한국산 나문재속 식물에 대한 계통학적 유연관계를 밝히고, 분자계통학적 연구를 통해 나문재속 종간 유연관계를 확인할 수 있는 분자마커를 찾아내기 위해 연구를 수행하였다. 핵 리보솜 DNA ITS와 엽록체 DNA matK, psbA-trnH 그리고 trnL-trnF를 분자마커로 사용하였다. ITS 영역은 칠면초와 해홍나물 그리고 해홍나물과 방석나물을 구분하지 못하였다. psbA-trnH와 trnL-trnF 영역의 염기서열은 칠면초와 방석나물을 구분하지 못하였다. 그러나 4종의 분자마커 영역을 조합하여 분석한 결과 나문재속 식물 5종이 각각 독립적인 계통을 형성하는 것을 확인하였다. 따라서 나문재속 계통관계 분석을 위해서 여러 개의 분자마커 조합이 유용할 것으로 판단된다. 나문재속 내 분류군 간의 계통관계를 명확히 밝히기 위해 차후에 좀 더 많은 생태학적, 형태학적 자료를 조사해야 할 것으로 보인다.
Single-copy chloroplast loci are used widely to infer phylogenetic relationship at different taxonomic levels among various groups of plants. To test the utility of chloroplast loci and to provide additional data applicable to hybrid evolution in Musa, we sequenced two introns, rpl16 and ndhA, and two intergenic spacers, psaA-ycf3 and petA-psbJ-psbL-psbF and combined these data. Using these four regions, Musa acuminata Cola(A)- and M. balbisiana Colla (B)-containing genomes were clearly distinguished. Some triploid interspecific hybrids contain A-type chloroplasts (the AAB/ABB) while others contain B-type chloroplasts (the BBA/BBB). The chloroplasts of all cultivars in 'Namwa' (BBA) group came from the same wild maternal origin, but the specific parents are still unrevealed. Though, average sequence divergences in each region were little (less than 2%), we propose that petA-psbJ intergenic spacer could be developed for diversity assessment within each genome. This segment contains three single nucleotide polymorphisms (SNPs) and two indels which could distinguish diversity within A genome whereas this same region also contains one SNP and an indel which could categorize B genome. However, an inverted repeat region which could form hairpin structure was detected in this spacer and thus was omitted from the analyses due to their incongruence to other regions. Until thoroughly identified in other members of Musaceae and Zingiberales clade, utility of this inverted repeat as phylogenetic marker in these taxa are cautioned.
Tiny leaf fragments were found in the Annals of the Joseon Dynasty, which were compiled about 500 years ago. The records describing the detailed process of compiling the Annals indicate that silk bags packed with the powders of 'Cheongung' and 'Changpo', which have been used as traditional herbal medicines in the northeast Asian countries such as China and Japan as well as Korea, were put in the wooden storage boxes together with the volumes of the Annals. However, there is no record that parts of plants were used in the process of compiling the Annals. The botanical origin of leaf fragments was identified as Ligusticum sinense 'Chuanxiong' by the analysis of trnK of chloroplast DNA as well as the examination of leaf surface with SEM. The comparative analysis of trnK sequences showed that the chloroplast DNA haplotype of 'Tocheongung', a triploid species cultivated in Korea, was identical with Cnidium officinale, but different from L. sinense 'Chuanxiong'. The molecular results provide a new suggestion on the botanical origin of crude drugs used as 'Cheongung', which has been disputed in Korea.
