[논문]도시 내 육상 생물종 모니터링을 위한 환경DNA 리뷰 및 적용

김휘문; 김성열; 박일수; 이현정; 김경태; 김영; 김혜정; 곽민호; 임태양; 박찬; 송원경

doi:10.13087/kosert.2020.23.2.69

도시 내 육상 생물종 모니터링을 위한 환경DNA 리뷰 및 적용
Review and application of environmental DNA (eDNA) investigation of terrestrial species in urban ecosystem 원문보기

環境復元綠化 = Journal of the Korean Society of Environmental Restoration Technology, v.23 no.2, 2020년, pp.69 - 89

김휘문 (단국대학교 환경원예.조경학과 대학원) , 김성열 (단국대학교 환경원예.조경학과 대학원) , 박일수 (단국대학교 환경원예.조경학과 대학원) , 이현정 (단국대학교 환경원예.조경학부) , 김경태 (단국대학교 환경원예.조경학부) , 김영 (단국대학교 환경원예.조경학부) , 김혜정 (단국대학교 환경원예.조경학부) , 곽민호 (단국대학교 환경원예.조경학부) , 임태양 (단국대학교 환경원예.조경학과 대학원) , 박찬 (서울시립대학교 조경학과) , 송원경 (단국대학교 환경원예.조경학부)

Abstract ▼ AI-Helper

Scientific trust and quantification of traditional species investigation and results that have been used in ecology for decades has always been a problem and concern for ecologists. Global ecologists have proposed DNA-based species investigation studies to find answers to problems. In this study, we reviewed the global trend of research on environmental DNA(eDNA), which is a method for monitoring species by detecting DNA of organisms naturally mixed in environmental samples such as water, soil, and feces. The first eDNA research confirmed the possibility of species investigation at the molecular level, and commercialization of NGS(Next Generation Sequencing) and DNA metabarcoding elicits efficient and quantitative species investigation results, and eDNA research is increasing in the filed of ecology. In this study, mammals and birds were detected using MiMammal universal primers from 23 samples(3 natural reserves; 20 water bowls) out of 4 patches to verify eDNA for urban ecosystems in Suwon, and eDNA was verified by performing camera trapping and field survey. Most terrestrial species were detected through eDNA, and particularly, mice(Mus musculus), and Vinous-throated Parrotbill (Sinosuthora webbiana) were identified only with eDNA, It has been confirmed to be highly effective by investigating techniques for small and internal species. However, due to the lack of resolution of the primer, weasels(Mustela sibirica) and squirrels(Melanochromis auratus) were not detected, and it was confirmed that the traditional investigation method was effective only for a few species, such as Mogera robusta(Mogera robusta). Therefore, it is judged that the effects of species investigation can be maximized only when eDNA is combined with traditional field survey and Camera trapping to complement each other.

주제어

표/그림 (8)

그림 Figure 1. Overview of the emergence of eDNA studies (Tarberlet et al., 2018; modified)
그림 Figure 2. Process in detecting species and communities through eDNA
표 Table 1. Primers proposed to detect species from fish and terrestrial animals
그림 Figure 3. Study area.
그림 Figure 4. eDNA sampling process.
그림 Figure 5. Exemplar camera trap photos taken at Water Bowls.
그림 Figure 6. Venn diagram between species recorded by camera trapping, eDNA, and field survey.
그림 Figure 7. Tile plot showing species presence-absence at individual Water Bowl(WB) and Nature Reserves(NR) by camera trapping, and eDNA metabarcoding and, both methods.

AI 본문요약
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문제 정의

Ushio et al.(2017) 연구에서 Miseq 시퀀싱 분석과 low diversity를 개선하기 위해 6개의 랜덤 염기(N)와 결합된 혼합MiMammal-mix 프라이머를 사용하였으나, 7base부터 다시 동일한 프라이머 서열이 시퀀싱되기 때문에 low diversity가 우려되어, 본 연구에서는 MiMammal 프라이머의 랜덤 염기 수를 0부터 3까지 상이하게 프라이머를 수정하여 문제점을 개선하고자 하였다. 또한 표적으로 증폭하고자 하는 구간이 길지 않다고 판단하여 HiSeq 2500(Illumina) 플랫폼에서 시퀀싱하였다.
따라서 본 연구는 eDNA가 발전해온 연구의 시대적 흐름을 살펴보고, 생태학 분야에 활용된 국내·외 eDNA 연구들을 고찰하고자 하였다. 나아가 국내 도시생태계에서 eDNA 메타바코딩(metabarcoding) 기술을 포유류와 조류와 같은 육상 종 검출에 직접 적용하고 현장 조사 및 카메라 트래핑을 통해 교차 검증해봄으로써, 장기적으로 eDNA가 도시생태계 생물자원 모니터링에 활용 및 보완될 수 있는 방안을 모색하고자 진행되었다.
따라서 본 연구는 eDNA가 발전해온 연구의 시대적 흐름을 살펴보고, 생태학 분야에 활용된 국내·외 eDNA 연구들을 고찰하고자 하였다.
생태계 종 모니터링 연구에서 최초로 eDNA가 도입된 이래로 주로 수생태계 내 어류 종다양성 탐지를 위한 연구가 실시되었으나, 최근 땅에 사는 육상 생물종 역시 토양 혹은 웅덩이와 같은 환경에 DNA 분자를 남김에 따라 육상생물종을 eDNA 기술로 검출하고자 하는 노력이 진행되고 있다. 본 연구는 수원시 도시생태계를 대상으로 8일간 축적된 물 시료를 채취하여 eDNA 기술을 적용하여 육상 종을 검출했다. 실험 결과, 대부분의 육상 종이 eDNA로 검출되었으나 아직 프라이머의 해상력 부족 및 eDNA 분석 오류 및 오염 등으로 인해 미검출된 종이 있어, 카메라 트래핑이나 현장조사 등의 조사 방법론이 함께 병행되어야 누락 되는 종 없이 최적의 종 조사 결과를 도출할 수 있을 것으로 해석하였다.
본 연구는 종 조사 분야에서 세계적으로 활용성이 높아지고 있는 eDNA 기술에 대한 주요 연구 동향을 살펴보고, 국내 도시생태계에 eDNA기술을 직접 적용하고 검증한 시범적인 연구로서 의의가 있다. 생태계 종 모니터링 연구에서 최초로 eDNA가 도입된 이래로 주로 수생태계 내 어류 종다양성 탐지를 위한 연구가 실시되었으나, 최근 땅에 사는 육상 생물종 역시 토양 혹은 웅덩이와 같은 환경에 DNA 분자를 남김에 따라 육상생물종을 eDNA 기술로 검출하고자 하는 노력이 진행되고 있다.
, 2014) 등을 채취하여 게놈 DNA를 추출하는 방법을 거친다. 본 연구에서는 육상 종이 식수나 목욕, 수영 등으로 이용한 물 시료를 수집하여 eDNA 분석을 진행하였다. 현장에서 발견한 3곳의 자연형 웅덩이와 20곳에서 증류수 2L의 인공 수조를 설치하여 총 23곳에서 물 시료를 취득하였다(Figure 3).
자연형 웅덩이에서는 포유류가 3목 3과 3종이 확인되었으며, 조류 서열은 미검출된 특징이 있다. 추가로 자연형 웅덩이에는 주변 유역 환경에서 확산된 DNA들이 혼합되어 시료에 5목 7과 10종의 어류 서열이 추가로 검출되었는데, 본 연구에서 활용한 MiMammal 프라이머가 어류 검출을 위한 MiFish 범용 프라이머를 포유류 특이적 변이에 적용, 수정하여 개발된 프라이머로 해당 bp에 겹치는 구간에 한해 어류 혹은 조류의 검출이 가능하기 때문에, 본 연구 결과에 함께 제시하였다. 그러나, 본 연구에서 활용한 프라이머로 포유류와 함께 검출된 조류 및 어류 분류군의 종 탐지 결과는 과학적으로 신뢰할 수 있다고 판단되나, MiMammal 프라이머가 해당 분류군의 전체 종에 대한 해상력을 갖지 못한 한계가 있어, 본 연구 결과가 연구 대상지의 조류 및 어류의 종다양성을 대표할 수는 없을 것으로 사료된다.

