The lycanid butterfly, Shijimiaeoides divina (Lepidoptera: Lycaenidae) is listed as the second-degree endangered wild animal in Korea from 2012. The 15,259-bp long complete mitochondrial genome of the species consisted of a typical set of genes (13 protein-coding genes, two rRNA genes and 22 tRNA genes) and one major non-coding A+T-rich region, with the typical arrangement found in majority of Lepidoptera. The 15,259-bp long S. divina mitogenome is well within the range found in Lycaenidae and has typical sets of 37 genes and a major non-coding A+T-rich region as 379 bp. As other lycanid butterflies S. divina COI also started with CGA. The gene arrangement of S. divina is identical to that of the Ditrysia in Lepidoptera that has the order trnM-trnI-trnQ (underline for inverted gene) between the A+T-rich region and ND2. Comparison of the skewness between the PCGs encoded in major and minor strand indicates a substantial difference between them in GC skewness (0.261 ~ 0.340 in minor strand vs. -0.081 ~ -0.115 in major strand). The 151-bp intergenic spacer sequence of the S. divina mitogenome is spread over 16 regions ranging in size from 1-53 bp. The longest one (53 bp) located between trnQ and ND2 shows substantially high sequence homology to neighboring ND2 may indicating the origination of the region by a partial duplication of the ND2 gene. One of the unusual features of the S. divina mitogenome is the presence of a trnK-like sequence that is encoded at the major strand of the genome in the A+T-rich region.

Growing evidence suggests that mitochondrial reactive oxygen species (ROS) are involved in various pain states. This study was performed to investigate whether ROS-induced changes in neuronal excitability in trigeminal subnucleus caudalis are related to ROS generation in mitochondria. Confocal scanning laser microscopy was used to measure ROS-induced fluorescence intensity in live rat trigeminal caudalis slices. The ROS level increased during the perfusion of malate, a mitochondrial substrate, after loading of 2′,7′-dichlorofluorescin diacetate (H2DCF-DA), an indicator of the intracellular ROS; the ROS level recovered to the control condition after washout. When pre-treated with phenyl N-tert-butylnitrone (PBN) and 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidene-1-oxyl (TEMPOL), malate-induced increase of ROS level was suppressed. To identify the direct relation between elevated ROS levels and mitochondria, we applied the malate after double-loading of H2DCF-DA and chloromethyl-X-rosamine (CMXRos; MitoTracker Red), which is a mitochondria- specific fluorescent probe. As a result, increase of both intracellular ROS and mitochondrial ROS were observed simultaneously. This study demonstrated that elevated ROS in trigeminal subnucleus caudalis neuron can be induced through mitochondrial-ROS pathway, primarily by the leakage of ROS from the mitochondrial electron transport chain.

한국 및 그 인근에 서식하는 매미나방의 개체군 구조 분석을 수행하였다. 한국 및 러시아의 33개 지역 중 샘플이 채집된 32개 지역 960 개체를 대상으로 COI gene 서열을 분석하였으며, 이 중 서열이 확보된 906개체(n=20~30)를 이용하여 개체군 구조를 분석하였다. 그 결과, 전체 개체에 대한 haplotype diversity는 0.6774±0.0144으로 나타났는데, 33번 지역(러시아)이 0.3034 ± 0.1041로 가장 낮았고, 25번 지역이 0.8128±0.0648로 가장 높았다. 전체 개체에 대한 nucleotide diversity는 0.016701±0.012517로 나타났는데, 2번 지역이 0.005875±0.006619로 가장 낮았고, 25번 지역이 0.027003±0.018376으로 가장 높았다. Fst pairwise distance를 이용한 개체군 구조 분석 결과, 러시아를 비롯한 한국 내 분포하는 매미나방은 2개의 계통이 존재하는 것으로 나타났으며, 이에 대한 F-statistic value는 계통 간(Fct)에는 0.27066 (P=0.00000), 각 계통 내의 개체군 간(Fsc)에는 0.01174 (P=0.00489), 전체 개체군 간(Fst)에는 0.27922 (P=0.00000)으로 나타나 각 계통 간의 유전적 격리가 있음을 확인할 수 있었다. Median joining network에서도 한국의 남부지역에서만 나타나는 haplotype이 확인되었다. 이로 볼 때, 한국 내로의 매미나방 개체군의 형성은 크게 2가지 경로로 이루어진 것으로 사료되었다. mismatch analysis를 통해 각 계통에 대한 demographic history를 추론하였다. 그 결과, 러시아를 비롯한 한국 중부 지역의 개체군은 약 35,000년 전(34,782 (18826~54652) generation time)에 sudden expansion이 있었던 것으로 나타났으며, 지리적 거리와 유전적 거리의 상관관계를 나타내는 mentel's test에서도 지리적 거리가 증가함에 따라 유전적 거리도 증가하는 것으로 나타났다. 남부 지역 개체군은 약 48,000년 전(47,826 (35,478~66,652) generation time)에 확산이 일어난 것으로 나타났다. 다만, 남부지역 개체군의 경우, mentel's test에서 지리적 거리와 유전적 거리의 상관관계가 반비례하는 것으로 나타났으며, 남부지역에만 나타나는 haplotype은 NCBI GenBank Blast search 결과, 한국 내에만 분포하는 유전자형으로 나타나 유전적 병목현상이 발생했을 가능성이 있을 것으로 추론되었다. 그러나 이에 대한 분석은 추후 Mitochondrial control region이나 Microsatellite loci의 분석을 통해 확증할 예정이다. 결과적으로 한국 및 인근 지역의 매미나방 개체군 구조 분석을 통해 지역 개체군간의 관계를 밝힘과 분산에 대한 가설을 제공함으로서 유사한 양상을 나타내는 곤충 종에 대한 한국 내에서의 개체군 형성 모델을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

