Genetic diversity assessment of wild populations of Paeonia lactiflora Pall. in Gyeongju National Park, Korea

경주국립공원 내 야생 작약(Paeonia lactiflora Pall.) 집단의 유전다양성 분석

Paeonia lactiflora is a valuable natural resource for horticulture and traditional Chinese medicine. To propose conservation strategy and future utility of the wild Paeonia lactiflora populations recently found around the Gyeongju National Park, genetic diversity analysis using microsatellite markers were performed. Three populations in and near the Gyeongju N.P. and one population from Jilin, China were analyzed for five microsatellite markers, producing 61 alleles with mean observed heterozygosity($H_o$) of 0.452. $F_{ST}$ value (0.11642) suggested moderate level of genetic differentiation among the populations, and hierarchical AMOVA suggested most of the genetic variation resides within/among the individuals rather than among-population. While AMOVA with $F_{ST}$ suggested lack of genetic differentiation between the regional (Korean vs. Chinese) populations, AMOVA with $R_{ST}$, which incorporates the allele sizes, suggested considerable differentiation between them, but without significant statistical support. STRUCTURE analysis also suggested segregation of regional populations with presence of gene flow among the three Gyeongju N.P. populations. Considering small population size and scarcity of mature individuals, further protection and long-term monitoring are needed.

작약은 원예 및 전통한약으로 중요한 자연자원이다. 경주국립공원 일대에서 발견된 야생 작약 집단에 대한 보전 및 활용 방안 마련을 위해 마이크로새틀라이트 마커를 활용한 유전적 다양성 분석을 수행하였다. 경주국립공원 일대 3개 집단과 중국 연변 1개 집단 등 4개 집단을 대상으로 유전적 다양성 분석을 수행한 결과, 5개의 마이크로새틀라이트 마커로부터 61개의 대립유전자를 확인하였으며, 평균 이형접합성($H_o$)은 0.452로 나타났다. 집단 간의 유전적 분화는 $F_{ST}$=0.116로 볼 때 비교적 낮은 수준인 것으로 나타났으며, 계층적 AMOVA 분석 결과 유전적 변이가 집단 간보다는 집단 내 개체사이에 분포하는 것으로 확인되었다. 그러나 $F_{ST}$값 대신 대립유전자의 크기를 고려한 $R_{ST}$ 값을 사용한 AMOVA 분석 결과에서는 중국 집단과 국내 집단 사이에 두드러진 차이가 나타났다. 이러한 양상은 STRUCTURE 분석에서도 확인되었다. 한편, 경주국립공원 일대 3개 집단 사이에는 지속적인 유전자 흐름이 일어나고 있는 것으로 확인되었으며, 작은 집단 크기와 성숙한 개체가 적은 것으로 볼 때, 추가적인 보호 및 장기 모니터링이 필요할 것으로 판단된다.