마늘유래 Cytochrome P450 유전자의 변이 분석

Genetic Variation of Cytochrome P450 Genes in Garlic Cultivars

의성종 마늘의 유묘로부터 상처(wound)에 특이적으로 발현되는 cytochrome P450 유전자군의 하나인 P450-Esg cDNA를 탐색하였다. P450-Esg는 1,419 bp의 open reading frame(ORF)을 가지고 473개의 아미노산을 가진 polypeptide를 코딩하는 것으로 나타났다. 국내와 몽골로부터 수집한 12개의 재배종으로 부터 P450-Esg 유사 유전자의 염기서열을 비교한 결과 시작코돈(ATG)에서 472~510 bp 및 1,210~ 1,240 bp 부위의 염기에서 재배종간에 차이를 보이는 염기서열을 다수 확인하였다. cDNA 1,210~1,240 bp의 부위는 P450 유전자에서 공통적으로 알려진 heme binding domain으로, 각 지역에서 수집된 재배종은 염기서열뿐만 아니라 아미노산 서열에 있어서도 특이적인 변이를 보였다. cDNA 472~510 bp 부위에서 코딩하는 13개 아미노산의 서열은 12개 재배종에서 모두 동일하였으나, 13개 아미노산 중 7개에서 재배종 마다 각각 다른 DNA 염기로 코딩하는 단일염기다형성(single nucleotide polymorphism)을 보이는 서열을 확인하였다. 이 결과는 다양하게 존재하는 국내외 마늘 재배종을 구분하는 marker로 사용될 것이며, 외국산 마늘에 대한 유전적 우선권을 확보하는 수단으로 사용될 것이다.

Wound inducible P450-Esg cDNA, one of cytochrome P450 gene family, was isolated from shoot of Euiseong garlic cultivar. P450-Esg cDNA possesses highly conserved heme-binding domain in the nucleotide sequence, and 1,419 bp of open reading frame (ORF) coding of 473 amino acids. Based on the nucleotide sequence analysis of P450-Esg homologous from twelve garlic cultivars, two domains, one domain between 472 to 510 bp, and the other between 1,210 to 1,249 bp from start codon (ATG), showed various nucleotide polymorphism among cultivars. Sequence of heme-binding domain in P450-Esg homologous, which is located at the domain between 1,210 to 1,240 bp from start codon, showed various nucleotide polymorphism as well as amino acid sequence polymorphism among twelve garlic cultivars. Anther domain, between 472 to 510 bp from start codon, showed exactly same amino acid sequence in the twelve garlic cultivars, but there were various single nucleotide polymorphism to the cultivars.