우리나라는 벼 재배를 위한 관개 시설이 비교적 잘 확보되어 염에 의한 피해가 적으나, 간척지를 비롯한 염 토양에서는 복합적 요인에 의해 벼 생육이 저해되므로 내염성 벼의 개발이 필요하다. 본 연구는 자포니카 벼로의 내염성 유전자 도입시 동반되는 열악형질을 최소화하기 위한 초정밀 분자표지 개발을 위해 기존에 보고된, Saltol QTL 분자표지의 이용 가능성을 검토하였다. 본 연구의 결과를 통해 1. 유묘 내염성 반복실험 및 정밀 검정을 통해 내염성이 안정적인 계통을 선발하였다. 2. HR28867/Pokkali와 조평/Saltol STL의 조합에서 SKC1 등 4 개(SKC1, RM10748, RM10793, RM7075)의 분자표지가 표현형과 유전자형이 일치하였으며, 분자표지 Pect4는 HR28867/ Pokkali의 조합에서만 일치하는 것으로 확인되었다. 본 연구의 결과는 자포니카 벼로의 내염성 유전자 도입에 필요한 초정밀 분자표지 개발의 기초 자료로 이용될 것이며, 향후 내염성 벼 육성을 통한 간척지 토지 이용 효율을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.

본 연구는 PCR 기반 RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism; 제한절편 길이 다형성) 분자기법을 활용하여 난 및 치어 대상 납자루아과 어류 3종의 동정을 좀 더 빠르고 정확하게 파악하고 납자루아과 어류의 종별 산란양상 및 번식생태 이해에 대한 기여가 목적이다. 본 연구를 위해 기존 선행된 문헌자료를 확인하고 납자루아과 어류가 2종 이상 동서하고 있는 지역을 확인하여 현지조사를 수행하였다. 현지조사 결과 확인된 납자루아과 어류는 묵납자루 (Acheilognathus signifer), 줄납자루 (A. yamatsutae) 및 각시붕어 (Rhodeus uyekii)로 총 3종이 확인되었으며, 확인된 납자루아과 어류와 동서하고 있는 숙주조개 (작은말조개; Unio douglasiae sinuolatus)를 채집하여 숙주조개 속 납자루아과 어류의 난 및 치어를 확보하였다. 현지조사 결과 확인된 납자루아과 어류 3종을 대상으로 미토콘드리아 DNA COI과 cyt b 유전자 염기서열을 비교하여 각각 종별로 특이성을 지닌 부위 (단일염기변이; Single Nucleotide Variation: SNV)에 맞는 제한효소를 선정하였고, 숙주조개 속 난 및 치어를 대상으로 genomic DNA를 추출하여 PCR-RFLP 실험을 수행한 결과 현지조사 시 확인된 납자루아과 어류 3종의 독특한 제한절편 길이 양상을 전기영동을 통하여 확인하였다. 본 연구를 통해 묵납자루, 줄납자루 및 각시붕어의 종을 판별할 수 있는 RFLP 마커를 개발하였으며, 숙주조개 난 및 치어를 대상으로 정확한 종의 동정을 보다 빠르고 효과적으로 수행하여 각각 납자루아과 종별 산란양상을 보다 정확히 규명하고 향후 이들 자연개체군의 효과적인 유지, 관리 및 보전 방법 개발에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

The mushroom species Cordyceps militaris has been studied and cultivated as a medicinal mushroom due to its multiple valuable biological and pharmaceutical activities. For breeding new strains of C. militaris, multiplex PCR assays were performed using primers specific for its mating type genes, MAT1-1 and MAT1-2. Mating types and mating status were confirmed, as evidenced by DNA bands at 233-bp and 191-bp for MAT1-1 and MAT1-2 respectively. The novel 'Dowonhongcho 2ho’ was developed through mating; they were found to possess high-quality fruiting bodies when grown in artificial media. The stromata of the new strain were club-shaped, with a bright orange-red color, and measured 7.1 cm in length. They had an average cordycepin content of 0.33%. Compared to 'Dowonhongcho,' the new strain had a 7% higher yield, as well as firm fruiting bodies. The optimum temperature for mycelial growth was 20~25°C, and the optimum temperature for stroma development was 18~22 °C. The fruiting bodies developed after 49.1 days from inoculation. The use of mating type molecular markers improved the breeding efficiency of the new strain 'Dowonhongcho 2ho.’ Thus, they may be valuable for artificial cultivation and industrial-scale production of C. militaris with excellent characteristics.

