국내 재배지의 산초(Zanthoxylum schinifolium)와초피(Zanthoxylum piperitum)의 형태학적 특성과 유전적 다양성

Morphological Characteristics and Genetic Diversity Analysis of Cultivated Sancho (Zanthoxylum schinifolium) and Chopi (Zanthoxylum piperitum) in Korea

국내 농가에서 재배되고 있는 산초 및 초피유전자원의 형태학적 특성과 유전적 다양성을 분석하여 분자생물학적 분류와유전자원평가에 활용하고자 하였다. 산초 수집계통간의 유전적 다형성은 증폭된 총 88개 밴드 중 85개의 다형성 밴드가 검출되어 96.5%였으며, 초피나무 수집계통은 총 58개 밴드 중 다형성 밴드는 35개로 60.3%의 다형성을 나타내었다. 산초나무 수집 계통의 UBC 861 프라이머 500 bp 영역과 UBC 862 프라이머300 bp 영역에서 종 특이적인 밴드가 검출되었다. 신품종 육종의 기초자료로 활용하고자 유전적 유사도 지수를 산출한 결과, 총 32계통간의 유전적 유사도 지수는 최저 0.116에서 최고0.816 사이로 산초나무의 종내 유전적 유사도 지수는 0.177∼ 0.780, 초피나무의 종내 유전적 유사도 지수는 0.250∼0.816 사이로 낮게 나타나 교배육종 소재로 활용이 기대된다. 군집분석 결과, 유전적 유사도 지수 0.302에서 산초나무와 초피나무수집 계통이 분리되어 산초나무 2개 그룹과 초피나무 1개 그룹으로 유집되었다. 반면 유집된 그룹과 형태학적 특성과 연관성은 없었다. 본 연구 결과를 바탕으로 ISSR 마커로 산초와 초피의 종간 구분 마커 개발이 기대되며, 유전적 유사도를 바탕으로교배육종 소재 선발의 가능성이 평가되었다.

The morphological characteristics and genetic relationships among 32 germplasms of Zanthoxylum schinifolium and Zanthoxylum piperitum collected from two farms in Korea were investigated. The traits with the most variability were seed color, leaf size, and spine size. The intraspecific polymorphism of Z. schinifolium and Z. piperitum was 96.5% and 60.3%, respectively. The genetic diversity and Shannon’s information index values ranged from 0.11 to 0.33 and 0.19 to 0.50, with average values of 0.26 and 0.42, respectively. Two ISSR primers (UBC861 and UBC862) were able to distinguish the different species. The genetic similarity matrix (GSM) revealed variability among the accessions ranging from 0.116 to 0.816. The intraspecific GSM for Z. schinifolium and Z. piperitum was 0.177-0.780 and 0.250-0.816, respectively. The GSM findings indicate that Z. schinifolium and Z. piperitum accessions have high genetic diversity and possess germplasms qualifying as good genetic resources for cross breeding. The clustering analysis separated Z. schinifolium and Z. piperitum into independent groups, and all accessions could be classified into three categories. Z. Schinifolium var. nermis belonged to independent groups. Comparison of the clusters based on morphological analysis with those based on ISSR data resulted in an unclear pattern of division among the accessions. The study findings indicate that Z. schinifolium and Z. piperitum accessions have genetic diversity, and ISSR markers were useful for identifying Z. schinifolium and Z. piperitum.