• 대한본초학회지
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• 제28권3호
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• pp.75-84
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• 2013

Objectives : The origin of Breeae Herba (So-gye) and Cirsii Herba (Dae-gye) is differently prescribed in Korean and Chinese modern pharmacopoeia. Since the similar morphological characteristics and chaotic plant names, moreover, the aerial part of Carduus crispus have been used as the Cirsii Herba. To develop a reliable method for correct identification of these herbal medicines and to evaluate the genetic relationship of these closely related plant species, we analyzed sequences of DNA barcode regions. Methods : Thirty-one samples of 6 medicinal plants (B. segeta, B. setosa, C. japonicum var. maackii, C. setidens, C. chanroenicum, and C. crispus) were collected from different habitate and nucleotide sequences of DNA barcode regions (rDNA-ITS, matK, and rbcL) were analyzed after amplification using appropriate primers reported in previous studies. The nucleotides of species-specific authentic marker and phylogenetic relations were estimated based on the entire sequences of DNA barcodes by the analysis of ClastalW and UPGMA, respectively. Results : In comparative analysis of DNA barcode sequences, we obtained specific nucleotides to discriminate the medicinal plant of Breeae/Cirsii Herba in species level and evaluated the phylogenetic relationship of these species. Futhermore, we identified distinct marker nucleotides enough to authenticate respective species. These sequence differences at corresponding positions were avaliable genetic markers to determine the botanical origins of Breeae Herbal as well as Cirsii Herba. Conclusions : These marker nucleotides would be useful to identify the official herbal medicines by providing of definitive information that can identify each plant species and distinguish from unauthentic adulterants and substitutes.

• Journal of Species Research
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• 제9권4호
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• pp.413-426
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• 2020

The Euphorbiaceae family features some of the most economically important plants that are sources of foods, oils, waxes, and medicines. The accurate identification of Euphorbiaceae species is critical in sustainable utilization of plant resources. We examined 234 sequences of nrDNA ITS, cpDNA rbcL and matK loci from 20 species in Euphorbiaceae in Korea and three outgroup taxa to develop efficient DNA barcodes. The three barcode loci were successfully amplified and sequenced for all Euphorbiaceae species. nrDNA ITS locus showed the highest mean interspecific K2P distance (0.3034), followed by cpDNA matK (0.0830), and rbcL (0.0352) locus. The degree of species resolution for individual barcode loci ranged from 75% (rbcL and matK) to 80% (ITS). The degree of species resolution was not enhanced with the different combinations of three barcode loci. The combined data set of the three loci(ITS+rbcL+matK) provided 80% of species resolution. These results confirm that ITS locus, as a single barcode, is the best option for barcoding of the Euphorbiaceae in Korea.

• 대한본초학회지
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• 제29권6호
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• pp.35-43
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• 2014

Objectives : Official Arisaematis Rhizoma is described only three species, Arisaema amurnse, Arisaema erubescens, and Arisaema heterophyllum, in national Pharmacopoeia. However, other Arisaema species, Arisaema ringens, Arisaema takesimense and Arisaema serratum, also have been distributed as an inauthentic Arisaematis Rhizoma in the herbal market. To develop a reliable molecular authentication method for Arisaematis Rhizoma in species level, we analyzed DNA barcode regions using six Arisaema species. Methods : Thirty-eight samples of six Arisaema plants species (A. amurense, A. amurense f. serratum, A. heterophyllum, A. takesimense, and A. serratum) were collected from different habitate and nucleotide sequences of DNA barcode regions (rDNA-ITS, matK, and rbcL gene) were analyzed after PCR amplification. The species-specific sequences and phylogenetic relations were estimated using entire sequences of three DNA barcodes based on the analysis of ClastalW and UPGMA, respectively. Results : The comparative analysis of DNA barcode sequences were revealed inter-species specific nucleotides to distinguish the medicinal plant of Arisaema Rhizoma in species levels excluding between A. amurense and its subspecies (A. amurense f. serratum) and A. takesimense and A. serratum, respectively. However, we obtained sequence differences enough to discriminate authentic and inauthentic Arisaematis Rhizoma. Therefore, we suggest that these SNP type molecular genetic markers were an reliable method avaliable to identify official herbal medicines. Conclusions : These marker nucleotides could be useful to identify the official herbal medicines by providing definitive information that can identify original medicinal plant and distinguish from inauthentic adulterants and substitutes.

