• 식물분류학회지
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• 제43권1호
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• pp.46-55
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• 2013

울릉도에만 한정 분포하는 회솔나무(Taxus cuspidata var. latifolia)의 분류학적 위치를 파악하기 위해 근연종인 주목(T. cuspidata var. cuspidata), 설악눈주목(T. caespitosa), 일본에 분포하는 T. cuspidata var. nana 4분류군을 대상으로 외부형태학적 연구와 DNA 바코딩 연구를 수행하였다. 회솔나무는 여러 학자들에 의해 주목의 이명으로 처리되거나 주목의 변종으로 처리되었던 분류군으로 분류학적 위치에 대한 이견이 많은 분류군이다. 이번 연구를 통해 회솔나무는 외부형태학적으로 근연종에 비해 원줄기는 곧고, 잎의 길이와 폭은 1.4배 이상 길고 종자는 가종피 바깥으로 돌출되는 특징으로 뚜렷이 구별되었다. DNA 바코딩 연구를 통해 matK, rbcL, trnL-trnF(trnL intron 포함) 구간의 염기서열을 비교한 결과 회솔나무는 유럽주목인 Taxus baccata와는 별개의 분계조를 형성하고 주목과 하나의 분계조를 형성하며 100% 동일한 염기서열을 갖는 것으로 나타났다. 한국 특산종인 설악눈주목은 외부형태학적으로 원줄기가 여러 개 나오며 옆으로 기고 잎의 길이와 폭은 주목에 비해 0.8-0.9배 작은 특징으로 뚜렷이 구별되지만, DNA 바코딩 연구 결과 주목과 100% 동일한 염기서열 서열을 가지며 하나의 분계조를 형성했다. 따라서 본 연구결과를 바탕으로 울릉도에 한정 분포하며 근연종에 비해 뚜렷한 형태학적 차이를 보이는 회솔나무는 T. cuspidata의 변종인 T. cuspidata var. latifolia로 인정하는 것이 타당한 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제32권2호
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• pp.94-111
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• 2023

효과적인 외래생물 관리 전략 수립을 위해서는 도입 및 확산 여부 평가를 위한 정기 모니터링이 요구된다. 환경 DNA (eDNA, environmental DNA) 메타바코딩은 높은 검출 민감도를 가지고 다수의 종을 동시에 검출할 수 있어 외래생물의 출현 여부와 그 영향을 평가하는데 활발히 활용되고 있다. 국내에서는 어류를 중심으로 메타바코딩의 적용 가능성 평가가 이루어지고 있으며 타 분류군에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 환경 DNA 메타바코딩을 활용한 국내 외래생물 탐지 가능성을 확인하고자 했다. 분류군별 검출 가능성을 확인하기 위해 어류, 포유류, 조류, 양서류를 목표로 디자인 된 4가지 범용 프라이머(MiFish, MiMammal, Mibird, Amp16S)를 활용하여 대상종 검출 여부를 평가하였다. 그 결과, 총 55개 지점 중 17개 지점(Trachemys scripta, 3개 지점; Cervus nippon, 3개 지점; Micropterus salmoides, 7개 지점; Rana catesbeiana, 4개 지점)에서 대상종의 서식이 확인되었다. 대상지 내 조밀한 지점 선정에도 생태적 특성을 반영한 검출 지점에 차이가 나타났다. 큰입배스와 붉은귀거북을 중심으로 외래생물이 출현이 생물 군집구조(종 풍부도, 풍부도, 다양도)에 미치는 영향을 비교한 결과, 외래생물이 서식하는 지점에서의 다양도가 더 높게 나타났다. 또한 외래생물 출현 지점에서 출현 종 수가 1~4종 추가 검출되었으며 풍부도 또한 1.7배 높게 나타났다. 메타바코딩을 통한 외래생물 검출 결과 및 군집구조 비교는 eDNA를 통한 다량의 모니터링 데이터 구축이 다차원적 생태계 평가에 효율적으로 활용될 수 있음을 나타냈다. 또한 환경의 인위적, 자연적 변화에 따른 생물상 변화를 관찰하고 자연생태 분야의 환경영향평가 등 현황 평가 및 예측을 위한 주요한 기초자료로 활용 가능성을 제시하였다.

