A universal DNA barcoding for agricultural noxious weeds is a powerful technique for species identification without morphological knowledge, by using short sections of DNA from a specific region of the genome. Two standard barcode markers, chloroplast rbcL and matK, and a supplementary nuclear ribosomal Internal Transcribed Spacer (ITS) region were used to examine the effectiveness of the markers for Pooideae barcoding using 163 individuals of 29 taxa across 16 genera of Korean Pooideae. The rbcL and ITS revealed a good level of amplification and sequencing success while matK did not. Barcode gaps were 78.6% for rbcL, 96.2% for matK, and 91.7% for ITS, respectively. Resolving powers were 89.3% for rbcL, 92.3% for matK, and 79.1% for ITS. The matK obtained the best both barcode gap and resolving power. However, it should be considered not to employ matK for Pooideae barcode because of low rate of PCR amplification and sequencing success. As a single DNA marker, rbcL and ITS were reasonable for Pooideae barcode. Barcode gap and resolving power were increased when ITS was incorporated into the rbcL. The barcode sequences were deposited to the National Center for Biotechnology Information (NCBI) database for public use.
Lee, Jeongran;Kim, Chang-Seok;Lee, In-Yong;Oh, Hyun-Ju;Kim, Jung Hyun;Kim, Sun Yu
Weed & Turfgrass Science
/
v.4
no.1
/
pp.26-34
/
2015
Korean Poaceae includes approximately 80 species of the agricultural weeds. Precise species identification is the first step for more effective weed management in the agricultural fields. However, the identification of species in Poaceae is not easy without the assistance of taxonomists or identification experts although they are relatively easy to distinguish from the plants of the other family by the unique characteristics of caryopsis. Thus, DNA barcode was suggested as an alternative powerful technique for species identification by using short sections of DNA from a specific region of the genome. Two standard barcode markers of vascular plants, chloroplast rbcL and matK, and a supplementary nuclear ribosomal Internal Transcribed Spacer (ITS) region were used for barcode of major Korean Poaceae weeds, 403 individuals of 84 taxa. All the barcode markers revealed a good level of sequencing success with the lowest 73.7% for matK and the highest 88.8% for rbcL. The barcode sequences were deposited to the National Center for Biotechnology Information (NCBI) database for public use. Combined matK and ITS showed very high resolving power with 92.9%. Besides the identification of weeds for weed managment, the generated DNA barcode data could be used for many other applications such as rapid biodiversity assessment and conservation prioritization.
Echinochloa colona is one of the most problematic weeds in the paddy fields of the world. In recent years, this species is likely to be introduced in Korea due to global warming, the expansion of international trade including agricultural products, and increasing tourists. We tried to identify the species from Korean Echinochloa crus-galli and E. oryzicola in order to establish the control measures in case of the initial influx. For this study, Echinochloa colona collected from the National Plant Germplasm System, USA were examined and E. crus-galli and E. oryzicola were collected in Korea. It is, however, very difficult to identify for Echinochloa species using morphological characters because of numerous interspecific and intraspecific types found in nature. Thus, we barcoded the species using rbcL, matK, and ITS. All three markers identified E. colona very well from the others. ITS alone may be enough as a DNA barcode for E. colona identification, when considering cost and effectiveness. The barcode sequences were deposited to the National Center for Biotechnology Information database for public use.
Food poisoning accidents caused by poisonous plants occur every year. As certain poisonous plants are mistaken for edible plants causing food poisoning, accurate species identification of poisonous plants is required. DNA barcodes suitable for species identification of poisonous plants and database that can be used for accurate species identification are necessary for their use in forensic cases. In this study, species identification of 19 poisonous plants native to Jeju Island using seven DNA barcodes (trnH-psbA, trnL-trnF, trnL intron, rbcL, matK, ITS1-ITS4, 18S rRNA) was performed to construct a database containing sequence information and DNA barcode universality. trnL-trnF barcode and ITS1-ITS4 barcode were the easiest markers for PCR amplification and sequence retrieval, and the combination of the two barcodes enabled single species identification in 18 out of 19 plants. Therefore, when an investigation of unknown poisonous plants is requested, combination of trnL-trnF and ITS1-ITS4 barcodes is considered as a primary marker for species identification. The database of recommended DNA barcodes for each poisonous plant presented in this study will be helpful in plants poisoning cases.
