MS 표지를 이용한 한국재래염소 집단의 유전적 다양성 및 유연관계 분석

서상원,변미정,김영신,김명직,최성복,고응규,김동훈,임현태,김재환,Suh, Sangwon,Byun, Mijeong,Kim, Young-Sin,Kim, Myung-Jick,Choi, Seong-Bok,Ko, Yeoung-Gyu,Kim, Dong-Hun,Lim, Hyun-Tae,Kim, Jae-Hwan 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.11

본 연구는 30개의 MS 마커를 이용하여 한국재래염소 3개 집단(당진, 장수, 통영)과 1개 농가집단을 대상으로 집단 내 및 집단간의 유전적 다양성, 계통유전학적 유연관계 분석 및 한국재래염소 3개 집단간의 유전적 균일성을 검증하여 우리 고유유전자원으로서의 가치를 구명하고자 실시하였다. 대립유전자형 분석 결과, 총 277개의 대립유전자형 중 집단-특이 대립유전자형은 102개(36.8%)였으며, 다형성지수인 이형접합도의 관측치($H_O$)는 0.416~0.651, 다형정보량(PIC)은 0.462~0.679로 산출되었다. Nei의 $D_A$유전거리를 토대로 개체별 NJ 계통수를 작성한 결과 집단별로 독립적인 그룹을 형성하였는데, 한국재래염소 3개 집단 간의 유전거리에 비해 한국재래염소 집단과 농가 집단 간의 유전거리는 2배 이상을 보였다. 한국재래염소 집단의 실제적인 분류 및 분류된 군락의 균일도를 STRUCTURE software를 이용하여 분석한 결과, 실제 공시한 집단 수와 동일한 3개의 군락으로 분류가 가능했고, 각 집단에 대한 균일도는 통영(84.1%), 장수(78.1%), 당진(69.9%)의 결과를 나타냈다. 본 연구를 통하여 한국재래염소 집단의 유전적 다양성, 유연관계 및 유전적 균일성을 확인하였다. 본 연구에서 확인된 한국재래염소의 유전적 특성은 우리 고유자원에 대한 과학적인 근거자료이며, 나아가 가축유전자원에 대한 국가수준의 보존, 평가 및 이용에 활용될 수 있을 것으로 사료된다. The level of genetic variation and relationships in three native Korean goat populations (Dangjin, Jangsu, and Tongyeong) as well as the populations of a farm were analyzed, based on 30 microsatellite markers. A total of 277 distinct alleles were observed across the four goat populations, and 102 (36.8%) of these alleles were unique to only one population. The mean observed heterozygosity and polymorphism information content were calculated as 0.461~0.651 and 0.462~0.679, respectively. In the NJ tree constructed based on Nei's $D_A$ genetic distance, the four populations represented four distinct groups. However, the genetic distances between each Korean native goat population and the farm population were two times those among the three native Korean breeds. The genetic structure within the three Korean native goat populations was also investigated. Cluster analysis, using the STRUCTURE software, suggested three clusters. The molecular information of genetic diversity and relationships in this study will be useful for the evaluation, conservation, and utilization of native Korean goat breeds as genetic resources.

mtDNA cytochrome b에 기초한 한국흑우의 계통유전학적 분석

Jae-Hwan Kim(김재환),Mi Jung Byun(변미정),Myung-Jick Kim(김명직),Sang Won Suh(서상원),Young-Sin Kim(김영신),Yeoung-Gyu Ko(고응규),Sung Woo Kim(김성우),Kyoung-Sub Jung(정경섭),Dong-Hun Kim(김동훈),Seong-Bok Choi(최성복) 한국생명과학회 2013 생명과학회지 Vol.23 No.1

