A phylogenetic analysis of the genus Pilea (Urticaceae) using nrDNA and cpDNA sequences
Ae-Ra Moon
1, Jeong-Mi Park
2and Chang-Gee Jang
3*
1Department of Gardens Education, Korea National Arboretum
2Plant Resources Division, National Institute of Biological Resources, Incheon, 404-170, Korea
3Department of Biology Education, Kongju University, Gongju 314-701, Korea (Received 28 April 2015; Accepted 29 May 2015)
한국산 물통이속(Pilea) 식물의 nrDNA, cpDNA를 통한 계통분석
문애라1·박정미2·장창기3
1국립수목원 전시교육과, 2국립생물자원관 식물자원과, 3공주대학교 생물교육과
ABSTRACT: A study of the genus Pilea in Korea including five taxa was carried out using molecular phyloge- netic methods. The majority of members of the genus Pilea in Korea are annual herbs, and they live in moist habitats, flowering in summer and fruiting in autumn. The results of a phylogenetic analysis using nrDNA and cpDNA supported the recognition of P. japonica, P. peploides, and P. taquetii. Pilea taquetii from Mt. San- bangsan in Jeju was nested within P. hamaoi and P. mongolica clade instead of the P. taquetii clade, with P.
taquetii from Mt. Jirisan also separated from the P. taquetii clade. This indicates that the separation is not geo- graphical isolation, but is instead related to taxonomic problems. Therefore, further study of the P. taquetii group is necessary.
Keywords: molecular phylogeny, Pilea, nrDNA, sequences, clades
적 요: 한국산 물통이(Pilea)속 식물의 분자계통학적 연구를 통해서 총 1속 5분류군으로 정리하였다. 물통이속은
모두 1년생 초본으로, 그늘지고 습기가 있는 지역에서 서식하며, 여름에 꽃이 피고, 가을에 열매를 맺는다. nrDNA 의 ITS regions과 cpDNA의 psbA-trnH regions의 DNA 염기서열의 분석 결과, 산물통이, 물통이는 분계조를 각각 형 성하였다. 하지만 제주 산방산의 제주큰물통이는 내륙지역의 지리산에서 자생하는 제주큰물통이와 같은 분계조를 형성하지 못하고 큰물통이, 모시물통이와 섞여 분계조를 형성하였다. ITS1, 4 regions에서만 DNA 염기서열이 분석 된 지리산의 제주큰물통이 역시 완전히 다른 분계조를 형성하였다. 단순히 지리적인 차이로 인해 형성되었다고 보기에 무리가 있을 것으로 생각되어지며, 후에 좀 더 많은 연구가 이루어져야 할 것으로 생각되어진다.
주요어: 분자계통, 물통이속, 핵유전자, 염기서열, 분계조
물통이속(Pilea Lindl.)은 쐐기풀과(Urticaceae)의 가장 큰 속으로, 전 세계적으로 600−700분류군이 속한다고 알려 져 있으며(Adams, 1970; Burger, 1977; Monro, 2004), 암꽃의 화피는 3−5개의 열편으로 갈라지고, 주두는 붓 형태의 특
이한 형태를 이루며, 수술이 튀어나왔을 때 꽃가루가 바 람이 불어서 흩어지듯 동시에 흩어지는 특징을 가져 대포 식물(artillery plant)이라고도 한다. 본 속의 식물들은 오스 트레일리아와 뉴질랜드를 제외한 열대, 아열대 및 온대 지역에 넓게 분포하고 있으며, 속 내 대부분의 분류군은 육질성이고, 그늘이 있는 서늘한 지역을 좋아하며, 초본 성, 아관목성, 관목성 등 다양한 식물형(plant habit)을 지닌 다(Heywood, 1991).
본 속의 분류군에 대한 분류학적 연구는 Weddell (1856,
*Author for correspondence: [email protected] http://www.pltaxa.or.kr
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1869)이 엽형과 엽연의 형태로 Integrifoliae Weddell, Heterop- hyllae Weddell 와 Dentatae Weddell 의 3절로 구분하였던 것이 처음이다. Chen (1982, 1995)은 암꽃 화판의 수, 암꽃 화판의 형태, 엽맥의 형태, 수꽃 화서의 구조 등을 분류형질로 적용 하여, Achudemia (Blume) C. J. Chen, Smithiella Dunn ex C. J.
