미토콘드리아(MPM-seq)와 핵 microsatellites 기반 동아시아 호자나무와 수정목 복합체의 계통지리학적 연구
※ 선행연구는 호자나무 변이 6개체에 대한 미토콘드리아 완전 유전체 염기서열 분석이 이루어짐. 미토콘드리아 DNA가 분류학적 문제를 해결에 중요한 도구가 될 수 있음을 시사. 또한 호자나무와 수정목 복합체에 대한 배수화 현상 및 핵 유전 다양성 동시 평가를 위한 35개의 microsatellite markers가 개발됨.
※ 최근 급속한 DNA sequencing 기술 발달로 인해 비용 효과적으로 정보의 획득을 최대화할 수 있는 방법이 다수 등장하고 있음. 국내에서도 이미 RAD-seq, GRAS-Di, MIG-seq과 같은 방법 등으로 집단 유전 연구들이 활발히 진행되고 있음. 그러나 세포소기관에 대한 대용량 데이터 기반 연구는 거의 전무함. 특히, nonrandom target sequencing 기술의 발전은 집단 수준의 연구에서 그동안 세포소기관의 유전정보를 얻기 위해 사용해온 sanger sequencing 방법을 대체할 것임. 국내에서도세포소기관에 대한 대용량 데이터 기반 연구의 활성화가 절실히 필요함.
※ NGS기반 MPM-seq을 이용 집단 수준에서 미토콘드리아 대용량 유전정보를, microsatellitemarkers를 이용하여 핵 정보를 획득할 것임. 배수체 현상 파악(microsatellites와 flowcytometry) 및 외부 형태형질 분석, 생태학적 분석, 집단 변동 통계 분석(populationdemography)을 통해 종합적인 근거를 마련할 것임.
미토콘드리아(MPM-seq)와 핵 microsatellites 기반 동아시아 호자나무와 수정목 복합체의 계통지리학적 연구
※ 생태뿐 아니라 경제적으로도 중요한 분류군인 호자나무속 수종들은 형태적 변이가 다양하고 배수체, 잡종화 현상으로 인해 분류학적으로 크게 논란이 되어 왔음. 이에 계통학적 유연관계에 대한 이해 필요.※ 한반도 난온대산림의 주요 구성종인 호자나무(Damnacanthus indicus)와 수정목(D. major)은 모호한 종간 한계를 가지고 있음. 특히 이 복...
동아시아
호자나무속
상록활엽관목
계통지리학
마이크로새틀라이트
비무작위 표적 시퀀싱
3
주관|
2019년 5월-2022년 2월
|50,000,000원
NGS기반 MIG-seq을 이용한 호자나무 복합체의 종 분화 및 기원 연구
본 연구는 제주도 상록수림의 주요 요소인 호자나무 종복합체(Damnacanthus indicus complex)를 대상으로 3년간 제주도를 포함한 국내 호자나무 3집단, 수정목 3집단과 중국, 일본, 대만 등 동아시아 주변국을 대상으로 각 종별로 5집단씩 재료를 수집하여 총 20 집단 200여 개체에 대하여 MIG-seq 및 외부형태분석 등을 실시하고자 한다. 또한 추가적으로 호자나무속내에서의 계통과 경향성을 보기 위해 근연분류군을 수집하여 전체 엽록체유전체를 비교분석하고자 한다. 호자나무는 동아시아의 아열대지역에 주로 분포하며 우리나라에서는 제주도와 전남도서지역에 분포한다. 국내 재료수집은 외부형태와 MIG-seq분석을 위해 집단별 5~10개체의 증거표본과 생체가 수집될 것이다. 국외 재료수집은 일본, 중국, 대만 등지에 예비채집지를 선정하여 집단별 20개체씩 총 10개 집단 150개체 이상을 목표로 수집하고자 한다. 외부형태는 기존 분류형질들을 재검토하고 특히 뿌리의 형태, 이화주성, 잎의 형태 및 크기, 가시의 길이 등을 중점적으로 관찰하고자한다. 호자나무의 종 정체성 확인 및 집단의 구조를 파악하기 위해 전장유전체 단일유전자다형성 기반 분석법인 MIG-seq분석을 실시하고자 한다. 다중의 PCR primer로 분석된 SNP를 기반으로 호자나무와 수정목 및 근연분류군들의 종간 유전적 차이가 분석될 것이다. 또한 NGS를 통해 얻어진 엽록체DNA를 추출하여 전체 유전체 지도를 완성하고 호자나무속의 종분화 역사와 기원에 대하여 추론할 것이다.
본 연구는 제주도 상록수림의 주요 요소인 호자나무 종복합체(Damnacanthus indicus complex)를 대상으로 3년간 제주도를 포함한 국내 호자나무 3집단, 수정목 3집단과 중국, 일본, 대만 등 동아시아 주변국을 대상으로 각 종별로 5집단씩 재료를 수집하여 총 20 집단 200여 개체에 대하여 MIG-seq 및 외부형태분석 등을 실시하고자 한다. 또한 추가적으로 호자나무속내에서의 계통과 경향성을 보기 위해 근연분류군을 수집하여 전체 엽록체유전체를 비교분석하고자 한다. 호자나무는 동아시아의 아열대지역에 주로 분포하며 우리나라에서는 제주도와 전남도서지역에 분포한다. 국내 재료수집은 외부형태와 MIG-seq분석을 위해 집단별 5~10개체의 증거표본과 생체가 수집될 것이다. 국외 재료수집은 일본, 중국, 대만 등지에 예비채집지를 선정하여 집단별 20개체씩 총 10개 집단 150개체 이상을 목표로 수집하고자 한다. 외부형태는 기존 분류형질들을 재검토하고 특히 뿌리의 형태, 이화주성, 잎의 형태 및 크기, 가시의 길이 등을 중점적으로 관찰하고자한다. 호자나무의 종 정체성 확인 및 집단의 구조를 파악하기 위해 전장유전체 단일유전자다형성 기반 분석법인 MIG-seq분석을 실시하고자 한다. 다중의 PCR primer로 분석된 SNP를 기반으로 호자나무와 수정목 및 근연분류군들의 종간 유전적 차이가 분석될 것이다. 또한 NGS를 통해 얻어진 엽록체DNA를 추출하여 전체 유전체 지도를 완성하고 호자나무속의 종분화 역사와 기원에 대하여 추론할 것이다.
본 과제는 제주 권역에서 국가생약자원을 직접 조사해, 어디에 어떤 생약자원이 자라는지 정확한 정보를 모으는 연구임.
연구목표는 현지조사 전략 수립, 소집조사 수행, 조사정보 정리 및 생약자원 분포도 작성에 있음. 핵심 연구내용은 추자도·비양도 포함 제주시 3지역, 서귀포시 3지역 이상에서 분류군별 15점 이상의 증거표본 및 약용부위(생시료), 증식용 유전체(종자·생체), 개화기·결실기 화상자료, GPS 분포데이터를 수집하는 단계로 진행됨. 이후 학명 정리 및 수정(안) 제시, 품목 중 이명 수정안과 위품으로 고려하지 않아도 될 목록 정리, 기존 분포정보 대비 자생현황을 통한 제주권역 목록 추가 확보를 수행함. 기대효과는 정확한 동정 및 국내 분포 파악으로 연구·산업화 기초자료 제공, 증거표본 기반 이력관리 체계성 확보, 우리나라 국가생약자원 실체 파악을 통한 국제 주도권 강화임.