우리나라 연안 해역에서 봄철에 자라는 은편모종의 다양성 분석을 위한 분자마커 개발을 위해 주요 배양균주 40종을 확보하여 사용하였다. 한반도 주변해역 미세조류의 다양성 이해 우리나라 연안해역 미세조류 데이터베이스 구축.
봄철 번식하는 은편모류의 다양성 분석을 위한 분자마커 개발 국내 연안 해역에 서식하는 고착성 편모조류의 분자표지자 조사 및 다양성 분석. 한국의 동해, 서해, 남해에서 계절에 따라 나타나는 칠색조.
기초과학 및 기술적 측면
태평양 북서부 및 전지구적 규모의 자연 및 인위적 환경 변화는 해양 생태계의 변화로 이어지고 있습니다. 아열대지표종 선정 및 분포특성 정보요청 해양온난화, 산성화 등 우리나라 주변해역의 주요 환경변화에 대응하기 위해서는 종합적인 조사 데이터베이스 구축이 필요하다.
특히 해양환경의 변화에 따라 난류를 따라 이동하는 식물플랑크톤의 계절적 분포특성(Figure 2)과 적응내성범위를 바탕으로 아열대 지표종 선정 및 적용범위에 대한 자료검토가 필요하다. 이를 바탕으로 아열대 지표종을 활용한 기후변화의 생태계 영향에 대한 지속적인 모니터링도 필요하다. 특히 최근 연구결과는 기후변화로 성층화가 강화되는 미래 해양환경에서 질소고정체의 생태계 기능이 강화될 것으로 예측하고 있다.
경제･산업적 측면
수생태계에는 다양한 크기의 식물플랑크톤이 존재하는데, 미세한 식물플랑크톤을 총칭하여 미세식물플랑크톤이라고 합니다.
사회･문화적 측면
KIOST 임무 및 경영목표 등과의 연계성
연구의 최종목표
연차별 연구목표 및 내용
난류에서 유래한 피코플랑크톤의 분포과정 분석 - 기능별 피코플랑크톤 다양성 밀집지역 파악. NGS 분석을 통한 광범위한 미세조류 다양성 규명 - 형태학적 분류를 통한 와편모류 종 목록 수립 폐렴구균 조류의 NGS 분석을 위한 mtDNA 분자마커 구축 및 파일럿 분석.
와편모충 다양성의 공간적, 시간적 변화 분석 - 난류기원 와편모충의 분포특성 분석 - 기능형별 아열대 지수 와편모충 선별 폐렴 구균 규조류의 NGS 분석에 의한 시공간적 다양성 식별. 규조류 다양성의 공간적, 시간적 변화 분석 - 난류 기원 규조류 분포 과정 분석 - 아열대 지수 규조류 종 선정.
한반도 주변 해역의 미세조류 다양성 연구
최신 NGS 분석 기술을 사용한 표적 증폭 서열분석은 식물플랑크톤 다양성에 대한 현미경 조사에 적용될 수 있습니다.
지표종을 이용한 아열대화 연구
기능유형별 식물플랑크톤 다양성 연구
소규모 생물 다양성 연구는 초기 단계로 간주됩니다. 최근 DNA-프로브 혼성화법을 이용한 식물플랑크톤의 (기능)군 분포에 대한 연구가 진행되고 있으나, 프로브의 특이성에 대한 면밀한 연구가 필요하며, 시공간적 규모의 연구를 위해서는 필요한. 많은 수의 시료를 분석할 필요가 있어 연구기법의 개발이 필요하다.
해양 생물다양성 국제연구 프로그램
국제 해양 생태 연구 프로그램인 Census of Marine Life, TARA Expeditions 웹사이트 및 관련 정보.
식물플랑크톤 군집 다양성 및 기능 유형별 다양성 연구 방법의 발달
Bigelow Marine Institute의 SCGC(단일 세포 게놈 분석 센터) 가이드, 워크플로우 및 예. 차세대 염기서열 분석법의 급속한 발전으로 우세한 분포를 보이는 식물성 플랑크톤(Osterococcus, Chroomonas, Bathycoccus, Micromonas)의 게놈 분석이 완료되었으며, 이들의 진화, 생태 및 환경적응에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. NGS를 이용한 해양 진핵 미세조류(PPE)에 대한 다양성 연구의 예.
미세조류의 다양성 현황 파악
아열대화 지표성 플랑크톤의 연구 개발 현황
기능 유형별 식물플랑크톤 (PFTs) 다양성 현황 파악
질소 고정(nifH)과 관련된 유전자를 사용하여 난류의 영향을 받는 해양 지역에서 질소 고정 플랑크톤의 다양성 분석. 주요 생태 기능을 가진 조류의 기능 유형에 따른 시공간적 변이.
미세생물 다양성 연구
우리나라 주요해역 및 주변해 선행연구
연구추진 전략 및 체계
미세조류 다양성 연구
Mamiellophyceae 녹조류는 봄철 표층수를 지배하며 규조류는 동중국과 동해의 표층과 수심 20m에서 자주 발생한다. 여름에는 Prymnesiophyceae가 표층과 20m 깊이에서 우세합니다. 가을에는 녹조류와 갯지렁이류가 우세하며 동중국해의 높은 곳에는 규조류도 서식한다.
겨울철에는 녹조류가 가장 많았으나, 갯지렁이류, 갯지렁이류, 규조류도 널리 분포하였다. 규조류 배양물 확보, 분자마커 스크리닝 및 개발 따라서 와편모조류 지표종 분포 결과는 기후변화에 따른 해양생태계의 변동성 연구에 활용 가능성을 시사한다.
기능 유형별 식물플랑크톤 (PFTs) 다양성 연구
ITS 시퀀싱은 GS-FLX Titanium 또는 MiSeq 플랫폼을 사용하여 분석되었습니다. MiSeq 분석은 Cheonlab(서울)에서 수행되었습니다. PCR 산물을 이용하여 염기서열을 분석하기 위해 DNA 정제를 수행하였다.
GenBank에서 검색한 2,240개의 rbcL 유전자 서열을 사용하여 참조 데이터베이스를 구축했습니다. 순서는 참조 기준에 따라 분류되었습니다. 계통 발생 분석을 수행하여 OTU에 할당 된 분류 학적 순위를 확인했습니다.
증폭된 PCR 산물은 나노드롭을 사용하여 정량화되었습니다. PCR 반응에는 AccuPower PCR PreMix Kit(Bioneer, Daejeon, Korea)를 사용하였다. PCR 산물을 정제하기 위해 Accuprep PCR 정제 키트(Bioneer, Daejeon South Korea)를 사용하였다.
분석 결과(abi 파일)는 Geneious Pro V.7을 이용하여 확인하였다. ML 기준 하에서 부트스트랩 방법(1,000회)을 사용하여 각 단일 계통 마디의 지지도를 계산하였다. 한국 연안에서 주로 발견되는 Synechococcus는 clades Ⅰ, Ⅳ, Ⅱ에 속한다.
이를 위해 은빛 멋쟁이 새의 DNA 데이터를 GenBank DB에서 얻었습니다. Haptophytes 유전자 서열을 각각의 유전자 데이터 분석을 위한 아웃그룹으로 추가하였다(도 42). Cry09 클레이드는 모든 기간과 지역에서 우세했습니다.
통로 전파 후보가 유추되었습니다. 따라서 편모조류의 분자마커로 rbcL 유전자를 선별하여 시험분석을 수행하였다.
