표제지
목차
제1장 적조상황실 운영 15
Ⅰ. 연구 개요 16
1. 연구목적 및 현황 16
2. 적조발생 동태 파악 17
3. 적조생물 출현에 따른 특보발령 25
제2장 국내ㆍ외 협력 28
Ⅰ. 연구 개요 29
1. 연구 목적 및 현황 29
2. 국제회의 참석을 통한 적조정보 공유 29
가. PICES 적조분과 회의 개요 30
나. 국가별 발표 내용 30
다. 의견 및 평가 30
3. 유관기관 간 협력체계 구축 32
가. 해양수산재해 R&D 포럼 개요 32
나. 주요내용 32
제3장 적조생물 신속탐색을 위한 유전자 칩 개발Ⅱ 35
Ⅰ. 연구 개요 36
1. 연구 목적 및 필요성 36
2. 국내ㆍ외 기술 및 연구동향 39
가. 국내 기술 및 연구동향 39
나. 국외 기술 및 연구동향 41
Ⅱ. 연구 방법 43
1. 전사체 분석 43
가. 분석 시료 확보 43
나. 적조생물 RNA 추출 44
다. cDNA Library 제작 및 품질확인 44
라. NGS 분석(150PE, 1GB) 45
2. 생물정보학적 분석 및 종 특이적 마커(단일염기다형성) 개발 47
가. 서열 전처리 48
나. De novo 전사체 Assembly 48
다. 서열 군집 분석 48
라. Annotation 48
마. 단일염기다형성 선발 49
바. 대립유전자 특이적 프라이머(ASP) 설계 52
사. 단일염기다형성 검증 54
아. 유전자 온톨로지(GO) 분석 56
Ⅲ. 연구 결과 57
1. 전사체 분석 57
가. 적조생물 RNA 추출 57
나. cDNA Library 제작 및 품질확인 57
다. NGS 분석 59
2. 생물정보학적 분석 및 종 특이적 마커(단일염기다형성) 개발 60
가. 서열 Pre-processing 60
나. De novo 전사체 Assembly 62
다. 서열 군집 분석 64
라. Annotation 64
마. 단일염기다형성 선발 65
바. 대립유전자 특이적 프라이머(ASP) 설계 70
사. 단일염기다형성 검증 73
아. 유전자 온톨로지(GO) 분석 75
Ⅳ. 고찰 79
Ⅴ/Ⅲ. 참고문헌 85
제4장 진해만 패독플랑크톤 이동확산 유동관측 89
Ⅰ. 연구 방법 90
1. 해수 유동 관측 90
가. 연구해역 90
나. 유동 관측 92
다. 자료 분석 방법 94
Ⅱ. 연구결과 95
1. St. 1 95
가. 시계열 95
나. 유동특성 99
다. 조화분해 103
2. St. 2 111
가. 시계열 111
나. 유동특성 115
다. 조화분해 119
3. St. 3 127
가. 시계열 127
나. 유동특성 131
다. 조화분해 135
Ⅲ. 주변 자료 활용 143
1. 관측 자료 수집 143
가. 해양 관측 부이 144
나. HF-radar 145
2. 표층 해수 유동장 생성(격자화) 145
3. 진해만 유동장 147
가. 대조기 147
나. 소조기 149
Ⅳ. 고찰 151
1. 관측 정점별 유동 특성 151
2. 표층 유동장 153
판권기 154
표 1. 2021년 적조정기조사 수온, 염분, 무기영양염 농도 19
표 2. 2021년 적조정기조사 식물플랑크톤 우점종 농도 20
표 3. 적조광역조사시기 22
표 4. 2021년 무해성 적조발생현황 25
표 5. 전사체 분석 적조생물 4종 43
표 6. 선별 1 미가공 단일염기다형성 필터 기준 49
표 7. 선별 2 미가공 단일염기다형성 필터 기준 52
표 8. 선별 3 미가공 단일염기다형성 필터 기준 52
표 9. 단일염기다형성 좌로부터 세 곳의 불일치 site에서 인위적인 mutation의 효율 53
표 10. Library 품질확인 결과 58
표 11. 미가공 시퀀싱 데이터 59
표 12. 중합효소연쇄반응 duplicate를 제거한 데이터 통계 60
