COI 유전자 서열을 이용한 갈고둥(Nerita japonica)의 동정과 근연종 분석

Abstract

갈고둥(Nerita japonica)은 연체동물문의 복족강에 속한다. 우리나라 전 연안의 암반 및 자갈 조간대 중 ·하부에서 비교적 흔히 발견되며 온대성 종으로 간조시 물이 없는 그늘진 곳에서 집단으로 모여서 서식한다. 일반적으로 조간대 암반이나 자갈 등에서 흔히 볼 수 있는데 총알고둥과 사는 장소가 같다. 갈고둥은 사는 장소에 따라 크기나 색의 변이가 심하다. 유사종으로는 큰입술갈고둥(Nerita albicilla)이 있는 것으로 알려져 있다. 우리나라 연안에 서식하는 갈고둥은 조간대의 바위에 서식하는 복족류 중에서 개체수가 풍부하여 쉽게 채집이 가능하다. 따라서 다른 복족류 집단에 비해서 생리학적, 생태학적 정보 및 생화학적 정보를 쉽게 얻을 수 있다. 하지만 패각을 갖는 연체동물의 경우에는 변이가 크기 때문에 형태학적으로 같은 종으로 판단을 내리기에 어려울 수 있다. 따라서 이 경우에는 유전자 서열을 이용하여 종을 동정해야 할 필요가 있다. DNA 바코드 방법은 생명체 DNA에 있는 짧은 길이의 염기서열을 이용하여 생물종을 동정하고 분류할 수 있는 방법을 말한다. 특히 본 연구의 경우에는 종 검정에서 미토콘드리아 COI 유전자를 이용하여 동정할 수 있었다. 본연구를 통해서 갈고둥에 대한 유전학적 자료를 제공하고, 이를 이용하여 근연종과 복족류 및 다른 무척추동물의 종 사이에서 계통수 연구에 기여하고자 하였다. 본 연구의 실험에서 사용된 표본은 신안, 여수, 태안에서 채집한 갈고둥을 대상으로 총 3개체를 이용하여 COI 유전자를 이용하여 생물종을 동정하였다. PCR를 통해 증폭하여 얻은 미토콘드리아 COI 유전자 염기서열을 Geneious Prime으로 정리하여 NCBI에서 BLAST를 해본 결과 갈고둥속(Nerita)에 속한다는 것을 확인할 수 있었고, Nerita yolida 와 근연관계에 있다는 것을 확인할 수 있었다. 갈고둥(Nerita japonica)의 COI 서열을 이용하여 근연종 관계에 있는 것으로 확인된 Nerita yolida와 Nerita albicilla와의 계통수를 그려본 결과 근연관계에 있는 것을 다시 한번 확인할 수 있었다. 또한 연체동물문 내의 근연종들과의 계통수 분석을 하기 위하여 2018 국가 생물 종 목록 중 연체동물의 3가지 강(복족강, 두족강, 이매패강)내에서 NCBI에 COI 유전자 서열이 올라와 있는 종들의 학명을 이용하여 DB의 유전자 서열을 찾았다. 이것을 이용하여 Mega-X 프로그램을 이용하여 Neighbor-Joining Tree(NJ)와 Maximum Likelihood(ML) 알고리즘 방법을 이용해 계통수를 그려본 결과 복족류에 속하는 종들과 근연관계에 있다는 것을 확인하였다.;Nerita japonica belongs to the abdominal cavity of the mollusca gate. It is found relatively common in the middle and bottom of rock and gravel intertidal zones throughout Korea. It is a temperate species which inhabits in groups without water at low tide gathered in the shade. In general, it is commonly found in intertidal rocks or gravel, and it is seen that common periwinkles live in the same area. Nerita japonica vary greatly in size and color depending on where they live. A similar species is known as the Nerita albicilla. Nerita japonica inhabiting the coast of Korea are abundant among the gastropods living in the rocks of the intertidal zone and thus, they can be easily collected. Therefore, physiological, ecological and biochemical information can be easily obtained compared to other gastropods. However, molluscsa with shells can be difficult to judge as morphologically the same species due to their large variation. In this case, the species should be identified by gene sequence. DNA barcode method is a method of identifying and classifying species by using short-length sequences in living DNA. In particular, the study was able to identify the species assay by using mitochondrial COI gene. The aim of this study is to provide genetic data on the Nerita japonica, and to use them to contribute to the phylogenetic studies between latex species and species of gastropods and other invertebrates. The specimens used in the experiments were identified by using COI genes in three samples of the coarse samples collected from Sinan, Yeosu and Taean. As a result of analyzing mitochondrial COI gene sequences obtained by amplification through PCR were arranged into Geneious Prime and BLAST was performed by NCBI, it was confirmed that they belonged to Nerita, which can verify the fact that it has a close relationship with Nerita yolida. Using the COI sequence of Nerita japonica, it was thoroughly confirmed that the phylogenetic tree of Nerita yolida and Nerita lbicilla are found to be related. In addition, in order to analyze phylogenetic tree with related species in mollusks, the study used the scientific names of thae species whose COI gene is listed in NCBI in three groups (Topshell, Cephlaopoda, Crassostrea) in the mollusks in the 2018 National Species List and found the sequence found in DB. Using the Mega-X program, the phylogenetic tree was plotted using the Neighbor-Joining Tree (NJ) and Maximum Likelihood (ML) algorithms, confirming the relationship with species belonging to the gastropod.