RAPD Marker 분석에 의한 사시나무속 Leuce절 계통분류 및 사시나무

목차

1. 분자계통분류학
(1) 계통분류도 작성
(2) 분자계통분류와 RAPD
2. 집단의 유전변이
(1) 집단의 유전적 구조분석
(2) 집단유전학과 RAPD marker
3. 사시나무屬 수종에 관한 연구
(1) 우리나라의 사시나무屬 Leuce節에 대한 연구
(2) 사시나무(Populus davidiana) 집단에 관한 연구

材料 및 方法
1. 試料採取
(1) 사시나무속 Leuce절의 유연관계분석을 위한 시료채취
(2) 사시나무 천연집단의 시료채취
2. RAPD PCR 분석
(1) 葉 total DNA의 분리
(2) RAPD PCR
1) RAPD PCR 및 RAPD marker 확인
2) Random primer 선발
3. 자료의 分析
(1) 사시나무속 Leuce節의 유연관계
(2) 사시나무 천연집단의 유전변이 분석

結果 및 考察
1. RAPD PCR 재현성 및 random primer 선발
2. 사시나무속 Leuce節의 유연관계
(1) Leuce절 수종의 계통분류
1) 유사도(similarity) 산출방법에 따른 계통도의 변화
2) 사시나무속 Leuce절의 분자유전학적 계통분류
3) 주성분분석(principal component analysis)
3. 사시나무 천연집단의 유전변이
(1) AMOVA 분석
(2) 사시나무 집단의 유전적 다양성
(3) 사시나무 집단간 유연관계

結 論

본문내용

포플러(Genus Populus)는 주요한 임목육종의 재료로서 전세계적으로 연구가 진행되고 있으며, 우리나라에서는 사시나무와 은백양 等이 속해있는 Leuce節에 대한 연구가 수행되어왔다. 그러나 Leuce절 포플러 수종은 種內의 빈번한 교배와 이를 검증할 수 있는 방법론의 부재로 인하여 분류학적 유연관계에 관하여 논란이 있었다.

본 연구에서는 우리나라에 식재되어 있는 사시나무屬 Leuce절중 사시나무, 수원사시나무, 은백양, 은사시나무 등에 대한 분자유전학적 계통분류를 RAPD PCR 방법을 이용하여 실시하였다. 또한 유연관계가 구명된 수종은 수종내 유전변이를 측정하는 것이 임목육종의 기본단계이다. 우리나라에 자생하는 사시나무(Populus davidiana)에 대한 천연집단의 유전변이는 RAPD PCR 방법과 최근 Excoffier等(1992)에 의해 제안된 AMOVA(analysis of molecular variance)를 이용하여 지역간, 집단간, 개체간의 변이로 나누어 조사하였다.

105개의 arbitrary primer중 재현성과 다형성을 기준으로 선발하여, 계통분류를 위하여 22개의 primer와 집단유전변이 분석을 위하여 8개의 primer를 각각 이용하였다. 계통분류를 위한 조사는 5개 수종, 14개 클론 및 천연집단의 개체목에 대하여 181개의 다형성 RAPD marker를 가지고, UPGMA와 Neighbor-joining 방법으로 계통도를 구했다. 방법을 달리하여 그린 계통도에서 각각의 분지에서의 차이는 현사시 클론간에 미미한 위치변화만 있을 뿐 전체적인 계통수에는 변화가 없었다. 계통도에서 수원사시나무는 은백양과 같은 분지군을 형성하였고, 주성분분석에서는 사시나무와 같은 계열을 이루고 있어서 수원사시나무는 이 들 두 종의 1대 교잡종으로 추정되며, 은사시나무는 자연교잡종과 인공교배종이 동일한 유전적 배경을 갖는 것으로 나타났다.

사시나무의 집단유전변이분석에서는 8개의 primer에서 총 52개의 다형성 band를 찾을 수 있었다. 백두산지역과 태백산맥-소백산맥지역으로 나누어, 각기 2개와 5개의 집단을 배속하고, 집단당 15 개체목에 대하여 AMOVA중 지분분석과 지역구분을 무시한 집단간 분석을 실시하였다. 지분분석 결과 지역간 20.04%, 지역내 집단간 21.85%, 집단내 개체간 58.11%의 유전적 변이가 존재하는 것으로 나타났으며, 지역구분을 무시한 7개 집단에 대한 분석에서는 집단간 35.08% 유전적 변이가 존재하는 것으로 조사되었다. 이러한 수치는 Yeh等(1995)이 보고한 Populus tremuloides의 집단간 유전적 분화(2.9%)보다 매우 큰 수치인데, 이러한 원인은 P. tremuloides의 자료해석에서 생긴 오류以外에도 태백산맥-소백산맥지역의 사시나무집단이 분포범위는 좁지만, 교란후 집단의 재형성과정으로 인하여 집단간 유전적 변이가 크게 나타난 것으로 사료된다.

키워드

Leuce절,   사시나무,   계통분류,   사시나무 집단간 유연관계,   사시나무 집단의 유전적 다양성,   사시나무 천연집단의 유전변이