표 13. 최종적으로 Trimming 된 데이터 통계 61
표 14. Assembly 된 유전자 세트 62
표 15. 최종 assembly 된 대표 전사체의 길이 별 분포 63
표 16. 와편모조류 데이터베이스에 annotation 된 유전자의 종별 통계치 65
표 17. 단일염기다형성 검출 결과 68
표 18. 단일염기다형성 좌로부터 세 번째 불일치를 이용한 프라이머 설계 70
표 19. 계속 71
표 20. 서열 결실 및 변이를 이용한 프라이머 설계 72
표 21. 계속 73
표 22. 유전자 온톨로지 분석 결과 분류군 상위 20개 76
표 23. 해수 유동 관측 개요 90
표 24. 도플러 유속계의 제원 92
표 25. St. 1 표층 조류 조화상수 107
표 26. St. 1 중층 조류 조화상수 108
표 27. St. 1 저층 조류 조화상수 109
표 28. St. 1의 4대 분조(M₂, S₂, K₁, O₁) 조류 조화상수 110
표 29. St. 2 표층 조류 조화상수 123
표 30. St. 2 중층 조류 조화상수 124
표 31. St. 2 저층 조류 조화상수 125
표 32. St. 2의 4대 분조(M₂, S₂, K₁, O₁) 조류 조화상수 126
표 33. St. 3 표층 조류 조화상수 139
표 34. St. 3 중층 조류 조화상수 140
표 35. St. 3 저층 조류 조화상수 141
표 36. St. 3의 4대 분조(M₂, S₂, K₁, O₁) 조류 조화상수 142
표 37. 해양 관측 부이 정보 144
표 38. HF-Radar 정보 145
표 39. 해수 유동 관측 정점별 유동 특성 분석 결과 152
그림 1. 각 지자체의 151개 적조예찰 정점 17
그림 2. 국립수산과학원 적조상시 감시조사 정점 18
그림 3. 동중국해(좌)와 남해정선 조사 정점(우) 21
그림 4. 2021년 6월 남해정선 조사 qPCR 결과 21
그림 5. 광역조사 정점 23
그림 6. 2021년 광역조사 결과; 1차조사 qPCR(좌), 2차조사 현미경(우) 23
그림 7. 광역조사 차수별 개체수 23
그림 8. 2021년 광역조사 11차 결과; qPCR(좌), 현미경(우) 24
그림 9. 년도별 적조발생건수 24
그림 10. 년도별 적조피해액 24
그림 11. 2021년 적조 특보 발령 상황 26
그림 12. 2021년 여수 강수량, 일조시간 27
그림 13. 적조발생기간 바람방향 27
그림 14. 2021년 8월 바람장미 27
그림 15. PICES 참석 사진 31
그림 16. 해양수산재해 R&D포럼(2021.5.13.) 33
그림 17. 전사체 분석 및 종 특이적 마커(단일염기다형성) 개발 모식도 43
그림 18. cDNA Library 제작과정 45
그림 19. 일루미나 시퀀싱 장비 비교 45
그림 20. HiSeq X 시퀀싱 과정 46
그림 21. 생물정보학적 분석 모식도 47
그림 22. 선별 1_core 49
그림 23. 선별 2_shell 50
그림 24. 선별 3_cloud 50
그림 25. 대립유전자 특이적 프라이머 설계 모식도 53
그림 26. 대립유전자 특이적 프라이머(단일염기다형성 세 번째 불일치) 설계 예시 54
그림 27. 대립유전자 특이적 프라이머(서열 삽입 및 결실) 설계 예시 54
그림 28. 대립유전자 특이적 프라이머를 이용한 단일염기다형성 검증 모식도 55
그림 29. RNA 품질확인 electropherogram(KM) 57
그림 30. Library 품질확인 electropherogram(KM) 58
그림 31. 최종 assembly 된 대표 전사체의 길이 별 분포도 63
그림 32. 동원체 분석 결과 벤다이어그램 64
그림 33. 클러스터 601의 MSA 결과 66
