• 식물분류학회지
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• 제46권3호
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• pp.314-325
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• 2016

광합성 경로의 전환은 현화식물의 계통에서 여러 번에 걸쳐서 독립적으로 일어난 진화적 사건으로서 사초과에서는 다섯 번 이상 발생한 것으로 추정되고 있다. 방동사니족에서 나타난 C4 광합성 경로로의 전환은 한 번 발생하였으며 이는 방동사니족 내 C4 식물의 공유파생형질로 여겨진다. 방동사니족에 포함된 속들의 형태학적 한계는 분자계통학적 유연관계와 일치하지 않으며, 특히 다계통군으로 여겨지는 방동사니속의 한계는 계통분류학적으로도 논란이 되고 있다. 본 연구에서는 한국산 방동사니족 식물의 광합성 경로와 분자계통을 비교하고자 하였다. 해부학적 관찰을 통해 우리나라 방동사니족 식물 20종(방동사니속 18종, 파대가리속 1종, 세대가리속 1종)의 광합성 경로를 확인하였다. 또한 nrITS, rbcL, trnL-F의 염기서열에 근거하여 각 분류군의 분자계통학적 위치를 파악하고자 하였으며, 분류군 전체의 계통을 파악하기 위하여 선행연구 결과와 함께 분석하였다. 엽록체가 밀집된 광합성 조직의 위치에 따라 우리나라 방동사니속 식물 중 병아리방동사니와 우산방동사니, 모기방동사니, 알방동사니의 네 종은 C3 식물로 확인되었고, 나머지 14종의 방동사니속 식물, 파대가리, 그리고 세대가리는 C4 식물로 결정되었다. 또한 분자계통학적 분석에서 방동사니족은 CYPERUS 분계군과 FICINIA 분계군으로 구분되었으며, 우리나라 방동사니족 식물은 모두 CYPERUS 분계군에 속하였다. CYPERUS 분계군내에서 C4 식물들은 단계통군을 형성하였지만 각 분류군 간의 유연관계는 명확하게 나타나지 않았다. 분자계통수에서 세대가리속과 파대가리속은 C4 식물인 방동사니속 식물들과 함께 단일 분계군을 형성함으로서 각각 독립된 속으로서 지지 되지 않는다. 이는 기존의 연구결과와 일치하며, CYPERUS 분계군에 속한 속들의 계통분류체계를 명확하게 하기 위해서는 면밀한 형태학적 연구와 더불어 높은 해상력을 갖춘 분자계통학적 연구가 이루어져야 할 것이다.

• Molecules and Cells
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• 제19권1호
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• pp.104-113
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• 2005

Large inversions are well characterized in the chloroplast genomes of land plants. In contrast, reports of small inversions are rare and involve limited plant groups. In this study, we report the widespread occurrence of small inversions ranging from 5 to 50 bp in fully and partially sequenced chloroplast genomes of both monocots and dicots. We found that small inversions were much more common than large inversions. The small inversions were scattered over the chloroplast genome including the IR, SSC, and LSC regions. Several small inversions were uncovered in chloroplast genomes even though they shared the same overall gene order. The majority of these small inversions were located within 100 bp downstream of the 3' ends of genes. All had inverted repeat sequences, ranging from 11 to 24 bp, at their ends. Such small inversions form stem-loop hairpin structures that usually have the function of stabilizing the corresponding mRNA molecules. Intra-molecular recombination between the inverted sequences in the stem-forming regions are responsible for generating flip-flop orientations of the loops. The presence of two different orientations of the stem-loop in the trnL-F noncoding region of a single species of Jasminum elegans suggests that a short inversion can be generated within a short period of time. Small inversions of non-coding sequences may influence sequence alignment and character interpretation in phylogeny reconstructions, as shown in nine species of Jasminum. Many small inversions may have been generated by parallel or back mutation events during chloroplast genome evolution. Our data indicate that caution is needed when using chloroplast non-coding sequences for phylogenetic analysis.