• 식물분류학회지
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• 제44권1호
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• pp.51-58
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• 2014

한국산 향나무절 식물에 대한 계통학적 유연관계를 규명하고, 더불어 향나무속 및 향나무절의 계통 및 유연관계를 잘 나타낼 수 있는 분자마커를 찾아내고자 분자계통학적 연구를 수행하였다. 엽록체 DNA matK와 psbA-trnH를 분자마커로 활용하였으며, 두 유전자의 조합분석결과 향나무절이 100%의 BP로 지지되는 분계조를 이루었다. 눈향나무+단천향나무 분계조와 향나무+섬향나무+뚝향나무 분계조는 각각 91%, 100%의 BP로 지지되었다. 따라서 한국산 향나무절은 (1) 눈향나무+단천향나무, (2) 향나무+섬향나무+뚝향나무 두 개의 분계조로 구분하는 것이 가장 적합할 것으로 생각되고, 본 연구에서 이용된 두 개의 분자마커 중 matK가 psbA-trnH 보다 향나무속 및 향나무절의 계통 및 유연관계를 규명하는데 다소 높은 해상력을 나타내었다.

• 고려인삼학회:학술대회논문집
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• 고려인삼학회 1993년도 학술대회지
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• pp.138-142
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• 1993

Korean ginseng has been widely used as medicine from ancient times in Asia. Current breeding efforts in Korea include the individual plant selection and the subsequent pure - line isolation, and considerable number of lines with desirable traits have thus been isolated. However, there were rare data on genetic maker and its analysis for selection of superior varieties. For taxonomic characterization and development of genetic markers for ginseng breeding, molecular biological methods including the RFLP and RAPD methods were applied. Cytoplasmic DNA of ginseng was analyzed for RFLP analysis. However. there is no different pattern among the chloroplast DNA or mitochondrial DNA of variants. In the case of RAPD analysis, the band patterns using 4 of 10 RAPD primers show the distinctive polymorphism among 9 ginseng variants, and lines, and Similarity Index(SI) on polymorphism was calculated for the extent and nature of these variabilities in ginseng. The sequences of 4 selected primers were TGCCGAGCTG, AATCGGGCTG. GAAACGGGTG, and GTGACGTAGG. By SI based on the polymorphic band patterns, Chungkyung - Chong and Hwangskoog - Chong, and JakyungChong 81783 and Jinjakyung of Russia showed the most close SI. The data of KG10l coincided with the fact that it was released from Hwangskoog - Chong. and Jakyung - Chong 81783 and Jinjakyung of Russia showed the most close SI. The data of KG101 coincided with the fact that it was released from Hwangskoog - Chong by breeding process. The data of Jakyung strains indicated the significant variation among the strains. From these results, RAPD analysis method could be succesively applied to the classification and genetic analysis for breeding of Korean ginseng.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제49권1호
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• pp.30-38
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• 2022

Solanum brevicaule는 괴경을 형성하는 감자 야생종 중의 하나로 감자재배에서 문제가 되는 중요한 몇 가지 병에 대해 저항성 보여 감자의 신품종 육성을 위한 재료로 이용될 수 있다. 하지만, 본 연구에서 이용된 S. brevicaule의 EBN이 2인 사실로 인하여 재배종 감자와의 생식에 의한 종자생산에 장벽이 되고 있다. 본 연구에서는 차세대 유전체 기술에 의해 완성된 S. brevicaule의 엽록체 전장 유전체와 다른 7개 Solanum 종의 엽록체 전장 유전체를 비교하여 S. brevicaule를 다른 Solanum 종과 구별할 수 있는 Solanum 종 특이적인 분자마커를 개발하였다. S. brevicaule의 엽록체 전장 유전체의 총길이는 155,531 bp였으며, Blastn을 통해 S. spegazzinii 및 S. kurtzianum과 각각 99.99% 및 99.89%의 유사도를 확인할 수 있었다. 또한, 그 구조와 유전자의 구성이 다른 Solanum 종과 매우 유사하였으며, 계통수 분석에서도 다른 Solanum 종들과 매우 가까운 유연관계를 가지는 것으로 확인되었다. 엽록체 전장 유전체 다중 정렬에서는 총 27개의 S. brevicaule 특이적인 SNP 영역이 확인되었으며, 이들 중 세 개의 SNP 영역을 대상으로 최종적으로 S. brevicaule 특이적인 PCR 기반의 CAPS 분자마커를 개발하였다. 본 연구를 통해 얻은 S. brevicaule의 엽록체 전장 유전체와 S. brevicaule 특이적인 분자마커의 결과는 향후 Solanum 종을 대상으로 한 진화와 S. brevicaule를 이용한 감자품종 육성 연구에 기여를 할 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.45-55
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• 2023

