• 제목/요약/키워드: PCoA analysis

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16S 앰플리콘 시퀀싱 기반 한라마 출생시와 이유기의 분변 미생물 비교 분석 (Comparison of Fecal Microbiota between Birth and Weaning of Halla Horses Using 16S rRNA Gene Amplicon Sequencing)

  • 이종안;강용준;최재영;신상민;신문철
    • 생명과학회지
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    • 제32권12호
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    • pp.1005-1012
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    • 2022
  • 본 연구는 한라마 출생시와 이유기의 분변 미생물 조성과 다양성 차이에 대해 16S 앰플리콘시퀀싱 데이터 분석을 통해 수행하였다. 출생시에 Proteobacteria (35.7%)가, 이유기에는 Firmicutes (45.6%)가 문 수준에서 가장 우점하는 미생물로 확인되었다. 속 수준에서는 출생시에 Escherichia (19.7%), Clostridium (14.0%)가 우점종으로 관측되었으며, 이유기에는 Fibrobacter (6.6%)가 가장 높게 분포하고 있었다. 다양성(α-diversity) 분석 결과 이유기에 풍부도와 균등도 지표들이 통계적으로 유의한 수준에서 높게 나타났다. PCoA 분석을 수행한 결과 출생시와 이유기 미생물 군집 특성(β-diversity)은 속 수준과 종 수준에서 두개의 그룹으로 명확히 구분되었다. 미생물 분포에 대한 통계적 유의성 검증을 위해 세 가지 Jensen-Shannon, Bray-Curtis, Unifrac의 distance metric를 이용해 PERMANOVA 분석을 수행한 결과 통계적 유의성(q<0.001)을 보이며 조성 차이가 있었다. 출생시와 이유기 특성을 대표하는 미생물 마커 선발을 위해 LEfSe 분석을 수행하였다. 속 수준에서 출생시에 장내 질환을 유발할 가능성이 있는 Escherichia, Bacteroides, Clostridium, Methylobacterium 등이 우점하였으며, 이유기에는 섬유소 분해에 관여하는 Fibrobacter가 상대적으로 많이 분포하였다. 본 연구를 통해 승용마로 가치가 높은 한라마의 출생시와 이유기의 미생물 조성 및 다양성 차이에 대한 결과를 제시하였으며 성장단계별 질병예방 및 영양소 흡수에 관여하는 미생물 구명을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

Shrub coverage alters the rumen bacterial community of yaks (Bos grunniens) grazing in alpine meadows

  • Yang, Chuntao;Tsedan, Guru;Liu, Yang;Hou, Fujiang
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제62권4호
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    • pp.504-520
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    • 2020
  • Proliferation of shrubs at the expense of native forage in pastures has been associated with large changes in dry-matter intake and dietary components for grazing ruminants. These changes can also affect the animals' physiology and metabolism. However, little information is available concerning the effect of pastoral-shrub grazing on the rumen bacterial community. To explore rumen bacteria composition in grazing yaks and the response of rumen bacteria to increasing shrub coverage in alpine meadows, 48 yak steers were randomly assigned to four pastures with shrub coverage of 0%, 5.4%, 11.3%, and 20.1% (referred as control, low, middle, and high, respectively), and ruminal fluid was collected from four yaks from each pasture group after 85 days. Rumen fermentation products were measured and microbiota composition determined using Ion S5™ XL sequencing of the 16S rRNA gene. Principal coordinates analysis (PCoA) and similarity analysis indicated that the degree of shrub coverage correlated with altered rumen bacterial composition of yaks grazing in alpine shrub meadows. At the phyla level, the relative abundance of Firmicutes in rumen increased with increasing shrub coverage, whereas the proportions of Bacteroidetes, Cyanobacteria and Verrucomicrobia decreased. Yaks grazing in the high shrub-coverage pasture had decreased species of the genus Prevotellaceae UCG-001, Lachnospiraceae XPB1014 group, Lachnospiraceae AC2044 group, Lachnospiraceae FCS020 group and Fretibacterium, but increased species of Christensenellaceae R-7 group, Ruminococcaceae NK4A214 group, Ruminococcus 1, Ruminococcaceae UCG-002, Ruminococcaceae UCG-005 and Lachnospiraceae UCG-008. These variations can enhance the animals' utilization efficiencies of cellulose and hemicellulose from native forage. Meanwhile, yaks grazed in the high shrub-coverage pasture had increased concentrations of ammonia nitrogen (NH3-N) and branched-chain volatile fatty acids (isobutyrate and isovalerate) in rumen compared with yaks grazing in the pasture without shrubs. These results indicate that yaks grazing in a high shrub-coverage pasture may have improved dietary energy utilization and enhanced resistance to cold stress during the winter. Our findings provide evidence for the influence of shrub coverage on the rumen bacterial community of yaks grazing in alpine meadows as well as insights into the sustainable production of grazing yaks on lands with increasing shrub coverage on the Qinghai-Tibet Plateau.

