낙동강 상류 황지천에 서식하는 쉬리속(genus Coreoleuciscus) 어류 집단의 종 동정 및 잡종 판별 Species and Hybrid Identification of Genus Coreoleuciscus Species in Hwnag-ji Stream, Nakdong River Basin in Korea원문보기
낙동강 상류 지류인 황지천에서 쉬리(Coreoleuciscus splendidus)와 참쉬리(C. aeruginosa)의 종 간 자연잡종 개체를 채집하였다. 쉬리와 참쉬리의 종 간 잡종 개체는 외부형태 비교와 함께 핵 DNA의 RAG1 유전자(1,334 bp)와 미토콘드리아 DNA인 CO1 유전자(1,551 bp)를 이용한 염기서열 분석을 실시하였다. 외부형태 분석결과 잡종 개체는 등지느러미, 꼬리지느러미 및 뒷지느러미 3곳에서 지느러미 반문의 형태가 쉬리와 참쉬리의 중간 형태를 나타내었다. RAG1과 CO1 유전자를 이용한 분자계통 분석결과 황치천에 분포하는 쉬리속 어류는 쉬리, 참쉬리 두 종과 두 종 간의 잡종 개체군으로 구성되어 있음을 확인하였으며, CO1 유전자의 염기서열 분석결과 순종인 정교배체와 잡종인 상반교배체가 잘 구분되었다. 또한 RAG1 유전자 분석결과 13개의 염기서열 변이를 확인하였고, 잡종 개체는 9개의 염기서열에서 double peaks가 확인되었다. 유전학적 분석과 외부형태 변이 분석에 의해 쉬리와 참쉬리 사이에 잡종화가 발생한 것을 확인하였으나 잡종 F2세대와 잡종 F1 세대의 생식적 격리 여부는 확인하지 못하였다.
낙동강 상류 지류인 황지천에서 쉬리(Coreoleuciscus splendidus)와 참쉬리(C. aeruginosa)의 종 간 자연잡종 개체를 채집하였다. 쉬리와 참쉬리의 종 간 잡종 개체는 외부형태 비교와 함께 핵 DNA의 RAG1 유전자(1,334 bp)와 미토콘드리아 DNA인 CO1 유전자(1,551 bp)를 이용한 염기서열 분석을 실시하였다. 외부형태 분석결과 잡종 개체는 등지느러미, 꼬리지느러미 및 뒷지느러미 3곳에서 지느러미 반문의 형태가 쉬리와 참쉬리의 중간 형태를 나타내었다. RAG1과 CO1 유전자를 이용한 분자계통 분석결과 황치천에 분포하는 쉬리속 어류는 쉬리, 참쉬리 두 종과 두 종 간의 잡종 개체군으로 구성되어 있음을 확인하였으며, CO1 유전자의 염기서열 분석결과 순종인 정교배체와 잡종인 상반교배체가 잘 구분되었다. 또한 RAG1 유전자 분석결과 13개의 염기서열 변이를 확인하였고, 잡종 개체는 9개의 염기서열에서 double peaks가 확인되었다. 유전학적 분석과 외부형태 변이 분석에 의해 쉬리와 참쉬리 사이에 잡종화가 발생한 것을 확인하였으나 잡종 F2세대와 잡종 F1 세대의 생식적 격리 여부는 확인하지 못하였다.
A natural hybrid of interspecific between the Coreoleuciscus splendidus and C. aeruginos (Cypriniformes: Cyprinidae) was captured in the Hwang-ji Stream, a tributary of the Nakdong River basin in Korea. An interspecific hybrid between C. splendidus and C. aeruginos was genetically identified based o...
