• 제목/요약/키워드: Molecular phylogenetic tree

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Studies of Molecular Breeding Technique Using Genome Information on Edible Mushrooms

  • Kong, Won-Sik;Woo, Sung-I;Jang, Kab-Yeul;Shin, Pyung-Gyun;Oh, Youn-Lee;Kim, Eun-sun;Oh, Min-Jee;Park, Young-Jin;Lee, Chang-Soo;Kim, Jong-Guk
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2015년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.53-53
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    • 2015
  • Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation(ATMT) of Flammulina velutipes was used to produce a diverse number of transformants to discover the functions of gene that is vital for its variation color, spore pattern and cellulolytic activity. Futhermore, the transformant pool will be used as a good genetic resource for studying gene functions. Agrobacterium-mediated transformation was conducted in order to generate intentional mutants of F. velutipes strain KACC42777. Then Agrobacterium tumefaciens AGL-1 harboring pBGgHg was transformed into F. velutipes. This method is use to determine the functional gene of F. velutipes. Inverse PCR was used to insert T-DNA into the tagged chromosomal DNA segments and conducting sequence analysis of the F. velutipes. But this experiment had trouble in diverse morphological mutants because of dikaryotic nature of mushroom. It needed to make monokaryotic fruiting varients which introduced genes of compatible mating types. In this study, next generation sequencing data was generated from 28 strains of Flammulina velutipes with different phenotypes using Illumina Hiseq platform. Filtered short reads were initially aligned to the reference genome (KACC42780) to construct a SNP matrix. And then we built a phylogenetic tree based on the validated SNPs. The inferred tree represented that white- and brown- fruitbody forming strains were generally separated although three brown strains, 4103, 4028, and 4195, were grouped with white ones. This topological relationship was consistently reappeared even when we used randomly selected SNPs. Group I containing 4062, 4148, and 4195 strains and group II containing 4188, 4190, and 4194 strains formed early-divergent lineages with robust nodal supports, suggesting that they are independent groups from the members in main clades. To elucidate the distinction between white-fruitbody forming strains isolated from Korea and Japan, phylogenetic analysis was performed using their SNP data with group I members as outgroup. However, no significant genetic variation was noticed in this study. A total of 28 strains of Flammulina velutipes were analyzed to identify the genomic regions responsible for producing white-fruiting body. NGS data was yielded by using Illumina Hiseq platform. Short reads were filtered by quality score and read length were mapped on the reference genome (KACC42780). Between the white- and brown fruitbody forming strains. There is a high possibility that SNPs can be detected among the white strains as homozygous because white phenotype is recessive in F. velutipes. Thus, we constructed SNP matrix within 8 white strains. SNPs discovered between mono3 and mono19, the parental monokaryotic strains of 4210 strain (white), were excluded from the candidate. If the genotypes of SNPs detected between white and brown strains were identical with those in mono3 and mono19 strains, they were included in candidate as a priority. As a result, if more than 5 candidates SNPs were localized in single gene, we regarded as they are possibly related to the white color. In F. velutipes genome, chr01, chr04, chr07,chr11 regions were identified to be associated with white fruitbody forming. White and Brown Fruitbody strains can be used as an identification marker for F. veluipes. We can develop some molecular markers to identify colored strains and discriminate national white varieties against Japanese ones.

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Aspergillus flavus Y2H001의 식물생육촉진과 Gibberellin A3의 생산 (Plant Growth Promotion and Gibberellin A3 Production by Aspergillus flavus Y2H001)

  • 유영현;박종명;강상모;박종한;이인중;김종국
    • 한국균학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.200-205
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    • 2015
  • 경상북도 성주군의 농경지에서 자생하는 들깨를 채집하여 이로부터 형태학적으로 상이한 15개의 내생진균을 순수 분리하였다. 이들의 배양여과액을 이용하여 난장이벼의 유묘에 처리하여 식물생장촉진 활성을 조사한 결과, 이들 중 Y2H001균주가 식물생장활성이 가장 우수한 것으로 나타났다. Y2H001균주의 ITS영역 염기서열과 ${\beta}$-tubulin 유전자 염기서열을 사용하여 계통학적 유연관계를 확인하였으며, 이러한 분자계통학적 분석 및 형태학적 관찰을 통해 Aspergillus flavus로 동정되었다. 또한 A. flavus Y2H001균주의 배양여과액을 GC/MS를 통하여 분석하였고 식물생장을 촉진하는 원인물질로 $GA_3$ (1.954 ng/mL)를 생산하는 것을 확인하였다.