The mitochondrial COI gene has often been utilized as a molecular marker for species identification. However, it has sometimes caused misidentification for some pairs of closely related species. For detecting complementary barcoding loci, we first screened candidate genes by calculating genetic distances within and between species based on 542 sequences collected from the Genbank by using aphids of the Eriosomatini as an example. Of eight genes analyzed, we selected the ATP6 and ATP8 genes, which exhibited lower intraspecific and higher interspecific genetic divergences than did the COI gene. Secondly, we tested the usefulness of these genes by calculating genetic distances between all the combinations of 44 individuals of 23 eriosomatine species for each of the ATP6, ATP8, and COI genes. In the ATP8 gene, the average intraspecific divergence was lowest (0.6%) and the average interspecific divergence was highest (14.7%). The ATP8 gene evolved more rapidly than did the COI gene if genetic divergence between individuals was sufficiently large, whereas it evolved more slowly than did COI if genetic divergence was less than a threshold (1% in COI distance). As a result, species with intraspecific variation in COI and ATP6 exhibited no genetic variation in ATP8. The pattern of genetic divergence in ATP8 well accorded with the pattern of species delimitation in the present taxonomic system. Thus, we conclude that the use of the ATP8 gene in DNA barcoding could improve the accuracy of species identification in the Eriosomatini and possibly other insect groups.

Psyllids are a serious pests of pears cultivated in temperate and subtropical regions. Pear psyllids are a member of the large genus Cacopsylla (Psyllidae: Psyllinae). Among the 28 psyllid species that infect pear trees, Cacopsylla chinensis (Yang and Li, 1981) is considered the most harmful. Recently, we found new pear psyllid pest affected Korean pear (Pyrus pyrifolia var. culta) orchards. The psyllid is morphologically identical to C. chinensis and is herein reported as a new record. In this study, we conducted DNA sequence analysis of the mitochondrial cytochrome oxidase I-leucine tRNA-cytochrome oxidase II (COI-tRNALeu-COII) and 16S rDNA regions to demonstrate the phylogenetic relationships among C. chinensis from pear orchards in Korea, and those recorded from China, Taiwan and Japan. The sequence of the COI-tRNALeu-COII and 16s rDNA regions were equivalent from Korea. Comparison of nucleotide sequences and phylogenetic analysis differentiated Korean psyllids from the Chinese and Taiwanese C. chinensis, but Korean and Japanese psyllids were closely related. The results suggest that Korean and Japanese C. chinensis are genetically homologous. It is presumable that these individuals descended from a single colony that was probably introduced recently.

