본 연구는 국내 유통 감초약재의 원산지 판별을 위해 수행되었다. 이를 위해 약재로 쓰이는 만주감초(Glycyrrhiza uralensis) 및 유럽감초(G. glabra)와 약재로 사용되지 않는 국내 자생종 개감초(G. pallidiflora) 식물의 형태적 차이 및 엽록체와 핵 DNA 구간의 염기서열의 차이를 구명하였다. 감초식물 3종의 형태적 특징을 비교한 결과, 잎과 뿌리에서 차이를 보였다. 특히 잎의 형태에 있어서 중국감초와 유럽감초는난형 혹은 타원형인 반면, 개감초는 엽장/엽폭비가 큰 피침형이었다. 또한 건조된 뿌리로 시중되는 감초 한약재의 경우, 중국산과 한국산은 백색인 반면 우즈베키스탄산은 황백색이었다.감초식물 3종을 대상으로 DNA 수준에서의 차이를 비교한 결과 rpoB2, rpoC1에서는 G. uralensis와 G. glabra가 구분되지않았으며, psbA-trnH의 경우 단 한 구간의 SNP에서 차이를 보였다. 반면 ITS2에 의해 증폭된 450bp의 염기서열을 비교한 결과, G. glabra는 98, 99, 100번째 위치에서, G. pallidiflora는 137, 161, 164, 203, 296위치에서 감초 종간판별을 위한 특이적 SNP가 확인되었다. 또한, phylogenetic tree 분석을 통해, 약재로 쓰이는 G. uralensis과 G. glabra는 약재로 쓰이지 않는 G. pallidiflora에 비하여 유전적 거리가 가까움을 확인하였다. 본 표준시료에서 얻은 결과를 유통 한약재 원산지 판별에 적용한 결과, 중국산과 한국산의 한약재는 G. uralensis와 염기서열이 일치하였고, 우즈베키스탄으로부터 수입된 한약재는 G. glabra와 염기서열이 일치됨을 확인하였다. 이에 감초의 생체 및 한약재의 원산지 판별을 위해 ITS2를 이용한 분자수준에서의 판별이 유용하다고 판단된다.

Background : Ixeris dentata is the perennial herbaceous plant in the Ixeris genera within the Compositae family. The whole plant has been used traditionally as herbal medicine. It is widely distributed in South Korea and the genetic difference among the plants harvested from different regions may differ due to the disparity in cultivation climate. Therefore, this research was performed to discriminate the I. dentata that are collected from four locations in South Korea based on sequence analysis of nrDNA-ITS region. Methods and Results : Genomic DNA was extracted from I. dentata obtained from Goesan, Dangjin, Yangpyeong, and Chuncheon. I. stonolifera was included for a comparison of genetic distance with I. dentata. PCR amplification was performed by using an universal barcode nrDNA-ITS primer for DNA barcoding. After sequencing, the data was aligned using ClustalW multiple alignment tool in BioEdit version 7.2.5 software. SNP and phylogenetic analysis were conducted with the MEGA7 program. Phylogenetic analysis was presented with Neighbor-joining method using the K2P model. Statistical significance are evaluated using bootstrap (1,000 replicates). PCR products were amplified with about 800bp length for the ITS1-4 sequences of all samples. Nineteen SNPs were detected within a 578bp fragment of the aligned sequences. The mean GC content was 51.88% for ITS1-4 sequences of them. The interspecific genetic distance between I. dentata and I. stonolifera was 0.029%. The highest region-specific distance was confirmed to 0.010% between the plants from Dangjin with Goesan and Chuncheon group. Meanwhile, the mean intraspecific distance among the plants from Yangpyeong was 0.002%. Conclusion : In the phylogenetic analysis, the plants from Goesan and Chuncheon were placed within the same clade, while the plants from Dangjin formed independent clade. On the other hand, the plants from Yangpyeong were not grouped into one clade followed by the intraspecies variation. In conclusion, the data from the research will be useful for the regional identification of Dangjin, even if it is required to perform some additional researches.

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.

