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문제 정의
- 선정하였다. 그리고 이들 지역의 개체와 대조 구로 비교하기 위하여 so2 함량이 낮은 태능지역의 은행나무 가로수에 대해서도 조사하였다. 조사지역의 가로수는 관리자료의 수집이 곤란하여 흉고직경 15 cm 이상 되는 개체를 대상으로 조사하였으며, 최근 식재된 것으로 간주되는 개체는 조사에서 제외시켰다.
- 본 연구는 대기오염물질에 의한 엽록소 감소 현상을 지표로 하여 도시지역에 생육하는 가로수의 생리적 활력 정도와 개체간 적응도의 차이를 유전적으로 구명하기 위하여 가로수로 식재된 은행나무를 대상으로 엽록소 함량을 조사하고 각 개체간의 유전적 변이를 조사하기 위하여 동위효소분석을 실시하였다.
제안 방법
- 동위효소는 분석을 위하여 조사지역에 식재된 은행나무의 엽록소 함량를 기준으로 내성 (T), 민감성 (S) group 으로 나누어 개체 당 6개 이상의 mega gametophyte 가 조사되었다. 사용한 buffer는 0.
- )로 총 8 종류이다. 분석에 사용된 8개 효소 GOT, PGI, PGM, ACON, MNR, MDH, SKDH 및 6PGD 모두 활성이 있고 밴드도 명확하고 안정되어 다형적 유전자 좌에 대한 유전자형을 조사 분석하였다. 각 유전자의 대립유전자와 유전형의 유전적 구조는 T 및 S 개체 groups 에서 조사되었고 contingency table에서 이형접합체의 G-test로 비교되었다.
- 실시하였다. 분석에 사용된 Got-2, Pgi-2, Pgm, Aeon, Mnr, Mdh, Skdh, 및 6Pgd의 8개 종류의 동위 효소분석에서 다형적 유전자좌의 유전자빈도와 대립유전자 빈도 및 유전적 구조를 조사하였다(Table 3). 분석된 8개의 유전자좌 중 유전자에선 Pgi-2와 Mdh 가, 대립유전자에선 Pgi-2와 Pgm에서 각각 통계적인 유의성(P<0.
- 丹下 등(1991}은 이 기기를 이용하여 엽록소를 측정하였는데 조사된 수치는 잎의 엽록소 함량과 높은 상관관계가 있음을 입증하였다. 엽록소 함량은 1개체에 대하여 20개의 잎을 측정하였다. 측정 잎은 도로에 가장 인접한 측면의 樹冠잎으로 병충해에 의한 가시적인 피해가 없는 잎을 택하여 측정하였다.
- 은행나무 T와 S그룹의 이형접합도 및 유전적 다양성을 추정하여 조사하였다(Table 4). 유전자좌당 이형접합 도의 관측치 (HO)는 S그룹에서 0.
- 조사지역에 식재된 은행나무의 엽록소 함량에 따라내성 (T)과 감수성 (S) 두 group으로 나누어 동위 효소분석을 실시하였다. 분석에 사용된 Got-2, Pgi-2, Pgm, Aeon, Mnr, Mdh, Skdh, 및 6Pgd의 8개 종류의 동위 효소분석에서 다형적 유전자좌의 유전자빈도와 대립유전자 빈도 및 유전적 구조를 조사하였다(Table 3).
- 엽록소 함량은 1개체에 대하여 20개의 잎을 측정하였다. 측정 잎은 도로에 가장 인접한 측면의 樹冠잎으로 병충해에 의한 가시적인 피해가 없는 잎을 택하여 측정하였다. 측정된 값은 평균하여 계산하였다.
대상 데이터
- 4개소의 시험지역에 식재된 은행나무 가로수를 대상으로 엽록소 함량(chlorophyll contents)을 조사하였다. 엽록소 함량 조사는 김판기 등(1999)과 염규진 등 (1999)이 사용한 방법을 이용하였다.
- 본 연구는 교통량^ 많아 대기중의 오염물질인 so2 농도가 비교적 높은 종로, 남산, 잠실을 조사 대상지로 선정하였다. 그리고 이들 지역의 개체와 대조 구로 비교하기 위하여 so2 함량이 낮은 태능지역의 은행나무 가로수에 대해서도 조사하였다.
- 시료는 엽록소 함량 조사지역인 종로에서 가로수로 식재된 은행나무 46개체의 종자를 채취하여, 1개월간 상온에서 성숙시켜 실험 전까지 4℃에 저장하였다. 동위효소는 분석을 위하여 조사지역에 식재된 은행나무의 엽록소 함량를 기준으로 내성 (T), 민감성 (S) group 으로 나누어 개체 당 6개 이상의 mega gametophyte 가 조사되었다.
