CO-I 유전자 기반 국내 유통 Corbicula 속 패류의 종 동정 A Mitochondiral Cytochrome Oxidase I gene based identification of Corbicula ssp. commercially available in South Korea원문보기
CO-I서열의 생물정보학적 분석 결과 국내에서 유통되는 재첩류의 연체부는 일본재첩 (C. japonica) 과 재첩 (C. fluminea) 으로 동정되어 두 종이 혼재하여 유통되는 것으로 확인되었다. 일본재첩 (C. japonica) 과 재첩 (C. fluminea) 은 국내에서 서식하고 있으나, 섬진강 유역의 재첩 (C. fluminea) 은 개체수가 감소하여 거의 생산되지 않고 있으므로, 본 연구를 통해 확인된 재첩 (C. fluminea) 은 중국 수입산으로 예상된다.
CO-I서열의 생물정보학적 분석 결과 국내에서 유통되는 재첩류의 연체부는 일본재첩 (C. japonica) 과 재첩 (C. fluminea) 으로 동정되어 두 종이 혼재하여 유통되는 것으로 확인되었다. 일본재첩 (C. japonica) 과 재첩 (C. fluminea) 은 국내에서 서식하고 있으나, 섬진강 유역의 재첩 (C. fluminea) 은 개체수가 감소하여 거의 생산되지 않고 있으므로, 본 연구를 통해 확인된 재첩 (C. fluminea) 은 중국 수입산으로 예상된다.
The natives of the genus Corbicula have shown worldwide dispersion in recent times, which has caused great ecological and economic impacts on the introduced ecosystems. The species reported from the genus have been consumed as food and explored for medicine with pharmacological activity. Consequentl...
The natives of the genus Corbicula have shown worldwide dispersion in recent times, which has caused great ecological and economic impacts on the introduced ecosystems. The species reported from the genus have been consumed as food and explored for medicine with pharmacological activity. Consequently, the demand of Corbicula sp. in the South Korean domestic market has increased and so also it's associated import to the country. However, due to the absence of identification keys of imported Corbicula, the market is facing confronting situations. We hypothesized that the mitochondrial Cytochrome Oxidase I gene (CO-I) based molecular profiling could be a necessary technique for identification of Corbicula sp. in the South Korea domestic market. The genetic analysis identified both Corbicula japonica and Corbicula fluminea from the market foods. C. japonica and C. fluminea are inhabitants in Korea, but C. fluminea production has decreased in Seomjingang river basin. Therefore, C. fluminea identified from this study, is expected to be imported from China and would have a mixed sales in Seomjingang river side basin.
The natives of the genus Corbicula have shown worldwide dispersion in recent times, which has caused great ecological and economic impacts on the introduced ecosystems. The species reported from the genus have been consumed as food and explored for medicine with pharmacological activity. Consequently, the demand of Corbicula sp. in the South Korean domestic market has increased and so also it's associated import to the country. However, due to the absence of identification keys of imported Corbicula, the market is facing confronting situations. We hypothesized that the mitochondrial Cytochrome Oxidase I gene (CO-I) based molecular profiling could be a necessary technique for identification of Corbicula sp. in the South Korea domestic market. The genetic analysis identified both Corbicula japonica and Corbicula fluminea from the market foods. C. japonica and C. fluminea are inhabitants in Korea, but C. fluminea production has decreased in Seomjingang river basin. Therefore, C. fluminea identified from this study, is expected to be imported from China and would have a mixed sales in Seomjingang river side basin.
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문제 정의
이에 따라 본 연구에서는 섬진강 유역의 재첩 전문 식당에서 재첩국과 재첩회의 연체부에서 DNA를 추출하고 CO-I 서열의 시퀀싱을 통해 정확한 종 동정을 시도 하였고, 이러한 연구를 통해 시중에 유통되는 재첩류의 연체부 만으로도 종 동정이 가능함을 알리고자 하였다.