애무늬고리장님노린재(Apolygus spinolae)와 초록장님노린재(Apolygus lucorum)는 우리나라에서 중요한 농업해충으로 알려져 있다. 이 2종은 외형과 크기가 비슷하고 종내 개체변이 때문에 형태적 특징으로 동정하는 것이 어려워 이들의 기주와 생태적 특성을 파악하기가 어려운 실정이었다. 우리는 애무늬고리장님노린재와 초록장님노린재의 유전자 정보를 기초로 이들의 동정을 위한 분자마커들을 개발하였고, 이것을 이용하여 다양한 식물에서 채집된 유충의 종을 동정하였다. 그 결과 포도, 매실, 대추, 배, 목화 등 농작물을 가해하는 유충은 모두 애무늬고리장님노린재인 것으로 조사되었다. 그러나 농작물 주변에 자생하고 있는 쑥, 망초, 돼지감자, 달맞이꽃에서는 애무늬고리장님노린재와 초록장님노린재 유충이 모두 발견되었으며 발생 밀도는 채집시기에 따라 큰 차이가 있었다. 잡초들의 생육초기에는 주로 초록장님노린재가 발견되었으나, 생육중기에는 2종이 동시에 발생하다가 생육후기에는 애무늬고리장님노린재의 발생이 더 많았다. 이와 같이, 주요 농작물에 피해를 주는 종은 애무늬고리장님노린재이며, 이 종은 농작물의 어린 조직이 없는 생육 중기부터는 주변에 자생하는 잡초로 이동하여 번식하는 것으로 보인다. 반면에 초록장님노린재는 농작물에 피해를 거의 주지 않고 대부분 잡초에서만 서식하기 때문에 농업적으로 중요하게 다룰 필요가 없을 것으로 생각된다.

The integrative approach for ecological stream health assessments was applied to a stream ecosystem using a multi-level organization from molecular level of biomarkers to community levels of bioindicators along with analysis of physical and chemical stressors. Water quality parameters of BOD, COD, TN, and TP etc were measured and physical habitat health, based on Qualitative habitat Evaluation Index (QHEI) model were analyzed. Also, Ecological stream health model, based on index of biological integrity (IBI) by fish assemblage, was developed for regional assessments and then applied to the stream. Six metric attributes of original 11 metrics were modified for a development of the model. Biomarkers of comet assay, blood chemistry, physiological parameters, and bioindicators such as organismal-, population-, community- level parameters were evaluated in this study along with eco-toxicity tests. Some stations impaired (stressed) in terms of stream health were identified by the IBI approach and also major key stressors affecting the health were identified using BOD, TN, TP, physical habitat evaluation, and eco-toxicity tests. The assessment approach of integrative ecological stream health would be used as a key tool for ecological restorations and species conservations in the degraded stream ecosystems and applied for elucidating major causes of ecological disturbances. Ultimately, this approach provides us an effective management strategy of stream ecosystems through establishments of ecological networks in various watersheds. This research was supported by Basic Science Research Program through the National Research Foundation of Korea (NRF) funded by the Ministry of Education (No. 2013R1A1A4A01012939).

최근 가축의 유전적 다양성 유지 및 식량 안보에 있어서 재래품종의 중요성은 점차 증대되고 있다. 제주흑우는 멸종위험에 처한 품종이며, 2013년 7월 문화재청에 의해 천연기념물 제546호로 지정되었다. 본 연구의 목적은 제주흑우(124두)의 유전적 다양성, 유연관계 및 유전적 구조의 평가이며, 그 비교 대상으로 한우(128두) 및 외래품종 홀스타인(73두)을 공시하였다. 분자유전학적 특성을 평가하기 위해 11개 초위성체 마커(BM1824, BM2113, ETH10, ETH225, ETH3, INRA23, SPS115, TGLA122, TGLA126, TGLA227, TGLA53)의 대립유전자형을 분석하였으며, 그 결과를 토대로 유전적 다양성 지수들을 산출하였다. 품종별 평균 기대이형접합도(HExp)는 0.605-0.738, 관측이형접합도(HOsb)는 0.667-0.747 그리고 다형정보지수(PIC)는 0.644-0.773의 범위를 보였다. 특히, 제주흑우의 유전적 다양성 지수는 가장 낮은 결과를 보였다. STRUCTURE를 이용한 군락 분석 결과 유전적으로 3개의 군락으로 구분되었으며, 주성성분분석(PCA) 결과 또한 3개의 군집으로 분류됨을 확인하였다. 따라서 본 연구의 결과는 제주흑우의 유전적 고유성 및 유전자원으로써 가치 판단을 위한 과학적 근거가 될 것으로 사료된다.

