엽록체 DNA(trnL-F IGS, trnL intron, trnH-psbA)와 핵 DNA(RNApol2_i23)의 염기서열을 분석하여 둥굴레복합체를 대상으로 계통분류학적 연구를 실시하였다. 유럽산 분류군들은 한 분계조로 뚜렷하게 유집되었고, 이들은 한국산 분류군 중에서 둥굴레, 왕둥굴레, 풍도둥굴레 등과 유집되었다. 풍도둥굴레, 왕둥굴레와 제주산의 둥굴레중 하나가 한 분계조로 유집되어 육지로부터 지리적으로 격리된 섬 지역에서 진행되는 둥굴레로부터의 종분화를 추정해 볼 수 있었다. 둥굴레복합체에 속하는 분류군들은 기본염색체수를 기준으로 2개의 소그룹(x= 9와 x = 10)으로 구분되고 있다. 비록 기본염색체수가 줄어드는 방향으로 진화하는 속 내 분류군들의 진화경향과는 일치하지 않으나, 2개 그룹의 구분에 대해서는 분자적인 자료, 특히 핵 DNA 염기서열 분석결과가 이를 강력하게 지지하였다. 반면에 엽록체 DNA는 분류군을 구분하는 해상도가 낮게 나타났다. 속내 분류군들의 진화나 계통관계를 밝히기 위하여 차후에 좀 더 많은 재료에 대한 세포학적, 형태학적, 지리학적 자료가 축적되어야 할 것이다.
Objectives : This study was carried out to identify DNA markers of "Allium sativum" be circulated from Korea and China, which is difficult to discriminate from morphological characters because of fragmental materials of bulb. That is, all these studies focused on the discrimination of Allium sativum L. But these day, Chinese A. sativum was in circulated Korean A. sativum in Korean medicine markets. Therefore, the purpose of our study was to develop molecular markers for discrimination between Korean A. sativum and imports from China. Methods : Materials were collected randomly from a markets in Korea and China and be analyzed with matK, ndhF and trnL-F regions of chloroplast DNA (cpDNA). We collected 45 A. sativum individuals from Korean and Chinese medicine markets, in 2013. Results : As a results, matK and ndhF regions of cpDNA was shown to be identify, Species that grow from warm place and cold place can divide as five SNP (Single nucleotide polymorphisms) markers in matK and ndhF genes. Also, in trnL-F regions, found one SNP that can divide Korean A. sativum and Chinese A. sativum. Conclusions : From the analysis of matK and ndhF regions of cpDNA, we presumed that three markers of cpDNA were found by useful marker that can distinguish Korean, Chinese, Warm place type, and Cold place type. Individual differences of Korean and Chinese was thought that appear in geographical difference and genetic difference by environment for long hour even if same species.
Aerides vandarum and Vanda stangeana are two rare and endangered vandaceous orchids with immense floricultural traits. The intergeneric hybrids were synthesized by performing reciprocal crosses between them. In vitro germination response of the immature hybrid embryos was found to be best on half-strength Murashige and Skoog medium supplemented with 20% (v/v) coconut water/liquid endosperm from tender coconut. Determination of hybridity was made as early as the immature seeds or embryos germinated in vitro, using randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) markers. Out of 15 arbitrarily chosen decamer RAPD primers, two were found to be useful in amplification of polymorphic bands specific to the parental species and their presence in the reciprocal crosses. However, a decisive profile that can identify the reciprocal crosses could not be provided by RAPD. Amplification of the trnL-F non-coding regions of chloroplast DNA of the parent species and hybrids aided easy identification of the reciprocal crosses from the fact that maternal inheritance of chloroplast DNA held true for these intergeneric hybrids. Subsequent restriction digestion of the polymerase chain reaction (PCR) amplified trnL-F non-coding regions of chloroplast DNA also consolidated the finding. Such PCR-based molecular markers could be used for early determination of hybridity and easy identification of the reciprocal crosses.
