• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제21권2호
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• pp.159-166
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• 2023

The COI gene is a sequence of approximately 650 bp at the 5' terminal of the mitochondrial Cytochrome c Oxidase subunit I (COI) gene. As an effective DeoxyriboNucleic Acid (DNA) barcode, it is widely used for the taxonomic identification and evolutionary analysis of species. We created a CNN-LSTM hybrid model by combining the gene features partially extracted by the Long Short-Term Memory ( LSTM ) network with the feature maps obtained by the CNN. Compared to K-Means Clustering, Support Vector Machines (SVM), and a single CNN classification model, after training 278 samples in a training set that included 15 genera from two orders, the CNN-LSTM hybrid model achieved 94% accuracy in the test set, which contained 118 samples. We augmented the training set samples and four genera into four orders, and the classification accuracy of the test set reached 100%. This study also proposes calculating the cosine similarity between the training and test sets to initially assess the reliability of the predicted results and discover new species.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제27권7호
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• pp.411-420
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• 2024

The objective of this research was to identify the morphology and molecular profile of crab caught from the coast of Tambala Village, Tombariri District, Minahasa Regency, North Sulawesi. Crabs were collected from the intertidal zone at night during the lowest tide. Crabs were morphological identified by description of shape, color and size of the carapace. Molecular identification was done through DNA barcoding including DNA extraction, amplification of the cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene and electrophoresis. Morphological and genetic analysis identified the crab species as Metopograpsus oceanicus.

• 한국해양학회지:바다
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• 제5권2호
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• pp.157-168
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• 2000

우리나라 동해안에 서식하는 새치성게(Strongylocentrotus intermedius)는 둥근성게과(Strongylocentrotidae)에 속하는 냉수성 해양 무척추동물이다. 둥근성게과에는 현재 9종의 성게가 속해 있으나, 아직 종간의 분류 기준, 계통 분류학적 유연관계, 진화과정 등이 잘 밝혀져 있지 않다. 본 연구는 유전자 염기서열이라는 분자형질을 이용하여 새치성게의 종 분류기준을 확립하고 이 종의 계통진화 및 분화 시기를 파악하고자 수행되었다. 이를 위하여 변화율이 빠르고 모계로만 유전되는 특성을 가진 미토콘드리아의 한 유전자인 cytochrome c oxidase subunit I(COI)을 분석하였다. 새치성게의 생식소에서 DNA를 추출하고 중합효소연쇄반응으로 COI 유전자 단편을 선택적으로 증폭하였으며, 클로닝과 시퀀싱 과정을 거쳐 COI 유전자의 단편 1077개 염기쌍 순서(염기서열)를 확정하였다. 이 염기서열과 유전자 데이터베이스(GenBank)에 들어있는 다른 성게 및 해삼, 불가사리의 유전자를 비교하고 그 분자 계통수를 작성함으로써 새치성게의 진화과정을 분석하였다. COI 유전자 계통수는 새치성게가 태평양 동쪽 연안에 서식하는 S. purpuratus와 계통적으로 자매군(sister species)의 관계에 있음을 보였다. 두 종의 분화 시기는 계통수 상 분지의 길이와 화석연대를 고려하여 산출했을 때 지구 온도의 변동이 심했던 약 890만년 전으로 추정되었다. 태평양의 동안과 서안으로 분리된 두 종의 현재 분포와 종분화 시기의 지구 환경조건은 두 종간의 분화가 환경변화에 따른 개체군의 지리적 분리(vicariance)에 의한 것임을 시사해 준다. 한편, 새치성게의 COI 유전자염기서열은 이 종을 대표하는 분자형질로서 둥근성게과의 성게들을 서로 구분할 수 있는 종분류의 기준이 될 것이다.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제25권12호
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• pp.637-647
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• 2022