• 식물분류학회지
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• 제46권3호
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• pp.273-282
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• 2016

The establishment of a DNA barcode database at the regional scale and assessments of the utility of DNA barcodes are crucial for conservation biology and for the sustainable utilization of biological resources. Schisandraceae is a small family consisting of ca. 45 species. It contains many economically important species, such as Schisandra chinensis, which is widely used as a source in tonic beverages and in oriental medicine. In Korea, three species, S. chinensis, S. repanda, and Kadsura japonica, are distributed. We evaluated the level of variation of the DNA sequences of rbcL, matK, and the ITS regions from 13 accessions representing the distributional range of the three species. The three DNA barcode regions were easily amplified and sequenced. The minimum values of the interspecific genetic distances among S. chinensis, S. repanda, and K. japonica either separately or in combination are 4- to 23-fold higher than the maximum value of the intraspecific distance, showing that there is a clear DNA barcoding gap in the regions for Korean Schisandraceae. Phylogenetic analyses of the three DNA barcode regions, separately and simultaneously, indicate that all of the DNA barcode regions are useful for identifying a species of Schisandraceae in Korea. The distinctiveness of the three species of Schisandraceae was also supported at the species level when Chinese and Japanese populations were added. The results of this study indicate that three concatenated regions constitute the best option for DNA barcoding in Schisandraceae in Korea.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권1호
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• pp.82-90
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• 2016

한국에 분포하는 두릅나무과 식물 대부분은 중요한 약용 식물로 경제적인 가치가 크다. 본 연구는 분자적 방법인 엽록체 DNA 바코드 염기서열 분석을 통해 한국에 자생하고 있는 두릅나무과 식물 14종 전체의 속 및 종간 유연관계를 파악해 보고 이를 구별할 수 있는 마커를 개발하기 위해 수행되었다. 국제 생물 DNA 바코드 컨소시엄(CBOL, the Consortium for the Barcode of Life)이 DNA barcoding marker로 제안한 엽록체 DNA 7영역의 염기서열을 분석한 결과, psbA-trnH영역에서 가장 많은 삽입, 결실 및 염기치환이 나타났으며 조사된 한국의 두릅나무과 식물 14종 모두 구분 될 수 있었다. 또한 각각의 영역에서 특정 속과 종만이 지니는 특이적인 염기서열을 찾을 수 있었다. 인삼의 경우 중국삼과 한국삼의 염기서열에는 차이가 전혀 없었다. 7영역을 모두 유합하여 작성한 계통수에서는 통탈목이 특이성을 나타내며 가장 기부에 분계조를 형성하였다. 두릅나무속과 인삼속은 자매군을 형성하였고, 오갈피속 5 종 역시 서로 높은 유연관계를 나타내었다. 결론적으로 한국에 자생하는 14종의 두릅나무과 식물들이 모두 엽록체 DNA 바코드 마커 개발을 통해 동정이 가능함을 확인하였다.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제51권2호
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• pp.201-206
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• 2013

멸종위기종인 남한산 상제나비의 28년 된 장기 건조표본을 이용하여 DNA 바코드 염기 서열을 최초로 분석하고, 이를 유라시아 10 지역 개체군 36개체들과 COI 특성을 비교해 보았다. 이들 개체군에서 총 5개의 haplotype을 확인하였고, haplotype I은 75%로 가장 높은 빈도를 나타내었으며, 유라시아 전 지역에 광범위하게 분포하고 있음을 확인하였다. 남한산 개체들은 모두 haplotype I에 속하고 있어 COI 유전자 상에서는 지역 고립성이 없는 것으로 밝혀졌다. 이 결과로 추후 남한산 상제나비 보전 및 복원은 타 지역 개체군 중 동일 haplotype 선별이 필수 요건으로 판단되나, 좀 더 정교한 평가를 위해서는 추가적인 마커를 이용한 분석이 필요할 것으로 제안한다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제4권1호
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• pp.18-25
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• 2015