본 연구는 mtDNA cytochrome b(Cyt b) 유전자 서열을 토대로 한국흑우의 유전적 다양성 및 계통유전학적 위치를 파악하기 위하여 실시하였다. 한국흑우 38두로부터 결정된 mtDNA Cyt b유전자 전체서열 내에서 염기삽입 및 결실 없이 1개의 silent mutation이 동정되었다. 또한 2개의 haplotype으로 분류되었고, 염기변이율 및 haplotype 다양성지수에 기초한 한국흑우의 유전적 다양성은 기존에 보고된 중국 품종에 비해 낮게 나타났다. 한국, 일본, 중국에 분포하고 있는 12품종 101개 서열을 수집하여 한국흑우와의 유연관계를 확인하였다. 한국흑우에서 분류된 2개의 haplotype은 모두 B. taurus계열에 포함되었으며, 한우, 일본흑우, Yanbian, Zaosheng 등 4개 품종과 하나의 그룹을 형성하였다. 또한 품종별 D xy유전거리 산출 결과, 한국흑우는 한우 및 일본흑우에 비해서 중국의 Yanbian, Zaosheng 품종과 더 가까운 유연관계를 보였다. 본 연구의 결과는 가축유전자원으로서 한국흑우의 보존 및 유전적 특성 구명을 위한 중요한 자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다. The purpose of this study was to identify genetic polymorphisms of the mitochondrial cytochrome b (mtDNA cyt b) gene in Korean black (KB) cattle breed and to analyze the genetic relationship between the KB and other breeds. We determined the complete sequence of the mtDNA cyt bgene in 38 KB cattle. We also analyzed their genetic diversity, and phylogenetic analysis was performed by comparison with Korean cattle (KC, called Hanwoo) and breeds from China and Japan. A nucleotide substitution was detected in the KB cattle, and two haplotypes were defined. In the neighbor-joining (NJ) tree, the haplotypes of KB were located in Bos taurus lineage with those of KC, Japanese black (JB), Yanbian and Zaosheng breeds. However, the haplotypes of Chinese breeds, excluding Yanbian and Zaosheng, were separated into B. taurusand B. indicus lineages. In the NJ tree of breeds based on D xygenetic distances, Chinese breeds mixed with B. taurus and B. indicus lineages were located between B. indicus and B. taurus lineages. KB was contained within B. taurus lineage and was determined to be genetically more closely related to two Chinese (Yanbian and Zaosheng) breeds than to KC and JB. The haplotype distribution and the results of the phylogenetic analysis suggest that KB and KC have genetic differences in their mtDNA cyt b gene sequences.

피조개, Scapharca broughtonii Schrenck RFLP 마커 개발

조은섭,정춘구,김철원,손상규,Cho Eun Seob,lung Choon Coo,Kim Chul Won,Sohn Sang Cyu 한국생명과학회 2005 생명과학회지 Vol.15 No.6