A natural hybrid of interspecific between the Coreoleuciscus splendidus and C. aeruginos (Cypriniformes: Cyprinidae) was captured in the Hwang-ji Stream, a tributary of the Nakdong River basin in Korea. An interspecific hybrid between C. splendidus and C. aeruginos was genetically identified based on morphological characteristics and the sequence analysis of nuclear recombination activating gene 1 (RAG1) gene (1,334 bp) and mitochondrial cytochrome c oxidase subunit 1 (CO1) gene (1,551 bp). As a result of morphological variations, the natural hybrid appeared to have an intermediate character between two parental species (C. splendidus and C. aeruginos) in three variations of black array (s) on dorsal, caudal and anal fin rays. Phylogenetic analysis inferred from RAG1 and CO1 sequence data revealed that Coreoleuciscus populations from Hwang-ji stream consist of two pure Coreoleuciscus species and a hybrid individual group. The individuals were clearly identified the cross and reciprocal hybrid by CO1 gene analysis. In RAG1 gene, 13 nucleotide variation loci were detected and the hybrid individuals displayed the double peaks of sequence chromatograms at the 9 diagnostic positions. In this study, molecular data and morphological variations were clearly demonstrated that hybridization did occur between C. splendidus and C. aeruginos. However, F2 hybrid generation and reproductive capacity of F1 hybrid individuals were not demonstrated.
A natural hybrid of interspecific between the Coreoleuciscus splendidus and C. aeruginos (Cypriniformes: Cyprinidae) was captured in the Hwang-ji Stream, a tributary of the Nakdong River basin in Korea. An interspecific hybrid between C. splendidus and C. aeruginos was genetically identified based on morphological characteristics and the sequence analysis of nuclear recombination activating gene 1 (RAG1) gene (1,334 bp) and mitochondrial cytochrome c oxidase subunit 1 (CO1) gene (1,551 bp). As a result of morphological variations, the natural hybrid appeared to have an intermediate character between two parental species (C. splendidus and C. aeruginos) in three variations of black array (s) on dorsal, caudal and anal fin rays. Phylogenetic analysis inferred from RAG1 and CO1 sequence data revealed that Coreoleuciscus populations from Hwang-ji stream consist of two pure Coreoleuciscus species and a hybrid individual group. The individuals were clearly identified the cross and reciprocal hybrid by CO1 gene analysis. In RAG1 gene, 13 nucleotide variation loci were detected and the hybrid individuals displayed the double peaks of sequence chromatograms at the 9 diagnostic positions. In this study, molecular data and morphological variations were clearly demonstrated that hybridization did occur between C. splendidus and C. aeruginos. However, F2 hybrid generation and reproductive capacity of F1 hybrid individuals were not demonstrated.
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문제 정의
따라서 본 연구는 낙동강 지류인 황지천에 서식하는 쉬리속어류 개체군을 대상으로 유전자 분석과 지느러미 반문 비교를 통해 쉬리속 어류 개체군의 종 동정과 잡종 개체군 검증 및 분포에 대한 연구를 수행하였다.
제안 방법
채집 개체 수가 가장 많은 4번 조사지점(강원도 태백시 구문소동)에서 채집된 개체는 실험실로 운반하여 유전자분석과 지느러미 반문형태분석에 이용하였다. 10% 포르말린으로 고정하여 표본을 제작하였고 각 개체마다 고유의 voucher number를 부여하여 개체를 구분하였다.
4번 조사지점(강원도 태백시 구문소동)에서 채집한 개체의 염기서열 분석결과를 기반으로 쉬리, 참쉬리 및 잡종 개체를 구분한 후 개체별로 순종표본인 쉬리(SUC1313-1333, 경기도 가평군 조종천)와 참쉬리 (SUC 1290-1390, 경상북도 산청군 덕천강) 표본과 비교하였다. 쉬리와 참쉬리의 대표적인 형질과 잡종 개체의 지느러미 반문변이는 사진을 촬영하여 개체 간 비교하였다.
MrBayes 프로그램을 이용한 Bayesian 분석은 1×107generations를 수행하였으며, 각 1000세대마다 무작위로 sample하였다.
PCR 반응은 100 ng의 주형 DNA와 10 pmol의 primer를 사용하여 PCR premix 20 μL(Bioneer, Korea)로 반응시켰다.
본 연구를 위해 2012년 12월과 2015년 2월에 황지천 본류 7개점을 대상으로 족대(망목 4×4 mm)를 사용하여 쉬리속 어류를 채집하였다(Table 1). 각 조사지점에서 채집된 개체들은Song and Bang (2015)을 참고하여 지느러미 반문의 형태를 기준으로 쉬리(C. splendidus type)와 참쉬리(C. aeruginos type)로 구분하여 현장에서 개체 수를 기록하였다.