본 연구는 식품원료의 진위여부를 판별하기 위한 시험법으로 일반 프라이머를 이용한 DNA barcode 기법을 도입하였다. 동물성식품원료의 경우 미토콘드리아 DNA 중 cytochrome oxidase subunit I(COI) 부위 검출을 위하여 디자인된 프라이머(LCO1490/HCO2198 및 VF2/FISH R2)와 cytochrome b(cyt b) 부위 검출을 위하여 디자인된 프라이머(L14724/H15915)를 사용하였다. 상기 3 종류의 프라이머를 사용하여 가축류 6종(소, 돼지, 염소, 양, 말 및 사슴), 가금류 4종(닭, 오리, 칠면조 및 타조), 어류 7종(명태, 대구, 청대구, 청어, 송어, 다랑어 및 우럭)을 대상으로 PCR 후 전기영동하여 예상되는 PCR 산물의 생성 유무를 확인하였다. 가축류 6종에 대하여는 LCO1490/HCO2198, VF2/FISH R2 및 L14724/H15915 프라이머를 사용한 경우 COI 및 cyt b가 모두 검출되었으며, 가금류 4종은 LCO1490/HCO2198 및 VF2/FISH R2 프라이머를 사용한 경우만 COI이 검출되었다. 또한 어류 7종은 VF2/FISH R2 프라이머를 사용한 경우에만 COI 부위가 검출됨을 확인하였다. 식물의 경우 엽록체 DNA 부위를 이용하여 디자인된 3 종류의 프라이머(trnH/psbA, rpoB 1F/4R 및 rbcL 1F/724R)를 사용하였다. 각각의 프라이머를 이용하여 식물 5종(마늘, 양파, 무, 녹차 및 시금치)에 대하여 실험한 결과 3종류의 프라이머에서 PCR의 산물을 모두 확인하였으며 trnH/psbA 프라이머의 경우 식물 종마다 PCR 산물의 크기는 다르게 검출되었다. 본 연구에서는 17종의 식품원료별 일반 프라이머 및 PCR 조건을 확립하였으며, 생산된 PCR 산물을 대상으로 염기서열을 결정하고 유전자은행에 있는 염기서열과 DB 비교 분석을 통하여 식품에 사용된 원료의 진위여부 판별에 적용이 가능할 것으로 기대된다.
섬괴불나무(Lonicera insularis Nakai)는 인동과(Caprifoliaceae) 인동속(Lonicera L.) 에 속하는 관목으로 울릉도와 독도의 해안가 지역에 분포하는 한국특산식물이다. 섬괴불나무와 인동속의 근연종인 괴불나무, 청괴불나무, 각시괴불나무, 길마가지나무, L. morrowii, 병꽃나무 7분류군과의 유연관계를 밝히고, 섬괴불나무의 종내 변이를 확인하기 위해 엽록체 DNA 5개 영역의 염기서열을 분석하였다. 분석결과 전체 3.2kb의 염기서열이 결정되었고, 섬괴불나무와 L. morrowii 에서 2개의 엽록체 DNA haplotype(CP01-02)이 결정되었다. 섬괴불나무는 한 개의 염기치환으로 CP01 type과 CP02 type으로 구별되었으며, 일본의 L. morrowii와는 CP02 type을 공유하였다. 섬괴불나무에서 확인 된 두 개의 CP type은 1) 진화적으로 뚜렷한 두 개 이상의 계통을 가지며, 이는 하나 이상의 유입경로를 통해 울릉도로 유입되었을 가능성을 높게 지지한다. 그리고, 2) 형태학적으로 구별되는 섬괴불나무와 L. morrowii의 CP type의 공유는 두 종의 지리적인 장벽에 의한 이소적종분화의 결과로 추론할 수 있다. 본 연구에서 확인된 울릉도와 독도의 섬괴불나무의 종내 변이 및 다양성에 관한 결과는 울릉도 및 독도 식물의 분자생물지리학적 연구로 대양섬의 생물학적 진화양상과 종 분화 과정에 중요한 기초 자료로 활용될 것이다.
한국산 초롱꽃과 8속 28분류군과 외군 2분류군 등 총 30분류군에 대한 계통유연관계를 알아보기 위하여 엽록체 DNA의 atpB, atpB-rbcL, atpF-H, matK, rbcL, rpl16, rpoC1 그리고 trnL-F 지역의 염기서열 분석을 실시하였다. 8개 유전자 지역의 염기서열 자료를 융합하여 분석한 결과 도라지속과 더덕속이 가장 기부에 분계조를 형성하였고 애기도라지속과 초롱꽃속은 각각 독립적으로 유집되었다. 홍노도라지속과 영아자속은 잔대속-금강초롱꽃속 분계조를 위한 자매군을 형성하였으며, 금강초롱꽃속은 잔대속의 모시대절과 분계조를 형성하였고 잔대속은 크게 하나의 군을 형성하였다. 본 연구에서 다룬 엽록체 DNA 8개 지역의 염기서열 자료에 기초한 한국산 초롱꽃과의 계통분석 결과, 속 수준에서의 구분은 가능하였으나 절 또는 계열 등 잔대속 내에서의 일부 분류계급은 형태 형질에 의한 분류체계와 일치하지 않았다.
