한국 내 국부적으로 분포하는 지리사초(Carex okamotoi)의 14집단에 대해 유전적 다양성과 집단구조를 실시하였다. 이 식물은 세 산맥(태백산맥, 소백산맥 노령산맥)의 고지대(700~1,500 m)에 제한적으로 자생한다. 다형성을 나타내는 대립유전자좌위는 40.0%였다. 종 수준과 집단 수준에서 유전적 다양성은 낮았으며($H_{ES}$=0.106; $H_{EP}$=0.094), 집단간 분화도 낮았다($G_{ST}$=0.082). 14집단에 대한 임의 교배로부터 산출한 편차는 0.238이였다. 간접적으로 산출한 세대간 이주하는 개체들의 수는 2.78이였다(Nm=2.78). 고정지수 분석에서 이형접합체의 실질적 결핍이 일부 집단과 대립유전자좌위에서 나타났다. 집단간 유전적 동질성은 평균 0.986이였다.
우리나라 특산식물인 매미꽃(Coreanomecon hylomeconoides Nakai) 집단의 유전적 다양성 및 구조를 조사하기 위해 8집단 224개체에 대한 ISSR(Inter Simple Sequence Repeat) 분석이 수행되었다. 총 8개의 ISSR 프라이머를 이용하여 50개의 증폭산물을 관찰하였으며 집단 수준에서의 유전적 다양성의 평균은 P (Percentage of polymorphic loci) = 47.3%, SI(Shannon's information index) = 0.218, h (Nei's genetic diversity) = 0.142로 다년생 초본류의 평균보다는 월등히 낮게 나타났다. 집단별로는 분포의 중심에 해당하는 산청(SI=0.233, h=0153), 광양(SI=0.263, h=0.171), 순천(SI=0.241, h=0.159) 집단이 남해(SI=0.183, h=0.116)나 광주(SI=0.181, h=0.121)의 변두리 집단보다는 비교적 높은 유전다양성을 유지하는 것으로 나타났다. AMOVA 분석 결과 전체 유전변이의 약 18%가 지역 간에 나머지 82%가 집단 내 개체간의 차이에 기인하는 것으로 나타났는데 이는 집단 간에 유전자 교류가 원활히 이루어지기 때문으로 판단된다. 유전적 거리를 이용한 UMGMA 유집분석과 Bayesian cluster 분석 결과, 매미꽃 집단은 동서 두 지역으로 구조화 되는 경향을 보여 주었는데 이는 집단의 지리적 분포 패턴의 영향인 것으로 추정할 수 있다. 본 연구 결과, 조사된 다른 집단보다 풍부한 개체수와 높은 유전 다양성을 유지하고 있는 지리산 및 백운산의 산청, 광양 집단들에 대한 적극적인 현지 내(in situ) 보전대책 수립이 요구된다.
한국에 도입된 외래어종 배스 Micropterus salmoides 9 집단의 유전 다양성 및 집단구조를 AFLP 분석을 통해 조사하였다. 3쌍의 primer 조합을 이용한 AFLP 분석에서 총 299.2개의 밴드가 생성되어 다형성 밴드의 비율은 14.1$\sim$21%로 유사하게 나타났으며, 이형접합률 (0.054$\sim$0.067) 및 유전적 다양성 (0.069$\sim$0.085)은 낮은 값을 보였다. 집단간 유전적 거리 및 상동성 분석 역시 유사한 결과를 나타내어 본 연구에 사용된 배스 9집단은 유전적으로 매우 밀접한 근연관계를 나타내었다. 또한 집단간 분화도가 비교적 높게 나타나 9집단의 유전적 분화가 빠르게 진행 중인 것으로 나타났다. 따라서 배스 집단의 낮은 유전 다양성과 집단간 분화도 값은 매우 작은 집단이 팔당호에 처음 도입되어 우리나라 전 수계에 확산되었음을 암시한다.
본 연구는 ISSR 표지자를 이용하여 동강할미꽃 3개 지역, 5개 집단, 총 177 개체로부터 유전적 특성을 구명하기 위하여 수행되었다. 6개 ISSR primer의 56개 표지자에서의 종 수준에서의 유전다양성은 P=94.6, SI=0.377, h=0.240로, 제한된 분포와 작은 집단크기를 고려할 때 상당한 수준으로 평가되었다. AMOVA 분석 결과 전체 유전변이의 약 12%가 지역 간에, 약 13%가 지역 내 집단 간에 존재하는 것으로 나타나, 지역 및 집단에 따른 분화정도는 상대적으로 낮은 것으로 평가되었다. 이는 인근집단 간에 유전자 교류가 비교적 원활히 이루어지기 때문으로 판단되었다. 동강할미꽂 집단 간 분화정도는 주로 지리적 거리에 의해 영향을 받는 것으로 나타났으며, 유집분석과 주좌표분석을 통해서도 이를 확인할 수 있었다. 크기가 작고 고립된 삼척집단(SC)에서는 많은 유전자좌에서의 표지자 밴드의 빈도가 현저히 다르거나 다른 방향으로 고정되어 유전적 부동이 진행되고 있음을 알 수 있었다. 앞으로 동강할미꽃의 집단크기가 계속 감소하면 유전다양성이 심각하게 훼손될 뿐만 아니라 집단 전체의 절멸로 이어질 우려가 있다. 따라서 동강할미꽃의 보전을 위해서는 무엇보다 고유의 서식처 환경을 보호하여 집단크기가 감소하거나 집단 간의 연결성이 훼손되지 않도록 해야 할 것이다. 현지에서의 종자산포나 이식 등의 보전 조치는 생태적, 유전적 특성을 고려하여 신중히 이루어져야 한다. 또한 집단의 유전적 구조 변화 등에 관한 기초연구와 함께 동강할미꽃의 효율적 보전을 위한 통합적인 체계 구축이 시급한 과제 중의 하나이다.
