• 제목/요약/키워드: internal transcribed spacer (ITS) region

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Geminocystis urbisnovae sp. nov. (Chroococcales, Cyanobacteria): polyphasic description complemented with a survey of the family Geminocystaceae

  • Elena Polyakova;Svetlana Averina;Alexander Pinevich
    • ALGAE
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    • 제38권2호
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    • pp.93-110
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    • 2023
  • Progress in phylogenomic analysis has led to a considerable re-evaluation of former cyanobacterial system, with many new taxa being established at different nomenclatural levels. The family Geminocystaceae is among cyanobacterial taxa recently described on the basis of polyphasic approach. Within this family, there are six genera: Geminocystis, Cyanobacterium, Geminobacterium, Annamia, Picocyanobacterium, and Microcrocis. The genus Geminocystis previously encompassed two species: G. herdmanii and G. papuanica. Herein, a new species G. urbisnovae was proposed under the provision of the International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants (ICN). Polyphasic analysis was performed for five strains from the CALU culture collection (St. Petersburg State University, Russian Federation), and they were assigned to the genus Geminocystis in accordance with high 16S rRNA gene similarity to existing species, as well as because of proximity to these species on the phylogenetic trees reconstructed with RaxML and Bayes methods. Plausibility of their assignment to a separate species of the genus Geminocystis was substantiated with smaller cell size; stenohaline freshwater ecotype; capability to complementary chromatic adaptation of second type (CA2); distinct 16S rRNA gene clustering; sequences and folding of D1-D1' and B box domains of the 16S-23S internal transcribed spacer region. The second objective pursued by this communication was to provide a survey of the family Geminocystaceae. The overall assessment was that, despite attention of many researchers, this cyanobacterial family has been understudied and, especially in the case of the crucially important genus Cyanobacterium, taxonomically problematic.

Statistical Optimization of Biosurfactant Production from Aspergillus niger SA1 Fermentation Process and Mathematical Modeling

  • Mansour A. Al-hazmi;Tarek A. A. Moussa;Nuha M. Alhazmi
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제33권9호
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    • pp.1238-1249
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    • 2023
  • In this study, we sought to investigate the production and optimization of biosurfactants by soil fungi isolated from petroleum oil-contaminated soil in Saudi Arabia. Forty-four fungal isolates were isolated from ten petroleum oil-contaminated soil samples. All isolates were identified using the internal transcribed spacer (ITS) region, and biosurfactant screening showed that thirty-nine of the isolates were positive. Aspergillus niger SA1 was the highest biosurfactant producer, demonstrating surface tension, drop collapsing, oil displacement, and an emulsification index (E24) of 35.8 mN/m, 0.55 cm, 6.7 cm, and 70%, respectively. This isolate was therefore selected for biosurfactant optimization using the Fit Group model. The biosurfactant yield was increased 1.22 times higher than in the nonoptimized medium (8.02 g/l) under conditions of pH 6, temperature 35℃, waste frying oil (5.5 g), agitation rate of 200 rpm, and an incubation period of 7 days. Model significance and fitness analysis had an RMSE score of 0.852 and a p-value of 0.0016. The biosurfactant activities were surface tension (35.8 mN/m), drop collapsing (0.7 cm), oil displacement (4.5 cm), and E24 (65.0%). The time course of biosurfactant production was a growth-associated phase. The main outputs of the mathematical model for biomass yield were Yx/s (1.18), and µmax (0.0306) for biosurfactant yield was Yp/s (1.87) and Yp/x (2.51); for waste frying oil consumption the So was 55 g/l, and Ke was 2.56. To verify the model's accuracy, percentage errors between biomass and biosurfactant yields were determined by experimental work and calculated using model equations. The average error of biomass yield was 2.68%, and the average error percentage of biosurfactant yield was 3.39%.

DNA 염기서열에 기초한 벼과 잡초의 분자생물학적 동정 (Identification of Korean Poaceae Weeds Based on DNA Sequences)

  • 이정란;김창석;이인용;오현주;김중현;김선유
    • 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.

rDNA의 ITS II 부위의 염기서열분석에 의한 느타리버섯 종간의 근연관계 (Phylogenetic Relationships Among Pleurotus species Inferred from Sequence Data of PCR Amplified ITS II Region in Ribosomal DNA)