멕시코 유래의 2배체 감자 근연야생종 Solanum cardiophyllum은 감자역병, 감자바이러스Y, 콜로라도감자잎벌레 등과 같은 병원균 및 해충에 대한 저항성을 가지고 있어 감자의 신품종 육성에 이용되고 있다. 재배종 감자에 이러한 형질을 도입하기 위해서는 전통적인 교잡육종에 의해 이루어질 수 있으나, 재배종 감자와 근연야생종과의 서로 다른 EBN에 따라 제한적이며, S. tuberosum과 S. cardiophyllum 간에도 생리적 불화합성이 존재한다. 따라서, 이러한 생리적 장벽의 극복을 위해 체세포융합에 의한 체세포잡종 계통을 육성하고 이를 감자 신품종 육성에 활용할 수 있는데, 분자 마커는 적절한 체세포잡종 계통 선발에 필요하다. 이에, 본 연구에서는 S. cardiophyllum의 전체 엽록체 유전체 정보를 구명하고 8개의 다른 Solanum 종의 전체 엽록체 유전체 정보와 비교하여 S. cardiophyllum 특이적인 분자마커를 개발하였다. S. cardiophyllum의 전체 엽록체 유전체의 길이는 155,570 bp였으며, 그 구조와 유전자 구성은 다른 Solanum 종들과 매우 유사하였고 가지과에 속해 다른 32개의 종들과의 계통수 분석을 통해 예상했던 바와 같이 다른 Solanum 종과 같은 그룹에 속해 있고 S. bulbocastanum과의 가장 근접한 유연관계를 확인하였다. S. cardiophyllum의 전체 엽록체 유전체와 8개 다른 Solanum 종의 전체 엽록체 유전체의 다중 정렬 결과로 총 13개의 S. cardiophyllum 특이적인 SNP 영역을 확인하였으며, 이 정보를 이용하여 4개의 PCR 기반 분자마커를 개발하였다. 본 연구의 결과는 S. cardiophyllum의 진화적 측면에서의 연구와 S. cardiophyllum를 이용한 감자 신품종 육성을 위한 연구에 기여를 할 수 있을 것이다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권3호
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• pp.483-491
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• 2023

본 연구에서는 제주도에서 자생한 병풀을 수집해 스마트팜과 노지에서 재배하고 이를 이용하여 주요성분 및 각질형성세포 활성화에 미치는 영향을 확인 및 비교하였다. 스마트팜 재배 병풀과 노지 재배 병풀의 유전자 확인을 통한 종 분석을 위해, 핵 속의 ITS DNA와 엽록체의 psbA-H DNA를 증폭하여 염기서열을 분석한 후 NCBI 유전자 은행에서 보고된 식물들의 DNA와 비교하였다. 스마트팜 재배 병풀과 노지 재배 병풀의 ITS DNA 염기서열은 유전자 은행의 MH768338.1번 Centella asiatica와 일치하고 엽록체 psbA-H DNA 또한 유전자 은행의 JQ425422.1번 C. asiatica와 일치하였다. 스마트팜 재배 병풀추출물(SEE)과 노지 재배 병풀추출물(FEE)의 triterpene은 HPLC에 의해 분석되었으며, SEE의 madecassoside, asiaticoside, madecassic acid, asiatic acid 함량은 각각 59.31±0.94 mg/g, 46.38±2.26 mg/g, 6.21±1.47 mg/g, 7.04±1.93 mg/g으로 분석되었다. 반면, FEE는 각각 24.38±1.31 mg/g, 21.28±1.44 mg/g, 3.11±1.05 mg/g, 5.40±1.26 mg/g으로 측정되어 SEE가 FEE보다 더 높은 triterpene을 갖는 것이 확인되었다. 사람 각질형성세포에 대한 SEE와 FEE의 독성은 실험된 농도 내에서 관찰되지 않았으며, 스크래치가 유발된 세포 내 회복은 SEE가 FEE보다 더 높은 회복능을 보였다. 따라서, 본 실험 결과 triterpene 함량이 더 높은 스마트팜 재배 병풀이 건강기능식품 소재로서 더 효과적이라고 판단된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제28권6호
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• pp.743-751
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• 2015