한국내 주걱노루발의 유전적 다양성과 집단구조를 평가하기 위해 전분 젤 전기영동을 사용하였다. 효소내 다형현상을 나타내는 대립유전자좌위는 $57.1\%$였다. 종 수준(Hes = 0.149)과 집단 수준(Hep = 0.134)에서 유전적 다양도는 유사한 생활사를 가진 초본류의 평균값에 비해 높았다. 반면에 집단간 분화정도는 비교적 낮았다 $(G_{ST}=0.082)$. 열 두 집단내 임의교배에서 편차는 0.298이었다. 간접적으로 평가한 세대당 이주하는 개체수(Nm = 2.81)는 이 종의 한국 집단내 보통 수준을 유지하고 있었다. 고정지수 분석 결판 많은 집단과 대립유전자좌위에서 이형접합체의 결핍이 있었다. 이는 주걱노루발에서 가근의 번식능력과 한국내 조사된 주걱노루발 집단의 크기 감소에 기인한다.
꼬리말발도리(Deutzia paniculata Nakai)는 전 세계적으로 우리나라 경상남북도 일부지역에만 자생하는 매우 제한된 분포범위를 가지는 특산식물이다. 이러한 꼬리말발도리 집단의 유전적 다양성 및 구조를 조사하기 위해 5집단 155개체에 대한 ISSR(Inter Simple Sequence Repeat) 분석이 수행되었다. 총 6개의 ISSR 프라이머를 이용하여 31개의 증폭산물을 관찰하였으며, 집단 수준에서의 유전적 다양성의 평균은 SI(Shannon's information index)=0.429, h (Nei's genetic diversity)=0.271로, 매우 높은 수준으로 나타났다. 집단별로는 큰 차이는 없었지만 비교적 높은 개화율을 보이는 밀양, 양산 집단이 다른 집단에 비해 다소 높은 유전 다양성을 유지하고 있는 것으로 나타났다. AMOVA 분석 결과 전체 유전변이의 약 16%가 집단 간 차이에 기인하는 것으로 설명되었으며, 나머지 84%는 집단 내 개체간에 존재하는 것으로 나타났다. 이처럼 제한된 분포범위를 가지는 꼬리말발도리 집단에서 나타나는 높은 유전다양성과 집단간 낮은 유전적 분화율은 완전 타가수정하는 교배양식과 집단내 비교적 풍부한 개체수의 영향인 것으로 판단된다. 따라서 현재의 유전다양성을 유지할 수 있는 적절한 현지 내 보전대책 수립이 요구된다.
한국내 분포하는 맥문동(Liriope platyphylla) 11집단에 대한 20 알로자임 대립유전자좌위에서 유전적 다양성과 집단구조를 조사하였다. 효소내 다형성을 나타내는 빈도는 55.9%였다. 종과 집단 수준에서 유전적 다양도는 각각 0.178, 0.168로 높았으며, 집단간 분화 정도는 낮았다($G_{ST}$ = 0.064). 전체 11 집단에서 임의교배에 의한 편차는 0.311이였다. 전체 유전적 다양성는 $0{\sim}0.535$였다. 유전적 다양도 중 집단내 변이는 높았다($H_S$ = 0.305). 세대간 이주하는 개체수는 약 3.66으로 이 종의 한국내 집단간 유전자 흐름이 높음을 시사한다. 또한 라이트의 고정지수 분석 결과 많은 대립유전자좌위와 집단에서 이형접합자의 결핍이 존재하고 있었다. 집단간 유전적 동질성은 0.988이였다. 이는 맥문동의 분포지가 한국내 유사한 환경에 놓여 있고 집단이 방향적 동질성을 가지고 있음을 시사한다.