Species identification for the Korean tribe Desmodieae was conducted using the DNA barcoding genes rbcL, matK (from chloroplast DNA) and ITS (from nuclear ribosomal DNA). A total of 25 taxa (n = 75) in five genera were sequenced, and neighbor-joining trees were constructed using different combinations of DNA barcodes. When comparing these phylogenetic trees, a tree with all loci combined (rbcL + matK + ITS) showed the highest rate of identification success (72%). On this tree, two subtribes and five genera within the tribe were supported as monophyletic. In the Desmodiinae clade, Desmodium and Hylodesmum were more closely related to each other than to Ohwia. In the Hylodesmum clade, H. oldhamii was found to be a sister to H. podocarpum complex, and all taxa within the complex were identified successfully. Subsp. fallax, regarded as a variety of subsp. oxyphyllum, is closely clustered with subsp. podocarpum. Although var. mandshuricum has been regarded as a synonym of var. oxyphyllum, this taxon is supported as a distinct variety. For the Lespedezinae clade, all species of Kummerowia were monophyletic, while nine of 16 Lespedeza taxa were identified successfully. In particular, the resolution of Macrolespedeza (28.5%) was lower than that of Junceae (77.8%). Among the Lespedeza taxa, L. cuneata was distinguishable from L. lichiyuniae, despite morphological similarities. It has been suggested that both L. maritima and L. inschanica are hybrids. The former is thought to be an independent species. While it is difficult to determine whether the latter originated via hybridization, this study showed that it is closely related to L. juncea.
Molecular phylogenetic analysis was conducted to evaluate the taxonomic relationships of genus Arisaema L. distributed in Korea and the molecular phylogenetic characteristics of three authentic Arisaema species for the herbal medicine Arisaematis Rhizoma (the rhizomes of A. amurense, A. heterophyllum, and A. erubescens). The sequences of three DNA barcodes (rDNA-ITS, matK, and rbcL) were analyzed using 50 samples of nine taxa consisted of eight Korean and one Chinese Arisaema with one outgroup (Dracunculus vulgaris). Both individual and combined phylogenetic analyses of three DNA barcode sequences revealed that the treated nine taxa are independently classified into six distinct clades (Clade I, A. amurense f. amurense and A. amurense f. serratum; Clade II, A. serratum and A. takesimense; Clade III, A. ringens; Clade IV, A. erubescens; Clade V, A. heterophyllum; Clade VI, A. thunbergii subsp. thunbergii and A. thunbergii subsp. geomundoense). These six clades were reasonably divided into three individual sections, Pedatisecta, Sinarisaema, and Tortuosa. Futhermore, the results of comparative DNA barcode sequences analyses provided a significant information for the taxonomic reconsideration of Arisaema L. at the specific and intraspecific level. However, we could not confirm the taxonomic characteristics or identity among the three authentic medicinal species through the molecular phylogenetic analyses of genus Arisaema L. for Arisaematis Rhizoma.
Lee, Young Mi;Moon, Byeong Cheol;Ji, Yunui;Kim, Wook Jin;Kim, Ho Kyoung
The Korea Journal of Herbology
/
v.28
no.6
/
pp.53-58
/
2013
Objectives : Pinelliae Tuber has been used as a typical unauthentic herbal medicines. Due to the morphological similarity between Pinelliae Tuber and adulterants, the correct authentication is very difficult. Therefore, we introduced DNA barcode to establish a powerful tool for the authentication of Pinelliae Tuner from adulterants. Methods : To obtain DNA barcode regions, genomic DNA was extracted from nineteen specimens of Pinellia ternata, Pinellia pedatisecta, Pinellia tripartita, and Typhonium flagelliforme, and matK and rbcL genes were amplified. For identification of species specific sequences and analysis phylogenetic relationship, a comparative analysis were performed by the ClastalW and UPGMA based on entire sequences of matK and rbcL genes, respectively. Results : In comparison of two DNA barcode sequences, we elucidated the phylogenetic relationship showing distinct four groups depending on species and identified 40 and 20 species specific nucleotides enough to distinguish each species from matK and rbcL gene, respectively. The sequence differences at the corresponding positions were avaliable genetic marker nulceotides to discriminate the correct species among analyzed four species. These results indicated that phylogentic and comparative analysis of matK and rbcL genes are useful genetic markers to authenticate Pinelliae Tubers. Conclusions : The marker nucleotides enough to distinguish P. ternata, P. tripatrita, P. peditisecta, and T. flagelliform, were observed at 40 positions in matK gene and 20 positions in rbcL gene sequence, respectively. These differences can be used to authenticate Pinelliae Tuber from adulterants as well as discriminate each four species.
