분꽃나무 유전정보를 이용한 Microsatellite 마커 개발

김서현*, 안지영, 박주연

(국립산림과학원 산림생명정보연구과)

Development of Microsatellite marker of Viburnum carlesii Hemsl based on Genome analysis

Seohyun Kim*, Ji-Young Ahn, Ju-Yeon Park

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

요약: 분꽃나무는 우리나라와 일본에만 분포하는 산분꽃나무속 낙엽관목으로, 꽃과 열매가 아름답고 내한성 및 내염성이 강해 조경수로서 높은 가치를 지닌 산림생명자원이다. 본 연구는 분꽃나무 집단의 보존과 이용을 위해 개체 식별이 가능한 Microsatellite 마커를 개발하고자 수행되었다. Microsatellite 마커를 개발하기 위해서 차세대 염기서열 분석 방법을 활용하여 676,261개의 contig를 확보하였으며, 이로부터 226,868개의 SSR (Simple Sequence Repeat) 영역을 탐색하였다. 이 중, PCR 분석을 통해 증폭 안정성과 개체 다형성이 확인된 17개의 microsatellite 마커를 최종 선발하였다. 선발된 마커를 이용하여 강원도 영월 및 서해안 섬 지역 집단의 유전 특성을 분석한 결과, 관찰된 평균 대립유전자수(Na)는 8.1개, 유효 대립유전자 수(Ne)는 4.3개로 나타났다. 평균 이형접합도 관찰치(Ho)와 이형접합도 기대치(He)는 각각 0.609와 0.725로 확인되었다. 17개 마커의 평균 다형성 정보량(PIC) 값 및 누적 개체인식력(CPI)은 각각 0.688과 2.7×10-7으로 계산되어 개체 식별력이 높은 것으로 평가되었다. 본 연구는 분꽃나무 집단의 유전다양성 분석 및 자원 이용을 위한 개체 식별에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

Abstract: Viburnum carlesii is a deciduous shrub, native to Korea and Japan. It is highly valued for its ornamental features, including beautiful flowers and vibrant fruit coloration, and its strong tolerance to cold and salt. This study was conducted to develop microsatellite markers that identify individuals for population conservation and utilization of V. carlesii. Using next-generation sequencing, 676,261 contigs were assembled and 226,868 SSR regions were identified. From these, 17 microsatellite markers were selected through PCR analysis and applied to assess the genetic characteristics of populations from Yeongwol in Gangwon Province and island regions along Korea’s western coast. The average observed mean number of alleles (Na) was 8.1, and the effective number of alleles (Ne) was 4.3. The average observed heterozygosity (Ho) and expected heterozygosity (He) were 0.609 and 0.725, respectively. The average polymorphic information content (PIC) was 0.688, and the cumulative probability of identity (CPI) was 2.7×10-7, indicating a high efficiency for identifying individual genotypes. In conclusion, these markers can be utilized for analyzing genetic diversity and identifying individuals of V. carlesii.

Keywords: microsatellite marker, genetic diversity, NGS analysis, Viburnum carlesii

사사: 본 연구는 산림청 국립산림과학원 연구개발과제인 ‘산림생명자원 유전정보 구축 및 바이오 지문 분석기술 개발 (Ⅱ) [FG0603-2025-01-2024]’의 지원에 의해 이루어진 것임.