특산식물 흰참꽃나무의 유전다양성 및 유전구조를 통한 보존집단 선정

남현경*, 김준혁

(국립산림과학원 산림생명정보연구과)

Genetic Diversity and Genetic Structure of the Endemic Plant Rhododendron sohayakiense var. koreanum to Select Conservation Area

Hyun-Kyeong Nam*, Joon-Hyeok Kim

(Forest Bioinformation Division, National Institute of Forest Science)

요약: 흰참꽃나무는 진달래과에 속하는 관목으로 한반도 남부의 1,000m 이상 산 정상 바위지대에 주로 생육하는 특산식물이다. 아고산성 식물로 기후변화에 취약하여 우선적으로 관찰이 필요한 종으로, 산림청 적색목록에 Near Threatened(NT) 등급으로 지정되어 있다. 본 연구는 11개 microsatellite 마커를 이용하여 흰참꽃나무의 유전다양성, 분화, 구조를 밝히고 보존집단을 선정하였다. 흰참꽃나무 6집단 206개체의 유전다양성 분석 결과, 평균 관찰된 대립유전자 수(A)는 5.348, 평균 유효 대립유전자 수(Ae)는 2.817, 평균 이형접합도 관측치(Ho)는 0.528, 평균 이형접합도 기대치(He)는 0.561, 평균 근친교배계수(F)는 0.055이었다. 집단 간 유전 분화를 확인하기 위해 AMOVA 분석을 수행한 결과, 전체 변이의 23%는 집단 간 변이, 77%는 집단 내 개체 간 변이인 것으로 나타났다. 집단 사이의 연관성을 확인하기 위해 Nei의 유전적거리로 PCoA 분석과 유연관계도를 분석한 결과, 백운산-지리산 천왕봉-지리산 종석대가 1군집을 형성하였고 가야산-삼봉산-남덕유산이 2군집을 형성하여 2개의 군집으로 구분되었다. 집단 간의 지리적거리와 유전적거리의 상관관계를 분석한 결과, 상관계수(r)는 0.555, 유의확률(p)은 0.001로 유의미한 결과가 나타났다. 흰참꽃나무 6집단의 유전다양성, 분화, 구조를 고려하여 1군집에서 유전다양성이 높은 지리산 천왕봉과 2군집에서 유전다양성이 높은 가야산을 보존 집단으로 선정하였다.

Abstract: Rhododendron sohayakiense var. koreanum is a shrub belonging to the Ericaceae family, found on the rocky summits of mountains above 1000 meters in the southern part of the Korean Peninsula. As a subalpine plant, it is vulnerable to the effects of climate change, making it a priority species for monitoring, and it is listed as Near Threatened (NT) on the Red List of the Korea Forest Service. This study utilized 11 microsatellite markers to assess the genetic diversity, differentiation, and structure of R. sohayakiense var. koreanum and to select conservation areas. The mean observed heterozygosity (Ho) was 0.528, the mean expected heterozygosity (He) was 0.561, and the mean inbreeding coefficient (F) was 0.055 for the 206 individuals. AMOVA showed that 77% of the genetic variation is due to within population variation between individuals, while 23% is due to among population variation. PCoA and a dendrogram with Nei's genetic distance showed that BWS-JRC-JRJ formed Cluster 1, and GYS-SBS-DUS formed Cluster 2. Considering the genetic diversity, differentiation, and structure of the six populations, JRC, which has high genetic diversity in Cluster 1, and GYS, which has high genetic diversity in Cluster 2, were selected as conservation areas.

사사: 본 연구는 산림청 국립산림과학원 연구개발과제인 “산림유전자원보호구역 유전다양성 유지·증진을 위한 관리기술 개발 및 OECM 활용 연구”(과제번호: FG0801-2024-01-2024)의 지원에 의해 이루어진 것임.