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문제 정의
- 모수림 작업 에 따른 전체적인 유전다양성의 변화 양상은 동일 임분에 있어서 간벌 전 및 간벌 후에 존재하는 개체들을 대상으로 DNA 표지자 분석을 수행함으로써 추정할 수 있다. 본 연구에서는 경기도 화성군 반월 면 속 달리 소재의 백합나무 시험림(19기년 식재)을 채종림으로 유도할 목적으로 식재목의 형태적 특성과 식재 간격을 고려하여 두 번에 걸친 간벌을 수반하는 모수림 작업을 수행할 경우 시험지내 유전적 다양성외 변화 양상을 inter-simple sequence repeats (I-SSR) 표지자 분석율 통해서 모의 수행하였다.
- 유래된 차대들이 속달리 임지 환경에서 우량한 개체들로 성장할 수 있었기 때문에 다른 종자 산지에서 남겨진 개체들 보다 그 다양도가 크게 감소된 것으로 생각된다. 비록 2차에 걸친 간벌에 의해서 각 종자 산지 내 개체간 다양도는 평균 17.5%가 감소했으나, 전체 37개체에 대한 다양도의 감소는 불과 6.1% 에 지나지 않기 때문에 속달리 시험림에 식재되어있는 305개체 중에서 종자 생산을 목적으로 본. 연구에서 선정한 기준에 따라 37개체를 잔존시키는 모수림 작업울 수행하더라도 이들로부터 생산될 차대들에 있어서 전체적인 유전다양성의 현격한 감소를 초래하지는 않을 것으로 생각되나 도입 수종인 백합나무의 국내 식재를 확대할 경우에는 genetic base를 넓혀주기 위한 추가적인 종자의 도입이 필요할 것으로 생각된다.
제안 방법
- , 1993). PCR 분석을 위하여 20ng의 주형 DNA, 0.6“M의 primer, 0.5“g의 BSA(Bovine Serum Albumin, Takara, Japan), 1.5mM MgCh, 100“M의 dNTPs(MBI, Lithuania), lOmM Tris-HCl, 50mM KC1, pH, 8.3, 0.6uimit의 7也 DNA polymerase(AB, UK)를 섞어서 PTC-200 PCR 기기 (MJ Research, USA)를 사용해서 반응시켰다. PCR의 온도 순환 조건은 94℃에서 5분간.
- 전처리를 하고, 94P에서 30초간 열변성, 52笆에서 30초간 primer 결합, 72℃에서 1분간 DNA 복제의 세 과정을 45회 반복수행하고, 72笆에서 10분간 DNA 복제를 완성했다. PCR 증폭산물은 IX TBE용액을 이용해서 제조한 2% agarose gd을이용하여 분획하였으며, EtBr로 염색한 후 자외선 분광기상에서 사진 촬영하여 관찰하였다. 증폭 산물 변이체는 gel상의 동일한 위치에 증폭 산물이 있고 없음율 기준으로 증폭산물이 있을 경우 1, 없을 경우 0으로 기록하여 실험을 통해서 분석된 전 개체에 대하여 조사표를 작성하였다.
- PCR의 온도 순환 조건은 94℃에서 5분간. 전처리를 하고, 94P에서 30초간 열변성, 52笆에서 30초간 primer 결합, 72℃에서 1분간 DNA 복제의 세 과정을 45회 반복수행하고, 72笆에서 10분간 DNA 복제를 완성했다. PCR 증폭산물은 IX TBE용액을 이용해서 제조한 2% agarose gd을이용하여 분획하였으며, EtBr로 염색한 후 자외선 분광기상에서 사진 촬영하여 관찰하였다.
- PCR 증폭산물은 IX TBE용액을 이용해서 제조한 2% agarose gd을이용하여 분획하였으며, EtBr로 염색한 후 자외선 분광기상에서 사진 촬영하여 관찰하였다. 증폭 산물 변이체는 gel상의 동일한 위치에 증폭 산물이 있고 없음율 기준으로 증폭산물이 있을 경우 1, 없을 경우 0으로 기록하여 실험을 통해서 분석된 전 개체에 대하여 조사표를 작성하였다.
대상 데이터
- I-SSR 표지자 분석을 위해서 경기도 화성군 반월 면 속달리 소재의 백합나무 종자 산지별 시험림에 식재된(1971년), 총 305개체로부터 잎을 채집하였다(1999년). 경기 안양, 전북, 미국 등 3개 종자 산지별로 각각 76본, 101본, 128본의 잎에서 CTAB 방법을 이용하여 genomic DNA를 추출하였다(Hong et al.
