초록 ▼

□ 연구개요
종분화는 진화생물학에 있어서 근본적인 이슈이며, 분기진화와 점진진화로 구분되어 진다. 섬은 대양경계로부터 떨어진 별개의 지리적 독립체이며, 유전자 흐름이 제한적이고 높은 고유성을 가지고 있다. 이러한 이유로 식물 진화를 공부하기 위한 매력적인 장소이다. 우리나라는 화산섬인 제주도와 울릉도를 비롯하여 수많은 섬들이 있어, 동일 면적의 다른 국가에 비해 그 종수가 다양하고, 고유성도 매우 높은 것으로 평가되고 있다. 특히, 울릉도는 다양한 특산식물이 자생하고 있고, 이 특산식물은 종분화의 여러 단계를 보여준다는 점에서

□ 연구개요
종분화는 진화생물학에 있어서 근본적인 이슈이며, 분기진화와 점진진화로 구분되어 진다. 섬은 대양경계로부터 떨어진 별개의 지리적 독립체이며, 유전자 흐름이 제한적이고 높은 고유성을 가지고 있다. 이러한 이유로 식물 진화를 공부하기 위한 매력적인 장소이다. 우리나라는 화산섬인 제주도와 울릉도를 비롯하여 수많은 섬들이 있어, 동일 면적의 다른 국가에 비해 그 종수가 다양하고, 고유성도 매우 높은 것으로 평가되고 있다. 특히, 울릉도는 다양한 특산식물이 자생하고 있고, 이 특산식물은 종분화의 여러 단계를 보여준다는 점에서 진화생물학 연구에 좋은 재료가 되며, 특히 점진진화를 통해 새로운 식물(섬노루귀 등)로 분화된 종도 자생하고 있어, 이들에 대한 연구를 통해 식물의 진화시기 등을 추정하는 연구는 우리나라의 과학수준을 세계적 수준으로 올릴 수 있는 중요한 연구가 될 것이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 1) 우리나라 고유 식물인 섬노루귀를 비롯하여 동아시아에 자생하는 노루귀속 식물 5종과 군외군인 바람꽃과 할미꽃 2종 등 총 7종을 대상으로 차세대 염기서열 분석 (next generation sequencing, NGS)을 이용하여 엽록체, 미토콘드리아 유전체 및 핵 전사체 정보를 확보하였다. 2) 각 유전체에서 진화계통학적으로 중요한 유전자 153개를 선별 및 유합(연구 목표: 100개 이상의 핵, 엽록체, 미토콘드리아 유전자들 유합)하여 섬노루귀를 중심으로 한 동아시아산 노루귀속의 계통수를 구축 및 분자시계 분석을 실시하였다. 계통수 및 분자시계 평가결과, 중국에 자생하는 종은 가장 먼저 분기한 것으로 나타났고, 일본에 자생하는 종이 섬노루귀/새끼노루귀/노루귀의 자매군으로 나타났으며 섬노루귀는 노루귀/새끼노루귀의 자매군으로 나타났다. 따라서, 섬노루귀는 노루귀/새끼노루귀/섬노루귀의 공동조상으로부터 72,600년 전에 분화되어 울릉도에서 점진진화를 통해 현재와 같은 외부형태학적 형질을 가진 것으로 추론되었다. 3) 추가적으로 섬노루귀의 유전적 다양성 분석을 위한 microsatellite 마커를 제시하였고, 아울러 근연종과 비교할 수 있도록 하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구개발 결과, 우리나라 고유식물인 섬노루귀를 비롯하여 동아시아산 노루귀속 식물의 엽록체 및 미토콘드리아 유전체는 세계 최초로 분석되는 유전체 정보이며, 추가적으로 핵 유전자를 분석하여 종분화, 계통학, 분자유전학, 보전학 등 다양한 연구에 이용될 수 있고, 섬노루귀의 진화역사를 추론하는데 중요한 자료로 이용하게 될 것이다. 또한, 섬노루귀의 유전적 다양성을 고려한 체계적, 과학적 관리와 보전, 활용을 위한 기초 자료의 중요성을 가진다. 특히, 차세대 염기서열 분석 기술을 이용한 종분화 연구는 기존 단편적인 염기서열에 의존하는 연구와 대비하여 새로운 접근방식으로 새로운 종이 어떻게 진화했는지를 보다 명확하게 이해할 수 있는 최고의 방법이며, NGS 기술을 이용한 본 연구결과로 인해 다른 울릉도 특산식물의 기원 및 진화, 그에 따른 유전체의 구조적 변화의 상관관계를 규명하고, 유전적 다양성을 분석 평가하는 데 좋은 모델이 될 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 연구방법 ... 5
• 나. 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 11