The primary objective of the present study is the characterization of the hybrids of dikaryon-monokaryon(di-mono) and monokaryon-monokaryon(mono-mono) crosses in mushroom breeding. We employed this technique for developing develop superior species from Pleurotus spp. varieties with 56 Di-mono intraspecific hybrids of 14 combinations and 85 mono-mono intraspecific hybrids of 7 combinations between six Pleurotus ostreatus varieties and one Pleurotus florida variety. In this study, the results of analysis on hybridization rate, nuclear and mitochondrial DNA patterns, and colors and yields of fruit-bodies, are presented as follows. In di-mono crosses, hybrids between Pleurotus ostreatus and Pleurotus florida showed 100% of crossability as seen in those between Pleurotus ostreatus and Pleurotus ostreatus indicating that nuclei and mitochondria of a dikaryon migrated to a recipient of monokaryon. The mitochondrial DNA patterns of the hybrid strain were composed of 75% dikaryon donors and 25% monokaryon recipient. The crossability between mono-mono crossing ranges between 50 and 93.75%. 82.4% of the hybrid strain showed mitochondrial DNA patterns predominated by either parent, while the remaining 17.6% had recombinant or half-and-half combined patterns of both parents.

노랑부리백로(Egretta eulophotes)는 천연기념물 제 361 호이며, 멸종위기 Ⅰ급으로 등록 되어 있다. 국제적 희귀종 으로 IUCN의 Redlist에 취약종(Vulnerable: VU)이며, 야생 에서 2,500개체 미만만이 남은 것으로 알려져 있다. 국내에 서 노랑부리백로 집단번식지는 1987년 신도에서 최초 발견 되어 천연기념물 360호로 지정받았고, 1991년 약 400여 둥 지가 관찰되었으나, 이후 인위적 방해요인으로 인접 섬으로 이동하여 신도에는 현재 번식하지 않는다. 최근 노랑부리백 로의 번식이 확인된 곳은 천연기념물로 지정되어 보호받는 영광군 칠산도(제 389호), 연평도, 구지도, 서만도, 황서도, 보령의 목도 등이 있다. 노랑부리백로는 서해안 무인도서에 서 집단으로 번식하고 있고, 전 세계 최대 번식집단을 형성 하고 있다. 한편, 노랑부리백로와 같이 무인도서에 서식하는 종은 외 부 위협 요인에 쉽게 취약하거나 교란될 수 있고, 괭이갈매 기와 같이 무인도서내 집단번식의 확산은 서식지 감소로 이어져 멸종위기로 이어지고 있다. 이러한 점 때문에 종의 개체군 구조, 유전적 다양성, 소수개체군의 유전자 관리에 대한 분자생물학적 연구 방법은 노랑부리백로와 같이 무인 도서에서 집단으로 번식하는 멸종위기종의 보전에 중요한 정보와 기초자료를 제공할 수 있다. 본 논문은 노랑부리백로 서식지의 개체군 조사와 더불어 NGS(Next Generation Sequencing)의 빠른 분석기법을 이 용하여 노랑부리백로의 미토콘드리아 유전체 분석과 계통 분류를 수행하고 근연종과의 비교를 통해 종 다양성 및 개 체군 보전을 위한 기초자료로 이용하고자 한다. 노랑부리백로 번식 및 서식현황을 파악하기 위해 문화재 청의 허가를 받고, 번식 및 서식 피해를 최소화하면서 번식 지내 노랑부리백로 43개체의 혈액, 조직(사체), 알껍질 등에 서 유전자원을 확보하였다. 이후 DNA 추출 후 QC테스트 한 총 18개체의 유전자원 샘플로 2개의 primer set을 제작하 고 PCR 증폭을 진행한 후 100bp 이상 조각으로 해독하여, 약 1.2Gb의 미토콘드리아 유전체 데이터를 생산 및 분석하 였다. 노랑부리백로의 번식현황 조사결과 전남 영광군의 칠산 도, 납대기섬, 서만도, 황서도, 보령의 목도(나무섬) 등에서 번식이 확인되었다. 하지만 기존 번식지이었던 신도, 구지 도, 비도, 예도 등에서는 번식을 확인할 수 없었다. 최근 10년간 노랑부리백로의 둥지 수 변화를 보면 2004년 674개 의 둥지에서 2006년 461개, 2008년 524개의 둥지로 감소하 였다가 2010년 696개로 증가한 후, 본 조사인 2013년에는 367개로 감소하였는데, 이는 구지도의 번식 집단이 사라졌 고, 서만도와 황서도의 개체군이 감소한 결과로 판단된다. NGS로 생산된 데이터를 기 보고된 노랑부리백로의 reference sequence에 BWA 프로그램을 이용하여 align을 수행하였으며, samtools를 이용하여 각 샘플별 미토콘드리 아 서열을 생산하였다. 전체 미토콘드리아 서열을 비교해본 결과, 총 87개의 위치에서 다형성(polymorphism)이 발견되 었으며, 대부분이 D-loop(Control region)에 모여 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 기 보고된 중국의 노랑부리백로 데이터와 비교한 결과, 새로운 두 개의 Haplotype이 한국 노랑부리백로에 있음을 확인하였다. 미토콘드리아의 유전 자 다양성을 측정하기 위해 기 보고된 중국의 노랑부리백로 데이터의 미토콘드리아 서열 중 D-loop 영역의 일부를 DnaSP 프로그램을 이용하여 비교하였다. Haplotype/Nucleotide diversity를 계산한 결과 각각 0.956, 0.00908을 얻었고, 중국의 노랑부리백로(Haplotype diversity: 0.920, Nucleotide diversity: 0.00878)에 비해 높게 나타났다. Tajima's D test를 통해 한국에 번식하는 노랑부리백로의 미토콘드리아 control region에 선택압 (selection pressure)이 없다는 결과도 확인할 수 있었다.한국과 중국에 서식하는 노랑부리백로의 지리적 변이를 확인하기 위하여, Arlequin을 통해 AMOVA (Analysis of Molecular Variance)를 진행하였으며, Haplotype frequency를 이용하였을 때 약 2.27 %의 variation 차이가 있음을 확인할 수 있었으며, Genetic distance를 이용하였을 때는 유의한 값 을 얻을 수 없었다. 또한 번식지별로 개체군간 차이가 있는 지 확인해보았으나, 샘플의 수가 적어 통계적으로 유의한 값이 도출되지 않았다. 노랑부리백로의 번식지별 개체군간 의 비교와 새롭게 발견된 Haplotype의 분석을 위하여 RAxML을 이용하여 계통도 분석을 한 결과, 특별하게 번식 지별로 클러스터링(clustering) 되지 않아 번식지별 차이가 없었다. 한편, KHap1, KHap2는 이번 연구에서 새롭게 발견된 Haplotype으로서 기 보고된 중국의 노랑부리백로 Haplotype 과 클러스터링이 되는 것을 확인하였다. 이는 국내 번식하는 노랑부리백로 집단이 중국에서 번식하는 집단과 유전적 교 류가 있다고 판단되며, 번식시기보다는 월동지인 동남아시 아 등지에서 모여 집단 월동할 가능성이 있다. 향후, 노랑부 리백로 mtDNA와 STR genotyping의 분석을 추가적으로 수 행하여 한국에서 번식하는 노랑부리백로의 유전자 다양도 와 계통분석을 심층적으로 수행할 필요가 있다.

