The taxonomy of the umbelliferous species Angelica amurensis and its allies was reviewed on the basis of molecular phylogenies derived from sequences of nuclear ribosomal DNA internal transcribed spacer (ITS) regions. Strict consensus of six minimal length 119-step trees derived from equally weighted maximum parsimony analysis of combined nuclear rDNA ITS1 and ITS2 sequences from 29 accessions of Angelica and outgroups indicated that Angelica purpuraefolia, known to be endemic to Korea, is the same species as A. amurensis. Comparisons of sequence pairs across both spacer regions revealed identity or 1-2 bp differences between A. purpuraefolia and A. amurensis. These results indicated that the two taxa are not distinguished taxonomically. Also, nuclear rDNA ITS regions are discussed as potential barcoding loci for identifying Korean Angelica.
독성 식물로 인한 식중독 사고는 매년 발생하고 있으며, 일부 독성 식물은 식용 식물로 오인 섭취되어 식중독을 유발하기 때문에 독성 식물의 정확한 종 식별이 요구되고 있다. 이러한 요구에 따라 감정기관에서는 독성 식물의 종 식별에 적합한 DNA 바코드를 찾아 신속하고 정확한 종 식별에 활용할 수 있는 데이터베이스를 구축하는 것이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 다양한 독성 식물에서 DNA 바코드 구간의 염기서열을 확보하고, 각각에 적합한 DNA 바코드를 확인하여 데이터베이스를 구축하고자 하였으며, 기초 연구로써 제주도에 자생하는 독성식물 19종을 선정하여 7개의 DNA 바코드 (trnH-psbA, trnL-trnF, trnL intron, rbcL, matK, ITS1-ITS4, 18S rRNA)를 이용한 종식별을 수행하였다. 종 식별 결과 trnL-trnF 바코드와 ITS1-ITS4 바코드가 PCR 증폭 및 염기서열 획득에 가장 용이하였으며, 두 개의 바코드를 조합하여 사용하면 19종 중 18종의 식물에서 단일 종 식별이 가능하였다. 따라서 미지의 독성 식물에 대한 감정이 의뢰되었을 때 trnL-trnF 바코드와 ITS1-ITS4 바코드를 조합하여 사용하면 신속한 종 식별에 도움이 될 것으로 사료된다. 본 연구에서 제시된 독성식물 19종의 염기서열 및 DNA 바코드 데이터베이스는 더욱 신속하고 정확한 독성 식물의 종 식별 감정에 도움이 될 것이다.
DNA 바코딩 기술은 다양한 약용식물 종들의 기원을 확인하기 위해 폭넓게 이용되고 있는 연구방법이다. 그러나, 시중에 판매되고 있는 유사 식물종을 재료로 사용한 상품이나 혼재되어 있는 상품에서 확인하고자 하는 약용식물을 선별 가능한 실질적인 기술의 개발은 아직 많이 미흡한 실정이다. 최근에는 보다 신속하고 정확도가 높은 기술을 개발하고자 DNA barcoding (Bar) 기술과 high-resolution melting (HRM) curve pattern 분석기술을 혼합한 Bar-HRM 분석기술을 이용한 연구가 진행 중에 있다. 본 리뷰논문에서는 국제적인 시장에서 다양한 기원의 약용식물 판별에 실질적으로 적용 가능한 Bar-HRM 기술의 최근의 발전 과정과 그 이용에 대해서 정리하였다. 다양한 연구들을 통해서 일부 성공적인 결과들이 보고되고 있지만, 제한된 DNA 바코드 및 단일염기다형성(Single Nucleotide Polymorphism, SNP) 등 아직 해결되어야 할 과제들이 많다. 특히, 핵 내 바코드로는 ribosomal DNA의 internal transcribed sequence (ITS)단편 이외에는 보고된 사례가 한건도 없었다. 또한, 약용식물을 끓는 물로 추출하여 가공한 약탕, 잼, 젤리, 쥬스 등의 제품은 DNA 단편이 분해되어 분리가 안 되는 경우에는 DNA바코딩 기술을 적용하기가 곤란한 것으로 알려져 있으나 비교적 짧은 DNA단편이 요구되는 Bar-HRM 분석기술을 이용하여 일부 성공한 보고도 있어 향후 그 응용사례가 증가할 것으로 전망된다.
