한국내 조릿대의 교배계에 대한 유전학적 연구

허만규,노광수,Huh Man Kyu,Roh Kwang Soo 한국생명과학회 2005 생명과학회지 Vol.15 No.1

조릿대(S. borealis)는 다년생 초본으로 한국, 일녈, 중국의 일부에 제한적으로 분포한다. 이 종은 자가 및 타가수분에 의한 혼합번식 형태를 취한다. 전분 전기영동을 이용한 12개의 대립 유전자좌위에서 종의 교배계를 조사하였다. 교배계에서 타가 및 자가 수분, 그리고 줄기의 변형으로 영양번식이 이루어지는 매우 복잡한 혼합 방식의 교배 양식은 제한된 분포, 고산식생대 등의 환경에서 생존할 수 있는 조릿대의 생존전략과도 관련이 있을 것으로 보인다 또한 일부 자생지 파괴에 대한 유효집단의 감소가 일어나 생물자원 확보를 위한 자생지 보존이 필요하다 Sasa borealis Makino is distributed in East Asia such as Korea, Fushun in China, and Japan. Especially the species is only found in the high altitude (above 600 m) at mountain of cold regions including The Korean Peninsula. The level of genetic diversity and population structure of this species was surveyed using starch gel electrophoresis at putative five enzyme loci from three natural populations in Korea. Results from twelve loci indicated that genetic diversity was low. In addition, analysis of fixation indices revealed a substantial heterozygosity deficiency in some populations and loci. The reasons for the deficit of heterozygosity may be partly considered inbreeding, small population sizes, and mating of demes. S. borealis can reproduce extensively by producing rhizomes and potentially by sexually produced seeds. Rhizomes are generally long, prostate stems rooting at the nodes.

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.

RAPD마커를 이용한 가시오갈피의 기원판별 및 유전적 다양성

허만규,최영현,최병태,김경철,Huh Man Kyu,Choi Yung Hyun,Choi Byung Tae,Kim Gyeong Cheol 대한동의생리학회 2005 동의생리병리학회지 Vol.19 No.3

Acanthopanx senticosus (Araliaceae) is a long-lived woody species primarily distributed throughout East Asia. This species is regarded as medically and ecologically important woody plants in Korea. To identify the variation of the RAPD patterns between domestic and foreign A. senticosus species, 22 random primers were applied to Korean A. senticosus and A. senticosus for. inermis, Chinese and Russian A. senticosus. Six primers of them could be used to discriminate the origins and 58 polymorphisms among 92 scored DNA fragments. Six bands are specific for Korean A. senticosus and A. senticosus for. inermis. Especially, three primers, OPD04, OPD11 and OPE10, were useful to differentiate between domestic and foreign Acanthopanax species. RAPD analysis was a useful method to discriminate among A. senticosus populations or accessions and Korean accessions are distinct genetically.

Population Genetic Structure of Potentilla discolor Bunge, Rosaceae in Korea

허만규,Huh, Man-Kyu Korean Society of Life Science 2006 생명과학회지 Vol.16 No.6

한국내 분포하는 장미과의 솜양지꽃(Potentilla discolor Bunge) 15집단에 대한 19 알로자임 대립유전자좌위에서 유전적 다양성과 집단구조를 분석하였다. 조사한 좌위에 대해 약 73.7%가 다형성을 나타내었다. 종과 집단 수준에서 유전적 다양도는 각각 0.215, 0.196이었으며, 집단간 분화정도는 낮았다$(G_{ST}\;=\;0.069)$. 전체 유전적 다양성은 0${\sim}$0.656이며 평균 0.292였다. 유전적 다양도 중 집단내 변이는 높았다$(H_{S}\;=\;0.274)$. 전체 유전적 변이에서 집단간 차이는 Pgm-2에서 0.010, Pgd-2에서 0.261로 평균 0.069였다. 이는 전체 알로자임 변이 중 약 6.9%가 집단간에 있음을 의미한다. 솜양지꽃의 특성으로 광범위한 분포, 다년생 초본, 여러 세대의 존재 등이 높은 유전적 다양성을 나타내는데 기여하는 것으로 설명된다. 조사한 솜양지꽃 집단에서 세대당 이주하는 개체수는 3.36으로 평가되었다. The genetic diversity and population structure of fifteen Potentilla discolor Bunge populations in Korea were determined using genetic variations at 19 allozyme loci. Fourteen of the 19 loci (73.7%) showed detectable polymorphism. Genetic diversity at the species level and at the population level was high ($H_{ES}\;=\;0.215$, $H_{EP}\;=\;0.196$, respectively), whereas the extent of the population divergence was relatively low $(G_{ST}\;=\;0.069)$. Total genetic diversity values $(H_T)$ varied between 0.0 and 0.656, giving an average overall polymorphic loci of 0.292. The interlocus variation of genetic diversity within populations $(H_S)$ was high (0.274). On a per locus basis, the proportion of total genetic variation due to differences among populations $(G_{ST})$ ranged from 0.010 for Pgm-2 to 0.261 for Pgd-2 with a mean of 0.069, indicating that about 6.9% of the total allozyme variation was among populations. Wide geographic ranges, perennial herbaceous nature and the persistence of multiple generations are associated with the high level of genetic variation in P. discolor. The estimate of gene flow based on $G_{ST}$ was high among Korean populations of P. discolor (Nm = 3.36).