The spotted-wing drosophila (SWD), Drosophila suzukii (Diptera: Drosophilidae), was originally observed in a few Asian countries, but is now found even in North America and Europe. Genetic information on geographic variation and relationship may broaden our understanding of origin and migration. As a first step, in this study, a portion of mitochondrial COI gene was sequenced to understand genetic relationship and diversity in Korea. Sequencing of 104 individuals provided 57 haplotypes, with the maximum sequence divergence of 1.5%, suggesting high haplotype diversity and moderate sequence divergence. Comparison to GenBankregistered D. suzukii haplotypes (possibly from Spain, Portugal, USA) has shown 100% sequence identity to most of the haplotypes found in this study, but two USA sequences were found to be independent haplotypes, with the sequence divergence ranging from 0.5% ~ 1.4% from our samples in the 553-bp comparison. Phylogenetically, no separable group was found, but, population genetically, the only Chinese population, Sandong, was significantly differentiated (p < 0.05) from all Korean populations, without sharing any haplotype. Among 28 pairwise comparisons of Korean populations only two comparisons showed a significant genetic differentiation, indicating that no population in Korea is completely isolated. Geographically, one haplotype (SWDBA06) was relatively widespread (five among nine localities) and a few haplotypes were found in more than one locality, but most haplotypes were restricted in a locality as a single individual. Overall, high rate of per generation female migration (Nm = 0.75 ~ infinite) and low level of geographic separation (FST=0~0.40) among localities were characteristic. Current data is limited mainly to Korean localities, thus, an expanded study may provide further scrutinized analysis for the fly.

