• 제목/요약/키워드: Shannon's diversity index

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Genetic Diversity and Population Structure of Korean Mint Agastache rugosa (Fisch & Meyer) Kuntze (Lamiaceae) Using ISSR Markers

  • Kang, Man Jung;Sundan, Suresh;Lee, Gi An;Ko, Ho Cheol;Chung, Jong Wook;Huh, Yun Chan;Gwag, Jae Gyun;Oh, Se Jong;Kim, Yeon Gyu;Cho, Gyu Taek
    • 한국자원식물학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.362-369
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    • 2013
  • Agastache rugosa, a member of the mint family (Labiatae), is a perennial herb widely distributed in East Asian countries. It is used in traditional medicine for the treatment of cholera, vomiting, and miasma. This study assessed the genetic diversity and population structures on 65 accessions of Korean mint A. rugosa germplasm based on inter simple sequence repeat (ISSR) markers. The selected nine ISSR primers produced reproducible polymorphic banding patterns. In total, 126 bands were scored; 119 (94.4%) were polymorphic. The number of bands generated per primer varied from 7 to 18. A minimum of seven bands was generated by primer 874, while a maximum of 18 bands was generated by the primer 844. Six primers (815, 826, 835, 844, 868, and 874) generated 100% polymorphic bands. This was supported by other parameters such as total gene diversity ($H_T$) values, which ranged from 0.112 to 0.330 with a mean of 0.218. The effective number of alleles ($N_E$) ranged from 1.174 to 1.486 with a mean value of 1.351. Nei's genetic diversity (H) mean value was 0.218, and Shannon's information index (I) mean value was 0.343. The high values for total gene diversity, effective number of alleles, Nei's genetic diversity, and Shannon's information index indicated substantial variations within the population. Cluster analysis showed characteristic grouping, which is not in accordance with their geographical affiliation. The implications of the results of this study in developing a strategy for the conservation and breeding of A. rugosa and other medicinal plant germplasm are discussed.

하천환경의 생물학적 평가를 위한 간이저서동물지수(SBMI)의 개발 (Development of Simple Benthic Macroinvertebrates Index (SBMI) for Biological Assessment on Stream Environment)

  • 공동수;민정기;노성유
    • 한국물환경학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.514-536
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    • 2018
  • GPI (Group Pollution Index) using 29 indicator groups of Korean benthic macroinvertebrates was proposed in 1992, a higher category taxa-level index developed for rapid field assessment of organic water pollution. This study was performed to revise the assessment scheme of GPI based on taxonomic performance and ecological information accumulated since 1992. The original GPI was renamed SBMI (Simple Benthic Macroinvertebrates Index), and SBMI was based on saprobic valency of 26 indicator groups composed of higher category taxa (mainly family ~ phylum) excluding some genus or species-level taxa. SBMI revealed highly significant correlation with concentration of 5-day biochemical oxygen demand ($BOD_5$) (correlation coefficient r = 0.78, n = 569 sites), total suspended solids (r = 0.69), and total phosphorus (r = 0.77). Also, SBMI revealed strong correlation with Shannon-Weaver's species diversity (r = -0.85), Margalef's species richness (r = -0.85), and McNaughton's dominance (r = 0.83). Determination coefficient of SBMI to concentration of water quality items and values of community indices such as species diversity was 3 ~ 8 % and approximately 11 ~ 14 % higher than that of GPI, respectively. Correlation between SBMI and water quality factors or community indices such as species diversity did not reveal much difference compared to that of species-level indices, such as BMI (Benthic Macroinvertebrates Index) and ESB (Ecological Score of Benthic Macroinvertebrates). SMBI is a simple-qualitative index with higher category taxa easily identified, and is applicable for rapid field assessment of water environment impairment.

