한국특산식물이며 희귀식물인 변산바람꽃(Eranthis byunsanensis)의 보전을 위해 5개 자생지 집단을 대상으로 9개의 allozyme marker를 이용하여 유전적 다양성과 구조를 분석하였다. 변산바람꽃 집단의 대립 유전자의 수(A)는 2.4개, 다형적 유전좌위의 비율(P)은 90.0%, 이형접합자의 평균 기대치($H_E$)는 0.311을 나타내어 분포 역이 넓은 특산식물과 유사하거나 다소 높은 수준의 유전적 다양도를 유지하는 것으로 나타났다. 유전적 구조분석 결과 집단간 $F_{IS}$는 양의 값을 나타내었고 집단간 유전적 분화도는 낮은 결과(0.131)를 보였다. 집단간 높은 유전적 변이, 낮은 유전적 분화, 이형접합자의 결여양상은 이 종이 최근 고립되어 서식지의 단편화를 경험했을 가능성을 제시하며 유전적 확산을 막아 집단의 근친교배율이 증가한 것으로 판단된다. 현재 마이산과 나로도 자생지는 집단의 작은 크기와 종의 생존을 위협하는 인간활동에 의해 매우 취약한 상태이다. 따라서 유전적 변이가 다소 높고 분화가 적은 변산바람꽃 집단의 합리적 보전을 위해서는 특정한 집단에 대한 보전의 우선권을 설정하는 것 보다 전체 집단을 지속적으로 유지하고 근친교배율을 낮추기 위한 노력이 요구된다.
북방종개(Iksookimia pacifica)의 유전적 다양성과 구조적 특징을 밝히기 위해 동해 독립하천들에 서식하는 10개의 집단들을 대상으로 핵유전자와 미토콘드리아 유전자에 기반한 집단유전학적 분석을 실시하였다. 일부 예외적인 경우를 제외하고, 미토콘드리아와 핵유전자 모두 통계적으로 유의미한 집단 간 유전적 분화가 관찰되었다. 핵유전자들의 DNA 서열자료에서 추출한 유전자형 자료를 Bayesian 방법으로 분석한 결과 북방종개는 천진천과 양양남대천을 기준으로 북쪽과 남쪽의 두 개의 그룹으로 나뉘는 구조를 보였다. 현재 동해 하천들이 지리적으로 단절되어 온 독립 수계라는 것을 감안했을 때, 남북으로 구별되는 집단유전적 구조는 북방종개가 한반도에 정착했던 초기 조상 집단이 남북으로 갈라지는 지리적인 분리 사건과 관련되었을 것으로 해석되며, 이러한 초기 조상집단의 지리적 분리 이후, 두 조상그룹들은 남북의 지리적인 범위 내에서 하천 별 고립에 따른 추가적인 분화 과정을 거쳤을 것으로 추정된다. 주목할 점으론, 자산천 집단의 많은 개체들이 지리적 거리가 먼 양양남대천 및 강릉남대천 집단과 하나의 유전적 cluster를 형성하고 있는 것이다. 이와 함께 미토콘드리아 유전자의 경우 몇몇 이웃하는 집단들 사이에 현저히 낮은 유전적 분화도 그리고 일부 집단들에서 매우 낮은 유전적 다양성이 관찰되었다. 본 집단유전학적 결과는 향후 북방종개의 보존 및 관리를 위한 기초자료로 제시될 것이다.
