This study investigated the microscopic characteristics and genetic relationships of Ganoderma applanatum fruiting bodies. Basidiospores were brown, ellipsoid, and had one or two large vacuoles and a double wall. The surface of basidiospores was smooth or wrinkled and most had numerous small and shallow holes. The length and width of basidiospores of Ganoderma applanatum isolates GBGA-01, GBGA-02, ASI 50167, ASI 52821, ASI 52822, ASI 52823, and ASI 53399 were on average 7.6×4.8 mm, 7.9×4.6 mm, 7.7×4.9 mm, 8.2×5.3 mm, 7.7×5.0 mm, 8.0×4.9 mm, and 7.9×4.9 mm, respectively. In contrast, the basidiospores of Ganoderma lucidum isolate ASI 7125 were 7.7×5.2 mm. Using the universal ITS1/ITS4 primer set, the ITS region of the isolates were amplified and sequenced. The ITS sequences were very closely related to G. applantum isolate GBGA-01, GBGA-02, ASI 50167, ASI 52821, ASI 52822, ASI 52823 and ASI 53399, but were not the same species. Whereas, G. lucidum isolate ASI 7125 belongs to different group.

국내에서 유통되는 한약재 오공(蜈蚣)의 정·위품 유통 현황 파악과 유전자 감별법 개발을 위해 서로 다른 6개 유통사에서 오공으로 판매중인 전형약재를 구매하여 각 약재 포장 단위별 크기, 색깔, 무늬 등 형태적으로 차이가 있는 개체를 분류하여 국내에서 채집된 왕지네 표본 2개체를 포함 총 30개 시료를 대상으로 DNA 바코드 분석을 실시하였다. 확보한 미토콘드리아 COI 염기서열 정보와 기 등재된 NCBI GenBank 염기서열 정보를 이용하여 계통 분석을 실시한 결과, 28개 약재 시료 중 국산 및 중국산 전형약재 유통품 13 개체는 모두 대한민국약전외한약 (생약)규격집에 정품 기원종으로 수재된 Scolopendra subspinipes mutilans로 확인되었으며, 이들은 국내 채집 왕지네 개체들과 함께 하나의 단계통군을 형성하였다. 하지만 인도네시아산 전형약재 유통품 15 개체의 경우 4개의 그룹으로 구분되었는데, 그 중 3개 그룹은 S. dehaani, S. subspinipes, 그리고 명확한 종을 알 수 없는 Scolopendra sp.로 Scolopendra 속으로 확인되었고 나머지 그룹을 형성하는 한 개체는 Scolopendra 속에 속하지 않고 Rhysida singaporiensis와 89%의 유사도를 보였다. COI 바코드 분석을 통해 국내 유통되는 오공은 원산지가 한국 또는 중국인 경우 모두 정품 기원종으로 확인되었으며, 원산지가 인도네시아인 경우에는 모두 위품인 것으 로 확인되었다. 또한 위품으로 확인된 유통약재는 총 4개의 종으로 분류되었고, 대부분은 정품인 Scolopendra속 의 분류군이었으며 Rhysida속과 가까운 분류군도 오공으로 수입되어 유통되고 있는 것으로 확인되었다.

eDNA (environmental DNA)란 특정 환경에 서식하는 생물로부터 유래한 DNA를 의미한다. 환경 시료로부터 추출한 eDNA를 활용하면 해당 환경에 서식하는 생물들의 효율적이고 정확한 모 니터링을 수행할 수 있다. 해수 시료로부터 얻은 eDNA를 기반으로 해양생물 다양성 연구를 수행할 수 있다. 해수 시료를 채집하고 이로부터 eDNA를 추출한 뒤, metagenome 분석을 통 해 서식하는 해양생물의 종 동정과 다양성 분석이 가능하다. 본 리뷰에서는 이처럼 해수의 eDNA를 활용하여 해양 지역의 생물 다양성 연구를 수행하는 전체적인 과정을 제시하고 있다. 아직 국내에는 해양생물 다양성 연구를 위해 eDNA를 적용하는 방법이 보편화 되어있지 않으 며, 본 리뷰를 기반으로 이와 같은 eDNA 연구 방법을 정립하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

