• 제목/요약/키워드: genetic structure

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AFLP 마커를 이용한 소규모 사시나무림의 공간적 유전구조 구명 (Fine-scale Spatial Genetic Structure of a Small Natural Stand of Populus davidiana in South Korea using AFLP markers)

  • 이민우;홍경낙;박유진;이제완;임효인
    • 한국산림과학회지
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    • 제105권3호
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    • pp.309-314
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    • 2016
  • 변화하는 자연환경에서 식물이 생존하기 위해서는 적절한 유전다양성을 유지할 뿐 아니라 지역적응성을 갖추어야 세대를 성공적으로 이어나갈 수 있다. 만약 유전다양성이 급격히 감소하게 된다면 집단이 쇠퇴하고 소멸 위험성이 커지게 된다. 본 연구는 주변 집단으로 부터 화분이나 종자의 유입이 어려운 소규모 사시나무 집단의 유전구조를 구명하였다. 월악산 미륵리의 사시나무림은 전체 분포면적 $14,000m^2$에 성목은 350개체로 추정되며, 임분내에 설정한 $70m{\times}70m$ 조사구에 출현하는 123개체 중 61개체를 대상으로 AFLP 마커를 이용하여 유전변이를 분석하였다. 조사구내 사시나무의 수령은 평균 16년 최고 32년생이었으며, 개체의 공간적 분포는 약한 밀집 형태를 이루고 있었다. AFLP primer 6조합에서 196개 증폭산물을 확인하였으며, 이 중 151개는 다형성을 보였다. primer 조합당 평균 유전자좌수는 32.7(표준편차=7.2), 이형접합도 기대치($H_e$)는 0.154, Shannon의 다양성 지수(S.I.)는 0.254로 나타나서, 월악산 사시나무는 우리나라 사시나무 집단 평균에 비하여 매우 낮은 유전다양성을 갖고 있는 것으로 나타났다. 공간적 유전구조는 24 m 이내에서 분포하는 개체들 간에 유전적 유사성이 나타났으며, 소규모 면적과 고립된 분포지 특성으로 인하여 비교적 작은 유전군락이 형성된 것으로 생각된다.

Allozyme Variation and Population Genetic Structure of an Invasive Plant, Ageratina altissima(White Snakeroot), in Seoul

  • Chun, Young-Jin;Lee, Hyun-Woo;Lee, Eun-Ju
    • Animal cells and systems
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    • 제5권4호
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    • pp.309-312
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    • 2001
  • Allozyme studies have been widely used to estimate genetic variation and to describe genetic structure in natural populations. In many cases, the genetic diversity of recently established populations is generally lower than that of central populations. In addition, the genetic composition of an invasive species is influenced by its History of introduction as well as its ecological characters. Ageratina altissima (L.) R. King & H. Robinson (white snakeroot) is a perennial herb native to the eastern United States and Canada, and is currently receiving much attention for its rapid invasion of the Korean forests. Starch gel electrophoresis was used to assess the genetic variability at 11 putative loci in seven introduced populations of A. altissima in Seoul. Populations of A. altissima maintained lower levels of allozyme diversity (expected heterozygosity = 0.063) than those reported for other taxa with similar ecological traits. The degree of differentiation observed among A. altissima populations was considerably low. It is suggested that the populations were recently established from only a few founders via dispersal by human activities, resulting in the loss of genetic variation.

