• Journal of Animal Science and Technology
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• 제45권5호
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• pp.679-688
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• 2003

본 연구는 재래돼지와 랜드레이스를 기초축으로 한 F$_2$ 354두에 대해 Leptin receptor와 연관되어있는 초위성체 표지인자를 이용하여 그 다형성을 조사하고 돼지의 성장형질, 도체형질, 육질형질과 그 유전자형간의 연관성을 구명코자 실시하였다. F$_2$ 354두로부터 얻어진 총 대립유전자는 255bp, 259bp 261bp, 263bp, 265bp, 267bp로써 총 6가지 형태로 나타났다. 집단 내에서 6개의 대립유전자들은 19가지의 유전자형 조합을 나타내었고 가장 많이 나타난 유전자형은 CE형 (261bp/265bp)으로 전체의 20.0%를 차지하였고 다음으로 CC(261/261)와 EE(265/ 265)가 각각 10.1%와 9.6%로 나타났으며 AC(255/261)와 EF(265/267)은 각각 1두에서만 관찰되었다. 각 유전자형간 12주령 체중이 고도의 유의성을 가지고 있었고 (P〈0.001), 3주령 체중(P〈0.05)과 30주령 체중(P〈0.01)에서도 유의성을 보였다. 특히, 성장초기와 달리 12주령 이후 돼지의 증체율은 급증하게 되고 각 개체간의 증체량에 대한 변이가 커지게 되는 것으로 나타났다. 3, 5, 12, 30주령 체중에서 DD(263/263), DF(263/267)형은 항상 상위를 나타내는 유전자형들로 나타났다. 특히 263bp 대립유전자를 가지고 있는 유전자형에 있어서 증체량에 대한 영향력이 크게 나타났다. 각 유전자형간 도체지방과 전단력도 유의성을 가지고 있었고 (P〈0.001), 등지방층 두께에서도 유의성을 보였다(P〈0.05). 그러나 근내지방함량에 대해서는 LEPR 유전자형들의 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 등지방층 두께와 도체지방에 대한 최상위 값을 갖는 유전자형은 두 형질 모두 DF (263/267)형으로 나타났다. 반면, 등지방층 두께에서 최하위 값을 갖는 유전자형은 AB (255/259), BE (259/265), AE(255/265) 순으로 나타났고, 도체지방에서는 AB(255/259), DD (263/263), AE(255/ 265) 순으로 나타났다. 특히 255, 259, 265bp 대립유전자를 갖는 개체들은 두 형질에 있어서 부의 상관관계를 갖는 것으로 판단되어진다. 전단력의 평균값이 각각 4.59kg/$cm^3$과 4.52kg/$cm^3$인 DD(263/263), BB(259/259)가 등심근육의 연도를 저하시켰고 반대로 DF(263/267) 유전자형을 갖은 개체는 더 좋은 연도를 나타내었다.

• 생명과학회지
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• 제27권10호
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• pp.1215-1224
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• 2017

