지모 (Anemarrhena asphodeloides)는 탁월한 해열작용과 진정작용을 갖는 한약재로 한국, 중국, 일본에서 널리 이용되어 왔다. 본 연구에서는 먼저 국내 연구소에서 형태학적 분류 결과 지모로 확인된 3종의 식물체를 수집하여 엽록체 DNA의 trnL-F 염기서열을 분석하였다. 분석 결과, 국내 연구기관에서 보관중인 지모 식물체들이 모두 동일한 trnL-F의 염기서열을 보여서, 형태학적 분류와 계통유전학적 분류가 동일함을 확인하였다. 최초로 얻어진 지모 trnL-F 염기서열은 NCBI database에 등록하였다. 다음으로 국내 한약재 시장과 중국 한약재 시장에서 유통 중인 지모 한약재를 다량 구입하여 trnL-F의 염기서열을 분석하였다. 그 결과, 유통 중인 지모 한약재들이 모두 기원식물과 동일한 TrnL-F의 염기서열을 보여서 지모 약재의 경우 진품이 유통되고 있음을 알 수 있었다. TrnL-F의 염기서열로 계통수를 작성한 결과 지모는 아스파라거스목 (Asparagales), 용설란과 (agavaceae)에 속한 것으로 보여 졌다. 엽록체 rbcL 유전자 염기서열로 얻은 계통수와 비교한 결과 trnL-F 계통수와 rbcL 계통수가 비슷한 결과를 보여주어서 분자유전학적 분류에 두 유전자가 상호보완적으로 이용될 수 있음을 확인하였다.
전통적인 동물의 계통수는 초기발생 형질들에 기초하여 몸 구조의 복잡성에 따라 동물문들을 단순한 동물에서 복잡한 동물 순으로 점진적으로 배열하는 것인데 현재 활발히 연구되는 분자계통 연구들이 이 경향을 재평가하고 새로운 계통과 의미를 제시하고 있다. 주로 18S rRNA 에 의한 분자계통에 의하면 무체강동물과 의체강동물과 같이 진체강동물로의 전이단계에 위치했던 무리들이 서로 나뉘어진 진체강동물 안에 속하게 된다. 이러한 새로운 분자계통은 좌우대칭동물의 공동조사에 대한 새로운 가정들을 세울 수 있는 뼈대와 비교발생학 및 비교유전체학 정보가 해석될 수 있는 토대를 제공한다.
미나리아재비속(Ranunculus)의 털개구리미나리(R. cantonienesis)의 분자계통학적 유연관계를 조사하고 잡종화 가설을 추정하기 위하여, 군외군을 포함한 8분류군의 25개 DNA재료를 대상으로 핵 DNA와 엽록체 DNA의 염기서열을 분석하였다. 털개구리미나리와 근연종에 대하여 maximum parsimony와 maximum likelihood방법으로 분석한 핵 DNA의 ITS 계통수와 psbA-trnH, rps16, trnL 유전자 구간의 염기서열을 조합한 엽록체 DNA 계통수에서, 털개구리미나리는 젓가락나물과 가장 가깝고, 개구리미나리, 왜젓가락나물 순으로 유연관계를 나타내었다. 이러한 분자계통학적 유연관계는 털개구리미나리가 왜젓가락나물과 가장 가깝다는 기존의 외부형태학적 보고와 일치하지 않았다. 염기서열 분석에서 털개구리미나라는 조사된 분류군 중 유일하게 다형성을 나타냄으로서, 염색체수와 핵형에 의하여 보고된 털개구리미나라의 다형성을 지지하였다. 털개구리미나리는 ITS 에서 젓가락나물과 왜젓가락나물의 표지 유전자를 공유하고, 엽록체 DNA에서 왜젓가락나물의 표지 유전자를 공유하였다. 이 결과는 염색체수와 핵형에 의하여 제시되었던 털개구리미나리가 젓가락나물과 왜젓가락나물의 잡종화에 의하여 종분화되었다는 가설을 지지하였으며, 왜젓가락나물이 모계이며, 젓가락나물이 부계로 추정된다.