- 중폭산물의 다형성을 기준으로 예비실험을 통해서 선발한 9개의 I-SSR primer를 이용하여 PCR 을 수행한 결과 총 89개의 중폭산물 변이 처UUBC primer #812(12개 변이체), #813(8개), #815(12개), #827(3개), #834(8개), #835(7개), #836(7개), #843 (14개), #846(18개)]를 확인했다(Figure 1). 관찰된 89개 I-SSR 표지자를 이용하여 305개체를 대상으로 유전다양성 정도를 (Shannon's index : S.
데이터처리
- O (Black, 1996)을 이용해서 Manhattan Distances (Prevosti distance; Wright, 1978) 공식에 의거해서 계산했다. 종자 산지간 유전적 분화 정도를 평가하기 위해서 Excoffier 등(1992)의 Euclidean metric법에 의해 유전적 거리를 계산했으며 컴퓨터 프로그램 AMOVA vl.55 (Excoffier 등, 1992)를 이용해서 AMOVA를 수행했다.
이론/모형
- I-SSR 증폭산물 변이체의 공유 정도에 의해 계산되는 종자 산지간 유전적 거리를 컴퓨터 프로그램 RAPDDIST vl.O (Black, 1996)을 이용해서 Manhattan Distances (Prevosti distance; Wright, 1978) 공식에 의거해서 계산했다. 종자 산지간 유전적 분화 정도를 평가하기 위해서 Excoffier 등(1992)의 Euclidean metric법에 의해 유전적 거리를 계산했으며 컴퓨터 프로그램 AMOVA vl.
- 개체 및 종자 산지별로 정리된 자료를 이용호 II 서 종자 산지 내 및 종자 산지를 구분하지 않고 모든 개체에 대한 I-SSR 증폭산물 다양성을 Shannon's index(표현형 다양성; Shannon, 1948)를 컴퓨터 프로그램 POPGENE v.1.21 (Yeh 등, 1997)을이용해서 계산했다. I-SSR 증폭산물 변이체의 공유 정도에 의해 계산되는 종자 산지간 유전적 거리를 컴퓨터 프로그램 RAPDDIST vl.
- 경기 안양, 전북, 미국 등 3개 종자 산지별로 각각 76본, 101본, 128본의 잎에서 CTAB 방법을 이용하여 genomic DNA를 추출하였다(Hong et al., 1993). PCR 분석을 위하여 20ng의 주형 DNA, 0.
성능/효과
- 1차 간벌 후 남겨질 100개체 및 2차 간벌 후 남겨질 37개체를 대상으로 동일 종자 산지내 개체들을 하나의 분류 단위로 묶어서 유전적 유연관계를 추정한 결과, 1차 간벌 후 남겨질 100개체들이 종자 산지에 따른 뚜렷한 분지양상을 보이지 않고 다른 종자 산지에 속한 개채들이 동일한 분지 군에 혼재되어 있음이 확인되었다任荘gure 생략). 2차 간벌 후의 경우에도 종자 산지에 따른 뚜렷한 분지 양상이 관찰되지 않고 다른 종자 산지에 속한 개체들이 동일한 분지군에 혼재되어 있음이 확인되었다(Figure 생략).
- 1%의 유전적 분화 양상을 확인할 수 있었다. 2차 간벌 후에 남겨질 37개체를 대상으로 종자 산지간 유전적 분화 정도를 분석한 결과 3개 종자 산지간에 14.3%의 유전적 분화 양상을 보여 3以%의 유전적 분화의 증가를 확인할 수 있었다. 비록 1차 간벌 전의 종자 산지간 유전적 분화정도를 직접 계산할 수는 없었으나 1차 간벌에 의해 종자 산지내 다양도가 평균 6.
- 대로 유지됨이 확인되었다(미국>안양>전북). 2차에 걸친 간벌에 의한 종자 산지간 다양도 감소율을 비교한 결과, 전북 산지가 28.3%의 감소율을 보여 가장 높았고, 그 다음이 안양 산지로 16.3%, 미국 산지는 8.0%의 감소율을 보여 가장 낮았다.