종의장거리산포는집단의확산과집단간개체의흐름에중요한역할을한다. 본연구는독도에서발견된식물을형태학적특징과핵및엽록체DNA의분자마커를이용하여종을식별한결과, 참빗살나무(노박덩굴과)로확인되었다. 얕은토양층과험준한지형등입지적으로열악한대양섬인독도에서목본의분포는의미있는결과이며, 향후외부유입종의지속적인모니터링이요구된다.

느타리버섯은 자웅이주성으로 4극성 교배형을 갖는다. 이러한 특징 때문에 품종 개발에 있어서 많 은 노력과 시간을 필요로 하고 있다. 육종방법은 보편적으로 단핵균주를 이용한 교잡방법 (Mon-Mon)과 Di-Mon법을 이용하고 있으나 최근에는 교잡효율이 높은 Di-Mon 법을 느타리버섯 의 육성에 많이 이용되고 있다. 또한 느타리버섯에서 육종효율 증진방안으로 미토콘드리아 마커를 개발하여 품종구분에도 이용하고 있다. 본 실험에서는 세포질전환 균주를 만들기위해 이러한 분자 마커와 Di-Mon 교배법으로 세포질전환균주를 만들었다. 우성 먼저 느타리버섯 수한3호와 흑변이체 의 교잡종인 ‘다굴’의 이핵균주에 수한1호의 단핵균주와 교잡하여 220여개의 교잡주를 얻었다. 여기 에 1차로 미토콘드리아 microsatellite DNA 마커 (MtPO1)를 이용하여 단핵균주 수한1호의 미토콘 드리아 밴드를 형성하는 교잡주 86개를 획득하였다. 이 중에서 URP 프라이머를 이용하여 ‘다굴’의 2핵균주 핵 DNA 패턴을 가진 16교잡주를 선발하였다. 선발된 16 교잡주의 자실체 특성을 조사하 였다. 이러한 방법은 많은 교잡주를 가지고 특성 검정하였던 것을 적은 교잡주를 가지고 대량으로 빠르게 검정할 수 있다.

연노랑풍뎅이(Blitopertha pallidipennis)와 등얼룩풍뎅이는(B. orientalis)는 외 부 형태는 딱지날개의 얼룩무늬의 유무, 앞가슴등판의 점각의 모양, 수컷외부생식 기의 모양으로 구별이 가능하다. 하지만, 많은 개체에서 상기의 진단형질에 변이성 이 높아 정확한 종 동정이 어려운 분류군으로 알려져 왔다. 이에 대하여 본 연구에서는 두 종의 국내·외 표본들을 수집하여 mtCOI과 Histone H3(H3), EF1-α 유전자 마커를 이용하여 분자분석을 수행하였다. 결과적 으로, 연노랑풍뎅이와 등얼룩풍뎅이 사이의 종간 염기서열 분화율은 COI에서는 4.3~7.8%, H3에서는 0.4~2.5%, EF1-α에서는 2.2~5.4%로 마커별 염기치환율은 상이하나 NJ 분석에서 각종은 뚜렷한 단계통군을 형성하여 국내에서는 동소적으 로 존재함을 재확인 할 수 있었다. 하지만, 종내 변이 수준은 등얼룩풍뎅이는 COI 에서 0~4.6%, H3에서는 0~1.2%, EF1-α에서는 0~1.5%이며, 연노랑풍뎅이는 COI 에서 0~1.5%, H3에서는 0~1.2%, EF1-α에서는 0~1.5%로 등얼룩풍뎅이의 COI에 서 4개의 서로 다른 종내 그룹을 확인할 수 있었다. 특히, 한국산 그룹들과 일본산 그룹은 2.0~3.8%의 분화율을 나타내어 각 지역집단은 아종 또는 종 수준에서 종분 화기작을 겪은 것으로 추정되었다.

국내 연노랑풍뎅이속(Blitopertha)에는 어깨무늬풍뎅이(B. conspurcata), 연노랑풍뎅이 (B. pallidipennis), 등얼룩풍뎅이(B. orientalis) 3종이 분포한다. 이 중 연노랑풍뎅이와 등얼룩풍뎅이는 외부형태가 극히 유사하고 두 종간 수컷의 교미기 형태도 변이가 심하면서 서로 이행현상을 나타내는 등 정확한 종 동정이 어려운 분류군으로 알려져 왔다. 이와 같이 형태적 분류가 어려운 종들에 대하여 형태분석과 더불어 분자분석까지 통합한 연구로 극복해 보고자 이번 연구를 시도하였다. 우선, 국내산 표본뿐 아니라 등얼룩풍뎅이의 기산지인 일본표본과 연노랑풍뎅이의 기산지인 극동 러시아 표본들을 포함하여 mtCOI과 Histone H3 마커를 이용한 분자분석을 수행하였다. 그 결과, 두 종은 뚜렷이 분화된 종으로 진단되었으나, 등얼룩풍뎅이 계열에서 제3의 새로운 종이 국내에 존재하는 것으로 추정되었다. 아울러 분자 분석된 표본의 분포를 보면, 두 종은 동소적으로 혼재된 분포를 보이는 것으로 나타났다.