두 종의 분포는 백두대간 서쪽으로 흐르는 서한아 수계(west korea subdistrict)에 쉬리가 분포하며, 남한아수계(south korea subdistrict)는 참쉬리가 분포하여 두 종 간의 분포 구계가 명확하게 구분된다(Song and Bang, 2015). 그러나 최근 낙동강 지류인 황지천에 쉬리(C. splendidus type) 개체가 다수 발견되어(Chae et al., 2015) 기존에 알려져 있던 두 종 간의 분포 구계와 차이가 있어 이들 개체군을 대상으로 외부 형질과 유전자 분석을 통해 쉬리(C. splendidus type)의 종구분과 잡종 개체군 존재 여부에 대한 검증이 필요하였다.
분자계통 분석은 확보된 RAG1 유전자(1,334 bp)와 CO1 유전자(1,551 bp)를 이용하여 2012년에 4번 조사지점(강원도 태백시 구문소동)에서 채집된 36개체를 대상으로 종 및 잡종 개체의 동정을 실시하였다. 대조군으로 쉬리 (voucher numberSUC 2179, 강원도 원주시 섬강)와 참쉬리 (voucher numberSUC 2281, 경상북도 봉화군 낙동강)를 포함하여 분자계통 분석을 실시하였다. Outgroup은 모래무지아과 어류인 줄몰개(Gnathopogon strigatus, voucher number-SUC0857)와 참중고기 (Sarcocheilichthys variegatus wakiyae, voucher numberSUC7109)를 사용하였다.
4번 조사지점(강원도 태백시 구문소동)에서 채집한 개체의 염기서열 분석결과를 기반으로 쉬리, 참쉬리 및 잡종 개체를 구분한 후 개체별로 순종표본인 쉬리(SUC1313-1333, 경기도 가평군 조종천)와 참쉬리 (SUC 1290-1390, 경상북도 산청군 덕천강) 표본과 비교하였다. 쉬리와 참쉬리의 대표적인 형질과 잡종 개체의 지느러미 반문변이는 사진을 촬영하여 개체 간 비교하였다.
aeruginosa)의 종 간 자연잡종 개체를 채집하였다. 쉬리와 참쉬리의 종 간 잡종 개체는 외부형태 비교와 함께 핵 DNA의 RAG1 유전자(1,334 bp)와 미토콘드리아 DNA인 CO1 유전자(1,551 bp)를 이용한 염기서열 분석을 실시하였다. 외부형태 분석결과 잡종 개체는 등지느러미, 꼬리지느러미 및 뒷지느러미 3곳에서 지느러미 반문의 형태가 쉬리와 참쉬리의 중간 형태를 나타내었다.
실험어의 genomic DNA는 배지느러미 일부를 절단하여TNES-Urea buffer (10 mM Tris-HCL pH 8.0; 125 mM NaCl;10 mM EDTA ph 8.0; 1% SDS; 8M urea)를 이용하여 추출하였다(Asahida et al., 1996). 상기 시료를 포함하는 완충용액에 proteinase K (Sigma, USA)를 100 mg/mL의 농도로 첨가하여 55℃에서 12시간 동안 반응시켰다.
자연 개체군 내 잡종 개체의 비율과 모계추정은 4번 조사지점(강원도 태백시 구문소동)에서 채집된 105마리를 대상으로 RAG1 유전자의 sequence chromatogram에 나타나는 double peaks의 유무를 통해 잡종 개체를 판별하였고 CO1 유전자의 염기서열 분석을 통해 잡종 개체의 모계를 추정하였다.
PCR 조건은 95℃에서 4분간 initial activation시킨 후 95℃에서 1분간 denaturation, 53~55℃에서 1분간 annealing, 72℃ 1분간 extension 반응을 34회 반복하였다. 증폭된 산물은 1.5% agarose gel 상에서 전기영동한 후에 ethidium-bromide (Et-Br) 용액으로 염색을 하여 band의 유무를 확인하였다. 효과적으로 증폭된 산물은 PCR Purification kit (Bioneer, Korea)로 정제한 후, 동일한 PCR primer를 사용하여 염기서열분석기(ABI 3730XL DNA analyzer)로 염기서열을 결정하였다.