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Assessment of Genetic Diversity and Population Structure on Kenyan Sunflower (Helianthus annus L.) Breeding Lines by SSR Markers

  • Mwangi, Esther W.;Marzougui, Salem;Sung, Jung Suk;Bwalya, Ernest C.;Choi, Yu-Mi;Lee, Myung-Chul
    • 한국자원식물학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.244-253
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    • 2019
  • In crop breeding program, information about genetic dissimilarity on breeding resources is very important to corroborate genealogical relationships and to predict the most heterozygotic hybrid combinations and inbred breeding. This study aimed to evaluate the genetic variation in Kenyan sunflower breeding lines based on simple sequence repeat (SSR). A total of 83 alleles were detected at 32 SSR loci. The allele number per locus ranged from 2 to 7 with an average of 2.7 alleles per locus detected from the 24 sunflower accessions and the average value of polymorphic information contents (PIC) were 0.384. A cluster analysis based on the genetic similarity coefficients was conducted and the 24 sunflower breeding resources were classified into three groups. The principal coordinates (PCoA) revealed 34% and 13.38% respectively, and 47.38% of total variation. It was found that the genetic diversity within the Kenyan sunflower breeding resources was narrower than that in other sunflower germplasm resources, suggesting the importance and feasibility of introducing elite genotypes from different origins for selection of breeding lines with broader genetic base in Kenyan sunflower breeding program.

Analysis of genetic diversity and population structure of rice cultivars from Africa, Asia, Europe, South America, and Oceania using SSR markers

  • Cheng, Yi;Cho, Young-Il;Chung, Jong-Wook;Ma, Kyung-Ho;Park, Yong-Jin
    • 한국작물학회지
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    • 제54권4호
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    • pp.441-451
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    • 2009
  • In this study, 29 simple sequence repeat (SSR) markers were used to analyze the genetic diversity and population structure of 125 rice accessions from 40 different origins in Africa, Asia, Europe, South America, and Oceania. A total of 333 alleles were detected, with an average of 11.5 per locus. The mean values of major allele frequency, expected heterozygosity, and polymorphism information content (PIC) for each SSR locus were 0.39, 0.73, and 0.70, respectively. The highest mean PIC was 0.71 for Asia, followed by 0.66 for Africa, 0.59 for South America, 0.53 for Europe, and 0.47 for Oceania. Model-based structure analysis revealed the presence of five subpopulations, which was basically consistent with clustering based on genetic distance. Some accessions were clearly assigned to a single population in which >70% of their inferred ancestry was derived from one of the model-based populations. In addition, 12 accessions (9.6%) were categorized as having admixed ancestry. The results could be used to understanding the genetic structure of rice cultivars from these regions and to support effective breeding programs to broaden the genetic basis of rice varieties.

유연도 행렬을 이용한 전단빌딩의 유전자 알고리즘 기반 손상추정 (Damage Detection in Shear Building Based on Genetic Algorithm Using Flexibility Matrix)

  • 나채국;김선필;곽효경
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.1-11
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    • 2008
  • 전단빌딩에 발생한 손상 추정에 있어서 대상 구조물의 물성치를 가정하고 이상화한 모델을 이용한 역해석이 필요하다. 강성행렬을 이용하는 고전적인 손상추정 방법에 비해 유연도 행렬을 이용한 손상추정은 구조물의 저차모드를 이용하기 때문에 비교적 정확한 값을 계산할 수 있기 때문에 더 효과적으로 알려져 있다. 이 논문에서는 손상추정을 위한 알고리즘으로 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 도입하였고, 구조 응답에서 취득할 수 있는 유연도 행렬을 이용하여 역해석을 통한 손상추정 기법을 소개하고 있다. 제안된 손상추정 기법은 전단빌딩의 강성에 대한 정확한 정보가 없는 상황에서 전단빌딩의 손상으로 인한 실제 강성변화량을 추정하도록 하였다. 더불어 open source code인 OPENSEES를 이용하여 전단빌딩 수치해석을 통해 제안된 손상추정 기법의 효율성을 검증하였다.

