• BMB Reports
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• 제39권4호
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• pp.361-370
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• 2006

Genetic variation and molecular phylogeny of 22 taxa representing 14 extant species and 3 unidentified taxa of Boesenbergia in Thailand and four outgroup species (Cornukaempferia aurantiflora, Hedychium biflorum, Kaempferia parviflora, and Scaphochlamys rubescens) were examined by sequencing of 3 chloroplast (cp) DNA regions (matK, psbA-trnH and petA-psbJ). Low interspecific genetic divergence (0.25-1.74%) were observed in these investigated taxa. The 50% majority-rule consensus tree constructed from combined chloroplast DNA sequences allocated Boesenbergia in this study into 3 different groups. Using psbA-1F/psbA-3R primers, an insertion of 491 bp was observed in B. petiolata. Restriction analysis of the amplicon (380-410 bp) from the remaining species with Rsa I further differentiated Boesenbergia to 2 groupings; I (B. basispicata, B. longiflora, B. longipes, B. plicata, B. pulcherrima, B. tenuispicata, B. thorelii, B. xiphostachya, Boesenbergia sp.1 and Boesenbergia sp.3; phylogenetic clade A) that possesses a Rsa I restriction site and II (B. curtisii, B. regalis, B. rotunda and Boesenbergia sp.2; phylogenetic clade B and B. siamensis; phylogenetic clade C) that lacks a restriction site of Rsa I. Single nucleotide polymorphism (SNP) and indels found can be unambiguously applied to authenticate specie-origin of all investigated samples and revealed that Boesenbergia sp.1, Boesenbergia sp.2 and B. pulcherrima (Mahidol University, Kanchanaburi), B. cf. pulcherrima1 (Prachuap Khiri Khan) and B. cf. pulcherrima2 (Thong Pha Phum, Kanchanaburi) are B. plicata, B. rotunda and B. pulcherrima, respectively. In addition, molecular data also suggested that Boesenbergia sp.3 should be further differentiated from B. longiflora and regarded as a newly unidentified Boesenbergia species.

• 대한본초학회지
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• 제26권1호
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• pp.35-39
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• 2011

Objectives : Genetic analysis and taste pattern were performed to identify species between Glycyrrhiza uralensis and G. glabra which are officially listed in Korean Pharmacopoeia IX as origin of Gamcho(g$\={a}$nc$\v{a}$o, licorice root, Glycyrrhizae Radix et Rhizoma). Methods : Genetic analysis showed that identification between two species was done by comparing base sequence of ITS(intergenic transcribed spacer) and trnH-psbA regions from eleven Gamchoes sold in market. There was different taste pattern using by taste sensor in Glycyrrhiza uralensis and G. glabra. Results : Genetic analysis showed that six Gamchoes from China were identified as Glycyrrhiza uralensis and five Gamchoes from Uzbekistan were G. glabra. From the results of taste pattern, sourness and astringency of Glycyrrhiza uralensis from China were significantly higher than G. glabra from Uzbekistan, and aftertaste of astringency, aftertaste of umami, and saltiness of Glycyrrhiza uralensis were signicantly low as compared to G. glabra. There is no significant difference between two species in terms of bitterness, aftertaste of bitterness, and umami. Conclusions : Taken together, Glycyrrhiza uralensis from China and G. glabra from Uzbekistan were identified by taste sensor, and this technic could be applied to establishment of taste pattern marker for identification of different species located in various regions.

• Molecules and Cells
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• 제19권1호
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• pp.104-113
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• 2005

Large inversions are well characterized in the chloroplast genomes of land plants. In contrast, reports of small inversions are rare and involve limited plant groups. In this study, we report the widespread occurrence of small inversions ranging from 5 to 50 bp in fully and partially sequenced chloroplast genomes of both monocots and dicots. We found that small inversions were much more common than large inversions. The small inversions were scattered over the chloroplast genome including the IR, SSC, and LSC regions. Several small inversions were uncovered in chloroplast genomes even though they shared the same overall gene order. The majority of these small inversions were located within 100 bp downstream of the 3' ends of genes. All had inverted repeat sequences, ranging from 11 to 24 bp, at their ends. Such small inversions form stem-loop hairpin structures that usually have the function of stabilizing the corresponding mRNA molecules. Intra-molecular recombination between the inverted sequences in the stem-forming regions are responsible for generating flip-flop orientations of the loops. The presence of two different orientations of the stem-loop in the trnL-F noncoding region of a single species of Jasminum elegans suggests that a short inversion can be generated within a short period of time. Small inversions of non-coding sequences may influence sequence alignment and character interpretation in phylogeny reconstructions, as shown in nine species of Jasminum. Many small inversions may have been generated by parallel or back mutation events during chloroplast genome evolution. Our data indicate that caution is needed when using chloroplast non-coding sequences for phylogenetic analysis.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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• pp.35-35
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• 2018

