유전 육종 연구를 위해 연구자들은 실험 목적에 따라 다양한 종류의 프라이머를 제작해야 한다. 인터넷 상에서 다양한 공용 프로그램이 이용되고 있으나 많은 경우 사용자 편의성이 낮기 때문에 유전자의 구조를 고려하여 프라이머를 디자인하기 위해서는 시간과 노력이 소요된다. 본 연구에서는 엑손과 인트론 지역을 시각적으로 구별하면서 손쉽게 프라이머를 제작할 수 있는 프로그램인 Pickprimer를 개발하였다. 이 프로그램은 공용 프로그램인 Spidey와 Primer3 프로그램의 소스 코드를 결합한 후 그래픽 인터페이스를 추가하여 사용자가 유전자의 구조를 예측하고 이를 바탕으로 프라이머를 손쉽게 제작할 수 있게 했다. 입력 정보는 공용 데이터베이스에서 내려 받은 서열을 복사-붙임하여 이용할 수 있게 하였으며, 유전자의 구조를 그림으로 표현하고 동시에 엑손과 인트론 서열을 구별할 수 있게 했다. 이 프로그램을 이용하여 배추의 단일 카피 유전자에 대한 24 쌍의 프라이머를 디자인하고 6개 고정 품종을 대상으로 PCR과 전기영동 실험을 수행한 결과 제작한 모든 프라이머 쌍이 명확한 단일 밴드를 성공적으로 증폭시켰다. 이 프로그램은 분자표지의 개발뿐만 아니라 유전자 기능 연구 등 다양한 종류의 유전 육종 실험에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
In genetic and molecular breeding studies of plants, researchers need to design various kinds of primers based on their research purposes. So far many kinds of web- or script-based non-commercial programs for primer design are available. Because most of them do not include user interface for multipurpose usage including gene structure prediction and direct target selection on sequences, it has been a laborious work to design primers targeting on the exon or intron regions of interesting genes. Here we report a primer designing graphic user interface program, Pickprimer, that includes gene structure prediction and primer design modules by combining source codes of the Spidey and Primer3 programs. This program provides simple graphic user interface to input sequences and design primers. Genomic sequence and mRNA or coding sequence of genes can be copy and pasted or input as fasta or text files. Based on alignment of the input sequences using the Spidey module, a putative gene structure is graphically visualized along with exon-intron sequences of color codes. Primer design can be easily performed by dragging mouse on the displayed sequences or input primer targeting position with desirable values of primers. The output of designed primers with detailed information is provided by the Primer3 module. PCR evaluation of 24 selected primer sets successfully amplified single amplicons from six Brassica rapa cultivars. The Pickprimer will be a convenient tool for genetic and molecular breeding studies of plants.
