• 식물분류학회지
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• 제42권1호
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• pp.13-23
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• 2012

trnL-F 지역은 엽록체 게놈 large single-copy 지역에 위치하며, trnL gene, trnL intron, trnL-F IGS로 구성된다. 본 연구는 한국산 꿩의다리속 내에서 trnL-F 지역의 분자진화와 유연관계를 분석하였다. 갭형질을 이용한 자료의 베이시안과 파시모니 분석에서 몇몇 indels evolution는 분계조를 지지하여 해상력이 좋은 계통수가 나타났다. 한국산 꿩의다리속 내에 cpDNA trnL-F 지역의 indel events는 계통학적으로 유용한 정보를 가지고 있는 것으로 판단된다. 산꿩의다리절(그늘꿩의다리 제외)은 속내에서 가장 먼저 분기한 것으로 나타났고, 나머지 절은 강하게 분계조를 형성하며 분기하였다. 한국산 꿩의다리속 내에 trnL-F 지역은 뉴클레오티드의 다양한 공간적 분포 변이와 주로 transversion에 따른 염기치환 등 다양한 진화적 패턴을 가지고 있었다.

• 식물분류학회지
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• 제45권3호
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• pp.213-220
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• 2015

울릉도의 낙엽활엽수림에 우점하고 있는 너도밤나무를 대상으로 엽록체 반수체형(haplotype)의 다양성과 공간적 분포를 파악하기 위해 울릉도 전역에서 채집한 총 144개체로부터 psbA-trnH 구간의 염기서열을 결정하였다. 너도밤나무의 근연종을 포함하여 계통분석을 수행한 결과, 너도밤나무의 엽록체 반수체형은 일본산 F. japonica와 중국산 F. engleriana 분계조와 자매관계를 이루는 것으로 나타났다. 또한, 분석한 모든 너도밤나무의 개체들은 동일한 염기서열을 갖고 있는 것으로 나타나, 엽록체 반수체형의 다양성은 매우 낮은 것으로 판명되었다. 이러한 결과는 동위효소 분석에 근거한 유전자 다양성이 매우 높다는 기존 연구 결과와 대비되는 것으로서, 너도밤나무는 핵 유전자의 다양성은 높으나 엽록체 유전자의 다양성은 낮은 것으로 판단되며, 이것은 두 가지 가설로 설명할 수 있다. 하나는 너도밤나무의 조상이 울릉도로 이주하여 정착할 초기 단계에서 엽록체 반수체형이 지역적인 구조를 갖는 조상 모집단으로부터 종자가 지속적으로 유입된 결과로 해석할 수 있다. 다른 하나는 육지의 조상 모집단으로부터 새 또는 태풍에 의해 소수의 종자가 유입되어 정착한 후, 바람에 의해 조상 모집단의 화분이 지속적으로 유입된 결과인 것으로 추론할 수 있다. 울릉도 내의 대양한 고유 자생식물의 기원을 규명하는 데 있어서 모계유전을 함으로 인해 종자의 이동을 추적할 수 있는 엽록체 DNA에 근거한 비교계통지리학적 연구가 필요한 것으로 사료된다.

• 식물분류학회지
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• 제44권3호
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• pp.202-207
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• 2014

섬괴불나무(Lonicera insularis Nakai)는 인동과(Caprifoliaceae) 인동속(Lonicera L.) 에 속하는 관목으로 울릉도와 독도의 해안가 지역에 분포하는 한국특산식물이다. 섬괴불나무와 인동속의 근연종인 괴불나무, 청괴불나무, 각시괴불나무, 길마가지나무, L. morrowii, 병꽃나무 7분류군과의 유연관계를 밝히고, 섬괴불나무의 종내 변이를 확인하기 위해 엽록체 DNA 5개 영역의 염기서열을 분석하였다. 분석결과 전체 3.2kb의 염기서열이 결정되었고, 섬괴불나무와 L. morrowii 에서 2개의 엽록체 DNA haplotype(CP01-02)이 결정되었다. 섬괴불나무는 한 개의 염기치환으로 CP01 type과 CP02 type으로 구별되었으며, 일본의 L. morrowii와는 CP02 type을 공유하였다. 섬괴불나무에서 확인 된 두 개의 CP type은 1) 진화적으로 뚜렷한 두 개 이상의 계통을 가지며, 이는 하나 이상의 유입경로를 통해 울릉도로 유입되었을 가능성을 높게 지지한다. 그리고, 2) 형태학적으로 구별되는 섬괴불나무와 L. morrowii의 CP type의 공유는 두 종의 지리적인 장벽에 의한 이소적종분화의 결과로 추론할 수 있다. 본 연구에서 확인된 울릉도와 독도의 섬괴불나무의 종내 변이 및 다양성에 관한 결과는 울릉도 및 독도 식물의 분자생물지리학적 연구로 대양섬의 생물학적 진화양상과 종 분화 과정에 중요한 기초 자료로 활용될 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제33권4호
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• pp.247-252
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• 2000