핵 DNA의 RAG1 유전자를 증폭하기 위하여 NCBI의 GenBank로부터 잉어목 어류들의 염기서열을 확보한 후 ClustalW분석을 통해 총 3개의 degenerate primer를 제작하였으며, 제작된 primer를 이용하여 총 1,334 bp를 증폭하였다. 미토콘드리아 DNA의 CO1 유전자 역시 위와 같은 방법으로 2개의primer를 제작하여 1,551 bp를 증폭하였다(Table 2).
5% agarose gel 상에서 전기영동한 후에 ethidium-bromide (Et-Br) 용액으로 염색을 하여 band의 유무를 확인하였다. 효과적으로 증폭된 산물은 PCR Purification kit (Bioneer, Korea)로 정제한 후, 동일한 PCR primer를 사용하여 염기서열분석기(ABI 3730XL DNA analyzer)로 염기서열을 결정하였다.
대상 데이터
대조군으로 쉬리 (voucher numberSUC 2179, 강원도 원주시 섬강)와 참쉬리 (voucher numberSUC 2281, 경상북도 봉화군 낙동강)를 포함하여 분자계통 분석을 실시하였다. Outgroup은 모래무지아과 어류인 줄몰개(Gnathopogon strigatus, voucher number-SUC0857)와 참중고기 (Sarcocheilichthys variegatus wakiyae, voucher numberSUC7109)를 사용하였다.
낙동강 상류 지류인 황지천에서 쉬리(Coreoleuciscus splendidus)와 참쉬리(C. aeruginosa)의 종 간 자연잡종 개체를 채집하였다. 쉬리와 참쉬리의 종 간 잡종 개체는 외부형태 비교와 함께 핵 DNA의 RAG1 유전자(1,334 bp)와 미토콘드리아 DNA인 CO1 유전자(1,551 bp)를 이용한 염기서열 분석을 실시하였다.
낙동강 상류 지류인 황지천의 7개 정점(Table 1)을 대상으로 2012년 12월과 2015년 2월에 각 1회씩 쉬리속 어류의 분포현황을 조사하였다. 2012년 조사결과 쉬리 (C.
2, 3) 모계와 부계의 변이 영역을 반영하고 있어 멘델의 유전법칙을 잘 반영하였다. 또한 sequence electropherogram에 나타난 sequence의 peaks가 잡종 F1 세대에서 나타나는 동일한 비율의 double peaks로 분석되어(Sonnenberg et al., 2007; Kim et al., 2015) 본 연구에서 분석한 잡종 개체는 F1 세대로 추정되었다(Fig. 3).
본 연구를 위해 2012년 12월과 2015년 2월에 황지천 본류 7개점을 대상으로 족대(망목 4×4 mm)를 사용하여 쉬리속 어류를 채집하였다(Table 1).
분자계통 분석은 확보된 RAG1 유전자(1,334 bp)와 CO1 유전자(1,551 bp)를 이용하여 2012년에 4번 조사지점(강원도 태백시 구문소동)에서 채집된 36개체를 대상으로 종 및 잡종 개체의 동정을 실시하였다. 대조군으로 쉬리 (voucher numberSUC 2179, 강원도 원주시 섬강)와 참쉬리 (voucher numberSUC 2281, 경상북도 봉화군 낙동강)를 포함하여 분자계통 분석을 실시하였다.
이후 PCI solution (phenol :chloroform : iso-amylalcohol, 25 : 24 : 1)을 처리하여 단백질을 제거하였으며, 2-propanol로 DNA를 침전시켰다. 준비한 시료는 spectrophotometer 측정과 0.8% agarose gel 전기영동을 통해서 DNA의 양과 질을 확인한 후 실험에 이용하였다.
