전자원의 유전적 유사도는 0.02 ‚ 1.00까지 넓은 범위에 속하였고, 배나무의 식물분류학적 특성 및 품종 육성 계보에 따라 4개 대그룹으로 크게 나누어졌다. 대부분의 품종이 11개의 microsatellite 마커의 유전자형에 따라 식별이 가능하였다. 본 연구에서 microsatellite 마커에 기반한 배 품종 및 유전자원의 데이터베이스는 품종보호 출원품종의 구별성, 균일성, 안정성을 재확인하는데 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이다 . A DNA profile database was constructed to investigate the genetic relatedness of 72 germplasm samples of Pyrus and related cultivars using microsatellite markers. Three P. pyrifolia , four P. commus , and one P. betulifolia cultivars with different morphological traits were screened using 387 pairs of microsatellite primers. A core set of 11 primer pairs was selected to obtain 133 polymorphic amplified fragments meeting three criteria: high polymorphism information contents (PIC), high repeatability, and distinct allele patterns. The number of alleles per locus ranged between 4 and 22. Average PIC was 0.743 (range: 0.557 - 0.879). Cluster analysis using the unweighted pair - group method with arithmetical average (UPGMA) separated the 72 pear cultivars and germplasm samples into four major groups: Chinese, European pears, and a cluster of 55 Asian pears that could be reclassify into two subcluster, I - 1st and II - 2nd, according to pedigree information. Almost all of the cultivars were discriminated by 11 microsatellite marker genotypes. The microsatellite DNA profile database may be utilized as tool to verify distinctness, uniformity, and stability between candidate cultivar, and to verify in the distinctness of existing cultivars.

EST로부터 개발된 SSR 마커를 이용한 상추 유전자원 및 유통품종의 식별

홍지화(Jee-Hwa Hong),권용삼(Yong-Sham Kwon),최근진(Keun-Jin Choi),Raghvendra Kumar Mishra,김두환(Doo Hwan Kim) 한국원예학회 2013 원예과학기술지 Vol.31 No.6

본 연구의 목적은 상추(Lactuca sativa)의 expressed sequence tag(EST)로부터 simple sequence repeat(SSR) 마커를 개발하고, 개발된 EST-SSR 마커를 이용하여 상추의 3가지 야생종의 유전자원 9점과 61개의 유통품종을 식별하는 것이다. NCBI 데이터베이스로부터 총 81,330개의 상추 EST를 대상으로 SSR을 탐색하였고, 총 4,229개의 SSR을 발견하였다. SSR의 반복 motif 중 trinucleotide(59.12%, 2,500개)가 가장 많았고, 그 다음으로 dinucleotide(29.70%, 1,256개), hexanucleotide(6.62%, 280개) 순의 분포를 나타내었다. EST로부터 총 474개의 EST-SSR primers를 개발하였고, 이 중 267개의 primer를 9점의 유전자원과 61품종에 대한 유전적 다양성 평가에 활용하였다. 267개의 마커 중 47개의 EST-SSR 마커가 7개 품종 내에서 다형성을 보였으며, 이 중 다형성 정도와 반복 재현성 및 밴드의 선명성을 고려하여 26개의 EST-SSR 마커를 선발하였다. 최종 선발된 26개의 SSR 마커를 이용하여 70개 공시재료를 분석한 결과 대립유전자 수는 총 127개였으며, 최소 2개에서 9개의 분포를 나타내었으며 마커당 평균 대립유전자 수는 4.88개를 나타내었다. PIC 평균값은 0.542로 나타났으며, 0.269-0.768의 범위를 나타내었다. 70개 공시재료의 유전적 거리는 0.05-0.94로 나타났으며, 유사도 지수 0.34를 기준으로 할 때 7개의 주요 그룹으로 나누어졌다. 26개의 EST-SSR 마커를 이용한 유전적 다양성 분석 결과 9점의 유전자원과 61개의 유통품종이 마커의 유전자형에 의해 모두 식별이 되었다. 본 연구를 통해 신규 개발된 EST-SSR 마커는 상추의 품종식별과 구별성, 균일성, 안정성 검정에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다. The objective of this study was to develop simple sequence repeat (SSR) markers from expressed sequence tags (EST) of lettuce (Lactuca sativa) and identify 9 germplasms from 3 wild species of lettuce and 61 commercial cultivars using the developed EST-SSR markers. A total of 81,330 lettuce ESTs from NCBI databases were used to search for SSR and 4,229 SSR loci were identified. The highest proportion (59.12%, 2500) was represented by trinucleotide, followed by dinucleotide (29.70%, 1256) and hexanucleotide (6.62%, 280) among SSR repeat motifs. Totally 474 EST-SSR primers were developed from EST and a random set of 267 primers was used to assess the genetic diversity among 9 germplasms and 61 cultivars. Out of 267 primers, 47 EST-SSR markers showed polymorphism between 7 cultivars. Twenty-six EST-SSR markers among 47 EST-SSR markers showed high polymorphism, reproducibility, and band clearance. The relationship between 26 markers genotypes and 70 accessions was analyzed. Totally 127 polymorphic amplified fragments were obtained by 26 EST-SSR markers and two to nine SSR alleles were detected for each locus with an average of 4.88 alleles per locus. Average polymorphism information content was 0.542, ranging from 0.269 to 0.768. Genetic distance of clusters ranged from 0.05 to 0.94 between 70 accessions and dendrogram at a similarity of 0.34 gave 7 main clusters. Analysis of genetic diversity revealed by these 26 EST-SSR markers showed that the 9 germplasms and 61 commercial cultivars were discriminated by marker genotypes. These newly developed EST-SSR markers will be useful for cultivar identification and distinctness, uniformity and stability test of lettuce.