카트뮴은 잎과 엽록체내 폴리아민함량을 증가시키지만 틸라코이드와 광포집체II내에서는 증가효과가 없었다. 카드뮴에 의해 새로 생합성된 폴리아민은 스트로마공간상에 분포하는 것으로 보였다. 폴리아민은 이미 포화되더라도 틸라코이드막에 결합하지는 않는 것으로 밝혀졌으며 엽록체내 putrescine과 spermine은 잎세포내에서 보다 각각 36배와 20배 적었던 반면 agmatine은 3.7배 적었다. 카드뮴의 산소방출 억제효과는 0.2mM spermine 첨가로 현저히 완화되었다. 폴리아민은 또한 시금치 틸라코미드에서 0.5mM 농도이하에서 산소방출을 촉진하였다. 이러한 촉진효과는 동일농도에서 단자엽보다는 쌍자엽에서 2배정도 높았다. 더욱이 쌍자엽 밀에서 상승효과는 putrescine보다는 agmatine처리에서 오히려 낮았다. 이러한 결과로부터 단자엽과 쌍자엽 식물간에 폴리아민의 산소방출 과정에서 다른 효능을 보임을 알 수 있었다.

• ALGAE
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• 제18권3호
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• pp.183-190
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• 2003

Except for a group I intron in trnL-uaa occuring in eubacteria and plastids, group I introns are rarely documented in plastid genomes. Here, we report that a green alga, Caulerpa sertularioides, contains three group IA3 introns in the 16S gene (cpSSU), CS-cpSSU.i1, CS-cpSSU.i2 and CS-cpSSU.i3. Each intron has an open reading frame with LAGLIDADG motifs. CS-cpSSU.i1orf and CS-cpSSU.i3orf occur at Loop 6 in the intron secondary structure and CScpSSU. i2orf at Loop 8. CS-cpSSU.i1orf and CS-cpSSU.i2orf contain both LAGLI-DADG motifs but CS-cpSSU.i3orf has only one. CS-cpSSU.i1 and CS-cpSSU.i2 share the insetion sites and the ORFs at Loop 6 and 8 with CpSSU·1 and CpSSU·2 introns of Chlamydomonas pallidostigmatica (Chlorophyceae). In contrast, CS-cpSSU.i3, containing 28 copies of GAAATAT at Loop 6, is a novel intron found only in Caulerpa sertularioides. Possible scenarios of the evolution of the three introns and their possible use in systematic research are discussed.

• Journal of Photoscience
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• 제8권1호
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• pp.13-17
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• 2001

Cucumber leaves subjected to light chilling stress exhibit a preferential inactivation of photosystem(PS) I relative to PSII, resulting in the photoinhibition of photosynthesis. In light chilled cucumber leaves, Cu/Zn-Superoxide dismutase(SOD) is regarded as a primary target of the light chilling stress and its inactivation is closely related to the increased production of reactive oxygen species. In the present study, we further explored that inactivation of PSI in cucumber leaves is not a light chilling specific, but general to various oxidative stresses. Oxidative stress in cucumber leaves was induced by treatment of methylviologen(MV), a producer of reactive oxygen species in chloroplasts. MV treatment decreased the maximal photosynthetic O$_2$ evolution, resulting in the photoinhibition of photosynthesis. The photoinhibition of photosynthesis was attributable to the decline in PSI functionality determined in vivo by monitoring absorption changes around 820 nm. In addition, MV treatment inactivated both antioxidant enzymes Cu-Zn-superoxide dismutase and ascorbate peroxidase known sensitive to reactive oxygen species. From these results, we suggest that chloroplast antioxidant enzymes are the primary targets of photooxidative stress, followed by subsequent inactivation of PSI.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.11-11
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• 2023

