금강초롱꽃(Hanabusaya asiatica)과 근연분류군의 비교 연구

유기억 江原大學校 遺傳工學硏究所 1995 生命科學硏究論叢 Vol.13 No.-

엽록체 DNA의 matK와 atpB-rbcL 염기서열 분석에 의한 제비꽃속(Viola)의 계통유연관계

유기억,장수길,이우철 한국식물분류학회 2007 식물 분류학회지 Vol.37 No.1

제비꽃속 42집단에 대한 계통 유연관계를 알아보기 위하여 엽록체 DNA의 matK 유전자와 atpB-rbcL intergenic spacer 지역에 대한 염기서열을 분석하였다. MatK 분석에서는 노랑제비꽃절과 장백제비꽃절이 독립된 clade를 형성하였으며, 진정제비꽃절의 5개 아절은 paraphyletic하게 분리되었다. AtpB-rbcL 분석에서는 노랑제비꽃절이 단계통을 형성하였지만, 장백제비꽃절은 잔털제비꽃을 제외한 제비꽃아절 분류군들이 포함되어 있는 clade의자매군을 형성하였고, 진정제비꽃절은 paraphyletic한 분계조로 분리되어, matK 유전자와는 장백제비꽃절과 잔털제비꽃의 위치에 차이를 보였다. 두 가지 유전자의 염기서열 지료를 유합하여 분석한 결과는 제비꽃속 분류군들이 크게 3개의 분계조로 유집되는 것으로 나타났다. 즉, 기본염색체 수가 x=6인노랑제비꽃절과 장백제비꽃절은 아욱제비꽃아절과 낚시제비꽃아절(x=l0)에 속하는 분류군들이 포함된 clade의 자매군을 형성하면서 분리되었고, 잔털제비꽃은 진정제비꽃절의 콩제비꽃아절과 고깔제비꽃아절(x=10 또는 12)의 분류군들과 함께 분계조를 이루었으며, 잔털제비꽃을 제외한 제비꽃아절 (x=12)의 19개 집단도 하나의 clade를 형성하였다. 그러나 outgroup으로 부터 clade 각각의 기원에 대해서는 선행된 ITS와 trnL-F 지역에 의한 결과와는 일치하지 않는 것으로 나타났다. Phylogenetic studies were conducted ofr 42 populations of Korean viola based on matK gene and atpB-rbcL intergenic spacer region of chloroplast DNA. In the matK tree, section Chamaemelanium and Dischidium were formed as a distinct group. Five subsections of section Nomimium were paraphyletic. In atpB-rbcL intergenic spacer region analysis, two species of sect. Chamaemelanium were monophyletic, and section Dischidium was placed sister ti subsection patellares clade except for V. keiskei. Five subsections of section Nomimium were also paraphyletic as matK tree. the separate data analyses were incongruent in the relationships among 42 populations, especially for the position of section Dischidium and V. keiskei. The combined analyses of two chloroplast regions showed three major clades; section Chamaemelanium and Dischidium (x=6) formed a sister to subsections Hypocarpae and Trigonocarpae (x=10) clade; subsections Bilobatae and vaginatae (x=10 or 12) formed a clade with V. keiskei; and 19 populations of subsection patellares (x=12) except for V. keiskei were recognized as an independent clade within section Nomimium. Although combined data suggest three major clades of Korea viola, the origins of each clade from outgroup were discordance with previous ITS and trnL-F data.