Chen, Tetrameris C. J. Chen, Pilea, Dimeris C. J. Chen, Urticella Miquel in Martius, Lecanthoides C. J. Chen 등의 7절로 구분한 바 있으며, Chen and Monro (2003)에 의해 속의 분류학적 연 구가 7절로 최종적으로 수정되었다(Table 1).
우리나라에는 5종의 물통이속 식물이 자생하고 있으며 환경에 대한 적응력이 높아 어느 지역이든 쉽게 적응하여 활착하지만 특히, 그늘이 지고 습한 지역에 주로 분포하 고 있으며, 해발고도가 낮은 지역에는 P. peploides (Gaudich.) Hook. & Arn. (물통이), P. mongolica Wedd. (모시 물통이), P. hamaoi Makino (큰물통이) 등이 자생하고, 해발 고도가 높은 지역에는 P. taquetii Nakai (제주큰물통이), P.
japonica (Maxim.) Hand.-Mazz. (산물통이)가 분포하고 있 다. 종간에서는 자생하는 환경은 습한 지역으로 비슷하지 만, 지리적인 격리와, 해발의 차이로 인해 형태적인 차이 가 발생하고 있다.
선행되어진 한국산 물통이속에 대한 연구로는 종의 화 학적 성분에 관한 연구(Kwon, et al., 1997; Ahn, 2003)가 전 부로 자생하는 물통이속 식물에 대한 분류학적 연구는 찾 기 힘들고, 분자계통학적인 연구는 전무한 상황이다.
Moon (2011)의 석사학위 연구에서는 물통이와 제주큰물 통이, 산물통이는 식물체의 크기, 잎의 형태, 화서의 형태 에서 쉽게 구분되며, 모시물통이와 큰물통이는 완전히 성 숙하기 전에는 육안으로 확인하여 분류하기에 어려움이 있지만 완전히 성숙한 화서를 가지고 있을 때는 쉽게 분 류가 가능하다고 발표되었다.
nrDNA인 ITS (internal transcribed spacer) 지역과 cpDNA 인 psbA-trnH 지역은 식물의 계통분석에 널리 사용되고 있으며, 진화속도가 빠르므로 유전자간의 변이성이 높아 종간이나 속간의 유연관계와 진화 경향성을 파악하는 데 널리 사용되고 있다(Baldwin, 1992; Soltis et al., 1992).
우리나라에 분포하는 물통이(Pilea)속 5분류군은 7절로
구분한 Chen(1982)의 분류체계를 기준으로, 산물통이(P.
japonica (Maxim.) Hand.-Mazz.)는 Achudemia절에 속하고, 물통이(P. peploides (Gaudich.) Hook. & Arn.)는 Dimeris절에 속하고, 나머지 큰물통이(P. hamoi Makino), 모시물통이(P.
mongolica Wedd.), 그리고 제주큰물통이(P. taquetii Nakai) 는 Urticella절에 속한다. 이들을 구분하는 주요한 형질은 화서, 잎의 가장자리, 엽병의 길이, 암꽃의 화피의 개수, 열 매의 반점 등으로, P. hamoi, P. mongolica, 그리고 P. taquetii 는 화서와 잎의 가장자리의 형태 등으로 분류하기에는 많 은 어려움이 있다. 특히 P. hamoi와 P. mongolica는 화서가 완전히 성숙하기 전에는 그 크기나 모양이 서로 비슷하여 동정의 어려움이 있다. 특히 종을 구분하는 주요 형질인 잎의 형질은 생육환경의 변화에 대한 적응으로 변이가 심 하여 동정에 큰 어려움을 주었다. 그리고 제주특산종인 P.
taquetii 역시 다른 종과의 형태학적 형질의 분명한 차이를 확인하기 어렵다. 이 연구는 우리나라에 서식하는 물통이 속 5종에 대한 분류학적 문제를 검토하여, 속 내 종간의 유 연관계를 확인하고자 수행하였다.
재료 및 방법
재료
2009년 8월부터 2010년 11월까지 전국 각 지역에서 채 집하거나 국립수목원의 표본관 (KH), 난대림연구소의 표 본관(WTFRC)에 소장되어 있는 석엽표본을 사용하였다 (Table 2). 직접 채집한 식물들은 석엽표본으로 제작하고, Table 1. Sections of Pilea recognized by various authors. Moon (2011) classified Korean Pilea species into three sections.