해충 개체군의 생태적 특성들에 관한 논의들은 생물적, 무생물적 요소들과 관련지어 개체들의 시간적 공간적 점유 밀도 자료를 기반으로 전개되어져 왔다. 최근에는 다양한 해충 종들에 대한 풍부한 유전자 정보와 분석 관련 장비, 기술들의 비약적 발전을 바탕으로 해충 개체군의 침입, 확산, 생태적 특성들을 집단 유전학적 접근 방법으로 연구하는 것이 가능하게 되었다. 우리나라에서 벼 주요해충은 벼물바구미, 애멸구, 벼멸구, 혹명나방, 반점미 유발 노린재류 등을 들 수 있으며 이들 중 벼물바구미, 애멸구, 노린재류는 국내에서 월동이 가능하나 벼멸구, 혹명나방은 월동이 불가능한 것으로 알려져 있다. 국내 월동 가능 여부는 특정 개체군 집단의 유전학적 특성 형성에 큰 영향을 미칠 것으로 판단되는데, 특히 애멸구의 경우에는 국내에서 월동이 가능함과 동시에 중국으로부터 대량으로 비래하는 경우들이 보고되고 있어 국내 집단들 간의 집단 유전 구성이 다양할 것으로 판단된다. 따라서 본 발표에서는 이들 해충들에 대한 기존 생태 정보를 바탕으로 분자 마커를 이용하여 국내 지역 개체군의 특성 이해와 이들 해충 집단의 효율적인 중, 장기 관리 대책 수립을 위해 침입, 증식, 확산 등에 관한 자료를 집단 유전학적 관점으로 연구, 분석할 방향에 관하여 논의하고자 하였다.

본 연구에서는 서로 다른 지역에서 재배된 장뇌삼 8 품종과 밭에서 재배된 재배인삼 등 총 9개체에 대해 장 뇌삼 품종들 간의 유연관계를 분석하였다. RAPD분석에 사용한 random primer는 총 40종류(OPA 1～20, OPB 1～20)였으며, 이 중 34개가 각기 다른 지역에서 재배된 품종간의 집단을 형성하여 9개 품종간 유연관계를 밝히 는데 유용하였다. 유연관계를 분석한 결과, 홍천과 재배 인삼, 의성과 금산, 진안과 풍기와 강화, 상주와 안동 4개 의 그룹으로 구분되었으며 이는 다시 2개의 그룹「홍천- 재배인삼-의성-금산」,「풍기-강화-상주-안동」으로 구 분 되었다. 9개 지역에서 수집한 품종간의 유사도 값은 최저 0.30, 최고 0.53으로 나타났다. RAPD방법은 사용법 이 간단하고 소요시간이 적게 소요될 뿐만 아니라 적은 양의 DNA시료로도 분석이 가능한 검정법으로 형태적인 차이가 구별되지 않는 장뇌삼 품종 간의 유전적 유연관 계를 밝히는 데 유용한 방법임을 알 수 있었다. 그러나 품종별 계통유연관계를 보다 정확히 분석하기 위해서 AFLP 또는 Molecular Maker를 이용하거나 계통분류에 널리 이용되는 핵, 엽록체 DNA의 유전자 염기서열 비교 와 같은 정밀한 분자계통학적 연구가 수행되어져야 할 것으로 사료된다.

Two closely related species, the soybean podworm, Matsumuraeses phaseoli, and the podborer, M. falcana, gives differential economic damages on crops. It is difficult to discriminate these potential sympatric species by morphological characters. The goal of this study was to develop a discriminating molecular marker based on polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP). A partial genomic fragment (500 bp) of mitochondrial cytochrome oxidaseⅠ (mtCOI) was sequenced in both species, in which restriction site by Rsa I was selected as a dichotomous marker. PCR-RFLP in the mtCOI region clearly discriminated both species.