Lasiodiplodia pseudotheobromae에 의한 장미 가지썩음병의 발생 보고 (First Report of Die-Back on Rose (Rosa hybrida) Caused by Lasiodiplodia pseudotheobromae in Korea)

  • 위정인;백창기;박미정;장태현;박종한
    • 식물병연구
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    • 제23권4호
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    • pp.367-371
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    • 2017
  • 2015년에 태안에서 장미의 가지 썩음 증상과 검은 포자체가 붙어 있는 새로운 증상이 관찰되었다. 이 증상의 원인을 찾기 위해 장미 가지의 썩음 증상에서 균사체를 분리하였다. 분리 균주의 병원성을 검정하였더니 건전한 장미 가지가 썩었으며 처음 발견했던 병징과 일치하였다. 형태학적 특성을 조사하고 분자생물학적 분석을 위하여 병원균을 $25^{\circ}C$에 7일간 배양하였다. 병원균의 균사 생장은 빠르며 균총의 색깔은 흰색에서 잿빛으로 변했다. 광학현미경으로 관찰한 분생포자는 회갈색의 타원모양에 격막이 하나 있으며 크기는 $20-31{\times}11-17{\mu}m$이다. 병원균의 ITS 영역, TEF와 TUB 유전자의 염기서열을 결합하여 근연종과 유연관계를 분석한 결과 Lasiodiplodia pseudotheobromae로 동정되었다. 이에 따라 장미에서 L. pseudotheobromae이 발생시키는 가지 썩음 증상을 장미 가지썩음병으로 명명하여 보고하고자 한다.

Characterization and Expression Profile Analysis of a New cDNA Encoding Taxadiene Synthase from Taxus media

  • Kai, Guoyin;Zhao, Lingxia;Zhang, Lei;Li, Zhugang;Guo, Binhui;Zhao, Dongli;Sun, Xiaofen;Miao, Zhiqi;Tang, Kexuan
    • BMB Reports
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    • 제38권6호
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    • pp.668-675
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    • 2005
  • A full-length cDNA encoding taxadiene synthase (designated as TmTXS), which catalyzes the first committed step in the Taxol biosynthetic pathway, was isolated from young leaves of Taxus media by rapid amplification of cDNA ends (RACE). The full-length cDNA of TmTXS had a 2586 bp open reading frame (ORF) encoding a protein of 862 amino acid residues. The deduced protein had isoelectric point (pI) of 5.32 and a calculated molecular weight of about 98 kDa, similar to previously cloned diterpene cyclases from other Taxus species such as T. brevifolia and T. chinenisis. Sequence comparison analysis showed that TmTXS had high similarity with other members of terpene synthase family of plant origin. Tissue expression pattern analysis revealed that TmTXS expressed strongly in leaves, weak in stems and no expression could be detected in fruits. This is the first report on the mRNA expression profile of genes encoding key enzymes involved in Taxol biosynthetic pathway in different tissues of Taxus plants. Phylogenetic tree analysis showed that TmTXS had closest relationship with taxadiene synthase from T. baccata followed by those from T. chinenisis and T. brevifolia. Expression profiles revealed by RT-PCR under different chemical elicitor treatments such as methyl jasmonate (MJ), silver nitrate (SN) and ammonium ceric sulphate (ACS) were also compared for the first time, and the results revealed that expression of TmTXS was all induced by the tested three treatments and the induction effect by MJ was the strongest, implying that TmTXS was high elicitor responsive.

