• 제목/요약/키워드: 분자생물학적 계통분석

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목포용둥굴레 변이 집단의 실체 (The Identity of the Variation Population of Polygonatum cryptanthum H. Lév. & Vaniot)

  • 이세령;장창기
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2022년도 추계학술대회
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    • pp.50-50
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    • 2022
  • 비짜루과 둥굴레속(Asparagaceae: Polygonatum)은 전 세계적으로 약 90여 종이 알려져 있으며, 유럽, 북아메리카, 아시아 등 북반구 온대 지역에 집중적으로 분포한다. 국내 둥굴레속 분류군은 총 16분류군이며, 이중 잎이 호생하고, 난형에서 타원형 모양의 엽질성 포를 가지며, 화피통 내부에 털이 없고, 수술대 표면에 돌기가 나있는 분류군들은 용둥굴레열(series. Bracteata)에 속한다. 그러나 이들은 종간 교잡 또는 주요 기관의 형질 변이가 다양하여 중간형질을 보이는 개체군들에 대한 종 식별에 많은 어려움이 있었다. 경남 창원시에서 채집된 목포용둥굴레(P. cryptanthum) 변이 개체집단는 기존의 목포용둥굴레와 달리 식물체 높이와 화경·소화경이 길며, 포 부착위치의 변이 폭이 넓으며, 포가 타원형이고 밖으로 말리는 습성으로 형태적 차이가 나타났다. 따라서 본 연구에서는 명확한 분류학적 실체를 구명하고자 분자생물학적 계통분석(nrDNA ITS + cpDNA matK, trnK-rps16, rps16, rbcL) 연구를 진행중에 있다.

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개와 고양이 유래 피부사상균의 분자생물학적 계통 분석 (Molecular Phylogenetic Classification of Dermatophytes Isolated from Dogs and Cats)

  • 김두;정석영;안소저
    • 한국임상수의학회지
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    • 제23권4권
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    • pp.405-410
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    • 2006
  • 피부사상균증이 있는 개와 고양이에서 분리한 9주의 Microsporum canis와 5주의 Microsporum gypseum에서 ribosomal DNA를 추출하여 internal transcribed spacer 1 (ITS1) gene을 PCA로 증폭한 후 sequencing을 실시하여, 각 사상균의 계통학적 관계를 조사하였다. M canis 분리주 9주의 ITS1 gene의 nucleotide sequence는 100% 일치하였으며 M gypseum 분리주 5주의 nucleotide sequence도 100% 일치하였다. M canis 분리주 9주의 계통분석 결과 미국, 일본, 호주 및 유럽에서 분리된 M canis와 같은 cluster에 속하였으며 다른 Microsporum spp와는 유전적으로 다른 cluster를 형성하였다. 그러나 M canis와 M distortum, M equinum, M ferrugineum은 유전적으로 매우 가까운 위치에 있었다. M gypseum 분리주는 M canis와는 다른 cluster를 형성하였다. ITS1 gene의 분자생물학적 분석은 Microsporum spp를 확인하고 그들의 유전학적 관계를 이해하는 유용한 정보를 제공하는 것으로 생각된다.

대청호 수화발생시기의 미생물 다양성 및 계통분류학적 분석 (Dynamics of Bacterial Communities Analyzed by DGGE during Cyanobacterial Bloom in Daechung Reservoir, Korea)

  • 고소라;안치용;이영기;오희목
    • 환경생물
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    • 제29권3호
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    • pp.225-235
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    • 2011
  • 하절기 수화발생이 빈번한 대청호에서 2003~2005년(3년)에 걸쳐 분자생태학적 방법의 하나인 DGGE를 이용하여 시간에 따른 미생물 군집구조의 변화를 연구하였다. 조사기간 동안 출현한 식물플랑크톤을 형태학적으로 분류한 결과 Cyanophyceae가 우점하였고, 이중에서 Microcystis, Planktothrix (Oscillatoria), Phormidium 그리고 Anabaena 속이 크게 우점하였다. 분자적 군집분석 방법으로서 16S rDNA의 DGGE profile 분석과 계통학적 분류에 의하여 우점하는 미생물 군집의 구조와 다양성을 확인하였다. Microcystis는 조사기간 동안 지속적으로 우점하였으나, Planktothrix는 2003년과 2004년 9월에, Anabaena는 2005년 9월, 그리고 Aphanizomenon은 2003년 8월에 우점하였다. DGGE와 계통분류학적 분석방법은 형태학적 분석법에 의해 얻지 못하는 새로운 정보를 제공하며, 남조류와 수생 세균사이의 상관관계를 추정할 수 있고, 그들의 유전적 다양성을 보다 자세하게 확인할 수 있다.