제안 방법

1차 PCR로 생성된 PCR 산물애 각각의 index 프라이머 2.0㎕(1.8μM)와 멸균된 증류수 1.0㎕, DNA 1.0㎕(0.1ng/㎕)로 총 12㎕로 혼합되어 진행되었다.
1차 PCR은 표적 영역을 증폭시키기 위해 진행되었으며, 1차 PCR의 생성물을 정제하여 2차 index PCR의 주형으로 사용하였다. 1차 PCR은 6.0㎕의 KAPA HiFi HotStart ReadyMix (KAPA Biosystems, USA)를 통해 35회 반복 수행되었다. 또한 1차 PCR는 각각 0.
28㎖의 멸균된 증류수, 2㎕의 DNA으로 총 12㎕으로 혼합되어 진행되었으며, DNA 변성을 위해 98℃에서 20초, 어닐닝을 위해 65℃ 15초, 프라이머 신장을 위해 75℃에서 각각 15초씩 진행을 35회 반복한 후 , 동일한 온도에서 5분간 유지시켰으며, 4℃로 보관하였다. 2차 PCR은 6.0㎕의 KAPA HiFi HotStart ReadyMix를 통해 12회 반복 진행되었다. 1차 PCR로 생성된 PCR 산물애 각각의 index 프라이머 2.
설치된 모니터링 카메라는 야생동물의 움직임이 포착되는 순간 3장의 연속 사진과 10초간 동영상이 함께 촬영되도록 설정하고, 동일 개체의 중복촬영 방지를 위해 모니터링 카메라는 1회 촬영 이후 5분 이내에 다시 촬영을 제한하였다. eDNA 시료 채취 당일 카메라 내 SD 카드를 함께 수집하여 연구실에서 종 동정을 진행하였다.
각 OTU의 대표 서열은 NCBI NT의 참조 DB에서 BALSTN(Zhang et al., 2000)를 수행하여, 유사성이 가장 높은 분류군의 유기체(organism)정보로 분류 할당(taxonomic assignment)을 수행하였다. 이 때, NCBI DB에서 매칭된 서열 정보의 최적 유사성을 보여주는 best hit의 query coverage와 매칭된 영역의 identiy가 85% 미만이면 분류체계(taxonomy)를 정의하지 않았다.
또한 1차 PCR는 각각 0.36㎕씩 MiMammal 프라이머(10μM)과 3.28㎖의 멸균된 증류수, 2㎕의 DNA으로 총 12㎕으로 혼합되어 진행되었으며, DNA 변성을 위해 98℃에서 20초, 어닐닝을 위해 65℃ 15초, 프라이머 신장을 위해 75℃에서 각각 15초씩 진행을 35회 반복한 후 , 동일한 온도에서 5분간 유지시켰으며, 4℃로 보관하였다.
, 2011), DNA 손실을 최소화하고자 인공 수조를 2019년 7월 22일부터 2019년 7월 30일까지 총 8일간만 설치하고 시료를 채취하였다. 샘플 취득 당일 물에 가라앉아 있는 DNA를 효과적으로 채수하고자 멸균 일회용 막대기로 저은 후(Turner et al., 2015), 오염 방지를 위해 멸균 장갑과 보관팩, 일회용 주사기를 이용하여 흙과 같은 고분자 성분에 의해 여과기에 투석이 안될 때까지 1-2회에 걸쳐 30-60㎖를 채수했다. 채수된 시료는 0.
, 2018) 프로그램를 이용하여 OTU(Operational Taxonomic Unit) 분석을 진행하였다. 서열 정보에서 어댑터서열을 제거하였으며, 두 서열 읽기 정보가 겹치는 영역에 대해서 오류 교정(error-correction)을 진행하였다. 각 시료별로 구분된 페어드-엔드(paired-end) 데이터는 FLAHS (Macgoč and Salzberg, 2011)를 사용하여 하나의 서열로 조립하였다.
추가로 자연적으로 발생한 웅덩이 이외에 수조를 설치한 곳에서 동일 기간 무인카메라(HC-801A, Suntekcam)를 함께 설치하여 대상종의 물 접촉 여부를 파악했으며, 2019년 10월 14일과 22일, 이틀에 걸쳐 전체 대상지에서 생물종의 흔적조사 및 목견 등의 현장조사를 병행하였다. 설치된 모니터링 카메라는 야생동물의 움직임이 포착되는 순간 3장의 연속 사진과 10초간 동영상이 함께 촬영되도록 설정하고, 동일 개체의 중복촬영 방지를 위해 모니터링 카메라는 1회 촬영 이후 5분 이내에 다시 촬영을 제한하였다. eDNA 시료 채취 당일 카메라 내 SD 카드를 함께 수집하여 연구실에서 종 동정을 진행하였다.
수집된 시료는 QIAgen blood & Tissue kit & EZ column(Qiagen, Germany)를 이용하여 Miya et al. (2015)에서 제안한 방식으로 DNA 추출을 진행했다.
(2015)에서 제안한 방식으로 DNA 추출을 진행했다. 이후 23개 샘플에서 추출한 DNA를 증폭하기 위해 쌍으로 된 2개(forward, reverse)의 범용 프라이머인 MiMammal을 사용하여 2단계 PCR을 진행했다. Ushio et al.
45㎛ 필터에 여과하여 냉동 보관하였다(Figure 4). 추가로 자연적으로 발생한 웅덩이 이외에 수조를 설치한 곳에서 동일 기간 무인카메라(HC-801A, Suntekcam)를 함께 설치하여 대상종의 물 접촉 여부를 파악했으며, 2019년 10월 14일과 22일, 이틀에 걸쳐 전체 대상지에서 생물종의 흔적조사 및 목견 등의 현장조사를 병행하였다. 설치된 모니터링 카메라는 야생동물의 움직임이 포착되는 순간 3장의 연속 사진과 10초간 동영상이 함께 촬영되도록 설정하고, 동일 개체의 중복촬영 방지를 위해 모니터링 카메라는 1회 촬영 이후 5분 이내에 다시 촬영을 제한하였다.
카메라와 eDNA 조사 결과 간 상당한 불일치를 확인하였으며, 특히 소형종의 경우 대부분 eDNA에서만 검출이 확인되었다. 프라이머 간 차이는 대부분의 포유류가 과(Family) 수준에서 16S, 12S rRNA 구간이 거의 일치하였으나, 종(Species) 수준에서 분류학적 해상도(Taxonomic resolution)는 12s rRNA가 16S rRNA보다 높아 육상종 모니터링 시 효율적인 eDNA 조사 방법론을 제안하였다.
각 시료별로 구분된 페어드-엔드(paired-end) 데이터는 FLAHS (Macgoč and Salzberg, 2011)를 사용하여 하나의 서열로 조립하였다. 하나의 조립된 서열의 길이가 100bp 미만인 서열들은 제거하였으며, 얻어진 서열은 CD-HIT-EST 기반의 OTU 분석 프로그램인 CD-HIT-OTU(Li et al., 2012)를 이용하여 시퀀싱 에러로 간주되는 낮은 품질의 서열과 모호한(Ambiguous) 서열, 키메라(Chimera) 서열 등을 제거한 후, 97% 이상의 서열 유사성을 갖는 서열끼리 클러스터링(clustering)하여 종 수준의 OTU를 형성하였다.