• 한국어류학회지
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• 제34권2호
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• pp.119-126
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• 2022

본 연구는 동중국해에서 수집한 치어(체장 5.2 mm)의 종을 COI 바코딩을 통해 남방표문쥐치(Naso hexacanthus)로 동정하고, 형태를 처음으로 보고한다. 치어는 마름모꼴의 몸통으로 등지느러미와 뒷지느러미의 첫 극조는 길고 톱니가 나 있었다. 뒷지느러미 기저부에 네 개의 흑색소포, 미병부에 밀집한 흑색소포, 뇌 표면에 퍼져 있는 흑색소포가 있었다. 작은 가시 한 개가 각각 콧등과 눈 뒤에 있었고, 톱니 모양의 돌기가 머리, 눈 위, 전새개골 내부와 외부, 새개골 아래와 옆 부분에 발달하였다. COI 바코딩으로 동정한 남방표문쥐치 치어의 형태적 특징은 치어의 종 동정에 유용할 것이다.

• 생태와환경
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• 제54권3호
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• pp.156-169
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• 2021

동물플랑크톤 군집 연구에 DNA 바코딩과 같은 DNA 분석 기법의 적용은 분류형태학을 기반으로 하는 전통적인 종동정 시 발생할 수 있는 문제(e.g. 개체의 표현형 가소성에 의한 오동정, 유사종 및 자매종, 유생 시기의 종 동정의 어려움)를 보완할 수 있다. 최근 DNA 시퀀싱 기술의 발전으로 다양한 수생태계의 동물플랑크톤 군집은 물론, 육안 및 현미경을 통해 구분하는 데 한계가 있는 동물플랑크톤의 위 내용물에 대한 DNA 기반 군집 분석 또한 가능하게 되었으며, 이는 동물플랑크톤의 섭식 먹이원 분석을 통한 생물학적 상호작용을 이해를 돕는다. 본 논문은 동물플랑크톤 연구에 DNA 분석 기법이 활용된 사례(e.g. DNA 바코딩을 이용한 계통분류학적 연구, 메타바코딩을 이용한 군집 분석, 위 내용물 분석)를 소개하고 분석 방법을 요약하여, 최종적으로 향후 이를 활용하고자 하는 연구자들에게 연구 접근성을 높일 수 있도록 방법론적인 기초 지식을 제공하고자 하였다.

• 생태와환경
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• 제54권3호
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• pp.199-208
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• 2021

메타바코딩을 이용한 환경 DNA 분석은 검출 감도가 높아 어류의 생물다양성 평가 및 멸종위기종의 검출에 유용한 기술이다. 이번 연구는 메타바코딩을 이용해 우리나라 담수어류를 대상으로 높은 검출 효율을 보일 수 있는 적합한 분석방법을 확인하기 위해 4가지 분석조건별, 즉 필터(cellulose nitrate filter, glass fiber filter), 추출 키트(DNeasy^® Blood & Tissue Kit, DNeasy^® PowerWater Kit), 프라이머 조합(12S rDNA, 16S rDNA) 그리고 PCR 방법(conventional PCR, touchdown PCR)로 나타나는 Operational Taxonomic Units(OTUs) 수와 종 조성을 비교하였다. Glass fiber filter와 DNeasy^® Tissue & Blood Kit를 이용해 추출한 시료는 12S rDNA와 16S rDNA 프라이머 조합에서 담수어류 OTUs가 가장 많이 검출되었다. 모든 분석조건 중 프라이머 조합에서만 조기어강(Class Actinopterygii) 평균 OTUs 수에서 통계적으로 유의한 차이를 보였고(Non-parametric Wilcoxon Signed Ranks Test, p=0.005), 담수어류 평균 OTUs 수는 유의하지 않았다. 종 조성 비교 결과 역시 프라이머 조합에서 유의한 차이를 보였고(PERMANOVA, Pseudo-F=6.9489, p=0.006), 나머지 분석조건에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. NMDS 분석 결과 종 조성은 유사도 65% 기준에서 프라이머 조합에 따라 묶였고, 16S rDNA 프라이머 세트는 주로 멸종위기종인 모래주사(Microphysogobio koreensis), 꼬치동자개(Pseudogobio brevicorpus)가 기여하였고, 12S rDNA 프라이머 세트는 주로 일반종인 피라미(Zacco platypus), 꺽지(Coreoperca herzi) 등이 기여한 것으로 나타났다. 본 연구는 국내 하천에서 채취한 시료에 대한 메타바코딩을 이용한 종 다양성 분석의 기초정보를 제공한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권1호
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• pp.9-16
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• 2018