본 연구에서는 남극 로스해 연안에 서식하는 아델리펭귄(Pygoscelis adeliae)과 황제펭귄 (Aptenodytes forsteri)의 분변 시료를 기반으로 펭귄 장내 미생물 메타지놈 연구를 수행하였 다. Taxonomy 분석 결과, 아델리펭귄과 황제펭귄의 장내 미생물에는 주로 7개의 문(phylum), 18개의 과(family)가 존재하는 것으로 나타났다. 또한 미생물 다양성을 평가하기 위해 Alpha diversity 및 OTU abundance 분석을 수행한 결과, 전반적으로 아델리펭귄의 장내 미생물 다양 성이 황제펭귄보다 높은 것을 확인하였고, PCoA를 기반으로 한 Beta diversity 분석을 통해 두 개체군 간 장내 미생물 군집에 차이가 존재함을 확인하였다. PICRUSt를 활용한 기능적인 차원의 KEGG pathway 분석을 통해서는 아델리펭귄과 황제펭귄 시료에서 nucleoside and nucleotide biosynthesis pathway가 가장 많이 존재하는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 남극 아델리펭귄과 황제펭귄의 장내미생물 구성과 다양성을 비교분석 할 수 있었다. 본 연구 결과 는 향후 펭귄의 먹이 섭식 관련 연구에 활용될 수 있으며, 더 나아가 다양한 남극 생물의 장내 미생물 메타지놈 분석에 대한 기초가 될 수 있을 것이다.

Gut contents analysis is essential to predict the impact of organisms on food source changes due to variations of the habitat environment. Previous studies of gut content analysis have been conducted using traditional methods, such as visual observation. However, these studies are limited in analyzing food sources because of the digestive process in gut organ. DNA metabarcoding analysis is a useful method to analyze food sources by supplementing these limitations. We sampled marine fish of Pennahia argentata, Larimichthys polyactis, Crangon affinis, Loligo beka and Sepia officinalis from Gwangyang Bay and Yeosu fisheries market for analyzing gut contents by applying DNA metabarcoding analysis. 18S rRNA v9 primer was used for analyzing food source by DNA metabarcoding. Network and two-way clustering analyses characterized the relationship between organisms and food sources. As a result of comparing metabarcoding of gut contents for P. argentata between sampled from Gwangyang Bay and the fisheries market, fish and Copepoda were analyzed as common food sources. In addition, Decapoda and Copepoda were analyzed as common food sources for L. polyactis and C. affinis, respectively. Copepoda was analyzed as the primary food source for L. beka and S. officinalis. These study results demonstrated that gut contents analysis using DNA metabarcoding reflects diverse and detailed information of biological food sources in the aquatic environment. In addition, it will be possible to provide biological information in the gut to identify key food sources by applying it to the research on the food web in the ecosystem.

Research on food sources through DNA metabarcoding is being used for various organisms based on high resolution and reproducibility. In the study, we investigated the difference in food sources between pre and post-starving in the three bivalve species (Anemina acaeformis, Anodonta woodiana, and Unio douglasiae) through DNA metabarcoding using 18S rRNA V9 primer. The food source of pre-starving appeared in 87 genera, 71 families, 51 orders, 35 classes, and 22 phyla. The primary food sources were the zoo and phytoplankton, including Chlamydomonadales, Euglenales, Ploima, Sphaeropleales, and Stephanodiscales. However, all zoo and phytoplankton were not observed after starving except Schizopyrenida and Rotifera. In Levin’s niche breadth analysis, the Bi index of A. woodiana is 0.3, which was higher than A. acaeformis (0.14) and U. douglasiae (0.21), indicating that they feed on various food sources. The niche overlap of A. acaeformis was measured as 0.78 in A. woodiana, 0.7 in U. douglasiae showing a relative high value compared to other bivalves. The trophic level of A. acaeformis, A. woodiana, and U. douglasiae based on the food source information were investigated as 2.0, 2.0, and 2.5, respectively. The results of the previous study on the trophic level using stable isotopes showed 1.8 to 2.4 values were similar to the results of this study. These results suggest that DNA metabarcoding can be an effective analyzing tool for the gut content in the bivalves.