Waxy와 atpB-rbcL 염기서열 분석에 의한 Coryloideae의 계통 유연관계

유기억,Jun Wen 한국식물분류학회 2008 식물 분류학회지 Vol.38 No.4

Phylogenetic studies were conducted for 35 populations of the subfamily Coryloideae (Betulaceae) based on waxy gene of nuclear DNA and atpB-rbcL intergenic spacer region of chloroplast DNA. Waxy data analysis suggest that Coryloideae is monophyletic; Corylus is monophyletic and basally branching within the subfamily Coryloideae; Ostryopsis is sister to the Carpinus and Ostrya clade, and the Ostrya is monophyletic (BS=86, PP=99). AtpB-rbcL intergenic spacer region analysis shows that Ostryopsis appeared as the most basal clade within the Coryloideae; Corylus is monophyletic(BS=98, PP=100) and placed between Carpinus-Ostrya and Ostryopsis clade; Carpinus and Ostrya formed a clade with a high support value(BS=100, PP=100). Carpinus sect. Carpinus is monophyletic, whereas sect. Distegocarpus is paraphyletic in the waxy tree. Corylus formed two subclades, but discordance at the infrageneric classification based on morphological characters. In the atpB-rbcL tree, Carpinus and Corylus taxa form a polytomy within the each clade. Results from the two data sets differ mainly in the relative position of Ostryopsis, the monophyly of Ostrya, and the relationships within the Carpinus-Ostrya clade. Further studies are needed for clarify the taxonomic position and the generic limitation. Coryloideae 35집단에 대한 계통 유연관계를 알아보기 위하여 핵 DNA의 waxy 유전자와 엽록체 DNA의 atpB-rbcL intergenic spacer 지역에 대한 염기서열을 분석하였다. Waxy 유전자 분석에서 Coryloideae의 4개 속은 단계통군을 형성하였으며, 개암나무속은 단계통군을 형성하면서 군내군의 가장 기부에 분계조(clade)를 형성하였다. Ostryopsis속은 서어나무속과 새우나무속을 위한 자매군을 형성하였으며, 새우나무속 역시 단계통군을 형성하였다(BS=86, PP=99). AtpB-rbcL 분석에서는 Ostryopsis속이 아과 내에서 가장 기부에 분계조를 형성하였다. 개암나무속은 서어나무속-새우나무속과 Ostryopsis속의 중간에 위치하였고(BS=98, PP=100), 서어나무속은 새우나무속 분류군들과 함께 높은 지지도(BS=100, PP=100)를 가지고 하나의 clade를 형성하였다. Waxy 유전자 분석에서 서어나무속의 Carpinus절은 단계통을 형성하였지만 Distegocarpus절은 병계원군(paraphyletic group)으로 나타났다. 개암나무속의 경우는 2개의 subclade를 형성하였지만 속내 절 또는 아절 등의 분류계급과는 일치하지 않았다. AtpB-rbcL 분석에서는 대부분의 분류군들이 각각의 clade내에서 polytomy를 형성하여 차이를 보였다. 이상의 결과에서 두 유전자의 계통분석 결과가 뚜렷하게 불일치하였고, 특히 Ostryopsis속의 위치와 새우나무속의 단계통 여부, 그리고 서어나무속과 새우나무속의 유연관계가 가장 큰 차이를 보였다. 따라서 이들에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

