사스레피나무의 유전형 판별 및 한국·중국 집단 구분을 위한 MassARRAY-SNP 분자 마커 개발

조아라*, 최예림, 김태희, 이연지, 용성현, 길희영, 정미진

(국립수목원 산림생물다양성연구과)

Development of MassARRAY-SNP typing Markers to Verify Korean and Chinese populations of Eurya japonica Thunb.

Ara Cho*, Ye-Rim Choi, Tae-Hee Kim, Yeon-Ji Lee, Seong Hyeon Yong, Hee-Young Gil, Mi Jin Jeong

(Division of Forest Biodiversity, Korea National Arboretum)

요약: 기후변화와 광범위한 산림 개발로 인하여 가속화된 산림 황폐화를 복원하기 위해서는 효율적이고 지속 가능한 복원 전략이 필요합니다. 이를 위해 개정된 ‘산림자원의 조성 및 관리에 관한 법률’은 자생식물의 사용을 의무화하고 있습니다. 본 연구는 산림복원에 적합한 사스레피나무(Eurya japonica Thunb.)의 유전구조와 유전다양성을 평가하고, 한국과 중국 집단을 구분할 수 있는 분자마커를 개발하는 것을 목표로 하였습니다. GBS 기술을 활용해 84개 샘플(한국 8집단과 중국 1집단)의 유전체 서열을 분석하였으며, 1,857개의 고품질 단일염기다형성(SNP)을 탐색하였습니다. 유전구조 분석 결과, 한국과 중국 집단간의 명확한 유전적 차이를 확인하였습니다. 또한, 13개 SNP 좌위를 선별하여 MassARRAY-SNP기반 유전형 분석 마커로 개발하였고, 그 적용 가능성을 검증하였습니다. 본 연구는 사스레피나무의 유전정보를 활용한 자생 집단 관리와 집단유전학적 정보를 기반으로 효과적인 산림 복원 전략 수립에 기여할 것으로 기대됩니다.

Abstract: Forest degradation, driven by climate change and extensive mountain development, has highlighted the urgent need for efficient and sustainable forest restoration strategies. In response to this, recent amendments to the “Forest Resources Creation and Management Act” mandate the use of native plant species in restoration projects. This study aims to evaluate the genetic structure of Eurya japonica Thunb. and develop markers to distinguish Korean and Chinese populations. We assembled the reference genome using genotyping-by-sequencing (GBS) data and genotyped 84 accessions (8 native Korean populations and 1 native Chinese population). As a result, a total of 1,857 high-quality SNPs was identified through multi-sample genotyping. Also, we employed genetic structural analysis utilizing a neighbor-joining algorithm and multi-dimensional scaling to differentiate between Korean and Chinese populations. Finally, we selected 13 SNP loci and developed them into MassARRAY-SNP typing markers to verify their applicability. This study significantly contributes to the understanding of genetic structure within E. japonica and underscores the importance of genetic considerations in forest restoration. These markers provide a valuable tool for population management and genetically-informed restoration strategies.

Keywords: Eurya japonica Thunb., Forest restoration, Genotyping-by-sequencing (GBS), Genetic structure, MassARRAY-SNP typing markers

사사: 본 연구는 산림청 국립수목원 ‘산림복원 자생식물 종자의 수집 및 품질인증체계 기반 마련 연구 (KNA1-2-41-22-1)’의 지원에 의해 이루어진 것임.