잿빛곰팡이병의 전형적인 병징을 나타내는 병든 사과, 고추, 딸기, 오이, 토마토에서 곰팡이를 분리하고, 그들의 배양학적 특성과, 형태적 특성 및 PCR-RFLP을 통해 이 병원성 곰팡이를 모두 Botrytis cinerea로 동정하였다. 또한, 배양학적 특징에 따라 사과, 고추, 오이에서 분리한 잿빛곰팡이병균의 표현형은 균핵형이며, 딸기와 토마토에서 분리한 잿빛곰팡이병균은 균사형이었다. 각각의 잿빛곰팡이병균의 ITS 영역 염기서열을 포함한 4종의 유전자(RPB2, HSP60, G3PDH)의 염기서열을 결정하고 분자계통학적 유연관계를 분석하였다. RPB2 유전자 염기서열을 제외한 ITS 영역, HSP60유전자 및 G3PDH 유전자의 염기서열은 Botrytis cinerea 종 내 뿐만 아니라 Botrytis 속 종간에도 매우 높은 상동성을 나타내어 계통학적 유연관계 분석이 어려웠다. 하지만, 3종의 유전자(RPB2, HSP60, G3PDH)를 결합한 유전자 염기서열을 이용한 분자계통수 작성 결과, 본 연구에서 분리한 잿빛곰팡이병균은 Botrytis 속의 다른 종들과 구별되며, 사과, 고추, 오이, 토마토의 분리주는 아주 높은 근연관계에 있고, 딸기잿빛곰팡이병균은 다른 분리주와 달리 종내 다른 lineage를 형성하였다.
터리풀속(Filipendula)은 장미과(Rosaceae), 장미아과(Rosoideae)에 속하는 다년생 초본이며, 북반구 온대지역의 산지지역에 서식하며 15-20여 종이 보고되어 있고, 이 중 10여종이 한국, 중국, 일본, 타이완 등의 동아시아 지역에 분포한다. 본 연구의 목적은 DNA 염기서열 자료를 이용하여 터리풀속(Filipendula)내 종들간의 계통관계를 규명하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 이를 위해서 11종 29개체의 터리풀속(Filipendula)샘플과 외군인 산딸기나무속(Rubus)에 속하는 3종 5개체의 샘플을 이용하였다. 추가로 Genbank에서 3속 10종 18개의 염기서열을 다운받아 비교분석에 이용하였다. 계통연구를 위하여 엽록체에 존재하는 atpF-atpH, psbK-psbI, psbA-trnH, matK, rbcL, 5개 마커와 핵에 존재하는 ITS, 총 6개 마커의 염기서열을 생산하였다. 총 52개의 샘플에 대하여 엽록체유전체 5개 마커지역은 염기서열 길이가 3,485bp였고 핵 ITS지역은 631bp였으며, 이들을 합한 염기서열 길이는 4,116bp였다. 계통분석결과, 터리풀속(Filipendula)은 단계통군을 이루었다. F. occidentalis와 F. vulgaris가 기저분류군을 이루었고 이들은 각각의 아속에 해당한다. 그리고 나머지 종들은 모두 하나의 단계통군을 이루었다. 위의 결과들은 1961년 시미즈가 본 속을 Hypogyna아속, Filipendula아속, Ulmaria아속으로 나눈 분류시스템과 일치한다. 나아가 분자계통수에서 Ulmaria아속은 크게 4개의 subclade로 구분되었다. 먼저 subclade I에는 F. vestita, F. kiraishiensis, F. tsuguwoi, F. multijiuga, F. purpurea 등 5개 종으로 구성되었다. Subclade II는 F. ulmaria 한 종으로만 구성되었다. Subclade III에는 F. glaberrima, F. koreana, F. formosa, F.camtschatica 로 구성되었으며 subclade III에는 한국에 서식하는 3종이 포함되었다. Subclade IV에는 F. rubra, F. angustiloba, F. palmata, F. intermedia 4종으로 구성되었다. 이번연구에서는 Ulmaria아속내에 4개의 subclade가 존재함이 처음으로 확인되었다.
In this study, we determined the cause of a disease outbreak in small yellow croaker(Larimichthys polyactis) in Jeju island. The major external signs in the dead fish were hemorrhage of the skin. Vibrio harveyi were isolated from a few fishes and viruses were not detected from the diseased fish. However, flukes were confirmed on the skin and we conducted molecular identification and phylogenetic analysis of the isolated parasites. The obtained 28S rRNA sequence of our specimen(Accession No. OM333244) showed the highest homology with Neobenedenia girellae, while the COI sequence of our specimen showed the highest homology with N. melleni. Further sequence analysis with other genes and morphological observation are necessary for accurate identification.
