• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권2호
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• pp.151-156
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• 2016

약용 식물 자원은 천연 화장품 소재, 제약 산업 그리고 인간의 건강을 위한 기능성 식품의 개발로 확대 된 이후 중요한 자산이 되고 있다. 그러나 세계적으로 약용 식물의 명칭을 각각 다르게 표기하고 있으며 계통 발생학적 기원이 명확하지 않다는 단점을 지니고 있다. 이 때문에 소비자들은 매우 큰 혼란을 겪고 있으며 특히 형태학적으로 유사한 식물의 말린 뿌리로 유통될 때에는 전문가들도 그들의 기원을 구별하기가 매우 어렵다. 이러한 이유때문에 이처럼 광범위하고 다양한 작물의 기원을 식별하기 위해 분자표지 기법을 적용하여 활용되고 있다. 이 리뷰에서 본 연구자들은 Angelica종의 분화에 관한 적합한 '기원정립'을 위한 현재의 연구 성과들을 정리했다. 결론적으로 Angelica종의 식별을 위해 개발된 분자적 연구에 대해 설명하고 약용작물의 유전체 정보를 활용하여 그들의 기원정립 및 판별에 대해 논의할 것이다.

• 한국어류학회지
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• 제33권3호
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• pp.157-166
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• 2021

떡납줄갱이 Rhodeus notatus와 흰줄납줄개 R. ocellatus 간의 자연 잡종으로 추정되는 3개체를 충청남도 아산시 좌부동 곡교천의 지류인 온양천 일대에서 채집하였으며, 이들의 부모종을 명확히 판별하기 위하여 형태학적 및 분자계통학적 분석을 수행하였다. 자연 잡종 3개체의 체색은 등 쪽이 연한 녹갈색으로 떡납줄갱이의 연한 갈색과 흰줄납줄개의 진한 녹갈색의 중간 색상이었고, 등지느러미 앞쪽 상단 및 뒷지느러미 바깥 가장자리에 붉은색을 나타내는 면적은 떡납줄갱이와 흰줄납줄개 간의 중간 크기로 나타나 전반적으로 부모종 간의 중간형질을 나타냈다. 계측 및 계수형질의 경우, 자연 잡종은 체장에 대한 가슴지느러미 기점거리의 비, 뒷지느러미 기점거리의 비와 두장에 대한 문장의 비, 양안 간격의 비, 미병장의 비, 미병고의 비 그리고 종렬비늘수 등에서 이들의 고유한 형질이 나타난 것으로 분석되었다. 핵 DNA의 rag1 유전자 영역에서 자연 잡종 3개체는 떡납줄갱이와 흰줄납줄개 간의 단일염기다형성 부위를 모두 반영하는 것으로 분석되었으며, 미토콘드리아 DNA의 cytb 유전자 영역을 이용한 분자계통도에서는 떡납줄갱이와 동일한 유전적 clade를 형성하였다. 따라서, 본 연구에서 분석한 자연 잡종 추정 개체들은 암컷 떡납줄갱이와 수컷 흰줄납줄개 간의 종간 잡종으로 판별되었다.

• 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.

• 농약과학회지
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• 제7권1호
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• pp.58-65
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• 2003

농업용 약물로서의 활용성 진단과 예측을 위한 기초 자료로서 상용화 된 제초제와 같은 분자량을 가지는 의약 각 245 종에 대한 10 가지의 물리 -화학 파라미터들을 계산하고 제초제와 광합성 (PS-II) 저해제 및 acetolactase synthase (ALS) 저해제들의 특정한 물리-화학 파라미터들에 대한 수치 범위를 비교 검토하였다. 제초제들의 특정 물리-화학 파라미터에 대한 85% 의존적 수치 범위는 소수성 상수 (Obs. logP): $-0.90\sim4.50$, 쌍극자 능율 (DM): $1.80\sim12.22$ Debye, van der Waals 분자부피 (Vol.); $558\sim995Cm^3$ 및 표면적 (S.Area): $194\sim356\;{\AA}^2$, molar refractivity (MR): $53\sim104Cm^3/mol$., 분극율 (Pol): $19\sim37\;{\AA}^3$, 분자량 : $202\sim430(amu)$, 및 수화 에너지 (Hy.E): $-10.16\sim114.7$ Kcal/mol 등 이었다. 그리고 작용 기작에 따라 물리-화학파라미터의 범위값을 특징적으로 나타내고 있음을 알았으며 MR 상수와 분극율은 의약과 제초제 (ALS 저해제)를 구분하는 판별 가능한 요소가 될 것으로 예상되었다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제32권3호
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• pp.111-117
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• 2014