Reynoutria japonica and R. sachalinensis have been used as medicinal resources in Korea. However, it is difficult to identify and determine these medicinal herbs correctly because they are usually customized and purchased as the fragmented rhizomes types. To develop molecular markers for distinguishing two species, we analyzed and compared the chloroplast DNA sequences of seven loci (atpB, matK, ccD-psaI, atpF-H, trnL-trnF, psbK-I and rpl32-trnL). Among them, we found two effective SNPs in psbK-I region for R. japonica and atpF-H region for R. sachalinensis. Based on these SNP sites, we designed the new R. japonica- specific primer which is able to amplify 300 bp fragment in psbK-I region. A similar strategy was applied for the atpF-H region of R. sachalinensis. These molecular markers would be successfully applied to recognize R. japonica and R. sachalinensis.

• 식물분류학회지
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• 제43권1호
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• pp.46-55
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• 2013

울릉도에만 한정 분포하는 회솔나무(Taxus cuspidata var. latifolia)의 분류학적 위치를 파악하기 위해 근연종인 주목(T. cuspidata var. cuspidata), 설악눈주목(T. caespitosa), 일본에 분포하는 T. cuspidata var. nana 4분류군을 대상으로 외부형태학적 연구와 DNA 바코딩 연구를 수행하였다. 회솔나무는 여러 학자들에 의해 주목의 이명으로 처리되거나 주목의 변종으로 처리되었던 분류군으로 분류학적 위치에 대한 이견이 많은 분류군이다. 이번 연구를 통해 회솔나무는 외부형태학적으로 근연종에 비해 원줄기는 곧고, 잎의 길이와 폭은 1.4배 이상 길고 종자는 가종피 바깥으로 돌출되는 특징으로 뚜렷이 구별되었다. DNA 바코딩 연구를 통해 matK, rbcL, trnL-trnF(trnL intron 포함) 구간의 염기서열을 비교한 결과 회솔나무는 유럽주목인 Taxus baccata와는 별개의 분계조를 형성하고 주목과 하나의 분계조를 형성하며 100% 동일한 염기서열을 갖는 것으로 나타났다. 한국 특산종인 설악눈주목은 외부형태학적으로 원줄기가 여러 개 나오며 옆으로 기고 잎의 길이와 폭은 주목에 비해 0.8-0.9배 작은 특징으로 뚜렷이 구별되지만, DNA 바코딩 연구 결과 주목과 100% 동일한 염기서열 서열을 가지며 하나의 분계조를 형성했다. 따라서 본 연구결과를 바탕으로 울릉도에 한정 분포하며 근연종에 비해 뚜렷한 형태학적 차이를 보이는 회솔나무는 T. cuspidata의 변종인 T. cuspidata var. latifolia로 인정하는 것이 타당한 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제21권10호
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• pp.1452-1459
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• 2011

