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Symbiotic Microorganisms in Aphids (Homoptera, Insecta): A Secret of One Thriving Insect Group

  • Ishikawa, Hajime
    • Animal cells and systems
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    • 제5권3호
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    • pp.163-177
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    • 2001
  • Most, if not all, aphids harbor intracellular bacterial symbionts, called Buchnera, in their bacteriocytes, huge cells differentiated for this purpose. The association between Buchnera and aphids is so intimate, mutualistic and obligate that neither of them can any longer reproduce independently. Buchnera are vertically transmitted through generations of the host insects. Evidence suggests that Buchnera were acquired by a common ancestor of aphids 160-280 million years ago, and have been diversified, since then, in parallel with their aphid hosts. Molecular phylogenetic analyses indicate that Buchnera belong to the g subdivision of the Proteobacteria. Although Buchnera are close relatives of Escherichia coli, they contain move than 100 genomic copies per cell, and their genome size is only one seventh that of E. coli. The complete genome sequence of Buchnera revealed that their gene repertoire is quite different from those of parasitic bacteria such as Mycoplasma, Rickettsia and Chlamydia, though their genome sizes have been reduced to a similar extent. Whereas these parasitic bacteria have lost most genes for the biosynthesis of amino acids, Buchnera retain many of them. In particular, Buchnera's gene repertoire is characteristic in the richness of the genes for the biosynthesis of essential amino acids that the eukaryotic hosts are not able to synthesize, reflecting a nutritional role played by these symbionts. Buchnera, when housed in the bacteriocyte, selectively synthesize a large amount of symbionin, which is a homolog of GroEL, the major stress protein of E. coli. Symbionin not only functions as molecular chaperone, like GroEL, but also has evolutionarily acquired the phosphotransferase activity through amino acid substitutions. Aphids usually profit from Buchnera's fuction as a nutritional supplier and, when faced with an emergency, consume the biomass of Buchnera cells as nutrient reserves.

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유전자 보유 계통수를 이용한 원핵생물 680종의 분석 (Phylogenetic Analysis of 680 Prokaryotes by Gene Content)

  • 이동근;이상현
    • 생명과학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.711-720
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    • 2016
  • 게놈분석이 완료된 680개의 세균의 공통 유전자 보유 정도와 유연관계를 파악하기 위해 4,631개의 COG (Clusters of Orthologous Groups of protein) 보유 유사도와 COG 보유 계통수를 작성하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 균주별 COG 보유개수는 103~2,199개 사이였고 평균 1377.1개 였다. 곤충과 절대공생성인 Candidatus Nasuia deltocephalinicola str. NAS-ALF가 최저였고 기회성병원균인 Pseudomonas aeruginosa PAO1가 최대였다. 2개의 세균들 사이에 나타내는 COG 보유 유무의 유사도는 49.30~99.78% 사이였고 평균 72.65%였다. 초고온성이며 자가영양생활을 하는 Methanocaldococcus jannaschii DSM 2661과 중온성이며 공생생활을 하는 Mesorhizobium loti MAFF303099 사이가 최소였다. 유전자 보유 정도가 생물이 각 서식지에 적응하는 정도를 나타내므로 이 결과는 원핵생물 진화의 역사 혹은 현재 지구의 원핵생물 서식지 범위를 나타내는 것일 수도 있다. COG 보유계통수를 통하여 첫째 진정세균인 Chloroflexi문의 일부는 진정세균보다 고세균과 유연관계가 높았고, 둘째 16S rRNA유전자에서 동일한 문(phylum)이나 강(class)으로 분류되지만 COG 보유 계통수에서는 일치하지 않는 경우가 많았으며, 셋째 delta-와 epsilon-Proteobacteria는 다른 Proteobacteria와 다른 분계(lineage)를 이루었다. 본 연구결과는 생물의 기원 파악과 기능적 연관성 파악 그리고 유용유전자 탐색 등에 이용할 수 있을 것이다.

