본 연구는 국내 유통 방풍(S. divaricata, P. japonicum, G. littoralis) 한약재의 원산지 판별을 위해 수행 되었다. 이를 위 해, 형태적 특징비교 뿐만 아니라 엽록체(nrDNA-ITS2) 및 핵 DNA 바코드 유전자(cpDNA-matK, psbA-trnH, rpoB2와 rpoC1)를 이용한 염기서열 분석을 수행하였다. 방풍류 3종의 형태적 특징을 비교한 결과, 잎 모양과 거치의 형태에서 가장 큰 차이를 보인 반면, 건조약재의 경우 육안으로 구별하기에 어려움이 있었다. DNA 수준에서의 차이를 비교하기 위해 DNA 바코드 후보 유전자들을 이용한 방풍류 3종의 식물자원 에 대한 염기서열 분석을 수행한 후 판별 마커 개발 가능성이 있는 ITS2와 matK, psbA-trnH 세 primer를 선발하였다. 이 를 국내 유통 한약재에 적용한 경우 방풍은 S. divaricata와, 식방풍은 P. japonicum과, 해방풍은 G. littoralis와 동일한 것 으로 확인되었다. 중국산 방풍은 S. divaricata와 동일종으로 바르게 표기되어 유통되나, 국산 방풍은 P. japonicum과 동일 종으로 식방풍(갯기름나물)의 뿌리를 건조시켜 방풍으로 혼용 유통됨을 확인하였다. ITS2 구간의 염기서열 분석 결과, 식방 풍의 경우 두 그룹으로 나눠져 동일 종 내에 유전적 변이가 있음이 확인되었다. 따라서 본 연구결과 방풍류 3종 판별을 위 해 nrDNA-ITS2와 cpDNA-matK, psbA-trnH의 사용이 유용 할 것이며, 차후 방풍류 한약재의 판별을 위한 마커 개발 연 구의 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
Background : Plants belonging to 5 species of the genus Eleutherococcus are currently distributed in the Korean peninsula. The traditional medicine ‘Ogapi’, derived from Eleutherococcus sessiliflorus and other related species, and ‘Gasiogapi’, derived from Eleutherococcus senticosus, are frequently mixed up and marketed. Therefore, accurated identification of their origins in urgently required.
Methods and Results : Candidate genes from nuclear ribosomal DNA (nrDNA) and chloroplast DNA (cpDNA) of Eleutherococcus plants were analyzed. Whereas the nrDNA-internal transcribed spacer (ITS) regions were useful in elucidating the phylogenetic relationships among the plants, the cpDNA regions were not as effective. Therefore, a combined analysis with nrDNA-ITS was performed. Various combinations of nrDNA and matK were effective for discriminating among the plants. However, the matK and rpoC1 combination was ineffective for discriminating among some species. Based on these results, it was found that OG1, OG4, OG5, OG7, GS1, GS2, and GS3 were derived from E. sessiliflorus. In particular, it was confirmed that GS1, GS2, and GS3 were not derived from E. senticosus. However, more samples need to be analyzed because identification of the origins of OG2, OG3, OG6 and GS4 was not possible.
Conclusion : The ITS2, ITS5a, and matK combination was the most effective in identifying the phylogenetic relationship among Eleutherococcus plants and traditional medicines based on Eleutherococcus.