In phylogenetic tree construction the neighbor-joining algorithm is the most well known method which constructs a trivalent tree from a pairwise distance data measured by DNA sequences. The core part of the algorithm is its cherry picking criterion based on the tree structure of each quartet. We give a generalized version of the criterion based on the exact box model of quartets, known as the tight span of a metric. We also show by experiment why neighbor-joining and the quartet consistency count method give similar performance.
Among the distance based algorithms in phylogenetic tree reconstruction, the neighbor-joining algorithm has been a widely used and effective method. We propose a new algorithm which counts the number of consistent quartets for cherry picking with tie breaking. We show that the success rate of the new algorithm is almost equal to that of neighbor-joining. This gives an explanation of the qualitative nature of neighbor-joining and that of dissimilarity maps from DNA sequence data. Moreover, the new algorithm always reconstructs correct trees from quartet consistent dissimilarity maps.
A new simple method is proposed for reconstructing phylogenetic trees, which we call the spectral method. The most common distance based method is the neighbor-joining method which is based on the minimum evolution principle. The spectral method shows similar performance to the neighbor-joining method for simulated data generated by seq-gen. For real data, the spectral method shows much better performance than the neighbor-joining method. Hence it can be a complementary method for reconstructing phylogenetic trees.
본 연구에서는 한국산 여뀌속 Persicaria절 분류군들에 대학 핵 리보오솜 (nrDNA)의 ITS 염기서열 분석을 수행하여 본 절 분류군들의 유연관계를 추정하고자 하였다, 본 연구결과 본 절 분류군의 nrDNA ITS 구간 염기서열은 본 절 분류군의 분류학적 타당성, 한계 및 계급설정 및 분류군 간의 계통적 유연관계를 추정하는 데 있어 유용한 것으로 나타났다. ITS 염기서열 분석결과 얻어진 neighbor-joining tree에서 본 절 한국산 분류군들은 크게 P.amphibium과 나머지 분류군들을 포함하는 ground의 2개의 계열로 구분되었다. 나머지 분류군들을 포함하는 두번째 계열은 다시 (1) P. lapathifolium, (2) P. persicaria와 P. viscoferum, (3) P. orientale 및 P. viscosum, (4) P. japonicum 및 (5) P. longisetum, P. erecto-minus var. koreense, P. caespitosum var. laxiflorum, P. hydropiper, P. pubescence, P. tinctorium, P. foliosum, P. trigonocarpum을 포함하는 group으로 세분되었다. 이러한 결과는 과거 형태적 식별형질에 의해 제안되었던 본 절 분류군간의 유연관계와 근본적으로 일치하였다.
한국에서 양식되어지고 있는 한국산 굴류 4종, 굴(Crassostrea gigas Thunberg), 바위굴(C. nippona Seki), 강굴(C. ariakensis Fujita et Wakiya), 토굴(Ostrea denselamellosa Lischke)의 유전적 근연관계를 조사하고자 미토콘드리아 DNA의 16S rDNA와 cytochrome c oxidase I (COI) 유전자 일부분의 염기서열을 분석하였다. 16S rDNA의 319 bp와 COI유전자의 710 bp를 PCR 증폭하여 염기서열을 결정하였으며, 염기서열과 아미노산서열을 자료로 하여 UPGMA와 neighbor-joining 방법으로 계통수를 작성하고, 종간 유연관계를 확인하였다. Crassostrea 속과 Ostrea 속간 비교에서는 뚜렷한 유전적 분화를 나타내었으며 계통분석 결과, neighbor-joining 방법에 의한 COI의 아미노산 서열분석에서는 굴과 강굴이 자매군을 형성하는 양상을 보였으나 두 유전자의 염기서열과 A+T 비율 비교에서는 굴과 바위굴이 자매군을 형성하는 것으로 나타났다.
염기서열 분석이 완료된 9종의 고세균 (Archaea)과 15종의 단백세균 (Proteobacteria)에 대하여 유전자보유 유무와 16S rRNA에 의한 계통수를 neighbor joining method와 통계적 의미를 갖는 bootstrap method (n=1000)를 이용하여 분석하였다. 보존적 COG와 각 미생물 보유 ortholog수에 대한 비율은 4.60% (Mezorhizobium loti)와 56.57% (Mycoplasma genitalium) 사이로 종에 따라서 공통 유전자의 보유정도가 차이를 보이는 것으로 독특한 유전자를 탐색할 수 있는 가능성을 제시하는 결과로 사료되었다. Archaeabacteria와 Proteobacteria 그리고 Firmicutes모두 유전자보유 계통수와 16S rRNA 계통수가 일치하는 부분과 일치하지 않는 부분으로 나뉘어진다는 것을 알 수 있었다.