Optimum Design of the Power Yacht Based on Micro-Genetic Algorithm

  • Park, Joo-Shin;Kim, Yun-Young
    • 한국항해항만학회지
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    • 제33권9호
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    • pp.635-644
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    • 2009
  • The optimum design of power yacht belongs to the nonlinear constrained optimization problems. The determination of scantlings for the bow structure is a very important issue with in the whole structural design process. The derived design results are obtained by the use of real-coded micro-genetic algorithm including evaluation from Lloyd's Register small craft guideline, so that the nominal limiting stress requirement can be satisfied. In this study, the minimum volume design of bow structure on the power yacht was carried out based on the finite element analysis. The target model for optimum design and local structural analysis is the bow structure of a power yacht. The volume of bow structure and the main dimensions of structural members are chosen as an objective function and design variable, respectively. During optimization procedure, finite element analysis was performed to determine the constraint parameters at each iteration step of the optimization loop. optimization results were compared with a pre-existing design and it was possible to reduce approximately 19 percents of the total steel volume of bow structure from the previous design for the power yacht.

가침박달 집단의 유전다양성 및 유전구조 분석 (Genetic Diversity and Population Genetic Structure of Exochorda serratifolia in South Korea)

  • 홍경낙;이제완;강진택
    • 한국산림과학회지
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    • 제102권1호
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    • pp.122-128
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    • 2013
  • 우리나라에 분포하는 가침박달 9개 집단의 유전다양성과 유전구조를 ISSR 표지자를 이용하여 분석하였다. 선발된 6개 ISSR primer에서 다형성 band는 35개로 primer당 평균 5.8개(S.D.=2.32), 집단별 다형적 유전자좌의 비율은 평균 78.7%로 나타났다. AMOVA에서 전체 유전변이의 27.8%는 집단간 차이에 기인하며, 72.2%는 집단내 개체 간 차이로 설명할 수 있었다. 베이즈 방법에 따른 유전분화는 ${\theta}^{11}$$G_{ST}$가 각각 0.249와 0.227로 추정되었으며, 전체 집단에 대한 근친교배율은 0.412로 계산되었다. 집단간의 지리적 거리와 유전적 거리에 대한 상관성 분석에서 지리적 거리가 멀수록 유전적으로 상이한 것으로 나타났다. 베이즈 군집분석에서 가침박달 집단은 유전변이 분포에 따라서 1) 대구 지역의 2집단 및 안동, 청송, 예천 집단이 하나의 구역으로, 그리고 2) 단양, 영월 집단과 3) 임실, 청주 집단이 각각 하나의 구역으로 묶여서 총 3개 구역으로 나눌 수 있었다. 구역의 유전변이는 백두대간과 정맥의 산줄기를 경계로 분포하는 것으로 생각되며, AMOVA에서 전체 유전변이량의 10.0%는 구역간, 19.7%는 집단간, 나머지 70.3%는 집단내 개체간 차이로 설명되었다. 아울러 가침박달의 현지내 유전자원보존을 위한 유전다양성 평가와 유전구조 분석결과의 적용에 대하여 살펴보았다.

I-SSR 표지자에 의한 눈측백나무 남한 잔존집단의 유전변이와 구조 (Genetic Variation and Structure of the Relict Populations of Korean Arborvitae (Thuja koraiensis Nakai) in South Korea, Employing I-SSR Markers)

  • 양병훈;송정호;이정주;허성두;홍용표
    • 한국산림과학회지
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    • 제98권1호
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    • pp.1-7
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    • 2009
  • 본 연구에서는 눈측백나무(Thuja koraiensis Nakai) 4개 천연집단을 대상으로 84개체를 선발한 뒤 다형성을 보인 29개의 I-SSR amplicons를 이용하여 유전변이를 조사하였다. 6개의 I-SSR primer로 유전다양성을 추정한 결과 평균 유효대립유전자의 수($A_e$)는 1.44개, 이형접합도의 기대치($H_e$)는 0.258, Shannon의 다양성 지수(S.I.)는 0.385로 크게 높지는 않은 것으로 추정되었다. 이를 다양한 표지자를 이용하여 측백나무과(Cupressaceae)에 속하는 지금까지 연구된 수종들과 비교하여보면 국내의 눈측백나무는 유사하거나 다소 높은 유전변이량을 보유하고 있는 것으로 나타났다. 조사된 4개의 집단을 대상으로 AMOVA를 수행한 결과 전체 유전변이 가운데 13%가 집단간 차이로부터 기인하는 것으로 나타났고, 나머지 87%는 집단내 개체간 차이로부터 기인한 것으로 나타났다. 유전적 거리에 의한 UPGMA 유집분석을 실시한 결과 지리적인 경향은 나타나지 않았다. 유전변이량이 가장 높은 장산집단과 유전적 조성에서 가장 이질적인 방태산집단이 보전 가치가 큰 것으로 판단된다.