  • 배신철;성기영;이신우;고승주;은무영;이인구
    • 한국균학회지
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    • 제24권2호통권77호
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    • pp.155-165
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    • 1996
  • 느타리 버섯속 6종 23균주에 대한 rDNA의 ITS II 부위의 DNA 염기서 열을 비교 분석함으로서 종간 및 종내의 근연관계를 조사하였다. rDNA의 ITS II 부위를 증폭하고자 5.8S rDNA의 3'말단 부위와 285 rDNA의 5'말단 부위에 두개 프라이머를 이용하여 PCR증폭을 행하였다. 느타리버섯 6종의 게놈 DNA로 부터 ITS II 부위를 증폭한 결과 종에 따라 밴드 길이에 차이가 있었으며 ITS II 부위의 길이 차이로 느타리 버섯 6종을 구분할 수 있었다. 같은 종내 개체간 구분을 위하여 느타리 버섯 6종 23균주의 PCR 증폭 결과는 느타리버섯(P. ostreatus) ASI 2096, ASI 2025와 노랑 느타리 버섯(P. cornucopiae) ASI 2038 균주외에 동일 종내 균주의 ITS II 길이는 동일한 양상을 보였다. 느타리 버섯 6종 및 ASI 2095, ASI 2025 그리고 ASI 2038에 대한 ITS II 부위의 염기서열을 비교해 보면 염기서열의 변이가 ITS II 부위가 시작되는 부분과 말단 부분에서 주로 존재하였다. ASI 2095와 ASI 2025 균주들은 동일 종내 느타리 버섯(P. ostreatus, ASI 2001) 균주와 ASI 2038와 ITS II 부위의 DNA 염기서열에 차이를 보였다. 이들 염기서열을 기초로 하여 Neighbor program을 이용한 균주간 유연관계는 느타리 버섯(P. ostreatus), 사철 느타리 버섯(P. florida), 여름 느타리 버섯(P. cornucopiae) 그리고 맛 느타리 버섯(P. eryngii)들이, 노랑 느타리 버섯(P. cornucopiae)과 호고 느타리 버섯(P. cystidious)이 각각 서로 가까운 유연관계를 나타내었으나 ASI 2025와 ASI 2038 균주 들은 특이한 계통분지를 나타내었다.

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전국 다중이용시설의 실내공기 부유 곰팡이의 현황 및 특성 분석 (An Analysis of the Current Status and Characteristics of Airborne Fungi in Indoor Air in Multi-Use Facilities Nationwide)

  • 박용성;권순현;박송이;기선호;윤원석
    • 한국환경보건학회지
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    • 제48권5호
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    • pp.282-289
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    • 2022
  • Background: Airborne fungi are ubiquitous in the air and exposure to an airborne fungus can be a significant risk factor. The composition of fungi has been potentially important for human health, especially for respiratory diseases like asthma and atopic dermatitis. Therefore, we attempted to ascertain what kind of airborne fungi affect human health at a nationwide level. Objectives: This study was carried out to provide information on indoor fungi distribution at multi-use facilities throughout South Korea. Methods: We classified our data by region and public facility after collection, cultivation, and identification via the sequencing of the ITS (internal transcribed spacer) region. We investigated whether or not the proliferation of HaCaT cells was affected by the identified airborne fungi. Results: In our data, the most isolated airborne fungi by region were Penicillium spp (Seoul, Daegu), Periconia sp (Gyeonggi-do), Iprex sp (Gangwon-do), Phanerochaete sp (Busan), Bjerkandera sp (Gwangju), and Aspergillus sp (Jeju-do). In the public facilities, the most detected fungi were Cladosporium sp (public transport), Penicillium sp (apartment house, retail market, financial institution, karaoke room), Bjerokandera sp (underground parking lot, public toilet, medical institution), Periconia sp (retail store), and Fusarium sp (general restaurant). Next, we selected twenty airborne fungi to examine their cytotoxicity and proliferation of human skin cells. In this experiment, the proliferation of the cells was influenced by most of the identified fungi. In case of the cytotoxicity test, most genera except for Rhodotorula sp and Moesziomyces sp showed cytotoxicity in HaCaT cells. Conclusions: The distribution of mold in the indoor air in multi-use facilities in South Korea differs from region to region, and this is an indicator that should be considered in future health impact studies. In addition, as a result of culturing about 20 types of bacteria dominant in indoor air, it was found that most (90%) inhibit the growth of skin cells, which can be harmful to health. An in-depth study of the health effects of floating fungi is needed.