대상 데이터

현장에서 발견한 3곳의 자연형 웅덩이와 20곳에서 증류수 2L의 인공 수조를 설치하여 총 23곳에서 물 시료를 취득하였다(Figure 3). DNA는 자연 상태 노출된 후 빠르게 분해되기 때문에(Shapiro, 2008; Dejean et al., 2011), DNA 손실을 최소화하고자 인공 수조를 2019년 7월 22일부터 2019년 7월 30일까지 총 8일간만 설치하고 시료를 채취하였다. 샘플 취득 당일 물에 가라앉아 있는 DNA를 효과적으로 채수하고자 멸균 일회용 막대기로 저은 후(Turner et al.
eDNA 결과를 검증하기 위해 수행된 카메라 트래핑 데이터는 8일간 총 1,268장의 사진 및 영상이 취득되었다. 전체 카메라 이미지에서 연구원이 수동으로 생물종을 직접 식별하였으며, 전체 약 30%인 380여장이 최종 분류되었다.
검토된 eDNA 기술의 도시 내 육상생태계 적용 가능성 검토를 위해 도시 내 녹지와 수변 지역이 함께 개발된 경기도 수원시 영통구 광교신도시 일대를 연구의 공간적 범위로 선정하였다. 녹지 패치 및 육상 생물종의 이동성을 고려하여 광교호수공원, 혜령공원, 광교중앙공원 및 매봉산 일대 등 4개의 녹지 패치 유형에서 DNA 샘플을 채취하였다(Figure 3).
검토된 eDNA 기술의 도시 내 육상생태계 적용 가능성 검토를 위해 도시 내 녹지와 수변 지역이 함께 개발된 경기도 수원시 영통구 광교신도시 일대를 연구의 공간적 범위로 선정하였다. 녹지 패치 및 육상 생물종의 이동성을 고려하여 광교호수공원, 혜령공원, 광교중앙공원 및 매봉산 일대 등 4개의 녹지 패치 유형에서 DNA 샘플을 채취하였다(Figure 3). 연구대상지는 약 200만㎡의 녹지와 육상 생물종의 산림 패치 간 이동을 위한 생태통로 10개소가 조성되어 있으며, 약 50만㎡의 원천호수와 신대호수의 수생태계를 포함하고 있어, eDNA를 통해 도시 내 육상 종을 모니터링하기 적합한 대상지로 판단하였다.
23개의 시료에 대해 eDNA 메타바코딩 분석결과, 8일간 총 20,337,242개의 염기서열 리드 수를 확인하였다. 시퀀스 클러스터링 등 전처리 과정을 거쳐, 시료별로 최소 332개에서 최대 682,669개가 확인되어 총 9,760,935개(평균 : 424,388; 표준편차 : 141,216)가 8일간 수집되었다. 자연형 웅덩이 중 한 곳에서 확인된 서열 수는 332개의 미소량의 리드 수가 확인되어, 시료 채취 및 eDNA 분석 과정에서 오류가 발생한 것으로 해석하였으나, 해당 지점에서도 너구리 서열이 검출되어 분석 결과에서 제외하지는 않았다.
녹지 패치 및 육상 생물종의 이동성을 고려하여 광교호수공원, 혜령공원, 광교중앙공원 및 매봉산 일대 등 4개의 녹지 패치 유형에서 DNA 샘플을 채취하였다(Figure 3). 연구대상지는 약 200만㎡의 녹지와 육상 생물종의 산림 패치 간 이동을 위한 생태통로 10개소가 조성되어 있으며, 약 50만㎡의 원천호수와 신대호수의 수생태계를 포함하고 있어, eDNA를 통해 도시 내 육상 종을 모니터링하기 적합한 대상지로 판단하였다.
본 연구에서는 육상 종이 식수나 목욕, 수영 등으로 이용한 물 시료를 수집하여 eDNA 분석을 진행하였다. 현장에서 발견한 3곳의 자연형 웅덩이와 20곳에서 증류수 2L의 인공 수조를 설치하여 총 23곳에서 물 시료를 취득하였다(Figure 3). DNA는 자연 상태 노출된 후 빠르게 분해되기 때문에(Shapiro, 2008; Dejean et al.

데이터처리

HiSeq 판독 결과 도출된 서열 DB의 분류학적 분류를 위해 FASTP(Chen et al., 2018) 프로그램를 이용하여 OTU(Operational Taxonomic Unit) 분석을 진행하였다. 서열 정보에서 어댑터서열을 제거하였으며, 두 서열 읽기 정보가 겹치는 영역에 대해서 오류 교정(error-correction)을 진행하였다.
이 때, NCBI DB에서 매칭된 서열 정보의 최적 유사성을 보여주는 best hit의 query coverage와 매칭된 영역의 identiy가 85% 미만이면 분류체계(taxonomy)를 정의하지 않았다. 위의 OTU 정보는 QIIME (Quantitative Insights Into Microbial Ecology; Caporaso et al., 2010)를 이용하여, 군집 비교 분석을 실시하였다.

이론/모형

서열 정보에서 어댑터서열을 제거하였으며, 두 서열 읽기 정보가 겹치는 영역에 대해서 오류 교정(error-correction)을 진행하였다. 각 시료별로 구분된 페어드-엔드(paired-end) 데이터는 FLAHS (Macgoč and Salzberg, 2011)를 사용하여 하나의 서열로 조립하였다. 하나의 조립된 서열의 길이가 100bp 미만인 서열들은 제거하였으며, 얻어진 서열은 CD-HIT-EST 기반의 OTU 분석 프로그램인 CD-HIT-OTU(Li et al.