Colonies of three independent gametophytes (one that is filamentous and two that are ribbon-like) without sporophytes occur in Gyeonggi-do, Gangwon-do, Gyeongsang-do, and Jeju-do, Korea. They have a moss-like appearance at first sight, with tiny plantlets and gemmae, and grow in cool, shaded, relatively deep dint places of large rocks, such as the small caves in high mountains, close to valleys. The gametophytes were identified based on morphological and molecular data by chloroplast DNA (cpDNA) sequence data (rbcL, rps4 gene and rps4-trnS intergenic spacer). Here, rbcL, rps4 gene and rps4-trnS intergenic spacer data of one independent gametophyte distributed in Korea have the same morphology, DNA sequence and monophyletic group as Crepidomanes intricatum from the eastern United States. They also share the same cpDNA data with Crepidomanes schmidtianum recently reported from Korea. The other independent gametophyte should be Hymenophyllum wrightii based on cpDNA data. The last one was presumed to be Pleurosoriopsis makinoi based on molecular data. The taxonomic status was confirmed to be the forma of Hymenophyllum wrightii through a revision of Hymenophyllum wrightii f. serratum based on molecular data.
Objective : Lonicera japonica THUNB. a traditional herbal medicine, has been commonly used anti-inflammatory disease. It has been very complicated with respect to its sources on the market. The significant selection of medicine depends on its origin. However, it is difficult to discrimination criteria for confirming L. japonica authenticity using the senses. This study was performed to determine the discriminant analysis of L. japonica and L. confusa. Methods : The identification of L. japonica and L. confusa were performed by the classification and identification committee of the national center for standardization of herbal medicines. And we examined its differences using HPLC and genetic marker analysis. Results : The analytical pattern of High Performance Liquid Chromatography was determined from the corresponding peak curves ((E)-aldosecologanin, chlorogenic acid, luteolin 7-O-glucoside, sweroside). For L. japonica, additional unknown peaks were detected at 13.8 min, 20.6 min, and 36.9 min. And, we developed genetic marker using the the tRNA-Leu gene, trnL-trnF intergenic spacer and tRNA-Phe region of chloroplast DNA. By the method, 164 bp PCR product amplified from L. confusa was distinguished into L. japonica and L. confusa efficiently. Conclusion : Base on these results, two techniques provide effective approaches to distinguish L. japonica from L. confusa.
수국속(Hydrangea L.)은 APG IV분류체계에 따르면 국화군(Asterids), 층층나무목(Cornales), 수국과(Hydrangeaceae)에 속하는 식물로서 동아시아, 북아메리카 동부 지역을 중심으로 분포하며 전 세계에 23여종이 알려져 있다. 한국산 수국속은 Nakai가 H. hortensia var. acuminata의 분포를 기록함으로써 시작되었다. 이후 Nakai는 산수국을 H. acuminata로 재처리, 다시 H. serrata var. acuminata로 변경하였다. 한편 산수국은 분류학적 위치에 대한 이견이 있다. Wilson은 수국과 산수국을 가까운 유연관계를 가지는 독립된 분류군으로 분류하였지만, Makino는 산수국을 수국의 아종인 H. marcrophylla subsp. serrta로 기재하는 등 산수국과 수국의 동정과 계급설정에 혼란이 있는 가운데, 최근 천연물 hydrangenol을 활용한 건강기능식품 개발에서 사용가능 재료의 한계를 설정하기 위한 산수국과 수국에 대한 종 설정 연구도 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 nrDNA ITS, trnL-F, trnC-ycf6의 3개 구간의 DNA sequence와 NCBI (National Center for Biotechnology Information)를 참고한 분자생물학적 분석결과와 외부형태학적 재검토 결과를 통하여 H. marcrophylla를 종(Species)으로서의 분류학적 위치 지지하며 또한 수국과 산수국을 가까운 유연관계를 가지는 독립된 분류군으로 분류한 의견을 지지하는 결과를 도출하였다. 향후 hydrangenol 활용의 기초정보로 활용되기를 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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