독도 번행초에서 분리된 내생균류의 배양적 특성과 Aspergillus tubingensis YH103의 gibberellin A7의 생산 (Gibberellin A7 production by Aspergillus tubingensis YH103 and cultural characteristics of endophytic fungi isolated from Tetragonia tetragonoides in Dokdo islands)

  • 유영현;박종명;임성환;강상모;박종한;이인중;김종국
    • 미생물학회지
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    • 제52권1호
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    • pp.32-39
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    • 2016
  • 독도에 자생하는 번행초의 뿌리로부터 순수 분리하여 형태적으로 상이한 17개의 내생균류를 선별하였다. 또한 분리된 균류들에 대하여 각각의 염농도와 pH 농도 구배에 따라 생장 시험을 확인하였다. 내생균류에 대해 각각 난장이벼의 유묘에 식물생장활성시험을 진행하였고, 그 결과 YH103 균주가 가장 높은 활성을 나타내었다. 계통분석은 Maximum likelihood 방법을 활용하여 결합된 ITS영역, beta-tubulin 및 calmodulin 유전자 염기서열을 분석하여 분리된 균주의 유연관계를 분석하였다. YH103 균주의 배양여과액을 HPLC와 GC/MS SIM을 이용하여 분석한 결과 식물호르몬인 지베렐린 $GA_4$, $GA_7$, $GA_8$$GA_{19}$가 확인되었다. 최종적으로 YH103 균주의 형태학적 관찰 및 결합된 유전자 염기서열의 분자적 분석을 통해 GA를 생산하는 새로운 Aspergillus tubingensis로 동정되었다.

nrDNA-ITS 분자마커를 이용한 오미자(五味子) 종 감별 및 기원분석 -ITS 염기서열을 이용한 오미자(五味子) 감별- (Molecular Authentication of Schisandrae Fructus and Analysis of Phylogenetic Relationship based on nrDNA-ITS sequences)

  • 문병철;지윤의;서형석;이아영;천진미;김호경
    • 대한본초학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.47-54
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    • 2010
  • Objectives : The original plant species of Schisandrae Fructus (O-mi-ja) is prescribed as Schisandra chinensis $B_{AILL.}$, in Korea, but S. chinensis $B_{AILL.}$ and S. sphenanthera $R_{EHD.}$ et $W_{ILS.}$ in China. Moreover, fruit of several other species in genus Schisandra also have been used as the same herbal medicines. To develop a reliable method for correct identification of Schisandrae Fructus and to evaluate the phylogenetic relationship of S. chinensis and its related species, we analyzed internal transcribed spacer (ITS) sequences of nuclear ribosomal DNA (nrDNA). Methods : Twenty-four plant samples of three Schisandra species and one Kadsura species, S. chinensis $B_{AILL.}$, S. spenanthera $R_{EHD.}$ et $W_{ILS.}$, S. nigra $M_{ax.}$ and Kadsura japonica $D_{UNAL}$ were collected from each different native habitate and farm in Korea and China. The nrDNA-ITS region of each samples were amplified using ITS1 and ITS4 primer and nucleotide sequences were determined after sub-cloning into the pGEM-Teasy vector. Authentic marker nucleotides were estimated by the analysis of ClastalW based on the entire nrDNA-ITS sequence. Results : In comparative analysis of the nrDNA-ITS sequences, we found specific nucleotide sequences including indels (insertions and deletions) and substitutions to distinguish C. chinensis, S. spenanthera, S. nigra, and K. japonica. These sequence differences at corresponding positions are avaliable nucleotide markers to determine the botanical origin of O-mi-ja. Moreover, we evaluated the phylogenetic relationship of four plant species by the analysis of nrDNA-ITS sequences. Conclusions : These marker nucleotides would be useful to identify the official herbal medicines by the providing of definitive information that can identify each plant species and distinguish it from unauthentic adulterants for O-mi-ja.

Dermatophytosis of the Four-toed Hedgehog Caused by Trichophyton erinacei

  • Yoon, Ji-Seon;Lee, Jong-Hyun;Yu, Do-Hyeon;Li, Ying-Hua;Lee, Mi-Jin;Iwasaki, T.;Park, Jin-Ho
    • 한국임상수의학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.207-210
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    • 2008
  • Trichophyton erinacei is a dermatophyte pathogen that infects both humans and hedgehogs. A two-month old female four-toed hedgehog presented to the Chonbuk Animal Medical Center with pruritus, excoriation and crust on her face for ten days. The owner of the hedgehog also exhibited the clinical signs of scaly erythema with fine vesicles on her neck. A presumptive diagnosis of dermatophytosis was made based on the results of an acetate tape preparation in which hyphae and chains of arthroconidia were observed. The crusts from the lesions were then cultured on Sabouraud Dextrose Agar for identification. After 10 days of incubation, downy colored colonies that had a central umbo with a white granular surface and a yellow pigment ring in the reverse were observed. Microscopic analysis revealed the presence of numerous teardrop shaped microconidia singly attached to the sides of the hyphae. In addition, 2-6 roomed macroconidia that were somewhat irregular in shape and size were present, and abundant intermediate sized spores were observed between the micro and macro conidia. To confirm that the culture was T. erinacei, the internal transcribed spacer region of the 5.8S phase of the ribosomal RNA gene (ITS1-5.8S-ITS2 rDNA) was amplified by PCR and then sequenced. A 679-base pair fragment of DNA was then compared with sequences in GenBank and found to be 99% homologous with sequences of T. erinacei (Z97997 and Z97996. The clinical signs were resolved after four weeks of treatment with oral and topical ketoconazole and chlorhexidine. To the best of our knowledge, this represents the first case of T. erinacei isolated from a four-toed hedgehog in Korea.