ISSR 표지자에 의한 동강할미꽃(Pulsatilla tongkangensis)의 유전다양성과 구조 (Genetic diversity and structure of Pulsatilla tongkangensis as inferred from ISSR markers)

  • 김진수;조동광;정지희;김영희;유기억;천경식
    • 한국자원식물학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.360-367
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    • 2010
  • 본 연구는 ISSR 표지자를 이용하여 동강할미꽃 3개 지역, 5개 집단, 총 177 개체로부터 유전적 특성을 구명하기 위하여 수행되었다. 6개 ISSR primer의 56개 표지자에서의 종 수준에서의 유전다양성은 P=94.6, SI=0.377, h=0.240로, 제한된 분포와 작은 집단크기를 고려할 때 상당한 수준으로 평가되었다. AMOVA 분석 결과 전체 유전변이의 약 12%가 지역 간에, 약 13%가 지역 내 집단 간에 존재하는 것으로 나타나, 지역 및 집단에 따른 분화정도는 상대적으로 낮은 것으로 평가되었다. 이는 인근집단 간에 유전자 교류가 비교적 원활히 이루어지기 때문으로 판단되었다. 동강할미꽂 집단 간 분화정도는 주로 지리적 거리에 의해 영향을 받는 것으로 나타났으며, 유집분석과 주좌표분석을 통해서도 이를 확인할 수 있었다. 크기가 작고 고립된 삼척집단(SC)에서는 많은 유전자좌에서의 표지자 밴드의 빈도가 현저히 다르거나 다른 방향으로 고정되어 유전적 부동이 진행되고 있음을 알 수 있었다. 앞으로 동강할미꽃의 집단크기가 계속 감소하면 유전다양성이 심각하게 훼손될 뿐만 아니라 집단 전체의 절멸로 이어질 우려가 있다. 따라서 동강할미꽃의 보전을 위해서는 무엇보다 고유의 서식처 환경을 보호하여 집단크기가 감소하거나 집단 간의 연결성이 훼손되지 않도록 해야 할 것이다. 현지에서의 종자산포나 이식 등의 보전 조치는 생태적, 유전적 특성을 고려하여 신중히 이루어져야 한다. 또한 집단의 유전적 구조 변화 등에 관한 기초연구와 함께 동강할미꽃의 효율적 보전을 위한 통합적인 체계 구축이 시급한 과제 중의 하나이다.

인솔 장착형 단하지 보조기의 생체 역학적 분석을 통한 보행 영향성 평가 (Evaluation of Insole-equipped Ankle Foot Or thosis for Effect on Gait based on Biomechanical Analysis)

