한국산 팔방산호충류의 미토콘드리아 유전자 염기서열을 이용한 분자계통 연구

Abstract

한국산 산호 충 류는 총 145종으로 그 중 약 56.6%가 팔방 산 호 충 류로 구성되어 있다. 팔방 산 호 충 류에 연산호가 속해 있으며, 우리나라 제주 남쪽에 연산 호 군락을 형성하고 있다. 이러한 군락은 세계적으로 드문 현상으로 보전과 보존가치가 높으며 연구가치가 높다. 이러한 연산 호 군락에 대한 연구로 분류, 발생, 생태학적 측면의 연구들이 점차 증가하고 있다. 한국산 팔방산 호 충 류는 유전적으로 매우 서로 가까운 관계를 갖고 있는 근 연 종들을 포함하고 있는데 이들 한국산 팔방산호충 류의 계통유연관계를 구체적으로 밝혀줄 본격적인 분자계통 연구는 아직 이루어지지 않은 상태이다. 이러한 배경에서 본 연구는 현재까지 세계적으로 가장 많은 팔방산호충 류 종들을 포함하고 있는 McFadden 등의(McFadden et al. 2006) 분자계통수 작성에 사용된 미토콘드리아 유전자인 ND2와 msh1의 DNA 서열정보를 한국산 팔방산호충 류 총 19종 52개체로부터 확보하여 기존 McFadden 등의 데이터와 통합된 거대 분자계통수를 재구성한 내용을 핵심으로 한다. 본 연구 결과 대부분의 국내 연 산호 종들이 속하는 총 산호 과와 곤봉 바다 맨드라미 과는 구성 종들이 단계 통(monophyly)이 아닌 여러 분기 군에 걸쳐져 있는 다 계통적(polyphyletic) 양상이 관찰되었다. 또한 해외 연 산호 종들에서 확인된 측 계통적(paraphyletic) 관계가 속 수준에서 빈발하는 양상이 관찰되었으나, 꽃 총 산 호 속에 속한 꽃 총 산호와 곤봉 바다맨드라미 속에 속한 자색수지맨드라미, 검붉은 수지 맨드라미, 밤 수지 맨드라미, 큰 수지 맨드라미, 수지맨드라미 류는 속 수준에서 하나의 분기 군으로 묶여 단 계통적 관계를 나타냈다. 주목할 점으로 인도바보산호와 자색수지맨드라미 등 동종의 여러 개체들 사이에서 조상 형 다형 성의 불완전한 계열정리가 관찰되었는데, 이러한 현상은 그 종들에서 형태적 분화는 이뤄졌으나 유전자의 단 계통 적 진화는 아직 이뤄지지 않았음을 시사한다. 결과를 종합해보면 산 호 충 류의 미토콘드리아 DNA는 분자진화속도가 다른 분류 군에 비해서 매우 느리기 때문에 근 연 종 간의 계통진화관계를 밝히는 데에는 한계를 보이지만 이 보다 상위 단계에서는 계통정보를 포함하고 있기 때문에 상위 형태 분류 군의 계통관계를 검토하는 데 유용한 도구가 될 수 있으며, 특히 본 연구 결과 확인된 다 계통과 측 계통 관계인 분류 군들에 대해서는 향후 형태적 상위 분류 군들을 재정립하는 연구에 기초적인 방향을 제시하였다. 끝으로 향후 팔방산호충 류의 보다 진전된 분자계통관계를 파악하기 위해서는 계통정보를 충분히 포함하는 다수의 유전자 좌 위 DNA서열 마 커 개발과 이 정보를 보다 많은 분류 군에서 확보하여 완성도 높은 계통수를 작성하는 방향의 연구가 필요하다.;In Korea, 145 Anthozoan species have been reported to date and half of them (56.6%) belong to the subclass Octocorallia. Particularly Korean soft corals of Octocorallia comprise 19 genetically closely related species and are dominant member of the conspicuous marine community shaped underwater rock cliffs in southern sea of Jejudo Island, Korea. The phylogeny of the soft coral species is not yet known due to a lack of appropriate molecular markers. In this study, we present the biggest Octocorallian molecular phylogeny of 122 species including most Korean soft coral species based on mitochondrial genes, ND2 and msh1. The phylogenetic tree clearly shows frequent paraphyletic and polyphyletic relationships among the Korean soft coral taxa, which is consistent pattern with previous study with other Octocorallians. Particularly the non-monophyly of multiple individuals of named species seems caused by incomplete lineage sorting of ancestral polymorphism in mitochondrial genes. Because of the slow rate of evolution of mitochondrial genes in Octocorallia, phylogenetic relationships among closely related species have not been clearly resolved. However mitochondrial genes could be used as important tools for examine phylogenetic relationships among deep root taxa because it contains lineage information in the deep root. This study could be used to the revision of paraphyletic and polyphyletic taxa of Octocorallia which have been categorized by morphological features yet rather than molecular phylogeny. To obtain better resoluted phylogenetic tree, much larger DNA sequence data from many independent loci from nuclear genome are needed.