DNA 바코딩 기술은 다양한 약용식물 종들의 기원을 확인하기 위해 폭넓게 이용되고 있는 연구방법이다. 그러나, 시중에 판매되고 있는 유사 식물종을 재료로 사용한 상품이나 혼재되어 있는 상품에서 확인하고자 하는 약용식물을 선별 가능한 실질적인 기술의 개발은 아직 많이 미흡한 실정이다. 최근에는 보다 신속하고 정확도가 높은 기술을 개발하고자 DNA barcoding (Bar) 기술과 high-resolution melting (HRM) curve pattern 분석기술을 혼합한 Bar-HRM 분석기술을 이용한 연구가 진행 중에 있다. 본 리뷰논문에서는 국제적인 시장에서 다양한 기원의 약용식물 판별에 실질적으로 적용 가능한 Bar-HRM 기술의 최근의 발전 과정과 그 이용에 대해서 정리하였다. 다양한 연구들을 통해서 일부 성공적인 결과들이 보고되고 있지만, 제한된 DNA 바코드 및 단일염기다형성(Single Nucleotide Polymorphism, SNP) 등 아직 해결되어야 할 과제들이 많다. 특히, 핵 내 바코드로는 ribosomal DNA의 internal transcribed sequence (ITS)단편 이외에는 보고된 사례가 한건도 없었다. 또한, 약용식물을 끓는 물로 추출하여 가공한 약탕, 잼, 젤리, 쥬스 등의 제품은 DNA 단편이 분해되어 분리가 안 되는 경우에는 DNA바코딩 기술을 적용하기가 곤란한 것으로 알려져 있으나 비교적 짧은 DNA단편이 요구되는 Bar-HRM 분석기술을 이용하여 일부 성공한 보고도 있어 향후 그 응용사례가 증가할 것으로 전망된다.

• 생태와환경
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• 제55권4호
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• pp.368-375
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• 2022

보구치는 어류와 요각류가 공통 먹이원으로 분석되었다. 광양만에서 채집한 보구치가 가장 많이 먹은 먹이원은 단각류로 ASV 빈도가 62.5%로 나타났으며 여수 어시장에서 구입한 보구치는 어류의 ASV 빈도가 16.6%로 가장 많았다. 광양만에서 채집한 참조기의 우점 먹이원은 십각류로 ASV 빈도가가 99.9%로 나타났으며 어시장의 참조기는 어류의 ASV 빈도가 51.2%로 조사되었다. 광양만과 어시장의 자주새우 우점 먹이원은 각각 요각류로 92.6%와 100%로 조사되었다. 광양만에서 채집한 꼴뚜기는 요각류(91.4%)를 가장 많이 먹었으나 어시장에서 구입한 갑오징어는 어류(96.6%)를 가장 많이 섭식하였다. 계층적 군집 분석 결과, 꼴뚜기 및 채집한 자주새우와 구입한 자주새우는 먹이원이 유사하였으며 보구치와 참조기, 갑오징어와는 차이가 있는 것으로 조사되었다. 네트워크 분석 결과, 요각류는 참조기를 제외한 모든 수서 생물과 연결되어 있어 가장 중요한 먹이원인 것으로 조사되었다. 먹이원 폭 분석 결과 광양만에서 채집한 참조기의 먹이원 폭 값은 0.001로 낮았으나 어시장에서 구입한 참조기의 먹이원 폭 값은 0.886으로 먹이원 다양성이 가장 높았다. 영양단계 분석 결과, 어류를 주로 섭식했던 갑오징어가 3.98로 가장 높았으며, 광양만에서 채집한 보구치가 2.0으로 영양단계가 가장 낮은 것으로 조사되었다. 이를 통해 위 내용물의 DNA 메타바코딩을 활용한 먹이원 분석 연구는 육안을 통한 먹이원 분석 사이에서 상호보완하여 섭식생태 연구에 활용할 수 있을 것이다.