Genetic and Morphologic Identification of Spirometra ranarum in Myanmar

  • Jeon, Hyeong-Kyu;Park, Hansol;Lee, Dongmin;Choe, Seongjun;Kang, Yeseul;Bia, Mohammed Mebarek;Lee, Sang-Hwa;Sohn, Woon-Mok;Hong, Sung-Jong;Chai, Jong-Yil;Eom, Keeseon S.
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제56권3호
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    • pp.275-280
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    • 2018
  • In the present study, we identified a Spirometra species of Myanmar origin (plerocercoid) by molecular analysis using mitochondrial cox1 and nad1 genes, as well as by morphological observations of an adult tapeworm. Spargana specimens were collected from a paddy-field in Taik Kyi Township Tarkwa Village, Yangon, Myanmar in December 2017. A total of 5 spargana were obtained from 20 frogs Hoplobatrachus rugulosus; syn: Rana rugulosa (Wiegmann, 1834) or R. tigrina (Steindachner, 1867). The plerocercoids were used for experimental infection of a dog. After 4 weeks of infection, an adult tapeworm was recovered from the intestine of the dog. Morphologically, the distinct features of Spirometra sp. (Myanmar origin) relative to S. erinaceieuropaei and S. decipiens include a uterine morphology comprising posterior uterine coils that larger than the terminal uterine ball and coiling of the uteri diagonally (swirling) rather than spirally. The cox1 sequences (1,566 bp) of the Myanmar-origin Spirometra species showed 97.9% similarity to a reference sequence of S. decipiens (GenBank no. KJ599679) and 90.5% similarity to a reference sequence of S. erinaceieuropaei (GenBank no. KJ599680). Phylogenetic tree topologies were identical and presented high confidence level of values for the 3 major branches of the 3 Spirometra species in cox1 and nad1 genes. These results indicated that Myanmar-origin Spirometra species coincided with those of S. ranarum and may be considered as a valid species.

제주고사리삼을 중심으로한 고사리삼과 식물의 계통 (Phylogeny of the family Ophioglossaceae with special emphasis on genus Mankyua)

  • 선병윤;백태규;김영동;김찬수
    • 식물분류학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.135-142
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    • 2009
  • 엽록체 rbcL gene의 염기서열과 포자의 형태를 바탕으로 고사리삼과 식물의 계통과 제주고사리삼속의 계통학적 위치를 추정하였다. 엽록체 DNA rbcL 염기서열의 분석 결과 고사리삼과는 뚜렷하게 고사리삼계보 (Botrychioid lineage)와 나도고사리삼계보 (Ophioglossoid lineage)의 두 군으로 구분되었다. 고사리삼계보에 있어 제주고사리삼속(Mankyua)은 Helmintostachys속과 함께 분계의 기저에서 고사리삼속(Botrychium)의 자매분류군으로 분지하였으나, 이들 고사리삼속(Botrychium), 제주고사리삼속(Mankyua), 및 Helmintostachys속 사이의 계통적 유연관계는 결정되지 못했다. 고사리삼속의 경우 Sceptridium아속과 Botrychium아속이 뚜렷한 단계통을 형성하였으나, Botrypus아속에 속한 분류군들은 고사리삼속의 기저에서 다른 고사리삼속 분류군의 자매분류군으로 분지하면서 단계통이 아닌 것으로 밝혀졌다. 나도고사리삼계보를 형성하는 나도고사리삼속(Ophioglossum)의 경우, Ophioglossum아속은 단계통을 형성하였으며, Ophioglossum아속에 대해 Cheiroglossa아속 및 Ophioderma 아속이 차례로 자매분류군으로 분지하였다. 염기서열 계통수, 포자의 형태 및 외부형태의 고찰에 있어 제주고사리삼속은 Helminthostachys와 유사하지만, 계통수에서 patristic distance 뿐 아니라 포자소엽의 형태가 뚜렷이 구분되어 이들 2속은 독립된 속으로 판단된다.

Genetic diversity and selection of Tibetan sheep breeds revealed by whole-genome resequencing