성능/효과

23개의 시료에 대해 eDNA 메타바코딩 분석결과, 8일간 총 20,337,242개의 염기서열 리드 수를 확인하였다. 시퀀스 클러스터링 등 전처리 과정을 거쳐, 시료별로 최소 332개에서 최대 682,669개가 확인되어 총 9,760,935개(평균 : 424,388; 표준편차 : 141,216)가 8일간 수집되었다.
NCBI 라이브러리와 비교하여 분류군 및 종을 도출한 결과, 전체 분류군에서 총 8목 12과 14종이 검출되었다. eDNA 주요 검출 종은 인간(Homo sapiens)을 포함해, 개과(Canidae), 너구리(Nyctereutes procyonoides), 청설모(Sciurus vulgaris), 쥐(Mus musculus) 등 5종의 포유류가 검출되었으며, 조류는 꿩과(Phasianidae), 청둥오리(Anas platyrhynchos), 집비둘기(Columba livia), 파랑새(Eurystomus orientalis), 어치(Garrulus glandarius), 노랑턱멧새(Emberiza elegans), 붉은머리오목눈이(Sinosuthora webbiana), 까치(Pica pica), 직박구리(Hypsipetes amaurotis) 등 9종이 검출되었다.
NCBI 라이브러리와 비교하여 분류군 및 종을 도출한 결과, 전체 분류군에서 총 8목 12과 14종이 검출되었다. eDNA 주요 검출 종은 인간(Homo sapiens)을 포함해, 개과(Canidae), 너구리(Nyctereutes procyonoides), 청설모(Sciurus vulgaris), 쥐(Mus musculus) 등 5종의 포유류가 검출되었으며, 조류는 꿩과(Phasianidae), 청둥오리(Anas platyrhynchos), 집비둘기(Columba livia), 파랑새(Eurystomus orientalis), 어치(Garrulus glandarius), 노랑턱멧새(Emberiza elegans), 붉은머리오목눈이(Sinosuthora webbiana), 까치(Pica pica), 직박구리(Hypsipetes amaurotis) 등 9종이 검출되었다. 특히 회색늑대(Canis lupus) 및 적색야계(Gallus gallus)와 같이 국내 미출현종이나 대상지에서 출현이 전무한 종이 검출된 경우, 검출에 활용된 프라이머가 종 수준까지 분류 해상도가 떨어진 것으로 판단하여, 해당 종을 과(Family)수준에서 분류하였다(Lucek et al.
결과적으로 본 연구를 통해 제안된 eDNA 연구 기술은 기존의 일반적인 생물종 조사 방법의 표준화 및 비용적․시간적 한계를 상당 부분 해소할 수 있음이 증명되었으며, 특히 기존 생물종 조사에서 누락되어 보호 대상에서 제외된 종들에 대한 보전 전략이 가능해질 것으로 판단된다. 그럼에도 불구하고, 여전히 해결되지 못한 eDNA의 기술적인 한계가 있으며 몇몇 분류군 및 종의 생활 특성에 따라 현장 기반의 조사와 카메라 트래핑이 유일하게 갖는 장점도 확인되었다.
결과적으로 본 연구를 통해 제안된 eDNA 연구 기술은 기존의 일반적인 생물종 조사 방법의 표준화 및 비용적․시간적 한계를 상당 부분 해소할 수 있음이 증명되었으며, 특히 기존 생물종 조사에서 누락되어 보호 대상에서 제외된 종들에 대한 보전 전략이 가능해질 것으로 판단된다. 그럼에도 불구하고, 여전히 해결되지 못한 eDNA의 기술적인 한계가 있으며 몇몇 분류군 및 종의 생활 특성에 따라 현장 기반의 조사와 카메라 트래핑이 유일하게 갖는 장점도 확인되었다. 따라서 본 연구에서 제안한 eDNA 기술과 함께 현장조사, 카메라트래핑 조사기법이 상호·보완적으로 병행되어야만 가장 효율적이며 과학적인 조사 결과를 도출할 수 있을 것으로 사료된다.
따라서 활용한 범용 프라이머가 특정 종에 대해 종 단위까지 해상력을 갖지 못할 경우, 단일종에 대한 qPCR을 추가적으로 활용하여 검출 유무를 검증하는 것이 바람직할 것으로 사료된다. 또한 인간서열 비율이 전체 검출 서열 가운데 가장 높은 약 12%에 해당하는 수치를 보였으며, 이는 DNA분자가 매우 민감하여 시료 채취 혹은 실험실 분석 과정에서 오염이 발생한 것으로 판단된다. 해양 및 담수생태계에 비해 육상 생물종의 eDNA연구 및 오염에 대한 연구는 비교적 검증되지 않았으나, 육상생태계 eDNA 연구에서도 샘플링, DNA 추출, PCR, 시퀀싱 및 데이터 분석과 같은 일련의 eDNA 실험 전 과정에서 인간에 의한 오염은 지속적으로 보고되고 있다.
시료 유형별로는 인공 수조에서 포유류가 3목 4과 5종, 조류가 5목 8과 9종이 검출되었다. 자연형 웅덩이에서는 포유류가 3목 3과 3종이 확인되었으며, 조류 서열은 미검출된 특징이 있다.
본 연구는 수원시 도시생태계를 대상으로 8일간 축적된 물 시료를 채취하여 eDNA 기술을 적용하여 육상 종을 검출했다. 실험 결과, 대부분의 육상 종이 eDNA로 검출되었으나 아직 프라이머의 해상력 부족 및 eDNA 분석 오류 및 오염 등으로 인해 미검출된 종이 있어, 카메라 트래핑이나 현장조사 등의 조사 방법론이 함께 병행되어야 누락 되는 종 없이 최적의 종 조사 결과를 도출할 수 있을 것으로 해석하였다.
전체 카메라 이미지에서 연구원이 수동으로 생물종을 직접 식별하였으며, 전체 약 30%인 380여장이 최종 분류되었다. 종별로는 인간을 포함하여, 고라니(Hydropotes inermis), 너구리, 족제비(Mustela sibirica), 고양이(Felis silvestris catus), 청설모, 다람쥐(Tamias sibiricus), 멧토끼(Lepus coreanus), 까치, 직박구리, 박새(Parus major), 곤줄박이(Parus varius), 꿩(Phasianus colchicus), 어치, 청딱따구리(Picus canus) 등으로 포유류는 8종 32개체가 확인되었으며, 조류는 7종 99개체로 확인되었다(Figure5). 카메라 트래핑으로 종을 관찰한 결과, 포유류보다 조류의 인공 수조 이용이 높은 것으로 확인되었다.
추가로 대상지 전체 산림에서 육상 생물종에 대한 현장 조사를 수행한 결과, 인간, 고라니, 다람쥐, 청설모를 비롯해 다수의 두더지(Mogera robusta) 굴 등의 흔적이 확인되었며, 조류는 직박구리, 까치, 멧비둘기(Streptopelia orientalis), 집비둘기, 말똥가리(Buteo buteo), 꿩, 박새, 쇠박새(Poecile palustris), 딱새(Phoenicurus auroreus), 큰부리까마귀(Corvus macrorhynchos), 노랑턱멧새, 청딱따구리 등 6목 9과 11종을 주로 목견으로 확인하였다. 현장조사 결과, 포유류 가운데 두더지만 새롭게 확인되었는데, 이는 eDNA 혹은 카메라트래핑 조사기법이 포유류의 대부분의 종을 조사할 수 있는 것을 의미하지만, 그럼에도 불구하고, 두더지와 같이 굴에서 주로 생활하거나 그 외 비슷한 생활사를 갖는 종들을 모니터링할 때는 여전히 전통적인 현장기반의 필드 조사가 가장 효과적임을 보여주는 결과로 해석된다.
종별로는 인간을 포함하여, 고라니(Hydropotes inermis), 너구리, 족제비(Mustela sibirica), 고양이(Felis silvestris catus), 청설모, 다람쥐(Tamias sibiricus), 멧토끼(Lepus coreanus), 까치, 직박구리, 박새(Parus major), 곤줄박이(Parus varius), 꿩(Phasianus colchicus), 어치, 청딱따구리(Picus canus) 등으로 포유류는 8종 32개체가 확인되었으며, 조류는 7종 99개체로 확인되었다(Figure5). 카메라 트래핑으로 종을 관찰한 결과, 포유류보다 조류의 인공 수조 이용이 높은 것으로 확인되었다. eDNA와 카메라 트래핑 결과 중복으로 검출된 종은 약 31%(7종)으로 매우 상이했으며, 이는 Leempoel et al.
(2020)은 포유류에 대한 조사를 1,132일간 카메라 트래핑과 총 100개의 토양 시료에서 eDNA 실험을 비교하였으며, 16S rRNA (~70bp)와 12S rRNA(~210bp) 두가지 메타 바코드를 적용하여 프라이머 간 검출결과를 비교하였다. 카메라와 eDNA 조사 결과 간 상당한 불일치를 확인하였으며, 특히 소형종의 경우 대부분 eDNA에서만 검출이 확인되었다. 프라이머 간 차이는 대부분의 포유류가 과(Family) 수준에서 16S, 12S rRNA 구간이 거의 일치하였으나, 종(Species) 수준에서 분류학적 해상도(Taxonomic resolution)는 12s rRNA가 16S rRNA보다 높아 육상종 모니터링 시 효율적인 eDNA 조사 방법론을 제안하였다.
추가로 대상지 전체 산림에서 육상 생물종에 대한 현장 조사를 수행한 결과, 인간, 고라니, 다람쥐, 청설모를 비롯해 다수의 두더지(Mogera robusta) 굴 등의 흔적이 확인되었며, 조류는 직박구리, 까치, 멧비둘기(Streptopelia orientalis), 집비둘기, 말똥가리(Buteo buteo), 꿩, 박새, 쇠박새(Poecile palustris), 딱새(Phoenicurus auroreus), 큰부리까마귀(Corvus macrorhynchos), 노랑턱멧새, 청딱따구리 등 6목 9과 11종을 주로 목견으로 확인하였다. 현장조사 결과, 포유류 가운데 두더지만 새롭게 확인되었는데, 이는 eDNA 혹은 카메라트래핑 조사기법이 포유류의 대부분의 종을 조사할 수 있는 것을 의미하지만, 그럼에도 불구하고, 두더지와 같이 굴에서 주로 생활하거나 그 외 비슷한 생활사를 갖는 종들을 모니터링할 때는 여전히 전통적인 현장기반의 필드 조사가 가장 효과적임을 보여주는 결과로 해석된다. 조류 역시 땅에 빈번히 착륙하는 종들에 대해서 카메라 트래핑이나 eDNA기술이 본 연구를 통해 검증되었으나, 주로 수목과 하늘에서 주로 생활하는 조류에 대해서는 목견 등을 통한 조사가 여전히 효과적임이 입증되었으며, 장기적인 관점에서 본 연구가 제시한 생물종 조사 기법들이 상호보완적으로 구축된다면 높은 정확성을 갖은 최적의 조사 결과 데이터를 축적할 수 있을 것으로 기대된다.