고추 역병은 그 병원균의 토양전염성 때문에 약제에 의한 방제효과가 낮아 저항성 품종의 개발이 기대되어 왔다. 고추 역병에는 CM334, AC2258, PI201234 등 다수의 저항성 유전자원이 보고되었으며, 이들의 저항성의 유전에 관한 연구로 진행되었다. 그러나 저항성의 유전양식은 실험에 사용한 재료와 연구자에 따라 1개, 2개, 혹은 3개 이상의 유전자, 다수의 유전자에 의한 양적 유전 등 다양하였다. 최근에는 분자적 방법으로 양적형질유전자좌(QTL)를 구명하는 연구가 보고되고 있으며, 분자표지를 이용한 선발 기술도 이미 육종 현장에서 활용되고 있다. 최근 저항성 품종이 다수 출시됨에 따라 새로운 병원형(pathotype), 즉, 레이스(race)의 출현에 관심이 높아지면서 이에 대한 연구가 보고되고 있다. 모두 품종과 병원균주간에 특이적 변이가 있으며, 이를 토대로 몇 개의 병원형(race)으로 분류할 수 있었다. 그러나 판별품종이 통일되지 않았고 시험에 사용한 품종들의 저항성 유전자의 조성도 달라 세계적으로 통일된 레이스분류체계는 아직 없는 실정이다. 이러한 배경에서 보다 안정된 저항성 품종의 육성을 위해서는 한 가지 저항성 재료보다는 다수의 저항성 유전자원에서 저항성을 도입하고, 육성과정에 육성품종의 보급 대상지역의 여러 균주를 사용하여 선발하는 것이 필요할 것이다.

• 환경생물
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• 제36권3호
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• pp.352-358
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• 2018

본 연구는 PCR 기반 RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism; 제한절편 길이 다형성) 분자기법을 활용하여 난 및 치어 대상 납자루아과 어류 3종의 동정을 좀 더 빠르고 정확하게 파악하고 납자루아과 어류의 종별 산란양상 및 번식생태 이해에 대한 기여가 목적이다. 본 연구를 위해 기존 선행된 문헌자료를 확인하고 납자루아과 어류가 2종 이상 동서하고 있는 지역을 확인하여 현지조사를 수행하였다. 현지조사 결과 확인된 납자루아과 어류는 묵납자루(Acheilognathus signifer), 줄납자루(A. yamatsutae) 및 각시붕어(Rhodeus uyekii)로 총 3종이 확인되었으며, 확인된 납자루아과 어류와 동서하고 있는 숙주조개(작은말조개; Unio douglasiae sinuolatus)를 채집하여 숙주조개 속 납자루아과 어류의 난 및 치어를 확보하였다. 현지조사 결과 확인된 납자루아과 어류 3종을 대상으로 미토콘드리아 DNA COI과 cyt b 유전자 염기서열을 비교하여 각각 종별로 특이성을 지닌 부위(단일염기변이; Single Nucleotide Variation: SNV)에 맞는 제한효소를 선정하였고, 숙주조개 속 난 및 치어를 대상으로 genomic DNA를 추출하여 PCR-RFLP 실험을 수행한 결과 현지조사 시 확인된 납자루아과 어류 3종의 독특한 제한절편 길이 양상을 전기영동을 통하여 확인하였다. 본 연구를 통해 묵납자루, 줄납자루 및 각시붕어의 종을 판별할 수 있는 RFLP 마커를 개발하였으며, 숙주조개 난 및 치어를 대상으로 정확한 종의 동정을 보다 빠르고 효과적으로 수행하여 각각 납자루아과 종별 산란양상을 보다 정확히 규명하고 향후 이들 자연개체군의 효과적인 유지, 관리 및 보전 방법 개발에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제29권4호
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• pp.347-355
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• 2014