그림 34. 클러스터 844의 MSA 결과 67
그림 35. 단일염기다형성 선발 모식도(Tabuloc et al., 2019) 69
그림 36. 최종 선발된 단일염기다형성 panel 69
그림 37. 단일염기다형성 좌로부터 세 번째 불일치를 이용한 단일염기다형성 검증 74
그림 38. 서열 결실 및 변이를 이용한 단일염기다형성 검증 75
그림 39. 유전자 온톨로지 분석 결과 분류군 상위 20개 76
그림 40. 유전자 온톨로지 분석 결과 enrichment map 78
그림 41. Pangenome 개념도 81
그림 42. 적조생물 신속탐지 시스템 개발 workflow 82
그림 43. 해수 유동 관측 정점도 91
그림 44. 조사해역 전경 91
그림 45. 유속계 설치 및 회수 사진 93
그림 46. 유속계 저층계류 모식도 93
그림 47. St. 1의 시계열 벡터도 95
그림 48. St. 1 표층 u성분, v성분, uv합성 유속 및 유향 시계열 96
그림 49. St. 1 중층 u성분, v성분, uv합성 유속 및 유향 시계열 97
그림 50. St. 1 저층 u성분, v성분, uv합성 유속 및 유향 시계열 98
그림 51. St. 1의 유동산란도 100
그림 52. St. 1의 유동장미도 101
그림 53. St. 1의 조류 누적벡터도 102
그림 54. St. 1의 표층 4대 분조(M₂, S₂, K₁, O₁) 조류타원도 104
그림 55. St. 1의 중층 4대 분조(M₂, S₂, K₁, O₁) 조류타원도 105
그림 56. St. 1의 저층 4대 분조(M₂, S₂, K₁, O₁) 조류타원도 106
그림 57. St. 2의 시계열 벡터도 111
그림 58. St. 2 표층 u성분, v성분, uv합성 유속 및 유향 시계열 112
그림 59. St. 2 중층 u성분, v성분, uv합성 유속 및 유향 시계열 113
그림 60. St. 2 저층 u성분, v성분, uv합성 유속 및 유향 시계열 114
그림 61. St. 2의 유동산란도 116
그림 62. St. 2의 유동장미도 117
그림 63. St. 2의 조류 누적벡터도 118
그림 64. St. 2의 표층 4대 분조(M₂, S₂, K₁, O₁) 조류타원도 120
그림 65. St. 2의 중층 4대 분조(M₂, S₂, K₁, O₁) 조류타원도 121
그림 66. St. 2의 저층 4대 분조(M₂, S₂, K₁, O₁) 조류타원도 122
그림 67. St. 3의 시계열 벡터도 127
그림 68. St. 3 표층 u성분, v성분, uv합성 유속 및 유향 시계열 128
그림 69. St. 3 중층 u성분, v성분, uv합성 유속 및 유향 시계열 129
그림 70. St. 3 저층 u성분, v성분, uv합성 유속 및 유향 시계열 130
그림 71. St. 3의 유동산란도 132
그림 72. St. 3의 유동장미도 133
그림 73. St. 3의 조류 누적벡터도 134
그림 74. St. 3의 표층 4대 분조(M₂, S₂, K₁, O₁) 조류타원도 136
그림 75. St. 3의 중층 4대 분조(M₂, S₂, K₁, O₁) 조류타원도 137
그림 76. St. 3의 저층 4대 분조(M₂, S₂, K₁, O₁) 조류타원도 138
그림 77. 해수 유동 관측 및 수집 자료 정점도 143
그림 78. 마산항 해양관측 부이 사진 144
그림 79. 부산항신항 해양관측 부이사진 144
그림 80. HF-Radar 사진 145
그림 81. 대조기 창조시(상)와 낙조시(하)의 표층 해수 유동 분포도 148
그림 82. 소조기 창조시(상)와 낙조시(하)의 표층 해수 유동 분포도 150
그림 83. 해수 유동 관측 정점의 층별 잔차류 152