  • Dehong Tian;Buying Han;Xue Li;Dehui Liu;Baicheng Zhou;Chunchuan Zhao;Nan Zhang;Lei Wang;Quanbang Pei;Kai Zhao
    • Animal Bioscience
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    • 제36권7호
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    • pp.991-1002
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    • 2023
  • Objective: This study aimed to elucidate the underlying gene regions responsible for productive, phenotypic or adaptive traits in different ecological types of Tibetan sheep and the discovery of important genes encoding valuable traits. Methods: We used whole-genome resequencing to explore the genetic relationships, phylogenetic tree, and population genetic structure analysis. In addition, we identified 28 representative Tibetan sheep single-nucleotide polymorphisms (SNPs) and genomic selective sweep regions with different traits in Tibetan sheep by fixation index (Fst) and the nucleotide diversity (θπ) ratio. Results: The genetic relationships analysis showed that each breed partitioned into its own clades and had close genetic relationships. We also identified many potential breed-specific selective sweep regions, including genes associated with hypoxic adaptability (MTOR, TRHDE, PDK1, PTPN9, TMTC2, SOX9, EPAS1, PDGFD, SOCS3, TGFBR3), coat color (MITF, MC1R, ERCC2, TCF25, ITCH, TYR, RALY, KIT), wool traits (COL4A2, ERC2, NOTCH2, ROCK1, FGF5, SOX9), and horn phenotypes (RXFP2). In particular, a horn-related gene, RXFP2, showed the four most significantly associated SNP loci (g. 29481646 A>G, g. 29469024 T>C, g. 29462010 C>T, g. 29461968 C>T) and haplotypes. Conclusion: This finding demonstrates the potential for genetic markers in future molecular breeding programs to improve selection for horn phenotypes. The results will facilitate the understanding of the genetic basis of production and adaptive unique traits in Chinese indigenous Tibetan sheep taxa and offer a reference for the molecular breeding of Tibetan sheep.

Ribosomal DNA의 Internal Transcribed Spacer(ITS) 부위의 염기서열분석에 의한 Phellinus속의 계통분석에 관한 연구 (Phylogenetic Analysis of the Genus Phellinus by Comparing the Sequences of Internal Transcribed Spacers and 5.8S Ribosomal DNA)

  • 정지원;김기영;하명규;이태호;이재동
    • 한국균학회지
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    • 제27권2호통권89호
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    • pp.124-131
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    • 1999
  • 본 실험은 진흙버섯류 7종 15균주에 대한 5.85 rDNA와 ITS 부위의 염기서열을 비교 분석함으로서 종간 및 종내의 유연관계를 조사하였다. 5.8S rDNA와 ITS 부위를 증폭하고자 18S rDNA의 3'말단 부위와 28S rDNA의 5'말단 부위에 두 개의 primer를 이용하여 PCR증폭을 행하였다. 5.8S rDNA와 ITS 부위를 증폭하여 염기서열을 비교 분석한 결과 본 실험에 공시된 Phellinus속의 제균종은 크게 4개의 cluster를 형성하였다. 첫 번째 cluster는 Phellinus hartigii IMSNU 32041, Phellinus robustus IMSNU 32068로 이루어졌고, 두 번째 cluster는 Phellinus linteus KCTC 6190, IMSNU 31014, DGUM 25003, DGUM 25004, Phellinus sp. DGUM 25007, Namsan No. 1과 Phellinus weirianus IMSNU 32021, 세 번째 cluster는 Phellinus laevigatus KCTC 6229, KCTC 6230과 Phellinus igniarius KCTC 6227, KCTC 6228로 이루어졌으며, Phellinus chrysoloma KCTC 6225와 KCTC 6226이 마지막 cluster를 형성하였다. 결과적으로 ITS 염기서열의 결과만으로 볼 때 Phellinus linteus와 Phellinus weirianus는 명확하게 종 단위의 개념을 정립할 수 없었다. 따라서 정확한 분류를 위해 생리학적, 분자생물학적 인 분류방법이 첨가되어야 하며, type strain에 대한 ITS 염기서얼도 결정되어야 한다. Phellinus속의 균들에서는 ITS2부위에 비해 ITS1부위의 변이율이 높았다. ITS 염기서열은 종 구분에 유용한 도구이며, 다른 균종들과 비교해 보았을 때 Phellinus linteus와 Phellinus weirianus에서만 ITS1 부위에서 특이적인 염기서열을 가지고 있었다.

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태백제비꽃과 근연분류군의 분류학적 연구 (Taxonomic study on viola albida var. albida and its related taxa)