The Classification of Forest Communities by Cluster Analysis in Mt. Seokbyung Experimental Forest of Gangwon-Do

  • Chung, Sang-Hoon;Kim, Ji-Hong
    • 한국산림과학회지
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    • 제99권5호
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    • pp.736-743
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    • 2010
  • This study examined the ecological attributes of classified forest community by cluster analysis in the mixed forest of Mt. Seokbyung Experimental Forest of Gangwon-Do. The vegetation data were collected in randomly established 51 sample plots (2.04 ha) and analysis adopted the cluster analysis, importance value index, and Shannon's diversity index. Main results were as follows; 1) the study area was classified into 4 clusters (A, B, C and D). 2) The cluster A was dominated by Pinus densiflora with an importance value of 71.6%. The most dominant species in the cluster B and cluster C were Larix leptolepis (57.1%) and Quercus mongolica (40.2%), respectively. Finally, The cluster D was dominated by P. densiflora (30.6%) and Q. mongolica (31.0%) with the mixed forest. 3) In the P. densiflora community (cluster A), distribution of DBH class showed a reverse J-shaped curve. In the L. leptolepis community (cluster B), individuals of dominant species had the bell-shaped distribution. Oak species indicated uniform distribution of DBH class (under 25 cm) in the mixed P. densiflora - Q. mongolica community (cluster D). 4) The species diversity index of the communities in descending order were: Pinus densiflora - Q. mongolica community > Larix leptolepis community > Pinus densiflora community > Quercus mongolica community.

제주도 개가시나무의 유전구조와 유전적 다양성 (Genetic Diversity of Quercus gilva in Je-ju Island)

  • 김고운;장경수;임형우;김은혜;이계한
    • 한국산림과학회지
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    • 제107권2호
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    • pp.151-157
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    • 2018
  • 본 연구는 제주도에 생육하고 있는 개가시나무(Quercus gilva Blume)에 대한 유전적 다양성을 분석하여 보전전략을 수립하기 위한 기초데이터 마련을 목적으로 하였다. 제주도 내 5집단 80개체를 대상으로 ISSR (Inter Simple Sequence Repeat) 분석을 시행하였다. 총 6개의 ISSR 프라이머를 이용하여 72개의 증폭산물을 관찰하였으며 그 중 67개의 증폭산물이 다형성이 있는 것으로 나타났다. 집단 수준에서의 다형적 유전자좌의 비율은 93%로 나타났으며, S.I. (Shannon's information index)=0.237, h (Nei's genetic diversity)=0.156로 나타났다. AMOVA 분석 결과 $F_{st}$는 0.169의 값을 보여 집단 간 분화가 큼을 나타냈다. 전체 유전변이의 17%가 집단 간 차이, 나머지 83%는 집단 내 개체 간에 존재하는 것으로 보여 집단 간의 변이보다 집단 내 변이가 더 큰 것으로 나타났다. 이와 같은 연구결과를 바탕으로 개가시나무 서식지의 산림유전자원보호구역 지정 및 지속적인 모니터링, 생육환경의 개선을 통한 치수의 생장력 강화, 현지 외 유전자원 보전 및 현지 외 개체군과의 환경적 유전적 차이 비교를 통한 보전방안을 마련해야할 필요성이 있을 것으로 사료된다.

점봉산 일대 천연활엽수림의 군집 유형별 천이지수 추정 (The Estimation of Succession Index by Community Types in the Natural Deciduous Forest of Mt. Jumbong)

  • 김광택;김지홍
    • 한국산림과학회지
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    • 제95권6호
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    • pp.723-728
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    • 2006
  • 산림천이는 비교적 장기간에 걸쳐서 진행되는 산림 구조와 기능의 변화 과정이므로 그 진행 과정에 대하여 모델 개발 혹은 통계적 방법을 통하여 객관성을 높일 수 있다. 본 연구는 점봉산 일대 천연활엽수림의 천이 진행 과정을 정량적으로 파악하기 위하여 수종의 극성상지수와 구성 비율로 산출되는 천이지수를 추정하였고, 천이의 진행에 따른 군집의 생활형 구성 비율의 차이와 종다양성의 차이에 대하여 검토하였다. 그 결과, 신갈나무-피나무군집의 천이지수가 67.5로 가장 높은 값을 보였고, 전나무-틀메나무군집이 67.4로 그 다음 순이었으며, 가래나무-층층나무군집이 60.5로 가장 낮은 값을 보였다. 신갈나무-피나무군집을 제외한 대부분 군집에서 미래의 안정상태의 상층 임관천이지수는 현재보다 증가하는 것으로 나타나 이 지역의 상층의 수종 구성은 현재 진행천이가 일어나고 있었고, 중층에서는 매체로 천이의 진행과 함께 천이지수가 증가하는 것으로 나타났으나 그 변화폭이 미미하여 중층과 하층의 천이 진척은 거의 동일 단계에 와 있음을 알 수 있었다. 천이지수의 값은 생활형 중 풍수산포형과는 유의수준 5%에서 부의 상관관계가 인정되었고, 동물산포형과는 정의 상관관계가 인정되었다. 천이지수와 교목, 관목, 초본 및 전체 종의 종풍부성 그러고 Shannon의 종다양성지수와는 상관관계가 인정되지 않았다.