This study was differentiated between Korea and China arkshells using PCR-aided RFLP method which could identify the variation for inter-and intra-species of arkshell (Scapharca broughtonii Schrenck) at the level of DNA. The DNA fragment patterns were compared after digesting gene of mitochondrial 16S rDNA with 8 kinds of restriction enzymes. A 720 bp DNA fragment corresponding to 16S rDNA gene was amplified by PCR with primers ArkF-3 and ArkR-3. PCR products were cut by restriction enzymes (Pvull, BamHI, Hinfl, HaeIII, EcoRI, RsaI, Ksp221, and BstX21), and RFLP pattern was studied. A unique 275 bp DNA band was observed in the samples from Dukyang, Gamak, Namhae, Jinhae, and Taean in Korea when treated by Hinfl, but Chinese arkshell did not show. Treatment of HaeIII could discriminate the sample of Namhae and Jinhae from Dukyang/Gamak/Taean, as well as Korean and Chinese arkshell based on a 700 bp. However, PuvII, BamHI, EcoRI, RsaI, Ksp221, and BstX21 showed the same of 700 bp band in Korean and Chinese arkshell. The phylogenetic tree inferred from PCR-RFLP pattern comparsion in Korean arkshell was different that the distance between Dukyang/Gamak/Taean and Namhae/Jinhae was approximately 7. In particular, the distance between Korean and Chinese arkshell was 25. Consequently, HinfI and HaeIII played an important role in a reliable molecular tool for rapid discriminating Korean and Chinese arkshell, as well as a intra-species in Korea. 한국산과 중국산 피조개의 신속 진단, 유전적 특성 및 유연관계를 분석하기 위하여 DNA 수준에서 확인 할 수 있는 PCR-aided RFLP를 사용하였다. 피조개 mtDNA 165 rDNA gene를 제한효소로 처리하여 그 band 양상을 조사하고자 하였다. 165 rDNA gene을 분리하기 위하여 ArkF-3, ArkR-3 primer를 사용한 결과 한국산과 중국산 피조개 모두 분자량이 720 bp band가 나타났다 PCR에 의하여 증폭된 16S rRNA gene을 총 8종류의 제한효소(PvuII, BamHI, HinfI, HaeIII, EcoRI, RsaI, Ksp221, BstX21)로 절단하여 RFLP 양상을 보았다. HinfI의 제한효소 처리 시 득량, 가막, 남해, 진해, 태안산 피조개 모두 275 band절편이 관찰되었으나, 중국산은 나타나지 않았다. HinfI를 제외한 나머지 제한효소는 다형형이 관찰되지 않았고 한국산과 중국산 모두 700 bp의 동일한 band를 보였다. HaeIII에서도 득량, 가막, 태안과 남해와 진해산 PCR product가 700 bp위치에서 상이하게 보였다. 또한 한국산과 중국산 절편이 다르게 나타났다. 한국산 피조개 종내 restriction 쇼pe에 의해 유연관계의 결과에 의하면 득량, 가막, 태안은 동일한 유사도를 보였고, 남해와 진해와는 거리가 7 정도로 나타났다. 특히 한국산과 중국산 거리는 25로 나타났다. 이상의 결과를 보아서,HinfI 제한효소는 한국산과 중국산을 구별하는데 매우 유용한 molecular marker가 될 수 있을 것으로 판단되며, 유전적으로 거리가 먼 것으로 보인다. 또한 HaeIII은 한국산 종내 구분 및 중국산 신속 동정에 좋은 molecular tool로 사용될 것으로 예상된다.

mtDNA Diversity and Phylogenetic Analysis of Korean Native Goats

Jae-Hwan Kim(김재환),Chang-Yeon Cho(조창연),Seong-Bok Choi(최성복),Young Moo Cho(조영무),Seung-Hum Yeon(연성흠),Suk Yang(양보석) 한국생명과학회 2011 생명과학회지 Vol.21 No.9

한국재래염소는 흑모색의 특징을 나타내며, 유일한 염소 품종으로서 오랫동안 한반도에서 사육되어 왔다. 하지만 이들에 대한 유전적 다양성, 계통유전학적 분석 등을 통한 기원 추정 등에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서 한국재래염소 5개 집단, 60두를 대상으로 mtDNA D-loop 영역 중 HVI 영역의 서열을 이용하여 유전적 다양성 및 계통유전학적 분석을 실시하였다. 한국 재래염소는 다른 나라 염소들에 비해서 haplotype 다양성 지수가 낮게 나타났다. 또한 본 연구에서 분류된 한국재래염소 10개 haplotype 중 현재까지 보고되지 않은 6개의 새로운 haplotype이 확인되었다. 계통유전학적 분석 결과, 분석에 사용된 모든 한국재래염소는 mtDNA 모계혈통 A에 속하였다. 10개의 haplotype 중 8개는 베트남, 일부 중국 염소와 함께 subgroup을 형성하였다. 그러나 나머지 2개 haplotype은 각각 서로 독립적인 계통유전학적 위치를 보였다. 이런 결과들을 토대로 한국재래염소는 상대적으로 높은 근친상황으로 외부 유전자 유입이 적었을 것이라고 추정된다. 한국재래염소의 새로운 mtDNA haplotype의 발견 및 유전자원 보존 및 평가를 위해서 더 많은 분석집단 및 개체를 수집하고, MS 마커를 이용한 추가분석이 필요하다고 사료된다. Korean native goats, which are characterized by black coat color, have existed on the Korean peninsula for a long time. Until now, there has been no comprehensive investigation concerning their genetic diversity, phylogenetic analysis or origin. In this study, we investigated the genetic diversity and verified phylogenetic status of the Korean native goat using the 453-bp fragment of the hypervariable fragment I (HVI) of mitochondrial DNA (mtDNA) D-loop region from 60 individuals among 5 populations. The Korean native goat showed less haplotype diversity when compared with goats from other countries. In addition, 6 haplotypes that had not been previously reported were verified in this study. In phylogenetic analyses with other country"fs goats, 10 haplotypes from Korean native goats were classified into mtDNA lineage A. Moreover, in a phylogenetic tree for goats which contained mtDNA lineage A, 8 of 10 haplotypes could be included in a subgroup with goats from Vietnam and an area of China. However, none of the remaining haplotypes belonged to a major group of Korean native goats and were located on different independent positions. These results suggest that almost Korean native goats aligned more closely to China and Vietnam breeds in mtDNA lineage A and there was no gene flow from other mtDNA lineages. Our results will contribute to conservation strategies and genetic breeding of Korean native goats.

