유용식물 초피나무 10집단의 유전다양성 및 유전구조

남현경*, 홍희연, 김준혁

(국립산림과학원 산림생명정보연구과)

Genetic Diversity and Genetic Structure of Ten Populations of the Useful Plant Zanthoxylum piperitum

Hyun-Kyeong Nam*, Huiyeon Hong, Joon-Hyeok Kim

(Forest Bioinformation Division, National Institute of Forest Science)

요약: 초피나무는 운향과 초피나무속 낙엽 활엽 관목으로, 주로 따뜻한 지방에 자생하나 온도 적응력은 넓은 편이다. 각종 신미, 정유성분 및 유지가 함유되어 있어 향신료와 식용 나물로 수요가 있으며, 항염증, 항응고, 피부보호 등의 약용으로 이용된다. 최근 단기소득임산물 중 수출 전망이 좋은 임산물로 기대받고 있다. 본 연구는 9개 microsatellite 마커를 이용하여 초피나무 10집단의 유전다양성, 집단 간 분화, 유전 구조를 밝혔다. 초피나무 10집단 447개체의 유전다양성 분석 결과, 평균 관찰된 대립유전자 수(A)는 4.378, 평균 유효 대립유전자 수(Ae)는 2.416, 평균 이형접합도 관측치(Ho)는 0.480, 평균 이형접합도 기대치(He)는 0.509, 평균 근친교배계수(F)는 0.053이었다. 집단 간 유전 분화를 확인하기 위해 AMOVA 분석을 수행한 결과, 전체 변이의 15%는 집단 간 변이, 85%는 집단 내 개체 간 변이인 것으로 나타났다. 집단 사이의 연관성을 확인하기 위해 Nei의 유전적거리로 PCoA와 유연관계도 분석 결과, 제주도 군집, 창원-문경-속초-영덕 군집, 고흥-전주-신안-원산도-영광 군집, 총 3개의 군집으로 구분되었다. 유전 구조 분석 결과 창원-제주도-문경-속초-영덕이 군집을 형성하였고 고흥-전주-신안-원산도-영광이 군집을 형성하여 2개의 군집으로 구분되었다. 제주도를 제외한 나머지 군집 구분은 동일한 결과를 보였다.

Abstract: Zanthoxylum piperitum is a deciduous broad-leaved shrub belonging to the family Rutaceae. It mainly occurs in warm regions but shows a wide range of temperature adaptability. It contains various pungent and essential oil compounds and is used for culinary purposes, such as a spice. In addition, it has medicinal applications due to its anti-inflammatory, anticoagulant, and skin-protective effects. Recently, it has gained attention as a forest byproduct with high export potential. This study utilized 9 microsatellite markers to assess the genetic diversity, differentiation, and structure of Z. piperitum. The mean observed heterozygosity (Ho) was 0.480, the mean expected heterozygosity (He) was 0.509, and the mean inbreeding coefficient (F) was 0.053 for the 447 individuals. AMOVA showed that 85% of the genetic variation is due to within population variation between individuals, while 15% is due to among population variation. PCoA and a dendrogram using Nei’s genetic distance indicated three distinct groups: JJD, CWS–MGS–SOK–YDG, and GHG–JJS–SAG–WSD–YGG. STRUCTURE analysis revealed two genetic clusters. One cluster included CWS–JJD–MGS–SOK–YDG, while the other included GHG–JJS–SAG–WSD–YGG. Except for Jeju Island, the clustering pattern was consistent with the above analysis.

사사: 본 연구는 산림청 국립산림과학원 연구개발과제인 “산림유전자원보호구역 유전다양성 유지·증진을 위한 관리기술 개발 및 OECM 활용 연구”(과제번호: FG0801-2024-01-2026)의 지원에 의해 이루어진 것임.