“낙엽송 합판”으로부터 DNA 추출, PCR 및 메타바코딩을 통한              합판 구성 수종 동정

이병주1*, 송인준1, 이제완2, 이현미3, 어수형1†

(1공주대학교 산림과학과, 2국립산림과학원 산림생명정보연구과, 3국립산림과학원 목재공학연구과)

Identification of tree species composing “larch plywood”                   by DNA extraction, PCR and metabarcoding

Byeong-Ju Lee1*, In Joon Song1, Jei-Wan Lee2, Hyun-Mi Lee3, Soo Hyung Eo1

(1Department of Resources, Kongju National University, 2Division of Forest Bioinformation, National Institutue of Forest Science, 3Division of Timber Engineering, National Institute of Forest Science)

요약: 불법 목재의 생산 및 유통은 산림 생물자원을 고갈시키고, 목재의 시장 가격을 교란시키는 원인 중 하나이다. 최근 불법 목재의 생산 및 유통 방지를 위해 DNA 표지자를 사용하여 목재 수종 및 원산지를 식별하는 노력이 이루어지고 있다. 그러나, 합판과 같은 목재 제품의 경우 목재 자체의 DNA 추출 난이도와 제조 과정에 가해지는 물리·화학적 처리에 의해 고품질 DNA를 얻는 것이 어렵다. 본 연구에서는 “낙엽송 합판”으로 판매되는 목재 제품에 대해 PVP(polyvinylpyrrolidone) 첨가 농도에 따른 DNA 추출 효율 비교와 WGA(Whole Genome Amplification) 실시 여부에 따른 PCR 증폭 성공률을 비교하였다. 또한, 합판을 구성하는 복수 수종 동정을 위하여, ITS2 식물 공용 분자 마커를 사용한 메타바코딩(metabarcoding) 분석을 실시하였다. 합판 DNA 추출 과정 중 PVP를 첨가한 경우, DNA 농도(ng/uL)와 psbC 영역의 PCR 성공률(%)이 증가하였다. 낙엽송 합판 DNA에 대해 PCR만 실시한 경우와 WGA 실시 후 PCR을 실시한 경우의 증폭 성공률(%)에는 큰 차이가 보이지 않았다. 한편, 합판 DNA 메타바코딩 분석 결과, 동정에 성공한 염기서열 단편들(reads)의 99%가 소나무속(Pinus)에 포함된 것으로 나타났는데, 이는 시료 합판의 일부를 제외하고 나머지 대부분을 구성하는 소나무류 목재에서 유래된 것으로 판단된다.

Abstract: The production and trade of illegal wood is one of the reason of reducing forest biological resources and disturbing the market price of wood. Recently, the efforts have been made to identify wood species and origin by using DNA markers in order to prevent the production and trade of illegal wood. However, in the case of wood products such as plywood, it is difficult to obtain high-quality DNA due to the DNA extraction difficulty of wood itself and the physical and chemical treatment applied to the manufacturing process. In this study, the comparisons of DNA extraction efficiency according to the concentration of PVP(polyvinylpyrrolidone) and PCR amplification success rate according to WGA(Whole Genome Amplification) implement were performed on the wood products sold as “larch plywood”. In addition, in order to identify the multiple species composing the plywood, metabarcoding analysis using an ITS2 plant universal molecular marker was conducted. When PVP was added during the DNA extraction process, the plywood DNA concentration(ng/uL) and the PCR success rate(%) of the psbC region increased. There were no noticeable differences in the amplification success rates(%) of only PCR and PCR after WGA implement. As a result of plywood DNA metabarcoding analysis, 99% of the successfully identified reads were found to be contained in genus Pinus, which was expected to be derived from the pine wood composing the most of the rest except a part of the sample plywood.

사사: 본 연구는 국립산림과학원의 “국내 유통 침엽수 목재의 수종 식별을 위한 DNA 분석 기술 개발(FG0603-2021-02)”의 지원으로 수행되었습니다.

†Corresponding author: eosh@kongju.ac.kr