A Common Major QTL for Anthracnose Resistance in Two Different BC₁F₂ Populations Raised from an Interspecific Cross of Capsicum annuum × C. baccatum

Jee Hwa Hong(홍지화),Jae Wahng Do(도재왕),Dong Cheol Yang(양동철),Jae Bok Yoon(윤재복),Hyo Guen Park(박효근) 한국원예학회 2005 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2005 No.10

Microsatellite 마커를 이용한 딸기 품종의 DNA Profile Database 구축

홍지화(Jee-Hwa Hong),최근진(Keun-Jin Choi),권용삼(Yong-Sham Kwon) 한국원예학회 2014 원예과학기술지 Vol.32 No.6

국내외에서 재배되고 있는 딸기 100품종의 DNA profile 데이터베이스를 구축하기 위하여 다형성이 높은 microsatellite 마커의 선정과 유전적 유사도 분석을 통한 품종식별력 검정 등에 대한 연구를 수행하였다. 딸기 21품종을 274개의 microsatellite 마커로 검정하여 반복 재현성이 높은 25개의 다형성이 높은 마커를 선정하였다. 이들 마커와 국내외에서 재배되고 있는 딸기 100품종을 검정하였을 때 마커당 평균 대립유전자수는 7.50개로 나타났고, 3-13개까지 다양한 분포를 나타내었다. PIC 값은 마커의 유전자형에 따라 0.333-0.841 범위에 속하였으며 평균값도 0.706으로 높게 나타났다. Microsatellite 마커의 대립유전자를 이용하여 딸기 100품종에 대한 계통도를 작성하였을 때 품종 육성의 계보 및 육성 지역에 따라 7개의 그룹으로 크게 나누어졌으며 2품종을 제외한 98품종이 microsatellite 마커의 유전자형에 의해 식별이 되는 것으로 나타났다. 본 연구에서 얻어진 딸기 품종별 DNA profile 데이터베이스는 품종보호 출원 품종의 재배심사 및 품종진위성과 관련된 종자분쟁을 해결하는 수단으로 유용하게 활용될 수 있을 것이다. This study was carried out to construct a DNA profile database of 100 strawberry cultivars using microsatellite markers. Two hundred seventy four microsatellite primer pairs were screened with a set of 21 strawberry cultivars with different morphological traits. Twenty five primer pairs were selected because they produced reliable and reproducible fingerprints. These primer pairs were used to develop DNA profiles of 100 strawberry cultivars. Three to thirteen alleles were detected by each marker with an average of 7.50. The average polymorphism information content varied from 0.331 to 841 (average 0.706). Cluster analysis showed that the 100 cultivars were divided into 7 major groups reflecting geographic origin and pedigree information. Moreover, most of the cultivars could be discriminated by marker genotypes. These markers will be useful as a tool for the protection of plant breeders’ intellectual property rights in addition to providing the means to intervene seed disputes relating to variety authentication.

국내에서 수집된 자두의 품종식별을 위한 SSR Profile 데이터베이스 구축

홍지화(Jee-Hwa Hong),심은조(Eun-Jo Shim),박원흠(Won-Heum Park),소은희(Eun-Hee Soh) 한국육종학회 2015 한국육종학회지 Vol.47 No.2

This study was conducted to construct a DNA marker database for 38 plum varieties collected in Korea using simple sequence repeat (SSR) markers. A set of 61 SSR primer pairs was tested to select polymorphic SSR markers between 8 varieties. Among the 61 primer pairs, 21 showed polymorphism, reproducibility and easy scoring. The genetic relationship between the 21 SSR markers and 38 varieties was analyzed. A total of 210 polymorphic amplified fragments were obtained with the 21 SSR markers. Three to seventeen SSR alleles were detected for each locus, with an average of 10.0 alleles per locus. Average polymorphism information content (PIC) was 0.758, with a range from 0.549 to 0.870. A total of 210 SSR marker loci were used to calculate Jaccard’s distance coefficients for cluster analysis by an unweighted pair-group method with arithmetical average (UPGMA). The genetic distance ranged from 0.06 to 1.00 in 38 varieties. Out of 38 plum varieties, 32 were identified using the 21 SSR markers. Therefore, these SSR markers may be employed to complement distinctness, uniformity, and stability (DUS) tests or as potential tools to solve seed disputes regarding plums.

