열목어를 비롯한 산천어, 시마연어, 연어, 무지개송어 등 우리나라 연어아과 어류의 집단구조분석을 위한 기초자료를 얻기 위하여, 미토콘드리아 ribosomal RMA 유전자 영역의 염기서열변이를 비교${\cdot}$분석하였다. 미토콘드리아 DNA의 125 rRNA(945 bases, 열목어 의 경우 946 bases), Valine transfer RNA (72 bases), 및 16S rRNA(1513 bases) 등 3개의 유전자 영역에 걸쳐, 최대 2531 bases의 염기서열을 PCR/direct sequencing하여 얻었는데, 모든 염기변이중 전이가 월등히 우세하게 나타났으며, 종내${\cdot}$종간변이율은 모두 $0.5{\%}$이하로 낮게 나타나, 다른 영역에 비해 rRNA 유전자 영역에서의 염기서열이 매우 보존적임을 보여주었다. 또한, 미토콘드리아 rRNA 유전자 염기서열은 연어류의 속 (genus)단계 이상에서 집단분류표지인자로 유용하게 쓰일 수 있으리라 사료되어진다. 미토콘드리아 rRNA 염기서열자료를 기초로 구성된 phylogenetic tree를 통해 이들 종간의 진화적인 유연관계를 살펴본 결과, 시마연어가 무지개송어보다는 연어와 더 근연인 것으로 나타났으며, 열목어는 가장 유연이 먼 종임을 확인할 수 있었다.
갈조류 모자반과 Pelvetia속은 다세포 조류로 많은 해조류를 포함하고 있으며 북반구 태평양과 대서양에 분포되어 있다. Pelvetia속에 속하는 우리나라의 동종 및 근연한 같은 속내 종에 대해 유전자은행을 통해 밝혀진 ITS에 의한 서열을 이용하여 계통관계를 조사하였다. 한국의 P. babingtonii은 북미의 P. babingtonii AF102957과 유사한 핵산서열로 계통도 분석에서 같은 분지군을 형성하였다. 한국의 P. siliquosa은 역시 북미의 P. siliquosa AF102958과 유사한 핵산서열로 계통도 분석에서 같은 분지군을 형성하였다. Pelvetia 속 내 여러 종간은 결실이나 삽입에 의한 indel이 많은 반면 같은 종내 계통은 치환에 의한 차이가 현저하였다. 이 속은 NJ분석에서 크게 두 분지군으로 나뉘는데 한 그룹은 P. canaliculata와 P. limitata이며 나머지 그룹은 P. siliquosa, P. compressa, P. babingtonii을 포함하고 있었다. ITS 서열로 한국 내 분류군과 북미 간 분류군이 잘 구분되었다. MP 분석에서도 높은 지지도로 잘 구분되었다. 따라서 ITS 서열로 종 동정에 이용할 수 있었으며, 종의 보전이나 생식질 보전에 기초로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
한국해역에 분포하는 멸치의 유전학적 특성을 연구하기 위하여 미토콘드리아 12S 리보좀 RNA 유전자배열 (339 bp)을 분석하였다. 황해남부, 제주연안, 남해동부 등 3지역의 시료로 부터 총 35 mtDNA의 haplotype을 구하였다. 황해남부에서 채집된 멸치의 AN8T103은 PAUP 분석에서 $0.2-4.1\%$로 분리되는 독립적인 계통을 보이므로서 다른 연구해역으로부터 유입된 개체군인 것으로 보이나 금후 추가연구가 필요하다. AN8T103을 제외한 유전자 다양성은 $0.3-3.8\%$로서 개체군 내 염기다양성은 0.015(황해), 0.013(제주도), 0.015(남해)로 나타났다. 암컷유전자이동은 상당히 높았으며(Nm=25.5-36.44), 지역간 유전자거리(FST)는 유의한 차를 보이지 않았다$(P>0.01)$. 이러한 결과는 한국해역에 서식하는 멸치가 지리적으로 무작위 분산된 개체군임을 암시한다.
The objective of this study was to determine the degree of mitochondrial DNA (mtDNA) divergence between two subspecies of $Mustela$$sibirica$ from Korea ($M.$$s.$$coreanus$ on the Korean Peninsula and ($M.$$s.$$quelpartis$ on Jeju Island) and to examine the taxonomic status of ($M.$$s.$$quelpartis$. Thus, we obtained complete sequences of mtDNA cytochrome $b$ gene (1,140 bp) from the two subspecies, and these sequences were compared to a corresponding haplotype of ($M.$$s.$$coreanus$, downloaded from GenBank. From this analysis, it was observed that the sequences from monogenic ($M.$$s.$$quelpartis$ on Jeju Island were identical to the sequences of four ($M.$$s.$$coreanus$from four locations across the Korean Peninsula, and that the two subspecies formed a single clade; the average nucleotide distance between the two subspecies was 0.26% (range, 0.00 to 0.53%). We found that the subspecies $quelpartis$ is not genetically distinct from the subspecies $coreanus$, and that this cytochrome $b$ sequencing result does not support the current classification, distinguishing these two subspecies by pelage color. Further systematic analyses using morphometric characters and other DNA markers are necessary to confirm the taxonomic status of ($M.$$s.$$quelpartis$.
