• Animal Bioscience
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• 제35권11호
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• pp.1808-1816
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• 2022

Objective: The study of Hanwoo (Korean native cattle) has mainly been focused on meat quality and productivity. Recently the field of microbiome research has increased dramatically. However, the information on the microbiome in Hanwoo is still insufficient, especially relationship between vagina and feces. Therefore, the purpose of this study is to examine the microbial community characteristics by analyzing the 16S rRNA sequencing data of Hanwoo vagina and feces, as well as to confirm the difference and correlation between vaginal and fecal microorganisms. As a result, the goal is to investigate if fecal microbiome can be used to predict vaginal microbiome. Methods: A total of 31 clinically healthy Hanwoo that delivered healthy calves more than once in Cheongju, South Korea were enrolled in this study. During the breeding season, we collected vaginal and fecal samples and sequenced the microbial 16S rRNA genes V3-V4 hypervariable regions from microbial DNA of samples. Results: The results revealed that the phylum-level microorganisms with the largest relative distribution were Firmicutes, Actinobacteria, Bacteroidetes, and Proteobacteria in the vagina, and Firmicutes, Bacteroidetes, and Spirochaetes in the feces, respectively. In the analysis of alpha, beta diversity, and effect size measurements (LefSe), the results showed significant differences between the vaginal and fecal samples. We also identified the function of these differentially abundant microorganisms by functional annotation analyses. But there is no significant correlation between vaginal and fecal microbiome. Conclusion: There is a significant difference between vaginal and fecal microbiome, but no significant correlation. Therefore, it is difficult to interrelate vaginal microbiome as fecal microbiome in Hanwoo. In a further study, it will be necessary to identify the genetic relationship of the entire microorganism between vagina and feces through the whole metagenome sequencing analysis and meta-transcriptome analysis to figure out their relationship.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권1호
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• pp.44-53
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• 2023

Background: The genus Panax in the Araliaceae family has been used as traditional medicinal plants worldwide and is known to biosynthesize ginsenosides and phytosterols. However, genetic variation between Panax species has influenced their biosynthetic pathways is not fully understood. Methods: Simultaneous analysis of transcriptomes and metabolomes obtained from adventitious roots of two tetraploid species (Panax ginseng and P. quinquefolius) and two diploid species (P. notoginseng and P. vietnamensis) revealed the diversity of their metabolites and related gene expression profiles. Results: The transcriptome analysis showed that 2,3-OXIDOSQUALENE CYCLASEs (OSCs) involved in phytosterol biosynthesis are upregulated in the diploid species, while the expression of OSCs contributing to ginsenoside biosynthesis is higher in the tetraploid species. In agreement with these results, the contents of dammarenediol-type ginsenosides were higher in the tetraploid species relative to the diploid species. Conclusion: These results suggest that a whole-genome duplication event has influenced the triterpene biosynthesis pathway in tetraploid Panax species during their evolution or ecological adaptation. This study provides a basis for further efforts to explore the genetic variation of the Panax genus.

• Animal Bioscience
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• 제35권9호
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• pp.1340-1350
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• 2022

Objective: Luxi Black Head sheep (LBH) is the first crossbreed specialized for meat production and was developed by crossbreeding Black Head Dorper sheep (DP) and Small Tailed Han sheep (STH) in the farming areas of northern China. Research on the genomic variations and selection signatures of LBH caused by continuous artificial selection is of great significance for identifying the genetic mechanisms of important traits of sheep and for the continuous breeding of LBH. Methods: We explored the genetic relationships of LBH, DP, and several Mongolian sheep breeds by constructing phylogenetic tree, principal component analysis and linkage disequilibrium analysis. In addition, we analysed 29 whole genomes of sheep. The genome-wide selection signatures have been scanned with four methods: heterozygosity (H_P), fixation index (F_ST), cross-population extended haplotype homozygosity (XP-EHH) and the nucleotide diversity (𝜃_π) ratio. Results: The genetic relationships analysis showed that LBH appeared to be an independent cluster closer to DP. The candidate signatures of positive selection in sheep genome revealed candidate genes for developmental process (HoxA gene cluster, BCL2L11, TSHR), immunity (CXCL6, CXCL1, SKAP2, PTK6, MST1R), growth (PDGFD, FGF18, SRF, SOCS2), and reproduction (BCAS3, TRIM24, ASTL, FNDC3A). Moreover, two signalling pathways closely related to reproduction, the thyroid hormone signalling pathway and the oxytocin signalling pathway, were detected. Conclusion: The selective sweep analysis of LBH genome revealed candidate genes and signalling pathways associated with developmental process, immunity, growth, and reproduction. Our findings provide a valuable resource for sheep breeding and insight into the mechanisms of artificial selection.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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• pp.33-33
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• 2020