한국내 고추나물의 하이퍼리신 유전자(HyH)의 탐색과 유럽의 서양고추나물과 비교

허만규,Huh, Man-Kyu 한국생명과학회 2007 생명과학회지 Vol.17 No.8

하이퍼리신(Hypericin, HyH)은 예로부터 성 요한의 풀(St. John's Wort)로 널리 알려져 있는 서양고추나물(Hypericum perforatum)에서 추출되는 약리성분이다. 서양고추나물은 국내에서는 자생하지 않으나 같은 속의 고추나물(H. erectum) 등이 이속에 속하며 우리나라에 자생한다 . 고추나물을 조직배양으로 RNA를 추출하고 cDNA를 합성한 후 Hyp 유전자를 추출하여 서열화한 결과, 전체 크기는 732 bp로 나타났으며 서양고추나물의 HyH-1과 거의 99.8% 서열 일치를 나타내었다. 이 서열의 152개 아미노산 역시 서양고추나물의 항산화효소와 98% 일치하였으며 자작나무와 능금속 식물에서 유발되는 알레르기 유발유전자와 약 60% 일치를 나타내었다. 본 연구 결과 우울증치료제로 사용되는 하이퍼리신 추출에 우리나라 자생종인 고추나물이 이용될 수 있을 것으로 사료된다. Hypericin (HyH) is a substance which is isolated a medicinal herb, Hypericum perforatum L., commonly known as St. John's Wort. Hypericum erectum is a long-lived herb that is distributed in Korea. Cloned HyH genes H. erectum of were conformed by sequencing. The cDNA Hyp-1 sequence has 732 bp with an open reading frame of 567. Thus coding for a protein of 152 amino acid residues. A BLAST re-search using the deduced nucleotide sequences in HyH gene produced significant alignments with the H. perforatum. Sequences in HyH gene showed significant homology with Rubus idaeus putative allergen Rub-i-1 mRNA, Protein sequence comparisons revealed significant homology between Hyp-1 and the phenolic oxidative coupling protein hyp-1 of H. perforatum (98%). Additionally, Hyp-1 showed sig-nificant homology with various other classes of allergens, including Pru-av-1 (62%) from Prunus avium and allergen Bet-vl-Sc3 from Betula pendula (60%). Thus, the result of this study may offer an important information to establish an assay system for chemicals of the herbal medicines for H. erectum as well as H. perforatum.

중학교 과학 교과서의 화학분야 단원에 제시된 질문의 특성에 관한 연구

허만규,오영희,Huh, Man-Kyu,Oh, Yung-Hee 대한화학회 2011 대한화학회지 Vol.55 No.1

본 연구는 중학교 과학 교과서 17종을 대상으로 화학 단원 본문 내용 중에 제시된 질문에 대한 방략을 빈도, 양식, 위치 등에 따라 비교 분석한 연구이다. 조사 도구는 캘리포니아 대학에서 1975년 협동적 교사 준비 프로젝트의 일환으로 개발된 교과서 질문 방략 평가도구(Text Questioning Strategies Assesment Ins-trument: TQSAI)를 사용하였다. 연구 결과 전체 문장 중에서 질문이 함유된 문장의 수(Q/S)는 6.8%에서 19.7%로 평균 13.6%로 나타났다. 다양한 질문이 후반부보다 제목과 본문 내용의 전 중반부 단계에 주로 설정되어 있었다. 탐구 과정 유형에 있어서는 이해하기에 해당하는 질문이 가장 많았고, 질문의 형태에 있어서는 초점적 질문이 가장 많았다. 질문을 경험의 유무를 기준으로 분류할 때 경험적 질문과 비경험적 질문이 각각 54.2%와 45.8%로 경험적 질문이 다소 많았다. This study is conducted to analyze the questioning styles of the parts of chemistry in 17 middle school science textbooks in terms of frequency, types, and placement of questions. The instrument was the Textbook Questioning Strategies Assessment Instrument (TQSAI) developed by the Cooperative Teacher Preparation Program, University of California in 1975. An averaged ratio of questionings/sentences (Q/S) of seventeen textbooks was 13.6% varying from 6.8% to 19.7%. Various question types were used in titles, early and middle steps in the sections except late steps. The comprehending questions were most frequent in the types of inquiry courses and the focusing questions were most frequent in the characteristics of instructional courses. The percentages of empirical questions for the total numbers of questions were slightly larger than nonempirical questions with values of 54.2% and 45.8%, respectively.