황해 서식 대하(P. chinenesis) 각 개체군의 유전 구조를 파악하기 위하여 미토콘드리아 DNA(mtDNA)를 추출한 후 BamHI등 15종의 제한효소를 이용한 제한효소 절편 다형 현상 (Restriction Fragment Length Polymer-phisms; RFLPs)을 분석하였으며 보리새우 (P. japonicus)와의 염기 치환 정도를 비교하기 위하여 일본 나가사키 1 집단의 절편 양상도 함께 분석하였다. 한국의 대천, 진도, 나로도 집단과 중국의 발해, 청도 집단 등 5개 집단을 분석한 결과, 대하에서는 3종의 haplotype이 발견되었으나 5개 집단 모두가 하나의 haplotype에 의해 지배되고 있는 것으로 나타났다. 나타난 변이는 2종류로 Cla I과 Pvu II 인식부위가 부가된 변이가 청도와 나로도 집단에서 출현하였을 뿐 전 집단에 대한 나머지 13종의 제한 효소 절편 양상은 모두 동일한 것으로 나타났다. 이와 같은 결과에서 보면 황해산 대하의 각 집단 사이에는 활발한 유전자 교류가 있는 것으로 판단되며, 3개 계군에 대한 지금까지의 구분은 재검토되어야 할 것으로 판단된다. 대하와 보리새우의 mtDNA 공통절편을 이용한 p 값에 의한 염기치환은 $13.7\%$ 정도인 것으로 나타났으며, 제한 효소별 절편의 크기를 비교한 결과 대하의 mtDNA의 크기는 평균 16.44kb였고 보리새우는 약 16.31kb였다.
본 연구는 형태학적으로는 식별이 어려운 재래종인 붕어(Carassius auratus)와 일본 도입종인 떡붕어(C. cuvieri)의 분자 수준에서 유전적 차이와 계통 유연관계를 규명하기 위해 수행되었다. 이를 위해 충남 예당호에서 서식하고 있는 두 붕어종을 포획하여 DNA를 각각 분리한 CYTB 유전자 서열을 결정하여 비교 분석 하였으며, NCBI Genbank 데이터베이스에서 확보 가능한 중국, 일본, 러시아의 붕어속 담수어와도 유전적 차이와 계통 유연관계를 조사하였다. 붕어와 떡붕어가 계통분류학적인 위치에서 각각 차이나는 phylogroup을 형성하였다. 집단 내 염기서열 다양성은 떡붕어가 붕어보다 낮은 수준을 보였고 집단 간 유전적 차이는 중국 북부 붕어와 한국 붕어 간에 유의적 차이를 검출 할 수 없었는데, 이는 두 집단이 공통조상으로 비롯된 것으로 추측 해 볼 수 있다. 일본 떡붕어와 한국 떡붕어 간에 집단 간 유의적인 유전적 차이가 검출 되지 않았는데 이는 1970년대 일본 떡붕어가 국내 담수계에 인위적으로 도입되어 현재까지 서식하기 때문으로 사료된다. 이 두 경우를 제외하고는 중국, 한국, 일본에 서식하고 있는 붕어속 집단 간에 유의적 유전적 차이가 검출되었다. 본 연구의 결과는 붕어와 떡붕어가 형태학적으로는 유사하지만 유전적으로는 유의적 차이가 있는 별개의 담수어 자원으로서 구별되며, 유전적 다양성의 유지 및 보존을 위한 과학적 근거로서 활용 될 수 있을 것으로 생각된다.
멸치의 유전적 집단구조 및 지리적 거리를 조사하기 위하여 한국근해 및 외해역 12개 정점에서 채집된 멸치의 미토콘드리아 DNA control 부위를 대상으로 염기서열을 상호 비교 및 분석했다. 염기서열 분석결과 89개체 중 29 haplotype이 나타났고, 상호 염기치환율은 0-3.5% 차이를 보였다. E9 haplotype이 근해 및 외해역에서 가장 넓게 분포하고 있는 것으로 나타났다 (58.3%). 반면에, E26, E27, E28, E29 haplotype 들은 서남해역 (정점 10)에서만 보였다. PHYLIP 프로그램을 이용한 유전적 관계에서도 두개의 clade로 분리되었다. E26, E27, E28, E29 haplotype을 제외한 나머지 haplotype 들은 상호 잘 유지되는 것으로 나타났다 (bootstrap 75% 이상). 그러나 clade A와 B bootstrap은 매우 약하게 나타났다 (51%). haplotype 간의 상호분석 결과 다양도는 0.75-1.00, 염기다양도는 0.015-0.0244로 보였다.