환경위해성 평가를 위한 해충저항성 배추의 분자생물학적 특성 검정 및 계통 특이 마커 캐발 (Molecular Characterization and Event-Specific Marker Development of Insect Resistant Chinese Cabbage for Environmental Risk Assessment)

  • 임선형;김나영;이시명;우희종;신공식;진용문;조현석
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제34권4호
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    • pp.347-354
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    • 2007
  • 유전자변형 작물의 상업화를 위해서는 유전자변형 작물이 식품으로서의 안전성과 환경에 미치는 영향에 관한 평가가 이루어져야한다. 이를 위해 개발자는 유전자변형 작물의 방출이전에 유전자변형 작물 개발에 관한 정보를 제출해야만 한다. 본 연구는 유전자변형 작물의 환경 위해성 평가를 위한 분자생물학적 자료를 제공하고자 수행하였다. 아그로 박테리움 형질전환법을 통하여 해충저항성 CryIAc 유전자가 도입된 배추 형질전환체를 획득한 후, 분자생물학적인 분석을 통하여 유전자의 copy수, 안정성, 식물체내에서의 발현을 확인하였고, T-DNA의 배추게놈내의 인접서열을 분석하였다. T-DNA의 게놈내 삽입 인접서열을 바탕으로 유전자변형 배추를 동정할 수 있는 프라이머를 제작하였고, 이를 이용한 검정방법을 수립하였다. 계통 특이 프라이머를 이용한 해충저항성 배추 후대의 PCR 분석결과와 제초체 처리결과가 서로 일치하였다. 본 연구 결과로 환경위해성 평가를 위한 해충저항성 배추의 분자생물학적인 자료를 획득하였으며, 개발된 프라이머는 해충저항성 배추의 검출을 위하여 유용하게 사용할 수 있음을 확인하였다.

한국 고유 담수어종 참갈겨니(Zacco koreanus) 개체군의 계통지리학 및 집단유전학 연구 (Phylogeographic and population genetic study of a Korean endemic freshwater fish species, Zacco koreanus)

  • 김유림;장지은;최희규;이혁제
    • 환경생물
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    • 제38권4호
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    • pp.650-657
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    • 2020
  • 본 연구는 동해유입하천(강릉 연곡천, 양양 남대천), 한강수계(섬강, 속사천), 낙동강수계(길안천)에 서식하는 참갈겨니(Zacco koreanus) 개체군을 대상으로 채집된 110개체로부터 미토콘드리아 DNA COI 유전자(mitochondrial DNA cytochrome oxidase I)를 분자마커로 이용하여 계통지리학적 분석을 수행하고, 추가적으로 강릉 연곡천 상·중·하류 개체군을 대상으로 집단유전학적 분석을 수행하였다. 계통지리학 분석 결과, 동해유입하천과 한강수계의 참갈겨니 개체군은 동일한 단일계통을 나타내었고, 낙동강수계의 개체군은 상이한 계통으로 분기됨을 나타내었으며, 다른 수계 계통과의 유전적 거리 수치 범위가 평균 4.0%(3.7~4.2%)로서 동일종 이상 수준을 보여 잠재종 가능성을 시사하였다. 참갈겨니가 서식하는 수계에 따른 형태학적 차이는 연구된 바 있으나 DNA 염기서열의 변이를 이용한 분자유전학적 연구는 부족한 실정이므로 본 연구 결과는 향후 낙동강수계 참갈겨니 개체군의 계통분류학적 연구에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 추후 집단유전체학 및 생태학적 분석을 통하여 관찰된 낙동강수계 계통이 다른 종, 잠재종 혹은 단순히 큰 수준의 종내 변이를 나타내는지에 대한 추가적인 연구가 필요하다. 강릉 연곡천 상·중·하류에 서식하는 개체군의 집단유전학 분석을 통해 중류의 개체군이 상대적으로 높은 다양성을 나타냈으며 상·중·하류 개체군 간의 유전적 차이는 나타나지 않았다. 이는 상·중·하류 개체군 간 유전자 확산이 원활하게 이루어지고 있음을 의미하며 하천의 개체군 간 연결성을 판단할 수 있는 지표로 활용될 수 있다. 하지만 생태학적 시간 스케일의 연구에 더 적합한 분자마커를 이용한 추후 연구가 필요할 것으로 사료된다.