채집 개체 수가 가장 많은 4번 조사지점(강원도 태백시 구문소동)에서 채집된 개체는 실험실로 운반하여 유전자분석과 지느러미 반문형태분석에 이용하였다. 10% 포르말린으로 고정하여 표본을 제작하였고 각 개체마다 고유의 voucher number를 부여하여 개체를 구분하였다.
데이터처리
확보된 염기서열을 대상으로 BioEdit version 7.0.9 (Hall,1999) 프로그램을 이용하여 multiple alignment를 실시하였으며(Thompson et al., 1997), 계통도 작성은 MrBayes 3.1.2 (Huelsenbeck and Ronquist, 2001) 프로그램을 사용하였다. MrBayes 프로그램을 이용한 Bayesian 분석은 1×107generations를 수행하였으며, 각 1000세대마다 무작위로 sample하였다.
성능/효과
낙동강 상류 지류인 황지천의 7개 정점(Table 1)을 대상으로 2012년 12월과 2015년 2월에 각 1회씩 쉬리속 어류의 분포현황을 조사하였다. 2012년 조사결과 쉬리 (C. splendidustype)는 5개 조사지역(site 1~5)에서 서식이 확인되어 총 34개체를 채집하였고, 참쉬리(C. aeruginos type)는 모든 조사지점에서 서식이 확인되어 110개체가 채집되었다(Table 3). 2015년 조사결과에서 쉬리(C.
CO1 유전자를 이용하여 잡종 개체의 모계를 추정한 결과 쉬리와 참쉬리를 모계로 하는 비율에 큰 차이가 없어(Table 4) 특정 종에 대해 모계가 편중되지 않았으며, 순종의 정교배체(C. splendidus ♀×C. splendidus ♂, C. aeruginos ♀×C. aeruginos ♂)와 잡종의 상반교배체(C. splendidus ♀×C. aeruginos♂, C. aeruginos ♀×C. splendidus ♂)가 계통도(Fig. 1)와 염기서열 분석결과(Fig. 4)에서 명확히 구분되었다.
RAG1 유전자 염기서열과 CO1 유전자의 염기서열을 이용한 계통도 분석 결과 기존의 연구결과(Song et al., 2010; Song and Bang, 2015)와 동일하게 쉬리와 참쉬리 두 종이 계통도상에서 잘 구분됨에 따라 잡종 개체 또한 명확하게 구분이 되었으며(Fig. 1), 잡종 개체는 CO1 유전자의 모든 염기서열이모계에 따라 100% 일치하였다(Fig. 4). 이는 모계 유전하는 미토콘드리아 DNA의 특성으로(Hauswith and Clayton, 1985) 본연구 결과에서도 잡종 개체는 모계와 동일한 미토콘드리아 유전자 정보를 가지는 일반적인 특징을 보였다.
RAG1 유전자의 염기서열 분석 결과에서 잡종 개체는 쉬리와 참쉬리의 종 간 변이서열 위치에서 두 종의 염기서열이 함께 표현되는 double peaks가 확인되어 (Figs. 2, 3) 모계와 부계의 변이 영역을 반영하고 있어 멘델의 유전법칙을 잘 반영하였다. 또한 sequence electropherogram에 나타난 sequence의 peaks가 잡종 F1 세대에서 나타나는 동일한 비율의 double peaks로 분석되어(Sonnenberg et al.
외부형태 분석결과 잡종 개체는 등지느러미, 꼬리지느러미 및 뒷지느러미 3곳에서 지느러미 반문의 형태가 쉬리와 참쉬리의 중간 형태를 나타내었다. RAG1과 CO1 유전자를 이용한 분자계통 분석결과 황치천에 분포하는 쉬리속 어류는 쉬리, 참쉬리 두 종과 두 종 간의 잡종 개체군으로 구성되어 있음을 확인하였으며, CO1 유전자의 염기서열 분석결과 순종인 정교배체와 잡종인 상반교배체가 잘 구분되었다. 또한 RAG1 유전자 분석결과 13개의 염기서열 변이를 확인하였고,잡종 개체는 9개의 염기서열에서 double peaks가 확인되었다.