Watermelon (Citrullus lanatus) is a non-seasonal, economically important, cucurbit cultivated throughout the world with Asia as a continent contributing the most. As part of the effort in diversifying watermelon genetic resources in the already cultivated group, this study was devoted to providing baseline data on morphological quality traits and health-beneficial phytonutrients of watermelon germplasm collections, thereby promoting watermelon research and cultivation programs. To this end, we reported morphological traits, citrulline, and arginine levels of watermelon genetic resources obtained from the gene bank of Agrobiodiversity Center, Republic of Korea, and discussed the relationship between each other. Diverse characteristics were observed among many of the traits. But, most of the genetic resources (>90%) were either red or pink-fleshed. Korean origin fruits contained intermediate levels of soluble solid content (SSC) while The USA, Russian, Tajikistan, Turkmenistan, Taiwan, and Uruguay originated had generally the highest levels of soluble solids. The citrulline and arginine contents using HPLC method were ranged from 6.9 to 52.1 mg/g (average, 27.3 mg/g) and 1.8 to 21.3 mg/g (average, 9.8 mg/g), respectively. The citrulline content determined using Citrulline Assay Kit was ranged from 6.5 to 42.8 mg/g (average, 27.0 mg/g). Resources with high citrulline and arginine levels contained low SSC. Whereas, red- and pink-colored flesh samples had less citrulline compared to yellow and orange. In addition to the profiling of morphological characters and phytonutrients, molecular marker characterization and identification of sources of resistance to diseases and pests are recommended for a more complete diversity analysis of watermelon genetic resources.

• The Plant Pathology Journal
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• 제40권1호
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• pp.48-58
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• 2024

The oldest and most extensively cultivated form of millet, known as pearl millet (Pennisetum glaucum (L.) R. Br. Syn. Pennisetum americanum (L.) Leeke), is raised over 312.00 lakh hectares in Asian and African countries. India is regarded as the significant hotspot for pearl millet diversity. In the Indian state of Haryana, where pearl millet is grown, a new and catastrophic bacterial disease known as stem rot of pearl millet spurred by the bacterium Klebsiella aerogenes (formerly Enterobacter) was first observed during fall 2018. The disease appears in form of small to long streaks on leaves, lesions on stem, and slimy rot appearance of stem. The associated bacterium showed close resemblance to Klebsiella aerogenes that was confirmed by a molecular evaluation based on 16S rDNA and gyrA gene nucleotide sequences. The isolates were also identified to be Klebsiella aerogenes based on biochemical assays, where Klebsiella isolates differed in D-trehalose and succinate alkalisation tests. During fall 2021-2023, the disease has spread all the pearl millet-growing districts of the state, extending up to 70% disease incidence in the affected fields. The disease is causing considering grain as well as fodder losses. The proposed scale, consisting of six levels (0-5), is developed where scores 0, 1, 2, 3, 4, and 5 have been categorized as highly resistant, resistant, moderately resistant, moderately susceptible, susceptible, and highly susceptible disease reaction, respectively. The disease cycle, survival of pathogen, and possible losses have also been studied to understand other features of the disease.

• 식물병연구
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• 제30권1호
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• pp.60-65
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• 2024

2020년 7월, 전라남도 해남에서 퇴록병반과 엽맥녹대 등 바이러스 병징이 보이는 패션프루트(Passiflora edulis) 잎으로부터 total RNA를 추출했으며, RT-PCR 검정과 염기서열 결정을 통해 CMV-HN2를 동정하였다. 패션프루트에 감염하는 CMV의 생물학적 특성을 확인하기 위해 10개 지표식물에 CMV-HN2를 접종한 결과, CMV-Fny와 비교하여 전형적인 CMV의 감염 패턴을 나타냈다. CMV 패션프루트 분리주들의 외피단백질에 대한 계통발생학적 분석한 결과, CMV의 패션프루트 분리주들은 subgroup I에 속하는 것으로 나타났으며, 그중 CMV-HN2는 subgroup IA에 속하는 것으로 나타났다. 또한 국내 패션프루트 CMV 분리주들 사이의 subgroup 차이가 확인되었다. 패션프루트 분리주 간의 외피단백질 아미노산 서열을 비교하였을때, CMV-HN2는 다른 분리주들과 특이적으로 4-8개 아미노산 차이가 존재하였다. 이 결과를 통해, 패션프루트 CMV 분리주들의 외피단백질에서 유전적 다양성이 있음을 확인하였다.

