강도다리(Platichthys stellatus)의 Microsatellite DNA marker 개발 및 자연산과 양식산 집단의 유전적 다양성 연구

Abstract

집단 유전학에서 보전생물학에 대한 관심이 증대되고 있다. 이에 본 연구를 통해 강도다리에서 17개의 새로운 microsatellite DNA 마커를 개발하여, 유전적 특징들을 조사하였다. 새로 개발된 microsatellite 유전자좌 17개 중 5개의 유전자좌는 monomorphic하고, 나머지는 모두 polymorphic하였다. 대립유전자수는 평균 11.00였으며 (범위 6-21), 기대치 이형접합체율 (H_(O))과 관찰치 이형접합체율 (H_(E))은 각각 0.375 (KPs 20)에서 0.938 (KPs 27)과 0.553 (KPs 18)에서 0.888 (KPs 27)이었다. 7개의 유전자좌는 유의적으로 Hardy-Weinberg disequilibrium (P<0.05)에서 벗어났다. 이러한 결과 microsatellite DNA 마커는 유전적 다양성 조사에 유용한 것을 나타냈다. 우리는 동해안에서 채집한 강도다리의 자연산과 양식산 집단의 유전적 다양성을 조사하였다. 17개의 microsatellite DNA 마커 중 12개의 높은 변이를 가지는 microsatellite 유전자좌를 가지고, 두 집단에서 총 78개체를 조사하여 집단의 다양성과 분화를 확인하였다. 총 139개의 다른 대립유전자수를 가졌으며, 자연산 집단에서 많은 unique한 대립유전자 (한 집단에서만 가지는 대립유전자)가 확인되었다. 평균 대립유전자수는 자연산 집단에서 11.00였지만, 양식산 집단에서는 7.25이였고, KPs1, KPs12B and KPs18 유전자좌에서 특히 두드러지는 차이를 보였다. 평균 관찰치 이형접합체율 (H_(O))과 기대치 이형접합체율 (H_(E))은 자연산 집단에서 각각 0.668과 0.750, 양식산 집단에서 각각 0.639과 0.664이었다. 유전자 다양성 (Gd)은 자연산 집단에서 0.55 (KPs 18)에서 0.89 (KPs 27), 양식산 집단에서 0.24 (KPs 18)에서 0.87 (KPs 27)이었다. FST값은 두 집단에서 유의적인 유전적 분화를 나타냈다. 그러므로 M (Garza-Williamson index)값은 자연산 집단에서 0.312, 양식산 집단에서 0.225로 감소하였다. 이것은 일명 병목현상으로 유효크기가 감소했기 때문으로 사료된다. 이러한 우리의 결과는 한국의 강도다리의 보존, 관리, 유전 육종 등에서 다양한 유전자 정보로 사용될 수 있을 것이다.

Data on population genetic diversity become a growing interest in the context of conservation biology. In this study, we developed 17 new microsatellite markers to examine genetic characteristics of wild and cultured starry flounder populations in eastern Korea. The genetic variabilities varied depending on the locus. Twelve loci were found to be polymorphic, showing an average of 11.00 alleles per locus (range 6-21) except one locus of 3. Five loci were monomorphic. Seven loci showed significant Hardy-Weinberg disequilibrium at P < 0.05 level. The high variabilities revealed in this study suggest that microsatellites should prove useful for various genetic investigations. We investigated genetic diversity of wild and cultured starry flounder populations in eastern Korea. A total of 78 individuals over two populations were analyzed for 12 highly variable microsatellite loci to determine the extent of genetic variation and differentiation in populations. All of 12 microsatellite loci in this study showed marked polymorphism. A total of 139 different alleles were identified. In each population, many alleles were unique but more many unique alleles were identified in wild population. Average alleles per locus were 11.00 in wild population but 7.25 in cultured population, showing large differences in locus KPs1, KPs12B and KPs18. The mean observed and expected heterozygosities were 0.668 and 0.750 in wild population respectively but 0.639 and 0.664, in cultured population. Gene diversity ranged from 0.55 to 0.89 in wild population and from 0.24 to 0.87 in cultured population. F_(ST) value showed significant genetic differentiation among two populations. Furthermore, the value of M (Garza-Williamson index) decreased 0.312 in wild population to 0.225 in cultured population, suggesting the cultured population has experienced a reduction in effective size, i.e. bottleneck. These results can be used as valuable genetic information for the preservation, the management and further genetic improvement of Korean starry flounder.