한국재래염소의 mtDNA 다양성 및 계통유전학적 분석

김재환,조창연,최성복,조영무,연성흠,양보석,Kim, Jae-Hwan,Cho, Chang-Yeon,Choi, Seong-Bok,Cho, Young-Moo,Yeon, Seung-Hum,Yang, Boh-Suk 한국생명과학회 2011 생명과학회지 Vol.21 No.9

Korean native goats, which are characterized by black coat color, have existed on the Korean peninsula for a long time. Until now, there has been no comprehensive investigation concerning their genetic diversity, phylogenetic analysis or origin. In this study, we investigated the genetic diversity and verified phylogenetic status of the Korean native goat using the 453-bp fragment of the hypervariable fragment I (HVI) of mitochondrial DNA (mtDNA) D-loop region from 60 individuals among 5 populations. The Korean native goat showed less haplotype diversity when compared with goats from other countries. In addition, 6 haplotypes that had not been previously reported were verified in this study. In phylogenetic analyses with other country's goats, 10 haplotypes from Korean native goats were classified into mtDNA lineage A. Moreover, in a phylogenetic tree for goats which contained mtDNA lineage A, 8 of 10 haplotypes could be included in a subgroup with goats from Vietnam and an area of China. However, none of the remaining haplotypes belonged to a major group of Korean native goats and were located on different independent positions. These results suggest that almost Korean native goats aligned more closely to China and Vietnam breeds in mtDNA lineage A and there was no gene flow from other mtDNA lineages. Our results will contribute to conservation strategies and genetic breeding of Korean native goats. 한국재래염소는 흑모색의 특징을 나타내며, 유일한 염소 품종으로서 오랫동안 한반도에서 사육되어 왔다. 하지만 이들에 대한 유전적 다양성, 계통유전학적 분석 등을 통한 기원 추정 등에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서 한국재래염소 5개 집단, 60두를 대상으로 mtDNA D-loop 영역 중 HVI 영역의 서열을 이용하여 유전적 다양성 및 계통유전학적 분석을 실시하였다. 한국재래염소는 다른 나라 염소들에 비해서 haplotype 다양성 지수가 낮게 나타났다. 또한 본 연구에서 분류된 한국재래염소 10개 haplotype 중 현재까지 보고되지 않은 6개의 새로운 haplotype이 확인되었다. 계통유전학적 분석 결과, 분석에 사용된 모든 한국재래염소는 mtDNA 모계혈통 A에 속하였다. 10개의 haplotype 중 8개는 베트남, 일부 중국 염소와 함께 subgroup을 형성하였다. 그러나 나머지 2개 haplotype은 각각 서로 독립적인 계통유전학적 위치를 보였다. 이런 결과들을 토대로 한국재래염소는 상대적으로 높은 근친상황으로 외부 유전자 유입이 적었을 것이라고 추정된다. 한국재래염소의 새로운 mtDNA haplotype의 발견 및 유전자원 보존 및 평가를 위해서 더 많은 분석집단 및 개체를 수집하고, MS 마커를 이용한 추가분석이 필요하다고 사료된다.