DNA 바코드는 게놈 DNA의 단편을 이용해 형태적 지식없이 종을 동정하는 방법으로 전 세계적으로 최근에 많이 이용하고 있으며 고등식물에서는 엽록체 rbcL과 matK 유전자를 이용하고 있다. 본 연구에서는 표준 식물 바코드마커와 핵 ITS 부위를 이용하여 국내 포아풀아과 잡초 16속 29종 163생태형의 바코드 데이터를 생산하는 것을 목적으로 하였다. 더불어 포아풀아과의 바코드에서 각 마커의 효율성도 조사하였다. 바코드 결과 PCR 증폭과 염기서열 분석성공률은 rbcL에서 가장 높았으며 matK에서 가장 낮았다. 반대로 바코드 갭은 matK에서 가장 높은 반면 rbcL에서 가장 낮았으며, 종 식별 해상력은 matK에서 가장 높고, ITS에서 가장 낮았다. 그러나 바코드 갭과 종 식별 해상력이 가장 높은 matK를 포아풀아과에서 바코드 마커로 이용하는 것은 너무 낮은 PCR 증폭과 염기서열 분석성공률(58.3%) 때문에 고려해야할 것으로 생각된다. 단일마커로 rbcL과 ITS는 포아풀아과의 바코드에 적절하게 이용될 수 있으며, 두 마커를 조합으로 이용하면 공통으로 분석된 샘플에 따라 바코드 갭과 종 식별 해상력을 높일 수 있었다. 포아풀아과의 바코드데이터는 미국의 국립생물공학정보센터에 기탁하여 genbank 번호를 부여받아 공개하였다.
Park, Mi-Hyun;Sim, Chung-Ja;Baek, Jina;Min, Gi-Sik
Molecules and Cells
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제23권2호
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pp.220-227
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2007
The development of suitable genetic markers would be useful for defining species and delineating the species boundaries of morphologically indistinguishable sponges. In this study, genetic variation in the sequences of nuclear rDNA and the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit 1 and 3 (CO1 and CO3) regions were compared in morphologically indistinguishable Korean Halichondriidae sponges in order to determine the most suitable species-specific molecular marker region. The maximal congeneric nucleotide divergences of Halichondriidae sponges in CO1 and CO3 are similar to those found among anthozoan cnidarians, but they are 2- to 8-fold lower than those found among genera of other triploblastic metazoans. Ribosomal internal transcribed spacer regions (ITS: ITS1 + ITS2) showed higher congeneric variation (17.28% in ITS1 and 10.29% in ITS2) than those of CO1 and CO3. Use of the guidelines for species thresholds suggested in the recent literature indicates that the mtDNA regions are not appropriate for use as species-specific DNA markers for the Halichondriidae sponges, whereas the rDNA ITS regions are suitable because ITS exhibits a low level of intraspecific variation and a relatively high level of interspecific variation. In addition, to test the reliability of the ITS regions for identifying Halichondriidae sponges by PCR, a species-specific multiplex PCR primer set was developed.
Moon, Ji Hye;Omar, Atef;Quintela-Alonso, Pablo;Jung, Jae-Ho
Animal Systematics, Evolution and Diversity
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제35권4호
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pp.186-190
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2019
DNA barcoding of two marine tintinnids, Eutintinnus rectus and Schmidingerella arcuata, was performed using four samples collected from different sites in the north-eastern coast of South Korea. The loricae morphology was observed by light and scanning electron microscopy. Molecular data were analyzed using five nuclear ribosomal DNA markers(18S, ITS1, 5.8S, ITS2, and 28S genes) and one mitochondrial marker (CO1 gene). The intraspecific pairwise differences of E. rectus and S. arcuata in the CO1 gene were 0.0-0.2% and 0.0-0.6%, respectively, while there were no differences in the 18S rDNA sequences.
