한국산 등줄쥐의 유전적 구조와 서식지 이용

Abstract

1. 구북구(Palearctic)지역과 Indomalayan일부 지역에 분포하고 있는 Apodemus agrarius (Pallas, 1771)는 등줄쥐 (striped field mouse)로 불리며, 이름처럼 이마부터 꼬리기저부까지 나 있는 줄무늬가 특징적이다. 지금까지 알려진 아종만 25종이며 우리나라에는 4개 아종이 보고되었고, 이에 대한 분류학적 논란이 지속되고 있다. 2. 우리나라의 두 아종, A. a. coreae와 A. a. chejuensis 중 제주에 서식하는 A. a. chejuensis는 종과 아종사이에서 분류학적 위치가 반복적으로 변화되어 왔다. 또한 서·남해안의 일부 섬에서 유전적으로 구분되는 집단의 가능성이 제기되고 있다. 바코드 유전자인 미토콘드리아 COI유전자를 이용하여 우리나라 등줄쥐의 분류학적 위치를 확인하였으며, 23지역 173개체로부터 67개의 haplotype을 통해 4개의 clade를 확인하였다. phylogenetic tree결과, 제주등줄쥐는 별개의 종으로써 뚜렷히 구분되며, 서남해안의 등줄쥐 개체군은 또 다른 유전자 그룹임을 확인할 수 있었다. 3. 유행성 출혈열의 매개동물인 등줄쥐의 진화, 유전적 구조, 지리적 격리 등 생물학적 특성을 이해하기 위해서는 등줄쥐에 적합한 분자마커의 개발이 필요하다. 중국에서 개발된 microsatellite마커는 우리나라 등줄쥐에게는 적합하지 않아 제주등줄쥐로부터 454 pyrosequencing을 이용하여 새롭게 17개의 microsatellite를 개발하였다. 내륙의 등줄쥐에서 모든 loci가 증폭되었으나, 흑산 개체군에서는 1개 locus의 증폭이 실패하였고, 근연종인 A. peninsulae에게는 12개가 성공적으로 증폭하였다. 4. SNPs는 개체군 유전학적 분석에서 많은 정보를 제공하여 유전학적 분석의 새로운 tool로 대두되고 있다. 우리나라 등줄쥐 개체군에 대한 유전자 구조를 밝히기 위해 ddRAD-seq library를 직접 제작하여 587개의 SNPs를 확보하였다. 유전적 다양도는 microsatellite와 비교하여 낮은 수치를 보여주었고, STRUCTURE 분석 결과 K=3으로 제주, 외나로도, 내륙의 개체군이 각각의 deme을 형성하고 있었으며, 외나로도는 PCoA 분석에서도 다른 개체군과 구분되었다. 5. 지금까지 알려진 등줄쥐의 생태학적 정보 중 burrowing system은 아주 부족한 실정이다. 본 연구에서 형광파우더를 이용하여 양평과 강릉에서 총 9개체 등줄쥐를 대상으로 burrowing system을 살펴보았다. 등줄쥐의 굴은 지면에 가까이 위치한 지름 4-5cm의 복잡한 미로 형태이며 굴은 두가지 형태가 관찰되었으며 깔집이나 먹이등은 확인되지 않았다. 6. 기초 생태 정보제공을 위한 등줄쥐의 행동권 및 행동패턴을 조사하였다. 여름과 겨울 두 계절동안 VHF 라디오 무선 추적을 수행하였다. 등줄쥐의 계절별 행동권 차이는 거의 없었으나, 성별에 따른 계절별 행동권은 다르게 나타났다. 95% KDE 결과, 여름철에는 성별의 차이가 거의 없었고, 겨울철은 수컷이 암컷보다 더 넓었으며, 95% MCP는 두 계절 모두 수컷이 더 넓은 행동권을 보였다. 여름철에 일부 암컷이 낮에도 활동하였으나 수컷은 두 계절 모두 완벽한 야행성 패턴을 보였다. 여름철 수컷은 1-3개의 보금자리를 이용하는 것이 관찰되었다. ;1. With the distribution in Palearctic and Oriental, Apodemus agrarius (Pallas, 1771), is the striped field mouse due to the black stripe from the forehead to base of the tail. Among 25 subspecies, four subspecies have reported in Korea with the taxonomic debates. 2. A. a. chejuensis on Jeju Island has repeatedly changed the taxonomic status between species and subspecies. In addition, genetically distinct groups of A. agrarius have been revealed on some islands in the Yellow Sea and South Sea of Korea. Through mitochondrial COI barcode gene, I verified the taxonomy of striped field mouse in Korea and identified 4 clades with 67 haplotypes from 173 mice in 23 regions. The phylogenetic analysis indicated that A. chejuensis is clearly separated as a distinct species, and the populations of islands in the Yellow Sea and South Sea of Korea showed a distinct gene group. 3. In order to understand the biological characteristics such as the evolution, genetic structure, and geographic isolation of the striped field mouse, a vector of epidemic hemorrhagic fever, it is necessary to develop a molecular marker suitable for the striped field mouse. Since the microsatellite loci identified from Chinese population of striped field mice were not amplified for Korean populations, I developed novel 17 microsatellite makers by 454 pyrosequencing with A. chejuensis. All 17 loci were amplified in the mainland population. However, one of the 17 loci failed to amplify for a Heuksan population. For the outgroup species, A. peninsulae, 12 loci were successfully amplified. 4. SNPs analysis provides various aspect of information with more data in population genetic studies. In order to identify the genetic structure of striped field mouse in Korea, I obtained 587 SNPs through ddRAD-seq library. Compared to the previous microsatellite analysis, the less genetic diversity was showed by SNPs analysis. The STRUCTURE analysis formed three groups, the mainland, Jeju, and Oenarodo. Also, Oenarodo population was distinguished from other populations in PCoA analysis. 5. The burrowing system of striped file mice is rarely studied and it’s almost none in Korea. . I investigated burrows systems of nine striped field mice from Yangpyeong and Gangneung using the fluorescent powder tracking. The burrow of striped field mouse was a complex maze formed by several tunnels. The diameter of tunnels was 4-5cm and located close the ground. I identified two types of burrow systems and could not find bedding or feeding places in burrows. 6. The home range and territorial behavior of striped field mouse is the most basic ecological information for management. VHF radio telemetry was performed during two seasons, summer and winter. The seasonal difference between male and female was confirmed. In 95% KDE home ranges, there was no significant difference in summer for both sex, whereas in winter, male home ranges were wider than female’s. The 95% MCP result showed that males had larger home ranges in both seasons. During summer, some females showed diurnal activity. However, males showed complete nocturnal activities in both seasons. Unlike females, males used 1-3 nest during summer