시루봉의 산불 이후 식생회복

허만규,최주수,정영기,허홍욱,문성기,Huh Man Kyu,Choi Joo Soo,Jeong Yong Kee,Huh Hong Wook,Moon Sung Gi 한국생명과학회 2005 생명과학회지 Vol.15 No.1

The recovery of vegetation in the burned area after forest fire was investigated in Mt. Sirubng, Jinju city, from 1994 to 2000. The floristic composition of a burned area was 37 kinds in 2000. The life from spectra of six sites showed H-D1-R5-e type. This type is similar to the life form which has been usually showed in most of burned areas. Total diversity index of six burned sites showed 2.135 (1996), 3.784 (1998), and 2.948 (2000). whereas, total diversity index of six unburned sites was 2.642 (1996), 2.516 (1998), and 2.723 (2000). Evenness index of six sites showed 1.816 (1996), 2.641 (1998), and 1.925 (2000). The dominant index of burned and unburned areas were 0.012 and 0.250 (1996), 0.031 and 0.261 (1998, and 0.110 and 0.275 (2000), respectively. The degree of succession in the unburned area gradually increased and the burned area was recovered to be similar to the unburned area after three years. 경상남도 진주시 수곡면 시루봉에서 산불이 난 1994년부터 2000년까지 식생회복에 따른 종조성을 조사하였다. 소나무를 비롯한 목본과 풍산포 종자를 가진 초본류는 산불 이후 3년 이내에 왕성한 성장을 보였다. 산화지의 생활형 조성은 H-Dl-R5-e로 다른 산화지와 크게 다를 바 없었다. 산화지 6지점의 평균 종다양도지수는 2.135(1996년), 2.784(1998년), 2.948(2000년)이였다. 6지점의 균등성지수는 1.816(1996년), 2.641(1998년), 1.925(2000년)였다. 천이 분석에서 식생의 회복과 더불어 종수는 증가하여 산화 3년 후에는 주변지역과 거의 유사하거나 약간 높은 지점도 나타났다. 우점도지수 등의 결과에서 추정되는 바는 산불 후 수목의 식재시 산불 후 3년 이전에 실시하는 것이 적합할 것으로 사료된다

Population Structure and Genetic Diversity of Garlic in Korea by ISSR Marker

허만규,성정숙,최주수,정영기,류은주,정경태,Huh Man-Kyu,Sung Jung-Sook,Choi Joo-Soo,Jeong Young-Kee,Rhu Eun-Ju,Chung Kyung-Tae Korean Society of Life Science 2006 생명과학회지 Vol.16 No.2

마늘은 전 세계적으로 분포하는 다년생 초본이다. 마늘은 약리적, 경제적으로 중요한 작물이다. 야생종과 재배종의 유전관계를 ISSR 마커로 조사하였다. 또 ISSR 분석으로 이들 종의 유전적 다양도와 집단구조를 실시하였다. 한국의 세 야생 집단은 분리되어 있고 패치 분포를 보이지만 재배종에 비해 높은 유전적 다양성을 유지하고 있었다. ISS5R 마커로 야생종과 재배종의 계통관계는 잘 분리되었다. 비록 한국내 재배종 마늘이 산마늘에서 진화하였 다는 직접적 증거는 없지만 본 연구 결과 그런 가능성은 시사된다. 또한 야생종 산마늘 집단은 생식질 동정과 재배종 마늘의 진화과정에서 유익하게 쓰일 수 있다. Garlic is a perennial herb primarily distributed throughout the world. These plants are regarded as a medically and agricultural important crop in the world. The genetic relationships between cultivated and wild species were investigated at the population levels by constructing tree based on ISSR (inter-simple sequence repeats) markers. In addition, ISSR analysis was also conducted to estimate genetic diversity and population structure of these species. Three wild garlic populations in Korea were found to have more alleles per locus (mean 1.672 vs. 1.510) higher percent polymorphic locus (67.2 vs. 51.0), and higher diversity (0.250 vs. 0.198) than three cultivated populations. The cultivated and wild species in Korea are well separated from each other at phylogenetic trees. Although there is not direct evidence that A. victorialis is an ancestor of Korean A. sativum, there is a possibility that cultivated A. sativum in Korea has evolved from wild A. victorialis in Korea. Populations of A. victorialis may be useful in germ-plasm classification and evolutionary process.

