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문제 정의
- 본 연구는 퉁퉁마디에서 보다 안정적이고 다양한 유전적 특성을 규명하기 위해 ISSR 마커를 이용하여 개체군 군집 크기에 따른 유전적 다양성을 확인함으로써 보존 및 복원에 필요한 최소 보존 면적 결정에 대한 기초자료를 제공하고자 한다
제안 방법
- 결과 및 고찰ISSR 분석을 이용한 퉁퉁마디 서식면적에 따른 유전적 다양성 분석을 위해 10개의 프라이머를 사용하였으며, PCR 반응의 재현성이 낮은 4개의 프라이머는 본 실험에서 제외시켰다. 6개의 프라이머를 통해 개체군 집단 내에서 다형성을 갖는 DNA 절편을 증폭하였으며, 이를 바탕으로 각 개체군 간의 유전적 다형성을 비교하였다. ISSR-PCR 결과 DNA 증폭 산물의 총 수는 49개였으며 이 중 30개의 다형성 밴드가 나타나 평균 61.
- 퉁퉁마디 개체간 유전적 다형성을 분석하기 위해 10개의 프라이머를 사용하였으며, 예비 실험을 통해 ISSR 증폭 DNA 밴드가 잘 나타나는 6개의 프라이머를 선정하여 연구에 적용하였다(Table 2). ISSR-PCR 반응실험에 사용한 PCR 반응액은 0.
대상 데이터
- 본 조사 연구를 위하여 충남 태안군 이원면 관리 이원방조제 내측에 위치한 퉁퉁마디 서식지역에서 군집 크기를 고려하여 방형구를 설치한 후 각각의 방형구 내에서 임으로 16개체씩을 채집하여 ISSR 분석을 위한 DNA 추출재료로 사용하였다(Table 1).
데이터처리
- ISSR-PCR을 통해 얻은 DNA 밴드 양상은 이진법을 이용하여 밴드 유․무에 따라 1과 0으로 코드화 하여 유전적 다양성의 척도를 POPGENE 1.32 program(Yeh et al.,1999)을 이용하여 추정하였다. 유전적 다양성은 Shannon's information Index(Shannon, 1948)로 구하였으며 개체군 집단간 유전적 거리는 Nei's genetic distance(Nei, 1978)를 통해 구하였다.
이론/모형
- DNA 추출에 사용한 시료는 액체질소를 사용하여 분말로 만든 후, 분말 100㎎을 취하여 1.5㎖ Eppendorf tube에 넣은 후 Accuprep®GMO DNA Extraction Kit(Bioneer., Korea) 제품의 방법에 따라 DNA를 추출하였다. 추출한 DNA는1% 아가로스 겔(STRATAGENE AgaroseⅠ, USA)에서 전기영동하여 확인하였으며, DNA의 순도와 농도는 분광광도계(ATI Unicam Ltd, UK)를 사용하여 260㎚와 280㎚에서 OD(Optical Density)값을 측정하여 확인하고, 각각의 농도를 20ng/㎕로 희석한 후 PCR 반응에 사용하였다.
- ,1999)을 이용하여 추정하였다. 유전적 다양성은 Shannon's information Index(Shannon, 1948)로 구하였으며 개체군 집단간 유전적 거리는 Nei's genetic distance(Nei, 1978)를 통해 구하였다.
성능/효과
- ISSR 분석을 이용한 유전적 다양성의 척도는 POPGENE(Ver. 1.
- 6개의 프라이머를 통해 개체군 집단 내에서 다형성을 갖는 DNA 절편을 증폭하였으며, 이를 바탕으로 각 개체군 간의 유전적 다형성을 비교하였다. ISSR-PCR 결과 DNA 증폭 산물의 총 수는 49개였으며 이 중 30개의 다형성 밴드가 나타나 평균 61.7%의 다형적 유전자좌의 비율(%P)을 보였다. 절편들의 주요 증폭 범위는 150~1,800bp 사이에서 나타나ISSR분석에 적합한 것으로 나타났다(Fig 1).
- 382로 나타났다. 군집 내 다형성 유전자좌 비율(%P)은 평균 44.89%로 나타났으며 유전적 다양성 지수(h)는 0.249로 나타났다. 군집의 크기별 다형성 유전자좌 비율과 유전적 다양성 지수는 IW01(0.