• 환경생물
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• 제25권4호
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• pp.326-335
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• 2007

농업생태계에 심겨진 탄저병 저항성 유전자인 PepEST 유전자가 내재된 유전자변형 고추의 환경위해성을 평가하기 위하여 2006년 고추의 생육기간 동안 절지동물의 군집구조를 3회(6월 20일, 7월 25일, 8월 28일)에 걸쳐 조사하였다. 두 가지의 고추 즉 모본(nTR, WT512)와 유전자 변형 고추(TR, line 68)의 꽃과 잎에 서식하는 곤충을 포함한 절지동물의 군집구조를 파악하기 위하여 곤충을 포획할 수 있는 진공 흡입기를 이용하여 절지동물을 정량적으로 채집하였다. 생육 기간 중에서 7월에 가장 많은 종수, 종다양도, 그리고 종구성의 차이를 보여주었지만(P<0.05), 각 생육기간별 두 작물간의 군집구조는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(P>0.05). 각 분류군 별로 통계적인 유의성을 검증한 결과, 초식자의 먹이 기능군이 통계적인 유의성을 나타냈으며 (P<0.05), 그초식자군의 고추에 대한 잠재적인 피해 가능성을 검정한 결과, 섬서구메뚜기, 진딧물, 그리고 총채벌레의 잠재적 피해가능성이 크다고 판단되었다. 지금까지 수행된 본 연구결과를 근거로 판단하여 볼 때, 유전자 변형 고추로 인한 비표적 생물체의 군집구조의 차이가 없었으므로, 환경위해도는 없는 것으로 판단되지만, 추후 환경 위해도의 잠재 가능성 때문에, 환경위해성 평가연구가 지속적으로 수행되어야 한다고 결론 내릴 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제20권3호
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• pp.381-387
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• 2010

농가에 보급된 제주흑우 수정란이식 및 인공수정 생산축의 확인을 위하여 분자유전학적 실험기법을 이용한 개체 추척을 수행하였다. 유전자 marker 체계는 ISAG 권장 MS marker 11종, 예비시험 후 선발된 SAES marker 11종, 흑모색 관련 MC1R과 ASIP 유전자들을 조합하여 분석하였다. 분석결과 부모 정보가 없는 상태에서의 부권 부정율이 국제권장기준보다 높은 수준을 보였으며, 형매간 동일개체출현률은 $5.3{\times}10^{-10}$으로 조사되었다. 친자검정 결과 후보축에 대한 후보 부, 모, 부모 모두가 확인되는 경우는 각각 77.0, 54.0, 40.5%였다. 부-모-자간 trio-mismatch가 전혀 없는 수정란이식 개체는 공급 수정란 대비 14.7%로 확인되었고, 전체 후보축군 중 32.4%는 후보 부와의 mismatch가 없는 인공수정에 의해 생산된 개체들로 판정하였다. ISAG marker들만을 분석한 결과에서는 7두가 동일한 3가지 유전자형 조합을 나타내었으나, ISAG/SAES marker들을 조합했을 때에는 2두에서만 동일 유전자형 조합을 나타내었다. MS와 모색유전자 분석자료를 모두 조합했을 때는 조사된 모든 개체들이 서로 구분되었다. 현재의 제주흑우집단이 소수 핵군에서 인공수정과 수정란이식 등 생명공학 기법으로 육성된 집단이기에 제주흑우집단의 유전적 다양성은 낮게 나타났다. 본 연구는 유전자 개체식별과 혈통관리 체계의 구축을 위해서는 적어도 20개 이상의 MS marker와 모색관련 유전자형 자료가 필수적으로 활용되어야함을 제안하고 있으며, 연구결과는 향후 제주흑우의 분자육종에 있어 유용한 자료가 될 것으로 시사하고 있다.

• 한국식품과학회지
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• 제46권3호
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• pp.334-340
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• 2014