The classification and comparison of genetic diversity of genus Malus using RAPD

허만규,Huh, Man-Kyu Korean Society of Life Science 2007 생명과학회지 Vol.17 No.6

능금속(Malus) 식물은 다년생 목본으로 국내에는 약 8종이 있다. 이 속에 있는 사과(M. pumila)는 경제적 중요작물로 그 기원은 서중국의 야생종 M. sieversii일 것으로 추정되고 있다. 우리나라에 자생하는 Malus내 모든 분류군과 중국의 M. sieversii를 RAPD로 분석하였다. 재배종이 높은 다양성을 나타낸 반면 제주아그배나무가 가장 낮은 다양성을 나타내었다. 재배종이 야생종보다 유전적 다양도가 더 높게 나타나 재배화 과정에서 여러 종과교잡이 일어나 많은 유전자가 침투된 것이라는 보고를 됫받침한다. 이 속은 M. sieversii를 포함한 사과나무, 능금나무가 같은 분자군을 형성하였고, 개아그배나무 또는 제주아그배나무(Malus micromalus), 아그배나무(Malus sieboldii), 꽃아그배나무(Malus floribunda)가 같은 분지군, 야광나무(Malus baccata), 개야광나무(Malus baccata for minor), 털야광나무(Malus baccata var. mandshurica)가 같은 분자군을 형성하였다. 한국내 재배종 사과와 능금이 국내 자생종 능금속에서 진화나 분지한 것은 아닌 것으로 판명되었고 오히려 중국 야생종이 그 기원의 하나일 가능성이 시사된다. Cenus Malus is a long-lived woody species primarily distributed throughout Asia. Many species of this genus are regarded as agriculturally and ecologically important. The phynetics and genetic diversity among eight species of genus Malus were reconstructed using the random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers. In a simple measure of intraspecies variability by the percentage of polymorphic bands, the M. micromalus exhibited the lowest variation (34.7%). The M. pumila showed the highest (50.0%). Mean number of alleles per locus (A) ranged from 1.347 to 1.500 with a mean of 1.437. The phenotypic frequency of each band was calculated and used in estimating genetic diversify (H) within species. The mean of H was 0.190 across species, varying from 0.155 to 0.220. In particular, two cultivated species, M. pumila and M. asiatica, had high expected diversity, 0.314 and 0.307, respectively. On a per locus basis, the proportion of total genetic variation due to differences among species ranged from 0.388 to 0.472 with a mean of 0.423, indicating that 42.3% of the total variation was found among species. The phylogenetic tree showed three distinct elates. One includes M. sieversii, M. pumila, and M. asiatica. Another includes three M. baccata taxa. The other includes M. sieboldii, M. floribunsa, and M. micromalus. One variety and one form of M. sieboldii were well separated each other. RAPD markers are useful in germ-plasm classification of genus Malus and evolutionary studies.

Genetic Relationships between Gardenia jasminoides var. radicans and G. jasminoides for. grandiflora Using ISSR Markers