We performed phylogenetic analyses of a total of 21 acessions covering 5 species in the Korean Trigonotis and one outgroup species using nuclear ribosomal ITS and chloroplast rbcL, matK, ndhF sequences. Outgroup were chosen from the closely related genus Lithospermum zollingeri. Both parsimony and Bayesian Inference methods were used to reconstruct the evolutionary history of the group. The evidence collected indicated that phylogenetic relationships among Korean Trigonotis species are unresolved based on nuclear marker (ITS), as the same as based on separated chloroplast sequences. While the phylogenetic relationships of Korean Trigonotis species almost clearly were resolved in combined chloroplast sequences. Thus, the members of Trigonotis coreana can be distinguished to the members of Trigonotis peduncularis in combined cpDNA sequences and Trigonotis nakaii was treated as a synonymed to Trigonotis radicans var. sericea. In addition, the MP and BI analysis showed Trigonotis icumae as sister of the remained Korean Trigonotis species based on combined molecular markers (BI: PP = 1).

한국산 담배풀속(Carpesium L.) 7분류군과 3개의 외군(Inula britannica L., Inula germanica L., Rhanteriopsis lannginosa(DC.) Rauschert)을 대상으로 유연관계를 파악하기 위하여 nuclear ribosomal DNA(nrDNA) 중 ITS(internal transcribed spacer) 지역의 계통분류학적 분석을 수행하였다. 계통분류학적 연구방법은 maximum parsimony, neighbor-joining와 maximum likelihood 방법을 사용하였다. 정렬된 계통분의 총 길이는 731 bp이며, ITS1, ITS2와 5.8S 부위의 길이는 각각 284~297 bp, 264~266 bp와 164 bp로 나타났다. 계통분류학 변이를 보이는 site는 111개로 확인 되었으며, 그 중 64개의 site가 계통학적으로 유효한 것으로 나타났고, ITS1 지역이 ITS2 지역보다 염기 변이가 다양하게 나타나는 것으로 확인되었다. 그 결과, 한국산 담배풀속은 단계통을 형성하였으며, 담배풀(C. abrotanoides L.)이 가장 기저부에 위치하였다. 여우오줌(C. macrocephalum Franch. & Sav.)와 두메담배풀(C. triste Maxim.)은 가까운 유연관계를 나타냈으며, 애기담배풀(C. rosulatum Miq.)와 천일담배풀(C. glossophyllum Maxim.) 그리고 좀담배풀(C. cernuum L.)와 긴담배풀(C. divaricatum Siebold & Zucc.)도 유연관계가 가깝게 나타났다. 이와 같은 결과로 담배풀속 nrDNA의 ITS 지역 염기서열에 기초한 분자 계통학적 연구는 계통분류를 이해하는데 유용한 방법으로 판단된다.

괭이눈속 식물에 대한 계통 유연관계를 알아보기 위하여 핵 rDNA의 internal transcribed spacer(ITS) 지역에 대한 염기서열을 분석하였다. 5.8s를 포함한 ITS 염기서열은 647-653 bp로 그중 219개의 염기에서 유전적 다양성을 나타내었다. 정렬된 염기서열은 bootstrap을 포함한 parsimony 방법과 neighbor-joining 방법을 통하여 계통수를 평가하였다. 그 결과 C. pseudofauriei(선괭이눈)이 군내군의 가장 기부에 분계조를 형성하였고, Ser. Pilosa and Ser. Oppositifolia와 Ser. Alternifolia and Ser. Flagellifera가 높은 bootstrap 값으로 두 개의 분계조를 각각 형성하였다. Neighbor-joining 분석의 결과도 일치하였다. 본 연구결과 핵 rDNA의 ITS 염기서열 분석은 괭이눈속의 계통학적 연구에 유용한 마커로 확인되었으며, 최종적으로 ITS 염기서열과 종자 형태형질을 바탕으로 C. sphaerospermum Maxim. and C. valdepilosum (Ohwi) S.H. Kang & J.W. Han에 대한 분류학적 검토를 하였다.