즉석섭취 편의식품은 일반적으로 소비자가 별도의 조리과정 없이 직접 신선한 상태로 섭취하기 때문에 병원성 미생물에 오염되어 있을 경우 식중독을 일으킬 수 있다. 특히 B. cereus는 자연계에 널리 분포하여 대부분의 식품에 쉽게 오염되어 식중독을 유발 시킬 수 있는 독소형 식중독균 중의 하나이다. 이에 본 연구는 유통 판매중인 즉석섭취 편의식품류 및 식중독이 발생하여 의뢰된 보존식에서 B. cereus의 분리율 및 독소 종류의 분포형태를 파악하였다. 식품 총 619건 중 263건(42.5%)의 B. cereus를 분리하였지만, 식품의약품안전처의 식품공전에서 즉석섭취 편의식품류에 대한 B. cereus에 대한 규격기준이 1,000 CFU/g 이하로, 본 실험에서는 규정 범위를 초과한 식품은 없었다. B. cereus 총 263개 분리균주에 대한 9종류의 장내독소 및 1종류의 구토독소를 분석한 결과, NHE complex (nheA, nheB, nheC)중 3개의 nhe 유전자를 모두 보유한 B. cereus는 236개 균주(89.7%), 1개만의 독소를 가지고 있는 균주는 2개(0.8%)뿐이었다. 또한, HBL complex (hblA, hblB, hblD) 중 3개의 hbl 유전자를 보유한 균주는 175개 균주(66.5%), 그리고 한개 혹은 두 개의 hbl 유전자를 가진 균주는 59개 균주(21.7%), 3개 유전자를 모두 가지고 있지 않은 균주는 29개 분리균주(11.0%)로 나타났다. NHE complex 유전자의 빈도가 HBL complex 유전자 보다 더 높게 나타나는 특징을 확인할 수 있었다. 장내독소 entFM, $cytK_2$, bceT 유전자의 보유율은 각각 100, 100, 43.0% 순으로 확인되었다. B. cereus의 구토 독소인 CER 유전자는 평균 50.2%를 보유하고 있었으며, 식품유형에 따라 식중독 보존식, 즉석섭취 식품, 편의식품에서 각각 100, 59.4, 35.6% 순으로 나타났다. 식품 중 분리한 B. cereus가 산생하는 구토독소를 가지고 있는 B. cereus 균주 중 29.4%에서 8개의 장내독소를 보유하고 있었으며, 나머지 균주들도 대부분 5-8개의 장내독소를 가지고 있는 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구 결과를 종합해보면, 식품에서 분리한 B. cereus는 대부분의 균주가 설사형 및 구토형 독소를 보유하고 있어, 즉석 섭취 편의식품의 미생물 오염 요인들은 계절에 관계없이 지속적으로 위생적인 관리가 필요할 것으로 사료된다. 또한, 식품의 미생물적 안전성 확보를 위해서는 업체의 생산단계부터 저장 및 운반을 포함한 유통단계 등에서 식중독을 유발 할 수 있는 오염원들이 내재되어 있기 때문에 철저한 개인 및 환경 위생관리가 필요할 것으로 사료된다.

• 환경생물
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• 제38권4호
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• pp.650-657
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• 2020

본 연구는 동해유입하천(강릉 연곡천, 양양 남대천), 한강수계(섬강, 속사천), 낙동강수계(길안천)에 서식하는 참갈겨니(Zacco koreanus) 개체군을 대상으로 채집된 110개체로부터 미토콘드리아 DNA COI 유전자(mitochondrial DNA cytochrome oxidase I)를 분자마커로 이용하여 계통지리학적 분석을 수행하고, 추가적으로 강릉 연곡천 상·중·하류 개체군을 대상으로 집단유전학적 분석을 수행하였다. 계통지리학 분석 결과, 동해유입하천과 한강수계의 참갈겨니 개체군은 동일한 단일계통을 나타내었고, 낙동강수계의 개체군은 상이한 계통으로 분기됨을 나타내었으며, 다른 수계 계통과의 유전적 거리 수치 범위가 평균 4.0%(3.7~4.2%)로서 동일종 이상 수준을 보여 잠재종 가능성을 시사하였다. 참갈겨니가 서식하는 수계에 따른 형태학적 차이는 연구된 바 있으나 DNA 염기서열의 변이를 이용한 분자유전학적 연구는 부족한 실정이므로 본 연구 결과는 향후 낙동강수계 참갈겨니 개체군의 계통분류학적 연구에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 추후 집단유전체학 및 생태학적 분석을 통하여 관찰된 낙동강수계 계통이 다른 종, 잠재종 혹은 단순히 큰 수준의 종내 변이를 나타내는지에 대한 추가적인 연구가 필요하다. 강릉 연곡천 상·중·하류에 서식하는 개체군의 집단유전학 분석을 통해 중류의 개체군이 상대적으로 높은 다양성을 나타냈으며 상·중·하류 개체군 간의 유전적 차이는 나타나지 않았다. 이는 상·중·하류 개체군 간 유전자 확산이 원활하게 이루어지고 있음을 의미하며 하천의 개체군 간 연결성을 판단할 수 있는 지표로 활용될 수 있다. 하지만 생태학적 시간 스케일의 연구에 더 적합한 분자마커를 이용한 추후 연구가 필요할 것으로 사료된다.