ITS 염기서열에 의한 한국산 제비꽃속(Viola)의 계통 유연관계

유기억,장수길,이우철 한국식물분류학회 2005 식물 분류학회지 Vol.35 No.1

Molecular phylogenetic studies were conducted to evaluate interspecific relationships in 40 populations of Viola including 35 Korean taxa, four Japanese populations and one outgroup using nuclear ribosomal ITS sequences. The phylogenetic analyses were conducted using parsimony and neighbor-joining methods. Subsection Trigonocarpae of section Nomimium appeared as the most basal clade within the Korean Viola. Section Dischidium and Chamaemelanium was monophyletic(bootstrap 100%) and placed between subsect. Trigonocarpae and three other subsections of sect. Nomimium. Sect. Nomimium was paraphyletic. Although each subsectional grouping was in accordance with previous infrageneric classification based on morphological characters, yet discordance remained at the series level. Two evolutionary trends observed in the ITS tree were as follows. First, subsect. Trigonocarpae(x=10) was derived from the outgroup(x=6); Second, subsects. Bilobatae and Vaginatae(x=10 or 12), and subsect. Patellares(x=12) of sect. Nomimium were originated from sects. Dischidium and Chamaemelanium(x=6). Viola albida complex including three very closely related taxa was recognized as independent group within subsect. Patellares in parsimony tree. This result suggested that they should be treated as a taxa in series Pinnatae. Phylogenetic position of a putative hybrid species, Viola woosanensis was not supported with previous morphological hypothesis. 한국산 제비꽃속 35분류군과 일본산 4집단, 군외군 1분류군 등 총 40집단에 대한 계통 유연관계를 알아보기 위하여 핵 rDNA의 internal transcribed spacer(ITS)지역에 대한 염기서열을 분석하였다. 정렬된 염기서열들은 bootstrap을 포함한 parsimony 방법과 neighbor-joining 방법을 통하여 계통수를 평가하였다. 그 결과 진정제비꽃절의 낚시제비꽃아절은 군내군의 가장 기부에 분계조를 형성하였으며, 장백제비꽃절은 노랑제비꽃절과 자매군을 형성하면서 진정제비꽃절의 낚시제비꽃아절과 콩제비꽃아절, 고깔제비꽃아절, 제비꽃아절 사이에서 단계통군을 형성하였다. 진정제비꽃절은 병계원적인 분계조를 형성하였고 4개 아절은 독립적인 분계조를 형성하였지만 계열 수준에서는 구별이 불가능하였다. 세포학적 연구에 기초한 제비꽃속의 분화에서 기본염색체 수 x=10을 갖는 낚시제비꽃아절은 x=6인 군외군에서 독립적으로 분화한 것으로 나타났으며 나머지 분류군들은 x=6인 노랑제비꽃과 장백제비꽃아절로부터 x=10 또는 12인 콩제비꽃과 고깔제비꽃아절을 거쳐 x=12인 제비꽃아절로 분화한 특징을 보였다. 형태적인 변이가 매우 심한 분류군으로 알려진 태백제비꽃(V. albida complex)은 Patellares아절 내에서 하나의 군으로 유집되어 Pinnatae계열로 처리하는 것이 타당할 것으로 생각되며, 뫼제비꽃과 남산제비꽃의 잡종인 우산제비꽃은 형태적 특징에 의한 분류와는 일치하지 않는 것으로 나타났다.

RAPD, ISSR과 PCR-RFLP를 이용한 한국산 제비꽃속(Viola)의 종간 유연관계

유기억,이우철,권오근 한국식물분류학회 2004 식물 분류학회지 Vol.34 No.1

Molecular taxonomic studies were conducted to evaluate interspecific relationships in Korean Viola 34 taxa included two Japanese populations using RAPD(randomly amplified polymorphic DNA), ISSR(inter simple sequence repeat) and PCR-RFLP(restriction fragment length polymorphism) analysis. Only six and four primers out of 40 arbitrary and 12 ISSR primers screened for 34 taxa, and revealed 70(98.6%) and 28(96.6%) polymorphic bands, respectively. Fifteen restriction endonucleases produced 80 restriction site and size variation from the large single copy region of cpDNA, 16(20%) of which are polymorphic. The separate analysis of RAPD, ISSR and PCR-RFLP data was incongruent in the relationships among 34 taxa, but combined data was in accordance with previous infrageneric classification system based on morphological characters, especially the subsection and series level. Section Chamaemelanium placed between subsect. Patellares and Vaginatae of section Nomimium was not formed as a distinct group. Viola albida complex includes three very closely related taxa was recognized independent group within subsect. Patellares in combined data tree. This result strongly suggested that they should be treated to series Pinnatae. RAPD analysis was very useful to clarify the interspecific relationships among the species of Korean Viola than ISSR and PCR-RFLP analysis. 한국산 제비꽃속 32분류군과 일본산 2집단 등 총 34분류군에 대한 유연관계를 알아보기 위하여 RAPD(randomly amplified polymorphic DNA), ISSR(inter simple sequence repeat), PCR-RFLP(restriction fragment length polymorphism) 분석을 실시하였다. RAPD에서는 40개의 primer 중 6개가 분류군 전체에서 반응을 보였고 이로부터 총 70개(98.6%)의 다형화 밴드를 얻었으며, ISSR 분석에서는 4개의 primer로 부터 28개(96.6%)의 다형화밴드를 얻었다. 엽록체 DNA의 non-coding부분을 이용한 PCR-RFLP 분석에서는 반응이 일어난 4지역에서 증폭된 약 6.78 kb의 DNA 각각에 대하여 15가지 제한효소를 처리한 결과 총 80개의 restriction site를 얻었으며 그중 16 site는 polymorphic하게 나타나 20%의 다형화를 보였다. 본 연구에서 다룬 3가지 형질에 의한 유집분석 결과 각각의 형질에 의해서는 서로 일치하지 않는 유집형태를 보였지만 3가지 형질을 통합한 결과는 진정제비꽃절(sect. Nomimium)내 아절과 계열간 구분이 명확하게 나타났으며 무경종과 유경종도 구별이 가능하여 외부형태형질에 의한 기존의 분류체계와 일치하였다. 그러나 노랑제비꽃절(sect. Chamaemelanium)은 진정제비꽃절과 독립적인 군을 형성하지 않고 진정제비꽃절 내 무경종그룹인 Patellares아절과 Vaginatae아절 사이에 위치하여 나타났다. 형태적인 변이가 매우 심한 분류군인 태백제비꽃군(V. albida complex)은 Patellares아절 내에서 하나의 군으로 유집되어 Pinnatae계열로 처리하는 것이 타당할 것으로 생각된다. 본 연구에서 사용한 3가지 형질 중 RAPD 분석방법은 ISSR과 PCR-RFLP 분석보다 제비꽃속의 종간 유연관계를 밝히는데 더 유용한 것으로 판단된다.