본 연구에서는 식품 중 동물성 사용원료의 진위 판별을 위하여 분자생물학적 기법을 이용한 시험법을 개발하였다. 동물성 식품원료의 종 판별을 위한 유전자로는 미토콘드리아 DNA에 존재하는 COI, Cytb, 및 16S rRNA 유전자를 대상으로 하였으며, 가공식품에 적용하기 위하여 PCR 산물의 크기는 200 bp 내외가 되도록 종 특이 프라이머를 설계하였다. 대상종으로는 가축류 2종, 가금류 6종, 민물어류 2종, 해양어류 13종 및 갑각류 1종, 총 24종을 선정하였으며 종 특이 프라이머를 이용하여 예상되는 PCR 산물의 생성 유무를 확인하였다. PCR을 수행한 결과 토끼, 여우, 꿩, 집비둘기, 멧비둘기, 메추리, 참새, 제비, 메기, 쏘가리, 날치, 열빙어, 청어, 까나리, 멸치, 참조기, 넙치, 조피볼락, 홍어, 가오리, 말쥐치, 농어, 성게 및 바닷가재에 대하여 각각 156, 204, 152, 160, 113, 163, 167, 152, 165, 121, 136, 151, 178, 178, 146, 188, 177, 166, 179, 218, 188, 185, 127 및 172 bp에서 PCR 증폭 산물을 확인하였다. 그리고 프라이머 별로 비교종에서는 비특이적 PCR 산물(non-specific PCR product)은 생성되지 않았다. 본 연구에서 개발된 유전자 분석법을 이용하여 동물성 식품원료가 사용된 식품 원료 및 가공식품의 진위 판별에 활용이 가능할 것이며, 불량식품 근절에 크게 기여할 것으로 기대된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권3호
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• pp.171-182
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• 2018

파파야는 열대와 아열대 지역에서 광범위하게 재배되고 있는 주요 작물 중의 하나이다. 파파야 열매는 칼로리가 낮고 비타민 A와 C, 미네랄이 풍부하며, 미숙과에는 단백질 분해 효소인 파파인이 풍부하여 의약품, 화장품, 식품 가공 산업 등에 널리 활용되고 있다. 전세계 파파야 산업에서 가장 중요한 제한 요인 중의 하나가 potyvirus에 속하는 papaya ringspot virus (PRSV)에 의해 야기되는 식물병이다. 1992년에 미국 연구자들에 의해 PRSV의 coat protein (cp) 유전자를 발현하는 최초의 PRSV-저항성 GM 파파야 이벤트($R_0$ '55-1')가 만들어졌으며, 1997년에는 이로부터 유래한 GM 품종('SunUp', 'Rainbow')에 대해 미국 정부가 상업적 재배를 승인하였다. 현재까지 GM 파파야 개발은 해충 저항성, 병 저항성(곰팡이, 바이러스), 수확 후 저장성 증대, 알루미늄과 제초제 저항성 등의 형질에 초점을 맞추어 왔다. 아울러 파파야를 동물단백질(백신 등) 생산을 위한 식물공장으로 활용하기 위한 시도도 이루어졌다. 현재, 미국과 중국을 비롯한 약 17개 국가에서 GM 파파야 개발과 포장 실험 또는 상업적 재배가 이루어지고 있다. GM 파파야의 개발과 더불어 생물안전성 평가 및 GM 판별 기술 개발에 관한 연구도 이루어지고 있다. 생물안전성 평가와 관련하여 주로 인체 위해성과 환경 위해성에 관한 분석이 수행되고 있다. 인체 위해성의 경우, 동물 모델을 대상으로 장기간 식이섭취를 통해 일반 및 유전 독성, 알레르기항원성, 면역 반응, GM 유래 단백질의 안정성에 관한 연구가 수행되었다. 환경 위해성의 경우, GM 재배가 토양 미생물 다양성에 미치는 영향, GM 유래 유전물질의 토양 잔류 및 토양 미생물로의 전이 여부에 관한 연구가 이루어졌다. 우리나라, 유럽 및 일본을 비롯한 많은 나라에서는 상업적 재배를 위한 GM 품종 도입이나, 파파야 가공 식품 제조에 비승인 GM 파파야의 사용을 규제하고 있다. 도입 유전자 특이적 또는 이벤트 특이적인 분자표지를 개발하고, PCR(일반, real-time) 또는 loop-mediated isothermal amplification 방법을 통해 GM 여부를 판별하고 있다. 파파야에 대한 초안 수준의 유전체 정보가 2008년에 해독되었으며, 최근에는 차세대 유전체 분석 기술로 확보된 유전체와 전사체 정보를 활용하여 GM 여부를 판별하는 기술도 확립되었다.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제24권3호
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• pp.325-333
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• 1999