A spotted scat, Scatophagus argus, has a high nutritional value and is among Asia's most widely consumed fish species. Thua Thien Hue's consumption market considers this species to be of high economic value and requires protection and conservation of the population. However, the studies on the identification and genetic diversity of S. argus distributed in Vietnam are still lacking. Therefore, mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene was utilized to distinguish different populations and investigate the genetic diversity of two populations of S. argus from Tam Giang lagoon, Thua Thien Hue province (n = 31) and Ca Mau province (n = 14). The sequencing results indicated 13 distinct haplotypes among 45 sequences. Five single nucleotide polymorphisms were observed to distinguish Hue spotted scat population. The S. argus population in Ca Mau province was higher haplotype diversity (Hd) and nucleotide diversity (π) than those of Thua Thien Hue province, which demonstrates that there are minor differences between haplotypes. There were genetic distances ranging from 0%-4% within the populations and 6.67% between the two populations. In addition to the sequencing, the comparison of morphology, biology, culture, and the growth rate was sufficient to distinguish the spotted scat S. argus in Thua Thien Hue from Ca Mau.

• Animal Systematics, Evolution and Diversity
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• 제23권1호
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• pp.75-85
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• 2007

A taxonomic study was carried out on the Perinereis nuntia species group of Korea by using morphological and molecular data (mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I: mtCOI). Two species, P. mictodonta (Marenzeller, 1879) and P. wilsoni (Glasby and Hsieh, 2006), are recognized and redescribed. In this study, mtCOI gene showed a good resolution as molecular marker for species identification of the P. nuntia species group of Korea.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제26권11호
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• pp.678-688
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• 2023

Flatfish are one of the largest families in the order Pleuronectiformes and are economically important edible marine fish species. However, they have similar morphological characteristics leading to challenges in classifying correctly, which may result in mislabeling and illegal sales, such as fraudulent labeling of processed food. Therefore, accurate identification is important to ensure the quality and safety of domestic markets in Korea. Species-specific primers were prepared from the mainly consumed eleven species of the order Pleuronectiformes. To rapidly identify the 11 flatfish species, a highly efficient, rapid, multiplex polymerase chain reaction (PCR) with species-specific primers was developed. Species-specific primer sets were designed for the mitochondrial DNA cytochrome c oxidase subunit I gene. Species-specific multiplex PCR (MSS-PCR) either specifically amplified a PCR product of a unique size or failed. This MSS-PCR analysis is easy to perform and yields reliable results in less time than the previous Sanger sequencing methods. This technique could be a powerful tool for the identification of the 11 species b the family Pleuronectidae and can contribute to the prevention of falsified labeling and protection of consumer rights.

• 한국유기농업학회지
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• 제27권3호
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• pp.353-363
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• 2019

To identify four cyst nematodes (Heterodera schachtii, H. trifolii, H. glycines, H. sojae) that are economically important plant-parasitic nematodes in Korea, restriction fragment length polymorphism (RFLP) by 8 endonucleases (PstI, VspI, AlwI, RsaI, MvaI, EcoRI, Eco72I, Hinf I) was performed based on sequence difference of mitochondrial DNA cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene. As a result, species-specific DNA band patterns by RsaI endonuclease were observed in H. schachtii. The specific patterns was in H. trifolii by 3 endonucleases (VspI, AlwI, Hinf I), and was in H. glycines by Hinf I. While, H. sojae was not digested by 4 endonuclease (VspI, AlwI, RsaI, Hinf I). This study showed that four cyst nematodes could be distinguished using RFLP by 4 endonucleases (RsaI, VspI, AlwI, Hinf I) based on the sequence difference of COI gene.

