한국내 양귀비과 식물의 DNA barcode 데이터베이스 구축 및 종(種) 식별 Marker 발굴 (Constructing a DNA Barcode Database and Identification of Marker Nucleotides for Forensic Discrimination of Opium Poppy in South Korea)

서지정보

· 발행기관 : 한국과학수사학회
· 수록지 정보 : 과학수사학회지 / 15권 / 1호 / 7 ~ 23페이지
· 저자명 : 장미화, 김주영, 이해용, 이은정, 문서현

초록

본 연구에서는 수집된 양귀비과(Papaveraceae family) 식물 60개체의 게놈 DNA (genomic DNA)에서 확보한 7개 범용성 DNA 바코드 구간(ITS, rbcL, trnL-trnF, trnL-intron, psbA-trnH, 18S rRNA, matK) 의 염기서열을 분석하여 종 식별 기술 개발에 활용 가능 한 게놈 DNA 염기서열 정보 기반의 바코드 데이터베이스(DB)를 제공하였다. 7개 바코드 중에서 가장 낮은 염기변이를 보인 3개의 바코드를 제외한 4개의 바코드 구간, ITS (0.042), psbA-trnH (0.025), trnL-trnF와 matK (0.015)는 높은 수준의 종간변이와 염기치환율을 나타냈다. 계통수 분석결과, 비규제종인 P. orientale 과 높은 유연관계를 나타낸 18S rRNA 를제외한 4개의 바코드 구간에서, 60개체의 양귀비과 시료 모두 규제종인 P. somniferum-P. setigerum과 높은 유연관계를 나타냈으며, 비마약 식물 종과는 뚜렷하게 독립된 형태의 분계조를 형성하는 것을 확인하였다. 또한, 본 연구에서 처음으로 종 단위 감별이 가능한 14개의 SNPs 와 9개의 P. bracteatum 특이적 염기치환을 발견하였으며, 이러한 염기서열의 특이성은 종식별에 이용가능 할 것으로 판단된다. 이러한 결과는 4개의 DNA 바코드 구간이 규제 양귀비 종을 감별하는데 활용 가능함을 나타낸다. 따라서 본 연구에서지속적인 염기서열 기반DB 구축의 중요성을 확인하였으며, 이와같은 유전체 정보들은 규제 양비귀 종 식별에 대한 이해를 돕는데 유용한 자료가 될 것이다.

영어초록

In this study, we deciphered the sequences of seven universal DNA barcodes, ITS, rbcL, trnL-trnF, trnL-intron, psbA-trnH, 18S rRNA and matK regions in 60 seized samples and provides a barcoding database based on genomic DNA sequences, will be useful to develop a powerful tool for species-specific identification.
Among the seven DNA barcodes, ITS (0.042), psbA-trnH (0.025), trnL-trnF, and matK (0.015) exhibited both higher levels of interspecific distance and higher rates of nucleotide substitution than those of four DNA barcodes.
Phylogenetic analysis confirmed that all tested samples were genetically distinct from non-drug type Papaver species and clustered into groups constituting P. somniferum or P. setigerum, while the 18S rRNA sequences were also closely related to licit Papaver species, including the P. orientale. Furthermore, fourteen SNPs and nine P. bracteatum- specific nucleotide substitutions in four DNA barcodes were the first identified by comparing the genome sequences and it can also be used for illicit Papaver species identification. Thus, the four regions can be used as reliable barcodes for identifying illicit Papaver species. Taken together, our work highlights the importance of continuously constructing the genome database, and it facilitates a better understanding of forensic discrimination for opium poppy.

참고자료

· 없음