The sister relationship between Trichoptera and Lepidoptera has often been supported in a diverse study, but mitochondrial genomes (mitogenomes) based lepidopteran phylogenetic studies have never utilized Trichoptera as outgroup mainly due to unavailability. Therefore, the effect of alternatives that were previously used (e.g., Diptera, Hymenoptera, and Orthoptera) or Trichoptera as outgroups on the lepidopteran phylogeny remained unknown. In this study, we sequenced three complete mitogenomes of Trichoptera belonging to two suborders and characterized the genomic features of Trichoptera and tested the outgroup effect for lepidopteran phylogeny. The 15,208 ~ 15,285-bp long caddisfly mitogenomes harbor gene content typical of the animal mitogenomes. The orientation and gene order of the three species belonging to the suborder Integripalpia was identical to that of the most common type that has been hypothesized as ancestral for insects, but Cheumatopsyche brevilineata belonging to another suborder Annulipalpia has rearranged QIM, all encoded in forward direction between the A+T-rich region and ND2, instead of the ancestral IQM, with Q inverted. Further, the annulipalpian species had a typical start codon ATG, instead of CGA that are commonly found in other trichopteran species and majority of Lepidoptera. Phylogenetic analysis with different outgroups (Diptera, Hymenoptera, and Orthoptera, Coleoptera, and Trichoptera) and 115 lepidopteran mitogenomes has shown insensitivity either with Trichoptera, Diptera, or Coleoptera, but artificial grouping and lowered nodal support were found with Hymenoptera. The Trichoptera-based consensus topology were: (((((((Bombycoidea + Noctuoidea) + Pyraloidea) + Papilionoidea) + Cossoidea) + Tortricoidea) + Yponomeutoidea) + Hepialoidea).

The phylogenetic relationships of species and genera in the subfamily Nymphalinae from Myanmar were inferred using mtDNA sequence data from 608 bp of cytochrome oxidase subunit I (COI). A total of 20 species in 10 genera were sequenced and used to construct phylogenetic trees. The base composition of COI sequences was 38.1% T, 15.6% C, 31.6% A, 14.7% G, revealing strong AT bias (69.7%). The sequence distance of 20 species of Nymphalinae ranged from 1.5% to 15.5%. The transition of nucleotide substitution was more common than transversion. The transition between T and C were higher than transition between A and G, and the transversion between A and T was the highest amongst other types of transversion. The phylogenetic trees were constructed using the neighbor-joining (NJ) and maximum likelihood (ML) methods and showed almost identical topologies. The results indicated that the tribes Junoniini and Nymphalini (sensu Wahlberg et al., 2005) formed monophyletic groups but Kallimini was not monophyletic group. Rhinoplapa polynice formed sister group to Junoniini clade with moderate support in both trees. The relationship of species in Junoniini was ((Junonia + Yoma) + Hypolimnas) and the relationship in Nymphalini was (Symbrenthia + (Vanessa + (Kaniska + Polygonia))). The clustering results were almost identical to current morphological classification.

The mulberry white caterpillar, Rondotia menciana, belongs to the lepidopteran family Bombycidae, in which the domestic silkworm, Bombyx mori is included. In this study, we describe the complete mitochondrial genome (mitogenome) sequences of the species in terms of general genomic features and characteristic features found in the A+T-rich region. The 15,364-bp long genome consisted of a typical set of genes (13 protein-coding genes, two rRNA genes and 22 tRNA genes) and one major non-coding A+T-rich region, with the typical arrangement found in Lepidoptera. Twelve of the 13 PCGs start with typical ATN codons, except for the COI, which begins with CGA. Twelve of the 13 PCGs have complete stop codon, except for COII, which ends up with a single T. The 360-bp long A+T-rich region harbored the conserved sequence blocks that are typically found in lepidopteran insects. Additionally, the A+T-rich region of R. menciana contained one tRNAMet-like structure, which has a proper anticodon and secondary structure.