전나무 천연집단의 유전적 다양성 및 유전적 구조를 추정하기 위해서 RAPD 표지자를 사용하였으며, 이의 통계적 분석에 AMOVA 방법을 이용하였다. 전나무 집단 전체의 평균 다형성 RAPD 표지자 비율은 71.9%였으며, 전체 변이량의 대부분은 집단내 개체간의 차이(80.2%)로 설명이 가능하였다. 집단간의 유전적 분화정도(${\Phi}_{ST}$)는 0.198로 조사되었다. 전체 집단을 태백산맥과 소백산맥 두 지역으로 나누어 분석하였을 때, 지역간 차이로 설명할 수 있는 변이량이 8.5%로 나타났으며, 통계적 유의성을 확인할 수 있었다. Bartlett 통계량에 의해 집단간 분산의 이질성을 조사한 결과, 태백산 집단과 가리왕산 집단이 특히 이 질적인 것으로 나타났으며, 전반적으로 태백산맥 지역의 집단들이 소백산맥 지역의 집단들 보다 상대적으로 유전적 이질성이 큰 것으로 나다났다. 마지막으로 기존 통계량과의 비교를 통해서 유전변이 분석에 있어서 AMOVA 방법의 적용 가능성에 대해서 논의하였다.
본 연구는 국내에 보급되고 있는 대표적인 토종닭 브랜드인 한협3호와 농촌진흥청에서 개발된 브랜드인 우리맛닭, 두 브랜드 집단 간의 유전적 특성을 분석하여 향후 브랜드간의 차별화 전략을 구체화 하는데 있어 기초 자료로 활용하고자 실시하였다. 토종닭 실용계인 우리맛닭(W) 152수와 한협3호(H) 150수, 총 302수를 선발하여 공시재료로 활용하였으며, 다형성이 확인된 10종의 MS marker를 선발하여 활용하였다. 분석 결과, 두 브랜드의 평균 대립유전자의 수는 9.3으로 확인되었으며, 우리맛닭의 평균 대립유전자의 수는 8.4개, 한협3호는 7.2개로 우리맛닭이 보유한 대립유전자의 수가 많은 것으로 확인되었다. 반면, 기대되는 이형접합도(Ex H)와 관측된 이형접합도(Ob H)는 한협3호가 우리맛닭에 비해 높은 것으로 확인되었다. 두 브랜드 집단을 대상으로 각각의 MS marker의 유전자형을 분석하여 브랜드별 기대되는 이형접합도(expected heterozygosity: Ex H)와 관측된 이형접합도(observed heterozygosity: Ob H) 및 PIC(polymorphism information content)값을 계산하였다. 두 브랜드 집단 간의 유전적 유연관계를 분석 결과, DA distance는 0.132, 그리고 standard genetic distance는 0.199로 확인되었다. 두 브랜드 집단 간의 유전적 구조에 따라 각 개체들이 어떻게 분포되어 있는가를 확인한 결과, 두 집단에 속한 개체들은 크게 두 개의 그룹으로 나뉘어 분포하고 있음을 확인할 수 있었다. 두 집단 간의 유전적 거리는 비교적 가깝지만 각 개체들간의 유전적 구조를 분석한 결과, 확연히 구분되는 유전적 특성을 지니고 있음을 확인하였다.
동립효소(同立酵素) 분석(分析)에 의하여 경상북도(慶尙北道) 영일지역(迎日地域) 한 소나무 집단(集團)의 유전적(遺傳的) 구조(構造)를 산(山)의 남(南)쪽과 북(北)쪽의 소집단(小集團)으로 구분(區分)하여 연구(硏究)하였다. 동립효소(同立酵素) AAT, GDH 및 LAP등 에서 각각 5개, 1개 및 2개의 유전자좌(遺傳子座)가 발견(發見)되였으며 상세(詳細)히 분석(分析)한 6개의 유전자좌(遺傳子座)에는 평균(平均) 3.33개의 유전자(遺傳子)가 있음이 확인(確認)되었다. 6개 유전자좌(遺傳子座)의 average heterozygosity는 양친집단(兩親集團)의 경우(境遇) 0.19였고 차대집단(次代集團)의 경우(境遇)는 0.17이었다. 몇 몇 유전자좌(遺傳子座)에 있어서 남(南)쪽 북(北)쪽 소집단내(小集團內) 및 소집단간(小集團間)에 모계(母系)와 부계간(父系間) 유전자빈도(遺傳子頻度)의 유의차(有意差)가 있었고 남쪽 및 북쪽 소집단간(小集團間)에는 모계(母系) 유전자(遺傳子) 빈도(頻度)에 차이(差異)가 있었다. 이 결과(結果)로 보아 산(山)의 북쪽과 남쪽에 위치(位置)한 소나무 소집단(小集團)에 있어서 교배(交配)가 무작위(無作爲)로 일어나지 않았으며 소집단간(小集團間)에도 자유(自由)롭게 교배(交配)가 이루어지지 않고 있어 이들 소집단(小集團)들은 최소(最小)한 생식집단(生植集團)으로서 부분적(部分的)으로 서로 격리되고 있음이 발견(發見)되었다. 양친(兩親)과 차대집단(次代集團)의 몇몇 유전자형(遺傳子型)들은 Hardy-Weinberg 평형(平衡)을 이루지 못하고 있었다. 이 소나무 집단(集團)의 유전적(遺傳的) 구조(構造)로 보아 현재의 소나무 집단(集團)은 소수(少數)의 양친수(兩親樹)에 의해 형성(形成)된 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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