• 환경생물
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• 제41권4호
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• pp.637-656
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• 2023

강 하구는 높은 생산성을 나타내는 생물다양성이 가장 높은 대표 수생태계이다. 환경 DNA (eDNA)를 이용한 수생태계 모니터링은 현장의 환경 시료를 확보하여 시료 내 존재하는 생물로부터 유래된 DNA를 추출하는 방법으로서 기존의 어구를 이용한 현장조사 모니터링에 비해 효율적이고 민감도가 높아 보완적인 방법으로 이용되고 있다. 본 연구는 낙동강 수계 하구 생태계를 대표하는 내륙 습지 하천인 태화강과 창원천을 대상으로 환경특성, 어류 군집구조와 종 다양성을 파악하였다. 태화강에서는 양측회유성, 소하성 및 강하성 어류인 은어, 황어 및 뱀장어의 서식이 대부분의 조사 시기 동안 확인되어 연안에서부터 중류 및 지류까지 비교적 원활한 서식처 종적 연결성을 나타내는 생태계임을 알 수 있었다. 또한, 창원천의 경우 특히 바다와 가까운 내륙 습지 하천으로 많은 다양한 해산어류 및 망둑어류의 서식이 확인되었으나, 회유성 어종인 은어는 환경 DNA에서만 검출되었고 현장조사에서는 관찰되지 않았다. 어구조사를 통한 종 다양성 평가 결과 태화강이 창원천에 비해 낮은 우점도지수, 높은 풍부도, 균등도, 다양도지수 수치를 나타내어 상대적으로 양호한 어류 군집 구조 상태를 나타냈다. 어구를 이용한 현장조사와 환경 DNA 메타바코딩 기법을 이용하여 태화강과 창원천 하구 생태계 어류 군집 구조 및 종 다양성을 비교 분석하였다. 어구를 이용한 3회 현장조사 결과 9~19종이 확인되었고 환경 DNA 1회 분석 결과 11~18종으로 환경 DNA 분석이 현장조사 결과와 유사한 수준의 종 수를 확인할 수 있었다. 어구를 이용한 5월 현장조사 결과는 6~11종이 확인된 점을 고려하면 환경 DNA가 종 탐지에서 민감도가 더 높음을 알 수 있었다. 환경 DNA를 이용한 수생태계 모니터링을 위한 어류 종 탐지의 잠재적인 효용성을 확인할 수 있었으나 우리나라 고유종 및 유전적으로 가까운 근연종들의 경우 명확한 종 동정에 어려움이 있었으며, 현장조사 시 관찰되었으나 환경 DNA에서 검출되지 않은 경우(위음성; false negative)와 현장조사 시 관찰되지 않은 종이 환경 DNA에서 검출(위양성; false positive)되는 자료의 한계점도 존재하였다. 향후 국내 고유종의 local DB 확보, 환경 DNA 조사 표준화 방법 구축, 국내 담수어류 대상 분자마커 개발 등이 확립된다면 수생태계 모니터링에 아주 효율적이며 실용적인 조사 방법으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제22권6호
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• pp.125-138
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• 2019

This study aims to highlight the possibility in identifying species composition of fish communities using the environmental DNA (eDNA) metabarcoding technique, from both of the technical introduction and the pilot test at urban ecological streams. This new emerging survey technique using eDNA is getting popular in the world as a compensating way for the conventional field survey. However, the application to the domestic cases has yet to be studied. We attempted to use this technique for identifying fish species observed at four survey points in Hwangguji-chon, Suwon City. As a result, the detected number of species by eDNA sampled once in May was significantly matched with the total number of observed species in annual field surveys. Additionally eDNA results indicated the presence possibility of the unobserved species in field last year, even though the validation may be required. This survey technique seems to be more efficient and applicable to diverse situations of the fields and species, thereby needs to be studied further. We discussed the pros and cons of the application and summarized the research directions in future.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제24권6호
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• pp.133-144
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• 2021

This study aims to estimate location of land mammals habitat by analyzing spatial data and investigate how to apply environmental DNA monitoring methodology to lotic system in Yangpyeong-gun, Gyeonggi-do. Environmental DNA sampling points are selected through spatial analysis with QGIS open source program by overlaying Kernel density of wild boar(Sus scrofa), elevation, slope and land-cover map, and 81 samples are collected. After 240 mL of water was filtered in each sample, metabarcoding technique using MiMammal universal primer was applied in order to get a whole list of mammal species whose DNA particles contained in filtered water. 8 and 22 samples showed DNA of wild boar and water deer, respectively. DNA of raccoon dog, Eurasian otter, and Siberian weasel are also detected through metabarcoding analysis. This study is valuable that conducted in outdoor lotic system. The study suggests a new wildlife monitoring methodology integrating overlayed geographic data and environmental DNA.