• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
• /
• 제2권1호
• /
• pp.37-53
• /
• 2001

Two regions of mtDNA genome, cytochrome oxidase subunit I (COI) and 165 ribosomal RNA (165 rRNA) genes, were sequenced for 15 species of the long-horned beetle belonging to four subfamilies and geographic samples of mulberry longicorn beetle, Apriona germari, from two localities in Korea. Ten samples of A. germari collected from Suwon and Busan revealed three COI haplotypes ranging in nucleotide divergence of 0.3% to 0.5%, and the two populations shared one common COI haplotype (80%). The sequence divergence among 15 species of the long-horned beetle was much higher in COI gene (12.3%∼39.4%) than 16S rRNA gene (7.2% to 23.1), and the maximum value in the COI gene is exceptional compared with other relevant studies, including that of Coleoptera. The greatly increased divergence in the COI gene, in facto was stemmed from a peculiar sequence of Prionus insularis belonging to Prioninne, divergence of which ranges from 31.2% to 39.3% from other species. We discussed possible reason of the divergence in this species. Due to the abnormality of COI gene divergence, decrease in phylogenetic signal was severe in COI nucleotide and, subsequently, the converted amino acid sequences, rendering us to put more confidence on the 16S5 rRNA gene data. Although the molecular phylogeny confidently supports the monophyletic origin of Lepturinae, the presence of discrepancy between molecular data and traditional taxonomic views also is a testable hyothesis. One such discrepancy includes taxonomic position of Sophronica obrioides and Theophilea cylindricollis belonging to Lamiinae.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
• /
• 제23권1호
• /
• pp.155-166
• /
• 2011

The leaf beetle, $Chrysolina$ $aurichalcea$ (Coleoptera: Chysomelidae), is a pest damaging plants of Compositae. In order to understand the genetic diversity and geographic variation we sequenced a portion of mitochondrial COI gene (658 bp) and complete nuclear internal transcribed spacer 2 (ITS2) of the species collected from seven Korean localities. A total of 17 haplotypes (CACOI01~CACOI17), with the maximum sequence divergence of 3.04% (20 bp) were obtained from COI gene sequence, whereas 16 sequence types (ITS2CA01~ITS2CA16), with the maximum sequence divergence of 2.013% (9 bp) were obtained from ITS2, indicating substantially larger sequence divergence in COI gene sequence. Phylogenetically, the COI gene provided two haplotype groups with a high nodal support (${\geq}87%$), whereas ITS2 provided only one sequence type group with a high nodal support (${\geq}92%$). The result of COI gene sequence may suggest the presence of historical biogeographic barriers that bolstered genetic subdivision in the species. Different grouping pattern between COI gene and ITS2 sequences were interpreted in terms of recent dispersal, reflected in the ITS2 sequence. Finding of unique haplotypes and sequence types only from Beakryeng-Islet population was interpreted as an intact remnant of ancient polymorphism. As more samples are analyzed using further hyper-variable marker, further fruitful inference on the geographic contour of the species might be available.

• 생명과학회지
• /
• 제21권7호
• /
• pp.939-946
• /
• 2011

미토콘드리아 산화효소(COI) 유전자의 서열을 이용하여 한국 내 육지플라나리아의 분류와 계통관계를 규명하였다. 유전자은행에서 Bipaliidae과의 종에 관한 기 발표된 서열을 계통분석을 위해 포함시켰다. 육지 플라나리아의 서열 배당은 387 bp에서 444 bp로 나타났으며 이런 차이는 염기 삽입에 기인하였다. COI 분석에 근거한 계통학적 분지도는 형태적 형질에 의한 결과와 일치하지 않았다. Bipalium nobile가 나머지 분류군(Bipalium adventitium, Bipalium venosum, Bipalium kewense, Bipalium multilineatum)을 포함하는 관계로 나타났다. 내부 가지의 분지군은 강하게 지지되었다(>91%). The phylogenic tree on COI 분석에 의한 계통도는 잘 분리되었다. 이들은 단계원을 형성하였다. 미토콘드리아 산화효소 유전자는 한국 내 육지 플라나리아 분류군을 동정하는데 유력한 도구가 될 수 있다.