Due to the abundance of information in Nuclear DNA, it has a magnificent phylogenetic resolution. Moreover, because they show biparental inheritance, it has proven to be superior to organelle DNA, which has a limited number of genes and only shows maternal lineage. In particular, the transcriptome, which includes much nuclear DNA but is relatively inexpensive to analyze, can provide valuable insights into evolution through selection analysis and enable gene function research. This study's dataset includes 45 transcriptomes (16 generated for this study). It aims to explore the evolutionary history of Apioideae by comparing the results of the phylogenetic analysis with gene tree discordance and chloroplast phylogeny. The results confirmed the taxonomic positions of Peucedanum terebinthaceum, Ligusticum tachiroei, and Cymopterus melanotilingia and proposed a genus change for Glehnia littoralis. High gene tree discordances were identified in recently diverged clades, suggesting frequent hybridization and introgression. In the most recently diverged tribe of Selineae, the highest number of PSGs (positively selected genes) has been confirmed, which is inferred to be due to the geological and climatic diversity of their originated habitat, Central Asia. These genes include those related to responses to growth and drought, oxidative, and salt stress. In particular, the CYP97A gene confirmed as PSGs in Bupleurum latissimum is inferred to be a result of adaptation to the light-limited environment of Ulleungdo Island, as it is associated with the efficiency of photosynthesis.

• 환경생물
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• 제40권4호
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• pp.464-476
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• 2022

가속화되는 기후변화로 인해 전 세계 각지의 연안에서 해조류 대발생(macroalgal bloom)이 빈번하게 일어나고 있다. 특히, 녹조류의 대량 증식으로 인한 녹조(파래) 대발생(green tide) 현상은 지역 경제뿐만 아니라 연안 생태계 환경에도 막대한 피해를 주고 있다. 우리나라의 경우 2000년대부터 제주도 동북부 해안을 중심으로 파래대발생이 연중 지속적으로 관찰되며, 최근에는 남해와 동해 일대에서도 국지적으로 관찰되고 있다. 파래대발생의 원인 종은 갈파래속(Chlorophyta; genus Ulva)으로 알려져 있으며, 기후변화의 영향으로 해수 온도의 상승과 담지하수 및 인근지역 오염수 배출로 인한 질소와 인의 대량 유입으로 인한 영양염류 증가가 주요 원인으로 추정되고 있다. 갈파래속은 환경변화에 의해 형태적 발현의 가소성이 높은 표현형 적응성(phenotypic plasticity) 때문에 형태적 종 동정은 거의 불가능하다. 갈파래류 종 판별을 위해서는 분자유전학적 분석이 수행되어야 하나 현재 분자데이터를 이용한 갈파래 종 분포, 군집구조와 같은 생태조사연구는 매우 미흡한 실정이다. 파래대발생 피해 저감을 위해서는 파래대발생 주요 종들을 분자계통학적 분석을 통하여 정확하게 파악하는 것이 우선이다. 선행 연구에서는 2015년 파래대발생을 일으키는 주요 종 파악을 위해 핵 DNA ITS와 엽록체 DNA tufA (chloroplast elongation factor Tu) 유전자를 이용하여 분자계통학적 분석을 수행하였으며, 종 동정에는 tufa 유전자가 더 정확한 결과를 나타냈다. 따라서 본 연구에서는 tufA 유전자를 이용해 2015~2020년 제주도 연안에서 파래대발생을 일으키는 주요 구성 갈파래 종의 군집구조 및 종 다양성을 파악하고 종 구성의 시간적 변이를 확인하고자 하였다. 본 연구에서는 온대와 아열대 해역에서 주로 생장하는 것으로 알려진 큰갈파래와 구멍갈파래 종이 파래대발생의 주요 구성 종임을 확인하였다. 구멍갈파래는 2015년(35.75%)에서 2020년(36.18%) 기간 상대빈도의 변화가 거의 없고 안정적으로 유지되었으나, 큰갈파래의 경우 2015년(20.77%)에 비해 2020년(36.84%) 빈도가 대략 16% 증가하였다. 이러한 결과는 기후변화와 연관된 평균 해수면 온도의 상승에 큰갈파래의 높은 성장률 및 적응력과 관련이 있을 수 있으며, 제주도의 갈파래 군집을 구성하는 종 수는 2015년에는 9종이었으나 2020년에는 7종으로 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 유럽 원산지 외래종인 긴통갈파래와 굽은갈파래가 2015년과 2020년 모두 제주 연안에서 관찰되어 이 두 종에 대한 향후 지속적인 모니터링이 필요하다. 본 연구의 결과는 우리나라 연안에서 발생하는 파래대발생의 저감을 위해 주요 종인 갈파래속(genus Ulva)에 대한 분자유전학적 데이터에 대한 정보를 제공하고자 한다.

