멸종위기종 구상나무의 소규모 집단 복원을 위한 유전다양성 분석

서한나1*, 임효인1, 우관수1

(1국립산림과학원 산림생명정보연구과)

Genetic diversity analysis for restoration of small populations
of the endangered Abies koreana

Han-Na Seo1*, Hyo-In Lim1, Kwan-Soo Woo1

(1Forest Bioinformation Division, National Institute of Forest Science)

요약: 한국의 아고산 지대에 분포하는 구상나무(Abies koreana E.H.Wilson)는 기후변화의 영향으로 분포 면적과 개체수가 감소하고 있다. 한국 특산수종인 구상나무는 3개의 대규모 집단과 6개의 소규모 집단이 보고된다. 소규모 집단은 개체수가 적어 근친교배로 인한 멸종 위협이 크다. 따라서 이를 막기 위한 적극적인 복원 노력이 필요하다. 본 연구는 구상나무의 소규모 집단 복원 전략 수립을 위해 국내 집단을 대상으로 유전다양성 분석을 수행하였다. 8개의 nSSR 표지를 사용한 유전 특성 분석 결과, 소규모 집단의 이형접합도 기대치(He)는 평균 0.603(0.367-0.675)으로, 대규모 집단의 0.686(0.657-0.705)보다 낮게 나타났다. 집단 간 유전 구조를 파악하기 위해 수행된 UPGMA와 PCoA 및 Structure 분석 결과, 한라산 집단은 나머지 8개 집단과 유전 특성에서 차이를 나타내었다. 또한 6개 소규모 집단 중 영축산 집단을 제외한 나머지 5개 집단은 지리산, 덕유산 집단과 유사하였다. 영축산 집단은 개체수가 매우 적어 이질적인 유전 특성을 보이는 것으로 추정된다. 따라서 구상나무는 한라산 집단과 내륙 집단이 서로 다른 유전 특성을 가지며, 복원 전략 구축 시 이러한 유전 특성을 고려하여 복원 재료를 선발하는 것이 필요하다.

Abstract: Abies koreana E.H.Wilson, distributed in the subalpine zones of South Korea, has been declining due to the effects of climate change. A. koreana has three large populations and six small populations. Small populations with a limited number of trees are at high risk of extinction due to the inbreeding effect. This study conducted genetic diversity analysis to establish a strategy for restoring small populations of A. koreana. As a result of genetic diversity using eight nSSR markers, the average expected heterozygosity (He) of the small populations was 0.603 (0.367-0.675), which was lower than 0.686 (0.657-0.705) of the large populations. As a result of UPGMA, PCoA, and Structural analysis, the Mt. Hallasan population was distinguished from the other eight populations in genetic characteristics. Additionally, among the six small populations, the other 5 populations, excluding the Mt. Yeongchuksan population, were similar to the Mt. Jirisan and Mt. Deokyusan populations. The Mt. Yeongchuksan population is inferred to show genetic characteristics differences due to the very small number of trees. Therefore, when constructing a restoration strategy, it is needed to consider these genetic characteristics of A. koreana populations.

Keywords: Expected heterozygosity, AMOVA, PCoA, Structure, Restoration material

사사: 본 연구는 국립산림과학원 ‘멸종위기 고산 침엽수종 보전을 위한 유전다양성 복원 기술 개발’ 과제(FG0802-2023-01-2023)의 지원에 의해 이루어진 것임.