터리풀속(Filipendula)은 장미과(Rosaceae), 장미아과(Rosoideae)에 속하는 다년생 초본이며, 북반구 온대지역의 산지지역에 서식하며 15-20여 종이 보고되어 있고, 이 중 10여종이 한국, 중국, 일본, 타이완 등의 동아시아 지역에 분포한다. 본 연구의 목적은 DNA 염기서열 자료를 이용하여 터리풀속(Filipendula)내 종들간의 계통관계를 규명하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 이를 위해서 11종 29개체의 터리풀속(Filipendula)샘플과 외군인 산딸기나무속(Rubus)에 속하는 3종 5개체의 샘플을 이용하였다. 추가로 Genbank에서 3속 10종 18개의 염기서열을 다운받아 비교분석에 이용하였다. 계통연구를 위하여 엽록체에 존재하는 atpF-atpH, psbK-psbI, psbA-trnH, matK, rbcL, 5개 마커와 핵에 존재하는 ITS, 총 6개 마커의 염기서열을 생산하였다. 총 52개의 샘플에 대하여 엽록체유전체 5개 마커지역은 염기서열 길이가 3,485bp였고 핵 ITS지역은 631bp였으며, 이들을 합한 염기서열 길이는 4,116bp였다. 계통분석결과, 터리풀속(Filipendula)은 단계통군을 이루었다. F. occidentalis와 F. vulgaris가 기저분류군을 이루었고 이들은 각각의 아속에 해당한다. 그리고 나머지 종들은 모두 하나의 단계통군을 이루었다. 위의 결과들은 1961년 시미즈가 본 속을 Hypogyna아속, Filipendula아속, Ulmaria아속으로 나눈 분류시스템과 일치한다. 나아가 분자계통수에서 Ulmaria아속은 크게 4개의 subclade로 구분되었다. 먼저 subclade I에는 F. vestita, F. kiraishiensis, F. tsuguwoi, F. multijiuga, F. purpurea 등 5개 종으로 구성되었다. Subclade II는 F. ulmaria 한 종으로만 구성되었다. Subclade III에는 F. glaberrima, F. koreana, F. formosa, F.camtschatica 로 구성되었으며 subclade III에는 한국에 서식하는 3종이 포함되었다. Subclade IV에는 F. rubra, F. angustiloba, F. palmata, F. intermedia 4종으로 구성되었다. 이번연구에서는 Ulmaria아속내에 4개의 subclade가 존재함이 처음으로 확인되었다.

• 식물분류학회지
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• 제45권2호
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• pp.158-168
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• 2015

한국산 물통이(Pilea)속 식물의 분자계통학적 연구를 통해서 총 1속 5분류군으로 정리하였다. 물통이속은 모두 1년생 초본으로, 그늘지고 습기가 있는 지역에서 서식하며, 여름에 꽃이 피고, 가을에 열매를 맺는다. nrDNA의 ITS regions과 cpDNA의 psbA-trnH regions의 DNA 염기서열의 분석 결과, 산물통이, 물통이는 분계조를 각각 형성하였다. 하지만 제주 산방산의 제주큰물통이는 내륙지역의 지리산에서 자생하는 제주큰물통이와 같은 분계조를 형성하지 못하고 큰물통이, 모시물통이와 섞여 분계조를 형성하였다. ITS1, 4 regions에서만 DNA 염기서열이 분석된 지리산의 제주큰물통이 역시 완전히 다른 분계조를 형성하였다. 단순히 지리적인 차이로 인해 형성되었다고 보기에 무리가 있을 것으로 생각되어지며, 후에 좀 더 많은 연구가 이루어져야 할 것으로 생각되어진다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.97-97
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• 2019