산마늘의 자생지별 외부형태 및 수리분류학적 연구

유기억 한국자원식물학회 1998 한국자원식물학회지 Vol.11 No.2

Taxonomic studies in external morphology, principal component analysis and cluster analysis were conducted to understand the intraspecific relationship among three habitats (Jirisan, Odaesan and Ulleungdo) of allium voctorialis var. platyphyllum. External morphology such as bulb color, leaf blade length and width, petiole length, total leaf length, peduncle length, perianth lobe length and width, length of anther and filament were useful characters for identification of poplations in three habitats. The results obtained based on the principal component (Pc) analysis of treated 72 OTUs(included outgroup) were divided into three groups by the PC 1 ,2,3 and the sums of contributions for the total variance were 84.1%(PC1 51.0%, PC2 24.9% and PC3 8.2%, respectively). In cluster analysis by the UPGMA and Ward's methods , there was similarities in the compostion of clustered taxa, and only Ulleungdo population was distinctly identified from population of other two habitats.

흥정산(강원, 평창) 식물자원의 분포와 특징

유기억,한준수,천경식,김경아 한국자원식물학회 2012 한국자원식물학회지 Vol.25 No.4

This study was carried out to investigate the distribution and characteristics of plant resources in Mt. Heungjeong (Pyeongchang-gun, Gangwon-do) from April, 2009 to May, 2011. The vascular plants based on voucher specimens were summarized as 403 taxa, including 78 families, 238 genera, 343 species, 3 subspecies, 47 varieties, and 10 forms. Among the investigated 403 taxa, 8 Korean endemic, 1 endangered, and 16 rare plants were included. 71 species of specially designated plant by the Ministry of Environment were also investigated. The naturalized plant were 20 taxa, and the percent of naturalized plant species was estimated as 5.0%. The usefulness of the plants of the 403 taxa listed consists of 175 taxa (43.4%) of edible plants, 126 taxa (31.3%) of medicinal plants, 65 taxa (16.1%) of pasture plants, 52 taxa (12.9%) of ornamental plants, 12 taxa (3.0%) of timber and fiber plants, 3 taxa (0.7%) of industrial plants. 흥정산에 대한 식물의 분포와 특징을 밝히기 위해 2009년4월부터 2011년 5월까지 조사하였다. 그 결과 확인된 양치식물 이상의 관속식물은 78과 238속 343종 3아종 47변종10품종으로 총 403분류군이었다. 조사된 종류 중에는 한국특산식물 8분류군, 희귀식물 16분류군이 포함되어 있었고,식물구계학적 특정식물종은 V등급의 산작약, IV등급은 끈끈이장구채 등 6종류, III등급은 개고사리 등 15분류군, II등급은 낚시고사리 등 24종류, 그리고 I등급은 속새 등 25종류로 총 71분류군이었다. 귀화식물은 20분류군이었으며 귀화율은 5.0%로 산출되었다. 용도는 식용이 175 종류(43.4%)으로가장 많았고, 약용이 126종류(31.3%), 목초용이 65종류(16.1%), 관상용이 52종류(12.9%), 목재용과 섬유용이 12종류(3.0%),그리고 공업용이 3종류(0.7%)로 나타났다.

