멸종위기 아고산 침엽수 주목의 자생 집단 유전특성 분석

서한나1*, 박재현1, 임효인1

(1국립산림과학원 산림생명정보연구과)

Assessment of Genetic Diversity of Endangered Sub-alpine Conifer Taxus cuspidata Populations in Republic of Korea

Han-Na Seo1*, Jae-Hyun Park1, Hyo-In Lim1

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

요약: 멸종위기 아고산대 침엽수 중 하나인 주목(Taxus cuspidata Siebold & Zucc.)은 자생지에서 치수 발생이 적고, 종자결실이 불량해 후대림 형성이 어려운 실정이다. 유전다양성 복원은 변화하는 환경조건에서 주목 집단의 적응력을 높여 후대림 형성에 기여할 수 있다. 이러한 복원 전략 수립에 앞서 집단별 유전특성 연구가 필요하다. 본 연구는 국내 주목 집단들의 유전다양성을 평가하고 집단 간 차이를 분석하였다. 15개의 nuclear simple-sequence repeat (nSSR) 마커를 사용해 12개의 국내 주목 자생 집단의 유전특성을 분석한 결과, 평균 이형접합도 기대치(He)는 0.490로 나타났으며, 방태산 집단이 0.540으로 가장 높고 한라산 집단이 0.356으로 가장 낮았다. 태백산 집단은 고정지수(F) 값이 0.135로, 근친교배의 가능성이 높은 것으로 나타났다. AMOVA 분석 결과, 유전 변이의 약 6%가 집단간 차이에 기인하는 것으로 나타났다. PCoA, UPGMA, Bayesian clustering 분석 결과, 국내 주목 집단은 4개의 군집으로 구분되었다. 따라서 국내 주목의 유전다양성 복원 전략 수립 시, 4개의 군집으로 구분하여 복원재료를 선발할 것을 제안한다.

Abstract: Taxus cuspidata, an endangered subalpine conifer, has low seedling occurrence and poor seed production in its natural habitat, making future forest formation challenging. Restoring genetic diversity can enhance the adaptability of T. cuspidate populations under changing environmental conditions, contributing to forest regeneration. Prior to developing restoration strategies, it is essential to study each population's genetic characteristics. This study evaluated the genetic diversity and analyzed differences among 12 T. cuspidata populations using 15 nuclear simple-sequence repeat (nSSR) markers. The average expected heterozygosity (He) was 0.490, with the Mt. Bangtaesan population showing the highest value at 0.540 and the Mt. Hallasan population the lowest at 0.356. The Mt. Taebaeksan population had a fixation index (F) of 0.135, indicating a higher potential for inbreeding. AMOVA revealed that 6% of the genetic variation was due to population differences. The results of PCoA, UPGMA, and Bayesian clustering analyses indicated that the Korean T. cuspidata populations were divided into four clusters. Therefore, we recommend selecting restoration materials by considering these four clusters when developing genetic diversity restoration strategies for Korean T. cuspidata.

Keywords: nuclear simple-sequence repeat (nSSR) marker, Expected heterozygosity, Fixation index, AMOVA, Restoration material

사사: 본 연구는 국립산림과학원 ‘멸종위기 고산 침엽수종 보전을 위한 유전다양성 복원 기술 개발’ 과제(FG0802-2023-01-2024)의 지원에 의해 이루어진 것임.