동중국해 해양퇴적층에서 다량의 적색색소를 생산하는 해양미생물을 분리하였다. 분리균주의 분류학적 특성의 확인을 위해 형태학적, 생리학적, 생화학적 특성, 세포지방산 분석, 16S rDNA 염기서열을 이용한 분자 계통학적 분석을 통해 분류학적 위치를 탐색하였다. 분자 계통학적 분석 결과 Zooshikella 속에 포함되는 것으로 확인되었고 Zooshikella ganghwensis KCTC $12044^T$ (AY130994)와 99.79%의 가장 높은 유사도를 보였다. 분리균주는 그람음성의 간균으로 호기성 및 NaCl 의존적인 배양특성을 보였다. 세포 지방산 분석결과 type strain과 주요 지방산 조성이 유사하였으며 이러한 특성을 종합하여 Zooshikella sp. JE-34로 동정하였다. JE-34가 생산하는 적색색소는 이미 보고되어 널리 알려진 Serratia marcescens에서 생산되는 적색색소인 prodigiosin의 특성과 유사하였다. 색소물질의 인체병원균 및 어류질병 유발세균에 대한 항균활성을 검토한 결과 18종의 피검균 중 특히 Streptococcus iniae, S. parauberis, S. mutans, Staphylococcus aureus, Propionibacterium acnes에 대한 항균활성이 우수하였다.
우리나라 주요 담수어종인 미꾸라지(Misgurnus mizolepis)로 부터 apolipoprotein A-I (apoA-I) cDNA를 분리하고 그 구조, 분자 계통 및 발현 특징을 분석하였다. 미꾸라지 apoA-I cDNA는 254개의 아미노산을 암호화하고 있는 762 bp의 ORF를 포함하고 있었으며 아울러 24 bp의 5'UTR 및 293 bp의 3'UTR(종결 코돈 및 poly A tail 제외)를 갖고 있었다. 미꾸라지 apoA-I은 여타 척추동물 apoA-I과의 다중배열 시 염기서열에서는 많은 차이를 나타내었지만 단백질의 구조적 특징은 높은 상동성을 보였고, 또한 척추동물의 apoA-I들과의 분자계통을 분석한 결과, 종래 알려진 분류학적 위치와 비교적 잘 일치하였다. 미꾸라지 apoA-I mRNA는 RT-PCR 분석을 통해 간 및 뇌 조직에서 분석한 다른 조직보다 유의적으로 높게 발현하는 것으로 나타났고, 특히 간에서 가장 높은 발현을 보였다. 수정시부터 부화 후 14일까지 초기 발생 및 치어에서의 apoA-I mRNA 발현을 조사한 결과 수정 8시간째부터 급격한 발현의 증가가 시작되어 이후 지속적으로 높은 발현 수준을 유지하였다.
탄저(anthrax)는 그람양성이고 포자형성 세균인 탄저균(Bacillus anthracis)으로부터 발명되어진다. 탄저독소는 세가지 요소로 구성되어 있으며, 방어항원(PA)은 숙주세포 표면에서 탄저 독소단백질 및 이종단백질을 세포질 내로 이동시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 PA의 분자적 다양성과 국내에서 탄저균의 진화를 이해하고 확인하기 위해 국내외에서 발견된 탄저균 4 균주와 기존에 보고된 탄저균 26 균주로부터 2,294 bp의 PA유전자(pagA)의 DNA 염기서열을 분식하였다. 탄저균 30 균주으로부터 PA유전자의 염기서열을 비교 분식한 결과, 8개 부위에서 돌연변이를 확인 하였다. 돌연변이가 일어난 부위에 따라서 탄저균을 10종류의 PA 유전자형과 4 종류의 PA 표현형으로 구분하였다. 한국 경주에서 분류된 B. anthracis BAK는 600번째 아미노산 alanine이 valine으로 바뀌어서 B. anthracis ATCC 14185 보다 LF와 PA의 결합 위치를 근접하게 하였다. 탄저균의 Pag의 염기서열을 통한 계통분석학적인 분석 결과는 염색체상에서의 분류와 일치하여 탄저균사이에서 pXO1 플라스미드의 수평적인 이동은 없는 것으로 사료된다.
