PCR-RAPD와 ITS 서열 분석에 의한 두릅나무과 (Araliaceae) 의 유연관계 분석

A Phylogenetic Relationships of Araliaceae Based on PCR-RAPD and ITS Sequences

국내에 자생하는 두릅나무과 식물의 형태적 분류를 재확인하고, 분자적 방법에 의해 속 및 종간 유연 관계를 파악해 보고자 PCR-RAPD 와 ITS sequence 분석을 실시하였다. 채집된 오갈피과 식물을 이용하여 PCR-RAPD를 실시한 결과 속과 종을 구분할 수 있는 다양한 polymorphic 밴드를 관찰할 수 있었다. 또한 실험에 이용한 두릅나무 개체군 내에서 다양한 쓱 변이가 있음을 확인할 수 있었고, 인삼에서는 재배종 내의 변이는 관찰되지 않았으나 야생종과 재배종간의 유전적 차이가 존재함을 확인할 수 있는 밴드들이 나타났다. ITS분석에서는 각각의 속과 종만이 지니는 특이 염기 서열이 나타나 ITS를 이용한 속과 종 분류가 가능하였다. ITS 염기서열로 작성한 계통수를 분석 한 결과 오갈피속은 음나무속과 근연임을 알 수 있었고, 두릅속과 인삼속이 하나의 계통이며 송악은 다른 속과 명료하게 구분됨을 확인하였다. 두릅속과 인삼속이 근연관계임은 RAPD 결과에서도 확인되었다. 인삼은 RAPD 분석 결과 재배종과 야생종 사이에 변이가 존재함이 관찰되었으나, ITS 분석 결과에서는 야생종과 재배종간의 변이를 관찰 할 수 있는 결과가 나타나지 않았다. 또한 RAPD와 ITS 분석 결과 모두 지역에 따른 재배종 인삼의 유전적 차이도 관찰되지 않았다. 이를 통해 국내에서 재배중인 인삼이 단계통임을 알 수 있었다. ITS 분석에서는 속과 종 수준의 분류가 가능한 특이 염기 서열들이 관찰되었다.

Phylogenetic relationships among species in Araliaceae were analyzed using PCR-RAPD and sequence of ITS region of nuclear ribosomal DNA based on samples collected in Korea. RAPD analysis showed various polymorphic bands which were able to differentiate species and genus, and specific bands showing variations among individuals within species. Cluster analysis using gel images revealed high molecular variability within species of Aralia eleta. No significant variation was found among cultivated species of Panax ginseng, but they showed high genetic differences with wild type of the species. In ITS analysis, specific sequences for each genus and species were observed and these were allowed to differentiate species and genus. Phylogenetic analysis using ITS sequences showed that Acanthopanax and Kalopanax had a close relationship, and Aralia and Panax are monophyletic, but genus Hedera is different species from other species in family Araliaceae in this study. The results showing close relationship between genera Aralia and Panax were also observed in RAPD analysis. Contrary to the results of RAPD analysis of Panax ginseng, sequence analysis of ITS showed no significant difference between wild mountain ginseng and cultivated species of P. ginseng. Also, both RAPD and ITS analysis of P. ginseng showed no significant genetic variability among cultivation sites. Results indicate that P. ginseng cultivating in Korea is monophyletic. The molecular analysis used in this study agreed on classification using morphological feature. These results suggest that molecular techniques used in this study could be useful for phylogenetic analysis of Araliaceae.