- 그리고 이들 지역의 개체와 대조 구로 비교하기 위하여 so2 함량이 낮은 태능지역의 은행나무 가로수에 대해서도 조사하였다. 조사지역의 가로수는 관리자료의 수집이 곤란하여 흉고직경 15 cm 이상 되는 개체를 대상으로 조사하였으며, 최근 식재된 것으로 간주되는 개체는 조사에서 제외시켰다. 종로시험지는 교보문고를 중심으로 267본을 조사하고, 남산은 우회도로를 따라 204본, 잠실은 올림픽공원을 중심으로 162본, 그리고 태능은 91본을 조사하.
- 조사지역의 가로수는 관리자료의 수집이 곤란하여 흉고직경 15 cm 이상 되는 개체를 대상으로 조사하였으며, 최근 식재된 것으로 간주되는 개체는 조사에서 제외시켰다. 종로시험지는 교보문고를 중심으로 267본을 조사하고, 남산은 우회도로를 따라 204본, 잠실은 올림픽공원을 중심으로 162본, 그리고 태능은 91본을 조사하.였다(Fig.
데이터처리
- 분석에 사용된 8개 효소 GOT, PGI, PGM, ACON, MNR, MDH, SKDH 및 6PGD 모두 활성이 있고 밴드도 명확하고 안정되어 다형적 유전자 좌에 대한 유전자형을 조사 분석하였다. 각 유전자의 대립유전자와 유전형의 유전적 구조는 T 및 S 개체 groups 에서 조사되었고 contingency table에서 이형접합체의 G-test로 비교되었다. 또한, 위 두 범위의 각 유전자 좌로 부터 개체별 유전자형 빈도를 토대로 하여 유전적다형성(유전자 좌당 유전자수(AQ, 대립유전자수(GQ), 이형접합도(관측치(Ho), 기대치(He))를 조사하였고, 유전적 다양성(V)은 Bergmann 등(1990)의 방법으로 계산하였다.
- 측정 잎은 도로에 가장 인접한 측면의 樹冠잎으로 병충해에 의한 가시적인 피해가 없는 잎을 택하여 측정하였다. 측정된 값은 평균하여 계산하였다.
이론/모형
- 각 유전자의 대립유전자와 유전형의 유전적 구조는 T 및 S 개체 groups 에서 조사되었고 contingency table에서 이형접합체의 G-test로 비교되었다. 또한, 위 두 범위의 각 유전자 좌로 부터 개체별 유전자형 빈도를 토대로 하여 유전적다형성(유전자 좌당 유전자수(AQ, 대립유전자수(GQ), 이형접합도(관측치(Ho), 기대치(He))를 조사하였고, 유전적 다양성(V)은 Bergmann 등(1990)의 방법으로 계산하였다. 이상의 모든 분석은 PC용 program인 GSED (Gillet, 1994)와 BIOSYS-1(Swofford and Selander, 1989)를 이용하여 실시하였다.
- 조사하였다. 엽록소 함량 조사는 김판기 등(1999)과 염규진 등 (1999)이 사용한 방법을 이용하였다. 이 방법은 휴대용 엽록소 측정기기(SPAD-502, Minolta Co.
- 또한, 위 두 범위의 각 유전자 좌로 부터 개체별 유전자형 빈도를 토대로 하여 유전적다형성(유전자 좌당 유전자수(AQ, 대립유전자수(GQ), 이형접합도(관측치(Ho), 기대치(He))를 조사하였고, 유전적 다양성(V)은 Bergmann 등(1990)의 방법으로 계산하였다. 이상의 모든 분석은 PC용 program인 GSED (Gillet, 1994)와 BIOSYS-1(Swofford and Selander, 1989)를 이용하여 실시하였다.
성능/효과
- 01)。] 인정되었다. T그룹과 S그룹간 대립유전자 빈도와 유전자빈도에 있어서 주목할 만한 차이는 나타나지 않았으나, 유전자좌당 유전자수는 T그룹이 4.25개로 S그룹 3.5개보다 높게 나타났다. 또한 특이적인 유전자는 T그룹에서 6개가 나타난 반면, S 그룹에서는 나타나지 않았으며, 특이적인 대립유전자는 T그룹의 Mnr-1 에서만 나타났다.