설악산국립공원 백담계곡 식물군집구조 (Plant Community Structure of Paekdam-Valley in Soraksan National Park)

  • 이경재;김종엽;김동완
    • 한국환경생태학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.450-461
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    • 1998
  • 설악산국립공원 내설악에 위치하는 백담계곡 산림의 식물군집구조를 분석하기 위해 52개 조사구를 설정하고 연구를 수행하였다. DCA 분석결과 소나무군집, 낙엽활엽수혼효림, 졸참나무군집, 서어나무군집, 신갈나무군집으로 분리되었다. 졸참나무군집은 서어나무군집으로 천이가 진행될 것이며, 소나무군집, 낙엽활엽수혼효림, 신갈나무군집은 그대로 유지될것으로 예측되었다. 온대북부림지역인 본 연구대상지의 서어나무군집은 졸참나무군집에서 천이가 진행된 것으로 추측되었는데 이는 온대중부림의 전형적인 생태적 천이경향과 유사하였다. Shannon의 종다양도 경우 0.9827~1.2946(단위면적: 400m$^2$)으로서 우리 나라 다른 국립공원지역보다 비교적 높았다.

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한국 특산식물 매미꽃(Coreanomecon hylomeconoides Nakai) 집단의 유전다양성 및 구조 (Genetic Diversity and Structure of the Korean Endemic Species, Coreanomecon hylomeconoides Nakai, as Revealed by ISSR markers)

  • 손성원;정재민;김은혜;최경수;박선주
    • 한국자원식물학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.310-319
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    • 2013
  • 우리나라 특산식물인 매미꽃(Coreanomecon hylomeconoides Nakai) 집단의 유전적 다양성 및 구조를 조사하기 위해 8집단 224개체에 대한 ISSR(Inter Simple Sequence Repeat) 분석이 수행되었다. 총 8개의 ISSR 프라이머를 이용하여 50개의 증폭산물을 관찰하였으며 집단 수준에서의 유전적 다양성의 평균은 P (Percentage of polymorphic loci) = 47.3%, SI(Shannon's information index) = 0.218, h (Nei's genetic diversity) = 0.142로 다년생 초본류의 평균보다는 월등히 낮게 나타났다. 집단별로는 분포의 중심에 해당하는 산청(SI=0.233, h=0153), 광양(SI=0.263, h=0.171), 순천(SI=0.241, h=0.159) 집단이 남해(SI=0.183, h=0.116)나 광주(SI=0.181, h=0.121)의 변두리 집단보다는 비교적 높은 유전다양성을 유지하는 것으로 나타났다. AMOVA 분석 결과 전체 유전변이의 약 18%가 지역 간에 나머지 82%가 집단 내 개체간의 차이에 기인하는 것으로 나타났는데 이는 집단 간에 유전자 교류가 원활히 이루어지기 때문으로 판단된다. 유전적 거리를 이용한 UMGMA 유집분석과 Bayesian cluster 분석 결과, 매미꽃 집단은 동서 두 지역으로 구조화 되는 경향을 보여 주었는데 이는 집단의 지리적 분포 패턴의 영향인 것으로 추정할 수 있다. 본 연구 결과, 조사된 다른 집단보다 풍부한 개체수와 높은 유전 다양성을 유지하고 있는 지리산 및 백운산의 산청, 광양 집단들에 대한 적극적인 현지 내(in situ) 보전대책 수립이 요구된다.

