초록 ▼

석패류(Unionidae)는 담수 이매패 중에서 가장 종 다양성이 높은 분류군으로 미토콘드리아의 양친 유전현상인 DUI(doubly uniparental inheritance)가 존재하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 한국산 석패류를 대상으로 전체 미토콘드리아 유전체 염기서열에 근거하여 석패류의 분자계통분류학적 체계를 확립하며 F/M 유전체의 특성에 대한 진화학적 고찰을 수행하는 것을 목표로 하였다. 본 연구의 수행을 위해 국내에 서식한다고 알려진 10종 676개체를 확보하였으며, 한국산 석패류의 정확한 동정과 분류를 위해 확보한

석패류(Unionidae)는 담수 이매패 중에서 가장 종 다양성이 높은 분류군으로 미토콘드리아의 양친 유전현상인 DUI(doubly uniparental inheritance)가 존재하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 한국산 석패류를 대상으로 전체 미토콘드리아 유전체 염기서열에 근거하여 석패류의 분자계통분류학적 체계를 확립하며 F/M 유전체의 특성에 대한 진화학적 고찰을 수행하는 것을 목표로 하였다. 본 연구의 수행을 위해 국내에 서식한다고 알려진 10종 676개체를 확보하였으며, 한국산 석패류의 정확한 동정과 분류를 위해 확보한 개체 중 수계와 서식지를 고려하여 미토콘드리아 COI, 16S, ND1 유전자에 근거한 분자적인 종의 재분류와 유생 및 패각의 형태 등 형태학적 분석을 수행하였다. 현재까지 국내에서 확인되지 않았던, 4종의 잠재종을 확인하였는데, 이 가운데 대칭이류와 펄조개류에서는 형태형질을 이용한 판별분석에서도 종의 구분이 확인되었다. 잠재종을 포함한 전체 15분류군을 대상으로 미토콘드리아 F type의 전체 미토콘드리아 유전체의 염기서열을 결정하였고, M type은 총 13분류군에서 부분 미토콘드리아 염기서열을 획득하였다. F/M type의 분자진화학적 분석을 수행한 결과 type간 유전자간의 평균 유전적 거리가 0.407에 달할정도로 매우 커서, 같은 개체 내에 존재하는 유전체일지라도 종 내에서 다른 진화적 방향을 가지고 독립적으로 진화하고 있을 것으로 추정하였다. 석패과의 아과 간 계통유연관계를 분석한 결과 현재까지 미토콘드리아 유전체 정보가 밝혀진 석패류는 크게 4개의 아과로 분류되며 기존의 아과 간 계통유연관계 분석 결과와는 다른 새로운 결과(Ambleminae(Gonideinae(Unioninae, Anodontinae)))를 도출하였다. 이러한 결과는 형태형질과 M type 유전체에 기반한 계통분석 결과에서도 지지되었다. 본 연구는 형태형질과 미토콘드리아 유전체 염기서열에 기반하여 한국산 석패류의 분류체계를 재정립하고, 잠재적으로 신종과 미기록종이 존재함을 확인하였으며, 석패과내의 분자계통유연관계를 규명함에 있어 의미 있는 자료를 제시함으로서 전 세계 석패류 연구의 발전을 촉진하는 기폭제가 될 것으로 기대된다.

Abstract ▼

Unionids consist of the major proportion of freshwater bivalves in the world, which are known as doubly uniparental inheritance (DUI) of mitochondrial DNA. Comparative analyses of unionid F and M mitochondrial genomes and a robust phylogenetic framework are necessary to elucidate the systematic posi

Unionids consist of the major proportion of freshwater bivalves in the world, which are known as doubly uniparental inheritance (DUI) of mitochondrial DNA. Comparative analyses of unionid F and M mitochondrial genomes and a robust phylogenetic framework are necessary to elucidate the systematic position, classification, and molecular evolutionary consequences of the family Unionidae. In the present study, we sequenced 28 complete or partial mitochondrial M and F genomes from unionid species inhabiting in South Korea. The large amount of genetic divergence (0.407, NA) between F and M type mitochondrial protein coding gene sequences suggested that F and M type mitochondrial genomes were independently evolved within unionids. With the results, we tried to elucidate phylogenetic relationships among the members of the family Unionidae and systematic positions of uncertainly classified unionid taxa. In addition, we attempted to solve species boundary delimitation problems of Korean Unionids by using three mitochondrial gene sequences and morphological characteristics such as shell surface and glochidium. The results showed that there are four cryptic species in Korean Unionids, especially in genus Anodonta and Anemina. The phylogenetic trees based on complete mitochondrial genome sequences advocated the classification of Unionids into four subfamilies: Ambleminae, Gonideinae, Unioninae, and Anodontinae, which is supported by morphological characteristics such as shell surface and glochidium. The present results are expected to be helpful for us to understand the evolution of the Palearctical freshwater mussel and the classification of the family Unionidae.