| 초록 |
본 연구 주제는『파리풀과의 계통분류학적 연구와 파리풀의 한반도 종분화 [Phylogeny of Phrymaceae and speciation of Phryma in Korea』로 2014년 11월 개시과제로 총 연구기간은 2014. 11. 1. ~ 2017. 4. 30.(30개월) 이다. 본 연구의 대상 분류군인 파리풀과(Phrymaceae Schauer)는 최근 분자계통학적 연구에 의해 재조명받고 있는 분류군으로 새롭게 계정된 분류체계에 따르면 본과는 기준속인 파리풀속(Phyrma L.)을 포함한 13속에 약 188종을 포함하는 것으로 정리되었으나, 근연의 과들(Mazaceae and Paulowniaceae)과 불분명한 분류학적 유연관계를 보여주고 있고 본 과를 식별할 수 있는 명확한 진단형질이 없어 분류학적인 문제점이 누적되어 있는 분류군이다. 뿐만 아니라, 본 과의 기준종 Phryma leptostachya L. (파리풀)은 미국 동북부와 동북아시아에 제한적으로 서식 되어 있는 종으로 북미에서 동북아로 유입되어 종분화가 일어나고 있는 종으로 계통지리학적 연구에 매우 적합한 대상종이다. 따라서, 본 연구는 크게 두가지의 목적으로 1) Phrymaceae의 계통분류체계 확립 및 형태형질 진화 양상 규명을 규명하여 과의 한계 및 계통학적 유연관계를 명확히 하고, 유용한 형태학적 식별형질을 발굴하는 것과 2) 단형속 Phryma 분류군의 계통지리학적 연구를 통한 한반도내 유입경로와 종분화 기작을 밝혀 북미에 기원을 둔 다른 한반도 식물들의 종분화 기작을 설명할 수 있는 모델종으로서의 가능성을 제시하는 것을 최종 목표로 한다. 첫번재 본 연구의 목표인 Phrymaceae의 계통분류학적 연구를 통해 현재 설정된 Phrymaceae는 대생의 잎, 좌우상칭의 꽃, 이강웅예의 수술, 삼구형의 화분을 갖는 분류군으로 기존에 알려진 바와는 다르게 Paulowniaceae와 보다 근연의 관계를 갖는 것으로 나타났다. Phrymaceae와 Paulowniaceae는 모두 최근 분자분류학적 연구를 통해 재설정된 과들로 기존에 Scrophulariaceae에 속하였던 속들로 구성된 비교적 작은 과들이며, 이들 두 과가 Phrymaceae는 초본성, Paulowniaceae는 목본성이라는 차이를 갖고는 있지만, 유전적 및 형태학적으로 매우 유사한 특성을 보이기 때문에 추후 두 과의 명확한 분류학적 한계를 규명하기 위한 연구가 필요한 것으로 사료된다. 본 연구의 결과인 Phrymaceae내 계통학적 유연관계 및 근연 분류군과의 관게에 관한 결과는 2017년 중국에서 개최되는 국제식물학회(IBC)에 발표할 예정이며, 현재 논문작성도 수행 중에 있다. 단형속이면서 미국동북부와 동북아시아에만 격리되어 분포하는 Phryma분류군은 현재까지 형태학적 차이는 미비한 반면 유전적으로는 완전 분화되어 두개의 개체군이 명확히 구분되는 것으로 알려져 왔으며, 미국동북부가 본 분류군의 기원지인것으로 추정되어 왔다. 하지만, 본 분류군의 출현정보를 기반으로 한 지리분석(GIS)분석에 따르면 본 종은 생태학적으로 매우 유사한 두 환경조건에서 서식하는 niche conservatism을 보여주고 있는 분류군으로 나타났다. 뿐만 아니라, 유전자 변이에 있어서도 실제 두 집단의 차이는 1% 미만으로 두 집단의 차이는 다른 분류군들에서 살펴볼 수 있는 개체군 수준으로 기대치보다 크지 않았으며, 실질적인 유전적 변이는 미국동북부지역에서보다 동묵아시아지역에서 훨씬 활발하게 무작위적으로 일어나고 있는 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과를 기반으로 추론하여 보면 Phryma는 미국동북부의 기원지이기 보다는 동북아시아가 기원지일 확률이 높고, 두 집단이 크게 나누어지기 전에는 온대지역을 중심으로 광범위한 분포를 보여주었을 것으로 추정된다. 하지만, 본 연구 결과가 일부 DNA marker를 기반으로 유전적 변이를 살펴보았기 때문에 전체 게놈수준에서의 유전적 변이를 살펴보고 어떤 유전적 구간에서 어떤 유전적 구조의 차이가 두 집단에서 나타나는지 확인되어야만 두 집단간의 종분화 현상 및 계통학적 관계가 명확하게 규명될 것으로 사료된다. 상기 결과의 일부는 이미 학술발표에서 발표하였으며, 현재 두 개의 논문 1) Spatial disjunction and niche evolution in Phryma leptostachya 2) Distribution and genetic divergence of Phryma leptostahcya in Korea으로 논문 출판 준비 중에 있다. (출처 : 연구결과 요약문 4p) |
