? 결명자 유전체 내 반복 서열 탐색 결명자 종자의 확보 및 분석시료 처리 De novo assembly of low coverage whole genome shotgun sequencing (dnaLCW) Repeat서열 분석(CLC Genomics Workbench software, Repeat Explorer) ? Pre-labelled oligoprobe 개발 NCBI, rDNA database 서열 분석 CLC Genomics Workbench software 활용 repeat oligo-probe 디자인 Five-color pre-labelled oligoprobe 제작 ? Multi-color FISH 기술을 활용한 염색체 특이 반복서열 마커개발 결명자의 체세포 및 생식세포 염색체 표본제작 반복서열 마커를 이용한 결명자의 FISH 핵형분석 주요 반복염기서열을 이용한 염색체 구조 분석 및 heterochromatin 동정 FISH 기법에 의한 염색체 식별체계 확립

본 과제는 두릅나무과 식물의 유전체 차이를 세포 수준에서 비교하고, 인삼·두릅나무의 염색체별 서열을 더 정확히 완성하는 연구임. 연구 목표는 FISH 기반 비교 세포유전학 체계를 구축하고, 인삼 뿌리배양체·두릅나무 삽수로 얻은 발근 뿌리에서 염색체 분리기술과 chromosome sorting을 확립한 뒤 genome sequencing, HiC, assembly로 염색체별 pseudomolecule을 완성하는 데 있음. RepeatExplorer와 dnaLCW로 종특이 주요 repeat을 발굴하고, prelabeled oligoprobe로 핵형분석 표준유전체핵형을 제시함. 기대효과는 육종·검역의 분자 마커와 유전체 분석 서비스·키트 산업화로 이어질 수 있음.

○ 염색체 관찰 등을 통한 속간 교잡체 확인 - 속간교배체의 각 양친에 대한 염색체 수, 조성, FISH 핵형분석에 의한 각 염색체 동정 - 속간교잡체 동정을 위한 FISH 탐침 및 PCR 마커 개발 - GISH 기법에 의한 잡종의 감수분열 염색체 pairing 양상 분석 - 속간 교배체의 감수분열 시 각 양친 염색체의 재조합 양상 분석 - 임성과 감수분열시 염색체 행동과의 연관성 분석

● 1년차; Whole genome sequencing 자료로 부터 유전체 내 각종 반복서열 탐색, 분석 및 주요 반복서열에 의한 FISH 핵형분석 - 각종 반복서열의 분리, 동정, 분석 de novo assembly of low coverage whole genome shotgun sequencing (dnaLCW) 전략으로 genome sequencing projects에 비해 상대적으로 적은 양의 NGS data를 생산하여 advanced bioinformatics tool을 이용하여 식물 유전체 내에 분포하는 major repeat elements (SSR, TR, TE 등)을 동정 - 핵형분석을 위한 결명자 종자의 확보 및 분석시료 처리 ·명윤결명(Senna tora L.)과 석결명(S. occidentalis) 종자를 확보하여 신선한 근단을 분석 시료로 하여 실온에서 2mM 8-hydroxyquinoline 용액을 사용하여 전처리하고 aceto-ethanol 고정액에 고정한 다음 ethanol에서 냉장저장 후 체세포 및 생식세포 염색체 표본제작 - 결명자의 FISH 핵형분석 ·CCD 카메라(CoolSNAPTMcf)가 장착된 형광현미경을 사용하여 이미지를 얻은 후 염색체 분석 프로그램 Genus 3.1(Applied Imaging, USA)을 이용하여 얻은 이미지를 Adobe Photoshop 7.0으로 보정하여 결명자 순계계통 명윤결명과 동일 속에 속한 다른 종인 석결명에 대해서 염색체 수, 크기, 형태적 특징에 따라 배열하고 분석함 ● 2~3년차; 각종 반복서열에 대한 oligo-probe 개발 및 단일서열 probe cocktail에 의한 chromosome painting으로 염색체 내 분포 및 위치 규명 - 결명자 반복서열 oligo-probe 개발 NCBI의 repeat 서열에 대해 CLC Genomics Workbench를 활용하여 각 array를 detect할 수 있는 형광색소를 labeling한 29~34 bp 크기의 oligo-probe 개발 - 주요 반복염기서열을 이용한 염색체 구조 분석 및 heterochromatin 동정 체세포 중기 및 감수분열 태사기 염색체에 대한 FISH 기술을 적용하고 각종 반복서열을 probe로 한 chromosome painting ● 3~4년차; Multi-color FISH 기법에 의한 각종 반복 및 단일서열의 chromosome painting 및 physical mapping - DNA 주요 서열에 대한 BAC clone 확보 및 multicolor BAC-FISH 기법을를 통한 염색체 식별체계 확립 - physical map과 genetic map을 비교 분석하여 밀도있는 결명자 각 염 체별 특이 유전자지도를 작성하고 분자세포유전학적 핵형분석을 완성 - High resolution pachytene multicolor BAC-FISH기법에 의한 결명자 sequence scaffold간 gap을 규명하고 physical map을 제작