작물과학원에서 육성한 찰옥수수 자식계통들을 대상으로 SSR 마커를 이용하여 자식계통간 유연관계 등을 분석하고 계통군화 시켜 교배 모, 부본 선정의 기초 자료로 이용하고자 하였으며 종실의 품질특성들과 연관되어 있는 분자마커를 선발하여 품질육종의 효율성을 높이고 고품질 찰옥수수 품종육성에 이용하기 위한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 64개 자식계통의 genomic DNA증폭에 의해 30개 microsatellite 마커를 이용하여 전체 225개, 마커 별로는 $2{\sim}13$개, 평균 7.5개의 alleles가 관찰되었으며 PIC값은 $0.14{\sim}0.87$의 범위였고 평균 0.69의 다양성을 보였다. 2. 증폭된 밴드의 유무를 이용하여 계통간 유전적 거리를 구하였으며 이를 근거로 군집분석을 한 결과 9개 군으로 분류할 수 있었고 특히 I군의 경우 64계통 중 41%인 26계통이 포함되었으며 나머지 군들은 $3{\sim}9$개의 자식계통이 포함되었다. 3 유전적 거리에 의한 자식계통군의 분류 결과를 기존에 육성된 교잡종들과 비교해 본 결과 찰옥1호의 모, 부본인 KW1, KW2는 각각 I군과 VII군, 찰옥2호의 모, 부본인 KW7, KW3은 각각 I군과 VIII군에 속해 있었으며, 고식미 교잡종인 찰옥4호는 모, 부본인 KW33과 KW35는 I군과 IV군, 일미찰의 모, 부본인 KW51, KW35도 I군과 IV군에 속해 있어서 원연간에 교잡이 이루어 진 것으로 나타났다. 4. 30개 SSR 마커에 의해 발생된 대립인자와 품질관련 특성들과의 연관성을 분석한 결과 아밀로펙틴 함량 등 8개 형질과 관련되는 마커를 선발하였다. 이 마커들 중 umc 1019는 아밀로펙틴, 단백질 함량과 연관되었으며 umc1020은 아밀로펙틴 함량, 최고점도 및 전체적 기호도와 관련되었고 bnlg1537은 백립중, 립장, 립폭과 관련이 높은 것으로 나타났다.작할 수 있었다. 이 환원유(還元乳)를 일정(一定)한 조건(條件)에서 한국 영양권장량과 비교(比較)했을 때, 모든 영양소(營養素)를 충분(充分)히 공급(供給)할 수 있었는데 나이아신 만이 권장량에 미달하였다. 또한 분유(粉乳) C에서 철분이 약간 미달했고, 비타민A는 1일(日) 권장량에 6배(倍)나 되어 앞으로 재검토(再檢討)를 요(要)하는 문제라 하겠다. 4. 아미노산(酸) 조성(組成)은 분유간(粉乳間)에 다수 차계(差界)를 보였으며, 필수(必須)아미노산(酸) 조성(組成)이 우유에 가까웠던 점(點)으로 보아 아미노산 조절(調節)은 없었는듯 하였다. 발효유의 아미노산(酸) 조성(組成)은 우유와 거의 같았다. 5. 지방산(脂肪酸)의 조성(組成)은 전체(全體) 포화지방산대(飽和脂肪酸對) 불포화지방산(不飽和脂肪酸)의 비(比)가 3종(種)의 분유간(粉乳間)에 비슷하였고, 특히 필수지방산(必須脂肪酸)의 조성(組成)이 모유(母乳)와 유사(類似)하거나 높아 이들 지방산(脂肪酸)이 첨가(添加)되어 있음을 나타냈다. 이상의 여러 결과(結果)들을 종합(綜合)할 때 3종(種)의 분유간(粉乳間) 영양효과(營養效果)는 비슷하고, 조제분유(調製粉乳)의 일반조성(一般組成), 무기질(無機質) 및 지방산(脂肪酸) 조성(組成)에 있어서 모유(母乳)에 상당히 접근(接近)하는 것으로 믿어진다. 한편 철분, 비타민 등(等)의 강화(强化)로서 단일식품(單一食品)으로서의 효용성(效用性)을 높인 것은 사실이나, 일부 영양소(營養素)의 지나친 강화(强化)문제는 좀더 신중히 다루어져야 할 것으로 생각된다.성(構成) polyol은 glycerol뿐이 었으며 세포외(細胞外) 지질(脂質)의 구성(構成) polyol은 glycerol, mannitol, xylitol 및 arabitol 이었다.로 보아 glucosamine 2분자(分子)에 한계의 인(燐)이 monoester결합(結合)을 하고 있음을 알 수 있다. 8. spot A화합물(化合物)은 glucosaminiyl
본 연구에서는 형태적인 특성에 의해 분류가 이루어져, 객관성이 부족한 뽕나무를 대상으로 분자생물학적인 기법을 활용하여 유연관계를 분석하여 뽕나무 품종분류의 기초자료를 얻기 위하여 본 실험을 수행하였다. 30개의 primer를 이용하여 41개의 뽕나무품종에 대하여 RAPD를 수행한 결과 201개의 band를 얻었으며, 이중 151개의 polymorphic band를 집괴분석하여 dendrogrom을 작성하였다. 이 계통수에서 유사도 0.747을 기준으로 41개의 공시 계통을 19개 품종과 16품종이 각각 속해있는 2개의 대분류군과 2품종이 속하는 1개의 군 그리고 1품종씩 속하는 4개의 군으로 모두 7개의 분류군으로 나눌 수 있었다. 분류군별 관계를 보면 I군, II군, III군에 속하는 품종들은 유전적 상동성이 비교적 높았으나, IV-Ⅶ군에 속하는 품종들은 다른 품종군들과 유연관계가 비교적 낮았으며, 특히 단독으로 하나의 군을 형성(Ⅶ군)하는 모후상은 다른 품종군들과의 유연관계가 매우 낮았다.