족도리풀속은 쥐방울덩굴과에 속하는 키 작은 초본이며 아시아의 온대지역에서 많은 종이 주로 분포한다. 이속에 속하는 우리나라 자생 식물 아홉 분류 간 계통 관계를 평가하기 위해 엽록체 게놈의 trnL - trnT 부위로 평가하였다. DNA 서열 배당은 많은 갭(gaps)을 가지고 있었다. 이 속 내 서열 변이는 일부 삽입과 결실이 발견되었지만 주로 핵산의 삽입/결실에 기인하였다. 서열 분화의 또 다른 원천은 이 속의 trnL - trnT 부위에서 발생한 짧은 반복 서열에 의한 길이 변화이다. 이 속의 9개 분류군에 대한 trnL - trnT 부위에서 A+T 함량은 74.7~78.3%로 피자식물의 평균(64.5~67.1%)보다 높았다. 이 속의 금오족도리풀은 세 계통도(MP, ML, and NJ)에서 모두 현저하게 차이가 났다. 그런데 일부 내부 분지마디는 낮은 지지도를 보였으며 네 종은 분리되지 않았다. 기존의 형태학적 특성과 trnL - trnT의 계통도 간 불일치에 대해 논의하였다.
이 연구는 cytochrome b 유전자 서열을 이용하여 쏘가리속 어류의 분자계통 진화적 관계와 쏘가리 지역 개체군 간의 유전적 차이를 조사함으로써 한극산 쏘가리의 분자진화적인 위치와 유래를 알기 위하여 실시하였다. 그 결과, 쏘가리속 어류의 진화초기에 S. roulei가 가장 먼저 분화하였으며 그 후 조사대상 어류인 쏘가리속 6개 종 (S. schezeri, S. undu-lata, S. fortis, S. obscura, S. knerii 및 S. chuatsi) 이 분화한 것으로 생각된다. 그러나 이들 어류들의 분화 우선순위는 통계학적으로 강하게 지지되지 못해서 명확하게 밝히기는 어려웠다. 한편 쏘가리 개체군은 크게 세 개의 집단으로 구분되었다. 첫 번째 집단은 한국산 개체군과 중국북부 (Liaoning, Henan) 개체군이다. 두 번째 집단은 Anhui, Fujian 및 Guangxi 개체군이며, 세 번째 집단은 Zhejiang 개체군이다. 첫 번째 집단 내 한국산 쏘가리 개체군과 중국 북부(Liaoning, Henan)개체군 사이의 염기서열 차이는 1~5 base pairs (bp)였으며 첫 번째 집단과 두 번째 집단의 염기서열 차이는 31~43 bp였다. 그리고 두 번째 집단과 세 번째 집단 사이의 염기서열 차이는 37~44 bp를 나타냈으며, 첫 번째 집단과 세 번째 집단 사이의 염기서열 차이는 27~29 bp였다. 따라서 한국산 쏘가리의 유래는 중국의 북부 개체군이 신생대 3기 Pliocene 기간 중에, 즉 초기 빙하기 이전 시기에 중국 중부 또는 남부의 쏘가리 개체군으로부터 최초로 분화된 후 빙하기를 거치면서 한반도로 그 분포범위를 확장함으로써 생겨난 것으로 추정된다.
영지속(Ganoderma)에 속하는 7종 10균주에 대하여 미토콘드리아 DNA의 제한효소 분절양상 비교를 통한 계통분석을 수행하였다. 여러 가지 제한효소들 중 생산된 절편이 충분한 정보를 가지고 있으면서 서로 구별할 수 있는 6가지의 제한효소를 분석에 이용하였다. 절편양상을 설 비교하여 전체 절편중 공통된 절편의 개수를 구하고 이로부터 염기위치당 염기치환율을 구하였으며, 이를 균주간의 진화거리로 계산하여 PHYLIP package의 Neighbor-joining 방법에 이한 계통도를 얻고 그 결과를 고찰하였다. 특이한점은 G. lucidum의 3균주와 G. lobatum 이 유연관계가 많이 있다는 점이다. 이러한 결과는 G. lucidum과 G. lobatum은 종의 다양성으로 인하여 과거부터 복합종으로 취급되어 왔으며 고전적인 영지속의 분류에 문제점이 많이 있음을 시사해 주고 있다. 따라서 영지속의 분류가 진화경로에 바탕을 둔 자연분류가 되기 위해서는 형태분류 뿐만 아니라 배양 분류와 분자생물학적이 sqnstjr등 다양한 기준에 의해서 재고되어야 할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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