Reproductive Biology of Dendronephthya suensoni (Nephtheidae; Alcyonacea) and Identification of Species in the Genus Dendronephthya based on mtCO1 gene

Abstract

연산호의 한 종류인 검붉은수지맨드라미 (Dendronephthya suensoni)는 제주도 남단에 주로 분포하고 있다. 본 연구결과 이 종은 자웅이체로 밝혀졌으며 그 성비는 2 : 1 (암 : 수)로 나타났다. 자웅 모두 1년에 한 번의 수온의 증감에 영향을 받는 생식주기를 갖고 있다. 특히 수컷 군체의 경우 정자낭 직경의 증가율이 암컷 군체에 비하여 수온의 영향을 더 크게 받는 것으로 나타났다. 생식이 가능한 시점에 도달하는데 걸리는 기간은 수컷 군체 경우 약 6개월 정도였으며, 암컷 군체에서는 이보다 두 배 정도의 기간인 12 개월인 것으로 나타났다. 성숙한 난자의 평균 직경은 249.29 ± 36.24㎛이고 최대 지름은 354.45㎛ (n = 247)이었다. 이 종의 산란시기는 수온이 떨어지기 시작하는 직후 시점인 가을에 일어나는 것으로 추정된다. 연산호로 잘 알려진 수지맨드라미류 (the genus Dendronephthya)는 제주도를 비롯한 남해에 서식하는 주요 저서생물로 보고되고 있으나, 종간 또는 종내의 다양한 변이로 인하여 동정에 어려움을 겪고 있다. 수지맨드라미류의 분류 및 동정에 적합한 유전자를 찾기 위한 노력의 일환으로 mtCO1 유전자 구간이 종 동정에 적합한 유전자인지 확인하는 실험을 실시하였다. 전형적인 형태를 갖는 다섯 종을 대상으로 실시하였으며 같은 과에 속하는 분홍바다맨드라미 (Scleronephthya gracillimum)을 outgroup으로 설정하였다. 실험 결과 형태적으로는 뚜렷하게 나누어 지는 5개의 종이 mtCO1 유전자 구간을 이용하여서는 분리되지 않았었다. 이전의 연구에서 산호충류의 mtDNA 구간에 변화가 적다는 결과가 있었으며 본 실험을 통하여 수지맨드라미류의 mtCO1 유전자의 염기서열은 종간에 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. 따라서 mtCO1 유전자는 수지맨드라미류의 종 동정에 적합한 유전자가 아닌 것으로 판명되었다.;Azooxanthellate soft coral Dendronephthya suensoni (Holem, 1895) is mainly distributed in Jejudo Island, Korea. This species was determined as gonochoric and the sex ratio was about 2:1 (female : male). Both female and male colonies have one gametogenic cycle a year. The annual reproductive cycle of D. suensoni is depending on seawater temperature. Especially male colony showed strong positive correlation between seawater temperature and increase in mean diameter of spermaries. The gametogenesis of both male and female took 6 months and 12 months respectively. The mean diameter of mature oocyte was 249.49 ± 36.24㎛ (n=247), and the maximum size was 354.45㎛. The spawning event occurred in fall after seawater temperature start to decrease. The genus Dendronephthya is reported as important zoobenthos distributed in the southern sea of Korea including Jejudo Island area, but, the identification is difficult due to variability in the intraspecies and interspecies. This experiment was executed to test mtCO1 gene as part of an effort to find suitable gene for classification of the genus Dendronephthya. This study was performed with typical five species of the genus Dendronephthya and Scleronephthya gracillimum which belong to same family with dendronephthian as an outgroup. As a result of this study, morphologically typical five species were not divided by using sequences of mtCO1 gene. There was result that mtDNA of anthozoan are virtually invariant in previous study, and mtCO1 gene sequences of the genus Dendronephthya show little difference of intraspecies. Therefore, mtCO1 gene is not a suitable gene for classification of dendrophthians.