최근 중합효소연쇄반응을 이용한 분자생물학적 유전자분석기술의 발달로 성염색체상의 유전좌위 증폭을 통한 성별감정이 활발히 이루어지고 있다. 그중 사람 Y염색체상에 존재하는 남성 고환의 형성을 유도하는 sex-determining region Y(SRY) gene이 규명되어 유전질환의 조기 발견이나 예방 및 태아의 성별판정 등에 응용되고 있다. 그러나, 치아는 외부 환경에 대한 저항성이 가장 높은 장기로 성별감정 등 법의치과학적 개인식별에 널리 이용되고 있음에도 불구하고, SRY 유전자를 이용하여 치아에서의 성별감정에 대한 연구는 시도된 바 없다. 따라서, 본 연구에서는 사람 치아에서 중합효소연쇄반응법을 이용한 SRY 유전자를 검출하여 성별판정에 용용하고자 하였다. 남녀 각각 20개 치아의 치수와 상아질에서 DNA를 추출하여 중합효소연쇄반응 을 시행하고 SRY 유전자를 검색한 결과, 남성에서는 치수 13개중 8개, 상아질 7개중 4개에서 SRY 유전자가 검출되었고, 여생에서는 검출되지 않았다. 이러한 결과는 중합효소연쇄반응법을 이용하여 사람 치아에서 SRY 유전자를 검색할 때, 남성판별에 유용하고 치아를 이용한 성별감정시 기존의 성별감정에 이용되고 있는 다른 유전자와 함께 SRY 유전자를 검색함으로써 성별감정의 신뢰도를 높힐 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국축산식품학회지
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• 제27권2호
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• pp.209-215
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• 2007

본 연구는 mt DNA 12S rRNA 유전자의 PCR-RFLP 분석기법을 이용하여 다양한 식육자원 및 각종 가공 육제품의 원료육에 대한 정확하고 재현성 높은 축종 및 육종 감별기술을 개발하기 위하여 수행되었다. 국내에서 유통되고 있는 9종류 축종(소, 돼지, 양, 염소, 말, 사슴, 닭, 오리 및 칠면조)의 육류로부터 12S rRNA유전자의 특정 염기서열을 포함하는 primer를 설계 제작하여 PCR-RFLP 분석을 실시하였다. 각 공시축의 근육조직으로부터 genomic DNA를 추출하고 PCR 증폭 반응을 수행한 후 얻어진 PCR 증폭산물(약 455 bp)을 Tsp5091와 MboI 제한효소로 각각 절단한 결과 Tsp5091 제한효소는 포유류 6종간에서 그리고 MboI 제한효소는 가금류 3종간에서 명확한 차이를 보이는 종 특이적인 PCR-RFLP profile을 검출하였다. 따라서 본 연구에서 개발한 12S rRNA 유전자의 종 특이적 DNA 분자표지는 각종 원료육 및 가공 육제품의 육종 및 축종 판별에 매우 유용한 동물 종 감별 DNA marker로 이용될 수 있을 것이다.