현재까지 다양한 암의 발병 원인이 밝혀졌는데, 그 중 하나로써 DNA에 돌연변이가 축적되어 유전체가 불안정 해짐에 따라 암이 발생될 수 있는 기작들이 주목받고 있다. 생물정보학과 유전체학의 발달에 따라 질병 연구에 있어서 보다 더 정확하고 신뢰성 있는 바이오마커를 찾는 것이 가능해졌다. 따라서, 생물정보학과 유전체학의 연구 기반을 바탕으로 한 암의 바이오마커는 암의 조기진단뿐만 아니라, 더 나아가 암 발생 예측과 암환자의 예후 진단에 적용될 수 있다. 최근 들어 인간 유전체에서 약 45%를 차지하는 이동성 유전인자(transposable elements, TEs)가 유전자의 발현 조절과 DNA의 돌연변이를 유도함으로써 다양한 질병에 영향을 미친다는 사실이 밝혀짐에 따라, 이러한 이동성 유전인자들이 암의 발생과 어떤 연관이 있는지에 대한 연구 또한 활발히 진행되고 있다. 따라서 우리는 이동성 유전인자가 대장암과 어떤 연관성이 있는지에 대해 조사를 하였으며, 이를 어떻게 바이오마커로 활용할 수 있는지 알아보았다. 우선, 이동성 유전인자 중 인간 유전체에 많이 존재하면서 유전체에 많은 영향을 미치는 LINE-1 (long interspersed nuclear element-1, L1)과 Alu, LTR (long terminal repeat) 위주로 확인하였다. 흥미롭게도, 대장암 세포에서 LINE-1의 저메틸화, APC 유전자 내에 LINE-1 삽입, Alu의 저메틸화와 과메틸화, LTR 삽입에 따른 isoform 발생 등이 특징적으로 나타나는 것을 알 수 있었다. 또한 원발암유전자에서의 L1 저메틸화가 대장암 전이의 바이오마커로 쓰일 수 있다는 것과 Alu에 의한 MLH1 돌연변이가 가족성 및 유전성 대장암에서 흔히 발견된다는 것을 알 수 있었다. 이 때 이동성 유전인자에 의하여 영향 받는 유전자들의 발현을 in silico 발현 분석을 통하여 분석하였으며, 조직별, 성별 특이적 발현 양상을 제시하였다. 이들을 토대로 대장암 바이오마커를 개발하여 유전성 대장암의 예측 및 대장암 진단 또는 대장암 예후 예측을 통한 개인 맞춤형 치료에 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

• 생명과학회지
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• 제23권11호
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• pp.1351-1359
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• 2013

${\beta}$-Ionone의 인체 비소폐암세포 A-549 cells (human non-small lung cancer A-549 cell)에 대한 anti-proliferative effect에 관한 연구를 수행하였다. A-549 cell에 다양한 농도의 ${\beta}$-ionone (1, 5, 10, and 15 ${\mu}M$)을 2, 4, 6일 간 처리하고, 배양 2일에 A-549 cell의 생육억제와 관련되는 biochemical marker를 측정하였다. ${\beta}$-Ionone은 A-549 cell 생육을 dose와 time 의존적으로 저해하였다. ${\beta}$-Ionone 배양 2일의 $IC_{50}$은 5.0 ${\mu}g/ml$이었다. ${\beta}$-Ionone은 농도 의존적으로 apoptosis를 유도하였다. ${\beta}$-Ionone은 p53, p21 및 Bax protein 수준을 증가시켰으나, Bcl-2 protein 발현은 억제시켰다. ${\beta}$-ionone은 cytosol cytochrome c 함량을 증가시켰고, caspase-9과 caspase-3 효소 활성증가를 유도하였다. 또한, ${\beta}$-ionone은 $cPLA_2$와 COX-2 protein level을 감소시켰다. 이와 같은 결과는 ${\beta}$-ionone의 A-549 cell에 대한 생육억제효과는 Bax와 Bcl-2 gene 발현을 reciprocal regulation하여 유도한 apoptosis와 $cPLA_2$ 및 COX-2 protein 발현 억제에 기인함을 의미한다.

• 한국자원식물학회지
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• 제32권5호
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• pp.519-542
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• 2019