사삼(沙蔘, Adenophorae Radix)은 "대한민국약전외한약(생약)규격집(KHP)"에 잔대 Adenophora triphylla var. japonica Hara 또는 사삼(당잔대, A. stricta Miq.)의 뿌리로 수재되어 있으나, 형태학적으로 유사한 제니(모시대, A. remotiflorus Miquel), 층층잔대(윤엽사삼, A. tetraphylla (Thunb.) Fisch), 더덕 Codonopsis lanceolata (Sieb. et Zucc.)과 오 혼용 우려가 있어 이들을 구별하기 위한 종 감별법이 필요하다. 본 연구에서는 '사삼'과 오 혼용 우려가 있는 종들을 구별할 수 있는 유전자 마커 개발을 위하여 DNA 바코드로 활용되고 있는 유전자 부위를 분석하여 ITS (25%), atpB-rbcL (15%), atpF-atpH (14%), rpl16 (13%), trnL-F (10%), matK (9%), rpoC1 (7%)에서 변이율(percent of variable sites)을 확인하였다. 또한, 분석한 유전자 부위 중 종간 차이를 확인하기 용이한 matK 구간을 활용해 기원종인 잔대, 당잔대와 형태적으로 유사하여 오 혼용될 우려가 있는 층층잔대, 모시대 및 더덕을 감별 할 수 있는 유전자 마커를 개발하였다. 본 연구를 통해 얻어진 염기서열과 분자 마커는 '사삼'의 품질관리에 유용하게 활용 가능할 것으로 사료된다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.98-98
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• 2019

제니(薺苨, Adenophorae Remotiflori Radix)는 "대한민국약전외한약(생약)규격집(KHP)"에 모시대(Adenophora remotiflorus Miquel)의 뿌리로 수재되어있으나, 형태학적으로 유사한 잔대(A. triphylla), 당잔대(A. stricta) 및 더덕(Codonopsis lanceolata)과 오 혼용 우려가 있어 이들을 구별하기 위한 정확하고 객관적인 종 감별법이 필요하다. 본 연구에서는 '제니'의 기원인 모시대와 오 혼용 우려가 있는 종들을 구별 할 수 있는 유전자 마커를 개발하기 위하여 Genbank에 등록된 ycf2 구간을 활요하여 모시대와 잔대, 당잔대를 구분 할 수 있는 INDEL (insertion/deletion) 마커를 개발하였다. 또한, 보다 정확한 종감별을 위해 DNA 바코드로 활용되고 있는 유전자 부위의 염기서열을 분석하여 ITS (25%), atpB-rbcL (15%), atpF-atpH (14%), rpl16 (13%), trnL-F (10%), matK (9%), rpoC1 (7%)에서 변이율(percent of variable sites)을 확인하였다. 향후, 본 연구에서 개발된 INDEL 마커와 더불어 추가적으로 개발을 진행 중인 분자 마커는 한약재 '제니'의 품질관리에 활용 가능할 것으로 사료된다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.67-67
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• 2019

뽕나무과(Moraceae) 닥나무속(Broussonetia)의 품종에 대한 국내 연구동향으로는 잎의 성상이나 암꽃의 포길이, 엽신의 폭과 같은 수목학 분수학적 관점으로 특징을 파악하기 때문에 구분이 어려운 실정이다. 또한 닥나무(Broussonetia kazinoki Siebold)와 꾸지나무[Broussonetia papyrifera (L.) $L^{\prime}H{\acute{e}}r.$ ex Vent.]의 수목학적 특징이 유사하여 오동정의 사례가 발생하기도 한다. 닥나무의 향명은 다양하게 불리지만 그 분류기준은 명확하지 않다. 본 연구에서는 총 4개 마커(ITS, matK, trnL-F, ndhF)의 염기서열 분석과 분자계통학적 분류를 통해 닥나무와 꾸지나무의 교잡종으로 확인된 전라도지역 닥나무 8개체에 대하여 펄프제지 자원으로써의 특성을 확인하였다. 8개체 인피섬유의 형태학적 특징인 섬유장, 섬유폭, 섬유 내강(Lumen)폭을 통해 Runkel ratio, Slenderness ratio, Flexibility coefficient, Rigidity coefficient를 도출하고 종이의 기계적 강도, 내절도와의 상관관계, 섬유와 섬유간의 결합력 등을 예측하였다. 상기와 같은 연구결과는 유전형질이 동일한 전라도지역 닥나무의 형태학적 특성을 통해 펄프제지 공정에 영향을 미칠 수 있는 인자들을 분석 하였다. 이러한 특성에 따라 다양한 품질의 종이를 제조 할 수 있는 기초 자료로 제공될 것이다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.68-68
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• 2019

