• 환경영향평가
• /
• 제32권2호
• /
• pp.94-111
• /
• 2023

효과적인 외래생물 관리 전략 수립을 위해서는 도입 및 확산 여부 평가를 위한 정기 모니터링이 요구된다. 환경 DNA (eDNA, environmental DNA) 메타바코딩은 높은 검출 민감도를 가지고 다수의 종을 동시에 검출할 수 있어 외래생물의 출현 여부와 그 영향을 평가하는데 활발히 활용되고 있다. 국내에서는 어류를 중심으로 메타바코딩의 적용 가능성 평가가 이루어지고 있으며 타 분류군에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 환경 DNA 메타바코딩을 활용한 국내 외래생물 탐지 가능성을 확인하고자 했다. 분류군별 검출 가능성을 확인하기 위해 어류, 포유류, 조류, 양서류를 목표로 디자인 된 4가지 범용 프라이머(MiFish, MiMammal, Mibird, Amp16S)를 활용하여 대상종 검출 여부를 평가하였다. 그 결과, 총 55개 지점 중 17개 지점(Trachemys scripta, 3개 지점; Cervus nippon, 3개 지점; Micropterus salmoides, 7개 지점; Rana catesbeiana, 4개 지점)에서 대상종의 서식이 확인되었다. 대상지 내 조밀한 지점 선정에도 생태적 특성을 반영한 검출 지점에 차이가 나타났다. 큰입배스와 붉은귀거북을 중심으로 외래생물이 출현이 생물 군집구조(종 풍부도, 풍부도, 다양도)에 미치는 영향을 비교한 결과, 외래생물이 서식하는 지점에서의 다양도가 더 높게 나타났다. 또한 외래생물 출현 지점에서 출현 종 수가 1~4종 추가 검출되었으며 풍부도 또한 1.7배 높게 나타났다. 메타바코딩을 통한 외래생물 검출 결과 및 군집구조 비교는 eDNA를 통한 다량의 모니터링 데이터 구축이 다차원적 생태계 평가에 효율적으로 활용될 수 있음을 나타냈다. 또한 환경의 인위적, 자연적 변화에 따른 생물상 변화를 관찰하고 자연생태 분야의 환경영향평가 등 현황 평가 및 예측을 위한 주요한 기초자료로 활용 가능성을 제시하였다.

• 생태와환경
• /
• 제54권3호
• /
• pp.199-208
• /
• 2021

메타바코딩을 이용한 환경 DNA 분석은 검출 감도가 높아 어류의 생물다양성 평가 및 멸종위기종의 검출에 유용한 기술이다. 이번 연구는 메타바코딩을 이용해 우리나라 담수어류를 대상으로 높은 검출 효율을 보일 수 있는 적합한 분석방법을 확인하기 위해 4가지 분석조건별, 즉 필터(cellulose nitrate filter, glass fiber filter), 추출 키트(DNeasy^® Blood & Tissue Kit, DNeasy^® PowerWater Kit), 프라이머 조합(12S rDNA, 16S rDNA) 그리고 PCR 방법(conventional PCR, touchdown PCR)로 나타나는 Operational Taxonomic Units(OTUs) 수와 종 조성을 비교하였다. Glass fiber filter와 DNeasy^® Tissue & Blood Kit를 이용해 추출한 시료는 12S rDNA와 16S rDNA 프라이머 조합에서 담수어류 OTUs가 가장 많이 검출되었다. 모든 분석조건 중 프라이머 조합에서만 조기어강(Class Actinopterygii) 평균 OTUs 수에서 통계적으로 유의한 차이를 보였고(Non-parametric Wilcoxon Signed Ranks Test, p=0.005), 담수어류 평균 OTUs 수는 유의하지 않았다. 종 조성 비교 결과 역시 프라이머 조합에서 유의한 차이를 보였고(PERMANOVA, Pseudo-F=6.9489, p=0.006), 나머지 분석조건에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. NMDS 분석 결과 종 조성은 유사도 65% 기준에서 프라이머 조합에 따라 묶였고, 16S rDNA 프라이머 세트는 주로 멸종위기종인 모래주사(Microphysogobio koreensis), 꼬치동자개(Pseudogobio brevicorpus)가 기여하였고, 12S rDNA 프라이머 세트는 주로 일반종인 피라미(Zacco platypus), 꺽지(Coreoperca herzi) 등이 기여한 것으로 나타났다. 본 연구는 국내 하천에서 채취한 시료에 대한 메타바코딩을 이용한 종 다양성 분석의 기초정보를 제공한다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
• /
• 해양환경안전학회 2017년도 추계학술발표회
• /
• pp.209-209
• /
• 2017

• 생태와환경
• /
• 제54권3호
• /
• pp.156-169
• /
• 2021

동물플랑크톤 군집 연구에 DNA 바코딩과 같은 DNA 분석 기법의 적용은 분류형태학을 기반으로 하는 전통적인 종동정 시 발생할 수 있는 문제(e.g. 개체의 표현형 가소성에 의한 오동정, 유사종 및 자매종, 유생 시기의 종 동정의 어려움)를 보완할 수 있다. 최근 DNA 시퀀싱 기술의 발전으로 다양한 수생태계의 동물플랑크톤 군집은 물론, 육안 및 현미경을 통해 구분하는 데 한계가 있는 동물플랑크톤의 위 내용물에 대한 DNA 기반 군집 분석 또한 가능하게 되었으며, 이는 동물플랑크톤의 섭식 먹이원 분석을 통한 생물학적 상호작용을 이해를 돕는다. 본 논문은 동물플랑크톤 연구에 DNA 분석 기법이 활용된 사례(e.g. DNA 바코딩을 이용한 계통분류학적 연구, 메타바코딩을 이용한 군집 분석, 위 내용물 분석)를 소개하고 분석 방법을 요약하여, 최종적으로 향후 이를 활용하고자 하는 연구자들에게 연구 접근성을 높일 수 있도록 방법론적인 기초 지식을 제공하고자 하였다.

