멸종위기종 Ⅰ급 귀이빨대칭이(이매패강: 연체동물문)의 보존유전학적 고찰

Abstract

현재 멸종위기종 야생동물 Ⅰ급에 속하는 무척추동물 총 4종 중 하나인 귀이빨대칭이(Cristaria plicata)는 연체동물문(Molluska) 이매패강(Bivalvia) 석패목(Unionida) 석패과(Unionidae)에 속하는 종이다. 국내에는 낙동강 중·하류에 주로 분포하며 경상남도, 전라북도, 충청남도 등지에서도 보고되었다. 과거 인공 진주조개 모패로 사용되어 인위적인 이주 사례가 있으며 담수 진주 양식에 이용되는 종으로 우리나라에서도 일제 강점기에 낙동강에서 진주 양식을 했던 것으로 알려져 있다. 현재 한국적색목록에 멸종위기범주로 평가되어 있으나 보존을 위한 계통분류학적 연구는 거의 이루어진 바가 없는 실정이다. 또한, 현재까지 광범위한 분포를 나타내는 귀이빨대칭이(Cristaria plicata)에 대한 이주경로, 혹은 유전적 구조에 관한 연구는 이루어진 바는 거의 없으며 또한 도입종이라는 주장도 제기되었으나, 이주경로와 이입경로 등의 연구가 부족하여 도입 여부를 판단하기 어렵다. 따라서 국내 귀이빨대칭이가 도입종인지 고유종인지 확인하기 위한 유전학적 연구가 필요하다. 본 연구에서는 미토콘드리아 16S rRNA 염기서열을 이용하여 유전적 정보를 토대로 국내 귀이빨대칭이 집단의 유전적 다양도와 지리적 위치에 따른 유전적 구조 형성 여부를 알아보고, 분자 계통 분석을 통해 국내 도입 여부를 파악하여 계통분류학적 위치를 조사하고자 하였다. 국내 귀이빨대칭이(Cristaria plicata)의 유전적 다양성 측정은 단상형 다양도(Hd)와 뉴클레오타이드 다양도(π) 분석을 통해 이루어졌다. 단상형 다양도(Hd)와 뉴클레오타이드 다양도(π) 분석 결과 DA1(대암 1)지역이 상대적으로 가장 높은 값을 나타내었고 DA2(대암2) 지역이 가장 낮은 값을 나타내었으며 대체로 모든 지역의 다양도가 낮게 나타났는데 금강 유역 보다는 우포와 대암1이 속한 낙동강 유역에 분포하는 지점들이 단상형의 종류와 출현 빈도수를 볼 때 보존 가치가 높다는 것을 알 수 있었다. 따라서 금강 유역보다는 낙동강 수계의 지점들에 집중된 보존전략이 필요한 것으로 분석되었다. 지리적 위치에 따른 유전적 구조의 형성 여부는 AMOVA(analysis of molecular variance) 분석과 FST 값 분석을 통해 알아보았다. 우리나라 지리분포에 따라서 서쪽 지역인 충남 지역과 전북 지역을 A, 동쪽 지역인 경남과 대구지역을 B로 나누어 A와 B지역을 AMOVA 분석하였으며, 그룹 사이의 변이 값이 1.83, 지역 그룹 내 집단 사이의 변이 값이 –3.45로 A와 B 지역의 유전적 구조가 거의 형성되어있지 않아 국내 귀이빨대칭이가 도입종일 가능성이 높다는 것을 알 수 있었다. 국내 귀이빨대칭이(Cristaria plicata) 개체들의 유연관계를 분석하기 위해 MEGA-X 10.18 프로그램을 이용하여 16S rRNA 유전자에 대한 분자 계통 분석을 실시하였다. NJ와 ML 계통수 분석 결과 지역별 유전적 구조의 차이가 뚜렷하게 나타나지 않으며 각 집단의 45개체들이 공통조상을 공유하는 단계통군을 이루는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로 본 연구를 통해 국내 귀이빨대칭이는 지역별 뚜렷한 유전적 구조를 형성하지 않는다는 것을 알 수 있었으며 국내 귀이빨대칭이는 도입종일 가능성이 높다는 것을 확인하였다.;Cristaria plicata one of a total of four invertebrates belonging to the current endangered wild animals Class I. In Korea, it is mainly distributed in the middle and lower streams of the Nakdong River, and has been reported in Gyeongsangnam-do, Jeollabuk-do, and Chungcheongnam-do. In the past, it was used as an artificial pearl shell, and there have been cases of artificial migration. It is a species used for cultivation of freshwater pearls. It is a species used for cultivation of freshwater pearls. Currently, it is evaluated as an endangered species on the Korean Red List, but few phylogenetic studies for conservation have been conducted. In addition, there have been few studies on the migration pathway or genetic structure of Cristaia plicata, which has a wide distribution until now. Due to lack of research, It is difficult to judge whether it is introduced or not. Therefore, genetic studies are needed to determine whether the Cristaia plicata in Korea is an introduced or endemic species. In this study, using mitochondrial 16S rRNA nucleotide sequence, we tried to analyze the genetic structure of domestic ear-tooth symmetrical teeth based on genetic information, and to determine the molecular phylogenetic location and the presence of domestically introduced species. The genetic diversity of Cristaia plicata in Korea was measured through monophasic diversity (Hd) and nucleotide diversity (π) analysis. As a result of analysis of monophasic diversity (Hd) and nucleotide diversity (π), the DA1 (Daeam 1) region showed the highest value, and the DA2 (Daeam 2) region showed the lowest value. and the diversity of all areas was generally low. However, it can be seen that the points distributed in the Nakdong River basin rather than the Geum River basin have higher conservation value based on the type of single-phase type and frequency of appearance analysis. Therefore, it was analyzed that a conservation strategy focused on the Nakdong River water system rather than the Geum River basin is needed. The formation of genetic structures according to geographic location was investigated through AMOVA(analysis of molecular variance) and FST value analysis. According to the geographic distribution of Korea, AMOVA analysis was performed for regions A and B by dividing the west region of Chungnam region and Jeonbuk region into A and the eastern region of Gyeongnam and Daegu region into B. The variance between groups was 1.83, The mutation value was -3.45, indicating that the genetic structure of the A and B regions was hardly formed. Molecular phylogenetic analysis of the 16S rRNA gene was performed using the MEGA-X 10.18 program to analyze the relationship between the Cristaia plicata individuals in Korea. As a result of the analysis of the NJ and ML phylogenetic trees, there was no clear difference in the genetic structure of each region, and 45 individuals of each group formed a step-by-step group that shared a common ancestor. Therefore, it can be seen that Cristaia plicata in Korea do not form a distinct genetic structure by region, and it can be said that Cristaia plicata in Korea is highly likely to be an introduced species.