Weddell 1856, 1869 Chen 1982, 1995;
Chen and Monro 2003 Moon, 2011
Integrifoliae Heterophyllae Dentatae
Achudemia Smithiella Tetrameris Pilea Dimeris Urticella Lecanthoides
Urticella Dimeris Achudemia
Table 2. Materials and collection data of genus Pilea in Korea. *WTFRC: Warm-Temperate Forest Research Center. GW: Gangwon-do, GN:
Gyeongsangnam-do, CN: Chungcheongnam-do, CB: Chungcheongbuk-do, JN: Jeollanam-do, JJ: Jeju-do.
Taxa Collection site Voucher and date
Pilea hamaoi Makino
CB: Yongjin-ri, Danyang-gun Moon, A. R., Oct. 8. 2009 (KNH) CB: Uipung-ri, Danyang-gun Moon, A. R., Oct. 9. 2009 (KNH) CB: Guinsa, Danyang-gun Moon, A. R., Oct. 6. 2009 (KNH) CB: Namchengyegok, Danyang-gun Moon, A. R., Sep. 27. 2009 (KNH) CN: Mun-geum-ri, Gongju-si Moon, A. R., Sep. 10. 2009 (KNH) CN: Kongju university, Gongju-si Moon, A. R., Oct. 2. 2009 (KNH) GN: Sudosan, Geochang-gun Moon, A. R., Sep. 27. 2009 (KNH)
일부는 70% 에탄올에 고정하여 액침표본으로 제작한 후 공주대학교 표본관(KNH)에 보관하였다.
DNA 추출
재료는 채집지마다 각 분류군을 1종씩 선정하여 일정 부위의 잎을 수집하여 각 개체 별로 실리카겔 봉투에 넣 은 후, 완전히 건조시켰다. 건조시킨 재료는 분쇄기(retsch, MM200)로 파쇄한 후, DNA 추출 kit (DNeasy Plant minikit, Qiagen)를 사용하여 Total genomic DNA를 추출하였다.
PCR 및 염기서열 결정
각 DNA 마커를 50 µL의 중합효소연쇄반응(PCR)에 의 해 증폭하였다. 반응 구성물은 5 µL의 10x Pfu DNA buffer, 1µL의 10 mM dNTP, 양방향의 1 µL의 10 pmol 프라이머, 1µL의 template DNA, 0.5 µL의 Pfu DNA 중합효소와 나머 지는 증류수로 채워 50 µL를 정량하였다. ITS nrDNA 마커 의 중폭을 위하여 ITS1 (5'-TCC GTA GGT GAA CCT GCG G-3')과 ITS4 (5'-TCC TCC GCT TAT TGA TAT GC-3')
(White et al., 1990)를 사용하였다. 95oC에서 2분간 초기 해 리반응을 하고, 95oC 20초, 50oC 40초, 72oC 1분을 하나의 cycle로 하여 총 30cycle을 수행하고, 72oC에서 5분간 고정 하였다. psbA-trnH 부위는 trnH (5' -CGC GCA TGG TGG ATT CAC AAT CC-3')와 psbA (5'-GTT ATG CAT GAA CAT AAT GCT C-3')를 사용하고 (Shaw et al. 2005) 80oC에서 5분 간 초기 해리반응을 했다. 94oC에서 30초, 50−56oC에서 30 초, 72oC에서 1분을 하나의 cycle로 하여 총 35cycle을 수행 하고, 72oC에서 10분간 고정하였다. PCR product는 시판되 는 Kit (Solgent, PCR purification Kit)를 이용하여 증폭된 DNA만을 정제하고, 1% agarose gel에 1 µL를 적재하여 농 도를 확인하였다. 정제된 PCR 산물은 PCR 프라이머를 이 용하여 양방향으로 염기서열을 결정하였다.
염기서열 정렬 및 계통수 제작
각 시료에 대한 정방향 및 역방향 염기서열은 Sequencher (ver4.8; Gene Codes Corporation, Ann Arbor, MI, USA)를 사 용하여 조합(assembling)하였다. 조합된 염기서열은 MacClade Table 2. Continued.