잉어목(Cypriniformes) 황어아과(Leuciscinae)의 황어(Tribolodon hakonensis)는 회유성 어류로서 일생의 대부분을 바다에서 보내고 산란기인 3월 중순경부터 물이 맑은 하천으로 소상하여 자갈이나 모랫바닥에 집단으로 알을 낳는다. 본 연구의 목적은 5개의 microsatellite 유전자 분석을 통하여 단편화된 하천에서 황어 집단 간 유전자 흐름과 다양성을 측정하는 것이다. 강원도 삼척 오십천은 여러 대형 보에 의해 부분적으로 단편화되어 있는 중형 하천으로, 본 연구에서 하류지역과 대형 보를 여러 번 지나야 다다를 수 있는 상류지역에서 채집한 황어 개체들의 유전자형을 비교, 분석하였다. 유전자 분석 결과 상, 하류 집단들은 많은 대립인자를 공유하지만 그 빈도에 있어 다소 큰 차이를 보였다. 상류와 하류 간 유전적 분화($F_{ST}$)는 0.083 정도로 두 집단 간에는 제한된 유전적 흐름만이 존재한다고 볼 수 있다. 상류집단이 유전적으로 고립이 되어 있지만 뚜렷한 유전적 다양성의 감소나 집단의 크기 감소가 관찰되지는 않았다. 이러한 양상을 개체 수준에서 증명하기 위해 Bayesian 통계를 이용, 집단의 유전적 구조를 파악하였다. 분석 결과 삼척 오십천 개체들은 2개의 유전적 cluster로 구분할 수 있으며, 상류 집단 개체들은 모두 cluster 1에 해당하는 등 단일하게 나타났으나 하류 집단 개체 중 65 % 정도가 cluster 2에 그리고 나머지 개체들은 cluster 1에 해당하는 다양한 양상이 나타났다. 이로 미루어 두 집단은 유전적으로 분화되어 있고, 상류의 집단이 하류에 흘러들어가는 경우는 있지만 하류로부터 유전적 공급은 거의 전무한 형태로 볼 수 있고, 인위적 구조물들이 이러한 집단 구조에 영향을 미쳤을 가능성이 있다. 본 연구에서 제시된 자료들은 향후 황어 집단의 보전 정책 등을 수립하는데 필요한 정보를 제시할 수 있을 것이다.
본 연구는 멸종위기식물인 단양쑥부쟁이(Aster altaicus var. uchiyamae)의 개체군을 대상으로 유전다양성을 유지하는데 필요한 최소개체수를 산정하기 위하여 수행되었다. 단양쑥부쟁이가 분포하고 있는 네 지역에서 각각 유전다양성 및 유전적 분화도를 분석하였다. AFLP(amplified fragment length polymorphism) 마커를 이용한 유전적 변이의 분석결과, 총 4개의 프라이머 조합에 대해서 936개의 밴드가 확인되었으며, 그 중 934개의 밴드(99.8%)가 다형성을 보여주었다. 단양쑥부쟁이 개체군 내에서 유전다양성(PPB = 45.3%, h = 0.104, I = 0.168, hs = 0.108)은 높은 수준으로 나타났으며, 개체군 간 유전적 분화도($G_{ST}$
= 0.075, ${\theta}^B$ = 0.079)는 낮은 수준이었다. AMOVA(Analysis of molecular variance)분석 결과에서도 전체 유전적 변이 중 91%가 개체군 내에서 보이는 반면, 9%는 개체군 간 변이에 기인한 것으로 나타났다. 단양쑥부쟁이 개체군에서 보이는 유전적 특성은 개체군 간의 빈번한 유전자 이동에 기인한 것으로 사료된다. 최대화 전략법에 의하여 경기도 여주일대의 3개 개체군을 대상으로(굴암, 도리섬, 삼합) 개체군 내 최소개체수를 산정한 결과 도리섬개체군에서는 17개체, 삼합개체군에서는 16개체, 굴암개체군에서는 11개체로 파악되었다. 단양쑥부쟁이 개체군의 최소개체수에 대한 정보는 효율적인 현지 외 보전을 위한 가이드라인을 제시해 줄 수 있다.