  • 정지용;김진호;김경;;원용관;권대규;김정자
    • 한국운동역학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.469-477
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    • 2010
  • The purpose of this study was to evaluate the effects of insole-equipped ankle-foot-orthoses (AFO) on gait. 10 healthy males who had no history of injury in the lower extremity participated in this study as the subjects. The foot of each subject was first scanned, and the insole fit to the plantar was made using BDI-PCO(Pedcad Gmbh, Germany). The subject then was made to walk on a treadmill under four experimental conditions: 1) normal walking, 2) walking wearing AFO, 3) walking wearing AFO equipped with the insole, 4) walking wearing pneumatic-ankle-foot-orthosis (pAFO) equipped with the insole. During walking, foot pressure data such as maximum force, contacting area, peak pressure, and mean pressure was collected using Pedar-X system (Novel Gmbh, Germany) and EMG activity of lower limb muscles such as gastrocnemius medial head, gastrocnemius lateral head, and soleus was recorded using MP150 EMG module (BIOPAC System Inc., USA). Collected data was then analyzed using paired t-test in order to investigate the effects of the insole. As a result of the analysis, when insole was equipped, overall contacting area was increased while both the highest peak pressure and the mean pressure were significantly decreased, and EMG activity of the lower limb muscles was decreased. On the contrary, the cases of wearing AFO showed the decreased contacting area and the increased pressures. Therefore, the AFO equipped with a proper insole fit well to the foot can help comfortable walking by spreading the pressure over the entire plantar.

Blast Resistant Genes Distribution and Resistance Reaction to Blast in Korean Landraces of Rice (Oryza sativa L.)

  • Song, Jae Young;Lee, Gi-An;Choi, Yu-Mi;Lee, Sukyeung;Lee, Kwang Beom;Bae, Chang-Hyu;Jung, Yeonju;Hyun, Do-Yoon;Park, Hong-Jae;Lee, Myung-Chul
    • 한국자원식물학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.687-700
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    • 2014
  • Rice blast (Magnaporthe oryza B.) is one of the most important diseases in rice that causing great yield losses every year around the world. It is important to screen valuable genetic resources for improving blast resistance. This study was conducted to identify the blast resistance in 279 Korean rice landraces using blast nursery tests and isolate inoculum screening. The results showed that 11 landrace accessions found to be resistant to rice blast in blast nursery and inoculation screening tests and the degree of lesions in most accessions showed that they were susceptible to reactions. In order to find the distribution of blast resistant genes, a molecular survey was conducted to identify the presence of major blast resistance (R) gene in 279 Korean landraces. The results revealed that their frequency distribution was Pik-m (36.2%), Piz (25.4%), Pit (13.6%), and Pik (10%). Besides, the frequency distribution of Piz-t, Pii, Pik-m/Pik-p, Pi-39(t), Pib, Pi-d(t)2, Pita/Pita-2 and Pi-ta genes were identified as less than 10%. The results did not consist with the reactions against blast diseases between genotypes and phenotypic part of the nursery tests and isolate inoculation. For concluding these results, we used genome-wide SSR markers that have closely been located with resistance genes. The PCoA analysis showed that the landrace accessions formed largely two distinct groups according to their degree of blast resistance. By comparing genetic diversities using polymorphic information contents (PIC) value among the resistant, total and susceptible landraces, we found that PIC values decreased in four SSR markers and increased in six markers in the resistant accessions, which showed contrary to total and susceptible groups. These regions might be linked to resistance alleles. In this study, we evaluated the degree of blast resistance and the information about the distribution of rice blast resistant genes in Korean rice landraces. This study might be the basis for association analysis of blast resistance in rice.

다낭난소증후군 진단시 복식 초음파의 유용성에 관한 연구 (Transabdominal Ultrasound Assessment of the Polycystic Ovary Syndrome)

  • 정경아;이운정;정혜원
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제36권4호
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    • pp.255-263
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    • 2009
  • 목 적: 한국 가임기 여성의 다낭난소증후군 진단시에 복식 초음파를 이용하는 방법의 유용성과 정확도를 분석하여 국내 다낭난소증후군의 진단 기준 마련에 도움이 되고자 하였다. 연구방법: 이화여자대학교 목동병원에서 선별설문조사를 받은 15~44세 여성 8,793명에서 복식 초음파를 시행한 총 701명 중, 정상 월경을 하면서 안드로겐 과다 및 초음파의 다낭난소 소견이 없는 정상 대조군에서 복식 초음파를 시행한 185명과 초음파 검사 소견을 제외하고 NIH 진단 기준으로 다낭난소증후군을 진단 받은 248명의 환자에서 복식 초음파를 시행한 소견을 ROC (receiver operating characteristic) 곡선 분석하였다. 결 과: 정상 대조군의 평균 연령은 $23.64{\pm}4.26$세로 복식 초음파로 측정된 평균 난소 부피는 $6.03{\pm}1.89\;cm^3$, 평균 난포 개수는 $6.49{\pm}1.93$개였다. 복식 초음파를 진단에 사용할 경우 난소 부피를 이용하면 AURC (area under the ROC curve)가 0.761로 난소 부피>$9\;cm^3$ 기준일 때, 민감도 51.0%, 특이도 91.4%였다. 난포 개수에 대한 AURC는 0.733으로 ${\geq}9$개 기준일 때, 민감도 54.9%, 특이도 87.0%였으며, 난포 개수 ${\geq}10$개 기준일 때, 민감도 53.2%, 특이도 90.4%였다. 복식 초음파로 난소 부피와 난포 개수를 검사하여 다낭난소증후군의 선별 진단에 이용하기에는 부적합하였다. 결 론: 복식 초음파를 이용하여 다낭난소증후군을 진단하는 방법은 유용성과 정확도에서 신뢰할만하지 못하다.