, 2010). 낙동강에 이입된 쉬리의 경우 끄리(Opsariichthys uncirostris)의 이입사례(Chae,2003)와 같이 강한 어식성으로 인해 토착 어종의 개체 수 감소 등의 2차적인 피해를 야기하지 않을 것으로 판단되었으나 이입된 쉬리 개체군으로 인해 참쉬리 개체군과 교배를 통한 잡종 개체군이 발생됨에 따라 참쉬리 집단의 유전자 풀(gene pool)에 변화가 발생하고 있음을 확인하였다.
두 종 간 잡종 개체의 유전형과 개체군 내 비율을 알아보고자 가장 많은 개체가 채집된 4번 조사지점(강원도 태백시 구문소동)에서 채집된 105마리를 대상으로 RAG1 유전자의 염기서열을 분석한 결과 1,334 bp의 염기서열 중 13개 위치에서 변이가 관찰되어 변이율은 약 0.95%였다. 또한 잡종 개체들은 쉬리와 참쉬리의 두 종 간 염기서열 변이를 보인 9개의 변이위치에서 두 종의 염기서열이 함께 표현되는 double peaks가 나타났고(Figs.
따라서 강원도 태백시의 황지천 중류지역에서 경상북도 봉화군 석포면의 낙동강 상류 일부 지역에 치어부터 성어까지 모든 연령대의 쉬리 개체군이 채집됨에 따라 2012년 이전에 쉬리가 낙동강 상류지역에 이입되어 개체군이 낙동강 본류로확산되며 안정적으로 서식하고 있음이 확인되었다.
따라서 도수터널을 통해 지속적으로 줄종개 개체군이 이입된 점줄종개 개체군과는 달리 황지천에는 인위적인 영향으로 비교적 소수의 쉬리 개체군이 이입되었을 것으로 추정되므로 동진강의 점줄종개 집단과 같은 급속적인 유전자 대체현상 및 낙동강에 분포하는 참쉬리 집단의 유전자 소멸까지는 나타나지 않을 것으로 판단되었다.
따라서 본 연구에서 분석한 쉬리와 참쉬리 및 잡종 개체의 유전적 특성과 형태적 특징은 종 및 잡종 개체를 분석한 이전의 연구결과들과 동일하여(Sonnenberg et al., 2007; Lee etal., 2009; Yoon et al., 2009; Kim et al., 2014; Song and Bang,2015) 낙동강 지류인 황지천에는 인위적인 이입에 의해 쉬리와 참쉬리 순종이 함께 분포하며 두 종 간의 2차 접촉으로 잡종 개체군이 발생하여 서식하고 있음을 확인하였다. 하지만 이들 잡종 개체들이 번식에 참여하여 발생된 잡종 F2 세대는 본연구결과에서 명확하게 확인하지 못하여 추후 microsatellite 마커를 이용하여 잡종 개체군에 (F1, F2 and backcross) 대한유전형 분석과 함께 생식소 발달상태 분석을 통한 생식적 격리 여부에 대한 후속연구가 필요하였다.
RAG1과 CO1 유전자를 이용한 분자계통 분석결과 황치천에 분포하는 쉬리속 어류는 쉬리, 참쉬리 두 종과 두 종 간의 잡종 개체군으로 구성되어 있음을 확인하였으며, CO1 유전자의 염기서열 분석결과 순종인 정교배체와 잡종인 상반교배체가 잘 구분되었다. 또한 RAG1 유전자 분석결과 13개의 염기서열 변이를 확인하였고,잡종 개체는 9개의 염기서열에서 double peaks가 확인되었다. 유전학적 분석과 외부형태 변이 분석에 의해 쉬리와 참쉬리 사이에 잡종화가 발생한 것을 확인하였으나 잡종 F2세대와 잡종 F1 세대의 생식적 격리 여부는 확인하지 못하였다.
MrBayes 프로그램을 이용한 Bayesian 분석은 1×107generations를 수행하였으며, 각 1000세대마다 무작위로 sample하였다. 또한 분석 영역에서 수집된 sample은 100 generations 분석에서 제외하였고, 50%가 넘지 않는 분지도의 지지도는 표시하지 않았다.
