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설악산 대청봉 눈잣나무(Pinus pumila (Pall.) Regel) 집단의 유전다양성과 공간적 유전구조

Genetic Diversity and Spatial Genetic Structure of Dwarf Stone Pine in Daecheongbong Area, Mt. Seorak

홍용표|장경환|임효인|홍경낙|송정호
한국자원식물학회 (The Plant Resources Society Of Korea)|2012.08|한국자원식물학회지 (Korean Journal of Plant Reources.)|제25권 제4호|pp. 407-415|DOI http://dx.doi.org/10.7732/kjpr.2012.25.4.407

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Pinus pumilaI-SSR markersSampling strategyGenetic patch

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눈잣나무는 동북아시아가 주 분포지로 남한에서는 설악산 고산지역에만 제한적으로 분포한다. 본 연구는 설악산눈잣나무 집단의 분포형태와 특성, 유전다양성 및 공간분포에 따른 유전구조를 파악하였다. 선발된 9개 I-SSR primer 에서 총 78개 I-SSR 증폭산물을 얻었으며, 30개의 단형성증폭산물을 제외한 48개의 증폭산물을 분석에 이용하였다. 조사구(40 m × 70 m)에는 눈잣나무 65개체가 자생하고있었으며, 채집한 눈잣나무의 위치자료를 바탕으로 군집지수를 계산한 결과 약하게 집중분포(Aggregation Index =0.871)하고 있음을 확인하였다. 모든 개체에 대하여 I-SSR 유전자형을 비교한 결과, 65개체 중 유전자형이 서로 다른40개의 genet이 식별되었다. 유전자형 비율(G/N)은 61.5%,유전자형 다양성(D)은 0.977, 유전자형 균등도(E)는 0.909로각각 나타났다. Shannon의 다양성지수(I = 0.567)는 적은개체수와 제한적 분포에도 불구하고 다른 수종들에 비해비교적 높은 유전다양성을 나타났다. 공간적 자기상관 분석을 실시한 결과 조사지역 내의 눈잣나무 집단은 12 m 이내에서 유전적으로 유사한 군락구조를 갖고 있는 것으로나타났다. Mantel 검정 결과 유전적 거리와 지리적 거리간에 낮은 상관관계를 나타내 눈잣나무 집단이 초기에 여러 개의 모수에서 형성된 것으로 추정되었다. 본 연구결과설악산 눈잣나무 집단의 현지외 유전자 보존을 위한 표본추출 전략은 최소 12 m 이상의 거리를 두는 것이 효율적인것으로 나타났다.

Abstract

Pinus pumila, which occurs in the northeast Asia, is found limitedly in Daecheongbong area of Mt. Seorak in the South Korea. This population was chosen to study spatial pattern, genetic diversity and spatial genetic structure. There were 48 polymorphic and 30 monomorphic I-SSR markers. A total of 65 individuals which distributed in the study site (40m × 70 m) showed weakly aggregate distribution (Aggregate Index = 0.871). A total of 40 genets were observed from 65individuals through I-SSR genotype comparison. Proportion of distinguishable genotype (G/N), genotype diversity (D) and genotype evenness (E) were 61.5%, 0.977 and 0.909, respectively. In spite of the small number and the limited distribution,Shannon’s diversity index (I = 0.567) was relatively high as compared with those of other plant species. Spatial autocorrelation using Tanimoto's distance showed that the genetic patch was established within 12 m. Based on Mantel tests,there was relatively low correlation between genetic distance and geographic distance. Therefore, it seems the P. pumila population was formed by many parent trees in early stage. For ex situ genetic conservation of P. pumila, the sampling strategy is efficient at least above 12 m between individual trees.

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