복숭아순나방(Grapholita molesta) 성페로몬 트랩에 미동정 나방이 포획되었다. 이들은 주로 봄에 채집되었으며 형태적으로 복숭아순나방과 유사하나 비교적 몸 크기가 커서 육안으로 쉽게 구별할 수 있다. 이들의 발생 패턴도 4-5월의 복숭아순나방 월동세대 발생과 유사하였다. 이 기간 동안 이들은 사과원 내부 보다는 주로 과수원에서 떨어진 곳에 설치된 페로몬 트랩에 집중적으로 포획되었다. 5월 이후 이들 미동정 나방은 복숭아순나방 페로몬 트랩에 더 이상 포획되지 않았다. 이 미동정 나방과 기존의 복숭아순나방과의 계통 분류학적 판별을 위해 분자마커가 개발되었다. 미토콘드리아 cytochrome b 영역을 기반으로 선발된 4종의 PCR-RFLP 분자지표는 이 미동정 나방과 복숭아순나방을 구분할 수 있었다.
참다래 육종을 위한 종 분류와 분자 표지인자로서 유용하게 이용될 수 있는 primer를 개발하기 위하여 참다래 genome 특이 반복 염기서열로부터 19∼20base 크기로 18개의 primer를 제작하여 kiwifruit target primer(KT primer)라 명명하였으며, 동아시아 지역에서 수집된 7종 22계통의 다래나무 속 식물을 이용하여 활용 가능성 을 조사하였다. 유연관계 분석을 위하여 7개의 primer가 선발되었으며, 이를 이용한 RAPD 결과 크게 2개의 군으로 나뉘어 졌다. 제 1 군(A. arguta, A. melanandra, A. kolumikta와 A. marcrosperma)은 주로 과실에 전혀 털이 없으며 잎에는 털이 전혀 없거나 어렸을 때 극소량의 연모가 있다가 없어지는 그룹으로서 Leiocarpae 절에 속하였다. 제 2 군(A. chinensis, A. deliciosa 및 A. eriantha)은 어린 과실에서는 털이 많았다가 성숙하면서 털이 없어지는 계통 및 잎과 줄기에 털이 아주 많거나 조밀한 솜털이 있는 그룹으로서 Stellatae절에 속하였다. 제 2 군은 Stellatae 절에서도 Pefectae 아절에 속하는 것으로 A. chinensis, A. deliciosa 및 A. eriantha가 포함되었으며, 다시 A. chinensis와 A. deliciosa를 포함하는 그룹과 A. eriantha 등 2개의 그룹으로 나뉘어졌다. 같은 부모로부터 유래된 것으로 알려진 A. chinensis와 A. deliciosa는 80%의 유사도에서 두 개의 그룹으로 나뉘어졌다. 또한 PCR 결과 A. deliciosa 종 및 헤이워드와 토무리 계통 특이 밴드가 KT12F와 KT6F에서 나타났으며, 유전양상 분석에서 KT7F와 KT12F가 유용하였다. 본 연구 결과 KT primer는 참다래의 유전양상 분석과 특이한 유전양상을 나타내는 개체선발 및 도태에 유용하게 이용될 수 있고, 또한 참다래 육종 효율향상에 많은 도움을 줄 수 있다고 판단되었다.