개미가 종자를 산포하는 춘계단명식물 깽깽이풀과 현호색의 전파체, 종자산포 및 발아 특성 (Diaspore, seed dispersion and seed germination characteristics of two myrmecochrous spring ephemerals -Jeffersonia dubia and Corydalis remota-)

  • 김회진;김갑태
    • 한국환경생태학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.485-491
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    • 2017
  • 개미가 종자를 분산시키는 춘계단명식물 깽깽이풀과 현호색의 전파체 특성, 종자분산 및 발아특성을 밝히고자, 2014년 4월부터 2015년 6월까지 열매 수집, 전파체의 전처리에 따른 포장발아율을 조사하였다. 깽깽이풀의 전파체는 5mm 정도의 황갈~암갈색의 장타원형 종자에 부정형의 백색 지방체가 붙어 있고, 전파체는 15.86mg, 종자는 13.46mg, 지방체는 2.40mg 등의 평균값을 보였으며 지방체의 중량비는 15.13% 였다. 현호색 전파체는 지름이 1.2mm 정도의 광택이 나는 검은색 난형의 종자에 주걱형의 백색 지방체가 붙어 있고, 전파체는 2.58mg, 종자는 2.05mg, 지방체는 0.53mg 등의 평균값을 보였으며, 지방체의 중량비는 20.54% 였다. 털왕개미와 곰개미가 깽깽이풀 전파체를 물어가고, 곰개미와 고동털개미가 현호색 전파체를 물어갔다. 깽깽이풀의 발아율은 지방체 제거 유무에 무관하며, 전처리와 파종 시기 간에는 1% 유의수준에서 통계적 유의성이 인정되었다. 6월 20일에 파종에서, 깽깽이풀은 평균 발아율은 65%, 8월 19일 파종에서는 17.50%, 10월 20일 파종에서는 전혀 발아하지 않았다. 현호색의 발아율은 지방체 제거 유무간에 5%, 파종시기 간에는 1% 유의수준에서 통계적 유의성이 인정되었다. 무처리구에서 평균 54.17%가 발아하였고, 지방체를 제거한 처리구에서 평균 35.0%가 발아하였다. 6월 20일에 파종에서 발아율은 75%, 8월 19일 파종에서 53.75%, 10월 20일 파종에서 5.0%가 발아하였다. 개미가 종자를 분산시키는 춘계단명 식물종의 발아는 성숙하여 종자가 낙하하는 시기에 개미들이 개미집으로 부지런히 물어가는 것을 고려할 때 채종 후 곧바로 파종하는 것이 이들 식물종들이 진화해온 특성에 적합한 방법이며, 가장 높은 발아율을 확보할 수 있는 방법이라 판단된다. 개미가 종자를 분산시키는 춘계단명 식물종들은 개미와의 상리공생을 위하여 지방체를 생산하여 종자에 부착하고, 개미에 의하여 적온 적습한 환경조건, 개미집,으로 이동되어 배가 충분히 자라서 이듬해 봄에 발아에 성공하는 것이라 판단된다.

한국형 동반성장 정책의 방향과 과제 (The Policy of Win-Win Growth between Large and Small Enterprises : A South Korean Model)

  • 이장우
    • 중소기업연구
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    • 제33권4호
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    • pp.77-93
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    • 2011
  • 본 연구는 최근 사회경제적 이슈가 되고 있는 동반성장의 개념과 실천 방향에 대해 논의하고자 한다. 이를 위해 동반성장의 정책적 개념을 살펴보고 유사한 개념인 상생협력과 공생발전과도 비교 분석하고자 한다. 또한 동반성장을 통해 글로벌 경쟁력을 만들어 낸 선진국 사례들로부터 교훈을 찾아내고 우리의 사회 문화적 특성에 맞는 한국형 모델을 제안하고자 한다. 한국형 동반성장 모델은 미국의 시장중심형, 일본의 문화기반형, 유럽의 정책주도형 등의 장점을 융합할 필요가 있다. 이를 위해 한국형 모델은 공동체적 에너지를 창출해내는 한국인의 잠재력 활용, 통제와 자율의 융합형 제도 개선, 미래지향적 협력관계를 위한 기업들의 행동변화 등 세 가지 요인을 핵심으로 할 필요가 있다. 한국형 모델의 실현을 위해 필요한 정부의 역할과 과제, 그리고 동반성장위원회의 역할에 대해서도 논의하고자 한다.