DNA 바코드는 게놈 DNA의 단편을 이용해 형태적 지식없이 종을 동정하는 방법으로 전 세계적으로 최근에 많이 이용하고 있으며 고등식물에서는 엽록체 rbcL과 matK 유전자를 이용하고 있다. 본 연구에서는 표준 식물 바코드마커와 핵 ITS 부위를 이용하여 국내 포아풀아과 잡초 16속 29종 163생태형의 바코드 데이터를 생산하는 것을 목적으로 하였다. 더불어 포아풀아과의 바코드에서 각 마커의 효율성도 조사하였다. 바코드 결과 PCR 증폭과 염기서열 분석성공률은 rbcL에서 가장 높았으며 matK에서 가장 낮았다. 반대로 바코드 갭은 matK에서 가장 높은 반면 rbcL에서 가장 낮았으며, 종 식별 해상력은 matK에서 가장 높고, ITS에서 가장 낮았다. 그러나 바코드 갭과 종 식별 해상력이 가장 높은 matK를 포아풀아과에서 바코드 마커로 이용하는 것은 너무 낮은 PCR 증폭과 염기서열 분석성공률(58.3%) 때문에 고려해야할 것으로 생각된다. 단일마커로 rbcL과 ITS는 포아풀아과의 바코드에 적절하게 이용될 수 있으며, 두 마커를 조합으로 이용하면 공통으로 분석된 샘플에 따라 바코드 갭과 종 식별 해상력을 높일 수 있었다. 포아풀아과의 바코드데이터는 미국의 국립생물공학정보센터에 기탁하여 genbank 번호를 부여받아 공개하였다.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제36권2호
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• pp.42-48
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• 2018

We found the large narcissus fly, Merodon equestris (Fabricius), which has been doubted to occur in Korea. This species is an economically important in management of narcissus and also of quarantine pests. We therefore provide the morphological diagnosis and DNA barcode sequences for rapid species identification of M. equestris based on the five Korean specimens.

• 식물분류학회지
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• 제48권3호
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• pp.206-217
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• 2018

The nucleotide sequences of the chloroplast rbcL, matK, and psbA-trnH and nuclear internal transcribed spacer (ITS) regions were determined from all species of Viburnum in Korea with multiple accessions to reconstruct the phylogeny and to evaluate the utility of the DNA sequences as DNA barcodes. The results of phylogenetic analyses of the cpDNA and ITS data are consistent with the findings of previous studies of Viburnum. Four morphologically closely related species, V. dilatatum, V. erosum, V. japonicum, and V. wrightii, were included in a strongly supported sister clade of V. koreanum and V. opulus. Viburnum odoratissimum is suggested to be sister to the V. dilatatum/V. koreanum clade in the cpDNA data, while V. odoratissimum is a sister to V. furcatum in the ITS data. Viburnum burejaeticum and V. carlesii are strongly supported as monophyletic. Our analyses of DNA barcode regions from multiple accessions of the species of Viburnum in Korea confirm that six out of ten species in Korea can be discriminated at the species level. The V. dilatatum complex can be separated from the remaining species according to molecular data, but the resolution power to differentiate a species within the complex is weak. This study suggests that regional DNA barcodes are useful for molecular species identification in the case of Viburnum when flowering or fruiting materials are not available.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제4권1호
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• pp.26-34
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• 2015

최근에 전 세계적으로 동물, 식물뿐만 아니라 균류, 해조류 등에서 활발하게 이용하는 DNA 바코드는 게놈 DNA의 단편을 이용해 종들 간의 DNA 변이를 발견하여 형태적 지식 없이 정확하게 종을 동정하고 분류하는 방법이다. 고등식물에서는 단일마커로 바코드 조건을 충족할 수 없어 엽록체 DNA의 rbcL과 matK 유전자를 표준마커로 이용하고 있다. 본 연구는 식물 표준 바코드마커와 핵 DNA의 ITS 부위를 이용하여 국내 벼과 식물 252 분류군 중 주로 농경지에서 발생하는 잡초 총 84분류군 403생태형을 바코드하여 데이터베이스를 구축하기 위하여 수행하였다. 바코드 결과 PCR 증폭과 염기서열 분석 성공률은 rbcL에서 가장 높았으며 matK에서 가장 낮았다. 그러나 바코드 갭과 종식별 해상력은 matK에서 가장 높았다. 80.9%의 염기서열 분석 성공률을 보인 ITS는 matK와의 조합에서 92.9% 까지 종 식별 해상력을 높일 수 있어 벼과 바코드에 매우 유용한 조합이었다. 벼과의 바코드데이터는 미국의 국립생물공학정보센터에 기탁하여 genbank 번호를 부여받아 공개하였다. 그러므로 형태적으로 동정이 어려운 벼과 잡초를 matK와 ITS 부위의 염기서열을 분석하여 미국의 국립생물공학정보센터에 기탁한 데이터와 비교함으로써 쉽고 간편하게 동정할 수 있게 되었다.