1). 또한 분석에 이용한 36개체 중 6개체는(SUC7845, 7854, 7866 7852, 7856, 8107) 모계가 쉬리인 잡종 개체로 확인되었으며, 11개체(SUC7846-7851, 7853,7867, 7868, 8103, 8106)는 모계가 참쉬리인 잡종 개체로 확인되어 총 17마리(48%)의 잡종 개체를 확인하였다(Fig. 1). 한편 순종 참쉬리는 15개체로 확인되었고 나머지 4개체(SUC7841-7844)는 외형과 유전자가 순종 쉬리와 동일하였다(Figs.
95%였다. 또한 잡종 개체들은 쉬리와 참쉬리의 두 종 간 염기서열 변이를 보인 9개의 변이위치에서 두 종의 염기서열이 함께 표현되는 double peaks가 나타났고(Figs. 2, 3) 나머지 4개의 염기서열 변이는 개체 변이에 의한 haplotype이었다.
본 연구대상 종인 쉬리속(genus Coreoleuciscus) 어류는Mori (1935)에 의해 처음 기재되었으며, Song and Bang (2015)에 의해 섬진강과 낙동강 수계에 분포하는 쉬리(C. splendidus) 집단이 외부형태와 유전적 차이를 근거로 참쉬리(C. aeruginos)로 분류되었다. 두 종의 분포는 백두대간 서쪽으로 흐르는 서한아 수계(west korea subdistrict)에 쉬리가 분포하며, 남한아수계(south korea subdistrict)는 참쉬리가 분포하여 두 종 간의 분포 구계가 명확하게 구분된다(Song and Bang, 2015).
본 연구에서 2012년부터 2015년까지 쉬리속 어류의 분포를 2회 조사한 결과 쉬리가 6개 조사지점에서 88개체가 채집되어 쉬리 개체군이 강원도 태백시에서 경상북도 봉화군 석포면에 이르는 황지천 전 지역에 분포하고 있었다. 2012년 1차 조사에서 쉬리가 5번 조사지점까지 서식이 확인되어 분포가 황지천에 한정되었으나, 이후 2차 조사와 Chae et al.
염기서열 분석결과를 기준으로 지느러미 반문의 형태를 각종의 대조군과 비교한 결과 쉬리와 참쉬리 개체는 각 종의 대조군과 반문 분포와 형태가 동일하였으나, 잡종 개체는 등지느러미와 꼬리지느러미의 반문이 참쉬리의 반문 모양에 쉬리의 반문 특징이 일부 반영된 중간 형질로 나타났다. 특히 잡종 개체는 뒷지느러미 기저부에 위치한 검은색 반문이 전혀 발현되지 않아 순종 쉬리와 구분되었다(Fig.
쉬리와 참쉬리의 종 간 잡종 개체는 외부형태 비교와 함께 핵 DNA의 RAG1 유전자(1,334 bp)와 미토콘드리아 DNA인 CO1 유전자(1,551 bp)를 이용한 염기서열 분석을 실시하였다. 외부형태 분석결과 잡종 개체는 등지느러미, 꼬리지느러미 및 뒷지느러미 3곳에서 지느러미 반문의 형태가 쉬리와 참쉬리의 중간 형태를 나타내었다. RAG1과 CO1 유전자를 이용한 분자계통 분석결과 황치천에 분포하는 쉬리속 어류는 쉬리, 참쉬리 두 종과 두 종 간의 잡종 개체군으로 구성되어 있음을 확인하였으며, CO1 유전자의 염기서열 분석결과 순종인 정교배체와 잡종인 상반교배체가 잘 구분되었다.
5) 어류에서 잡종 자손은 지느러미 반문, 체색, 무늬 등 외부 형질에서 양친의 중간 형질을 나타내는 결과와(Chevassus, 1983; Kim et al,2014) 동일하였다. 특히 본 연구에서 분석한 잡종 개체는 뒷지느러미 기저부에 위치한 반점이 전혀 표현되지 않아 잡종 개체와 순종 쉬리를 구분하는 외형적인 특징으로 사용할 수 있을 것으로 판단되었다.
