KASP 마커는 단일염기서열변이(SNP)에 대한 중합효소연쇄반응(PCR) 기반 마커의 한 종류로, 영국 KBioscience사에서 개발되었다.
KASP는 KBioscience Competitive Allele Specific PCR의 약자로 풀어쓰면 KBioscience사의 경쟁적 대립인자 특이적인 PCR이라는 것이다. 즉, SNP는 두 가지 염기의 유전자형을 가지는데(예. A/G, A/C, G/C 등) 이 두 가지 대립인자들에 대한 프라이머가 있고 이들이 DNA의 유전자형에 따라 경쟁적 및 특이적으로 결합한다는 것으로 보인다.
KASP 마커의 원리는 다음과 같다.
먼저 등장인물은 크게 세 가지로 나뉜다.
A) Primer mix
각 유전자형에 대응하는 프라이머 한 세트와 Reverse primer.
유전자형 프라이머 세트는 주형 DNA와 상보적이지 않은, 그보다 긴 꼬리서열을 가지고 있다.
B) Master mix
각 유전자형에 대응하는 프라이머와 꼬리서열이 동일하고 그 끝에 형광물질을 함유한 올리고.
단, 형광물질은 발광억제물질(Quencher)과 상보적으로 연결되어 있어 발광이 안되는 상태이다.
C) 주형 DNA (샘플)
분석하고자 하는, 재료가 되는 DNA
1. 첫번째 PCR: 주형 DNA의 변성(denature)과 component의 결합(annealing)
-유전자형 프라이머 세트 중 대응하는 유전자형을 가진 프라이머가 주형 DNA에 결합한다.
-다른 가닥은 reverse primer가 결합하여 합성된다.
2. 두 번째 PCR: 대립 유전자 특이적인 꼬리서열의 합성
-프라이머의 꼬리 염기서열이 합성된다.
3. 세 번째 PCR: 신호 생성, 반복
-합성된 꼬리 염기서열에 형광물질을 함유하는 올리고가 프라이머로 작용하여 합성된다
-또한 형광물질과 Quencher가 분리되면서 형광물질이 발광된다.
-이후 이 과정이 반복된다.
4. PCR 완료 후: 발광하는 형광을 감지함으로써 시료 DNA의 유전자형을 감별
KASP 마커는 형광물질을 이용하기 때문에 밴드를 보고 일일히 scoring해야 하는 기존 분자마커와 달리 어느, 몇 개의 개체가 어떠한 유전자형을 가지는지 바로 그래프로 알아볼 수 있다.
KASP 마커는 옥수수, 땅콩, 콩 여러 작물의 선발 및 유용 유전자 발굴에 이용되고 있다.
- 옥수수에서 162개의 유전자기반 KASP 마커세트 개발 (2011, 미국 Dow AgroScience사)
- 지방산 산패가 완화된 고올레익산 땅콩 계통선발을 위한 KASP 마커 개발(2016, 중국 산동성농업과학원)
- KASP 마커를 이용하여 콩 단백질 함량을 조절하는 QTL 발굴 (2017, 미국 조지아 대학)
- KASP 마커를 이용하여 밀 유전자원에서 출수기조절 유전자들의 유전자형 분석 (2016, 미국 콜로라도 주립대)
- 밀 줄무늬모자이크병 저항성 선발용 KASP 마커 개발 (2017, 미국 텍사스 A&M)
- 귀리 관녹병 저항성 선발용 KASP 마커 개발 (2017, 미국 미네소타대)
- KASP 마커를 이용하여 밀 줄무늬녹병 저항성 QTL 발굴 (2017, 중국 서북농림대)
- 맥주보리 당화효소활성 QTL 선발용 KASP 마커 개발 (2017, 영국 James Hutton Institute)
KASP 마커는 현재 영국 LGC사에서 KASP마커의 프라이머 제작, 시약 제조 및 분석서비스 중이다. 그리고 우리나라에서는 농업기술실용화재단 종자산업진흥센터에서 고속대용량유전자형분석시스템을 이용하여 KASP 마커 분석서비스를 제공하고 있다.