We newly sequenced mitogenomes of five skippers belonging to Lepidoptera to obtain further insight into characteristics of butterfly mitogenomes and performed phylogenetic reconstruction using all available gene sequences (PCGs, rRNAs, and tRNAs) from 85 species in 19 families in eight superfamilies. The general genomic features found in the butterflies also were found in the five skippers: a high A/T composition (79.3% - 80.9%), dominant usage of TAA stop codon, similar skewness pattern in various levels, consistently long intergenic spacer sequence between tRNAGln - ND2 (64-87 bp), the ATACTAA motif betweent RNASer(UCN) and ND1, and characteristic features of the A+T-rich region (the motif ATAGA, varying length of poly-T stretch, and poly-A stretch). The start codon for COI was CGA in four skippers as typical, but Lobocla bifasciatus evidently possessed canonical ATG as start codon. Phylogenetic analyses mainly yielded the consensus superfamilial relationships ((((((Bombycoidea + Noctuoidea + Geometroidea) + Pyraloidea) + Papilionoidea) + Tortricoidea) + Yponomeutoidea) + Hepialoidea) with a high support for most nodes, confirming the validity of Macroheterocera and its sister relationship to Pyraloidea. Within Rhopalocera the familial relationships (Papilionidae + (Hesperiidae + (Pieridae + ((Lycaenidae + Riodinidae) + Nymphalidae))) were strongly supported, confirming invalidity of the superfamily Hesperioidea. On the other hand, superfamilial relationships among Noctuoidea, Geometroidea, and Bombycoidea and the familial relationships among Saturniidae, Sphingidae, and Bombycidae were dubious, requiring further representative taxon sampling.

We report the complete mitochondrial genome (mitogenome) of Apodemia mormo, which belongs to the lepidopteran family Riodinidae. The 15,262-bp long complete genome is comprised of 13 protein-coding genes, two rRNA genes, 22 tRNA genes, and one major non-coding A+T-rich region, with the arrangement typically found in majority of Lepidoptera. The genes of A. mormo are interleaved with a total of 168 bp, which are spread over 16 regions and overlap in a total of 58 bp at eight locations. All tRNAs of the A. mormo mitogenome formed typical cloverleaf structure, except for tRNASer(AGN), which formed the truncated dihydrouridine arm. COI gene started with CGA, instead of canonical ATN as seen in other Lepidoptera. The 349-bp long A+T-rich region harbored the conserved sequence blocks, such as ATAGA motif, poly-T stretch, the conserved ATTTA sequence, and microsatellite A/T repeat that are typically found in Lepidoptera, but absent for tRNA-like pseudogene.

2000년도 이후로 많은 분자 연구 논문들이 육각강에서 진행되었으며, 그 결과 방대한 양의 미토콘드리아 유전자 염기서열이 생산되었다. 본 연구에서는 2000년도부터 2009년까지 육각강에 보고된 COI 염기서열과 이들을 활용한 분자 연구 논문들을 분석하기 위하여, 58,323개의 COI 염기서열들을 바탕으로 보고된 488개의 분자 연구 논문들을 26개 목들과 사용된 COI 염기서열들의 5', 3', 중간 위치에 따라 재분류하였다. 세 지역의 COI 염기서열을 이용한 연구 논문의 수는 26개 목들에 따라 매우 다양하였다. 하지만, 7개 목들은 특정 지역의 COI 염기서열들이 선호되었음을 나타내었다. 예를 들어, 파리목과 메뚜기목에서는 5' 지역의 COI 염기서열을 사용하는 논문의 수가 가장 높았으며, 이에 반해 딱정벌레, 이목, 잠자리목, 더듬이벌레목, 대벌레목에서는 3' 지역의 COI 염기서열을 사용하는 논문의 수가 가장 높았다. 2000년 이전에 보고된 84개의 분자 연구 논문들과의 비교를 통해, 2000년부터 2009년까지 딱정벌레목, 파리목, 이목, 대벌레목에서는 1999년 이전에 각 목들에서 주로 사용되었던 COI 염기서열의 특정 지역과 같은 지역을 사용하는 경향성을 보여주었다. 본 연구는 육각강에서 2000년에서 2009년까지 보고되었던 분자 연구 논문 뿐만 아니라 이들 논문에서 사용된 COI 염기서열에 대한 전체적인 경향을 이해하는데 유용한 정보를 제공한다.

Up to now the complete mitochondrial genome (mitogenome) sequences of only three species of clitellate have been available. We have determined the complete mitogenome sequences of the elusive Burmese giant earthworm Tonoscolex birmanicus (Clitellata: Megascolecidae), which is endemic to Myanmar. The 15,170-bp long genome contains the 37 genes typical of metazoan mitogenomes [13 protein-coding genes (PCG), two rRNA genes and 22 tRNA genes] and one major non-coding region. All of the 37 genes are transcribed from the same DNA strand. The arrangement of the T. birmanicus mitogenome is identical to that of two within-ordinal species Lumbricus terrestris and Perionyx excavates. All 13 PCGs start with the ATG. For the stop codon, only six PCGs end with the TAA, whereas the remaining ones ends with the incomplete stop codon, T. Genes overlap in a total of 14 bp in five locations, and harbor a total of 16 bp of intergenic spacer sequences in nine locations.