후속연구

그러나 국내 육상 종에 대한 서열 DB의 구축과 프라이머의 개발 그리고 오염방지 및 샘플링전략 등 eDNA 연구 프로세스에 대한 표준화가 진행된다면, 가까운 미래에는 eDNA 기술을 이용한 종 조사의 신뢰성을 더 높여 비용과 시간의 한계를 갖는 기존의 종 조사 방법의 약점을 해소할 수 있을 것으로 판단된다. 나아가 생태학, 분자생물학, 생물정보학 등의 새로운 융합기술인 eDNA의 발전은 먼 미래에 조사 현장에서 몇 번의 채수만으로 즉시 생태계를 구성하는 종과 종의 밀도, 종다양성까지도 확인할 수 있지 않을까 기대해본다.
추가로 자연형 웅덩이에는 주변 유역 환경에서 확산된 DNA들이 혼합되어 시료에 5목 7과 10종의 어류 서열이 추가로 검출되었는데, 본 연구에서 활용한 MiMammal 프라이머가 어류 검출을 위한 MiFish 범용 프라이머를 포유류 특이적 변이에 적용, 수정하여 개발된 프라이머로 해당 bp에 겹치는 구간에 한해 어류 혹은 조류의 검출이 가능하기 때문에, 본 연구 결과에 함께 제시하였다. 그러나, 본 연구에서 활용한 프라이머로 포유류와 함께 검출된 조류 및 어류 분류군의 종 탐지 결과는 과학적으로 신뢰할 수 있다고 판단되나, MiMammal 프라이머가 해당 분류군의 전체 종에 대한 해상력을 갖지 못한 한계가 있어, 본 연구 결과가 연구 대상지의 조류 및 어류의 종다양성을 대표할 수는 없을 것으로 사료된다. 따라서 향후 연구에서는 동일시료 내에서 다양한 분류군을 검출할 수 있도록, 여러 구간의 프라이머들을 함께 활용하여 종을 검출하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
물리적 거리로 분류된 4개의 녹지 패치 유형에 따라 eDNA 및 카메라트래핑으로 확인된 종의 출현 차이는 거의 없었으나, 포유류의 경우 다람쥐, 족제비, 멧토끼 등이 한 곳의 패치에서만 검출된 특징이 있어, 도시생태계에서 조류에 비해 이동성이 크게 제한된 것으로 확인되나(Figure 7), 본 연구의 모니터링 기간이 DNA 손실 우려로 인한 1주일로, 한정적이기 때문에 추후 연구 기간 및 횟수를 늘려 장기간 모니터링을 통해 실제 도시 내 육상종이 녹지 패치를 거점 혹은 서식처로서 활용 여부를 파악할 필요가 있다고 판단된다. 나아가 eDNA 및 카메라트래핑 이외에 최근에는 0.3g 이하의 VHF(Very High Frequency; 초단파) 및 GPS 기반의 초소형 추적기의 개발이 진행됨에 따라, 중대형 이외에 소형종에 대한 개체 단위에서 패치 내 행동권 및 이동 특성이 규명되고 있으며(Kim et al., 2018; Song, 2020), 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle; UAV) 등을 이용한 개체 분류(Kim et al., 2019) 등 신기술을 접목한 생물종 정보 취득기술 및 결과에 대한 정량화가 지속적으로 이루어지고 있어, 본 연구에서 도출된 생물종 조사결과와 함께 종의 출현 및 행동 특성이 종합적으로 고려된다면 도시 생물종에 대한 최적의 관리전략이 마련될 수 있을 것으로 기대된다.
그러나 국내 육상 종에 대한 서열 DB의 구축과 프라이머의 개발 그리고 오염방지 및 샘플링전략 등 eDNA 연구 프로세스에 대한 표준화가 진행된다면, 가까운 미래에는 eDNA 기술을 이용한 종 조사의 신뢰성을 더 높여 비용과 시간의 한계를 갖는 기존의 종 조사 방법의 약점을 해소할 수 있을 것으로 판단된다. 나아가 생태학, 분자생물학, 생물정보학 등의 새로운 융합기술인 eDNA의 발전은 먼 미래에 조사 현장에서 몇 번의 채수만으로 즉시 생태계를 구성하는 종과 종의 밀도, 종다양성까지도 확인할 수 있지 않을까 기대해본다.
도시생태계 내 파편화된 녹지 및 공원의 패치들은 경관생태학 관점에서 생물의 이동을 실현시킬 수 있는 거점이나 서식처로서 중요성이 확인되고 있으며(Song et al., 2012), 도시생태계 내 서식하며 생태적 균형을 유지하는 중요한 위치를 갖는 지표종 혹은 외래종을 정량적으로 모니터링하여 DB를 구축할 필요가 있으며, 이제 eDNA를 활용한 도시 육상종 조사 기술은 전통적인 조사 기술을 상호 보완하여 효율적이며 과학적인 연구 및 조사로써 높은 활용가치가 있을 것으로 생각된다.
따라서 본 연구에서 제안한 eDNA 기술과 함께 현장조사, 카메라트래핑 조사기법이 상호·보완적으로 병행되어야만 가장 효율적이며 과학적인 조사 결과를 도출할 수 있을 것으로 사료된다.
그러나, 본 연구에서 활용한 프라이머로 포유류와 함께 검출된 조류 및 어류 분류군의 종 탐지 결과는 과학적으로 신뢰할 수 있다고 판단되나, MiMammal 프라이머가 해당 분류군의 전체 종에 대한 해상력을 갖지 못한 한계가 있어, 본 연구 결과가 연구 대상지의 조류 및 어류의 종다양성을 대표할 수는 없을 것으로 사료된다. 따라서 향후 연구에서는 동일시료 내에서 다양한 분류군을 검출할 수 있도록, 여러 구간의 프라이머들을 함께 활용하여 종을 검출하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
, 2019). 따라서 활용한 범용 프라이머가 특정 종에 대해 종 단위까지 해상력을 갖지 못할 경우, 단일종에 대한 qPCR을 추가적으로 활용하여 검출 유무를 검증하는 것이 바람직할 것으로 사료된다. 또한 인간서열 비율이 전체 검출 서열 가운데 가장 높은 약 12%에 해당하는 수치를 보였으며, 이는 DNA분자가 매우 민감하여 시료 채취 혹은 실험실 분석 과정에서 오염이 발생한 것으로 판단된다.
, 2014), 그 이외에 DNA 분자는 물리적, 화학적, 생물학적 특성의 요인들이 서로 복합적으로 영향을 미치기 때문에 시료 유형과 시료 채취 방법, 분류군 혹은 종에 따라 eDNA손상에 미치는 영향들이 규명되어야 할 필요가 있다. 또한 본 연구에서 활용한 MiMammal 프라이머가 국내 육상 종에 대한 해상력 부족으로 인해 몇몇 종을 종 수준에서 분류할 수 없는 한계가 발생하였기 때문에, 우선적으로 국내 생물종에 대한 서열 DB 라이브러리가 반드시 확보되어야 하며, 이를 판독할 수 있는 국내형 생물종 프라이머 개발이 수반되어야 eDNA 기반 생물종 조사의 활용성이 높아질 것으로 판단된다.
또한, 인간 서열 오염 이외에도 검출된 종의 결과가 위음성(false negative) 혹은 위양성(false positive) 등이 발생될 수 있음이 보고 되었으며 (Ficetola et al., 2016), 이와 같은 오류들을 제어하기 위해서 일반적으로 양성 및 음성 대조군을 함께 설정하여 eDNA 연구 전 단계의 프로세스에서 오염 유무를 확인하는 것과 전기영동 실험이 향후 연구에서 수반되어야 할 것으로 판단된다(Lahoz-Monfort et al., 2016).
물리적 거리로 분류된 4개의 녹지 패치 유형에 따라 eDNA 및 카메라트래핑으로 확인된 종의 출현 차이는 거의 없었으나, 포유류의 경우 다람쥐, 족제비, 멧토끼 등이 한 곳의 패치에서만 검출된 특징이 있어, 도시생태계에서 조류에 비해 이동성이 크게 제한된 것으로 확인되나(Figure 7), 본 연구의 모니터링 기간이 DNA 손실 우려로 인한 1주일로, 한정적이기 때문에 추후 연구 기간 및 횟수를 늘려 장기간 모니터링을 통해 실제 도시 내 육상종이 녹지 패치를 거점 혹은 서식처로서 활용 여부를 파악할 필요가 있다고 판단된다. 나아가 eDNA 및 카메라트래핑 이외에 최근에는 0.
또한 조류의 경우 수목 위, 하늘에 날아다니면서 떨어지는 각질이나 털의 영향을 받았을 수도 있어, 이는 카메라 트래핑 기술을 보완하는 eDNA 조사 기술로 해석된다. 본 연구 결과를 바탕으로 eDNA 조사는 나아가 소형 크기의 멸종위기종 혹은 지표종 등의 탐지 및 보전에도 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단되며, 생물종 조사분야에서 새로운 통찰력과 가능성을 보여준 연구로 사료된다.
(2020) 연구에서는 100개의 토양 시료에서 타겟 구간이 16S rRNA의 경우 약 49%, 12S rRNA의 경우 약 35%의 높은 인간 염기서열이 확인되었다. 일반적으로 수조 설치 실험보다 자연환경에서 수집한 시료에서 높은 인간 서열비율이 나타난 것으로 해석되며, 본 연구에서는 도시생태계 내 수조실험을 통해 시료를 채취하여 인간 서열 오염에 대해 우려가 있었으나, 1주일간 도시민들의 눈에 띄지 않는 페쇄적인 대상지에 수조를 설치하였기 때문에 오염 정도가 다른 연구에 비해 높지 않은 것으로 판단되며, 향후 연구에서도 수조 혹은 자연환경에서 채취 여부, 시료 채취 기간, 시료 유형에 따른 인간 서열 오염의 차이를 확인해야 할 필요가 있다.
현장조사 결과, 포유류 가운데 두더지만 새롭게 확인되었는데, 이는 eDNA 혹은 카메라트래핑 조사기법이 포유류의 대부분의 종을 조사할 수 있는 것을 의미하지만, 그럼에도 불구하고, 두더지와 같이 굴에서 주로 생활하거나 그 외 비슷한 생활사를 갖는 종들을 모니터링할 때는 여전히 전통적인 현장기반의 필드 조사가 가장 효과적임을 보여주는 결과로 해석된다. 조류 역시 땅에 빈번히 착륙하는 종들에 대해서 카메라 트래핑이나 eDNA기술이 본 연구를 통해 검증되었으나, 주로 수목과 하늘에서 주로 생활하는 조류에 대해서는 목견 등을 통한 조사가 여전히 효과적임이 입증되었으며, 장기적인 관점에서 본 연구가 제시한 생물종 조사 기법들이 상호보완적으로 구축된다면 높은 정확성을 갖은 최적의 조사 결과 데이터를 축적할 수 있을 것으로 기대된다.
특히 도시생태계는 개발로 인한 급격한 서식처 변화, 인간의 교란, 패치 단절 등으로 기존 생물종 조사와 차별화되는 다차원적인 조사가 필요했으며, 도시생태계 생물종 조사 분야에서 eDNA 기술의 도입은 내부종 등 육안으로 확인하기 어려운 종 파악 및 하나의 비오톱 및 유역단위의 종의 분포를 공간적으로 파악할 수 있어 도시 계획, 도시생태현황도 및 보전 지역 설정 등의 기준을 제시할 수 있어 활용 가치가 높을 것으로 사료된다.