허만규,Huh, Man-Kyu Korean Society of Life Science 2007 생명과학회지 Vol.17 No.1

꽃치자(Gardenia jasminoides var. radicans)와 열매치자(C. jasminoides for. grandiflora)는 Gardenia속으로는 우리나라에 두 분류군밖에 없으며 열매치자는 약용, 식용, 꽃치자는 방향제로 쓰인다. 그런데 꽃이 지고 나면 형태적으로 구분이 거의 되지 않는다 ISSR분석으로 이들 종의 유전적 다양도와 집단구조를 실시하였다. 88개의 DNA 분절에서 한 분류군에만 나타나는 특이밴드가 탐지되었다. 한국의 세 야생 집단은 분리되어 있고 패치 분포를 보이지만 재배종에 비해 높은 유전적 다양성을 유지하친 있었다. 열매치자가 꽃치자보다 유전적 다양성이 높았으며 ISSR 마커로 이들 분류군이 잘 분리되었다. 또한 야생 집단이 재배 집단보다 다양성이 약간 높으나 유의성은 없었다. 이는 재배화과정에서 유전적 다양성의 일부 상실이 있었으나 인위적인 채취와 식재로 야생 집단과 재배 집단의 유전적 교류가 존재하였음을 시사한다. Inter simple sequence repeat (ISSR) markers were performed in order to analyse the genetic relation-ships of both taxa of Gardenia jasminoides var. radicans and G. jasminoides for. grandifora. Over the 88 fragments, only one locus (ISSR-11-05) was specific to G. jasminoides var. radicans and only one (ISSR-09-05) G. jasminoides for. grandiflora. Although G. jasminoides var. radicans showed low levels of alleles and Shannon's information index than G. jasminoides for. Grandiflora, however, there was not significant differences (p > 0.05). For both taxa the mean genetic diversity of natural populations was higher than that of cultivation populations. It was suggested that domestication processes via artificial selection do not have eroded the high levels of genetic diversity. ISSR markers were more effective in classifying natural populations of wild G. jasminoides in East Asia as well as cultivated G. jasminoides. The information about the phylogenetic relationship of G. jasminoides var. radicans and its closely related species is very valuable of the systematics of genus Gardenia, the origin of cultivated G. jasminoides, and future G. jasminoides breeding.

Genetic diversity and population structure of Atractylodes japonica $K_{OIDZ}.$ in Korea

허만규,성정숙,박춘근,박희운,성낙술,문성기,허홍욱,Huh, Man-Kyu,Sung, Jung-Sook,Park, Chun-Geon,Park, Hee-Woon,Seong, Nak-Sul,Moon, Sung-Gi,Huh, Hong-Wook The Korean Society of Medicinal Crop Science 2002 韓國藥用作物學會誌 Vol.10 No.1

한국내 분포하는 다년생 초본인 삽주 집단의 유전적 다양도와 집단구조를 조사하기 위해 전분 전기영동으로 분석하였다. 15 대립유전자좌위당 9개 좌위에서 다형현상(60.0%)을 보였으며, 유전적 다양도는 종수준에서 0.144로 높은 반면 집단수준이 이보다 약간 낮았다. 삽주의 유전적 다양도는 대부분 집단내에 존재하였고 유사한 생활양식을 가진 다른 식물종에 비해 높았다. 그 이유로는 유성생식, 다년생, 다산 등에 기인한다. 집단간 분화는 약 13%였고 지리적 거리와 유전적 거리의 상관은 높았다(r=0.65). 그럼에도 불구하고 일부 격리된 집단은 유효집단크기를 가지지 못하여 이형접합체의 결여가 유의성을 보여 다양도가 높은 집단의 보존이 요망된다. The study of genetic diversity was carried out in Atractylodes japonica $K_{OIDZ}$. Although this species has been regarded as medically important one, there is no report on population structure in Korea. Starch gel electrophoresis was used to investigate the allozyme variation and genetic structure of eight Korean populations of this species. Of the 15 genetic loci surveyed, nine (60.0%) was polymorphic in at least one population. Genetic diversity was high at the species level $(H_{es}=0.144)$, whereas, that of the population level was relatively low $(H_{ep}=0.128)$. Nearly 87% of the total genetic diversity in A. japonica was apportioned within populations. The sexual reproduction, high fecundity, and perennials are proposed as possible factors contributing to high genetic diversity. The indirect estimated of gene flow based on Gst was 1.69.

Genetic Variation of Alien Invasive Red Clover (Trifolium pratense) in Korea

허만규,정경태,정영기,Huh Man Kyu,Chung Kyung-Tae,Jeong Yong-Kee Korean Society of Life Science 2005 생명과학회지 Vol.15 No.2