동물플랑크톤이 식물플랑크톤을 선택적으로 섭식하는 특성에 대한 이해는 수생태계 먹이사슬 내의 물질 이동에 중요하다. 하지만 해부를 통한 위내용물 추출 방법은 소형 요각류를 대상으로 적용하기에는 적절하지 않고, 유전자가 유실되거나 위내용물이 아닌 개체 외부의 유전자로 인해 오염될 가능성이 존재한다. 본 연구에서 호내 식물 플랑크톤 조성 및 기타 환경이 상이한 두 지점을 선정하여 모든 지점에서 지속적으로 출현하는 기수성 요각류인 Sinocalanus tenellus를 대상으로 위내용물의 유전자 분석을 수행하였다. 요각류 개체 외부의 DNA를 제거하는 데 2.5%로 희석한 시판용 표백제(차아염소산나트륨 5.4%) 에 2분간 처리하여 증류수로 2회 세척한 뒤 유전자를 추출하였다. 추출된 유전자는 23S rRNA을 증폭하여 서열분석을 실시하였다. Capillary sequencing 분석 결과, 원수와 처리수 및 요각류 위내용물에서 다양한 분류군 (규조강, 녹조 강, 남조강, 와편모조강, 은편모조강, 황갈조강)에 속하는 식물플랑크톤이 검출되었으며, 새만금호 내 시공간 차이에 따라 상이한 경향을 보였다. 현미경을 이용하여 동정한 식물플랑크톤 군집 조성의 경우 규조강이 우점한 반면, 동일한 원수의 유전자 분석 (capillary sequencing) 결과에서는 주로 녹조강, 남조강 및 와편모조강이 우점하여 다소 상반된 경향을 나타냈다. 본 연구에서 적용한 위내용물 분석에 특화된 외부 유전자 제거 전처리 방법은 농도와 처리시간 조절 등의 응용방법에 따라 다양한 동물플랑크톤 분류군에 적용이 가능할 것으로 사료된다.

동물플랑크톤 군집 연구에 DNA 바코딩과 같은 DNA 분 석 기법의 적용은 분류형태학을 기반으로 하는 전통적인 종 동정 시 발생할 수 있는 문제 (e.g. 개체의 표현형 가소성에 의한 오동정, 유사종 및 자매종, 유생 시기의 종 동정의 어려움)를 보완할 수 있다. 최근 DNA 시퀀싱 기술의 발전으로 다양한 수생태계의 동물플랑크톤 군집은 물론, 육안 및 현미경을 통해 구분하는 데 한계가 있는 동물플랑크톤의 위 내용물에 대한 DNA 기반 군집 분석 또한 가능하게 되었으며, 이는 동물플랑크톤의 섭식 먹이원 분석을 통한 생물학적 상호 작용을 이해를 돕는다. 본 논문은 동물플랑크톤 연구에 DNA 분석 기법이 활용된 사례 (e.g. DNA 바코딩을 이용한 계통분 류학적 연구, 메타바코딩을 이용한 군집 분석, 위 내용물 분석)를 소개하고 분석 방법을 요약하여, 최종적으로 향후 이를 활용하고자 하는 연구자들에게 연구 접근성을 높일 수 있도록 방법론적인 기초 지식을 제공하고자 하였다.

보구치는 난류성으로 전 세계적으로 널리 분포하며 해양 저층에 주로 서식하는 어종이다. 광양만에 서식하는 보구치의 미토콘드리아 DNA에서 cytochrome c oxidase subunit I (COI) 유전자를 발굴하고 해양 어류종에서의 계통유전학적인 위치를 분석하였다. 발굴된 미토콘드리아 DNA 내 605 bp COI 시컨스의 다중배열 결과 광양만 보구치들 에서는 높은 염기서열 상동성을 확인하였다 (98~100%). 하지만 광양만 내해와 외해의 어획지점에 따라 염기서 열 변이가 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 외해지점의 보구치들에서 COI 내 염기서열 변이가 높게 나타났다 (43.2~70.3%). 나아가 13종 어류의 COI 계통유전학적 분석결과 광양만 보구치는 타이완에서 보고된 보구치와 하나의 계통군 (clade)으로 묶이고 진화적 거리는 0.036으 로 나타났다. 또한 민어 (M. miiuy)와 대두이석태 (Pennahia Macrocephalus)에 속한 어종과 진화적 거리가 가까운 것으로 나타났다 (0.041~0.048). 본 연구의 결과는 국내산 보구치의 분자 계통유전학적 정보를 제공함으로 연안환경에 따른 어류자원 모니터링 및 종다양성 관리에 주요한 유전 적 자료로 활용될 것이다.