Comparison of Reproduction Systems of Genus Potentilla, Potentilla discolor in Korea and P. conferta in Mongol

허만규,Huh, Man-Kyu Korean Society of Life Science 2007 생명과학회지 Vol.17 No.9

한국의 솜양지꽃(Potentilla discolor) 9개 집단과 몽골의 양지꽃속 식물 종 P. conferta 두 집단을 이용하여 두 종의 생식계를 비교하였다. 분포지에서 19개 형태 형질을 조사하여 정량분석에 사용하였다. 형태 형질에서 두 종간 많은 형질에 대해 유의한 차이를 나타내었다. 주성분분석에서 마디간 길이와 뿌리의 길이와 개수 등에서 특히 유의한 차이를 나타내어 이들 두 종을 분류하는데 유의한 성분으로 판단된다. P. conferta에서 라메트의 수는 거리의 증가에 따라 현저하게 감소하나 P. discolor는 정규분포 모양의 곡선을 나타내어 $60{\sim}80$ cm에서 가장 많았다. 빛에 대한 감수성은 P. discolor가 P. conferta보다 내성을 가지나 가뭄에 대해서는 P. conferta가 P. discolor보다 더 높은 내성을 나타내었다 . 이는 사막에 근접한 건조한 지역에 적응한 형태로 판단되며 온대 지방인 우리나라에 분포하는 솜양지꽃에 비해 단위면적당 밀도가 높아 이웃간 거리가 짧아 짧은 라메트를 많이 가지며 라메트 수가 많아 영양번식이 더 많이 이루어지고 있음을 나타낸다. I investigated the reproduction system of nine natural populations of P. discolor in Korea and two Mongolian P. conferta populations. The measurements of 19 quantitative or qualitative morphological characters were taken on each of total individuals directly from their natural habitats. Multivariate principal component analyses (PCA) were conducted to detect differences among populations consid-ering several characters simultaneously of variances using the statistical analysis system. 19 morpho-logical characteristics between Korean Potentilla species and Mongolian Potentilla species showed a slight heterogeneity of variance. The length of internodes (LFL and LSI) and characteristics of root (LLR and NOR) were shown a significant difference between two species (P<0.05). The number of ra-mets in P. conferta decreased with increasing geographic distance from viviparity. However, P. discolor has most ramets at distance intervals $60{\sim}80$ cm. In light conditions, P. discolor was significantly less resilience than P. conferta. In drought conditions, although there was not shown significant difference, P. conferta was less resilience than P. discolor. The core analysis indicates that P. conferta is the more resistant species than P. discolor and usually propagates by clonal growth during several strong envi-ronmental disadvantages such as drought events.

거제시 계룡산의 편백군락에 관한 생태학적 연구

허만규,최주수,문성기,Huh Man Kyu,Choi Joo-Soo,Moon Sung Gi 한국생명과학회 2005 생명과학회지 Vol.15 No.3

본 조사 지역은 도심의 자연공간이 비록 인위적 조성이긴 하나 질적 및 양적으로 식생이 양호하게 잘 관리할 수 있음을 단적으로 보여 주었다. 식물상은 광범위한 조사 지역이 아님에도 불구하고 세 가지 특징이 있다. 첫째는 교과서적인 이차림에 의한 군락이 매우 양호하다는 점이다. 그러나 자연지역에서는 군락 형성이 미미했다. 둘째는 다양도는 자연집단에서는 높게 나타나고 조림지에서는 낮았다. 셋째, 자연 식생과 조림지의 종조성, 종다양도, 산림의 생산력에서 확연히 차이가 드러났다. The characters of Chamaecyparis obtusa community extended around the Mt. Gyeryoung in Geoje-cik were investigated for several ecological parameters and the results can be summarized as fellows. Chamaecyparis obtusa is prevailing in the plantation area, whereas Pinus densiflora and Quercus mongolica are prevailing in its outskirts. Plant biomass and net production which estimated from degree of green naturality and Miami's model were much higher in the plantation than those of the natural forest. However, the mean species diversity of plantation was lower than that of natural populations. In stratification of investigated areas, overstory tree layer was dominant in the zone of plantation and dominant layers in the natural forest were understory tree layer, shrub, and herb.

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.

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.