장미과 Agrimoniinae(짚신나물아족)의 5속(Agrimonia L., Aremonia Neck. ex Nestl., Hagenia J.F. Gmel., Leucosidea Eckl. & Zeyh., and Spenceria Trimen.)의 종피를 주사전자현미경으로 관찰하여 계통분류학적으로 유용한 형질이 있는지 조사하였다. 또한, 관찰된 종피의 형질들을 이미 수행된 분자계통학적 연구에서 제시된 5속의 계통분류학적 관계를 설명하는 가설들에 적용하여 종피 형질의 계통분류학적 진화를 고찰하였다. 짚신나물아족의 5속 모두 하나의 열매화통에 하나 또는 두 개의 성숙한 수과를 가지고 있었고, 종피는 표피세포의 모양, 크기, 세포벽의 돌출 정도, 세포표면의 돌기의 유무 등에서 다양한 형질상태가 관찰되었다. 특히, 세포표면의 유두상 돌기(papillae)는 2속 Agrimonia(짚신나물속)과 Aremonia에서만 관찰되었다. 유두상 돌기가 없는 것이 원시형질이라는 가정하에 유두상 돌기가 나타나는 형질변화를 이미 수행된 분자계통학적 연구에서 고찰하였다. 4개의 핵과 6개의 엽록체 DNA의 염기서열에 기초한 계통수에서는 적어도 2회의 형질변화가 요구되며, 저복사수 핵 유전자의 염기서열 계통분석의 계통수에서는 단 1회의 형질변화가 일어나는 것으로 나타났다. 종합하면, 종피의 유두상 돌기의 출현은 Agrimonia(짚신나물속)과 Aremonia 을 단일계통 분류군으로 설명하는 공통진화형질이라고 할 수 있고 이러한 가설은 저복사수 유전자의 염기서열의 계통분석을 지지하고 있다. 이렇게 종피 형질은 장미과 Agrimoniinae(짚신나물아족)의 속간의 계통분류학적 이해에 매우 유용한 형질임을 밝힌다.
trnL-F 지역은 엽록체 게놈 large single-copy 지역에 위치하며, trnL gene, trnL intron, trnL-F IGS로 구성된다. 본 연구는 한국산 꿩의다리속 내에서 trnL-F 지역의 분자진화와 유연관계를 분석하였다. 갭형질을 이용한 자료의 베이시안과 파시모니 분석에서 몇몇 indels evolution는 분계조를 지지하여 해상력이 좋은 계통수가 나타났다. 한국산 꿩의다리속 내에 cpDNA trnL-F 지역의 indel events는 계통학적으로 유용한 정보를 가지고 있는 것으로 판단된다. 산꿩의다리절(그늘꿩의다리 제외)은 속내에서 가장 먼저 분기한 것으로 나타났고, 나머지 절은 강하게 분계조를 형성하며 분기하였다. 한국산 꿩의다리속 내에 trnL-F 지역은 뉴클레오티드의 다양한 공간적 분포 변이와 주로 transversion에 따른 염기치환 등 다양한 진화적 패턴을 가지고 있었다.
두툽상어 (Scyliorhinus torazame)부터 분리된 항산화 효소 Cu,Zn-superoxide dismutase (Cu,Zn-SOD 또는 SOD1)의 핵산 염기서열 및 추정 아미노산 서열을 대상으로 분자 계통학적 분석을 실시하였다. 종래 알려져 있는 척추동물의 Cu,Zn-SOD 서열들을 포함하여 neighbor-joining (NJ), maximum parsimony (MP), maximum likelihood (ML) 및 Bayesian 분석 등을 포함한 다양한 계통 분석을 수행하였으며, 이를 통해 연골어류인 본 어종의 척추동물 분류군 내에서의 계통적 위치를 추정하고자 하였다. 다양한 분자 계통수로부터 얻어진 대부분의 consensus tree들에서 분석에 사용한 분류군들은 종래 알려진 분류학적 위치와 비교적 잘 일치하였고, 이중 두툽상어는 같은 연골어류종인 blue shark와 높은 유연관계를 나타내면서 보다 진화한 경골어류들과는 확연히 구분되는 분지를 형성하였다. 특히 핵산 염기서열을 바탕으로 한 neighbor-joining 분석에서 두툽상어는 경골어류와 양막동물에 비해 보다 원시형태의 척추동물 Cu,Zn-SOD 유전자의 한 형태를 보유하고 있는 것으로 나타났다.
분자생물학적 자료에 의한 한국산 백합강 식물에 대한 분류학적 재검토를 시도하였다. 2가지의 다른 자료, 즉 엽록체 DNA인 rbcL 및 atpB sequence 자료분석에서 대체적으로 일치하는 계통수를 얻었다. 즉, 한국산 백합강은 Dahlgren 등의 분류체계에 의한 비짜루목, 백합목, 마목의 3목으로 구분되었다. 이중 비짜루목과 백합목의 유연관계를 추론하는 분자생물학적 연구에서 마목의 분류군이 군외분류군으로 사용되었다. 두 엽록체 DNA인 rbcL 및 atpB sequence 분석에서 붓꽃과는 백합과 보다는 비짜루과에 더 가까운 유연관계를 보여주었다. 그러나, 넓은 의미의 Narthecaceae (종전의 Melanthiaceae [국명부재]에 속한 분류군)는 비짜루목이나 백합목에 속하는 분류군들과 가까운 유연관계를 보이지 않았다. 이전의 은방울꽃과 [Ruscaceae] 내에 취급되었던 애기나리속, 나도옥잠화속, 죽대아재비속 등은 각각 Colchiaceae, 백합과, Caloghortaceae로 이전 되어야 한다는 결론이 내려졌다. 마지막으로 한국산 백합강에 속하는 과의 체계에 대해서 토의하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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