• Animal Systematics, Evolution and Diversity
• /
• 제16권2호
• /
• pp.203-211
• /
• 2000

한국에서 양식되어지고 있는 한국산 굴류 4종, 굴(Crassostrea gigas Thunberg), 바위굴(C. nippona Seki), 강굴(C. ariakensis Fujita et Wakiya), 토굴(Ostrea denselamellosa Lischke)의 유전적 근연관계를 조사하고자 미토콘드리아 DNA의 16S rDNA와 cytochrome c oxidase I (COI) 유전자 일부분의 염기서열을 분석하였다. 16S rDNA의 319 bp와 COI유전자의 710 bp를 PCR 증폭하여 염기서열을 결정하였으며, 염기서열과 아미노산서열을 자료로 하여 UPGMA와 neighbor-joining 방법으로 계통수를 작성하고, 종간 유연관계를 확인하였다. Crassostrea 속과 Ostrea 속간 비교에서는 뚜렷한 유전적 분화를 나타내었으며 계통분석 결과, neighbor-joining 방법에 의한 COI의 아미노산 서열분석에서는 굴과 강굴이 자매군을 형성하는 양상을 보였으나 두 유전자의 염기서열과 A+T 비율 비교에서는 굴과 바위굴이 자매군을 형성하는 것으로 나타났다.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
• /
• 제36권2호
• /
• pp.31-41
• /
• 2018

The dung beetle, Copris tripartitus (Coleoptera: Scarabaeidae), is an endangered insect in South Korea. Previously, partial mitochondrial COI and CytB gene sequences have been used to infer genetic diversity and gene flow of this species in South Korea. In this study, we additionally collected C. tripartitus (n = 35) from one previous locality and two new localities, sequenced COI and CytB genes, and combined these with preexisting data for population genetic analysis. Sequence divergence of current samples showed slightly lower values [4.86% (32 bp) for COI and 4.16% (18 bp) for CytB] than that in the previous study. Nucleotide diversity (${\pi}$) ranged from 0.005336 (Gulupdo) to 0.020756 (Seogwi-dong) in COI and 0.009060 (Aewol-eup) to 0.017464 (Seogwi-dong) in CytB. Seogwi-dong samples that showed the highest ${\pi}$ in the previous study also showed the highest ${\pi}$ in this study for both gene sequences. The newly investigated Gulupdo samples had the lowest haplotype diversity for both gene sequences. They also had the lowest ${\pi}$ for COI and the second lowest ${\pi}$ for CytB. On the other hand, the newly added Haean-dong sample had relatively higher diversity estimates. Gene flow among populations was high, although significant difference was only detected between Gulupdo and Anmado or between Gulupdo and Seogwi-dong for COI sequences (P < 0.05). Considering the high genetic diversity and gene flow in C. tripartitus populations, one major issue regarding conservation seems not to be recovery of genetic diversity.