- 간벌 전의 305개체를 대상으로 3개 종자 산지 간 유전적 분화정도(0ST)의 계산을 시도하였으나 분석 시료의 수가 AMOVA (v.1.55) 프로그램의 계산 가능 한계를 벗어나기 때문에 불가능하였고, 1 차 간벌 후 남겨질 100개채를 대상으로 분석을 수행한 결과 3개 종자 산지간에 H.1%의 유전적 분화 양상을 확인할 수 있었다. 2차 간벌 후에 남겨질 37개체를 대상으로 종자 산지간 유전적 분화 정도를 분석한 결과 3개 종자 산지간에 14.
- io。개체목 (안양 26본, 전북 29본, 미국 45본)울 대상으로 다양 도를 평가하는 모의 통계■훈석을 수행한 결과, 전체 다양도는 0.4427로 간벌전의 다양도에 비해 2.3%가 감소했으며, 종자 산지별 다양도에 있어서 간벌전에 비해서 평균 6.4%의 다양도가 감소하는 경향을 보였으나, 종자 산지간의 전반적인 양상은 그대로 유지됨이 확인되었다(미국>안양> 전북) (Table 2). 종자 산지간 1차 간벌에 의한 다양도 감소율을 비교한 결과, 전북 산지가 10.
- 관찰된 89개 I-SSR 표지자를 이용하여 305개체를 대상으로 유전다양성 정도를 (Shannon's index : S.I.)를 계산한 결과, 속달리 시험림에 식재되어 있는 전 개체에 대한 다양도는 0.4532로서 비자나무 (0.3990, 흥 등 2000), 은행나무 (0.3965, 홍 둥 2000)에 비하여 상대적으로 높은 수치를 보였다 (Table 1). 종자 산지별로 구분하여 분석한 결과 미국 채종원산 종자를 양묘하여 식재한 개체군에서 가장 높은 다양도(0.
- 5% 의 다양도가 감소하는 것으로 나타났으나, 종자 산지 간의 전반적인 양상은 그.대로 유지됨이 확인되었다(미국>안양>전북). 2차에 걸친 간벌에 의한 종자 산지간 다양도 감소율을 비교한 결과, 전북 산지가 28.
- 9%의 집단간 유전적 분화 양상을 관찰한 보고(Brotschol 등, 1986) 와 비교해 볼 때 -- 동위효소 유전자좌 분석 결과와 DNA 표지자 분석 결과를 직접 비교한다는 것이 비현실적임에도 불구하고 — 본 연구에서 확인된 종자 산지간 유전적 분화정도는 천연집단간 유전적 분화정도 보다 낮은 수준이었다. 더욱이 국내에서 동일한 수종에 대해 동위효소 유전자 좌를 분석한 결과와 DNA 표지자를 분석한 결과 — 소나무 : 3.9%(동위효소 유전자좌; 김과 이 , 1992)와 13.0%(RAPD 표지자; 김 , 1995), 전나무 : 6.2% (동위효소 유전자좌; 안, 1997)와 19.8% (RAPD 표지자; 김, 1998), DNA 표지자의 경우 동위효소 유전자좌의 결과에 비헤서 약 3배정도 유전적 분화가 크게 관찰됨을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 I-SSR 표지자를 분석해서 얻어진 유전적 분화정도는 동위효소 유전자좌 분석 결과의 수준에서 볼 때 매우 낮은 수준임을 알 수 있다.
- 두 번에 걸친 간벌을 수반하는 모수림 작업 결과 남겨질 37개 개체목(평균 87.9% 제거, 안양-88.2%, 전북-88.1%, 미국-87.5%, Table 3) 에대한 유전다양도를 모의 통계분석한 결과’ 종자 산지 내 다양도는 전북이 2&3%로 가장 크게 감소했으며, 그 다음이 안양으로 16.3%, 미국이 8.0%로 가장 적게 감소한 것으로 나타났다(Table 2). 개체 목 감소율의 차이가 적었음에도 불구하고(87.
- 8% (RAPD 표지자; 김, 1998), DNA 표지자의 경우 동위효소 유전자좌의 결과에 비헤서 약 3배정도 유전적 분화가 크게 관찰됨을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 I-SSR 표지자를 분석해서 얻어진 유전적 분화정도는 동위효소 유전자좌 분석 결과의 수준에서 볼 때 매우 낮은 수준임을 알 수 있다. 예를 들면, 1차 간벌 전의 유전적 분화 수준이 1.
