다유전자 분석을 통한 한국산 녹조류 Desmodesmus속의 계통 (Phylogeny of Desmodesmus (Scenedesmaceae, Chlorophyceae) in Korea based on multigene data analysis)

서지정보

· 발행기관 : 한국환경생물학회
· 수록지 정보 : 환경생물 / 41권 / 4호 / 345 ~ 363페이지
· 저자명 : 유영채, 이남주, 전가영, 이옥민, 양은찬

초록

뗏목말과 녹조류는 담수생태계 주요 우점생물군으로, 형태적 가변성과 종 구분 기준의 복잡성이 증가하고 있어 전 세계 40속 약 380종의 계통분류체계는 명확하지 않다 (Comas and Komarek 1984; Kim 2015a). 우리나라의 뗏목말과는 17속 119종이 알려져 있으나, Desmodesmus 속 38종의 계통관계에 대한 연구는 전무하다. 본 연구 결과는 우리나라 뗏목말과 Desmodesmus속 종간 계통관계를 다유전자 분석을 기반으로 제시한다. 본 연구는 국립낙동강생물자원관 담수생물자원은행 (FBCC)이 보유하고 있는 Desmodesmus속 19종 (unidentifies spp 제외) 70개 배양주의 총 299개 유전자 (핵 18S rRNA, 색소체 atpB, petA, rbcL, 및 tufA) 서열을 분석하였다. 본 연구에서 사용한 Desmodesmus속 종의 생태 및 형태적 특징으로 유연관계를 추정하기는 매우 어려웠다. 그러나 색소체 유전자 (atpB, petA, rbcL 및 tufA)는 핵 18S rRNA 보다 높은 변이율 (P-distance)을 보여주며 종간 계통관계 구축의 유용성을 보여주고 있다. 다유전자 유합계통수는 Desmodesmus속 내 6개 이상의 clades 구분을 제안하고 있다. Clade-1에는 D. serratus, unidentified Desmodesmus sp. 1 FBCC-A515, 및 unidentified Desmodesmus sp. 2 FBCC-A1236를 포함하며, Clade-2는 D. communis, D. dispar, D. maximus, D. pannonicus 및 unidentified Desmodesmus sp. 3 (FBCC-A724 와 FBCC-A725)를 포함한다. Clade-3는 D. bicaudatus와 D. intermedius의 2종을, Clade-4는 D. microspina, D. pleiomorphus, D. subspicatus, 및 unidentified Desmodesmus sp. 10 (FBCC-A1279 및 FBCC-A1332)의 4종을, Clade-5는 D. abundans, D. spinosus, unidentified Desmodesmus sp. 4 FBCC-A1293, 및 unidentified Desmodesmus sp. 5 (FBCC-A1277 등)의 4 종을, Clade-6는 D. armatus, D. armatus var. longispina, D. opoliensis, unidentified Desmodesmus spp 6~9를 포함한다. 담수생물자원은행 (FBCC) 배양주의 새로운 유전자 정보는 뗏목말과 녹조류의 종동정 및 분자생태학적 연구에 활용할 수 있다. 또한 분자계통 결과는 우리나라 Desmodesmus속 녹조류의 종다양성 정보 확대에 기여할 수 있다.

영어초록

The genus Desmodesmus (Chodat) S.S. An, T. Friedl & E. Hegewald is ubiquitous in freshwater ecosystems, such as rivers, ponds, and wetlands. The actual species diversity and distribution of the genus is unknown because of morphological plasticity affected by habitats. Currently, 38 Desmodesmus species have been reported in Korea most of which transferred from the genus Scenedesmus recently, however, no phylogenetic relationships have been studied yet. Despite the challenges in analyzing relationships among Desmodesmus species through the morphology, ecology, and original description, this study focused on examining species-level relationships using the FBCC culture strains isolated from Korea. A total of 299 sequences (66 of 18S rRNA, 47 of atpB, 67 of petA, 52 of rbcL, and 67 of tufA) were newly determined and used for phylogenetic analysis. Four plastid genes tend to have higher variation than 18S rRNA in the variable sites and P-distance. From the combined phylogeny, the Desmodesmus included six clades such as Clade-1: D. pseudoserratus and D. serratus, Clade-2: D. communis, D. dispar, D. maximus, D. pannonicus, unidentified Desmodesmus sp., Clade-3: D. bicaudatus and D. intermedius, Clade-4: D. microspina, D. multivariablis, D. pleiomorphus, D. subspicatus, Clade-5: D. abundans, D. kissii, and D. spinosus, and Clade-6: D. armatus, D. armatus var. longispina, D. opoliensis, unidentified Desmodesmus spp. The new sequence data from FBCC strains will be used to identify species and study the molecular ecology of scenedesmacean green algae in freshwater ecosystems. The phylogenetic information from this study will expand our understanding of Desmodesmus species diversity in Korea.

참고자료

· 없음