• 생명과학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.626-632
• /
• 2014

한국산 붉바리 집단에서 유전적 구조와 계통 유연관계를 mtDNA COI 유전자 서열의 다형성을 이용하여 조사하였다. COI 유전자 서열을 결정하였고 기존에 보고된 서열들과 비교하였다. 본 연구를 통해 결정된 COI 서열들은 기존에 보고된 EF607565에 대하여 99.1-99.8%의 동일성을 나타내었다. 전체 20가지의 haplotype들이 발견되었고, 한국산 붉바리 집단은 19가지의 haplotype을 나타내었다. 이들 중 Hap_03과 Hap_08은 각각 제주도와 중국-특이적인 COI 서열들을 보였다. 반면, Hap_07은 한국에서 채집된 시료들과 홍콩과 대만에서 보고된 기록 등 여러 COI 서열들을 포함하였다. COI haplotype들의 다형성에 근거한 계통 유전학적 분석을 통해 작성된 NJ tree는 Epinephelus 속 내에서 단계통적인 분지양상을 나타내었고, 이는 붉바리 집단들이 공통의 모계 선조에서 진화한 것임을 나타내었다. 또한 중국해에서 보고된 COI 서열만을 포함하였던 Hap_08은 NJ tree의 중앙부에서 위치하였고, Hap_07의 서열들과도 근연의 관계임을 보여주었다. 이 결과는 중국산 붉바리 역시 동아시아의 다른 집단들과 모계적으로 연관되어있음을 보여주었다. 결과적으로, 동아시아 붉바리 집단들은 모계적으로 연관되어있을 뿐만 아니라 공통의 진화 역사를 공유하고 있으며 여전히 동아시아 해류(Kuroshio 해류)에 의해 영향을 받는 집단이라고 할 수 있다. 본 연구는 붉바리의 유전적 구조와 계통 유연관계를 이해하는 데 도움을 줄 수 있으며, 인공증식과 산업화에 관련된 연구에 있어 중요한 역할을 담당할 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
• /
• 제17권3호통권83호
• /
• pp.318-327
• /
• 2007

본 연구는 여수연안해역에서 채 집 한 보름달 둥근 물해파리를 대상으로 ITS 부위와 미토콘드리아 유전자 염기서열을 이용하여 계통유연관계를 보왔다. ITS 부위를 증폭시키 기 위하여 F5와 R5 primer, 미토콘드리아 COI 유전자 증폭을 위하여 LCO1490과 HCO2198 primer를 사용했다. 증폭은 ITS에서 267 bp, COI에서 643 bp로 나타났다. 한국산 물해파리와 미국 캘리포니아에서 채집한 Aurelia sp.가 유전적 거리가 가장 짧은 0.023을 보인 반면에, 한국산과 미국산, 스웨덴산 물해파리는 동일한 종이지만 유전적 거리가 0.393에서 0.395로 매우 먼 것으로 나타났다. COI유전자의 경우 한국산과 영국산, 터어키산, 스웨덴산, 미국산 물해파리의 유전적 거리 범위는 0.201에서 0.205로 나타났다. 그러나 한국산과 미국산의 bootstrap은 100% 자매군으로 보였다. COI 유전자에 대한 한국산과 미국산 2차 RNA folding 구조를 볼 때 동일한 에너지 하에서도 상이한 2차 folding을 보였다. 따라서 ITS1과 COI 유전자는 보름달 둥근 물해파리 개체군의 생물지리학적 분포 조사를 위하여 유용한 도구로 활용될 것으로 추측된다.

• Journal of information and communication convergence engineering
• /
• 제21권2호
• /
• pp.159-166
• /
• 2023

The COI gene is a sequence of approximately 650 bp at the 5' terminal of the mitochondrial Cytochrome c Oxidase subunit I (COI) gene. As an effective DeoxyriboNucleic Acid (DNA) barcode, it is widely used for the taxonomic identification and evolutionary analysis of species. We created a CNN-LSTM hybrid model by combining the gene features partially extracted by the Long Short-Term Memory ( LSTM ) network with the feature maps obtained by the CNN. Compared to K-Means Clustering, Support Vector Machines (SVM), and a single CNN classification model, after training 278 samples in a training set that included 15 genera from two orders, the CNN-LSTM hybrid model achieved 94% accuracy in the test set, which contained 118 samples. We augmented the training set samples and four genera into four orders, and the classification accuracy of the test set reached 100%. This study also proposes calculating the cosine similarity between the training and test sets to initially assess the reliability of the predicted results and discover new species.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제31권10호
• /
• pp.1558-1564
• /
• 2018

