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긴발가락참집게(Pagurus minutus) 한국 집단의 미토콘드리아 유전자 변이 연구

Title
긴발가락참집게(Pagurus minutus) 한국 집단의 미토콘드리아 유전자 변이 연구
Other Titles
A study on Mitochondrial genetic variation of long-toe hermit crab (Pagurus minutus) in Korea
Authors
박주리
Issue Date
2016
Department/Major
교육대학원 생물교육전공
Publisher
이화여자대학교 교육대학원
Degree
Master
Advisors
정종우
Abstract
긴발가락참집게 (Pagurus minutus)는 동아시아 해역 조간대 및 조하대에 흔하게 존재하며 개체수도 풍부한 종이다. 특히 갯벌의 조수웅덩이에서 쉽게 관찰할 수 있고, 대부분 바다 속에 서식하는 다양한 집게들과 다르게 갯벌에서 볼 수 있는 몇 안되는 집게 종 중 하나이다. DNA바코드 기법은 개체가 가지고 있는 DNA의 유전자 서열을 이용하여 종을 동정하는 방법이다. 미토콘드리아 COⅠ(cytochrome oxidase Ⅰ) 유전자 서열을 이용한 도구는 많은 연구에서 활용되었다. 서식지 관련 연구를 제외하면 긴발가락참집게에 관한 생태학적. 유전학적 연구는 미흡하다. 특히 한국에서 미토콘드리아 COI유전자 서열을 이용하여 집단의 유전적 다양도를 분석한 연구는 전혀 없다. 본 연구에서는 한국 15개 해안 지역에서 채집한 총 95개의 긴발가락참집게를 대상으로 미토콘드리아 COⅠ 유전자 서열의 유전자 변이에 대해 분석하였다. 각 집단의 유전자 다양성과 유전적 구조에 대해 관찰하였고, 긴발가락참집게 집단에 숨은 종이 존재하는지 연구하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 지역별 유전자 다양성에서 제주, 서산, 울산 지역 개체의 단상형 다양도(Hd)가 1.000으로 가장 높은 값이 나왔고 세 지역의 유전적 다양성이 가장 높다는 것을 확인 할 수 있었다. 반면 강릉 집단이 유전적 다양도가 가장 낮았다. COⅠ염기서열 단상형 네트워크 분석을 통해서 단상형 12를 갖는 개체가 가장 많았다. 다음으로 집단 쌍(pairwise) FST 분석 값을 통해 알아본 결과 서귀포 집단과 실미도 집단의 유전적 거리가 가장 가까웠다. 거진 집단은 대부분의 집단 과의 거리가 1에 가까운 값을 나타내 다른 집단과의 유전자 이동이 거의 없는 것으로 판단된다. Neighbor joining(NJ) 계통수와 Maximum likelihood(ML) 계통수 분석 결과 서해 대부분의 지역과 동해 북부지역, 울산 지역의 3개의 단상형 그룹을 발견하였다. 본 연구의 결과 분석을 통해 긴발가락참집게 집단은 지리적으로 뚜렷하게 구분되는 유전적 구조를 형성하고 있지 않았지만, 형태적으로 구분하기 어려운 숨은 종의 존재를 확인 할 수 있었다.;Long-toe hermit crab (Pagurus minutus) is a crab species, which plenty population inhabits in the intertidal and subtidal water zone of East Asia sea area. Most crab species inhabit under the sea, but long-toe crab is one of special species that could be found in the tide pools of tidal flat. DNA barcode technique is a method to classify the species with using gene sequence of one’s DNA. Mitochondrial CO I (cytochrome oxidase I) Genetic sequences frequently used as a tool in many researches. Ecological and genetic study of Long-toe hermit crab have not deeply done yet, only a few study exist about its habitat. It has never researched about one group’s genetic various with using Mitochondrial COI Genetic sequences in South Korea. In this study, 95 long-toe hermit crabs from 15 different coastal areas in South Korea were used to analyze the variation of Mitochondria CO I Genetic sequences. Basically, each groups’ genetic diversity and genetic structure were observed, and tested out the possibility of existence of unknown species under the Long-toe hermit crab. From the result, Long-toe hermit crab from Jeju(JJ), Seosan(SS), Ulsan(US) had the highest Haplotype diversity(Hd) and genetic diversity. On the contrary, the lowest genetic diversity came out from Gangneung(GN). CO I haplotype network analyzed most its individuals shares haplotype 12, and a pair of group (pairwise) FST found that Long-toe hermit crab from Seoqwipo(SG) and Silmido(DM) had the closest genetic distance. Most long-toe crab hermit from Geojin(GJ) indicated little or none genetic movement between others. Most of the West Sea area, northern East Sea area, and Ulsan region had the same result of Neighbor Joining (NJ), and Maximum Likelihood (ML) from region tree analysis. From this research, Long-toe hermit crab does not have geographical boundary to distinguish genetic structure, but the possibility of cryptic species existence is still effective although it cannot be classified and identified in appearance.
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