- 92로 태능지역이 가장 높게 나타났다(Table 1). 각 지역별 흉고직경은 남산 23.8 cm, 종로 23.4 cm, 태능 23.3 cm, 잠실 21.6 cm 로 조사지역간 흉고직경이 거의 일치하였으나, 잠실지역이 다른 3개 조사지와 비교하여 낮았다. 일반적으로 대기오염물질의 농도가 높은 대기환경에서는 엽록소 함량이 저하된다(김갑태, 1988).
- 또한 이형접합체 Got-2a2b Pgi-lalb 및 Skdh-%%는 2~3배 정도 T그룹에서, 동형접합체 Got-2b2b, Mnr-LL 및 Skdh-3b3i는 S그룹에서 더 높게 나타나 이형접합체는 S그룹보다 T그룹에서 더 높게 나타났다. 결론적으로, T와 S 그룹간 유전적 다양성 (Vgam)은 각각 35.49와 28.44로 나타났으며, 그룹간 이러한 차이는 대기오염물질, 고온, 수분부족 등의 여러가지 환경 스트레스에 대한 식물의 적응성 차이로 생각된다(Scholy and Reck, 1977; Gregorius et al., 1986; Hallgren, 1987)
- 이형접합체 Pgi-2a2b와 Mdh-lbk는 S그룹보다 T 그룹에서 더 높은 빈도를 나타내었으며, 동형접합체 Pgi-laL Mdh-lJc 및 Mdh-3b3b는 상반되는 경향을 나타내었다. 대립유전자 빈도와 유전자 빈도를 토대로 한 유전자 거리 (genic distance)는 0.058에서 0.248의 범위로 나타났으며, 유전적 거리 (genotype distance)는 0.071 ~ 0.409로 다양하였다. 특히, Pgi-1과 Mdh 유전자좌는 유전자 거리와 유전적 거리에 있어 높은 비율을 나타내었다.
- 따라서 본 연구에서 조사한 엽록소함량은 대기오염이라는 인자만이 아닌 다른 내재적인 요인도 수목의 활력에 기여한다고 보여진다. Muller(1985)와 Scholz and Bergman(1984)은 너도밤나무와 포플러를 이용하여 대기오염에 대한 반응을 조사하였는데 수목의 적응성은 수목이 가지고 있는 유전 특성에 의하여 많은 영향을 받으며, 대기오염에 강한 수종이 민감한 수종보다 유전적 다양성이 15%이상 높았고 극한 환경에서도 잘 생육한다고 하였다.
- 이상의 결과로 볼 때 T그룹은 S그룹보다 유전적인 변이가 큰 것으로 나타났다. 또한 Got- 1과 Pgi-2 유전자좌는 두 그룹간에 있어 어떤 다른효소유전자좌보다 유전적 변이가 높은 특이적인 유전자 좌인 것으로 나타났다. 유전자좌 Got-2, Pgi-2 및 Pgrn-1 은 T그룹에서 이형접합도의 기대치와 관측치에서 높은 값을 나타내었으며, 유전자좌 Aeon과 Mhd-3 은 S그룹에서 높은 이형접합율을 나타내었다.
- 유전자좌 Got-2, Pgi-2 및 Pgrn-1 은 T그룹에서 이형접합도의 기대치와 관측치에서 높은 값을 나타내었으며, 유전자좌 Aeon과 Mhd-3 은 S그룹에서 높은 이형접합율을 나타내었다. 또한 이형접합체 Got-2a2b Pgi-lalb 및 Skdh-%%는 2~3배 정도 T그룹에서, 동형접합체 Got-2b2b, Mnr-LL 및 Skdh-3b3i는 S그룹에서 더 높게 나타나 이형접합체는 S그룹보다 T그룹에서 더 높게 나타났다. 결론적으로, T와 S 그룹간 유전적 다양성 (Vgam)은 각각 35.
- 5개보다 높게 나타났다. 또한 특이적인 유전자는 T그룹에서 6개가 나타난 반면, S 그룹에서는 나타나지 않았으며, 특이적인 대립유전자는 T그룹의 Mnr-1 에서만 나타났다.
- 위에서 언급한 바와 같이 두 그룹간 대립유전자 빈도에서 유의성이 인정된 것은 Pgi-2와 Mdh-1의 유전자 좌로, 이 중 Pgi-2의 유전자좌의 경우 Pgi-2c의 유전자는 T그룹이 S 그룹보다 7배 정도 높게 나타났다. 그러나 Mdh-3의 경우에 Mdh-3a의 대립유전자빈도는 S 그룹보다 T그룹에서 높게 나타난 반면 Mdh-3b의 대립유전자 빈도는 상반되는 경향을 나타내었다.