참고문헌 (80)

Andersen, K. KL Bird. M Rasmussen. J Haile. H Breuning-Madsen. KH Kjaer. L Orlando. MTP Gilbert and E Willerslev. 2012. Meta-barcoding of ‘dirt’ DNA from soil reflects vertebrate biodiversity. Molecular Ecology 21(8) : 1966-1979.

상세보기
Barnes, MA and CR Turnet. 2016. The ecology of environmental DNA and implications for conservation genetics. Conservation Genetics. 17 : 1-17.

상세보기
Bergmann, GT. JM Craine. MS Robeson 2nd and N Fierer. 2015. Seasonal Shifts in Diet and Gut Microbiota of the American Bison (Bison bison). PLoS One 10(11) : e0142409.

상세보기
Bithell, SL.LTT Tran-Nguyen.MN Hearnden and DM Hartley. 2014. DNA analysis of soil extracts can be used to investigate fine root depth distribution of trees. AoB Plants. 7. plu091.
Boessenkool, S.LS Epp. J Haile. E Bellemain. M Edwards. E Coissac. E Willerslev and C Brochmmann. 2012. Blocking Blocking human contaminant DNA during PCR allows amplification of rare mammal species from sedimentary ancient DNA. Molecular Ecology. 21(8) : 1806-1815.

상세보기
Brenner, S. M Johnson. J Bridgham. G Golda. DH Lloyd. D Johnson. S Luo. S McCurdy. M Foy. M Ewan. R Roth. D George. S Eletr. G Albrecht. E Vermaas. SR Williams. K Moon. T Burcham. M Pallas. RB DuBridge. J Kirchner. K Fearon. J Mao and K Corcoran. 2000. Gene expression analysis by massively parallel signature sequencing (MPSS) on microbead arrays. Nature Biotechnology 18(6) : 630- 634.

상세보기
Caporaso, JG. J Kuczynski. J Stombaugh. K Bittinger. FD Bushman. EK Costello. N Fierer. AG Pea. JK Goodrich. JI Gordon. GA Huttley. ST Kelley. D Knights. JE Koenig. RE Lay. CA Lozupone. D McDonald. BD Muegge. M Pirrung. J Reeder. PJ Turnbaugh and WA Walters. 2010. QIIME allows analysis of highthroughput community sequencing data. Nature Methods. 7(5) : 335-336.

상세보기
Chen, S. Y Zhou. Y Chen and J gu. 2018. fastp: an ultra-fast all-in-one FASTQ preprocessor. Bioinformatics 34(17) : i884-i890.

상세보기
Civade, R. T Dejean. A Valentini. N Roset. JC Raymond. A Bonin. P Taberlet and D Pont. 2016. Spatial Representativeness of Environmental DNA Metabarcoding Signal for Fish Biodiversity Assessment in a Natural Freshwater System. PLoS ONE. 11(6): e0157366.

상세보기
Closek, CJ. JA Santora. HA Starks. ID Schroeder. EA Andruszkiewicz. KM Sakuma. SJ Bograd. EL Hazen. JC Field and AB Boehm. 2019. Marine Vertebrate Biodiversity and Distribution Within the Central California Current Using Environmental DNA (eDNA) Metabarcoding and Ecosystem Surveys. Front. Mar. Sci. 6 : 732.

상세보기
Clusa, L. L Miralles. A Basanta. C Escot and E Garcia-Vazquez. 2017. eDNA for detection of five highly invasive molluscs. A case study in urban rivers from the Iberian Peninsula. PLoS ONE 12(11) : e0188126.

상세보기
Degle, BE. A Chiaradia. J McInnes and SN Jarman. 2010. Pyrosequencing faecal DNA to determine diet of little penguins: is what goes in what comes out?. Conservation Genetics 11(5) : 2039-2048.

상세보기
Dejean, T. A Valentini. A Duparc. S Pellier-Cuit. F Pompanon. P Taberlet and C Miaud. 2011. Persistence of Environmental DNA in Freshwater Ecosystems. PLoS One 6(8) : e23398.

상세보기
Drummond, AJ. RD Newcomb. TR Buckley. D Xie. A Dopheide. BCM Potter. J Heled. HA Ross. S Grosser. D Park. NJ Demetras. MI Stevens. JC Russell. SH Anderson. A Carter and N Nelson. 2015. Evaluating a multigene environmental DNA approach for biodiversity assessment. Giga-Science. 4(46) : 1-19.
Evans, NT. BP Olds and MA Renshaw. 2016. Quantification of mesocosm fish and amphibian species diversity via environmental DNA metabarcoding. Mol. Ecol. Resour. 16(1) : 29-41.

상세보기
Ficetola, GF. C Miaud. F Pompanon and P Taberlet. 2008. Species detection using environmental DNA from water samples. Biology Letters 4(4) : 423-425.