나도국수나무족에 속하는 Neillia속(나도국수나무속) 4종 4변종, Physocarpus속(산국수나무속) 5종, Stephanandra속(국수나무속) 2종을 포함, 총 3속 15분류군의 잎 표피 미세형태학적 형질을 주사전자현미경(scanning electron microscope)을 이용하여 관찰 및 기재하였으며, 형질의 분류학적, 계통학적 유용성을 검토하였다. Neillia속, Stephanandra속에서 기공복합체는 모두 배축면에만 존재하는 이면기공엽(hypostomatic type)이 나타났고, Physocarpus속에서는 P. monogynus, P. opulifolius에서만 양면기공엽(amphistomatic type)이 나타났다. 공변세포의 크기는 $12.02-34.39{\times}10.76-27.13{\mu}m$로 속과 종마다 다소 차이를 보이는데, N. thyrsiflora가 평균 $13.98{\times}12.43(L{\times}W){\mu}m$로 가장 작은 공변세포를 갖는 것으로 나타났으며, N. gracilis가 평균 $26.82{\times}20.67(L{\times}W){\mu}m$로 가장 크게 나타났다. 기공복합체의 형태는 N. affinis에서만 평행형(paracytic)이 나타났고, 대부분 불규칙형(anomocytic)이 확인되었다. 표피세포는 섬국수나무(Physocarpus insularis)에서만 배축면에서 유두상(papillate)이 관찰되어 구별되었으며, N. affinis, S. tanakae의 향축면에서 판형(platelets)의 표피상납질(epicuticular wax)이 나타나 구별되었다. 한편, 연구된 분류군에서 모용은 크게 단세포단모(unicellular non-glandular trichome), 2-5개 가지상 모용(two- to five-armed trichome), 성상모(stellate), 선모(glandular trichome), 총 4종류로 확인되었다. 특히, 섬국수나무를 제외한 Physocarpus속 모든 분류군에서 성상모가 나타나 구별되었다. 끝으로, 잎 표피 미세형태학적 형질 중 기공복합체의 형태, 유두상표피세포의 유무, 성상모의 유무 형질이 분류학적 및 계통학적으로 유용성이 있음을 밝혔고, 본 연구 결과, Stephanandra속의 Neillia속으로의 통합, 섬국수나무(Physocarpus insularis)의 Spiraea속(조팝나무속)으로의 전속을 주장한 이전의 분자계통학적 및 화분학적 연구 결과를 강력하게 지지하였다.
분자 마커의 선택은 집단유전학의 연구방법을 결정하는 중요한 고려사항으로, 현재까지 동식물의 집단유전학 연구에는 알로자임, RAPD, RFLP, AFLP, microsatellite, SNP, ISSR 등이 개발되어 주로 사용되고 있다. 이 중 microsatellite는 핵뿐만 아니라 엽록체, 미토콘드리아와 같은 세포소기관의 게놈상에 매우 풍부하게 존재하며, 핵에서 유래된 microsatellite는 높은 다형성을 보이는 공우성 마커로 집단 구조 및 유전적 다양성 연구에서 최근 선호된다. Microsatellite는 보통 1~6 bp의 짧은 서열이 반복된 것으로 각각의 유전자좌에 특화된 프라이머를 사용하여 증폭한다. Microsatellite는 PCR 반응으로 쉽게 유전자형을 분석할 수 있는 장점이 있으나, 종 특이적으로 개발되고 계통적으로 매우 가까운 근연종에게만 적용될 수 있는 단점이 있다. 따라서, 야생식물의 경우 microsatellite 개발에 필요한 게놈 정보가 부족하고 신규 개발비용이 많이 소요되어 적용이 쉽지 않았으나, 점차 개발비용이 낮아지고 있어, 야생식물을 대상으로 한 microsatellite 연구들이 증가하고 있는 추세이다. 따라서, 본 논문에서는 야생식물의 microsatellite를 이용한 분석 기초를 마련하고자 microsatellite 마커의 다양한 개발 및 분석 방법, 진화 모델 및 적용 분야에 대해 소개하고, 유전자형 결정시 잘못된 결론을 도출할 가능성이 높은 부분에 대한 사항들을 지적하여 야생식물의 microsatellite를 이용한 집단유전학적 분석에 도움을 주고자 하였다.
사초과에 속하는 광의의 고랭이속(Scirpus L. s.l.)은 단계통으로 취급되어 왔으나 최근의 분자 계통학적인 검토 결과에 의하여 서로 독립된 다섯 개의 속(매자기속, 큰고랭이속, 올챙이골속, 고랭이속, 애기황새풀속)으로 재배치되었다. 본 연구에서는 광의의 고랭이속으로 취급된 우리나라의 다섯 개 속과 이에 딸려있는 21분류군을 대상으로 각 분류군의 형태적인 식별형질을 조사하고 각 분류군들의 한계를 제시하였다. 국내외에서 채집된 표본을 조사 분석한 결과 각 분류군들은 지하경의 형태, 줄기의 단면, 잎의 발달 정도와 너비, 엽초 막질부위의 형태, 화서, 포, 인편 및 수과의 형태와 크기로 식별이 가능하였다. 이에 대한 주요 형질을 도해하였고, 이를 바탕으로 각 분류군에 대한 검색표를 제시하였다. 또한 강원도 고성군에서 발견된 올챙이골속의 미기록 분류군에 대하여는 신조합명을 부여하고 '나도송이고랭이'로 국명 신칭하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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