Analysis of Genetic Diversity and Relationships of Korean Native Goat Populations by Microsatellite Markers

Sangwon Suh(서상원),Mijeong Byun(변미정),Young-Sin Kim(김영신),Myung-Jick Kim(김명직),Seong-Bok Choi(최성복),Yeoung-Gyu Ko(고응규),Dong-Hun Kim(김동훈),Hyun-Tae Lim(임현태),Jae-Hwan Kim(김재환) 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.11

본 연구는 30개의 MS 마커를 이용하여 한국재래염소 3개 집단(당진, 장수, 통영)과 1개 농가집단을 대상으로 집단 내 및 집단간의 유전적 다양성, 계통유전학적 유연관계 분석 및 한국재래염소 3개 집단간의 유전적 균일성을 검증하여 우리 고유유전자원으로서의 가치를 구명하고자 실시하였다. 대립유전자형 분석 결과, 총 277개의 대립유전자형 중 집단-특이 대립유전자형은 102개(36.8%)였으며, 다형성지수인 이형접합도의 관측치(HO)는 0.416~0.651, 다형정보량(PIC)은 0.462~0.679로 산출되었다. Nei의 DA유전거리를 토대로 개체별 NJ 계통수를 작성한 결과 집단별로 독립적인 그룹을 형성하였는데, 한국재래염소 3개 집단 간의 유전거리에 비해 한국재래염소 집단과 농가 집단 간의 유전거리는 2배 이상을 보였다. 한국재래염소 집단의 실제적인 분류 및 분류된 군락의 균일도를 STRUCTURE software를 이용하여 분석한 결과, 실제 공시한 집단 수와 동일한 3개의 군락으로 분류가 가능했고, 각 집단에 대한 균일도는 통영(84.1%), 장수(78.1%), 당진(69.9%)의 결과를 나타냈다. 본 연구를 통하여 한국재래염소 집단의 유전적 다양성, 유연관계 및 유전적 균일성을 확인하였다. 본 연구에서 확인된 한국재래염소의 유전적 특성은 우리 고유자원에 대한 과학적인 근거자료이며, 나아가 가축유전자원에 대한 국가수준의 보존, 평가 및 이용에 활용될 수 있을 것으로 사료된다. The level of genetic variation and relationships in three native Korean goat populations (Dangjin, Jangsu, and Tongyeong) as well as the populations of a farm were analyzed, based on 30 microsatellite markers. A total of 277 distinct alleles were observed across the four goat populations, and 102 (36.8%) of these alleles were unique to only one population. The mean observed heterozygosity and polymorphism information content were calculated as 0.461~0.651 and 0.462~0.679, respectively. In the NJ tree constructed based on Nei’s DA genetic distance, the four populations represented four distinct groups. However, the genetic distances between each Korean native goat population and the farm population were two times those among the three native Korean breeds. The genetic structure within the three Korean native goat populations was also investigated. Cluster analysis, using the STRUCTURE software, suggested three clusters. The molecular information of genetic diversity and relationships in this study will be useful for the evaluation, conservation, and utilization of native Korean goat breeds as genetic resources.

한국과학재단의 생명과학분야 기초연구지원 추이분석을 통한 연구활동지원 활성화 제언

민태선,김성용,조순영,정순욱,한인규,Min Tae-Sun,Kim Seong-Yong,Cho Soon-Yeong,Jeong Soon-Wook,Han In-Kyu 한국생명과학회 2005 생명과학회지 Vol.15 No.1