본 연구에서는 국내 콩 유전체의 변이밀집영역(dVB)에서 유래한 27개 InDel 마커를 신품종 20개에 적용하여 품종판별용 마커로서 범용성을 검증하고 신품종의 구별성과 국내 품종의 유전적 다양성을 확인하였다. 20개 신품종과 MyCrops에 포함된 기존 149개 품종과의 유사도는 평균 61.3%이고, 최저 25.9%에서 최대 96.3%의 유사도로 완전 일치(100%)되는 바코드는 없어 20개 신품종의 유전적 구별성을 모두 확인할 수 있었다. 유연관계를 분석한 결과에서는 신품종을 포함한 국내 169품종이 4개의 유전집단으로 구분되었으며 풋콩 및 단기성 콩의 80%가 I-2 소그룹, 나물콩의 65.9%가 II-2 소그룹에 주로 속한 반면, 장류 및 두부콩은 I-1 (44.4%), I-2 (26.4%), II-2 (23.6%) 소그룹에 고르게 분포하였다. 20개 신품종에 대한 계보도는 나물콩 주요 계보와 장류 및 두부콩으로 크게 두 그룹으로 나누어지며 유연관계분석을 뒷받침하였다. 품종판별을 위한 최소 마커를 선발하기 위해 PIC가 높은 공통마커와 품종별 특이마커를 선발하는 2단계 과정을 통해 품종에 따라 7~9개의 최소 마커로 신품종의 진위를 판별할 수 있었다. 이처럼 콩 변이밀집영역에서 유래된 27개 InDel 마커와 이를 이용한 신품종 바코드 정보의 지속적인 업데이트는 수입산에 대한 국산 품종의 보호와 육성가의 권리 증진에 기여하며, 더불어 육종과정 중 신규 유전변이를 도입하고 목표형질을 선발하는 등 육종 효율을 개선하는데도 도움이 될 것으로 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제32권1호
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• pp.29-35
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• 2022

본 연구는 여러 말 품종에서 Dopamine Receptor D4 (DRD4)의 유전적 다형성 및 Jeju crossbred에서의 기질특성과의 연관성을 분석하였다. DRD4 유전자의 다형성은 인간을 포함한 다양한 포유동물에서 기질과 연관된 후보 유전자이다. 말의 DRD4의 엑손 3번 영역에 있는 SNP G292A는 Thoroughbred에서 호기심과 경계와 관련이 있는 것으로 보고 되었다. 세 가지 말 품종에서 DRD4 유전자 내 존재하는 변이들의 다형성을 확인하기 위해 Sanger sequencing을 활용하였다. 제주마에서 각각의 빈도는 타 품종과 큰 차이를 보였다. 말의 품성 평가는 Jeju crossbred를 이용하여 수행하였으며, 기질 평가와 접촉 평가를 활용하여 각각 5개 항목과 2개 항목을 점수화 하였다. 품성 평가 결과 각 항목 간의 높은 상관관계를 확인하였다. 말의 DRD4 유전자 내 변이와 품성 평가 결과를 비교한 결과 대립유전자 A를 가지고 있을 때 기질 평가 5개 항목에서 모두 점수가 낮은 경향을 보이는 것을 확인하였으나 유의성은 없었다. Jeju crossbred의 G292A의 SNP과 혈액 내 도파민 수치를 비교한 결과 GA형이 GG형보다 약 2.87배 높은 결과를 확인하였다. 이번 연구를 통하여 DRD4 유전자 다형성과 말의 기질을 평가하기 위한 여러 평가 방법 및 신경전달물질과의 연관성을 확인할 수 있었다. 추가적인 연구를 통하여 품성 평가를 위한 유전자 마커로서 활용 가능할 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제17권4호
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• pp.292-302
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• 2012