• 생태와환경
• /
• 제55권4호
• /
• pp.368-375
• /
• 2022

보구치는 어류와 요각류가 공통 먹이원으로 분석되었다. 광양만에서 채집한 보구치가 가장 많이 먹은 먹이원은 단각류로 ASV 빈도가 62.5%로 나타났으며 여수 어시장에서 구입한 보구치는 어류의 ASV 빈도가 16.6%로 가장 많았다. 광양만에서 채집한 참조기의 우점 먹이원은 십각류로 ASV 빈도가가 99.9%로 나타났으며 어시장의 참조기는 어류의 ASV 빈도가 51.2%로 조사되었다. 광양만과 어시장의 자주새우 우점 먹이원은 각각 요각류로 92.6%와 100%로 조사되었다. 광양만에서 채집한 꼴뚜기는 요각류(91.4%)를 가장 많이 먹었으나 어시장에서 구입한 갑오징어는 어류(96.6%)를 가장 많이 섭식하였다. 계층적 군집 분석 결과, 꼴뚜기 및 채집한 자주새우와 구입한 자주새우는 먹이원이 유사하였으며 보구치와 참조기, 갑오징어와는 차이가 있는 것으로 조사되었다. 네트워크 분석 결과, 요각류는 참조기를 제외한 모든 수서 생물과 연결되어 있어 가장 중요한 먹이원인 것으로 조사되었다. 먹이원 폭 분석 결과 광양만에서 채집한 참조기의 먹이원 폭 값은 0.001로 낮았으나 어시장에서 구입한 참조기의 먹이원 폭 값은 0.886으로 먹이원 다양성이 가장 높았다. 영양단계 분석 결과, 어류를 주로 섭식했던 갑오징어가 3.98로 가장 높았으며, 광양만에서 채집한 보구치가 2.0으로 영양단계가 가장 낮은 것으로 조사되었다. 이를 통해 위 내용물의 DNA 메타바코딩을 활용한 먹이원 분석 연구는 육안을 통한 먹이원 분석 사이에서 상호보완하여 섭식생태 연구에 활용할 수 있을 것이다.

• 한국환경복원기술학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.125-138
• /
• 2019

This study aims to highlight the possibility in identifying species composition of fish communities using the environmental DNA (eDNA) metabarcoding technique, from both of the technical introduction and the pilot test at urban ecological streams. This new emerging survey technique using eDNA is getting popular in the world as a compensating way for the conventional field survey. However, the application to the domestic cases has yet to be studied. We attempted to use this technique for identifying fish species observed at four survey points in Hwangguji-chon, Suwon City. As a result, the detected number of species by eDNA sampled once in May was significantly matched with the total number of observed species in annual field surveys. Additionally eDNA results indicated the presence possibility of the unobserved species in field last year, even though the validation may be required. This survey technique seems to be more efficient and applicable to diverse situations of the fields and species, thereby needs to be studied further. We discussed the pros and cons of the application and summarized the research directions in future.

• Ocean and Polar Research
• /
• 제43권1호
• /
• pp.45-51
• /
• 2021

Studies on marine zooplankton diversity and ecology are important for understanding marine ecosystem, as well as environmental conservation and fisheries management. DNA metabarcoding is known as a useful tool to reveal and understand diversity among animals, but a comparative evaluation with classical microscopy is still required in order to properly use it for marine zooplankton research. This study compared crustacean mesozooplankton taxa revealed by morphological analysis and metabarcoding of the cytochrome oxidase I (COI). A total of 17 crustacean species were identified by morphological analysis, and 18 species by metabarcoding. Copepods made up the highest proportion of taxa, accounting for more than 50% of the total number of species delineated by both methods. Cladocerans were not found by morphological analysis, whereas amphipods and mysids were not detected by metabarcoding. Unlike morphological analysis, metabarcoding was able to identify decapods down to the species level. There were some discrepancies in copepod species, which could be due to a lack of genetic database, or biases during DNA extraction, amplification, pooling and bioinformatics. Morphological analysis will be useful for ecological studies as it can classify and quantify the life history stages of marine zooplankton that metabarcoding cannot detect. Metabarcoding can be a powerful tool for determining marine zooplankton diversity, if its methods or database are further supplemented.

• 한국환경복원기술학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.133-144
• /
• 2021

This study aims to estimate location of land mammals habitat by analyzing spatial data and investigate how to apply environmental DNA monitoring methodology to lotic system in Yangpyeong-gun, Gyeonggi-do. Environmental DNA sampling points are selected through spatial analysis with QGIS open source program by overlaying Kernel density of wild boar(Sus scrofa), elevation, slope and land-cover map, and 81 samples are collected. After 240 mL of water was filtered in each sample, metabarcoding technique using MiMammal universal primer was applied in order to get a whole list of mammal species whose DNA particles contained in filtered water. 8 and 22 samples showed DNA of wild boar and water deer, respectively. DNA of raccoon dog, Eurasian otter, and Siberian weasel are also detected through metabarcoding analysis. This study is valuable that conducted in outdoor lotic system. The study suggests a new wildlife monitoring methodology integrating overlayed geographic data and environmental DNA.