We newly sequenced mitochondrial genomes of Spodoptera litura and Cnaphalocrocis medinalis (Lepidoptera) to obtain further insight into mitochondrial genome evolution and investigated the influence of optimal strategies on phylogenetic reconstruction of Lepidoptera. Estimation of p-distances of each mitochondrial gene for available taxonomic levels has shown the highest value in ND6, whereas the lowest values in COI and COII at the nucleotide level, suggesting different utility of each gene for different hierarchical group when individual genes are utilized for phylogenetic analysis. Phylogenetic analyses mainly yielded the relationships (((((Bombycoidea + Geometroidea) + Noctuoidea) + Pyraloidea) + Papilionoidea) + Tortricoidea), evidencing the polyphyly of Macrolepidoptera. The tests of optimality strategies, such as exclusion of third codon positions, inclusion of rRNA and tRNA genes, data partitioning, RY recoding approach, and recoding nucleotides into amino acids suggested that the majority of the strategies did not substantially alter phylogenetic topologies or nodal supports, except for some familial relationship only in the amino acid dataset.

Glyphodes quadrimaculalis (Lepidoptera: Crambidae) feed on a root tuber of Cynanchum wilfordii (Asclepiadaceae) that is one of the most famous traditional medicines in Korea. The genus Glyphodes includes ~130 species distributed worldwide, so the complete mitochondrial genome (mitogenome) would be helpful for bio-identification, biogeographic studies, and multigene-based phylogeny. The 15,255-bp long G. quadrimaculalis genome comprises 37 typical genes and one large non-coding region, with the typical arrangement found in Lepidoptera. Of the 13 protein coding genes (PCGs), 12 begin with typical start codons found in insect mitochondrial PCGs, but the COI gene starts with atypical CGA. One of the noteworthy features of the genome includes the presence of a 51-bp long non-coding space sequence located between tRNAGln and ND2 that reveals high sequence homology (71.4%) to the neighboring ND2 gene, indicating the origin of the region by partial duplication of the ND2 gene.

We present the nearly complete mitogenome sequences of the garden chafer, Polyphylla laticollis manchurica, which is listed as an endangered species in Korea. The P. l. manchurica mitogenome, which includes unfinished whole A+T-rich region and a partial srRNA was 14,473-bp long, possessing typical sets of genes (13 PCGs, 22 tRNA genes, and 2 rRNA genes). Gene arrangement of the P. l. manchurica mitogenome was identical to the common one found in the majority of insects. The 5 bp-long motif sequence (TAGTA) that has been suggested to be the possible binding site for the transcription termination peptide for the major-strand was also found in the P. l. manchurica mitogenome between tRNASer(UCN) and ND1. As has been previously determined, the high A/T content was unanimously observed in P. l. manchurica in terms of A/T bias in the third codon position (73.5%) compared with the first (66.4%) and second codon position (66.2%), and a high frequency of A/T-containing codons (a total of 28.22% for TTA, ATT, TTT, and ATA). The PCGs encoded in major-strands are slightly T-skewed, whereas those of the minor-strand are A-skewed, indicating strand asymmetry in nucleotide composition in the Coleoptera including P. l. manchurica.

We sequenced 17,329 bp of mitochondrial genome (mitogenome) of the black dwarf honey bee, Apis andreniformis (Hymenoptera: Apidae), that lacks ~200 bp of the A+T-rich region for the completion of the genomic sequence. The gene arrangement of A. andreniformis mitogenome is identical to that of A. cerana. However, the genome contains 5 additional tRNALeu(CUN) located 4 copies between tRNAMet and tRNAGln, and 1 copy between tRNAGln and tRNAAla, along with the typical sets of genes (13 protein-coding genes, 22 tRNAs, and 2 rRNAs) including regular tRNALeu(CUN) and the A+T-rich region (at least 923 bp). Only 1 copy of tRNALeu(CUN) differed by 1 bp from other 4 copies of tRNALeu(CUN). Each additional tRNALeu(CUN) is followed by nearly identical 68-bp long repeat sequence (95.6% identity). All 13 protein coding genes have typical start codons found in insect mitochondrial PCGs (2 ATA, 9 ATT, and 2 ATG).