닥나무(Paper mulberry)는 뽕나무과(Moraceae) 닥나무속(Broussonetia)에 속하는 낙엽 활엽 관목으로 중국, 일본, 한국 등에 자생하며 Hutchinson(1967)에 의하면 닥나무 속은 열대, 아열대, 난대지방에서 자라는 낙엽성 관목으로 세계적으로 약 6종이 있다고 보고되었다. 일반적으로 닥나무의 품종을 구분하는 것은 수목학적 관점으로 잎의 성상, 줄기의 색과 무늬 유무로 구분한다. 그러나 상기의 수목학적 특징은 닥나무(Broussonetia kazinoki Siebold)와 꾸지나무[Broussonetia papyrifera (L.) L'Her. ex Vent.]가 유사하여 오동정의 사례가 발생하기도 한다. 경상도지역에서는 닥나무를 참닥나무, 머구닥나무, 개닥나무 3가지의 향명으로 구분하고 있다. 본 연구에서는 경상도지역 9개체 닥나무를 대상으로 수목학적 특징을 확인하였다. 나아가 식물종의 기준을 명확히 규명하기 위하여 엽록체 속의 matK, trnL-F, ndhF, 3개 마커와 핵에 존재하는 ITS, 총 4개 마커의 염기서열을 생산하였고 상기 구간에서 얻어진 염기서열 비교분석 및 계통학적 분류를 통해 유연관계를 파악하였다. 수목학적 관점으로는 품종을 명확하게 구분하기가 어려웠으며 분자계통학적 연구로 모든 시료는 닥나무와 꾸지나무의 교잡종으로 확인되었다. 본 연구 결과는 우리나라 전통한지의 원재료로 사용되는 닥나무류 식물자원의 분류체계의 확립을 위한 기초자료로 활용 될 것이다.

• 식물분류학회지
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• 제46권3호
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• pp.314-325
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• 2016

광합성 경로의 전환은 현화식물의 계통에서 여러 번에 걸쳐서 독립적으로 일어난 진화적 사건으로서 사초과에서는 다섯 번 이상 발생한 것으로 추정되고 있다. 방동사니족에서 나타난 C4 광합성 경로로의 전환은 한 번 발생하였으며 이는 방동사니족 내 C4 식물의 공유파생형질로 여겨진다. 방동사니족에 포함된 속들의 형태학적 한계는 분자계통학적 유연관계와 일치하지 않으며, 특히 다계통군으로 여겨지는 방동사니속의 한계는 계통분류학적으로도 논란이 되고 있다. 본 연구에서는 한국산 방동사니족 식물의 광합성 경로와 분자계통을 비교하고자 하였다. 해부학적 관찰을 통해 우리나라 방동사니족 식물 20종(방동사니속 18종, 파대가리속 1종, 세대가리속 1종)의 광합성 경로를 확인하였다. 또한 nrITS, rbcL, trnL-F의 염기서열에 근거하여 각 분류군의 분자계통학적 위치를 파악하고자 하였으며, 분류군 전체의 계통을 파악하기 위하여 선행연구 결과와 함께 분석하였다. 엽록체가 밀집된 광합성 조직의 위치에 따라 우리나라 방동사니속 식물 중 병아리방동사니와 우산방동사니, 모기방동사니, 알방동사니의 네 종은 C3 식물로 확인되었고, 나머지 14종의 방동사니속 식물, 파대가리, 그리고 세대가리는 C4 식물로 결정되었다. 또한 분자계통학적 분석에서 방동사니족은 CYPERUS 분계군과 FICINIA 분계군으로 구분되었으며, 우리나라 방동사니족 식물은 모두 CYPERUS 분계군에 속하였다. CYPERUS 분계군내에서 C4 식물들은 단계통군을 형성하였지만 각 분류군 간의 유연관계는 명확하게 나타나지 않았다. 분자계통수에서 세대가리속과 파대가리속은 C4 식물인 방동사니속 식물들과 함께 단일 분계군을 형성함으로서 각각 독립된 속으로서 지지 되지 않는다. 이는 기존의 연구결과와 일치하며, CYPERUS 분계군에 속한 속들의 계통분류체계를 명확하게 하기 위해서는 면밀한 형태학적 연구와 더불어 높은 해상력을 갖춘 분자계통학적 연구가 이루어져야 할 것이다.