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흰목물떼새와 근연종들의 동정을 위한 새로운 COI 바코딩 프라이머
진채령(Chaelyeong Jin),김인철(Incheol Kim),남형규(Hyung-Kyu Nam),허위행(Wee-Haeng Hur),어수형(Soo Hyung Eo) 한국조류학회II 2020 한국조류학회지 Vol.27 No.1
흰목물떼새(Charadrius placidus)는 모래와 자갈이 있는 하천변에서 번식하는 드문 텃새로 국내에서는 멸종위기야생동물 II급으로 지정되어 보호받고 있다. 멸종위기야생동물의 연구를 위해서는 동물을 직접 포획하여 연구에 필요한 시료를 확보하는 것보다는 깃털, 분변 등과 같은 비침습적인 방법으로 시료를 확보하는 것이 제안되고 있다. DNA 바코딩 기법은 비침습적인 방법으로 확보한 시료로부터 종 동정을 가능하게 하므로 멸종위기종의 보전 및 관리에 도움을 준다. 조류 DNA 바코딩은 미토콘드리아 유전체의 COI(cytochrome C oxidase I) 염기서열 정보를 주로 이용하며, 많은 종에 적용 가능한 PCR 프라이머가 이미 개발되어 있다. 본 연구에서는 비침습적 시료를 이용하여 흰목물떼새를 근연종으로부터 동정할 목적으로 COI 바코딩을 수행하였다. 하지만 기존의 범용 조류 COI 바코딩 프라이머를 이용하여 흰목물떼새의 COI을 증폭하는 것이 어려웠으므로 이 영역을 증폭시킬 수 있는 새로운 프라이머를 개발하였다. 흰목물떼새 한 개체의 시료로부터 미토콘드리아 유전체 염기서열을 해독한 결과, 기존의 프라이머가 부착되는 흰목물떼새의 COI 염기서열 영역에 변이를 확인하였다. 이 변이가 해당 부분에 프라이머의 부착을 어렵게 하여 증폭을 방해한 것으로 보인다. 해독한 흰목물떼새의 미토콘드리아 유전체 염기서열을 참고하여 COI 영역을 증폭시킬 수 있는 새로운 프라이머를 개발하였고, 이 프라이머를 이용하여 흰목물떼새 13개체의 COI 영역을 증폭하고 염기서열을 해독하였다. 근연종인 꼬마물떼새(C. dubius), 왕눈물떼새(C. mongolus), 흰물떼새(C. alexandrinus)의 COI 영역과 흰목물떼새의 COI 염기서열을 비교한 결과, 흰목물떼새와 근연종 간의 염기서열이 명확하게 구분되었다. 본 연구에서 개발된 COI 영역의 프라이머는 흰목물떼새의 종 동정에 활용될 수 있을 것으로 생각한다. The Long-billed plover (Charadrius placidus) is a rare bird species that inhabits riversides with sand and gravel, and has been designated and protected as a Class II Endangered Wildlife in Korea. Since the capture of endangered wildlife can stress those animals, it has been proposed as a wildlife research method to obtain samples such as feathers and feces by non-invasive methods. The DNA barcoding technique allows species identification from samples obtained by non-invasive methods, thus helping to conserve and manage endangered species. Avian DNA barcoding mainly uses the sequence information of the cytochrome C oxidase I (COI) of the mitochondrial genome, and universal PCR primers applicable to many bird species have already been developed. In this study, COI barcoding was performed for the purpose of identifying Long-billed plover using non-invasive samples. However, it was difficult to amplify the COI of the bird using the universal avian COI barcoding primer, so a new primer set for the Long-billed plover was developed. As a result of sequencing mitochondrial genome from a Long-billed plover, we identified mutations in the COI sequence region to which the existing universal primers are attached. This mutation appears to have prevented amplification by making it difficult to attach the primer to the region. We developed a new primer set that can amplify the COI region of the Long-billed plover, and using this primer to sequence the COI region of 13 birds. As a result of comparing the COI sequences of Long-billed plover with C. dubius, C. mongolus, and C. alexandrinus, the difference in the sequences between Long-billed plover and the related species is clear. We expect that the novel COI primers developed in this study could be used to identify Long-billed plovers.
