초록 ▼

한라산을 지리적 남방한계선으로 가지고 있는 여러 고산식물들은 온난화에 대한 피난처를 찾지 못하고 사라질 위기에 처해 있다. 이들에 대한 체계적인 종 보존 전략을 위해서는 유전적다양성 확보와 함께 그 종의 분포 역사에 대한 연구가 선행되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구는 유사한 분포패턴을 보이는 한라산 고산식물을 예로 제주도 및 한반도 고산식물의 분포기원과 종 형성 과정을 밝히고자 하였다. 따라서 본 연구에서는 한라산 특산인 3종: 한라솜다리(1차년도), 한라송이풀(2차년도), 제주황기(3차년도)를 대상으로 유전적 다양성 및 분류학

한라산을 지리적 남방한계선으로 가지고 있는 여러 고산식물들은 온난화에 대한 피난처를 찾지 못하고 사라질 위기에 처해 있다. 이들에 대한 체계적인 종 보존 전략을 위해서는 유전적다양성 확보와 함께 그 종의 분포 역사에 대한 연구가 선행되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구는 유사한 분포패턴을 보이는 한라산 고산식물을 예로 제주도 및 한반도 고산식물의 분포기원과 종 형성 과정을 밝히고자 하였다. 따라서 본 연구에서는 한라산 특산인 3종: 한라솜다리(1차년도), 한라송이풀(2차년도), 제주황기(3차년도)를 대상으로 유전적 다양성 및 분류학적 위치를 고찰하였다.
1차년도에는 한라솜다리와 근연종인 왜솜다리에 대한 조사를 실시하였으며, 왜솜다리의 유전적다양성을 기초로 과거 기후변동에 따른 한반도내 피난처 및 이동경로를 유추하고자 하였다. 한국, 중국 및 일본의 11집단을 대상으로 엽록체DNA(trnL/F, rps16 and rpl16)의 염기서열 변이를 조사하고, 10개의 microsatellite loci 마커를 개발하여, 집단의 유전적구조를 파악하였다. 조사된 엽록체DNA에서 모두 10개의 엽록체 DNA haplotype이 확인되었으며 각 지역별로 고유한 haplotype이 확인되었다. 중국집단은 가장 많은 7개의 haplotype이 발견되어 높은 다양성을 보인 반면, 한국집단에서는 2가지 haplotype만 나타났으며, STRUCTURE 프로그램을 이용하여 새로 개발된 microsatellite 마커에 대한 각 집단의 유전적 구조를 분석한 결과 한반도 집단은 중국과 일본과는 뚜렷이 나누어 졌다. 이를 통해 한반도에 자생하는 집단은 중국, 일본 집단과는 오랫동안 격리되어 피난처(refugia)를 형성한 것으로 판단된다. 또한 개발된 microsatellite marker는 솜다리속의 분자계통학과 보존생물학 등 분야에 있어서 유용하게 사용될 것이다.
2차년도에는 한라송이풀과 근연종인 이삭송이풀에 대한 조사를 실시하였다. 외부형태 및 핵리보소옴 DNA 염기서열을 조사하여 한라송이풀의 분류학적 위치를 확인하고 근연종인 이삭송이풀 및 구름송이풀과의 유연관계를 파악하였다. 조사 결과 한라송이풀은 동북아에 분포하는 이삭송이풀과 뚜렷이 구별되지않아 이삭송이풀로 통합되는 것을 지지하였다. 또한 이들의 종형성과정 및 분포기원을 파악하기 위해 국내·외 집단에서 수집된 이삭송이풀과 한라송이풀에 대해 엽록체DNA의 non-coding regions에 대한 유전적 다양성을 분석하였다. 이에 따라 제주도 집단(한라송이풀)을 포함한 국내·외 5 집단의 57개체가 분석되었고 trnT-L지역과 trnS-psbS지역의 총 1006bp에서 7개의 haplotype이 존재하는 것으로 확인되었다. 또한 이삭송이풀은 두 개의 그룹으로 나눠졌으며, 지리적 거리가 먼 중국의 태백산 집단과 가야산 집단에서 같은 타입이 나타났다. 이는 상당히 오래전에 한반도에 이삭송이풀이 유입되었을 가능성을 제시하였다.
3차년도에는 제주황기 (A. nakaianus)의 분류학적 위치를 명확히 하고 한국산 재배황기(A. mongholicus cultivar)와의 유연관계를 명확히 하고자 외부형태형질과 ITS 그리고 5구간의 cp non-coding DNA의 염기서열을 조사하였다. 또한 9개의 마이크로새털라이트 마커를 개발하여 3집단 61 개체에 대한 유전적 구조가 분석되었다. 그 결과, 외부형태적으로 남한산 재배황기와 A. mongholicus var. dahuricus 사이에서는 차이점이 없는 반면, 제주황기는 A. mongholicus var. mongholicus 그리고 var. dahuricus 와 줄기의 습성, 식물체의 길이, 엽축의 길이 등에서 차이를 보였다. 분자분석 결과에서도 남한산 재배황기와 A. mongholicus var. dahuricus 사이에서는 차이점이 없었다. 하지만 마이크로새털라이트 분석에서 제주황기와 남한산 재배황기 간에 뚜렷하게 구분된 구조를 보였다. 한국산 재배황기는 A. mongholicus var. dahuricus로 처리해야 하며 제주황기는 A. mongholicus 의 변종으로서 취급되어야 할 것으로 판단되며, A. mongholicus var. nakaianus (Y.N.Lee) I.S.Choi & B.H.Choi로 학명을 부여하였다.
본 연구 수행 결과들은 국제학술지 및 국내학술지에 총 3편이 게재 되었으며, 이를 토대로 한라산과 한반도내 고산 고유 식물의 역사적 분포 기원을 종합적으로 추론할 것이다. 또한 본 연구를 통해 확인된 고산식물 3종의 유전적다양성은 이들의 보존전략 수립과 같은 정책 지원 연구등에서 유용하게 활용될 것이다.