본 종설논문은 살오징어의 기존 및 최근에 새롭게 적용되고 있는 계군 분석방법들을 비교 분석하여 각 분석방법의 장단점과 분석방법간의 상호보완에 대하여 고찰하였다. 살오징어는 북서태평양의 넓은 지역을 회유하는 어종으로 생태계 및 상업적으로 중요한 자원이다. 살오징어는 해양환경변화의 생물학적 지표로서의 가능성을 평가 받고 있으며, 장단기적인 어획량 및 분포역의 변화가 환경 변화와 함께 나타난다. 예를 들어, 1987/1988 무렵에 발생한 기후체제전환 이후 한류성 어종으로 분류되는 명태의 어획량은 급감하여 현재까지 그 영향이 지속되고 있는 반면, 살 오징어 어획량은 크게 증가하였다. 현재까지 명태 어획량의 감소에 대하여 남획과 기후변화에 초점이 맞추어진 해석이 있으나, 뚜렷한 원인 분석은 이루어지지 않고 있다. 그 이유 중 한 가지는 계군 분석에 근거한 생태, 환경적 측면에 대한 정확한 원인 분석이 이루어지지 않고 있는 것과 관련이 된다. 계군은 유사한 생물학적 특징을 가진 개체들이 제한된 영역 내에서 유성생식과정을 통하여 동일한 유전자 풀(gene pool)을 공유하는 집단으로, 동일 계군을 형성하는 개체들은 산란에서 자원으로 가입 후 다시 재생산 과정에 이르기까지 시간 및 공간적으로 각기 다른 환경의 영향을 받을 수 있다. 따라서, 종에 대한 정확한 계군 분석은 자원의 효과적인 관리 및 급격한 변화에 대한 중요한 대응 방안의 역할을 할 수 있다. 살오징어 계군 분석에 적용된 주요 방법은 크게 4가지로 형태학적 방법, 생태학적 방법, 표지방류법, 유전학적 방법이 있다. 형태학적인 방법은 분석방법이 가장 간단하고 다수의 개체를 비교적 쉽게 분석할 수 있지만 각 형질들은 성장기간 동안 환경에 의해 영향을 많이 받게 되어 개체간의 차이가 생긴다. 생태학적 방법은 주로 개체의 생리적인 변화와 분포 및 회유상태, 기생충의 기생상태나 종류 및 기생률 등을 분석, 산란장의 차이를 알아보는 연구이며, 현재 활발히 연구되고 있는 방법으로 유사한 환경에서 생활하는 집단을 알 수 있지만 유전적으로 같은 집단인지는 알기 어렵다. 표지방류법은 직접적인 방법으로 계군의 회유 및 분포, 산란장의 위치를 파악할 수 있지만 수거가 어렵고 초기 단계에는 표식을 하기 어렵다. 수산생물의 계군 분석을 위한 유전학적 방법은 자원관리학적 연구에 관한 기본적 정보를 제공해 왔다. 계군 분석을 위한 유전학적 방법은 이에 사용하는 유전자 마커(marker)의 감도에 따라 결정되며, 유전자 마커의 다형성이 높은 것을 선택해야 한다. 계군 분석을 위한 유전자 마커로는 오랜 기간 동안 동위효소 다형이 사용되어졌으며, 최근에는 mitochondria, microsatellite와 같이 DNA 염기배열 중에서도 변이성이 높은 영역을 선택하여 마커로 이용한 연구가 증가되고 있다. 기존의 형태학적 방법, 표지방류법, 생태학적인 방법들은 살오징어의 생활사, 회유경로, 산란장의 변화 등을 밝혀내어 계군을 파악하는데 많은 기여를 하였지만 여전히 각 해역에 분포하는 살오징어의 계군을 파악하기에는 어려움이 있다. 최근에는 기존의 계군 분석이 지닌 장단점을 비교 분석하여 복합적인 방법의 계군 분석이 이루어지며, 이러한 정보들을 바탕으로 유전학적 방법을 보완한다면 살오징어 자원의 변동에 대한 관리 방안을 마련하는데 도움을 줄 것이다.

• 생명과학회지
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• 제30권3호
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• pp.313-319
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• 2020