Objective: We report monitoring conservation effect for a Chinese indigenous chicken (Langshan) breed using major histocompatibility complex (MHC) and DNA barcords. Methods: The full length of MHC B-G gene and mitochondrial cytochrome oxidase I (COI) gene in generations 0, 5, 10, 15, 16, and 17 was measured using re-sequencing and sequencing procedures, respectively. Results: There were 292 single nucleotide polymorphisms of MHC B-G gene identified in six generations. Heterozygosity (He) and polymorphic information content (PIC) of MHC B-G gene in generations 10, 15, 16, and 17 remained stable. He and PIC of MHC B-G gene were different in six generations, with G10, G15, G16, G17 >G5>G0 (p<0.05). For the COI gene, there were five haplotypes in generations 0, 5, 10, 15, 16, and 17. Where Hap2 and Hap4 were the shared haplotypes, 164 individuals shared Hap2 haplotypes, while Hap1 and Hap3 were the shared haplotypes in generations 0 and 5 and Hap5 was a shared haplotype in generations 10, 15, 16, and 17. The sequence of COI gene in 6 generations was tested by Tajima's and D value, and the results were not significant, which were consistent with neutral mutation. There were no differences in generations 10, 15, 16, and 17for measured phenotypic traits. In other generations, for annual egg production, with G5, G10, G15, G16, G17>G0 (p<0.05). For age at the first egg and age at sexual maturity, with G10, G15, G16, G17>G5>G0 (p<0.05). Conclusion: Combined with the results of COI gene DNA barcodes, MHC B-G gene, and phenotypic traits we can see that genetic diversity remained stable from generations 10 to 17 and the equimultiple random matching pedigrees conservation population conservation effect of Langshan chicken was effective as measured by these criteria.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제5권2호
• /
• pp.157-168
• /
• 2000

우리나라 동해안에 서식하는 새치성게(Strongylocentrotus intermedius)는 둥근성게과(Strongylocentrotidae)에 속하는 냉수성 해양 무척추동물이다. 둥근성게과에는 현재 9종의 성게가 속해 있으나, 아직 종간의 분류 기준, 계통 분류학적 유연관계, 진화과정 등이 잘 밝혀져 있지 않다. 본 연구는 유전자 염기서열이라는 분자형질을 이용하여 새치성게의 종 분류기준을 확립하고 이 종의 계통진화 및 분화 시기를 파악하고자 수행되었다. 이를 위하여 변화율이 빠르고 모계로만 유전되는 특성을 가진 미토콘드리아의 한 유전자인 cytochrome c oxidase subunit I(COI)을 분석하였다. 새치성게의 생식소에서 DNA를 추출하고 중합효소연쇄반응으로 COI 유전자 단편을 선택적으로 증폭하였으며, 클로닝과 시퀀싱 과정을 거쳐 COI 유전자의 단편 1077개 염기쌍 순서(염기서열)를 확정하였다. 이 염기서열과 유전자 데이터베이스(GenBank)에 들어있는 다른 성게 및 해삼, 불가사리의 유전자를 비교하고 그 분자 계통수를 작성함으로써 새치성게의 진화과정을 분석하였다. COI 유전자 계통수는 새치성게가 태평양 동쪽 연안에 서식하는 S. purpuratus와 계통적으로 자매군(sister species)의 관계에 있음을 보였다. 두 종의 분화 시기는 계통수 상 분지의 길이와 화석연대를 고려하여 산출했을 때 지구 온도의 변동이 심했던 약 890만년 전으로 추정되었다. 태평양의 동안과 서안으로 분리된 두 종의 현재 분포와 종분화 시기의 지구 환경조건은 두 종간의 분화가 환경변화에 따른 개체군의 지리적 분리(vicariance)에 의한 것임을 시사해 준다. 한편, 새치성게의 COI 유전자염기서열은 이 종을 대표하는 분자형질로서 둥근성게과의 성게들을 서로 구분할 수 있는 종분류의 기준이 될 것이다.