느타리버섯류(느타리와 큰느타리)는 우리나라에서 가 장 많이 생산되고 또한 수출되고 있으나 큰느타리인 경우 외국도입품종으로서 수출 시 로얄티를 지불해야 하는 실정 이다. 이에 대한 대처방법으로 국산품대체 품종을 개발하 고, 분자마커를 도입하여 수출함으로서 대체효과 뿐만아니 라 오히려 로얄티도 받을 수 있으리라 사료된다. 우리는 큰 느타리버섯의 자실체 특성을 검정하였고, 우수균주로 선발 된 큰느타리버섯을 가지고 기존의 URP 프라이머를 이용하 여 유연관계를 분석하였다. cytochrome c oxidase(cox), DNA polymerase(Dpol), RNA polymerase(Rpol), NADH dehydrogenase(nad) 및 microsatellite 등의 미토콘드리 아 유전자를 이용하여 프라이머를 디자인하여 증폭한 결과 microsatellite를 이용한 프라이머에서는 4가지 유형의 단 일밴드가 나타내어 품종 구분의 가능성을 보여주었다. 또한 cox, rpol 등에서는 특이한 밴드가 몇몇 품종에 증폭되어 나 타남으로서 육종마커로서의 이용가능성을 보여주었다.

새송이버섯은 우리나라에서 자생하지 않고 남유럽, 중 앙아시아 등에서 자생하는 외국도입 품종이지만 국내에 서 대량생산 방법이 개발되어 수출도 하는 효자 버섯으로 수출품종 대부분이 로얄티를 지불해야 하는 실정이다. 이 러한 현실을 타개하기 위해서는 품종 육성이 가장 급선 무로서 먼저 육종마커 개발이 필수적이다. 우리는 새송이 버섯의 자실체 특성을 검정하였고, 우수균주로 선발된 새 송이버섯을 가지고 기존의 URP 프라이머를 이용하여 분 석한 결과 genotype이 차이가 없어 미토콘드리아 유전 자 cytochrome c oxidase(cox), DNA polymerase(Dpol), RNA polymerase(Rpol), NADH dehydrogenase(nad) 및 microsatellite 등의 프라이머를 디자인하여 증폭한 결과 다 양한 결과가 도출되었다. microsatellite를 이용한 프라이머 에서는 4가지 유형의 밴드가 나타났으며, cox, rpol 등에서는 특이한 밴드가 증폭되어 scar마커로서 이용가능성을 보여주 었다.

느타리버섯은 우리나라에서 가장 생산량이 많은 버섯으 로 2002년 품종보호제도에 의해 가장 먼저 대상버섯으로 결정되어 현재 14개 품종이 품종보호출원 등록이 되어 있 다. 그러나 시판되고 있는 품종은 품종생산판매신고만으 로 판매가 가능하여 현재 80여 품종이 보급되고 있는데 이 중 일부는 동일한 품종이 다른 이름으로 판매되어 농가의 느타리재배에 혼선을 일으키고 있다. 따라서 본 연구에서 는 느타리버섯 품종 가운데 가장 많이 재배되는 원형, 수 한, 춘추2호에 대한 특이 분자마커를 개발하고 품종간 구 분을 위하여 RAPD를 이용하였다. 우선 공시된 79개 시판 품종을 대상으로 유사한 밴드양상을 보이는 품종을 정리 하여 18품종으로 DNA 밴드 팬턴을 검색하여 세 품종에 대한 특이밴드를 찾았다. 3가지 품종에서 타품종에 없는 특이밴드의 단편을 elusion하여 cloning하고 sequencing 하여, 그 염기서열 정보를 바탕으로 500~1,000bp 크기의 PCR 산물을 얻을 수 있도록 프라이머를 설계하였다. 이들 프라이머를 이용하여 공시품종에서 원형, 춘추2호, 수한 품종에 대한 특이밴드를 보이는 SCAR (Sequence characterized amplified region) 마커를 개발하기 위해 실 험을 수행했다. 실험에 사용된 전체 154개 random primer중에서 3개의 표준품종에만 형성되는 특이 밴드를 보인 primer는 춘추2호에서 2개, 원형에서 14개, 수한에 서 3개로 나타났다. 젤에서 추출한 특이 band의 사이즈는 700~1300bp정도였으며, 특히 원형느타리에서 특이밴드 를 보이는 primer가 많이 나타났다. 그러나 특이밴드로부 터 유래한 염기서열 정보를 바탕으로 제작된 프라이머는 대개의 경우 세 개 품종에 대한 유일하고도 명확한 단일밴 드를 보이지는 않았다. RAPD 결과에서는 random primer 종류 중에서 OPH primer가 원형느타리에서 7개의 특이밴 드를 나타내어 그 자체로 밴드 다양성이 이용될 수 있을 것 으로 생각되었다.