  • 장수길;이우철;유기억
    • 식물분류학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.163-187
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    • 2006
  • 태백제비꽃파 근연 분류군인 단풍제비꽃과 남산제비꽃의 종간 유연관계를 알아보기 위하여 극단적인 형태를 보이는 7개 집단에 대해 외부형태학적, 화분학적, 해부학적 형질에 대한 분류학적 연구와, 국내에 분포하는 분류군을 비롯하여 유럽, 중국과 일본에 분포하는 근연 분류군을 포함한 28개 집단에 대한 핵 DNA의 ITS와 V. pinnata를 제외한 27집단에 대한 엽록체 DNA의 trnL-F 지역에 대한 분자계통학적 연구를 수행하였다. 외부형태학적 형질에서 엽연 거치의 수, 화피의 크기, 주두와 종자의 형질 등은 형태가 유사하거나 중복되는 형질을 갖는 것으로 나타나 구분이 불가능 하였으나 잎의 모양에 의해서는 두 그룹으로 유집되었다. 화분은 단립으로 극면입상은 반각형이었고, 발아구는 3공구형이며, 표면의 돌기는 미립상, 표면무늬는 난선상으로 집단간 유사한 특징을 보였다. 화분입상은 5개 집단이 장구형으로 관찰된 반면 단풍제비꽃 type 1과 남산제비꽃 type 3은 아장구형으로 나타났다. 해부학적 형질에서 엽병, 화경, 뿌리와 주맥의 횡단면을 관찰한 결과는 7개 집단이 유사한 형태로 나타나 차이점을 찾을 수 없었으며, 기공은 모두 잎의 아랫면에만 존재하였고, 단위 면적당 기공의 수는 결각이 심할수록 많은 것으로 나타났다. 핵 DNA의 ITS지역에 대한 염기서열 분석 결과 V. pinnata와 V. dissecta는 단계통을 형성하였고 군외군으로 부터 가장 먼저 분지되어 독립된 분계조를 형성하면서 나머지 분류군들을 위한 자매군으로 유집되어 태백제비꽃과 근연 분류군을 위한 조상형으로의 가능성을 제시하였다. 그러나 태백제비꽃의 종내분류군과 V. eizanensis가 포함된 그룹은 뚜렷한 분계조를 형성하지 않았다. 이러한 결과는 엽록체 DNA의 trnL-F 지역에 대한 결과에서도 유사한 경향올 보였다. 이상의 결과에서 잎의 모양을 제외한 나머지 형질들은 태백제비꽃과 근연 분류군들을 구별하는데 유용하지 않은 것으로 확인되어 단풍제비꽃과 남산제비꽃은 태백제비꽃의 종하 분류군으로 취급하는 것이 타당할 것으로 판단된다.

Genetic Characterization of Antigenic Variant Infectious Bursal Disease Virus (IBDV) in Chickens in Korea

  • Jong-Yeol Park;Ki-Woong Kim;Ke Shang;Sang-Won Kim;Yu-Ri Choi;Cheng-Dong Yu;Ji-Eun Son;Gyeong-Jun Kim;Won-Bin Jeon;In-Hwan Kim;Bai Wei;Min Kang;Hyung-Kwan Jang;Se-Yeoun Cha
    • 한국가금학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.231-240
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    • 2023
  • 전염성 F낭병은 닭에서 F낭의 위축 및 염증이 나타나고, 이로 인해 면역억제를 특징으로 하며, 급성, 높은 점염성을 가지는 질병이다. VP2 유전자의 염기서열 분석을 통해 유전형이 분류되고, 유전형에 따라 항원성 및 병원성에 큰 차이를 나타내고 있다. 최근 중국에서 발생한 항원 변이주의 경우, 기존의 미국형 항원 변이주와는 다른 분자 특성을 보이는 것으로 나타났다. 최근 국내에서도 이러한 중국형 항원 변이주가 발생하고 있고, 따라서 본 연구에서는 국내 양계농장에서 분리된 항원 변이주의 유전체 분석을 통한 분자적 특성을 확인하였다. 국내 육계 및 토종닭으로부터 4개의 항원 변이주를 RT-PCR을 통해 확인하였고, chorioallantoic membrane 접종을 통해 분리하였다. VP2 유전자의 hypervariable region의 분석 결과, 4개의 항원 변이주 중 1개는 미국형 항원 변이주로 확인되었고, 이는 2009년 국내에서 보고된 09D243 균주와 유사한 것으로 나타났으며, 3개의 중국형 항원 변이주는 최근 국내 및 중국의 유행주와 유사한 것으로 확인되었다. 우리의 결과에서 국내 양계농장에서 중국형 및 미국형 항원 변이주가 퍼져 있음을 확인하였고, 또한 백신을 접종한 농장에서의 발생도 이뤄지고 있어 항원 변이주에 대한 상용화 백신의 보호 효능에 대한 연구도 필요합니다.