붉은토끼풀(Trifolium pratense)은 전세계적으로 분포하는 근연성 초본종이다. 붉은토끼풀은 유럽 또는 북미에서 약 60년전 한국으로 도입되었다. 전분 젤 전기영동을 사용하여 한국내 분포하는 붉은토끼풀의 유전적 변이와 집단구조를 분석하기 위해 사용되었다. 붉은토끼풀에서 높은 유전적 다양성이 발견되었다. 19개 대립유전좌좌위중 10개$(52.6\%)$는 다형현상을 나타내었다. 유전적 다양성은 0.220이었다. 유성생식, 높은 다산성, 집단형성화 과정이 높은 유전적 다양성을 유지하는데 기여하는 것으로 제시하였다. 한국의 붉은토끼풀의 다양도(0.220)는 북미의 붉은토끼풀 다양도(0.285)보다 낮았다. 이는 북미의 일부 집단에서 유입되었거나 창시자효과 때문일 것으로 사료된다. 간접적 평가를 통한 세대당 이주하는 수는 4.20이였고, 유전자 유동은 한국집단에서 높게 유지되고 있음을 시사한다. Trifolium pratense (red clover, Fabaceae) is a short-lived herbaceous species and the species is introduced from Europe or North America to Korea approximately 60 years ago. Allozyme variability was examined in populations representing this species. A high level of genetic variation was found in T. pratense populations. Ten of 19 loci $(52.6\%)$ showed detectable polymorphism. Genetic diversity was 0.220. The sexual reproduction, high fecundity, and colonization process are proposed as possible factors contributing to high genetic diversity. Genetic diversity (0.220) was lower than that (0.285) of North American red clover, T. pratense. Korean populations of red clover may be founded by a small sample of larger or moderate populations. An indirect estimate of the number of migrants per generation (Nm = 4.20) indicated that gene flow was extensive among Korean populations of this species.

Genetic Diversity and Population Structure of Pseudobagrus fulvidraco in the Nakdong River

허만규,최주수,허윤성,이복규,Huh, Man-Kyu,Choi, Joo-Soo,Heo, Youn-Seong,Lee, Bok-Kyu Korean Society of Life Science 2007 생명과학회지 Vol.17 No.7

전분 젤 전기영동을 사용하여 한국내 분포하는 동자개 여섯 집단에서 유전적 다양성과 집단구조를 평가하였다. 14개 대립유전자좌위에서 9좌위가 다형현상을 나타내었다(64.3%). 종수준과 집단수준에서 유전적 다양성은 각각 0.286과 0.277이였다. Wright의 고정지수에서 Hardy-Weinberg 평형에 비해 전반적인 이형접합체 결핍이 나타났다. 이 결핍은 집단내 유효한 개체수의 부족을 시사한다. 집단간 유전적 분화 정도는 0.064로 대부분의 유전적 변이(93.6%)가 집단내에 있음을 의미한다. 간접적으로 평가된 집단간 이주하는 개체수는 3.67로 나타났다. 제한된 유전자 유동과 유효집단의 감소는 유전적 부동을 유발하고, 주기적인 포획으로 인한 개체수의 감소는 유전자 상실로 이어지고 있다. 대부분의 집단이 겨울철 가뭄과 여름철 홍수로 심한 병목을 겪고 있었다. Enzyme electrophoresis was used to estimate genetic diversity and population genetic structure of Pseudobagrus fulvidraco in Korea. Nine of the 14 loci (64.3%) showed detectable polymorphism. Genetic diversity at the population and species levels were 0.286 and 0.277, respectively. Analysis of fixation indices, calculated for all polymorphic loci in each population, showed a substantial deficit of hetero-zygotes relative to Hardy-Weinberg expectations. This deficit is expected that it is due to a limited effective number of individuals per population. The average $G_{ST}$ for polymorphic loci was 0.064, indicating that most (93.6%) of the genetic diversity occurred within populations. The indirect estimate of gene flow based on mean $G_{ST}$ was 3.67. Given limited gene flow is expected to diverge genetically due to drift and reduced populations. Most populations in our study experience annual, severe demo-graphic bottlenecks due to drought and floods.

