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        • KCI등재

          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.

        • KCI등재후보

          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

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          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.

        • KCI등재

          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.

        • KCI등재

          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.

        • KCI등재

          신선도와 전자눈을 이용한 현미 신곡, 구곡 및 혼합곡의 판별

          홍지화(Jee-Hwa Hong),박영준(Young-Jun Park),김현태(Hyun-Tae Kim),오상균(Sang Kyun Oh) 한국작물학회 2018 Korean journal of crop science Vol.63 No.2

          본 연구에서는 벼의 보관기간 동안 감소되는 물질인 peroxidase 등의 효소의 활성도를 알아보는 신선도 감정법과 색을 인지하는 전자눈 장비를 이용하여 현미의 신곡과 구곡을 판별할 수 있는 칼라 코드를 선정하였고, 현미의 신·구곡 판별식을 개발하였다. 동일한 시기에 수집된 시료의 판별식 검증을 통해 현미 신곡, 구곡 및 이의 혼합곡에 대한 판별 정확도를 분석하여 실용적인 활용 가능성을 살펴보았다. 또한 수확시기에 수집된 현미로부터 개발된 판별식의 활용도를 검토하기 위하여 신곡 수확 시점으로부터 약 8개월이 경과한 시료를 무작위 채취하여 보관기간에 따른 판별 정확도를 분석함으로써 현미의 신곡과 구곡 판별에 효소 지표의 적용 가능성을 연구한 결과는 아래와 같다. 1. 현미의 신곡과 구곡의 판별 지표로 효소를 선정하여 신선도 감정법인 G·O·P 시약을 처리를 통한 효소 활성정도를 육안으로 감정한 후 전자눈 장비를 이용하여 신곡과 구곡 그룹 간에 차이나는 칼라코드를 29개 선발하였다. 선발된 칼라코드의 식별능은 최소 0.263에서 최대 0.922의 분포를 나타내었고 평균 식별능 값은 0.62로 나타났다. 2. 선발된 칼라 코드를 이용한 현미 신곡과 구곡 단일곡의 분류되는 적중률은 PCA 및 DFA 분석 결과 모두 100%로 나타나 현미의 신곡과 구곡을 판별할 수 있는 판별식으로 채택하였다. PCA 분석 결과보다 DFA 분석 결과가 신곡과 구곡 그룹을 보다 더 잘 구분하는 것으로 나타났다. 3. 개발된 판별식의 실용적인 활용 가능성을 알아보기 위하여 판별식 개발 시료와 동일한 시기에 수집된 신곡과 구곡 및 이의 혼합곡 시료를 이용하여 검증 시험을 추진하였다. 기 개발된 판별식에 미지의 시료를 대입한 결과, 신곡과 구곡 단일 시료는 100%의 판별정확도를 나타내었고 혼합곡은 96.9%의 정확도를 나타내었다. 4. 수확 후 얼마 지나지 않은 겨울에 수집된 시료를 이용하여 구축한 판별식을 보관 기간이 8개월 정도 지나고 효소활성도가 급격하게 떨어질 것으로 추정되는 여름 시료에도 적용이 가능한지 알아보기 위하여, 신곡과 구곡 시료를 대상으로 검증시험을 실시하였다. 여름에 수집한 구곡 시료를 기 구축된 판별식에 대입한 결과 구곡은 모두 100% 구곡으로 판별이 되었으나, 신곡 시료는 100% 구곡으로 판별이 되어 신곡의 판별 정확도는 0%로 나타났다. 시간이 지남에 따라 효소 함량이 변화됨을 알수 있었고 검사 시기별 판별식의 개발과 검증의 필요성을 확인하였다. 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.

        • KCI등재

          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.

        • KCI등재

          SSR Marker를 이용한 감귤속 품종 및 유전자원에 대한 DNA Profile Data Base 구축

          홍지화(Jee-Hwa Hong),채치원(Chi-Won Chae),최근진(Keun-Jin Choi),권용삼(Yong-Sham Kwon) 한국원예학회 2016 원예과학기술지 Vol.34 No.1

          국내외에서 재배되고 있는 감귤속 식물 108 품종 및 유전자원과 SSR 마커를 활용하여 유전적 유사도 분석을 통한 품종식별력 검정 등에 대한 연구를 수행하였다. 감귤 8품종을 203개의 SSR 마커로 검정하여 반복 재현성이 높은 뿐만 아니라 다형성 정도가 높은 18개를 선정하였다. 이들 마커와 국내외에서 재배되고 있는 감귤 108품종을 검정하였을 때 마커당 평균 대립유전자수는 9.28개로 나타났고, 5-14개까지 다양한 분포를 나타내었다. PIC 값은 분자표지에 따라 0.417-0.791 범위에 속하였으며 평균값은 0.606으로 나타났다. 감귤류 108품종에 대하여 계통도를 작성하였을 때 감귤류 식물의 분류학적 특성 및 품종 육성의 계보도에 따라 13개의 그룹으로 크게 나누어졌다. 감귤류 식물 품종중 오렌지나 온주 밀감의 경우 대부분의 품종이 SSR 마커의 유전자형에 의해 구분이 되지 않은 것으로 나타났다 . 본 연구에서 개발된 감귤속 식물의 품종별 SSR DNA 프로파일 데이터베이스는 감귤속 식물의 유전자원 특성평가와 육종가의 지식재산권 보호의 수단으로 유용하게 활용될 수 있을 것이다. The present study investigated identification of cultivars through phylogenetic analysis of 108 Citrus varieties and related cultivars using simple sequence repeat (SSR) markers. Two hundred three SSR primer pairs were used to detect polymorphic markers among 8 Citrus cultivars consisting of 4 mandarins, 1 orange, 1 tangor, 1 tangelo, and 1 pumelo. Eighteen SSR primer pairs were reproducible and showed highly polymorphic alleles. These markers were applied to assess genetic variations of the 108 varieties. Each marker detected 5-14 alleles, with an average of 9.28. The polymorphism information content varied from 0.417 to 0.791 with an average of 0.706. Cluster analysis with SSR markers resulted in 13 major groups reflecting cultivar types and pedigree information. Twelve orange cultivars in the I-1st sub-cluster and 23 mandarin cultivars in the II-1st sub-cluster, respectively, were not discriminated using the SSR markers. This could be due to narrow genetic backgrounds originated through bud mutation or nucellars seedlings. The SSR profile database of Citrus cultivars will be useful as a tool for protection of plant breeders’ intellectual property rights in addition to assessing genetic diversity in Citrus cultivars and germplasms.

        • KCI등재

          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

          '스콜라' 이용 시 소속기관이 구독 중이 아닌 경우, 오후 4시부터 익일 오전 7시까지 원문보기가 가능합니다.

          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.

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