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한국에서 엽낭게(Scopimera globosa)의 유전적 다양성 분석

Title
한국에서 엽낭게(Scopimera globosa)의 유전적 다양성 분석
Other Titles
Genetic diversity analysis of Scopimera globosa in Korea
Authors
정희정
Issue Date
2018
Department/Major
교육대학원 생물교육전공
Publisher
이화여자대학교 교육대학원
Degree
Master
Advisors
정종우
Abstract
Marine and coastal species are abundant resources for mankind, among which benthic animals are sensitive to the pollution of their habitat, which is also an indicator of environmental change. The identification of species boundaries through accurate identification of these species is essential for utilizing them as biological resources. However, the cataloging of marine species in Korea has been mainly focused on useful species, and it is often mistakenly identified because it is difficult to distinguish because of high species similarity. Therefore, in this study, the COⅠ gene of Scopimera globosa, a marine benthic arthropod, confirms that DNA barcodes are suitable for species identification and provides information on intra-species variation. It also examines the systematic differentiation of Scopimera in East Asia. First, the phylogenetic tree was analyzed based on the COⅠ gene sequence of the collected samples from four regions in Korea. As a result, IN(Incheon), JE(Jeju), TA(Taean) are formed separate branch with BU(Buan). Through BLAST search, three regions were identified as Scopimera globosa, and BU (Buan) individuals were identified as Scopimera bitympana. This suggests that the COⅠ gene is suitable for use as an interspecific subspecies. Second, the genetic diversity of Scopimera globosa collected in three regions of Korea showed that there was no single gene variability. In addition, genetic structure analysis of the COⅠ gene sequence from JP(Japan) Wakayama, obtained from GenBank, showed that their pairwise FST was 0 in all groups. It can be said that there are no mutations in the species in Korea and Japan. Third, we obtained all of the COⅠ genes of Scopimera from GenBank, constructed the molecular phylogenetic tree together with the four regional samples in Korea, and analyzed the geographical phylogeny by displaying the location in East Asia map. Scopimera globosa, Scopimera bitympana, Scopimera longidactyla are distributed not only in Korea, but also in JP(Japan) and TW(Taiwan). However, they seem to have expanded the distribution range from the south to Korea because of the far-reaching relationship in the tree. In addition, it is possible to confirm that the species of Scopimera are distinctively divided into the East Asian southern and northern regions.;해양 및 연안 생물종은 다양한 자원으로서 인류에게 풍족함을 주며, 그 중 저서동물은 서식지의 오염에 대해 민감하게 반응하기 때문에 환경 변화의 지표가 되기도 한다. 이들 종에 대한 정확한 동정을 통해 종간 경계를 구분 짓는 작업은 이들을 생물자원으로서 활용하는데 핵심적이다. 그러나 우리나라의 해양 생물종 목록 작성 작업은 주로 유용가치가 있는 종 위주로 진행되어 왔고, 주로 종간 형태적 유사성이 높아 구분하기 힘들기 때문에 잘못 동정되곤 한다. 따라서 본 연구에서는 해양저서절지동물인 엽낭게(Scopimera globosa)의 COⅠ 유전자가 DNA 바코드가 종 동정에 적합한지 확인하고 종내 변이에 대해 정보를 제공한다. 또한 동아시아의 엽낭게속(Scopimera)의 계통지리학적 분화 과정을 살펴본다. 첫째, 한국 4개 지역에서 채집한 개체의 COⅠ 유전자 염기서열을 토대로 계통수를 분석하였다. 그 결과, IN(인천), JE(제주), TA(태안) 3개 지역과 BU(부안)은 분리된 분기군을 형성하였다. BLAST 검색을 통해 세 집단은 엽낭게로, BU(부안) 개체들은 눈콩게(Scopimera bitympana)로 확인되었다. 이를 통해 COⅠ 유전자는 엽낭게속의 종간 구분에 사용되기 적합하다 판단할 수 있다. 둘째, 한국 3개 지역에서 채집한 엽낭게의 유전적 다양성을 실시한 결과, 총 20개체에 대한 단상형 수는 1개, 단상형 다양도는 0이 나타났으므로 국내 엽낭게 종내 유전자 다양성이 없는 것으로 확인되었다. 추가적으로 GenBank로부터 얻은 JP(일본) 와카야마의 COⅠ 유전자 염기서열을 가지고 유전적 구조를 분석한 결과, 이들의 집단 쌍(pairwise) FST가 모든 집단에서 0이 나타났다. 이를 통해 한국과 일본 엽낭게에서도 종내 변이가 없다고 말할 수 있다. 셋째, GenBank에서 엽낭게속 COⅠ 유전자를 모두 획득한 후, 국내 4개 지역 표본과 함께 분자 계통수를 작성하고 동아시아 지도에 위치를 표시하여 지리학적 계통 발생을 분석한 결과는 다음과 같다. 엽낭게, 눈콩게, 발콩게는 국내 뿐 아니라 JP(일본)과 TW(대만)에서 공통적으로 분포하고 있다. 그러나 이들은 계통수 상에서 유연관계가 멀기 때문에 남쪽에서 우리나라까지로 분포 범위가 확장된 것으로 보인다. 또한 엽낭게속의 종들은 동아시아 남방계와 북방계로 뚜렷하게 서식 범위가 나눠진다는 것이 확인 가능하다.
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교육대학원 > 생물교육전공 > Theses_Master
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