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텍스트마이닝과 동시출현단어 분석을 이용한 국내 조류학 연구동향
진채령(Chaelyeong Jin),어수형(Soo Hyung Eo) 한국조류학회II 2018 한국조류학회지 Vol.25 No.2
국내 조류학 연구의 발전을 위해서는 지금까지 어떤 분야에서 연구를 해 왔는지 살펴보는 것이 중요하다. 우리는 텍스트마이닝과 동시출현단어 분석을 이용하여 어떤 분류군에서 어떤 주제로 조류학 연구가 진행되어 왔는지를 정량적으로 연구하였다. 한국조류학회지 논문 372편을 분석 대상으로 연구한 결과, 개체군 및 군집 모니터링, 미기록종 보고 및 번식생태, 조류 체내 중금속 오염 등의 주제와 관련한 단어가 연구 논문에서 많이 사용되었다. 또한, 청둥오리, 민물도요, 흰뺨검둥오리 등 특정 조류에 연구가 편중되었다는 것도 본 연구를 통해 알 수 있었다. 국내 조류학의 균형있는 발전을 위하여 지금까지 상대적으로 부족했던 연구주제와 분류군이 어떤 것인지 파악하였다는 점에서 본 연구는 의미가 있을 것이다. For balanced development of ornithological research in Korea, it is important to review what birds and what research topics have been studied so far. We quantitatively investigated the trends of domestic ornithological research using text-mining and co-word analysis. As a result of studying 372 articles published in the Korean Journal of Ornithology, which is the most representative ornithological journals, words related to research topics such as population and community monitoring, first record of species and breeding ecology, and heavy metal pollution in birds have been widely used in research articles. Except for subjects such as monitoring and first record of species, studies have not been conducted widely. It was also found that research were concentrated on specific birds such as Anas platyrhynchos, Calidris alpina, and Anas poecilorhyncha. The present study, which analyzed the research topics and avian taxa that were relatively active until now and those which were insufficient, suggests what we should do in the future for the balanced development of ornithological research in Korea.
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멸종위기야생생물 쇠검은머리쑥새 microsatellite 분자표지자 개발
고병준,김보원,김소현,진채령,김한규,하정문,안정화,어수형 한국환경생태학회 2017 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2017 No.2
쇠검은머리쑥새(Emberiza yessoensis)는 국내 및 중국, 일 본 등에서 월동하는 겨울철새로, 이들의 번식지는 국내를 제외한 러시아, 몽골, 중국, 일본의 일부지역에 분포하는 것으 로 알려져 왔다. 그러나 최근 국내 번식 사례가 최초로 관찰되 어, 이후 이들 개체군을 보전하기 위한 기초연구 필요성이 대두되었다. 쇠검은머리쑥새는 국제자연보전연맹(IUCN)에 서 준위협(NT)종으로 취급되고 있으며, 국내의 경우 멸종위 기야생생물 II급으로 지정되어있다. 이들의 국내 서식지는 현재까지 지속적으로 감소하고 있어, 월동 및 번식개체군 모두 위협받고 있는 것으로 판단된다. 그럼에도 불구하고 개체군 크기, 서식지 면적 등 이들의 정확한 국내 개체군 기초정보는 현재까지 알려지지 않아 이들의 멸종위기 위험정 도를 객관적으로 파악하는데 어려움이 있다. 우리의 연구목 적은 쇠검은머리쑥새의 국내 멸종위기 등급을 판정하는데 도움을 줄 수 있는 유전정보를 제공하는 것이다. 우리는 이를 위해 10개 이상의 microsatellite 분자표지자를 개발하고 있 다. 현재까지 29개의 분자표지자를 디자인 하였으며, 10개의 다형성을 나타내는 microsatellite 유전자좌를 관찰하였다. 이 중 4개 유전자좌의 유전다양성을 경기 안산지역에 서식중 인 32개체의 쇠검은머리쑥새 번식개체군을 대상으로 분석한 결과, 대립유전자수(A)는 2~16개, 관찰이형접합빈도(HO)와 기대이형접합빈도(HE)는 각각 0.06~0.78, 0.12~0.90의 범위 를 나타냈다. 향후 10개 이상의 microsatellite 분자표지자를 개발하여 쇠검은머리쑥새 번식개체군의 유전다양성 및 유전 구조를 파악 할 것이며, 이를 통해 개체군 기초정보가 알려져 있지 않은 국내 쇠검은머리쑥새 번식개체군 보전방안 수립을 위한 객관적인 기준을 제시할 것이다. 이 연구에서 개발한 microsatellite 분자표지자는 국내뿐만 아니라 국외에 서식중 인 쇠검은머리쑥새 개체군 보전 연구에 유용하게 활용될 것이다.
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