최근, 국내에서 발생하는 대가축의 질병은 바이러스 혹은 세균 등과 같은 병원체가 사료 섭취, 가축 간의 신체접촉, 호흡 등 다양한 경로를 통해 전파되어 발병되는 전염성 질병이다. 전염성 질병은 가축의 건강을 위협하고 생산성을 감소시키기 때문에 현장에서 조기 진단하여 개체 격리와 같은 통제 관리가 필수적이다. 기존 사용되고 있는 진단 키트들은 현장에서 사용하기에 용이하지 않으며 극소량의 감도에서 진단이 제한적인 단점을 가지고 있다. 그러므로, 현장에서 극소량의 감도와 진단의 편이성을 고려하여 DNA와 RNA 수준에서 진단할 수 있는 CRISPR/Cas 시스템은 최적의 시스템이라 할 수 있다. 본 연구논문에서는 대가축의 전염성 질병들을 현장에서 조기 진단함에 있어 CRISPR/Cas 시스템의 활용전략에 대해 소개하고자 한다. 최근 발견된 CRISPR/Cas 효소들은 2개의 클래스와 6가지 하위유형으로 분류되었다. 이 중에서 클래스 2에 포함되는 Cas 효소들은 대표적으로 제 2형에 Cas9, 제 5형에 Cas12a와 Cas12b, 제 6형에 Cas13a와 Cas13b가 있다. 현재까지 개발된 CRISPR/Cas 시스템들은 간단한 시각 신호를 통해 표적에 대한 정량 및 다중 감지가 가능하고 특히, 극소량 수준의 초고감도에서도 표적만을 진단할 수 있으며 단시간 이내에 진단 결과를 얻을 수 있다. 하지만 초고감도 DNA 혹은 RNA를 진단하기 위해 최적의 신호 증폭 방법과 결합되어야 하고 표적 DNA 혹은 RNA를 진단에 적합하도록 DNA를 RNA로, RNA를 DNA로 전변해야 하는 단점이 있다. 따라서, 현장에서 대가축의 전염성 질병을 조기에 진단할 수 있는 CRISPR/Cas 바이오센서를 개발하는데 있어 가축의 전염 매개체로부터 추출되는 병원체 유형(DNA 혹은 RNA)을 고려하여 최적의 Cas 효소를 선정하여야 하고 이에 따른 적절한 신호 증폭 방법이 결합되어야 한다. 따라서, CRISPR/Cas 시스템은 유전자 편집 방법을 사용하는 빠르고 효율적인 진단 도구이며 이 시스템은 소의 전염병을 조기에 진단하고 감염 확산방지에 도움될 수 있을 것으로 판단 되어진다.

• 생명과학회지
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• 제28권3호
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• pp.314-319
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• 2018

본 실험은 청청과 낙동 조합을 약배양하여 육성한 120 계통을 이용하여 식미치 관련 알칼리붕괴도에 대한 QTLs를 분석하고 탐색된 QTLs 유전자에 위치한 DNA 마카를 선발하여 기존 품종에 적용하여 다음과 같은 결과를 얻었다. CNDH 계통을 이용하여 알칼리붕괴도 변이를 조사한 결과 통일형 품종인 청청과 자포니카형 품종인 낙동 현미는 각각 1.9, 1.6를 보였으며 CNDH 계통은 $3.79{\pm}2.01$를 보였으며 변이 분포는 7.0-1.0까지 분포하였다. 모부본인 청청과 낙동 백미는 각각 5.6, 4.1를 보였으며 CNDH 집단의 평균은 $4.86{\pm}1.55$ 보였으며, 변이 분포는 7.0-2.0까지 분포하였다. 변이 분포 곡선은 비정규분포에 가까운 연속변이를 나타내었다. QTLs 분석에서 현미 1,2 반복에서 qBRA2, qBRA6, qBRA11, 백미 1반복에서 qHRA2-1, qHRA2-2, qHRA2-3, qHRA3, qHRA8, 2반복에서 qHRA2-1, qHRA2-2, qHRA2-3, qHRA3, 4반복에서 qHRA5으로, 이들은 각각 2번, 3번, 6번, 8번, 11번 염색체상에 탐색되었다. 현미, 백미 각 염색체상의 qBRA2, qBRA6, qBRA11의 표현형 변이는 1-9% 분포되었다. 알칼리붕괴도 관련 QTLs 분석 결과에서 탐색된 9개 marker를 토대로 모부본인 청청, 낙동을 기준으로 자포니카형 12품종, 인디카형 6품종에 다형성을 분석하였다. 밴드양상으로 크기에 차이를 보이는 분리비에 적합한 11번 염색체 RM27258을 선발하였다. 이상의 연구결과는 앞으로 미질이 좋은 벼 품종 개발하는데 기초자료로 이용 될 것 이다.

