가침박달 개체 식별을 위한 Microsatellite 마커 개발

김서현*, 안지영, 하영호

(국립산림과학원 산림생명정보연구과)

Development of Microsatellite Marker of Exochorda serratifolia S. Moore Based on Genome Analysis

Seohyun Kim*, Ji-Young Ahn, Young-Ho Ha

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

요약: 가침박달(Exocharia serratalia S. Moore)은 산림청 지정 희귀식물로 가침박달속에 속하는 낙엽활엽 관목이다. 우리나라에는 영월, 임실, 안동 등 총 9개 집단들이 보고되고 있다. 최근 가침박달은 도로 등 개발사업으로 인해 자생지와 개체 수가 감소하고 있어 지속적인 집단 보존 및 복원 필요성이 높아지고 있다. 본 연구는 가침박달 집단의 지속적 보존과 복원 개체 선정을 위한 유전다양성 분석을 목적으로 개체 식별이 가능한 Microsatellite 마커를 개발하고자 수행되었다. 차세대염기서열분석으로 생산된 가침박달의 고유 유전정보를 활용하여 조립된 초안 유전체 정보 분석을 통해 20,803개의 SSR(Simple Sequence Repeat) 영역을 확보하였다. 반복단위(Motif) 길이는 2～3 bp, 예상 증폭산물 크기는 150bp ～ 300bp, melting temperature(Tm), GC 함량을 기준으로 187개의 후보 프라이머 쌍을 설계하였다. PCR 분석 실험을 통해 증폭 안정성과 개체 간 다형성을 기준으로 최종 19개의 Microsatellite 마커를 선발하였다. 국림산림과학원 DNA 뱅크에 보존되어 있는 가침박달 집단들 중 임실, 영월, 안동 3개 집단 내 개체들로부터 추출한 DNA 시료를 이용하여 Microsatellite 마커의 유전통계량을 분석하였다. 관찰된 대립유전자 수(NA)와 유효 대립유전자 수(Ne)의 평균값은 각각 10개와 3.6개, 이형접합도 관찰치(Ho)와 기대치(He)의 평균값은 각각 0.632와 0.682로 나타났다. 또한, 평균 무효대립유전자 빈도(NAF)는 0.087로 계산되었으며, 평균 다형성정보량(PIC)은 0.738으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 19개의 microsatellite 마커는 가침박달 집단의 유전다양성 평가 및 복원 개체 선정에 활용할 예정이다.

Abstract: Exochorda serratifolia S. Moore is a rare deciduous shrub in Korea, with nine populations reported. Recent development activities have reduced its natural habitats and population sizes, increasing the need for sustainable conservation and restoration. This study aimed to develop microsatellite markers for individual identification to assess genetic diversity and support conservation of E. serratifolia populations. Analysis of a draft genome assembled from next-generation sequencing data identified 20,803 SSR loci, from which 187 primer sets were designed and 19 microsatellite markers were selected through PCR screening. Genetic statistics of the microsatellite markers were analyzed using DNA samples from three populations (Imsil, Yeongwol, and Andong) preserved in the National Institute of Forest Science DNA bank. Marker validation across three populations showed mean values of NA=10, Ne=3.6, Ho=0.632, He=0.682, NAF = 0.087, and PIC = 0.738. The developed 19 microsatellite markers will be used to assess genetic diversity and select individuals for restoration of E. serratifolia populations.

Keywords: Population genetics, Conservation, Restoration, SSR, Polymorphism

사사: 본 연구는 산림청 국립산림과학원 연구개발과제인 ‘산림생명자원 유전정보 구축 및 바이오지문

분석기술 개발 Ⅱ(FG0603-2025-01-2025)’의 지원에 의해 이루어진 것임.