멕시코로부터 유래한 Solanum demissum은 감자 야생종 중의하나로 감자 역병에 대해 저항성을 가지고 있어 감자 육종에서 중요한 재료로 이용되고 있다. S. demissum의 EBN은 4배 체인 감자와 같은 4로 직접적인 교배로 육종에 활용될 수 있다. 본 연구에서는 NGS 기술에 의해 완성된 S. demissum의 엽록체 전장 유전체(cpDNA)와 이를 다른 Solanum종과의 비교를 통해 개발한 분자마커에 대해 보고하였다. S. demissum의 전체 cpDNA의 크기는 155,558 bp였으며 그 구조는 다른 Solanum종과 매우 유사하였다. S. demissum의 cpDNA와 가지과에 속하는 10개 종의 cpDNA 코딩서열을 이용하여 분석한 계통수에서는 S. demissum이 S. hougasii 및 S. stoloniferum과 거의 동일한 유전체 구성을 보였으며, 다음으로 S. berthaultii 및 S. tuberosum과 유연관계가 가까운 것으로 확인되었다. S. demissum과 다른 7종의 Solanum과의 전체 cpDNA 다중 정렬을 통해 S. demissum 특이적인 두 개의 InDel 영역을 구명하였으며 이를 기반으로 최종적으로 PCR을 기반으로 한 두 개의 S. demissum 특이적 마커를 개발하였다. 본 연구의 결과는 Solanum 종들을 대상으로 한 조금 더 세부적인 진화적 그리고 육종적 측면에서의 연구에 기여를 할 수 있을 것이다.
The genus Crepidiastrum (Asteraceae), containing ca. 20 species, is mainly distributed in Asia. Crepidiastrum denticulatum, an edible plant that commonly call "e-go-deulppae-gi" in Korean, distributes in Korea, Japan, and China. The complete chloroplast (cp) genome sequences of C. denticulatum was characterized from MiSeq2000 (Illumina Co.) pair-end sequencing data. The cp genome of C. denticulatum has a total sequence length of 152,689 bp and show a typical quadripartite structure. It consists of the large single copy (LSC: 84,022 bp), small single copy (SSC: 18,519 bp), separated by a pair of inverted repeats (IRs: 25,074 bp) and contains 110 unique genes and 18 genes duplicated in the IR regions. Our comparative analysis identified three cpDNA regions (matK, rbcL, and psbA-trnH) from three Crepidiastrum species, which may be useful for molecular identification of each species, and providing a guideline for its clear confirming about dried medical herb.
엽록체 DNA atpF-H, psbA-trnH region을 마커로 활용하여 국내에 분포하는 소나무속 식물들 중 17분류군에 대한 분자계통학적 연구를 수행하여 한국산 소나무속의 계통학적 유연관계를 규명하고, 소나무속의 유연관계를 잘 나타낼 수 있는 분자마커를 찾아내고자 연구가 수행되었다. atpF-H, psbA-trnH region의 조합분석결과 한국산 소나무속은 100%의 BP로 지지되는 단계통군으로 확인되었으며, 소나무아속과 잣나무아속으로 명확히 구분되어졌다. 본 연구에서 이용된 두 개의 분자마커 중 psbA-trnH region이 atpF-H region보다 한국산 소나무속의 계통 및 유연관계를 규명하는데 다소 높은 해상력을 나타내었다.
The genus Cenchrus (Poaceae), containing ca. 97 species, is distributed throughout Australia, Africa and Indian sub-continent and which was introduced to the United States and Mexico for use in improved pasture. In Korea, especially Daecheong Island, it is one of the most hazardous invasive plant, which causes serious environmental threats, biodiversity damages and physically negative impact on humans and animals. It can cause serious damage to farms, fields and white sand beaches. However, the chloroplast (cp) genome sequences and information of Cenchrus longispinus have been not addressed, so we provide the complete cp genome of Cenchrus longispinus using next-generation sequencing technology. The size of cp genomes of this Daecheong Island species (Cenchrus longispinus) is 137,144 bp, and it shows a typical quadripartite structure. Consisting of the large single copy (LSC; 80,223 bp), small single copy (SSC; 12,449 bp), separated by a pair of inverted repeats (IRs; 22,236 bp). This cp genome contains 75 unique genes, 4 rRNA coding genes, 33 tRNA coding genes and 21 duplicated in the IR regions, with the gene content and organization are similar to other Poaceae cp genomes. Our comparative analysis identified four cpDNA regions (rpl16, rbcL, ndhH and ndhF) from three Cenchrus species, two Setaria species and one Pennisetum species which may be useful for molecular identification.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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