- 또한 두그룹간 유전자빈도에서 유의성이 인정된 것은 Pgi-2와 Pgm-1 의 유전자좌로 T그룹에서 3개(Pgi-2b2c, Pgi- 22, Pgm-lJb}의 특이적인 유전자가 발견되었다. 유전자빈도 분포에 있어 유의적인 차이는 인정되지 않았으나 T그룹에서 Mmr-lblb, Mnr-lclc 및 6Pgd-h, lb의 특이적인 유전자형을 가지는 효소 유전자좌가 나타났다. 이형접합체 Pgi-2a2b와 Mdh-lbk는 S그룹보다 T 그룹에서 더 높은 빈도를 나타내었으며, 동형접합체 Pgi-laL Mdh-lJc 및 Mdh-3b3b는 상반되는 경향을 나타내었다.
- 또한 Got- 1과 Pgi-2 유전자좌는 두 그룹간에 있어 어떤 다른효소유전자좌보다 유전적 변이가 높은 특이적인 유전자 좌인 것으로 나타났다. 유전자좌 Got-2, Pgi-2 및 Pgrn-1 은 T그룹에서 이형접합도의 기대치와 관측치에서 높은 값을 나타내었으며, 유전자좌 Aeon과 Mhd-3 은 S그룹에서 높은 이형접합율을 나타내었다. 또한 이형접합체 Got-2a2b Pgi-lalb 및 Skdh-%%는 2~3배 정도 T그룹에서, 동형접합체 Got-2b2b, Mnr-LL 및 Skdh-3b3i는 S그룹에서 더 높게 나타나 이형접합체는 S그룹보다 T그룹에서 더 높게 나타났다.
- 특히, Pgi-1과 Mdh 유전자좌는 유전자 거리와 유전적 거리에 있어 높은 비율을 나타내었다. 유전적 다양성은 두 그룹간에 고도의 유의적인 차이가 인정되었으며, S그룹에서는 1.253에서 2.5기의 범위를 보인 반면 T그룹에서는 L416에서 2.825의 범위로 나타났다. 이것은 같은 오염지역에 은행나무가 노출되어도 개체간의 차이가 있을 수 있음을 나타내는 것이다.
- 456 으로 나타났다. 이상의 결과로 볼 때 T그룹은 S그룹보다 유전적인 변이가 큰 것으로 나타났다. 또한 Got- 1과 Pgi-2 유전자좌는 두 그룹간에 있어 어떤 다른효소유전자좌보다 유전적 변이가 높은 특이적인 유전자 좌인 것으로 나타났다.
- 유전자빈도 분포에 있어 유의적인 차이는 인정되지 않았으나 T그룹에서 Mmr-lblb, Mnr-lclc 및 6Pgd-h, lb의 특이적인 유전자형을 가지는 효소 유전자좌가 나타났다. 이형접합체 Pgi-2a2b와 Mdh-lbk는 S그룹보다 T 그룹에서 더 높은 빈도를 나타내었으며, 동형접합체 Pgi-laL Mdh-lJc 및 Mdh-3b3b는 상반되는 경향을 나타내었다. 대립유전자 빈도와 유전자 빈도를 토대로 한 유전자 거리 (genic distance)는 0.
- 조사지역과 개체가 엽록소 함량에 영향을 주는 정도를 분석하였는데 지역간 차이보다는 개체간 차이가 크다(Table 2). 그리고 조사 개체 전체 100% 중에서 집단(지역)이 엽록소 함량의 요소에 기여하는 정도는 11.
- Muller(1985)와 Scholz and Bergman(1984)은 너도밤나무와 포플러를 이용하여 대기오염에 대한 반응을 조사하였는데 수목의 적응성은 수목이 가지고 있는 유전 특성에 의하여 많은 영향을 받으며, 대기오염에 강한 수종이 민감한 수종보다 유전적 다양성이 15%이상 높았고 극한 환경에서도 잘 생육한다고 하였다. 즉, 각각의 수목이 생육환경에 적응하면서 나타나는 현상은 단지 환경인자에 의한 영향뿐만 아니라 수목이 가지고 있는 유전적인 형질이 매우 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다.
- 지역별 엽록소 함량은 태능 48.77, 남산 47.90, 종로 46.88, 그리고 잠실 40.92로 태능지역이 가장 높게 나타났다(Table 1). 각 지역별 흉고직경은 남산 23.
- 409로 다양하였다. 특히, Pgi-1과 Mdh 유전자좌는 유전자 거리와 유전적 거리에 있어 높은 비율을 나타내었다. 유전적 다양성은 두 그룹간에 고도의 유의적인 차이가 인정되었으며, S그룹에서는 1.
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