태백제비꽃군 ITS DNA 염기서열 분석 (Analysis of ITS DNA Sequences of the Viola albida Complex)

  • 황성수
    • 한국자원식물학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.628-633
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    • 2006
  • 태백제비꽃군내 식물들은 동소적으로 생육하면서 단엽에서 장상복엽까지 연속적인 중간형을 나타내어 분류학적 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 태백제비꽃, 단풍제비꽃, 남산제비꽃 그리고 각 분류군 사이의 중간형을 잎의 형태에 따라 5 집단으로 구분하고 각 집단별 대표적인 개체를 선별하여 ITS DNA 염기서열을 분석하고 분류학적 어려움을 해결하는데 있다. 정렬된 ITS1, ITS2 그리고 5.8S 지역의 염기서열은 702 bp로 나타났다. 5.8S 지역은 163 bp로 조사된 모든 개체에서 변이가 없었으며, ITS1과 ITS2는 일부 변이가 있어 분산분석, 염기 서열 분기 조사 그리고 분계분석에 이용하였다. 분산분석 결과 조사된 잎 형태별 개체들 간에 차이가 없는 것으로 나타났다. 염기서열 분기 조사 결과, 군외군으로 설정한 낚시제비꽃과 노랑제비꽃의 경우 Kimura 2-parameter distance에서 절대치가 0.05보다 훨씬 높게 나타나서 뚜렷한 차이가 확인되었다. 그러나 군내군 5 개체는 절대치가 모두 매우 낮게 나타나서 염기서열 분기는 종 수준이 아닌 종 이하의 수준으로 판단되었다. 분계분석에서 군외군으로 설정한 2 종은 기저 분계조를 형성하였다. 군내군은 하나의 분계조를 형성하였지만, 부트스트랩이 50% 이하로 나타나 계통학적 의미는 적은 것으로 사료된다.

목질진흙버섯(Phellinus linteus)의 균총형태 비교 및 PCR 기법을 이용한 동정 (Identification of Phellinus linteus by Comparison of Colony Shapes and Using PCR techniques)

  • 공원식;김동현;유창현;김영호;김경수;김광호
    • 한국균학회지
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    • 제26권4호통권87호
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    • pp.466-477
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    • 1998
  • 진흙버섯류 22개 균주를 균총의 형태와 PCR 기법을 사용하여 종간의 구분 방법을 찾고자 하였다. PDA등 4가지 배지에서 균사생장 및 배지의 변색여부 등을 기준으로 특성을 구분할 때 목질진흙버섯의 균총 색깔은 진한 황색으로 균사생장이 늦고 배지를 푸르게 변색시켰다. rDNA 분석 결과 $ITSI{\sim}II$ 부위는 목질진흙버섯이 약 800 bp, 말똥진흙버섯은 약 700 bp였고, IGRI 부위는 목질진흙버섯은 약 700 bp, 말똥진흙버섯은 균주에 따라 약 500, 600, 700, 800 bp에서 4가지 각기 다른 밴드를 보였다. $ITSI{\sim}II$와 IGRI부위의 증폭된 DNA를 6개의 제한효소로 절단하여 다형성을 비교해 본 결과 $ITSI{\sim}II$의 HaeIII 절단으로 목질진흙버섯과 말똥진흙버섯을 구분할 수 있었으며 이들 밴드를 이용하여 유연관계를 조사한 결과 목질진흙버섯은 95%의 유사도를 보였으며, 말똥진흙버섯은 89%의 유사도로 complex를 형성하였다. 목질 진흙버섯은 RAPD 분석과 AP-PCR에 의한 밴드양상으로도 확실한 구분이 가능하였으며, $ITSI{\sim}II$ 부위의 HaeIII 제한효소 처리로 나타난 벤드는 이종의 특이적인 marker로 사용할 수 있을 것으로 본다.

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