• 생명과학회지
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• 제18권8호
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• pp.1023-1030
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• 2008

SIPK와 WIPK의 상위 단계 인산화 효소로 알려진 NtMEK2가 DEX 유도성 시스템에 의해 밝혀졌다. 이 NtMEK2 유전자가 지속적으로 활성화된 돌연변이체인 $NtMEK2^{DD}$의 발현은 SIPK와 WIPK를 활성화 시켜 주므로 과민감 반응과 같은 세포 괴사를 야기하는 것으로 나타나 NtMEK2-SIPK/WIPK 체계가 담배에서 방어 반응을 조절하고 있음을 알 수 있었다. 그러나 NtMEK2-SIPK/WIPK 체계에 의해서 조절 되는 하위 기질이나 방어관련 유전자들에 대한 연구는 아직 미비한 상태이다. 그래서 본 연구는 NtMEK2-SIPK/WIPK 체계에 매개되는 하위 유전자들을 분리하기 위하여 $NtMEK2^{DD}$ 형질전환 식물체를 이용해 ACP에 기초한 DDRT-PCR을 수행하였다. 그 결과 본 연구를 통해 처음으로 pI2-4, MTS2, SINA, CDM1, HRGP 및 DEG45를 포함해 여섯 개의 DEG들을 선발하였다. 이 유전자들의 발현은 $NtMEK2^{DD}$ 형질전환에서 다시 확인하였으며 특히 pI2-4, CDM1, HRGP의 유전자 발현은 다른 유전자들과 비교해 볼 때 살리실산과 담배모자이크바이러스에 강하게 반응하여 증폭됨을 알 수 있었다. 이러한 결과를 볼 때 NtMEK2-SIPK/WIPK 체계에 의해 조절되는 세 개의 유전자는 병저항성에 관여하고 있음을 제시한다 하겠다.

• 환경생물
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• 제30권3호
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• pp.200-209
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• 2012

서식 환경에 따른 양식 김의 종류 및 광합성 색소 조성과 농도에 대하여 2011년 1월부터 3월까지 김 양식이 이루어지고 있는 남서해역에서 조사를 하였다. 수온의 범위는 $3.0{\sim}11.3^{\circ}C$이었고, 염분의 범위는 32.7~34.7으로 연안과 가까운 정점 1과 6에서 낮게 나타났다. 해수 중 DIN의 농도 범위는 $1.73{\sim}12.84{\mu}M$, DIP의 농도 범위는 $0.07{\sim}0.67{\mu}M$이었고, 규산염의 농도 범위는 $4.93{\sim}18.29{\mu}M$이었다. 해수 중 Chl a 농도 범위는 $0.41{\sim}9.14{\mu}g\;L^{-1}$로서 1월의 정점 1에서 가장 높았다. 해수 중 조류색소 조성은 규조류 (diatoms)의 marker 색소인 fucoxanthin이 $0.06{\sim}3.41{\mu}g\;L^{-1}$로 우점하였고, 정점 1에서 $3.41{\mu}g\;L^{-1}$로 1월에 가장 높았다. 용존 무기질소 농도는 모든 정점에서 낮은 염분을 보이는 1월에 높았으나, 정점 1은 용존 무기질소 농도는 낮았다. 김 엽체 색소 중 Chl a, PE 및 PC의 농도는 각각 $1,173{\sim}8,124{\mu}g\;DW\;g^{-1}$, $3,281{\sim}10,076{\mu}g\;DW\;g^{-1}$, $388{\sim}1,346{\mu}g\;DW\;g^{-1}$로서 조사 정점 2, 3에서 높은 농도를 보였다. 김 엽체의 색소농도는 지주식인 모무늬돌김과 방사무늬김이 혼재되어 양식되는 정점 1과 6보다 부류식인 방사무늬김만 생산되는 정점에서 높았고, 방사무늬김만 생산되는 정점에서는 정점 2와 3에서 높았다. 따라서, 김 엽체의 색소 농도는 양식 방법과 해양 환경적 요인에 의하여 달라질 수 있음을 알 수 있었다.