Genetic Variation of some Patches of Eleutherococcus senticosus (Rupr. & Maxim) Maxim. in Korea

국내(國內) 가시오갈피 군락(群落)의 유전변이(遺傳變異) 분석(分析)

The aim of this study was to described the genetic structure of Eleutherococcus senticosus in Korea. We investigated 10 patches, which are eight Korean patches and two foreign patches come from Russia and China growing at Korean habitat, using ISSR(inter-simple sequence repeats) markers. In ISSR PCR, the overall percentage of polymorphic ISSR amplicons was 76% and the mean number of amplicons per ISSR primer was 11.5, which were higher than the RAPD results for the some cultivars collected in Korea(Kim et al., 1998) ; 57% and 5.7, respectively. So ISSR markers provide more powerful tool than RAPD markers for the investigation of genetic variation in E. senticosus. There are relatively high genetic variation among patches as 62.8%, but low variation within eight Korean patches. Such pattern of genetic variation, which is not ordinary in other tree species, may be result from the narrow and limited habitats and the asexual reproduction of this species at the natural stands in Korea. Although the small sample size in this study seemed to be resulted in the high genetic variation among patches, the overall genetic interpretation of this study might not be much affected on the basis of the characteristics of the distribution and the reproduction system of E. senticosus. Analysis of genetic distance between all pairs of the patches did not reveal any trends with regard to geographic distance, which was confirmed by the results obtained from AMOVA(analysis of molecular variance) and PCA(principal component analysis). These results suggest that, in addition to the preservation of the natural stands, the conservation of larger number of patches with small number of individuals per patch is more effective for the ex situ conservation and for maintaining the genetic diversity of E. senticosus in Korea than smaller patches with large number of individuals.

가시오갈피 군락의 유전변이를 파악하기 위하여 국내산 8개 군락과 러시아산, 중국산 각 1개 군락등 총 10개 군락, 67개체에 대한 ISSR(inter-simple sequence repeats) 표지자 분석을 실시하였다. 국내산 가시오갈피의 ISSR 표지자 분석에서 76%의 다형성 증폭산물 (primer당 평균 11.5개)을 확인했으며, 가시오갈피 수집종에 대한 RAPD 표지자 분석 (Kim등(等), 1998)의 다형성 비율 57%(primer당 평균 5.7 개) 보다 높게 나타나서, ISSR 표지자 분석이 RAPD 표지자 분석보다 많은 정보를 제공할 수 있었다. 국내 가시오갈피 8개 군락의 유전변이분석에서 군락간 유전변이가 62.8%로 매우 높게 나타났는데, 이러한 결과는 자생지의 좁은 면적과 무성번식에 의한 군락 유지기작에 기인하는 것으로 생각된다. 또한 본 연구의 제한된 시료수가 군락간 높은 유전변이를 설명하는 요인이 될 수도 있지만, 가시오갈피 군락의 번식특성과 분포양상을 고려할 때 유전적 해석에 미치는 영향은 미미한 것으로 생각된다. 유연관계분석에서는 자생지의 지리적 위치와 군락의 유전적 연관성을 찾을 수 없었으며 이러한 경향은 AMOVA 결과 및 주성분분석에서도 확인할 수 있었다. 따라서 국내 가시오갈피의 유전자원보존을 위해서는 자생지 보호와 더불어 현지의(ex situ)보존에서는 군락당 소수 개체를 다수의 군락에서 선발하는 군락 위주의 선발이 효과적일 것으로 생각된다.