Kim, Wook Jin;Yang, Sungyu;Choi, Goya;Moon, Byeong Cheol
The Korea Journal of Herbology
/
v.31
no.5
/
pp.15-23
/
2016
Objectives : Araliae Continentalis Radix and Angelicae Pubescentis Radix have been used as the same medicinal name Korean and Chinese traditional medicines, respectively. The authentic Araliae Continentalis Radix is described only the root of Aralia continentalis in the Korean Pharmarcopoeia. However, the dried root of Angelica biserrata, Levisticum officinale, or Heracleum moellendorffii also has been distributed adulterants of Araliae Continentalis Radix. To develop a reliable method for identifying Araliae Continentalis Radix from adulterants, we carried out the analyses of universal DNA barcode sequences.Methods : Four plants species were collected from different habitate and nucleotide sequences of matK and rbcL were analyzed. The species-specific sequences and phylogenetic relationship were estimated using entire sequences of two DNA barcodes, respectively.Results : In comparative analysis of matK sequences, we were identified 104 positions of marker nucleotide for Ar. continentalis, 3 for An. biserrata, 4 for L. officinale and 8 for H. moellendorffii enough to distinguish individual species, respectively. Furthermore, we obtained marker nucleotides in rbcL at 42 positions for Ar. continentalis, 5 for An. biserrata and 2 for H. moellendorffii, but not for L. officinale. The phylogenetic tree of matK and rbcL were showed that all samples were clustered into four groups constituting homogeneous clades within the species.Conclusions : We confirmed that species-specific marker nucleotides of matK sequence provides distinct genetic information enough to identify four species. Therefore, we suggest that matK gene is useful DNA barcode for discriminating authentic Araliae Continentalis Radix from inauthentic adulterants.
Kim, Wook Jin;Ji, Yunui;Lee, Young Mi;Kang, Young Min;Choi, Goya;Kim, Ho Kyoung;Moon, Byeong Cheol
The Korea Journal of Herbology
/
v.29
no.6
/
pp.45-53
/
2014
Objectives : Due to the morphological similarity of in the roots of herbal medicine, the official herbal medicine is very difficult to authenticate between the original plants of Patriniae Radix and two adulterant Patrinia species. Therefore, we introduced DNA barcode analysis to establish a powerful tool for the authentication of Patriniae Radix from its adulterants. Methods : To analyze DNA barcode regions, genomic DNA was extracted from twenty-nine specimens of Patrinia scabiosaefolia, Patrinia villosa, Patrinia saniculifolia, and Patrinia rupestris, and internal transcribed spacer 2(ITS2), matK and rbcL genes were amplified. For identification of species specific sequences, a comparative analysis was performed by the ClastalW based on entire sequences of ITS2, matK and rbcL genes, respectively. Results : In comparison of three DNA barcode sequences, we identified 22, 22, and 12 species-specific nucleotides enough to distinguish each four species from ITS2, matK and rbcL gene, respectively. The sequence differences at the corresponding positions were available genetic marker nucleotides to discriminate the correct species among analyzed four species. These results indicated that comparative analysis of ITS2, matK and rbcL genes were useful genetic markers to authenticate Patriniae Radix. Conclusions : The marker nucleotides enough to distinguish P. scabiosaefolia, P. villosa, P. saniculifolia, and P. rupestris, were obtained at 22 SNP marker nucleotides from ITS2 and matK DNA barcode sequences, but they were confirmed at 12 SNP marker nucleotides from rbcL. These differences could be used to authenticate Patriniae Radix from its adulterants as well as discriminating each four species.
Most Araliaceae plant species distributed in Korea are economically important because of their high medicinal values. This study was conducted to develop barcode markers from sequence analysis of chloroplast DNA in 14 taxa of Araliaceae species grown in South Korea. Sequencing of seven chloroplast DNA regions was performed to establish the DNA barcode markers, as suggested by the Consortium for the Barcode of Life (CBOL). From the sequence analysis of chloroplast DNA, we identified specific sequences and nucleotides that allowed us to discriminate among each other 14 Korean Araliaceae species. The sequence in the region of psbA-trnH revealed the most frequent DNA indels and substitutions of all 7 regions studied. This psbA-trnH marker alone can discriminate among all 14 species. There are no differences between Korean and Chinese Panax ginseng in all seven sequenced chloroplast DNA regions. A phylogenetic tree constructed using the seven chloroplast DNA regions revealed that Tetrapanax papyriferus should be classified as an independent clade. The Aralia and Panax genera showed a close phylogenetic relationship. Five species in the Eleutherococcus genus were more closely related to Kalopanax septemlobus than to any Panax species.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.