상세보기
Ficetola, GF. P Taberlet and E Coissac. 2016. How to limit false positives in environmental DNA and metabarcoding? Molecular Ecology Resources 16(3) : 604-607.

상세보기
Giguet-Covex, C. J Pansu. F Arnaud. PJ Rey. C Griggo. L Gielly. I Domaizon. E Coissac. F David. P Choler. J Poulenard and P Taberlet. 2014. Long livestock farming history and human landscape shaping revealed by lake sediment DNA. Nature communications. 5 : 3211.

상세보기
Giovannoni, SJ. TB Britschgi. CL Moyer and KG Field. 1990 Genetic diversity in Sargasso Sea bacterioplankton. Nature 345(6270) : 60-63

상세보기
Haile, J. R Holdaway. K Oliver. M Bunce. MTP Gilbert. R Nielsen. K Munch. SYW Ho. B Shaprio and E Willerslev. 2007. Ancient DNA chronology within sediment deposits: are paleobiological reconstructions possible and is DNA leaching a factor? Molecular Biology and Evolution. 24(4) : 982-989.

상세보기
Harper, LR. LL Handley. AI Carpenter. M Ghazali. CD Muri. CJ Macgregor. TW Logan. A Law. T Breithaupt. DS Read. AD McDevitt and B Hanfling. 2019. Environmental DNA (eDNA) metabarcoding of pond water as a tool to survey conservation and management priority mammals. Biological Conservation 238 : 108225.

상세보기
Hempel, CA. B Peinert. AJ Beermann. V Elbrecht. JN Macher. TH Macher. G Jacobs and F Leese. 2019. Using environmental DNA to monitor the reintroduction success of the Rhine sculpin (Cottus rhenanus) in a restored stream. PeerJ Preprints 7:e27574v2.
Herbert, PD. A Cywinska. SL Ball and JR DeWaard. 2003. Biological identifications through DNA barcodes. Proc. Biol. Sci. 270(1512) : 312-321.
Kim, KT. Y Kim. HJ Kim. SY Kim. WM Kim and WK Song. 2019. Usage of Waterbirds on the Artificial Floating Islands in Reservoir using UAV. J. Korean Env. Res. Tech. 22(5):57-67. (in Korean with English summary)
Kim, SY. WM Kim. WK Song and EJ Hyeong. 2018. Home-range Analysis of Varied Tit (Parus varius) in the Post Fledging Period by Using Radio-tracking. J. Korean Env. Res. Tech. 21(1):95-102. (in Korean with English summary)
Lahoz-Monfort, JJ. G Guillera-Arroita and R Tingley. 2016. Statistical approaches to account for false-positive errors in environmental DNA samples. Molecular Ecology Resources 16(3) : 673-685.

상세보기
Leempoel, K. T Hebert and EA Hadly. 2020. A comparison of eDNA to camera trapping for assessment of terrestrial mammal diversity. Proc. R. Soc. B 287 : 20192353.

상세보기
Levine, JM. M Vila. CM D'Antonio. JS Dukes. K Grigulis and S Lovorel. 2003. Mechanisms underlying the impacts of exotic plant invasions. Proc. R. Soc. B. 270(1517) : 775-781.

상세보기
Li, W. L Fu. B Niu. S Wu and J Wooley. 2012. Ultrafast clustering algorithms for metagenomic sequence analysis. Briefings in Bioinformatics. 13(6) : 656-668.

상세보기
Logan, JMJ. KJ Edwards and NA Saunders. 2009. Real-time PCR : current technology and applications. Horizon Scientific Press, Norwich, UK.
Lopes, DM. MD Barba. F Boyer. C Mercier. PJS Filho. LM Heidtmann. D Galiano. BB Kubiak. P Langone. FM Garcias. L Gielly. E Coissac. TRO Freitas and D Taberlet. 2015. DNA metabarcoding diet analysis for species with parapatric vs sympatric distribution: a case study on subterranean rodents. Heredity 114(5) : 525-536.

상세보기
Lucek, K. A Galli. S Gurten. N Hohmann. A Maccagni. T Patsiou and Y Willi. 2019. Metabarcoding of honey to assess differences in plantpollinator interactions between urban and non-urban sites. Apidologie 50 : 317-329.

상세보기
Kelly, RP. 2016. Making Making environmental DNA count. Molecular ecology resources 16(1) : 10-12.

상세보기
Krishnamurthy, K and AF Robert. 2012. A critical review on the utility of DNA barcoding in biodiversity conservation. Biodivers. Conserv. 21(8) : 1901-1919.

상세보기
Kwok, S and R Higuchi. 1989. Avoiding false positives with PCR. Nature. 339(6221) : 237-238.

상세보기
MacDonald, AJ and S Sarre. 2017. A framework for developing and validating taxon-specific primers for specimen identification from environmental DNA. Molecular Ecology Resources 17(4) : 708-720.

상세보기
Magoc, T and SL, Salzberg. 2011. FLASH: fast length adjustment of short reads to improve genome assemblies. Bioinformatics 27(21) : 2957-2963.

상세보기
Magurran, AE and BJ McGill. 2011. Biological diversity-frontiers in measurement and assessment. Oxford University Press.
Margulies, M. M Egholm. WE Altman. S Attiya. JS Bader. LA Bemben. J Berka. MS Braverman. YJ Chen. Z Chen. SB Dewell. L Du. JM Fierro. XV Gomes. BC Godwin. W He. S Helgesen. CH Ho. GP Irzyk. SC Jando. MLI Alenquer. TP Jarvie. KB Jirage. JB Kim. JR Knight. JR Lanza. JH Leamon. SM Lefkowitz. M Lei. J Li. KL Lohman. H Lu. VB Makhijani. KE McDade. MP McKenna. EW Myers. E Nickerson. JR Nobile. R Plan. BP Puc. MT Ronan. GT Roth. GJ Sarkis. JF Simons. JW Simpson. M Srinivasan. KR Tartaro. A Tomasz. KA Vogt. GA Volkmer. SH Wang. Y Wang. MP Weinr. P Yu. RF Begley and JM Rothberg. 2005. Genome sequencing in microfabricated high-density picolitre reactors. Nature 437(7057) : 376-380.

상세보기
Minamoto, T. M Fukuda. KR Katsuhara. A Fujiwara. S Hidaka and S Yamamoto. 2017. Environmental DNA reflects spatial and temporal jellyfish distribution. PLoS One 12(2) : e0173073.

상세보기
Ministry of Environment. 2012. Fourth National Survey on Natural Environment. (in Korean).
Ministry of Environment. 2017. Revision of regulations on preparation of environmental impact assessments, etc. (in Korean).
Miya, M. Y Sato. T Fukunaga. T Sado. JY Poulsen. K Sato. T Minamoto. S Yamamoto. H Yamanaka. H Araki. M Kondoh and W Iwasaki. 2015. MiFish, a set of universal PCR primers for metabarcoding environmental DNA from fishes: detection of more than 230 subtropical marine species. Royal Society Open Science. 2(7) : 150088.

상세보기
Mullis, KB and FA Faloona. 1987. Specific synthesis of DNA in vitro via a polymerase-catalyzed chain reaction. Methods in enzymology 155 : 335-350.

상세보기
NIER(National In stitute of En viro nmen ta l Research). 2015. Developing guidelines of biotop maps for spatial planning. South Korea. (in Korean with English summary)
Ogram, A.GS Sayler and T Barkay. 1987. The extraction and purification of microbial DNA from sediments. Journal of Microbiological Methods 7(2-3) : 57-66.

상세보기
Oskam, CL. J Haile. E McLay. P Rigby. ME Allentoft. ME Olsen. C Bengtsson. GH Miller. J-L Schwenninger. C Jacomb. R Walter. A Baynes. J Dortch. M Parker-Peason. MTP Gilbert. RN Holdaway. EWillerslev and M Bunce. 2010. Fossil avian eggshell preserves ancient DNA. Proceedings of the Royal Society B. 277(1690) : 1991-2000.

상세보기
Pansu, J. C Giguet-Covex. GF Ficetola. L Gielly. F Boyer. L Zinger. F Arnaud. J Poulenard. P Taberlet and P Choler. 2015. Reconstructing long-term human impacts on plant communities: an ecological approach based on lake sediment DNA. Mol. Ecol. 24(7) : 1485-1498.

