Phylogeographic study of Abies koreana and Abies nephrolepis in Korea based on mitochondrial DNA

미토콘드리아 DNA 분석을 통한 구상나무와 분비나무의 계통지리학적 연구

Genetic variations of Abies koreana and Abies nephrolepis were assessed using two mitochondrial DNA regions (nad5 intron 4 and nad5 intron 1) for 16 natural populations to understand their phylogeographical history. Seven polymorphic sites of the two combined regions resulted in the resolution of four haplotypes (M1-M4). The average gene diversity within the population ($H_S$) was 0.098, the total gene diversity ($H_T$) was 0.620, and the interpopulation differentiation was $G_{ST}=0.841$, $N_{ST}=0.849$. The populations were divided into three groups (northern area, central area, southern area) according to their geographic locations. The populations of the northern and southern areas were mostly fixed for M1 and M2, respectively. The populations of the central area showed the highest levels of gene diversity ($H_T=0.654$) due to introgression from the northern area and southern area. The presence of a single mtDNA haplotype in the southern area suggests that current widespread populations have expanded to the central area from a specific refugium population after the last glacial period.

분비나무와 구상나무의 계통지리적 유연관계 파악을 위하여 16개 지역의 구상나무와 분비나무 집단에 대하여 미토콘드리아 DNA(nad5 intron 4, nad5 intron 1 지역)를 이용한 유전적 분석을 수행하였다. 그 결과 총 7 지역의 유전자 변이가 확인되었으며, 4개의 반수체형이 확인되었다. 개체군 내 평균 유전다양성($H_S$)은 0.098, 전체 유전다양성($H_T$)은 0.620으로 관찰되었으며, 개체군 간 분화값은 $G_{ST}=0.841$, $N_{ST}=0.849$로 확인되었다. 조사 개체의 지리적 위치에 따라 일본지역을 제외하고 3개의 그룹(북부지역, 중부지역, 남부지역)으로 나누었다. 북부지역과 남부지역은 대부분 각각 M1, M2 단일의 반수체형을 가지며, 중부지역은 북부지역과 남부지역의 분포경계에 위치하면서 유전자 유입으로 인해 유전 다양성 ($H_T=0.654$) 이 가장 높게 나타난 것으로 판단된다. 현재 남부지역의 단일의 반수체형(M2) 분포는 빙하기 때 북부지역에서 남하한 개체군들이 지리적 격리를 통해 분화하게 되고 빙하기 이후 다시 중부지역까지 분포 확장된 결과로 추측된다.