확보된 염기서열을 이용하여 개체군의 분자계통과 종 동정을 실시한 결과 RAG1 유전자와 (1,334 bp) CO1 유전자의(1,551 bp) 계통도 상에서 쉬리와 참쉬리 두 종과 잡종 개체가 명확하게 구분되었다(Fig. 1). 또한 분석에 이용한 36개체 중 6개체는(SUC7845, 7854, 7866 7852, 7856, 8107) 모계가 쉬리인 잡종 개체로 확인되었으며, 11개체(SUC7846-7851, 7853,7867, 7868, 8103, 8106)는 모계가 참쉬리인 잡종 개체로 확인되어 총 17마리(48%)의 잡종 개체를 확인하였다(Fig.
후속연구
, 2014; Song and Bang,2015) 낙동강 지류인 황지천에는 인위적인 이입에 의해 쉬리와 참쉬리 순종이 함께 분포하며 두 종 간의 2차 접촉으로 잡종 개체군이 발생하여 서식하고 있음을 확인하였다. 하지만 이들 잡종 개체들이 번식에 참여하여 발생된 잡종 F2 세대는 본연구결과에서 명확하게 확인하지 못하여 추후 microsatellite 마커를 이용하여 잡종 개체군에 (F1, F2 and backcross) 대한유전형 분석과 함께 생식소 발달상태 분석을 통한 생식적 격리 여부에 대한 후속연구가 필요하였다.
현재 낙동강에는 한강에서 이입된 참종개, 새코미꾸리 두 종과 근연종인 기름종개(C. hankugensis) 얼룩새코미꾸리가 분포하고 있으며, 실제 황지천에서 참종개와 기름종개의 잡종 개체로 여겨지는 개체가 채집된 바 있고(Chae et al., 2014) 미꾸리과 어류에서는 종 간 잡종화 현상이 다수 보고되어 있기 때문에(Choi et al., 1995; Ko, 2009; Lee et al., 2009; Kwon et al.,2014) 쉬리속 어류뿐만 아니라 인위적 이입에 의한 종 간 잡종 개체군의 존재 여부에 대한 후속 검증연구가 요구되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
외래어종은 어떻게 구분하는가?
외래어종은 본래의 서식지 이외의 장소에 출현하는 모든 어류종을 뜻하며, 우리나라의 외래어종은 외국에서 도입된 국외 도입종(exotic species)과 과거에는 서식하지 않던 종이 인위적인 영향으로 다른 수계에 이입된 국내 도입종의 2가지 경우로 구분된다(Park et al., 2013).
국내 어류 유전자 소멸 및 유전자오염의 문제는 어떠한가?
국내의 경우 연곡천(Kim et al., 2006a), 양양남대천(Kim etal., 2006b), 강릉남대천(Byeon and Oh, 2015) 등 강원도 독립 수계에 서한아 수계 어류가 이입된 이후 정착에 성공하여 이입종들의 개체군이 증가되고 있는 것이 확인되고 있으며, 도수터널을 통해 동진강으로 이입된 줄종개(Cobitis tetralineata) 개체군으로 인해 동진강에 분포하는 점줄종개 (C. lutheri)의유전자가 줄종개의 유전자로 대체되는 현상이 발생하여 점줄종개 집단의 유전자 소멸(genomic extinction) 가능성에 대해 언급한 바 있다(Kwon et al., 2014).
국내 쉬리속은 어떻게 분류하는가?
본 연구대상 종인 쉬리속 (genus Coreoleuciscus) 어류는Mori (1935)에 의해 처음 기재되었으며, Song and Bang (2015)에 의해 섬진강과 낙동강 수계에 분포하는 쉬리(C. splendidus) 집단이 외부형태와 유전적 차이를 근거로 참쉬리(C. aeruginos)로 분류되었다. 두 종의 분포는 백두대간 서쪽으로 흐르는 서한아 수계(west korea subdistrict)에 쉬리가 분포하며, 남한아수계(south korea subdistrict)는 참쉬리가 분포하여 두 종 간의 분포 구계가 명확하게 구분된다(Song and Bang, 2015).
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