국내에서 사육되는 Holstein 젖소과 Jersey 젖소의 대변 미생물 분석 : 비교연구 (Fecal Microbiota Profiling of Holstein and Jersey, in South Korea : A Comparative Study)

  • 하광수;서지원;양희건;박세원;이수영;박영경;이란희;정도연;양희종
    • 생명과학회지
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    • 제33권7호
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    • pp.565-573
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    • 2023
  • 숙주 동물과 동물의 장내 미생물의 건강 또는 생산성에 대한 연구결과를 미루어 볼 때, 가축 동물의 장내 미생물에 대한 연구는 매우 중요하다. 본 연구는 국내에서 사육되는 젖소 중 홀스타인 종과 저지종 젖소의 장내 미생물을 분석하고 차세대 염기서열 분석을 통해 젖소 종에 따른 장내 미생물 군집 구조의 차이를 규명하고자 하였다. 젖소의 원유 생산과 관련있는 것으로 알려진 종 풍부도와 종 다양성 지수 분석 결과 대부분의 풍부도 및 다양성 지수가 홀스타인 종 보다 저지 종에서 유의한 수준으로 높은 것으로 나타났으나, 종 간의 계통학적 거리를 합산하여 산출되는 phylogenetic diversity 지수는 낮은 것으로 나타났다. 미생물 분포 분석 결과 홀스타인과 저지 종의 두 집단 장내 미생물 군집 구조가 다른 것으로 나타났다. 두 종의 젖소에서 과(family) 수준의 다양한 장내 미생물간의 분포에 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 특히 저지 종의 장내 미생물은 다양한 미생물 분포 사이에 매우 유의한 수준의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 두 종의 젖소 장내 미생물 구조에 차이가 있는지 확인하기 위해 beta-diversity 분석을 수행하였으며, PCoA 분석과 UPGMA clustering 분석 결과 두 그룹의 cluster가 명확히 분리되는 것을 시각적으로 확인하였으며, PERMANOVA 분석 결과 두 종의 장내 미생물 군집 구조가 통계적으로 매우 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났다. 두 젖소 종의 장내 미생물 군집 구조 차이에 기여하는 미생물을 확인하기 위해 LEfSe 분석을 수행하였으며, 그 결과 Firmicutes, Bacilli, Moraxellaceae, Pseudomonadales 등의 상대적인 미생물 분포 차이가 두 그룹간 장내 미생물 군집 구조 차이에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

유기농 복합생태 논습지의 토양 미생물 다양성 증진 효과 (Effect of Soil Microbial Diversity in Paddy Wetland under Organic Rice-Fish Mixed Farming System)