본 연구에서는 생명과학분야의 연구활동 활성화에 기여코자 생명과학 분야의 연구비 지원 추이와 현황을 파악하여 생명과학분야 연구활동 활성화를 위한 방향을 제시하고자 과학재단 연구비 수혜자를 중심으로 자료를 분석하였다. 생명과학 분야에서는 개인단위보다는 집단 및 그룹단위 형태의 연구에 더 많은 연구비가 투자되고 있는 것으로 조사되었으며, 생명과학 분야의 단위과제당 연구비 수준은 전체 이공계의 연구비 수준에 비교해서 상대적으로 약간 낮은 수준$(2003년,\;88.0\%)$이었다. 각 세부분야별로 연구비지원액 및 지원과 제수를 기준으로 살펴볼 때, 기초의약학 분야의 약진이 두드러진 반면에 농수산 및 생물분야는 감소추세인 것으로 나타났다. 생명과학 분야의 연구활동 활성화를 위해서는 중 $\cdot$장기 연구전략계획 수립, 생명과학전문인력 DB구축과 타 분야 연구진 또는 생명과학 세부분야간의 연계 활용, 전략적 연구지원 분야의 도출 및 절정 연구지원단가 산출, 생명과학 기초연구 특별프로그램 개발, 학회 내 정책기획 분과 신설, 평가문화의 개선 및 생명과학 연구활동의 계량적 성과 지표 개발 등에 따르는 본 분야의 연구지원을 위한 시스템의 구축과 활용이 필요하다. This research was conducted to make suggestions for the promotion of research activities in the Life Sciences field, and we evaluated the research funding trend and the present status of research funding offered by KOSEF in this field. Researchers in this field have received more research funding from the group-based programme than from the individual-based programme. Also, they have received less money (per project) than did researchers in other Science and Technology fields. The portion of research funds given to the Medical Sciences fields has markedly increased year by year, whereas the portion of funding given to the Agricultural Sciences and Biological Sciences fields has decreased annually. To encourage research activities in the Life Sciences field in Korea, the following actions and systems are required: 1) formulation of a mid-and a long-term research master plan, 2) development of a database on man power in related fields, 3) activation of top-down research topics, and associated increase of individual research grants, 4) development of special national programs for basic researches in Life Sciences, 5) organization of a committee for policy and planning within related societies, and 6) system development for fair evaluation of the results of research activities.

The Effect of the Crude Extracts from Alnus sp. on Antiradical and Antioxidation

Hye Jung Choi,Min A Lee,Jeong Uck Park,Ja Young Moon,Dong Wan Kim,Young Whan Choi,Young Guen Lee,Young Kee Jeong,Woo Hong Joo 한국생명과학회 2006 한국생명과학회 심포지움 Vol.47 No.-

Hot Pepper Genome : Basic Genetic Tools for Molecular Breeding

Kang,Byoung Cheorl,Nahm,Seok Hyeon,Huh,Jin Hoe,Lee,Je Min,Lee,Moon Hwan,김병동 한국생명과학회 2000 한국생명과학회 학술발표회 Vol.29 No.-

Pepper fruits are consumed as food additives for their unique color, pungency, and aroma in many regions of the world, particularly in Asia and South and Central America. Five species of Capsicum peppers, including C. annuum, C. chinense, C. baccatum, C. frutescens and C. pubescens, are cultivated in different parts of the world. Among them C. annuum is most widely grown in both Asia and worldwide. It includes most of the Mexican chile peppers, most of the hot peppers of Africa and Asia, and various cultivars of sweet peppers grown in temperate regions of Europe and North America. During the last decade, the construction of molecular linkage map has become an essential tool for plant molecular genetics and breeding research. Despite the pepper genome research is being conducted by only a small number of research groups worldwide, development of a linkage map in Capsicum has been greatly aided by use of tomato-derived RFLP probes, We have constructed a molecular linkage map of pepper (Capsicum spp.) in an interspecific F2 population of 107 plants with 150 RFLP and 430 AFLP markers. The resulting linkage map consists of 11 large (206 - 60.3 cM) and 5 small (32.6 - 10.3 cM) linkage groups covering 1,320 cM with an average map distance between framework markers of 7.5 cM. Most (80%) of the RFLP markers were pepper-derived clones and these markers were evenly distributed across the genome. By using 30 primer combinations, 444 AFLP markers were generated in the F2 population. The majority of the AFLP markers clustered in each linkage group, although PstI/Msel markers were more evenly distributed than EcoRI/MseI markers within the linkage groups. We have developed SSR markers and these markers were informative for pepper genome research. Genes for biosynthesis of carotenoids and capsaicinoids were mapped on our linkage map. This map will provide the basis of studying secondary metabolites in pepper.

The Regulation of Hepatic Microsomal Triglyceride Transfer Protein Activity by Calcium ion

Hyun-Jeong Cho,Kyung-Soo Nam,Hwa-Jin Park 한국생명과학회 2006 한국생명과학회 심포지움 Vol.47 No.-