상세보기
Riaz, T. W Shehzad. A Viari. F Pompanon. P Taberlet and E Coissac. 2011. ecoPrimerts : inference of new DNA barcode markers from whole genome sequence analysis. Nucleic Acids Res. 39(21) : e145.

상세보기
Patel, S. J Waugh. CD Millar and DM Lambert. 2010. Conserved primers for DNA barcoding historical and modern samples from New Zealand and Antarctic birds. Molecular Ecology Resources 10(3) : 431-438.

상세보기
Pompanon, F. E Coissac and P Taberlet. 2011. Metabarcoding a new way to analyze biodiversity. Biofutur. 319(3) : 30-32.
Potgieter, LJ. M Gaertner. C Kueffer. BMH Larson. SW Livingstone. PJ O’Farrell and DM Richardson. 2017. Alien plants as mediators of ecosystem services and disservices in urban systems: a global review. Biol Invasions 19(12) : 3571-3588.

상세보기
Riaz, T. W Shehzad. A Viari. F Pompanon. P Taberlet and E Coissac. 2011. ecoPrimers: inference of new DNA barcode markers from whole genome sequence analysis. Nucleic Acids Research 39(21) : e145.

상세보기
Rodger, TW and KE Mock. 2015. Drinking water as a source of environmental DNA for the detection of terrestrial wild life species. Conservation Genetics Resources. 7 : 693-696.

상세보기
Ruppert, K. RJ Kline. 2019. Past, present, and future perspectives of environmental DNA (eDNA) metabarcoding: A systematic review in methods, monitoring, and applications of global eDNA. Global Ecology and Conservation 17: e00547.

상세보기
Saiki, RK. S Scharf and F Faloona. 1985. Enzymatic amplification of beta-globin genomic sequences and restriction site analysis for diagnosis of sickle cell anemia. Science 230(4732) : 1350-1354.

상세보기
Sales, NG. MB McKenzie. J Drake. LR Harper. SS Browett. I Coscia. OW Wangensteen. C Baillie. E Bryce. DA Dawson. E Ochu. B Hanfling. LL Handley. S Mariani. X Lambin. C Sutherland and AD McDevitt. 2020. Fishing for mammals: Landscape-level monitoring of terrestrial and semi-aquatic communities using eDNA from riverine systems. Journal of Applied Ecology. 57(4) : 707-716.

상세보기
Sato, Y. M Miya. T Fukunaga. T Sado and W Iwasaki. 2018. MitoFish and MiFish Pipeline: A Mitochondrial Genome Database of Fish with an Analysis Pipeline for Environmental DNA Metabarcoding. Mol. Biol. Evol. 35(6) : 1553-1555.

상세보기
Schmidt, DJ. C McDougall. 2018. Complete mitogenomes of five ecologically diverse Australian freshwater fishes. Mitochondrial DNA Part B. 4(1) : 191-193.
Shapiro, B. 2008. Engineered polymerases amplify the potential of ancient DNA. Trends Biotechnol. 26(6) : 285-287.

상세보기
Shendure, J and H ji. 2008. Next-generation DNA sequencing. Nature Biotechnology 26(10) : 1135-1145.

상세보기
Song, WK. 2020. Home Range Analysis of Great Tit (Parus major) before and after Fledging in an Urban Park. J. Korean Env. Res. Tech. 23(1) : 97-106. (in Korean with English summary)
Song, WK. EY Kim and DK Lee. 2012. Measuring Connectivity in Heterogenous Landscapes: a Review and Application. Journal of Environmental Impact Assessment. 21(3) : 391-407.
Song, YK. JH Kim. SY Won and C Park. 2019. Possibility in identifying species composition of fish communities using the environmental DNA metabarcoding technique. J. Korean Env. Res. Tech. 22(6) : 125-138. (in Korean with English summary)
Staley, ZR. JD Chuong. SJ Hill. J Grabuski. S Shokralla. M Hajibabaei and TA Edge. 2018. Fecal source tracking and eDNA profiling in an urban creek following an extreme rain event. Scientific reports 8(14390) : 1-12.

상세보기
Stokes, KE. KP O’Neill. WI Montgomery. JTA Dick. CA Maggs and RA McDonald. 2006. The importance of stakeholder engagement in invasive species management: a cross-jurisdictional perspective in Ireland. Biodivers Conserv 15(8) : 2829-2852.

상세보기
Taberlet, P. E Coissac. M Hajibabaei and LH Rieseberg. 2012a. Environmental DNA. Molecular Ecology 21(8) : 1789-1793.

상세보기
Taberlet, P. S Prud'homme. E Campione. J Roy. C Miquel. W Shehzad. L Gielly. D Rioux. P Choler. JC Clement. C Melodellima. F Pompanon and E Coissac. 2012b. Soil sampling and isolation of extracellular DNA from large amount of starting material suitable for metabarcoding studies. Mol. Ecol. 21(8) : 1816-1820.

상세보기
Tarberlet, P. A Bonin. L Zinger and E Coissac. 2018. Environmental DNA : For Biodiversity Research and Monitoring. Oxford Univ Press.
Turner, CR. KL Uy. RC Everhart. 2015. Fish environmental DNA is more concentrated in aquatic sediments than surface water. Biological Conservation 183 : 93-102.

상세보기
Ushio, M. H Fukuda. T Inoue. K Makoto. O Kishida. K Sato. K Murata. M Nikaido. T Sado. Y Sato. M Takeshita. W Iwasaki. H Yamanaka. M Kondoh and M Miya. 2017. Environmental DNA enables detection of terrestrial mammals from forest pond water. Mol. Ecol. Resour. 17(6) : e63-e75.

상세보기
Valentini, A. C Miquel and MA Nawaz. 2009. New perspectives in diet analysis based on DNA barcoding and parallel pyrosequencing: the trnL approach. Mol. Ecol. 9(1) : 51-60.
Valentini, A. P Taberlet. C Miaud. R Civade. J Herder. PF Thomsen. E Bellemain. A Besnard. E Coissac. F Boyer. C Gaboriaud. P Jean. N Poulet. N Roset. GH Copp. P Geniez. D Pont. C Argillier. JM Baudoin. T Peroux. AJ Crivelli.A Olivier. M Acqueberge. M Le Brun. PR Moller. E Willerslev and T Dejean. 2016. Next-generation monitoring of aquatic biodiversity using environmental DNA metabarcoding. Mol. Ecol. 25(4) : 929-942.

상세보기
Valiere, N and P. Taberlet. 2000. Urine collected in the field as a source of DNA for species and individual identification. Mol. Ecol. Resour. 9(12) : 2150-2152.

상세보기
Watson, JD and FHC Crick. 1953. Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature 171(4356) : 737-738.

상세보기
Willerslev, E. AJ Hansen and J Binladen. 2003. Diverse plant and animal genetic records from Holocene and Pleistocene sediments. Science 300(5620) : 791-795.

상세보기
Yang, C. X Wang. JA Miller. M de Blecourt. Y Ji. C Yang. RD Harrsion and DW Yu. 2014. Using metabarcoding to ask if easily collected soil and leaf-litter samples can be used as a general biodiversity indicator. Ecological Indicators. 46 : 379-389.

상세보기
Zhang, H. S Yoshizawa. W Iwasaki and W Xian. 2019. Seasonal Fish Assemblage Structure Using Environmental DNA in the Yangtze Estuary and Its Adjacent Waters. Front. Mar. Sci. 6 : 515.

상세보기
Zhang, Z. S Schwartz. L Wagner and W Miller. 2000. A greedy algorithm for aligning DNA sequences. Journal of Computational biology 7(1-2) : 203-214.

상세보기
Zinger, L. J Chave. E Coissac. A Iribar. E Louisanna. S Manzi. V Schilling. H Schimann. G Sommeria-Klein and P Taberlet. 2016. Extracellular DNA extraction is a fast, cheap and reliable alternative for multi-taxa surveys based on soil DNA. Soil Biology & Biochemistry. 96 : 16-19.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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