Spatial Autocorrelation within Three Populations of Sasa borealis in Korea

허만규,Huh Man Kyu Korean Society of Life Science 2005 생명과학회지 Vol.15 No.3

조릿대(Sasa borealis)집단에서 미세지리적 변이에 대한 공간적 상관관계를 조사하였다. 각 거리등급당 대립유전자좌위에서 연결계수(하나의 대립유전자좌위에서 유전자형의 조합)를 산출하였으며 그 계수가 임의 예상 값에 유의성을 가지는지 검증하였다. 150 경우 중 25 경우$(16.7\%)$가 예상 값과 유의하게 차이를 나타내었다. 이들 값 중에서 8경우$(4.7\%)$는 음의 값으로 거리등급에서 개체쌍이 유전적 비친화성이 있음을 나타낸다. 조릿대는 죽세공에 쓰이므로 인위적 별채에 의해 한국내 자연집단은 유효 집단이 유지되지 못하는 등 집단 파괴가 이루어지고 있다. 특히 조릿대가 잘 발달되어온 지리산 집단의 경우 공간적 유전 구조가 결여되어 있었다. Spatial autocorrelation was applied to microgeographic variations of Sasa borealis populations in Korea. Separate counts of each type of join (combination of genotypes at a single locus) for each allele, and for each distance class of separation, were tested for significant deviation from random expectations by calculating the Standard Normal Deviation. Moran's I was significantly different from the expected value in 25 of 150 cases $(16.7\%)$. Seven of these values $(4.7\%)$ were negative, indicating genetic dissimilarity among pairs of individuals in the ten distance classes. Populations of S. borealis are small in Korea, and are distributed with occasional cutting of seed-bearing stems used for sieves. Thus, artificial disturbance may contribute to the fact that the S. borealis population of Jirisan is unusual in lacking spatial genetic structure.

Comparison of Genetic Diversity and Relationships of Genus Kalopanax Using ISSR Markers

허만규,Huh, Man-Kyu Korean Society of Life Science 2006 생명과학회지 Vol.16 No.5

ISSR 마크로 한국내 자생하는 음나무속 4분류군(음나무, 가시없는 음나무, 털음나무, 가는잎음나무)에 대해 유전적 다양성과 계통관계를 조사하였다. 64개의 재현성 높은 ISSR 밴드가 생성되었다. 음나무속의 각 개체별 분석에서 41개 밴드(64.1%)가 다형성을 나타내었다. 네 분류군을 통합하였을 때 그룹내 다양도는 0.115였고 그룹간 다양도는 0.467이였다. 종내 유전자 흐름(Nm)의 측정결과 음나무의 Nm값은 털음나무, 가는잎음나무에 비해 낮았다. 이는 지리적 거리에 따른 생식적 격리가 이 종의 집단구조를 형성하고 있다고 판단된다. 계통도 분석에서 ISSR 마크로 속수준의 네 분류군뿐만 아니라 집단까지도 잘 분리되어 본 연구에 사용한 마크가 분류에 효과적임이 규명되었다. Inter simple sequence repeat (ISSR) markers were performed in order to analyse the phylogenetic relationships of four taxa of Castor-aralia (Kalopanax pictus): K. pictus, K. pictus var. magnificus, K. pictus var. maximowiczii, and thornless K. pictus. The 11 primers were produced 64 reproducible ISSR bands. Analysis of ISSR from individual plants of Korean K. pictus resulted in 41 polymorphic bands with 64.1%. When species were grouped by four taxa, within group diversity was 0.115 $(H_S)$, while among group diversity was 0.467 $(G_{ST})$ on a per locus basis. The estimated gene flow (Nm) for K. pictus var. maximowiczii and K. pictus var. magnificus were very higher than K. pictus. It is suggested that the isolation of geographical distance and reproductive isolation among K. pictus populations may have played roles in shaping the population structure of this species. In phenetic tree, ISSR markers are very effective in classifying natural populations as well as taxon levels of genus Kalopanax in Korea.

침수지에서 식물 생태 천이와 군집변화

허만규,최주수,문성기,Huh, Man-Kyu,Choi, Joo-Soo,Moon, Sung-Gi 한국생명과학회 2006 생명과학회지 Vol.16 No.7

Community structure varies not only in space but also in time. We stand in one position which located at Sinhung-ri, Sacheon-ci and observe the flora of area as time passes. This area begins after disturbance on sites where organisms are already present like secondary succession. In 2001, there are invaded by Trapa japonica, Salvinia natans, and Potamogon cristatus. Four or five years later, this abandoned areas support of clover, pine, and oak, resulting in a shifting pattern of species dominance and diversity through time. Patterns of community structure such as species composition and ecological diversity have shown through seasons and five years, that is the topic of this study. The values of turnover (TO) were changes through time intervals at three regions. The gradual and seemingly directional change in the structure of the community through time from aquatic like to field. Thus, we can observe the process of secondary succession at Sinhung-ri in the very short time.