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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

Tresa Rai (동국대학교, 동국대학교 대학원)

지도교수
조준형
발행연도
2016
저작권
동국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수7

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2016

Phylogenetic Analysis of Zingiberaceae Plants Marketed in Southeast and East Asia Based on cpDNA Sequence Analysis
T ,  esa Rai ,  Ji Hui Byeon 외 1명 한국약용작물학회 학술대회논문집 2016.05 학술대회자료
Phylogenetic Analysis of Zingiberaceae Plants Marketed in Southeast and East Asia based on cpDNA Sequences Data
T ,  esa Rai 바이오환경과학과 2016.01 학위논문

초록· 키워드

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본 연구는 DNA 바코딩 기술을 활용하여 생강과 식물의 엽록체 DNA 의 염기서열을 분석함으로써 (SNP 및 INDEL) 여러 생강과 식물에 대한 유전 데이터를 확보하고 종간 및 종내 유연관계를 확인하기 위해 수행되었다. Genomic DNA 는 8 개국 (한국, 일본, 태국, 베트남, 필리핀, 라오스, 캄보디아, 과테말라)에서 수집한 울금(Curcuma longa syn. C. domestica Val.), 생강(Zingiber officinale), 프라이(Z. cassumunar syn. Z. montanum (J. Konig ex Retz.) Theilade), 핑거루트(Boesenbergia rotunda)및 카다멈(Elettaria cardamomum)의 5 종 25 점 식물자원 뿌리로부터 추출되었다. PCR 반응은 엽록체 DNA 구간인 matK, rpoB2, rpoC1, rbcL 및 psbA-trnH 을 대상으로 수행되었으며, 증폭된 PCR 산물에 대한 염기서열은 BioEdit (ver 7.2.5)를 활용하여 정렬 후 SNP 및 INDEL 분석을 실시하였고, MEGA7 프로그램의 Neighbor-Joining (NJ) 방법으로 계통수를 나타내어 종을 동정하였다. 계통수에 대한 지지도는 Bootstrap 값을 1,000 회 반복하여 분석하였다. 계통분석을 위해 Genbank NCBI (National Center for Biotechnological Information, Bethesda, MD, USA)에 등록된 염기서열 자료에 대하여 BLAST 분석을 수행하였다.

psbA-trnH 구간에서는 라오스, 태국, 베트남 그리고 한국의 제천, 진도, 일산 및 서울에서 얻은 울금 뿌리줄기가 NCBI 의 강황 유전자 서열 100% 일치하였으며, 대전과 캄보디아에서 얻은 울금 뿌리줄기가NCBI 의 망고진저(C. amada)의 유전자 서열과 100% 일치되었다. matK, rbcL 및 rpoB2 구간에서는 울금과 망고진저가 구분되지 않았던 반면에 동속 생강과 식물인 프라이(Plai)는 구분되었다. rpoC1 구간에서는 모든 생강과 식물이 구분되지 않아 생강과 식물의 종내 및 종간 판별에 비효율적인 것으로 사료된다. 따라서 코딩 영역인 matK, psbA-trnH, rbcL 및 rpoB2 는 생강과 식물의 종간 및 종간 판별에 전체적으로 효과적이었다. 또한 psbA-trnH 구간도 생강의 계통발생적 분석에서 rbcL, matK 및 rpoB2 과 같은 코딩 영역과 비교할 수 있는 신뢰할 만한 기준치를 제공한다고 판단된다.

Kress (2002)는 Boesenbergia 와 Curcuma 가 모두 Hedychieae 류(족; tribe)에 포함된다고 보고한 바 있으며, 본 연구에서 psbA-trnH 단독분석 시이와 동일한 결과를 보인 반면, matK, rbcL 및 조합 염기서열에 대한 NJ 계통수 분석결과에서는 Boesenbergia 속인 핑거루트는 Curcuma와 독립적으로 분지되었고, 오히려 생강류에 포함되는 생강과 더욱 밀접하게 연관되어 있는 것으로 확인되었다.

따라서 psbA-trnH 구간이 생강과 식물의 기원 판별과 동종 및 이종 수준에서의 계통학적 분류에 효과적으로 활용될 수 있으며, matK, rbcL 및 rpoB2 구간은 psbA-trnH 와의 조합 분석을 위한 보조 마커로 유용할 것으로 사료된다. 추후 보다 높은 신뢰성을 바탕으로 명확한 결론을 이끌기 위해다양한 생강과 식물 종들을 대상으로 한 추가적인 연구가 수행되어야 할것이다.
#DNA barcode #Phylogenetic Analysis #Zingiberaceae #cpDNA

목차

1. INTRODUCTION 1
2. LITERATURE REVIEW
2.1. The Zingiberaceae Family 3
2.2. The Economy of Ginger and Turmeric 3
2.3. Ethomedicinal and Pharmaceutical Functions 5
2.4. Viral Outbreaks and the Properties of Gingers 9
2.5. Issues in the Discrimination and Classification of Gingers 10
2.6. Molecular Technology and DNA Barcoding 13
3. MATERIALS AND METHODS
3.1. Taxa 15
3.2. Molecular Methods
3.2.1. DNA Extraction and Concentration Analysis 15
3.2.2. PCR Amplification and Gel Electrophoresis 17
3.2.3. DNA sequencing and Data analysis 17
3.2.4. NCBI Accessions used for Species Identification 19
4. RESULTS AND DISCUSSION
4.1. Results
4.1.1. Rhizome Morphology 22
a) Fingerroot 22
b) Turmeric 25
c) Plai 25
d) Ginger 25
4.1.2. Seed Morphology: Cardamom 29
4.1.3. SNPs and INDELs Analysis 31
a) psbA-trnH 31
b) matK 31
c) rbcL 31
d) rpoB2 34
e) rpoC1 34
f) Combined Sequences 34
4.1.4. Neighbor-joining Tree Analysis
a) psbA-trnH 35
b) matK 35
c) rbcL 38
d) rpoB2 38
e) rpoC1 38
f) Combined Analysis 42
4.2. Discussion 44
5. CONCLUSION 46
REFERENCES 49
ABSTRACT 57
APPENDIX: Tables of SNPs and INDELs found in the cpDNA sequences 60

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