고랑따개비 Fistulobalanus albicostatus (Pilsbry, 1916)의 지역에 따른 집단 유전 변이 연구

Abstract

고랑따개비(Fistulobalanus albicostatus)는 국내에서 분포도가 매우 다양하고, 제일 흔하게 볼 수 있는 갑각류 중 하나이다. 다만 동해안의 북쪽에서는 발견되지 않는데 이는 높은 염분 농도 때문인 것으로 알려져 있다. 서해안과 남해안에서 매우 흔하게 볼 수 있기 때문에 채집이 매우 쉽다는 장점이 있으며, 더불어 국내 고랑따개비의 중금속에 대한 민감도는 외국의 생물검정용 따개비와 매우 유사하는 연구 결과가 있었다. 이를 토대로 앞으로 따개비의 활용도가 매우 용이하다고 생각하여 유전적 연구를 진행하고자 하였다. 또한 연구과정에서 형태학적 분류만으로는 고랑따개비를 판단하는데 어려운 경우도 있어서 DNA 바코드 기법을 사용하여 분자 수준의 근거를 제시하고자 하였다. DNA 바코드 기법은 생명체 DNA에 있는 짧은 길이의 유전자 마커를 이용한 분류방법이다. 마커로 주로 사용 되는 것은 미토콘드리아 cytochrome oxidase Ⅰ(COI) 유전자이며 본 연구에서도 COⅠ유전자로 DNA 바코딩을 진행하였다. 본 연구에서는 국내 5개 해안 지역(제주도, 제부도, 고흥, 신안, 서천)에서 채집된 고랑따개비 총 39개체를 대상으로, COⅠ 유전자의 지역별 다양성과 집단의 종 구성 및 유전적 구조에 대해서 분석하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 우선 단상형 다양도(Hd)는 신안(SA), 고흥(GH) 지역이 둘 다 1.000으로 가장 높게 나왔다. 이로 보아 두 지역의 유전적 다양성이 가장 높음을 확인하였다. 또한 분자 분산 분석(AMOVA)은 각 집단을 무작위로 그룹핑하여 시행되었다. 그러나 전체 집단을 하나의 그룹으로 보는 그룹 1의 분석을 제외하고는 유의미한 결과 값을 얻을 수 없었다. 그룹1의 경우에는 p-value가 0.000으로 집단 간 유전적 변이가 전체의 92.95%라는 결과가 나왔다. COⅠ염기서열 단상형 네트워크 모형을 통하여 고흥(GH)집단의 경우 다른 집단과는 다른 독자적인 네트워크 양상을 보이고 있음을 확인하였다. 고흥(GH)집단은 이 뿐만 아니라 집단 쌍 FST 값이 나머지 4지역 어느 지역과도 1에 근접한 값으로 나타나, 고흥(GH)집단 개체들이 혹시 다른 종일 가능성에 대해서도 염두하게 되었다. 이에 따라 각각의 개체들을 모두 BLAST 검정을 시행하였다. 그 결과 39개체 모두 고랑따개비로 결과가 나왔다. BLAST 검정의 원리는 이미 등록되어있는 시퀀스를 토대로 비교분석하여 제일 근접한 종을 찾아주는 것이므로, 고흥(GH)집단과 타 지역 집단과의 집단 쌍 FST 값을 고려하였을 때 고흥(GH)의 개체는 고랑따개비의 근연종이지만 아직 염기 서열이 정리 되지 않아 서열 정보가 등록되지 않은 종일 것이라고 판단되었다.;Fistulobalanus albicostatus is one of the most common crustaceans in Korea. It is not found in the northern part of the East Coast where is known to be due to high salinity. It is very easy to collect because it is very common in the west coast and the south coast. Some studies have shown that the sensitivity of domestic barnacles to heavy metals is very similar to that of external barnacles. Based on this, we intend to conduct a genetic study in the future considering that the use of the Fistulobalanus albicostatus is very easy. In addition, in the course of the research, it is difficult to judge morphological classification. So we tried to provide molecular-level evidence using DNA barcode technology. DNA barcode technology is a classification method that uses short-length genetic markers from living organisms' DNA. As a marker sequence, the mitochondrial cytochrome oxidase Ⅰ (COⅠ) gene sequence is often used as a marker. In this study, DNA bar coding was performed with COⅠ gene. I analyzed the regional diversity of COⅠ gene, the species composition and genetic structure of COⅠ gene in 39 barnacles that collected from 5 coastal areas (Jeju, Jebudo, Goheung, Shinan and Seocheon) in Korea. The results of the study are summarized as follows. First, the haplotype diversity was highest in Shinan and Goheung areas. These results show that the genetic diversity of the two regions is the highest. Analysis of molecular variance (AMOVA) was performed by randomly grouping each group. However, no significant results were obtained except for group 1, which regarded the whole group as one group. In group 1, the p-value was 0.000 and the genetic variation among the groups was 92.95%. The COⅠ haplotype network model shows that the Goheung group has a different network pattern than the other groups. The Goheung showed similar value of pairwise FST to 1 when it experimented with any other area, and that is concerned about possibility of another species. So, BLAST test was performed for each individual. As a result, all 39 objects were judged as Fistulobalanus albicostatus. The principle of BLAST test is to compare and analyze the sequence based on the already registered sequence. Therefore, considering the value of pairwise FST between Goheung group and other local group, It was judged that the information was not registered yet.