동아시아 물부추속 식물의 분자계통 및 식물지리학적 기원에 대한 고찰 (Molecular phylogeny and the biogeographic origin of East Asian Isoëtes (Isoëtaceae))

  • 최홍근;정종덕;나혜련;김호준;김창균
    • 식물분류학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.249-259
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    • 2018
  • 물부추속($Iso{\ddot{e}}tes$ L.)은 물부추과($Iso{\ddot{e}}taceae$)에 속하는 이형포자성을 보이는 다년생 정수성 수생식물로, 전 세계에 200여종이 분포하는 것으로 알려져 있다. 물부추속 식물은 고생대 말기에 출현하여 오랜 진화적인 역사를 지닌다. 다양한 생육환경에서 광범위하게 분포하고, 분포 지역에서는 많은 종들이 높은 고유성을 보임으로서 멸종위기종으로 보호되고 있다. 오랜 종분화 과정에서 극도의 수렴진화와 자가배수체 형성과정을 거치면서 형태적으로 매우 단순화되었다. 이로 인하여 이 식물군의 형태적인 형질을 이용한 계통학적 연구와 유연관계의 규명에 많은 어려움을 보여주고 있다. 본 연구에서는 분자계통학적 마커를 이용하여 극동아시아에 분포하는 물부추속의 계통학적 유연관계를 파악하고, 분자시계를 이용하여 이들의 식물지리학적 기원 및 분화시기 등에 대해서 알아보고자 하였다. 분자마커로서 핵과 엽록체 DNA의 염기서열을 이용한 분자계통학적 연구결과, 동아시아 물부추속은 크게 두 개의 분계군으로 구분된다: 일본 홋카이도에 분포하는 북방계분계군과 나머지 물부추속 식물을 포함하는 동아시아 분계군으로 구분이 된다. 북방계인 아시아물부추($Iso{\ddot{e}}tes$ asiatica)는 극동러시아와 북미의 북서부지역의 물부추속 식물과 깊은 유연관계를 보인다. 이 분계군은 북미의 알래스카 지역에서 베링육교(Bering land bridge)를 통해 중신세후기(late Miocene)에 시베리아로 전파된 것으로 분석되었다. 나머지 동아시아 물부추속 식물분계군($Iso{\ddot{e}}tes$ sinensis, I. yunguiensis, I. hypsophila, I. orientalis, I. japonica, I. coreana, I. taiwanensis, I. jejuensis, I. hallasanensis)은 파푸아뉴기니아와 호주의 물부추속 식물과 밀접한 유연관계를 보인다. 이들은, 점신세 후기(late Oligocene)에 호주 대륙의 동부 지역으로부터 원거리 산포과정(long-distance dispersal)을 통해 이동되어진 것으로 추론되었다. 향후에 차세대 염기서열 분석(next generation sequencing)과 같은 대규모 유전자 분석법을 이용하여 유용한 분자마커들을 개발하게 되면 전 세계에 분포하는 물부추속 식물에 대한 전반적인 계통지리학적 분석과 각 대륙에 고유종으로 분포하고 있는 이들의 진화적인 역사를 규명할 수 있을 것으로 보인다.

벼물바구미 (Lissorhoptrus oryzophilus) 내충성 GM 벼에서 T-DNA와 게놈의 인접부위 분석 (Analysis of junction site between T-DNA and plant genome in Lissorhoptrus oryzophilus resistance GM rice)