ISSR 표지에 의한 천마의 유전 다양성분석 및 기능성 물질분석 (Genetic Diversity and Metabolite Analysis of Gastrodia elata by Inter-Simple Sequence Repeats (ISSR) Markers)

  • 김현태;김지아;박응준
    • 한국약용작물학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.440-446
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    • 2012
  • Gastrodia elata, an achlorophyllous orchid plant, is rare medicinal plant. We investigated the genetic diversity in G. elata from 4 locations by using Inter-Simple Sequence Repeats (ISSR) markers. Shannon's information Index (S.I.) indicating genetic diversity ranged from 0.255 (Pocheon) to 0.322 (Muju) with the mean of 0.29. The level of genetic diversity was lower than other plant and most genetic diversity was allocated among individuals within populations (26.81%). The UPGMA dendrogram based on genetic distance failed in showing decisive geographic relationship. In the case of gastrodin (GA), the major components in G. elata, Sangju was highest. The ergothionine (ERG) was detected a lot of contents in Muju and Pocheon. In conclusion, our results is very important information for explaining relationship of genetic variation and functional substances without the effects of environment factors and developing genetic marker by ISSR in G. elata, which may be responsible for the development of breeds with a lot of functional substance in G. elata.

가야산국립공원 홍류동 계곡 소나무림의 생태적 특성 및 15년간(1989년${\sim}$2004년) 식생구조 변화분석 (Ecological Characteristics and Change for Fifteen Years($1989{\sim}2004$)of Plant Community Structure of the Pinus densiflora S. et Z. Forest in Hongrudong Valley, Gayasan National Park)

  • 이경재;최진우;최운규;한봉호
    • 한국환경생태학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.188-199
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    • 2006
  • 본 연구는 가야산국립공원 홍류동 계곡 소나무림의 생태적 특성 및 기존 소나무림에 대한 15년간 식생구조 변화 실태를 분석하여 소나무림 보전관리방안의 기초자료 제공을 목적으로하였다. 소나무림내에 20개 조사지(단위면적: $500m^2$)를 설정하여 TWINSPAN 분석결과 7개 군집유형으로 구분되었으며 교목층에서는 소나무, 아교목층에서는 서어나무, 굴참나무, 졸참나무, 관목층에서는 조릿대, 진달래, 개옻나무 등이 우점종이었다. 샤논의 종다양도는 $0.6803{\sim}1.2559$이었고 출현종수는 $27{\sim}40$종이었다. 15년간 식생구조 변화 분석결과 상대우점치는 아교목층에서 서어나무, 졸참나무, 굴참나무의 세력이 증대되었다. 샤논의 종다양도는 $0.2608{\sim}1.0124$에서 $0.5547{\sim}1.2567$로 출현종수는 $14{\sim}26$종에서 $26{\sim}34$종으로 증가하였다.

Diversity and Genotypic Structure of ECOR Collection Determined by Repetitive Extragenic Palindromic PCR Genome Fingerprinting

  • HWANG KEUM-OK;JANG HYO-MI;CHO JAE-CHANG
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제15권3호
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    • pp.672-677
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    • 2005
  • The standard reference collection of strains for E. coli, the ECOR collection, was analyzed by a genome-based typing method. Seventy-one ECOR strains were subjected to repetitive extragenic palindromic PCR genome fingerprinting with BOX primers (BOX-PCR). Using a similarity value of 0.8 or more after cluster analysis of BOX-PCR fingerprinting patterns to define the same genotypes, we identified 28 genotypes in the ECOR collection. Shannon's entropy-based diversity index was 3.07, and the incident-based coverage estimator indicated potentially 420 genotypes among E. coli populations. Chi-square test of goodness-of-fit showed statistically significant association between the genotypes defined by BOX-PCR fingerprinting and the groups previously defined by multi-locus enzyme electrophoresis. This study suggests that the diversification of E. coli strains in natural populations is actively ongoing, and rep-PCR fingerprinting is a convenient and reliable method to type E. coli strains for the purposes ranging from ecology to quarantine.ine.