제안 방법
Clustalx(Higgins and Sharp, 1988) 프로그램을 이용해 multiple alignment를 진행한 뒤, 정렬된 서열을 기준으로 MEGA(Tamura et al., 2013) 프로그램을 통해 Maximum likelihood 방식으로 phylodendrogram을 도식화하였다.
그런 다음, 96℃ 10초, 52℃ 5초, 60℃ 4분 동안 35 cycle로 증폭된 DNA는 에탄올 침전법을 통해 정제한 후 ABI 3730XL DNA analyzer를 이용하여 양방향으로 시퀀싱을 수행하였다.
그런 다음 RNeasy Blood & Tissue kit (Qiagen, USA) 을 사용하여 DNA를 추출하고 분광광도계를 이용하여 농도 1 μg 이상이고 순도 OD 1.8-2.0 에 이르는 것만 사용하였다.
수거된 시료에서 10개체를 무작위로 골라, 액화질소를 이용해 급속 냉동 후, 막자 사발을 이용하여 잘게 파쇄하였다. 그런 다음 RNeasy Blood & Tissue kit (Qiagen, USA) 을 사용하여 DNA를 추출하고 분광광도계를 이용하여 농도 1 μg 이상이고 순도 OD 1.
시퀀싱을 통해 확보된 각 샘플의 chromatogram 파일들은 Phred (Ewing and Green, 1998; Ewing et al., 1998) 프로그램을 이용하여 phred score 20의 조건으로 base calling 한 후, FASTA 포맷으로 변환하였다.
시퀀싱을 통해서 분석된 각 샘플의 CO-I 서열들은 분자계통학적 분석을 위해 NCBI에 등록된 CO-I 서열들과 BLAST (Altschul et al., 1990) 프로그램을 이용하여 상동성 검사를 진행하였다.
총 20 μl (10 x PCR buffer 2 μl, 10 mM dNTP Mix 0.5 μl, Taq polymerase 0.2 μl, 5 pmol primer 0.5 μl, genomic DNA 2 μl) 의 용량으로 증폭 (ABI 2720 Thermocyler) 하였다.
대상 데이터
국내 최대 일본재첩 (C. japonica) 의 생산지로 알려진 섬진강 (Lee et al., 2011) 유역에서 재첩을 판매하는 식당의 국과 회에 있는 재첩류의 연체부를 수거하여 알코올에 담아 실험실로 운반하였다. 또한 재첩류의 CO-I 서열의 확보를 위해, 국내 노량진수산시장에서 국내산과 중국산 활재첩을 구입하였다.
, 2011) 유역에서 재첩을 판매하는 식당의 국과 회에 있는 재첩류의 연체부를 수거하여 알코올에 담아 실험실로 운반하였다. 또한 재첩류의 CO-I 서열의 확보를 위해, 국내 노량진수산시장에서 국내산과 중국산 활재첩을 구입하였다. 구입한 국내산 활재첩은 일본재첩 (C.
이론/모형
FASTA 파일은 다시 cap3(Huang and Madan, 1999) 프로그램을 이용하여 assembly 하여 CO-I 서열을 확보하였다.
본 연구는 국내에서 유통되는 재첩살의 정확한 종 동정을 위하여, cytochrome c oxidase subunit I (CO-I) 유전자의 일부분인 DNA barcode 서열을 활용하였다. DNA barcode는 종을 식별하는데 사용되는 비교적 짧은 유전자 서열로 표준화된 부분으로 변이성이 높지만 종내 변이성이 낮아 종 식별에 유용하게 사용된다.
확보 되어진 CO-I 서열들은 연체동물 전용 BLAST 서버 (Lee et al., 2004; Kang et al., 2014; Kang et al., 2015) 를 사용하여 분석하였다.
성능/효과
CO-I서열의 생물정보학적 분석 결과 국내에서 유통되는 재첩류의 연체부는 일본재첩 (C. japonica) 과 재첩 (C. fluminea) 으로 동정되어 두 종이 혼재하여 유통되는 것으로 확인되었다.
