봉선사천에 재도입된 참갈겨니 (Zacco koreanus) 개체군과 원 개체군 간의 유전적 구조 비교
Genetic structure comparison between the reintroduced and original populations of Zacco koreanus in the Bongseonsa stream, Korea
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초록
본 연구는 참갈겨니(Z. koreanus) 재도입 개체군(봉선사 천)과 원 개체군(조종천, 수동천)의 유전적 다양성 및 유전적 구조를 비교·분석하여 재도입 개체군의 완전한 복원의 유·무를 확인하였다. 봉선사천 개체군은 다양한 단상형을 확보하고 원 개체군과 유전적 풀이 혼합된 양상을 보여, 재도입 전략이 효과적으로 작용했음을 확인할 수 있었다. 단상형 분포와 유전적 다양성 지표 분석 결과, 재도입 개체군은 원 개체군과 주요 단상형을 공유하면서도 일부 고유 단상형을 보유하고 있는 것으로 확인되었다. 유전적 분화도(FST) 수치에서 두 원 개체군 중 지리적으로 인접하고, 서식 환경이 매우 유사한 조종천 개체군이 재도입 이후 봉선사천 내에서 빠른 서식처 적응과 활발한 유전자 확산(gene f low)이 이루어졌음을 시사하였다. STRUCTURE 분석 결과 (K=2), 봉선사천 개체군은 조종천과 수동천 두 개체군의 유전자 풀이 혼합된 양상을 보였으며, 특히 조종천 개체군과 더 높은 유사성을 나타내었다. PCoA 분석 역시 세 개체군 간 명확한 유전적 구분을 보이지 않아, 재도입 개체군이 원 개체군과 유전자 풀을 효과적으로 공유하고 있음을 확인할 수 있었다. 다만, 상대적으로 재도입 개체군의 유효 개체군 크기가 작은 것으로 확인되어 장기적으로 근친교배 및 유전적 부동에 따른 유전적 다양성 소실의 위험성이 존재함을 보여주었다. 이는 초기 정착이 성공적이더라도 지속적인 개체군 증가와 유전적 변이가 확보되지 않으면 장기적인 안정성이 보장되기 어렵다는 점을 보여준다. 따라서 재도입 개체군은 성공적인 정착과 높은 다양성을 보였으나, 장기적인 근친교배로 인한 유전적 취약성을 극복하기 위해 지속적인 모니터링과 유전적 다양성 보전 및 확보 관리가 요구된다. 본 연구는 재도입 개체군의 장기적인 건강성을 유지하기 위한 관리 전략의 필요성을 강조하며, 향후 어류 복원 및 재도입 시 유전적 특성을 고려한 개체군 관리 전략 수립에 필요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Abstract
This study assessed the genetic outcomes of reintroducing Zacco koreanus into the Bongseonsa Stream by comparing the genetic diversity and population structure of the reintroduced population to those of the original populations from the Jojong and Sudong Streams. The reintroduced population in Bongseonsa Stream retained multiple haplotypes and displayed a mixed genetic composition with the original populations, indicating the reintroduction strategy’s effectiveness. The pairwise genetic differentiation value (FST) suggested that the Jojong Stream population, which is geographically closer and ecologically similar, contributed more to gene flow and potential local adaptation in the reintroduced population. Results from STRUCTURE analysis (K=2) and principal coordinate analysis (PCoA) showed no clear genetic separation among populations, supporting effective genetic integration. However, the relatively small effective population size (Ne) of the reintroduced population raises conserns about potential long-term risks of inbreeding and genetic drift, which could lead to a loss of genetic variation. Overall, the reintroduction successfully established a genetically diverse population in the short term, but continuous monitoring and adaptive management are crucial for maintaining genetic health and ensuring long-term population stability. This study underscores the importance of integrating genetic considerations into freshwater fish restoration programs and provides a reference for developing sustainable population management strategies.