• 한국수산과학회지
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• 제48권5호
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• pp.731-738
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• 2015

Nematode infection in the epithelial tissue of cultured rockfish Sebastes schlegeli was first reported in 2012. Since then, nematode infections have caused serious economic losses in rockfish aquaculture on the west coast of Korea. Taxonomic and life cycle information for this parasite are currently unknown. In this study, 18S rRNA and cytochrome c oxidase subunit I (COI) genes were used for molecular identification and polymerase chain reaction (PCR) to detect the invisible stages of this parasite. Nucleotide sequences of the 18S rRNA of the rockfish nematode showed 98% identity with that of Philometra morii. Therefore, this rockfish nematode was classified to the Philometridae family. However, we could not identify it to genus level using 18S rRNA. Its COI nucleotide sequences shared 85% and 82% identities with those of Bursaphelenchus sinensis and Philometra overstreeti, respectively. In addition, two gene-specific primer sets were designed based on the 18S rRNA gene to detect the intermediate host and nematode larvae. These primers were specific to this rockfish nematode without cross-reacting to other pathogens. The detection limit of the PCR assay using these primers was 1,000 copies of nematoda plasmid DNA. Therefore, the PCR assay described here is suitable for the detection of nematode DNA within rockfish. In addition, this PCR assay could be used to detect nematode larvae and the intermediate host.

• 생태와환경
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• 제53권3호
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• pp.286-294
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• 2020

깔따구(Diptera: Chironomidae)는 저서성 대형무척추동물로 환경오염 및 수질 모니터링에 이용되는 중요한 지표생물이다. 본 연구에서는 인천 수돗물 정수장에서 발견된 깔따구류의 정밀한 종 동정을 위해 형태적 분류와 미토콘드리아 DNA에서 cytochrome c oxidase subunit I (COI) 유전자의 염기서열을 이용하여 분석하였다. 정수장 6곳의 20개체는 안개무늬날개깔따구(Chironomus kiiensis) 12개체, 노랑털깔따구(Chironomus flaviplumus) 6개체, 등깔따구(Chironomus dorsalis) 1개체, 용산무늬깔따구(Polypedilum yongsanensis) 1개체 등 4종으로 확인되었다. 각 깔따구 종의 형태적 특징은 두부, 하순기절, 대악, 안테나, 발톱의 형태적 특징을 살펴보았다. NCBI Genbank에 등록된 깔따구 17종 21개체의 COI 염기서열을 바탕으로 본 연구에서 조사된 20개체의 계통진화적 분석한 결과 각 4종의 깔따구 COI 염기서열은 등록된 동인 종과 높은 상동성을 보이며 (99~100%) 같은 계통군(clade)으로 나타났다. 이러한 결과는 국내 깔따구의 종 동정을 위한 형태적- 유전적 정보를 통합적으로 제공함으로 담수생태계의 모니터링을 위한 주요한 정보로 활용될 것이다.

• 한국환경생태학회지
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• 제28권5호
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• pp.523-530
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• 2014

2011년 6월 28일에 파주시 조리읍 장곡리 인근 도로에서 두부쪽이 손상되고, 해당연도에 태어난 맹금류 어린새를 발견하였고, 이를 DNA 바코드 기법으로 동정하였다. Mitochondrial DNA(mtDNA) cytochrome c oxidase I(COI) 유전자의 695bp 절편을 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)으로 증폭하고 염기서열을 결정하였다. 결정된 염기서열을 BOLD systems과 NCBI의 BLAST에서 유사도 분석을 수행한 결과 총 5개체의 왕새매가 검색되었고, 염기서열의 동일성은 100%로 조사되었다. 또한, DNA 분자성판별 결과는 해당 개체가 암컷임을 나타내었다. 이러한 결과는 경기도 파주에서 1968년 이후 43년만에 왕새매의 번식이 확인된 중요한 정보로, 향후 광역야생동물구조센터는 야생동물의 사체 수거 시 인근 기탁등록보존기관과 연계하여 DNA시료를 확보하고 보다 정확한 종동정과 성판별 정보를 기록하는 등의 체계적인 관리시스템이 필요할 것으로 사료된다. 또한 이렇게 확보한 왕새매의 DNA 시료와 DNA 바코드 COI 유전자 서열은 유사종 연구의 참조표본(reference standard)로 이용될 수 있을 것이다.