귤나무속은 운향과(Rutaceae)에 속한다. 동남아시아, 미얀마, 중국 운남에서 기원된 것으로 알려져 있다. 이 속의 분류관계는 복잡한데 클론번식과 야생식물과 교잡이 빈번하다. 식물에서 속간 속내 계통관계 추론을 위해 널리 이용되고 있는 엽록체 trnL-trnF 부위가 있다. 이 귤나무속과 두 근연한 탱자나무속과 금감속에 속하는 7종간 계통 관계를 평가하였다. 많은 삽입이 발견되었고 속내 종간 변이는 결실/삽입에 의한 것으로 밝혀졌다. 이 속의 레몬과 당귤나무은 네 계통도(MP, ML, ME, and NJ)에서 모두 같은 분지군을 형성하여 가장 근연관계에 있었고 광귤나무(향귤나무)과 자매군을 형성하였다. 유자나무는 이들과 많은 서열 차이를 나타내었다. 외부 분지군은 낮은 지지도를 나타내었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제29권4호
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• pp.407-418
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• 2016

본 연구는 ITS region과 3개의 엽록체 DNA region을 활용하여 한국산 수국속 7 분류군에 대한 계통학적 유연관계를 규명하고자 수행되었다. 계통학적 분석 결과 한국산 수국속의 7분류군은 단계통군을 형성하였으며, Macrophyllae 아절은 산수국과 수국의 두 개의 분계조로 나뉘었다. 산수국의 분계조는 꽃산수국과 탐라산수국이 유집되어 하나의 단계통군을 형성하였으며, 염기서열상으로도 뚜렷한 차이가 나타나지 않았다. 수국의 분계조는 산수국의 분계조와 독립된 분계조를 형성하며 뚜렷이 구분되었다. 수국속 분계조 내의 Petalanthe, Heteromallae, Calyptranthae 아절은 단계통군을 형성하였지만, Calyptranthae 아절에 속하는 등수국은 한라산 개체를 제외한 제주도 집단과 울릉도, 일본 집단으로 두 개의 소분계조를 이루었다. 등수국의 두 개의 소분계조에 대한 추가적인 연구는 더 많은 양의 채집과 지리학적인 연구가 추가 되어야 할 것으로 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제37권1호
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• pp.77-83
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• 2010

국립원예특작과학원에서 분양받은 토마토 18계통을 공시하여 재분화가 잘되는 적정 품종을 탐색한 결과, 계통번호 2001-58에서의 재분화율이 93%로 양호하였다. 또한 식물체로의 재분화 과정에서 보여 지는 갈변현상과 phenolic compound에 의한 식물조직의 괴사현상을 막기 위하여 항산화제인 ascorbic acid와 cystein을 단용 또는 혼용으로 첨가한 후 토마토 재분화에 미치는 영향을 살펴 본 결과, ascorbic acid $200{\sim}300\;{\mu}M/L$ 처리구에서 줄기형성율 및 생체중이 증가되는 현상을 관찰할 수 있었다. 토마토 엽록체 형질전환체 선발을 위해 spectinomycin의 적정 농도를 살펴본 결과, 재분화배지에 spectinomycin 20~25 mg/L 농도가 첨가되어진 처리구에서 재분화가 거의 이루어지지 않았다. 토마토 엽록체 형질전환을 위해 토마토 엽록체 게놈 일부를 분리하여 염기서열을 분석하여 담배와 비교 분석한 결과, homology가 매우 높음을 알 수 있었다. Homologous recombination에 의한 엽록체 형질전환이 되기 위해서 분리한 토마토 엽록체 게놈 일부를 border sequence로 이용하였고, transient assay를 위해 GFP 유전자가 포함된 토마토 엽록체 형질전환용 운반체 pKRT22-AG를 제작하였다. Bombardment을 한 후 원형질체를 나출하여 공초점 현미경하에서 관찰한 결과 엽록체 내에서만 GFP가 발현됨을 알 수 있었으며, DNA 농도 $1\;{\mu}g$, $0.6\;{\mu}m$ gold particle 1 mg, target distance 9 cm 조건이 가장 좋았다.