오대산 물황철나무(Populus koreana) 집단의 유전다양성 및 공간적 유전구조 분석 (Genetic Diversity and Spatial Genetic Structure of Populus koreana Population in Mt. Odae, Korea)

  • 신수경;송정호;임효인;장경환;홍경낙;이제완
    • 한국산림과학회지
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    • 제103권1호
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    • pp.59-64
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    • 2014
  • 본 연구에서는 물황철나무(Populus koreana Rehder) 집단을 대상으로 I-SSR 표지자를 이용해 유전다양성과 유전적 공간구조를 분석하였다. 물황철나무는 중국, 러시아 극동지역과 북한의 고산 계곡부 등에 서식하는 낙엽활엽 교목이다. 물황철나무는 남한에서 강원도 일대에 제한적으로 분포한다. 특히 오대산 집단은 물황철나무의 남방한계지로서 유전자원보존의 중요성이 강조된다. 8개의 I-SSR primer로 유전다양성을 추정한 결과, Shannon의 다양성 지수(I)는 0.230, 이형접합도의 기대치(He)는 0.151로 유사한 생활사를 갖는 타 수종에 비해 유전다양성이 매우 낮게 나타났다. 유전적 군락을 확인하기 위해 공간적 자기상관성 분석을 수행한 결과, 조사 지역 내의 물황철나무 집단은 400 m 이내에서 유전적으로 유사한 군락구조를 갖고 있는 것으로 나타났다. 물황철나무 집단의 현지외 유전자 보존을 위한 표본추출 시, 개체 간 거리를 400 m 이상으로 두는 것이 효율적일 것으로 판단된다.

Occurrence and Evolutionary Analysis of Coat Protein Gene Sequences of Iranian Isolates of Sugarcane mosaic virus

  • Moradi, Zohreh;Nazifi, Ehsan;Mehrvar, Mohsen
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제33권3호
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    • pp.296-306
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    • 2017
  • Sugarcane mosaic virus (SCMV) is one of the most damaging viruses infecting sugarcane, maize and some other graminaceous species around the world. To investigate the genetic diversity of SCMV in Iran, the coat protein (CP) gene sequences of 23 SCMV isolates from different hosts were determined. The nucleotide sequence identity among Iranian isolates was more than 96%. They shared nucleotide identities of 75.5-99.9% with those of other SCMV isolates available in GenBank, the highest with the Egyptian isolate EGY7-1 (97.5-99.9%). The results of phylogenetic analysis suggested five divergent evolutionary lineages that did not completely reflect the geographical origin or host plant of the isolates. Population genetic analysis revealed greater between-group than within-group evolutionary divergence values, further supporting the results of the phylogenetic analysis. Our results indicated that natural selection might have contributed to the evolution of isolates belonging to the five identified SCMV groups, with infrequent genetic exchanges occurring between them. Phylogenetic analyses and the estimation of genetic distance indicated that Iranian isolates have low genetic diversity. No recombination was found in the CP cistron of Iranian isolates and the CP gene was under negative selection. These findings provide a comprehensive analysis of the population structure and driving forces for the evolution of SCMV with implications for global exchange of sugarcane germplasm. Gene flow, selection and somehow homologous recombination were found to be the important evolutionary factors shaping the genetic structure of SCMV populations.