무궁화(Hibiscus syriacus L.) 엽록체 게놈의 종내 변이 연구

권순호1*, 권해연1, 박윤미1, 김인식1

1국립산림과학원 산림생명자원연구부

Intraspecific variation in chloroplast genome sequence of

Hibiscus syriacus L.

Soon-Ho Kwon1*, Hae-Yun Kwon1, Yunmi Park1, In-Sik Kim1

1National Institute of Forest Science, Department of Forest Bio-resources, Suwon 16631, Korea

요약 : 무궁화(Hibiscus syriacus L.)는 세계에서 관상수로, 대한민국에서 국가 상징으로써 중요한 수종이다. 무궁화의 엽록체 내에서 종내변이를 확인하기 위해 국내품종 5, 국외품종 7, 국내수집 개체 6, 해외수집 개체 6, 총 24개체의 엽록체 서열을 비교ㆍ분석하였다. 먼저 천연기념물 제 520호  강릉을 기준으로 천연기념물 제 521호, ‘탐라’, ‘애기무궁화’, 엽록체서열을 비교하여 64개 위치의 변이를 발견하였다. 그중 유전자가 포함된 19개의 loci에서 17개 프라이머를 설계하여 서열을 해독하였다. 그 결과, matK 등 6개 loci에서 SNPs가 나타났으며, trnS-CGA 등 7개 loci에서는 Indels이 발견되었다. 또한 trnK-UUU, rpoC1, ycf1에서는 SNPs와 Indels이 모두 발견되어 총 193bp의 변이를 찾았다. 변이의 haplotype 조합 분석 결과 24개체는 총 12개의 haplotype 조합으로 구분되었으며, 그중 7개 조합은 각각 1개체씩만 포함되었다. 나머지 5개 조합은 각각 2~5개 개체들이 동일한 haplotype으로 구성되었다. 동일한 haplotype 조합을 나타낸 품종 및 개체들은 표현형이 일치하지는 않았다. 본 연구결과를 이용하여 엽록체만으로 종 내에서도 일부 품종 및 개체 식별이 가능했고, 변이 조합에 따라 개체들을 구분할 수 있었다. 향후 더 많은 종내변이를 사용하여 분석한다면 무궁화의 종 분화과정 또는 유전적 기원, 원산지 및 이동경로 구명에 중요한 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.

Abstract: Hibiscus syriacus L. is an important tree species as an ornamental tree in the world and a national symbol in Korea. In order to confirm the intraspecific variation within the chloroplasts of H. syriacus, the chloroplast sequence of 5 domestic varieties, 7 foreign varieties 7, domestically collected individuals 6, overseas individuals 6, and a total of 24 chloroplasts were compared. First, based on Natural Monument No. 520, Gangneung, the chloroplast sequences of Natural Monument No. 521, ‘Tamra’, ‘Aegimugunghwa’ were compared, and variation at 64 locations was found. Among them, 17 primers were designed and sequenced from 19 loci containing genes. As a result, SNPs were found in 6 loci such as matK, and Indels were found in 7 loci such as trnS-CGA. In addition, in trnK-UUU, rpoC1, and ycf1, both SNPs and Indels were found, and a total of 193 bp variation was found. As a result of analysis of haplotype combinations of variations, 24 individuals were classified into a total of 12 haplotype combinations, of which only 1 individual was included in each of the 7 combinations. In the remaining 5 combinations, 2-5 individuals each consisted of the same haplotype. Varieties and individuals showing the same haplotype combination did not have the same phenotype. Using the results of this study, it was possible to identify some varieties and individuals even within species with only chloroplasts, and individuals could be classified according to combinations of variations. If more intraspecific variations are used in the future, it can be used as important basic data to investigate the differentiation process of H. syriacus or its genetic origin and gene migration.