국내 상추 육종 및 품종보호 출원경향

홍지화(Jee Hwa Hong),이호선(Ho Sun Lee),정희경(Hui Gyeong Jeong),황석중(Suk Jung Hwang) 한국생물환경조절학회 2007 한국생물환경조절학회 학술발표논문집 Vol.16 No.2

SSR 마커를 이용한 복숭아 품종의 유전적 다양성 분석

홍지화(Jee-Hwa Hong),이승인(Seung-In Yi),권용삼9Yong-Sham Kwon),김영(Young Kim),최근진(Keun-Jin Choi) 한국육종학회 2013 한국육종학회지 Vol.45 No.3

The objective of this study was to evaluate genetic diversity in 72 major peach varieties by using SSR markers. A set of 189 SSR primer pairs was screened and 74 primer pairs showed polymorphism in 9 varieties. Twenty primer pairs out of 74 primer pairs showed clear band pattern and repetitive reproducibility. The relationship between 20 markers genotypes and 72 varieties was analyzed. A total of 71 polymorphic amplified fragments were obtained by using 20 SSR markers. Two to nine SSR alleles were detected for each locus with an average of 3.6 alleles per locus. Average polymorphism information content(PIC) was 0.523, ranging from 0.246 to 0.771. A total of 71 marker loci were used to calculate Jaccard’s distance coefficients for cluster analysis using UPGMA. Clustering group was largely divided 2 groups according to absence or presence of pubescence on the fruit surface and genetic distance of cluster ranging from 0.39 to 1.00. Analysis of genetic diversity revealed that these 20 SSR marker sets discriminated a total of 68 varieties except for 4 mutant varieties among 72 varieties. These SSR markers will be utilized as molecular evidence in variety identification of peach.

전자눈을 이용한 햅쌀, 묵은쌀 및 이의 혼합쌀 판별 분석

홍지화(Jee-Hwa Hong),이재훤(Jae-Hwon Lee),조영호(Young-Ho Cho),최경후(Kyung-Hu Choi),이민휘(Min-Hui Lee),박영준(Young-Jun Park, and),김현태(Hyun-Tae Kim) 한국식품과학회 2017 한국식품과학회지 Vol.49 No.5

본 연구는 햅쌀과 묵은쌀 및 이의 혼합곡 판별을 위하여 전자눈 분석을 이용한 쌀 신곡과 구곡 판별법 개발 연구를 수행하였다. 국내에서 수집된 신구곡을 대상으로 GOP 시약처리를 통해 효소 활성에 따른 정색 반응을 확인한 후 전자눈 장비를 이용하여 신곡과 구곡의 판별에 적합한 색깔 코드의 선별과 이를 이용한 쌀 신곡과 구곡의 판별법을 개발하였다. 미지시료를 이용하여 판별 정확도를 분석한 결과 신곡과 구곡인 단일곡은 100%의 정확도로 판별이 되었으나 혼합곡의 경우 혼합된 비율에 따라 판별 정확도가 달라졌다. 혼합곡은 신곡과 구곡의 혼합 비율에서 구곡이 비율이 높아질수록 판별 정확도가 높아지는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 전자눈 분석을 통하여 햅쌀과 묵은쌀을 판별할 수 있는 실용적인 판별 체계를 구축하였으므로 본 연구를 통해 개발된 판별식은 쌀 신구곡 판별을 위한 과학적인 근거자료로서 활용이 가능할 것으로 판단된다. The objective of this study was to develop methods for the discrimination of new and stale rice by using an electronic eye. To develop the discriminant, 107 rice samples produced in the years 2015 and 2016 were investigated. After the rice was treated with guaiacol, oxydol, and p-phenylenediamine reagents, an electronic eye was applied to discriminate between newly harvested rice and rice stored for 1 year. Out of the 4,096 color codes of the electronic eye, 31 color codes were identified for the discrimination of newly harvested rice and rice stored for 1 year. The classification ratio of newly harvested rice and rice stored for 1 year was 100% and the discrimination accuracy for unknown samples was 100%. In a total of 150 mixtures of new rice and stale rice, the discrimination accuracy was between 16.7 and 95.6%, depending on the mixing ratio. This capability of the electronic eye will be useful as a tool for discriminating the production year of rice.