Gnetum (Gnetaceae, Gnetales) is a gymnosperm genus with ca. 35 species distributed in tropical forests around the world. Due to its dioecious habit and lack of diagnostic characters from vegetative tissue, the identification of Gnetum species is not easy without seeds or reproductive structures. To identify and verify their phylogenetic positions, we applied DNA barcoding to Cambodian Gnetum collections gathered between 2010 and 2015, with previously designed cp matK gene primers. We newly sequenced partial matK sequences from 72 Gnetum collections, 43 out of 72 from Cambodia, and analyzed 115 Gnetum accessions using the neighbor-joining method. The resulting neighbor-joining tree categorized Cambodian Gnetum samples into three clades of species: G. macrostachyum, G. montanum, and G. aff. gracilipes. The recognition of G. aff. gracilipes in Cambodia is reported here for the first time. Taxonomic information for the three recognized Cambodian Gnetum species is provided and the benefits of the taxonomic reevaluation assisted by DNA barcoding are emphasized in this work.
유전자보유 유무에 따른 계통수와 16S rRNA에 의한 계통수를 염기서열 분석이 완료된 33종의 미생물에 대하여neighbor joining method와 bootstrap method(n=1,000)를 이용하여 상관관계를 분석하였다. 각 분류그룹에서 공통적으로 보존된 COG와 각 미생물이 보유하고 있는 ortholog 수에 대한 비율을 조사한 결과, Mezorhiaobium lot의 4.60% Mycoplasma genitalium의 56.57% 사이에 분포하는 것으로 파악되었다. 이는 미생물 종류에 따라서 공통 유전자의 보유정도가 차이를 보이는 것으로 독특한 유전자를 탐색할 수 있는 가능성을 제시하는 결과로 사료되었다. 그리고 같은 종 내에 서도 20% 이상의 ortholog가 서로 독립적인 것을 알 수 있었다. Archaeabacteria와 Proteobacteria 그리고 Firmicutes모두 유전자보유 계통수와 16S rRNA 계통수가 일치하는 부분과 일치하지 않는 부분으로 나뉘어진다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 165 rDNA처림 보존적이지 않은 유전자까지 고려한 결과이거나 horizontal gene transfer에 의한 영향 등으로 사료되었다. COC에 기초한 유전자보유 계통수는 생화학 적 실험과 염기서열에 기초한 분류의 중간자적 입장에서 유용유전자 탐색에 이용될 수 있을 것이다.
분자 운동 단백질은 신경세포 내의 세포체에서 특정 목적지까지 소포를 이동시키는데 관여한다. 오징어의 거대 축삭은 간단한 제거조작으로 축삭을 분리 가능하기 때문에 신경세포내 물질이동기전 연구의 좋은 모텔로 활용 가능하다. 이전연구에서 오징어 거대축삭의 소포들은 미세소관을 따라 이동하는 키네신 항체에 의하여 운반됨이 확인되었다. 본 연구는 오징어 뇌에 존재하는 키네신들을 크로닝하고, 분리된 유전자의 분석을 행하기 위하여 키네신 운동 도메인에서 잘 보존된 아미노산 배열에 해당되는 영역에 DNA primer을 이용하여 새로운 6종류의 키네신을 분리하였다. 오징어의 키네신들과 생쥐의 키네신들의 motor 영역의 아미노산분석에서 보존된 영역이 존재하며, Maximum Parsimony (MP) 방법, Neighbor-Joining (NJ) 방법, Minimum Evolution (ME) 방법, 그리고 Maximum likelihood (ML) 방법을 기초로 한 계통분석에서 생쥐의 키네신과 높은 상동성을 나타내었으며, 또한 계통수에서도 높은 상관관계가 확인되었다.
Five China native cattle breeds have been characterized by using 10 microsatellite DNA markers. The studied populations can be divided into five groups: Luxi cattle, Nanyang cattle, Jinnan cattle, Qinchuan cattle and Yanbian cattle. Allele frequencies were calculated and used for the characterization of the breeds and the study of their genetic relationships. Heterozygosity, polymorphism information content, the effective number of alleles was calculated. Nei' standard genetic distance (1978) was calculated and used for a neighbor-joining tree construction. NJ tree showed that Luxi cattle, Nanyang cattle, Jinnan cattle and Qinchuan cattle are closely related, whereas Yanbian cattle are clearly distinct from other four populations. The genetic relationship of five breeds corresponds to their history and geographic origins. This work analyzes the recent origin of these populations and contributes to the knowledge and genetic characterization of China native breeds.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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