남생이(Mauremys reevesii)는 거북목 남생이과의 담수환 경에 서식하는 동물로서, 우리나라의 멸종위기야생동․식물 II급 및 천연기념물 453호로 지정되어 보호 받고 있다. 환경 부, 국립공원관리공단 및 지자체 등에서 남생이 복원 사업 이 진행되고 있지만, 남생이의 서식현황, 행동권 연구 등 기초적인 생태, 행동에 관한 연구는 일부 수행되고 있으나, 복원사업의 토대인 유전적 계통분류에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구는 우리나라 남생이의 계통분류학적 위치 를 정립하고 복원사업의 토대를 마련하고자 국내에서 2개 지 역에서 포획된 남생이(n=2)를 대상으로 mtDNA cytochrome b 유전자 분석을 수행하였다. 남생이의 분포는 한반도, 중국 지역이며, 최근에는 대만, 홍콩, 일본, 인도네시아, 팔라우, 티모르섬에 인위적 도입으로 인한 자연 내 집단이 형성되어 있다. 일본에 서식하는 남생이는 도입종으로서 현재 일본 남 부 지방에 산재하여 서식하고 있으며, 18c 후반 한국에서 도입 된 것으로 추정되고 있다. 현재 남생이과(family Mauremys) 의 6종은 M. annamensis, M. japonica, M. mutica. M. nigricans, M. reevesii, M. sinensis이며 이들 6종간 서식처 의 유사성과 사람에 의한 인위적 도입에 따른 혼재에 의해 타종간 교배가 비교적 자유롭게 이루어지고 있어 한국에 서식하는 남생이의 유전자 분석을 통한 계통학적 위치 및 유전자 다양성의 파악이 필요하다. DNA 염기서열 분석은 많은 동물군의 계통관계 재검토 및 종과 유전자 보전을 위한 보전생물학의 연구에 중요한 자료가 되며, 미토콘드리아 DNA는 근연한 분류군이나 개 체군 내의 다양성 연구에 적합한 마커로 사용되고 있다. 본 연구에서는 한국에 서식하는 남생이의 분류학적 위치를 확 인하기 위해 cytochrome b 부분염기서열을 파악하였으며, Genbank의 염기서열과 비교하였다. 본 연구를 위해 전라남도 영암군 군서면 도갑면 도갑저수 지에서 포획된 1개체와 경상남도 산청군에서 포획된 1개체 총 2개체의 혈액 샘플에서 total DNA를 추출하였으며, PCR을 위한 primer로는 mtA, H15906을 사용하였고, PCR 조건은 40cycle, 95℃ 1min, 50℃, 72℃ 2min으로 수행하 였으며 ABI3730XL에 의해 980bp의 염기서열을 얻었다. 남생이의 타종간 교배를 확인하기 위 해 Genbank에 있는 남생이 속 내 다른 5종의 염기서열(M. annamensis (AY434564), M. japonica (AB559253), M. mutica (AY434628), M. nigricans (AJ519500), M. sinensis(AY434615))과 비교하 였다. Outgroup은 Cuora aurocapitata를 사용하였다. 염기 서열 alignment, 변이 사이트의 확인, 모델 선택, phylogenetic tree 구성을 위해 Mega5.2의 Jukes-Cantor (JC) 모델을 사 용하여 neighbor-joining tree를 만들어 비교 하였다. 남생이의 cytochrome b 960bp 결과와 Genbank에 있는 남생이 cytochrome b 960bp를 발췌해 함께 분석 한 결과 남생이 종 내의 변이 사이트는 총 13사이트 발견되었다. neighbor-joinging tree 결과 총 3clade로 나타났으며, 도갑 저수지의 1개체는 Gp1에 속하는 것으로, 경남 산청군의 1 개체는 Gp2에 속하는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 나타난 3clade의 확인을 위해서 suzuki등이 2011에 발표한 논문과 비교한 결과 한국 서천에서 채집된 개체가 포함된 한반도 그룹에 도갑저수지의 개체가 포함되 는 것으로 나타났고, 경남 산청의 개체는 중국 그룹에 포함 되는 것으로 확인되었다. 본 연구의 도갑저수지 개체가 한 반도 그룹에 포함되어 한반도 고유종으로 판단할 수 있는 토대를 마련하였지만 샘플 수가 많지 않아 향후 한반도의 고유종에 대한 분류학적 위치를 조명하기 위해서는 남생이 샘플의 추가 확보는 물론 한국 내 권역별 샘플 확보와 더불 어 더 많은 마커의 분석이 필요할 것으로 판단된다.