한국산 향유속 (Elsholtzia Willd.) 식물의 형태 및 분자적 계통분류

Abstract

한국산 향유속(Elsholtzia Willd.) 식물에는 6종, 가는잎향유(E. angustifolia), 향유(E. ciliata), 한라꽃향유(E. hallasanensis), 좀향유(E. minima), 애기향유(E. saxatilis) 및 꽃향유(E. splendens)가 보고된 바 있다. 이 중 가는잎향유는 꽃향유의 이명, 좀향유는 향유의 이명으로 처리된 바 있으며, 또한 최근 한라꽃향유가 신종으로 기재되었다. 이러한 분류군에 관한 실체 규명과 분류학적 유연관계 및 신종에 대한 재확인이 요구된다. 이를 위하여 한반도 향유속 5 분류군의 14가지 형태학적 특징을 재검토하고, 한국산 향유속 5분류군과 군외군 Collinsonia 2종에 대하여 핵 DNA의 ITS구간(28accessions) 및 엽록체 DNA의 rpL16과 trnH-psbA 구간(27accessions)의 염기서열을 분석하였다. 한국산 향유속 식물의 형태학적 연구 결과에서 5분류군이 비록 화서의 형태, 잎의 형태, 식물 전체의 크기 등에 있어서 형태학적으로 대체적으로 구별될 수 있으나, DNA 분석결과에서는 최대절약분석(Maximum parsimony) 방법으로 얻은 완전합의계통수(strict consensus tree)와 분류군간의 염기변이 값에서 향유 만이 독립된 종임을 뒷받침하였다. 가는잎향유, 한라꽃향유, 좀향유와 꽃향유는 완전합의계통수와 분류군간의 염기변이 값에서 서로 밀접한 유연관계를 나타내었다. 한라꽃향유는 분류군간의 염기변이에 있어서 가는잎향유와 0.0-1.4, 좀향유와 0.0-0.6, 꽃향유와 0.0-0.6로, 향유와의 2.7-9.1의 값에 비해 매우 낮은 값을 나타내며, 향유를 제외한 다른 분류군들과 뚜렷이 분류되지 않았다. 이러한 분류군간의 낮은 염기변이 값들은 가는잎향유를 꽃향유의 이명, 좀향유를 향유의 이명으로 처리한 것과 관련이 있는 것으로 사료된다. 그러나 염기변이에 의한 분류군간의 유연관계에 있어서 가는잎향유는 꽃향유와 더 가깝고, 좀향유는 향유와 더 밀접한 유연관계를 나타내지는 않았다. 결과적으로, 한국산 향유속의 5분류군은 형태적으로 구별이 됨에도 불구하고 분자적으로는 분류군 간의 종의 한계가 모호하며 향유를 제외한 가는잎향유, 한라꽃향유, 좀향유 및 꽃향유는 각각의 독립된 종으로 취급되기보다는 꽃향유 복합체로 처리되는 것을 제시하였다.;Korean Elsholtzia has been assigned to six species of E. angustifolia, C. ciliata, E. hallasanensis, E. minima, E. saxatilis and E. splendens. Among these, E. angustifolia and E. minima were treated as synonym of E. splendens and E. ciliata, respectively, and E. hallasanensis was described as a new species in recent. The taxonomic identities and relationships of these taxa, and reappraisal for the new taxon are needed to reexamine based on the molecular approach. For these purpose, five taxa except for E. saxatilis, which is distributed in northern part of Korean peninsula, fourteen morphological characters were reexamined for 62 individuals and ITS sequence of nr DNA for 28accessions, rpL16, and trnH-psbA regions of cp DNA for 27accessions were analyzed from five taxa of Korean Elsholtzia and two taxa of Collinsonia as an outgroup. Even though each taxa can be identified roughly based on the shapes of inflorescence, leaf shapes, and plant height, the molecular phylogeny based on DNA sequences suggested that E. ciliata was the only species that was separated from the other four taxa of Korean Elsholtzia. In a strict consensus tree of Maximum parsimony method and pairwise sequence divergence analysis, E. angustifolia, E. hallasanensis, E. minima, and E. splendens were closely related to each others. The pairwise sequence divergence values of E. hallasanensis with other species were 0.0-1.4, 0.0-0.6, and 0.0-0.6 with E. angustifolia, E. minima, and E. splendens, respectively. These values were very low compare to 2.7-9.1 with E. ciliata, and E. hallasanensis was not separated from E. angustifolia, E. hallasanensis, E. minima, and E. splendens except E. ciliata. These low values seem to be correlated with that E. angustifolia was treated as a synonym of E. splendens, and E. minima as a synonym of E. ciliata. But, the taxonomic relationships based on the pairwise sequence divergence values didn’t support that E. angustifolia is more closely related to E. splendens, and E. minima is to E. ciliata. Therefore, molecular data suggested that E. angustifolia, E. hallsanensis, E. minima, and E. splendens except E. ciliata were not separated as a distinct species but intra taxa of E. splendens complex.