Kibeom Park;Jihee Kim;Su-gon Park;Chang-gon Mun;Su-hwan Kim;Youngho Cho;Youngjun Park
Proceedings of the National Institute of Ecology of the Republic of Korea
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제5권2호
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pp.50-54
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2024
On August 21, 2023, the National Institute of Ecology reported the sighting of an invasive slug resembling Limax maximus Linnaeus, 1758. near Bambat Tree Frog Park, Suwon-si, Korea. This slug is known for its aggressiveness. Specimens were collected around the park and from nearby farms. Through barcoding analysis and sequence comparison, it was identified as L. maximus, confirming its presence in Republic of Korea, alongside two previously identified Limax species, Limax flavus Linnaeus, 1758 and Lehmannia marginatus O. F. Müller, 1774. This study represents the first documented report of L. maximus in the country.
Since Darwin and Wallace introduced the concept on the evolution of species, scientists have been furiously debating what species are, and how to define them. This basic yet intriguing question has bothered us ever since, as communicating to fellow biologists about fungal species is the very cornerstone of mycology. For the species presently known, this has largely been accomplished via Latin binomials linked to morphology in the absence of DNA barcodes. In recent years mycologists have embraced the ribosomal ITS as official barcode region for Fungi, and this locus is also mainly used in environmental pyrosequencing studies. Furthermore, DNA data can now also be used to describe sterile species in the absence or lack of distinct morphological structures. Recent developments such as the registration of names in MycoBank, and linking the phenotype to the genotype, have significantly changed the face of fungal systematics. By employing the Consolidated Species Concept, incorporating genealogical concordance, ecology and morphology, robust species recognition is now possible. Several international initiatives have since built on these developments, such as the DNA barcoding of holdings of Biological Resource Centres, followed by the Genera of Fungi Project, aiming to recollect, and epitypify all type species of all genera. What these data have revealed, is that most genera are poly- and paraphyletic, and that morphological species normally encompass several genetic entities, which may be cryptic species. Once we provide a stable genetic backbone capturing our existing knowledge of the past 250 years, we will be able to accommodate novelties obtained via environmental sequencing platforms. Being able to communicate these species to other biologists in a clear manner that is DNA-based, will enable scientists to elucidate the importance, role and ecological interactions that these fungi have on our planet.
Coreanomecon is a monotypic and endemic genus in Korea, distributed mainly in the southern regions. Coreanomecon is morphologically similar to Hylomecon by producing red latex, easily distinguished from Chelidonium, which produces yellow latex. Coreanomecon were merged into Hylomecon or Chelidonium depending on the authors. To understand the phylogenetic relationship of Coreanomecon, DNA sequences of chloroplast rbcL and matK and nuclear Internal Transcribed Spacer (ITS) regions were determined from the species of Papaveroideae (Papaveraceae) in Korea and analyzed with the Maximum Parsimony and Bayesian methods. Phylogenetic analyses of Papaveroideae suggest that Coreanomecon is sister to the clade of Chelidonium and Stylophorum in the ITS data and that it is sister to Hylomecon in the chloroplast (cpDNA) data. A constraining analysis using the Shimodaira-Hasegawa test (S-H test) suggested that the ITS data do not reject the sister relationship of Coreanomecon and Hylomecon. The S-H test also suggested that the cpDNA data is compatible with the placement of Coreanomecon as a sister to the clade of Chelidonium and Stylophorum. Although the conflicting phylogenetic results may stem from insufficient phylogenetic signals, they may also be associated with hybridization between Hylomecon and an ancestor of Stylophorum and Chelidonium. The results of this study suggest that Coreanomecon is a distinct lineage as an endemic genus, supporting the morphological data.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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