DNA가 미검출된 샘플을 제외하고, 시퀀싱을 통해서 분석된 96개체의 CO-I 서열 분석 결과, 살아있는 재첩의 경우, 형태 분석과 동일하게 재첩 (C. fluminea) 과 일본재첩 (C. japonica) 으로 동정되었다.
또한 Clustalx 프로그램을 사용하여 multiple alignment를 수행한 뒤, MEGA 프로그램을 사용하여 molecular phylogenetic 분석을 실시한 결과, 각 식당에서 수거한 재첩류는 재첩 (C. fluminea) 과 일본재첩 (C. japonica) 으로 확인되었다 (Fig. 2).
또한 섬진강 하구 주변 식당에서 무작위로 수거한 94개체의 재첩류의 연체부를 동일한 방법으로 분석한 결과 재첩 (C. fluminea) 과 일본재첩 (C. japonica) 이 혼용되고 있음을 확인하였다 (Table 2).
일본재첩 (C. japonica) 과 재첩 (C. fluminea)은 국내에서 서식하고 있으나, 섬진강 유역의 재첩 (C. fluminea) 은 개체수가 감소하여 거의 생산되지 않고 있으므로, 본 연구를 통해 확인된 재첩 (C. fluminea) 은 중국 수입산으로 예상된다.
현재까지 NCBI에 등록된 재첩과 (corbiculidae) 패류의 유전정보는 뉴클레오타이드 1,984개, 단백질 765개, Genome 1개로 확인되었으며 (Table 1), 이 중 cytochrome c oxidase subunit I (CO-I) 유전자는 319개로 확인되었다.
후속연구
또한 이를 계기로 국내 유통되고 있는 중국산 재첩 (C. fluminea) 과 국내산 재첩 (C. fluminea)의 원산지 판별을 위한 비교 분석이 필요할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
DNA barcode란?
본 연구는 국내에서 유통되는 재첩살의 정확한 종 동정을 위하여, cytochrome c oxidase subunit I (CO-I) 유전자의 일부분인 DNA barcode 서열을 활용하였다. DNA barcode는 종을 식별하는데 사용되는 비교적 짧은 유전자 서열로 표준화된 부분으로 변이성이 높지만 종내 변이성이 낮아 종 식별에 유용하게 사용된다. DNA barcode는 미토콘드리아 유전자에서 cytochrome c oxidase subunit I (CO-I) 를 코딩하는 600 base pair 내외를 표준화하여 사용하고 있으며 식물이나 곰팡이에서는 사용할 수 없지만, 연체동물 및 대부분의 동물계에서 종 판별 마커로 사용하고 있다 (Hebert et al.
국내에 서식하는 재첩과 패류의 생산량이 감소하는 이유는 무엇인가?
근래 소비자들의 건강한 먹거리에 대한 관심이 늘어나면서 황달, 천식, 기침 등에 효능이 있는 것으로 알려져 (Chung et al., 2000) 재첩국 또는 재첩회 등의 요리에 대한 소비가 증가하고, 일본으로의 수출 등으로 국내산 재첩류의 수요가 급증하고 있으나, 주 서식지인 강 하구의 둑 건설, 골재채취 등의 환경변화로 서식지가 감소하고 수질 오염 등으로 자원량이 감소하고 있다 (Kim et al., 2002; Ryu et al.
DNA barcode의 특징은?
본 연구는 국내에서 유통되는 재첩살의 정확한 종 동정을 위하여, cytochrome c oxidase subunit I (CO-I) 유전자의 일부분인 DNA barcode 서열을 활용하였다. DNA barcode는 종을 식별하는데 사용되는 비교적 짧은 유전자 서열로 표준화된 부분으로 변이성이 높지만 종내 변이성이 낮아 종 식별에 유용하게 사용된다. DNA barcode는 미토콘드리아 유전자에서 cytochrome c oxidase subunit I (CO-I) 를 코딩하는 600 base pair 내외를 표준화하여 사용하고 있으며 식물이나 곰팡이에서는 사용할 수 없지만, 연체동물 및 대부분의 동물계에서 종 판별 마커로 사용하고 있다 (Hebert et al.
참고문헌 (23)
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