- 3%의 유전적 분화 양상을 보여 3以%의 유전적 분화의 증가를 확인할 수 있었다. 비록 1차 간벌 전의 종자 산지간 유전적 분화정도를 직접 계산할 수는 없었으나 1차 간벌에 의해 종자 산지내 다양도가 평균 6.3% 감소하고 전체 다양도는 불과 2.3% 밖에 감소하지 않은 점과 2차 간벌에 의해 1차 간벌 후에 비해 종자 산지내 다양도가 평균 121% 감소하고 전체 다양도는 3.9% 감소한 점에 비추어 볼 때 상대적으로 1차 간벌에 의한 3개 종자 산지간 유전적 분화정도의 증가폭은 그다지 크지 않을 것으로 추정된다. 이론적으로 1차 간벌 전의 3개 종자 산지간 유전적 분화 정도는 1차 간벌 후의 유전적 분화정도인 11.
- 9% 감소한 점에 비추어 볼 때 상대적으로 1차 간벌에 의한 3개 종자 산지간 유전적 분화정도의 증가폭은 그다지 크지 않을 것으로 추정된다. 이론적으로 1차 간벌 전의 3개 종자 산지간 유전적 분화 정도는 1차 간벌 후의 유전적 분화정도인 11.1% 보다는 적을 것으로 생각되며, 미국 동부 전역에 분포하는 50개 집단을 대상으로 8개 동위효소 유전자좌의 분석을 수행한 결과 집단간에 심한 유전적 분화 양상(Gst=21.1 %, Parks 등, 1994)을 보였다는 보고 및 North Carolina 주의 6개 집단을 대상으로 4개의 동위효소 유전자좌를 분석한 결과 13.9%의 집단간 유전적 분화 양상을 관찰한 보고(Brotschol 등, 1986) 와 비교해 볼 때 -- 동위효소 유전자좌 분석 결과와 DNA 표지자 분석 결과를 직접 비교한다는 것이 비현실적임에도 불구하고 — 본 연구에서 확인된 종자 산지간 유전적 분화정도는 천연집단간 유전적 분화정도 보다 낮은 수준이었다. 더욱이 국내에서 동일한 수종에 대해 동위효소 유전자 좌를 분석한 결과와 DNA 표지자를 분석한 결과 — 소나무 : 3.
- 4%의 다양도가 감소하는 경향을 보였으나, 종자 산지간의 전반적인 양상은 그대로 유지됨이 확인되었다(미국>안양> 전북) (Table 2). 종자 산지간 1차 간벌에 의한 다양도 감소율을 비교한 결과, 전북 산지가 10.1% 의 감소율을 보여 가장 높았고 미국 산지는 4.1% 의 감소율올 보여 가장 낮았다.
- 1%가 감소했다(Table 2, Figure 2). 종자 산지별 다양도에 있어서 2차 간벌 전에 비해서 평균 12.1%의 다양도가 감소하는 경향을 보였고, 1차 간벌 전의 다양도에 비해서 평균 17.5% 의 다양도가 감소하는 것으로 나타났으나, 종자 산지 간의 전반적인 양상은 그.대로 유지됨이 확인되었다(미국>안양>전북).
- 3965, 홍 둥 2000)에 비하여 상대적으로 높은 수치를 보였다 (Table 1). 종자 산지별로 구분하여 분석한 결과 미국 채종원산 종자를 양묘하여 식재한 개체군에서 가장 높은 다양도(0.4530)를 보였으며, 그 다음이 안양 산지로 0.4152, 전북 산지의 경우 0.3929 로 가장 낮은 다양도를 보였다.
- 최종적으로 채종용 모수로 남겨질 개체를 선정하고 2차 간벌을 수행했을 경우에 남겨질 37 개체 목(안양 9본, 전북 12본, 미국 16본)을 대상으로다 양도를 평가하는 모의 통계분석을 수행한 결과, 전체 다양도는 0.4256으로 2차 간벌 전의 다양도에 비해 3.9%가 감소했으며 , 1차 간벌 전의 다양도에 비해 6.1%가 감소했다(Table 2, Figure 2). 종자 산지별 다양도에 있어서 2차 간벌 전에 비해서 평균 12.
후속연구
- 1% 에 지나지 않기 때문에 속달리 시험림에 식재되어있는 305개체 중에서 종자 생산을 목적으로 본. 연구에서 선정한 기준에 따라 37개체를 잔존시키는 모수림 작업울 수행하더라도 이들로부터 생산될 차대들에 있어서 전체적인 유전다양성의 현격한 감소를 초래하지는 않을 것으로 생각되나 도입 수종인 백합나무의 국내 식재를 확대할 경우에는 genetic base를 넓혀주기 위한 추가적인 종자의 도입이 필요할 것으로 생각된다.
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