강원도 식물자원의 현황 및 분포 특성

유기억 江原大學校 附設 環境硏究所 2004 環境硏究 Vol.21 No.-

자생지별 금강초롱꽃의 외부형태 및 수리분류

유기억,이우철,류승열 한국자원식물학회 2000 한국자원식물학회지 Vol.13 No.1

금강초롱꽃 자생지 6지역(오대산, 향로봉, 대암산, 화악산, 점봉산, 설악산)에 대한 형태적 유연관계를 알아보기 위하여 외부형태, 주성분분석과 유집분석 등 수리분류학적 연구를 실시하였다. 연구 결과, 외부형태형질 중 자생지간에 뚜렷한 차이를 보이는 형질은 없었으며 형질의 연속성이 인정되었다. 조사된 6개 자생지의 71개체와 outgroup으로 사용한 검산초롱꽃 7개체, 총78개체 중 향로봉과 설악산 정상부에서 자라는 일부 개체들은 잎, 포엽의 형태 등 에서 다소 차이를 보여 구별이 가능하였다. Outgroup으로 사용된 검산초롱꽃은 꽃받침의 형태가 넓은 난형 으로 선형 또는 선상피침형인 금강초롱꽃과 구별되었으며 나머지 형질들은 비슷한 경향을 보였다. 17가지의 양적 형질을 이용한 주성분분석 결과 주성분1(22.3%), 주성분2(15.7%), 주성분3(12.0%)이 총 50.07%의 기여율을 보였으며, 주성분 1과 2를 이차원공간에 도시한 결과 6개 자생지 집단은 서로 중복되어 나타나 구별이 불가능하였다. 평균연결방법과 Ward's법 에 의한 유집분석 결과도 주성분분석과 매우 유사한 결과를 보여 유집이 불가능하였다. External morphology and numerical taxonomy by principal component analysis and cluster analysis were investigated to understand the taxonomic relationships on the populations of Hanabusaya asiatica from 6 different habitats. Additionally H. latisepala was used as a outgroup. The distinct characters to each habitat were not present in the measurement of 21 qualitative characters except for some native individuals in the top of Mt. Sorak and Hyangrobong based on leaf shape and bracts. This results were recognized as the continuous variations of external morphology. The populations of H. latisepala and H. asiatica were identified by calyx lobe shape. The results obtained based on the principal component(PC) analysis of treated 78 OTU were divided into two groups by PC 1,2,3, and the sums of contributions for the total variance were 50.07% (PC1 22.3% , PC2 15.7%, PC3 12.0%, respectively), and six populations were not distinctly identified as illustrated in two dimensions with PC1 and PC2. In cluster analysis based on average linkage cluster analysis and Ward's method, there were similarities in the composition of clustered taxa, and each populations were not identified.

비무장지대(DMZ) 일대의 식물 자원

유기억 한국국제정치학회 2010 한국국제정치학회 학술대회 발표논문집 Vol.2010 No.8

비무장지대 인근지역과 민통선 지역 등 인접지역에 대한 문헌 검토 결과 식물자원은 118과 506속으로 총 1,220종류가 분포하는 것으로 확인되었다. 지역별로는 강원도 지역이 935분류군이었으며 경기도 일대에서는 700분류군이 조사되었다. 이중 특산식물은 54종류가 포함되어 있었으며, 멸종위기 야생동ㆍ식물 Ⅱ등급에 해당하는 식물은 개느삼, 조름나물, 매화마름, 자주솜때, 기생꽃 등 5종류로 나타났다. 최근 조사된 철원 역곡천과 김화 남대천 일대의 비무장지대 조사에서는 334종류의 식물이 분포하여 파주, 연천 등 서부지역보다는 종다양성이 높은 것으로 나타났다. 344종류 중에는 9종의 희귀식물과 8종의 특산식물이 포함되어 있다. 이 지역은 귀화식물들의 종류가 늘어나는 추세이고 분포 면적도 확산되고 있는 실정이므로 이에 대한 대책이 강구되어야 할 것으로 판단된다.