Taxa Collection site Voucher and date
Pilea hamaoi Makino
JJ: Gimnyeong-ri, Jeju-si Kim, C. S,. et al. Nov. 27. 2007 (WTFRC) JJ: Doloreum, Seogwipo-si Kim, J. et al. Oct. 19. 2007 (WTFRC) JJ: Muljanggol, Jeju-si Kim, C. S., et al. Nov. 27. 2007 (WTFRC)
P. japonica (Maxim.) Hand.-Mazz.
GW: Gariwangsan, Jeongseon-gun Moon, A. R., Sep. 20. 2009 (KNH) GW: Sulaksan, Sokcho-si Moon, A. R., Sep. 7. 2009 (KNH)
P. mongolica Wedd.
GW: Sulaksan, Sokcho-si Moon, A. R., Sep. 7. 2009 (KNH) CB: Yongjin-ri, Danyang-gun Moon, A. R., Oct. 8. 2009 (KNH)
CN: Tapgok-ri Moon, A. R., Sep. 10. 2009. (KNH)
GN: Sudosan, Geochang-gun Moon, A. R., Sep. 27. 2009. (KNH) GN: Namdukusan, Geochang-gun Moon, A. R., Sep. 27. 2009. (KNH) JJ: Sanghyo-dong, Seogwipo-si Kim, C. S., Sep. 17. 2002. (WTFRC) JJ: Tosan-ri, Seogwipo-si Kim, C. S., Sep. 11. 2002. (WTFRC)
P. peploides (Gaudich.) Hook. & Arn.
CB: Sobaiksan, Danyang-gun Moon, A. R., Sep. 15. 2009. (KNH) GW: Sulaksan, Sokcho-si Moon, A. R. ,Sep. 7. 2009 (KNH) GN: Sudosan, Geochang-gun Moon, A. R., Aug. 28. 2009. (KNH) JJ: Suak valley, Seogwipo-si Moon, M. O., Aug. 21. 2003. (WTFRC) JJ: Jegioreum, Seogwipo-si Aug. 09. 2002. (WTFRC)
P. taquetii Nakai
JJ: Sanbangsan, Seogwipo-si Moon, A. R., Oct. 7. 2009. (KNH) JJ: Jeju-do Lee, Y. M., et al. Sep. 20. 2000. (KHB) JN: Jirisan, Gurye-gun Park, S. H., Jun. 17. 2003. (KHB) Boehmeria longispic Steud. GN: Danjibong, Geochang-gun Jang. C. G. Jun. 19. 2009. (KNH)
outgroup
B. spicat (Thunb.) Thunb. GN: Namdukusan, Geochang-gun Jang. C. G. Sep. 27. 2009. (KNH) outgroup
4.08 (Maddison and Maddison, 2000)를 거쳐 Clustal X (Thompson et al., 1997)를 사용하여 정렬하며, 다시 MacClade를 이용한 수작업으로 최종 정렬하였다. 정렬결 과 발생한 gap은 결여형질(missing character)로 처리하였 으며, 모든 형질은 동일한 가중치를 적용하였다.
Parsimony analysis, Neighbor joining (NJ)는 PAUP ver.4.0b (Swofford, 2002)를 사용하여 수행하였다. Parsimony analysis는 Heuristic search를 이용하였으며, Heuristic
search의 option으로 TBR branch-swapping algorithm을 적 용하였다. 또한, Retention Index (RI: Farris, 1989)는 PAUP 에서 구했다. 외군(outgroup)으로는 Boehmeria에 속하는 2 종을 포함하였다(Table 2). 총 5종 30개의 시료와 외군 2종 의 nrITS와 psbA-trnH 지역의 DNA 염기서열을 파시모니 및 Neighbor Joining (NJ) 방법으로 분석하여 Bootstrap consensus 계통수와 NJ 계통수를 각각 제작하여 논의에 활용하였다.
Fig. 1. Bootstrap consensus tree reconstructed by maximum parsimony analysis of nrITS sequence data for 30 Pilea accessions representing 5 Korean species. Numbers above branch indicate bootstrap consensus percentages.