- 동일 지역에 서식하는 집단이라고 하더라도 분포하는 군락의 패치 크기와 형태가 매우 다르기 때문에 종 내의 유전적 특징에 대한 연구가 매우 중요하다. 군집 크기에 따른 유전적 다양성을 분석하기 위해 ISSR 마커를 이용하여 증폭한 결과 평균 61.7%의 다형성을 갖는 DNA 밴드가 나타남으로써 감자 60.5%(Prevost and Wilkinson, 1999), 흑녹두 54.5%(Souframanienand Gopalakrishna, 2004), 호로파 72%(Dangi et al., 2004)왕바랭이 83.3%(Kelkar et al., 2017)의 다형성 연구결과와 차이를 보이지 않아 종 내 유전적 다형성을 확인 할 수 있는 유용한 도구임을 확인하였다.
- 32)를 이용하여 추정하였다. 군집 크기에 따른 퉁퉁마디 6개 군집 전체의 유효 대립유전자 수(ne)는 평균 1.415로 나타났으며, Shannon의 다양성 지수(I)의 평균은 0.382로 나타났다. 군집 내 다형성 유전자좌 비율(%P)은 평균 44.
- 141로 IW03보다 높게 나타났다. 다형성 유전자좌 비율과 유전적 다양성 지수가 가장 높게 나타나는 군집의 크기는 IW05(625㎡)로 65.31%와 0.227로 나타났으며 IW06(2500㎡)에서 57.14%와 0.176으로 나타나 면적 크기의 증가에 따른 유전적 다양성 지수의 증가는 보이지 않았다(Table 4). 유전적 다양성을 갖는 최소 단위면적은 다양성 지수의 변화 양상이 포화상태를 나타내는 면적을 최소 단위면적으로 판정하고 있다(Lee et al.
- , 2006). 따라서 퉁퉁마디의 유전적 다양성을 갖는 단위 면적은 IW05에서 가장 높은 다양도 지수를 보이고 있으며 단위 면적 증가에도 불구하고 더 이상 다양도 지수의 증가를 보이지 않기 때문에 유전적 다양성 지수의 포화 단위면적은 25m×25m로 판정할 수 있다.
- TFRC-10 프라이머의 경우 8개의 증폭밴드가 나타났으며 4개의 다양성 밴드가 나타났으며 증폭 범위는 150~1,800bp이다. 전체적인 결과로 보았을 때 각각의 프라이머는 50%이상의 다양성 밴드를 형성하여 개체간 유전적 다양성을 보여주고 있다(Table 3).
- 간척지에 형성되는 퉁퉁마디 군락은 간척 초기에 넓은 군락을 형성하다가 토양의 탈염이 진행되면서 사라지기도 하며 서해안에서는 고정적으로 분포하기보다 환경적 영향으로 기회적인군락형성이 많이 이루어지고 있다(Kim and Ihm, 1988). 퉁퉁마디의 제한적인 서식 특성은 환경변화에 민감하게 나타남으로써 자연상태의 서식 분포가 감소하고 있다. 퉁퉁마디의 제한적인 서식 특성은 환경변화에 민감하게 나타남으로써 자연상태의 서식 분포가 감소하고 있다.
- 간척지에 형성되는 퉁퉁마디 군락은 간척 초기에 넓은 군락을 형성하다가 토양의 탈염이 진행되면서 사라지기도 하며 서해안에서는 고정적으로 분포하기보다 환경적 영향으로 기회적인군락형성이 많이 이루어지고 있다(Kim and Ihm, 1988). 퉁퉁마디의 제한적인 서식 특성은 환경변화에 민감하게 나타남으로써 자연상태의 서식 분포가 감소하고 있다. 퉁퉁마디의 제한적인 서식 특성은 환경변화에 민감하게 나타남으로써 자연상태의 서식 분포가 감소하고 있다.
후속연구
- 사라져가고 있는 퉁퉁마디를 보존하기 위해 유전적 다양성이 유지될 수 있는 최소한의 서식공간을 확보할 필요가 있다. 본 연구가 간척지에 서식하는 퉁퉁마디 군락을 대상으로 이루어진 연구라는 제한점이 있으나 개체군의 서식 면적에 따른 유전적 다양성 확인을 통해 퉁퉁마디의 유전적 다양성 지수가 포화상태에 이르는 625㎡의 면적을 제시함으로써 보존 및 복원에 필요한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
- , 2013) 등이 보고되어 있다. 안정적인 퉁퉁마디 보존, 복원 및 재배를 위해서는 유전자의 다양성에 관한 연구가 필요하며 유전자원 보존을 위해 유전적 특성이 안정적으로 유지될 수 있는 식물 개체군의 크기를 파악하고 유전적 다양성을 유지하기 위한 최소 면적 산출등과 같은 연구가 필요하다. 그러나 염생식물군락에 대한 유전적 다양성에 관한 연구는 해홍나물에 대한 연구(Ihm et al.
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