한국산 담수 또아리물달팽이과(Planorbidae)에 속하는 또아리물달팽이(Gyraulus convexiusculus),수정또아리물달팽이(Hippeutis cantori) 및 배꼽또아리물달팽이(Segmentina hemisphaerula)3종에 대한 종간 유전적 변이와 이들 상호간의 분류학적 유연 관계를 생화학적 측면에서 밝히고자 하였다. 즉, 모계유전으로 자손에 유전되고 있는 미토콘드리아 DNA(mitochondrial DNA; mt DNA)의 변이를 보기위하여 제한효소(restriction enzyme)를 처리하고 잘라진 mtDNA절편들을 상호 비교하는 restriction fragmint length polymorphism(RFLP)기법을 응용하였다. 본 실험에서 10개의 제한효소 중 CIa I, Dra I, Eco RI, Hin dIII, Kpn I및 pst I의 6개 제한효소에서 좋은 결과를 얻어 종간의 공통절편(shated fragmints)을 비교하였고, 염기분화율(nucleotide divergince rate)을 각각 측정하였다. 미토콘드리아 DNA 크기(genome size)는 또아리물달팽이가 12.08 kb, 수정또아리물달팽이가 14.4 kb, 그리고 배꼽또아리물달팽이가 12.93 kb로 관찰되었다. 염기분화율(p)는 또아리물달팽이/수정또아리물달팽이 군에서 p=12.7%, 배꼽또아리물달팽이와 상기 2종군 사이의 염기분화율은 P=56.6%여서 배꼽 또아리물달팽이류는 타 2종보다 그 분화율이 매우 높음을 알 수 있었다. 이상의 결과로 보아 분류군(taxa)의 mtDNA 변이에 의한 RELP기법이 앞으로 한국산 담수 패류 연구에 널리 응용될 수 있음이 확인되었다.
ES cell의 수립으로 특히 mouse를 중심으로 한 발생학, 유전학 연구의 획기적 발전과 형질변환 동물의 생산 및 동물 체내에서 유전자 기능의 탐구에 매우 큰 변혁을 가져오게 되었다. 또한 ES cell과 embryoid body는 체외 분화능의 연구에 있어 새로운 cytokine의 발견 및 세포 수준에서의 유전자 기능 해석의 강력한 연구수단으로서 폭 넓게 이용되어 질 수 있는 가능성을 시사하고 있다. 이는 ES cell line이 지닌 두 가지 장점, 즉, 유전자 조작의 용이함과, 거의 모든 종류의 성체 구성세포로 분화할 수 있는 성질 때문이다. 이러한 ES cell technology를 실제로 제반 학문과 특히, 인간에게 적용하기 위해서는 반드시 해결해야 할 중요한 문제점이 있다. 첫째로, ES cell을 대상으로 하는 형질변환 방법의 편의성 및 효율개선이 이루어 wu야 하며, 두 번째로 인간의 유전자 및 세포 이식 치료 등을 비롯한 제반 연구에 직접 적용 가능한 ES cell line의 수립과 체외에서 목적으로 하는 분화 세포를 얻기 위한 배양조건이 확립되어져야 한다. 이러한 목표를 달성하기 위해 ES cell의 발생, 분화과정에 있어서의 분자조절기구, 세포 특이적 promotor, 유도 signal등에 대한 연구가 활발히 진행되어져야 할 것이다.
한국산 담수어류의 잉어목, 황어아과(Leuciscinae) 어류 2속 5종의 계통적 유연관계를 구명하기 위하여 mtDNA분석을 실시하였다 6 base를 인지하는 10개의 제한효소를 처리하여 얻어진 강tDNA의 크기는 16.5-17.5 Kb였으며 Bcl I, Bgl I, Bgl II, Hin dIII, Pvu II, Xba I 등은 종간 차이가 뚜렷하였다. 각종의 집단간 mtDNA분화정도는 매우 낮았으나(p=1% 미만) M. oxyephalus의 무주집단과 제주집단은 예리적으로 큰 차이를 보였다(p=5.3%) Moroco속의 종간 분화정도를 비교한 결과 M. oxycephafus와 M. lagowsk서 사이가 평균 f=7.2%로 근면관계가 제일 가까웠고 M. keumkang과 M. semotilus는 타종들과 근연관계가 제일 멀었다. Moroco속과 Phoxinus속간의 평균 유전적 분화정도는 f=13.7%로 현저한 차이를 보였다. Brown 등(1979)의 공식을 이용하여 이들 황어아과 2속 5종의 분화시기를 추정한 결과 이들은 후기 선신세(Pliocene)와 흥적세(Pleistocene) 사이에 분화된 것으로 추정되었으며 이 결과는 동위효소 연구에서 얻어진 결파(Yang and Min, 1989)와 잘 일치한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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