  • 이진형;신공식;서석철;임성렬;임명호;우희종;친양;권순종;박순기
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제41권3호
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    • pp.127-133
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    • 2014
  • Bacillus thuringiensis 균주로부터 분리한 cry3A 유전자는 딱정벌레목 해충에 살충성을 가지고 있어서 효율적으로 딱정벌레목 해충을 방제 할 수 있다고 알려져 있다. 국립농업과학원에서는 cry3A 유전자 형질전환벼를 육성하였고, GMO 포장 생물검정 연구를 통해 벼물바구미에 대한 내충성을 확인하였다. 본 연구에서는 벼물바구미 내충성 벼 4 계통에 대한 도입유전자 특성을 분자생물학적 방법으로 검정하여 유전자의 도입 사본 수와 도입유전자의 염기서열 등의 분석결과를 제시하였다. BT12R1 계통은 염색체 10번의 exon 부위에 도입유전자가 단일 사본으로 삽입되었으며, BT12R2 계통은 두 개의 사본으로 삽입되었고, BT12R3 계통은 LB 인근의 염기서열만 확인되었다. BT12R4 계통의 경우 단일 사본의 도입유전자가 염색체 5번의 24,516,607 ~ 24,516,636 위치에 30개의 염색체 염기서열이 결실된 상태로 삽입되었다. 이 도입위치는 벼의 내재 유전자가 발현하지 않는 intergenic 부위로 판명되었으며, 도입유전자 이외의 벡터 염기서열이 삽입되지 않음을 확인하였다. 이러한 벼물바구미 내충성벼 BT12R4 계통에 대한 분자생물학적 분석 결과는 차후 GM 작물 실용화의 환경 위해성 및 안전성 평가에 대한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

목본식물의 잎에서 분리된 국내 미기록 내생균: Neofusicoccum mangiferae and Thyronectria cucurbitula (Neofusicoccum mangiferae and Thyronectria cucurbitula: Unrecorded Endophytic Fungi Isolated from the Leaves of Woody Plants in Korea)

  • 이종철;박혁;엄안흠
    • 한국균학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.415-421
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    • 2020
  • 본 연구에서는 울릉도 및 여수에 서식하는 목본식물의 잎을 채취하고 내생균을 분리하였다. 분리된 균주는 배양 특성과 분생포자 등의 형태성 및 rDNA의 internal transcribed spacer 영역, large subunit 영역, 그리고 β-tubulin 영역의 DNA 염기서열을 분석하여 동정하였다. 연구 결과 국내 미기록 내생균 2종을 확인하였으며, 확인된 종은 Neofusicoccum mangiferae과 Thyronectria cucurbitula이다. 확인된 미기록종 균주의 형태적 특성 및 분자생물학적 계통분석의 결과에 대해 서술하였다.

인체 노로바이러스의 한국분리주 Hu/NLV/Gunpo/2006/KO의 분자생물학적 특성 (Molecular Characterization of a Korean Isolate of Human Norovirus, the Hu/NLV/Gunpo/2006/KO Strain)

  • 정아용;윤상임;지영미;강윤성;이영민
    • 미생물학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.105-111
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    • 2009
  • 노로바이러스는 급성 위장염을 일으키는 Caliciviridae 과(family)에 속하는 바이러스로 유전자형이 매우 다양하다. 본 연구에서는 노로바이러스 국내분리주의 게놈 RNA로부터 3개의 open reading frame (ORF) 모두의 염기서열을 분석하고, 유전학적 계통분석을 통하여 분자생물학적 특성을 분석하였다. 본 연구에 사용된 노로바이러스(Hu/NLV/Gunpo/2006/KO)는 바이러스성 식중독, 장염 증세를 보이는 2세 여아 가검물로부터 분리되었다. 역전사반응과 PCR 증폭을 통해서 바이러스의 게놈 RNA를 3개의 중첩되는 cDNA 단편으로 합성하였으며, 합성된 cDNA를 염기서열 분석에 직접 사용하였다. 시퀀싱 결과 Hu/NLV/Gunpo/2006/KO는 3개의 ORF (ORF1, 5,100 bp; ORF2, 1,647 bp; ORF3, 765 bp)로 구성되어 있음을 알 수 있었다. 35개의 노로바이러스 국외 분리주와 비교한 결과, ORF1은 ORF2 또는 ORF3에 비해서 상대적으로 염기의 변이율이 낮았으며, 특히 ORF2와 ORF3의 C-말단 부위에서 높은 변이율을 관찰하였다. 유전학적 계통도를 분석한 결과, Hu/NLV/Gunpo/2006/KO는 genogroup II 에 속하며, Saitama U1, Gifu'96, Mc37, Vietnam 026과 같은 클러스터를 형성하는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 노로바이러스 Hu/NLV/Gunpo/2006/KO의 3개의 ORF 염기서열을 모두 밝힘으로써, 앞으로 노로바이러스의 검출법 개발과 유전학적 상관관계뿐 아니라, 유전자의 기능 분석과 관련된 기초연구에 중요한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.