  • 한양수;박충배;조정래;박상구;공민재;남홍식;손진관
    • 한국습지학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.69-82
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    • 2022
  • 본 연구는 상시 담수 상태의 복합생태 논습지에서 유기농 벼-큰징거미새우 복합생산 조건 시 1) 논습지 토양 화학성 및 세균 군집 특성을 파악하여 토양 화학성과 세균 간의 상관관계를 분석하고, 2) 유기농 벼 단작 토양과 관행 벼 단작 토양의 세균 군집과 비교하여 유기농 복합생태 토양의 미생물 다양성을 비교 분석하는 것이다. 토양 화학성의 경우 유기농 복합생산 운영 기간이 길수록 유효인산과 유기물 함량이 증가한다. 모든 토양 시료에서 문(Phylum) 수준의 세균 분석 결과 9개의 주요 문이 분포되어 있으며, 모든 토양 시료에서 Proteobacteria가 우점하고 있다. 속(Genus) 수준 분셕 결과 37개의 주요 속이 분류되었으며, 벤다이어그램 분석 결과 모든 토양 시료에 존재하는 250개의 OTU가 분류되었고, 유기농 벼재배 토양에 특화된 561개의 OTU가 관찰되었다. 주좌표분석 결과 관행 벼 단작 토양의 세균 군집과 비교하여 유기농 벼 단작 토양과 유기농 복합생태 논습지 토양의 세균 군집 간 유사도가 높은 것으로 나타났다.

이중 박동성 인공심폐기의 동물 실험 (Application of the Pulsatile Cardiopulmonary Bypass in Animal Model)

  • 신화균;원용순;이재욱;허균;염욱;김승철;민병구
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제37권1호
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    • pp.1-10
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    • 2004
  • 배경: 기존에 사용되고 있는 인공심폐기는 비박동성 펌프로 회로 내부에 형성되는 압력이 낮고 혈구 손상이 적어서 표준 인공 심폐기로 선호되고 있다. 그러나 많은 실험적 연구들을 보면 박동성 관류가 혈역학, 대사, 장기의 기능, 미세 순환에 대하여 비박동성 관류보다 유익함을 알 수 있다. 그러나 박동성 인공심폐기는 높은 회로 내부 압력과 혈구손상이 해결되어야 할 문제점으로 개발이 어려웠다. 이 연구의 목적은 국내에서 제작된 이중 박동성 인공심폐기의 안전성 및 유효성을 알아보는 것이다. 대상 및 방법: 6마리의 송아지를 대상으로 이중 박동성 인공 심폐기 실험을 하였으며, 완전체외순환을 시켰다. 체외순환은 상,하 대정맥과 대동맥 사이를 우회하였으며, 막형 산화기를 사용하여 혈액을 산화시켰다. 산화기는 좌우측 펌프 중간에 위치시켰다. 순환 시간은 4시간이었다. 동맥혈가스분석, 혈액검사, 혈장 유리 혈색소를 측정하였으며, 맥압과 회로 내부압력을 관찰하였다. 측정은 인공 심폐기 구동 전과 순환 1, 2, 3, 4시간째에 측정하였다. 결과: 동맥혈 가스분석상 pH, 이산화 탄소분압은 모두 정상 범위였으며, 동맥혈 산소 분압은 100 mmHg 이상의 충분한 산화를 보였다. 혈장 유리혈색소는 완전 체외순환하여 4시간이 경과하면서 15.87 $\pm$5.63 mg/㎗로 점차 증가소견을 보였으나 20 mg/㎗ 이내였다. 혈액검사소견상 뚜렷한 이상소견은 없었다. 순환전 수축기 혈압은 97.5$\pm$5.7 mmHg이었으며 시간 경과하여도 100 mmHg 이상의 혈압을 유지하였다. 확장기 혈압은 72.2$\pm$7.7 mmHg이었으며 시간 경과하여도 잘 유지되었다. 평균 혈압은 순환 전 83$\pm$9.2 mmHg이었으며, 시간 경과 시 증가된 소견을 보였다. 펌프의 유량은 3.3 L/min이상을 유지할 수 있었다. 완전체외순환 동안의 혈압의 변화를 보면 순환 전 심장과 유사한 동맥혈압을 보였다. 결론: 이중 박동 구조를 이용한 박동성 인공심폐기는 효과적인 박동성 혈류를 제공하면서 혈구 세포손상도 적었으며, 혈액학적 및 혈역학적인 면에서도 우수한 결과를 보였다. 따라서 모든 심장수술의 인공심폐기로 사용되어질 경우 말초장기에 생리적이고 안정적인 혈류를 공급할 수 있을 것으로 기대된다.