• 식물분류학회지
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• 제40권3호
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• pp.157-162
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• 2010

우리나라의 울릉도와 독도에 분포하는 한국특산종인 섬기린초는 해안암석지대를 터전으로 넓게 분포하여 울릉도 생태계의 중요한 부분을 차지하고 있다. 본 연구는 섬기린초에 대한 엽록체 DNA의 trnL/F intergenic spacer 염기서열을 총 32개체에 대하여 조사하였다. 그 결과, 정렬된 염기서열 중 하나의 6-bp indel (-ATTCAC-)에 의하여 두 개의 type (TYPE01: 297bp과 TYPE02: 291bp)을 확인하였다. 확인된 두 개의 엽록체 DNA type은 울릉도와 독도에서 뚜렷한 지리적 분포양상을 보여주었다. TYPE01은 울릉도(15개체)에서만 관찰되었고 TYPE02는 울릉도(12개체)와 독도(5개체)에서 확인되었다. 섬기린초는 하나의 6-bp indel에 의하여 서로 다른 두 개의 엽록체 DNA haplotype이 확인되고 뚜렷한 지리적 분포양상을 보여주기 때문에, 울릉도와 독도에 자생하는 개체군 내에 진화적으로 서로 다른 두 개의 계통이 있음을 추정할 수 있고 울릉도와 독도 간 원거리 분산 기작의 가능성을 지지하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제83권1호
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• pp.20-24
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• 1994

생장기간(生長期間)이 긴 임목(林木)의 경우 어느 형질(形質)의 유전양식(遺傳樣式)을 구명(究明)한다는 것은 상당한 시간(時間)과 노력(努力)이 필요하다. 엽록체(葉綠體)의 DNA는 그 크기가 비교적 작고 세포질(細胞質) 유전현상(遺傳現象)을 보이기 때문에 임목(林木)을 대상(對象)으로 하는 연구(硏究)에 적절(適切)할 것으로 생각된다. 본 연구(硏究)에서는 포플러 5개 수종(樹種)의 엽록체(葉綠體) DNA를 4가지의 제한효소(制限酵素)로 처리(處理)하여 절단(切斷)된 DNA의 크기를 수종간(樹種間) 및 비교(比較) 식물(植物)인 담배와 비교(比較)하였다. 그 결과 포플러의 엽록체(葉綠體) DNA는 서로 아주 유사(類似)하여 사용된 2가지의 제한효소(制限酵素)(BglII 및 PstI)에서는 종간(種間)에 차이를 전혀 볼 수 없었으며 다른 두 효소(酵素)(EcoRI 및 KpnI)에서도 비슷하나 약간의 차이(差異)가 관찰(觀察)되었을 뿐이었다. 그러나 비교(比較) 식물(植物)로 사용한 담배와는 전혀 다른 절단(切斷) pattern을 보이고 있었다. 담배 엽록체(葉綠體)의 rbcL 유전자(遺傳子)를 probe으로 한 DNA-DNA 교잡(交雜)결과 역시 같은 경향(傾向)을 보이고 있었다. 따라서 포플러의 엽록체(葉綠體) DNA는 진화(進化) 과정중 비교적 안정(安定)이 되어 있는 것으로 나타났다.