결과 및 고찰
nrITS 지역의 DNA 염기서열의 길이는 517 bp로 정렬되 었으며, 파시모니 분석 결과 일치계수 CI (Consistency Index)와 보유계수 RI (Retention Index) 값은 각각 0.905와 0.936로 높았으며, RC (Rescaled consistency Index) 역시 0.847로 비교적 높게 나타났다. 염기서열분석 결과 얻어 진 NJ 계통수, Bootstrap 합의계통수는 Fig. 1−2과 같으며 이들은 모두 비슷한 양상으로 나타났다. 외군인 B.
longispica와 B. spicata는 물통이속과 뚜렷이 분리되었다.
P. taquetii는 화서가 성글게 생긴 것은 P. taquetii와 같지만 잎의 형태나 거치는 P. hamaoi와 유사성이 보이는 것이 하 나의 분계조로 묶여 형성된 것으로 생각된다. 지리산 P.
taquetii는 제주도의 P. taquetii와 하나의 분계조를 형성하 지 않고 독립되어 나타나는데, 이 시료는 표본으로 확인 하였으며, 화서는 성글게 맺히고, 잎도 연약한 것이 P.
taquetii와 유사하지만 엽연이 확인된 다른 형질인 파상거 치, 둔거치, 예거치, 치아상거치와는 다른 침상거치가 확 인되었다. 이 결과, 지리산의 P. taquetii는 다른 분류군과 섞이지도 않아 다른 종으로 구분되어야 한다고 생각되며,
Fig. 2. NJ (Neighbor joining) tree based on nrITS sequences obtained from 30 accessions of Korean Pilea species.
또한 중국에서 확인된 P. racemosa (Royle) Tuyama와 외부 형태학적으로 엽형, 엽연, 화서의 길이 등이 유사한 것으 로 보여 자세한 연구가 필요할 것으로 생각된다(Fig. 1).
NJ tree의 분석결과, P. japonica가 다른 Pilea속 분류군과 분 리되어 이들의 자매군으로 기부에서 분지하였으며, 나머 지 P. hamaoi, P. mongolica, P. taquetii, P. peploides 중에서 P.
peploides는 독립된 분계조를 형성하였다. 하나로 묶인 P.
hamaoi, P. mongolica와 하나의 P. taquetii는 외부형태학적으 로 잎의 형태와 화서 등의 구분이 모호한 것과 일치하는 것
으로 생각되며, P. taquetii는 화서가 성글게 맺히는 것은 P.
taquetii와 같지만 잎의 형태나 거치는 P. hamaoi와 유사성이 보이는 것이 하나의 분계조로 묶여 형성된 것으로, 이들의 유연관계가 높다고 생각된다. 지리산의 P. taquetii는 하나의 분계조로 형성되었는데, 이 시료는 표본으로 확인하였고, 직접 확인하지는 못했지만 화서는 성글게 맺히고, 잎도 연 약한 것이 P. taquetii와 유사하지만 엽연이 확인된 다른 형질 과는 다른 침상거치가 확인되었다. 이 결과, 지리산의 P.
taquetii는 다른 분류군과 섞이지도 않아 다른 종으로 구분되
Fig. 3. Bootstrap consensus tree reconstructed by maximum parsimony analysis of psbA-trnH sequence data for 29 Pilea accessions representing 5 Korean species. Numbers above branch indicate bootstrap consensus percentages.
어야 한다고 생각된다. 중국에서 확인된 P. racemosa (Royle) Tuyama와 외부 형태학적으로 유사성으로 보이는 것으로 생 각되며, 이는 자세한 연구가 필요할 것으로 생각된다(Fig. 2).
cpDNA의 psbA-trnH 지역의 염기서열 계통분석 결과, 일치계수 CI (Consistency Index)와 보유계수 RI (Retention Index)는 각각 0.843과 0.910였으며, RC (Rescaled Consistency Index)는 0.767이었다. 염기서열분석 결과 얻어진 NJ 계통 수 및 Bootstrap 합의계통수는 Figs. 3−4와 같다. Bootstrap 계 통수의 분석결과는 100%의 Bootstrap 값으로 P. japonica는 완전히 구분되어 분계조를 형성하였고, 다른 P. hamaoi, P.
mongolica, P. taquetii, P. peploides는 73%의 Bootstrap 값으로 묶여 형성되었다. 이 분계조 안에서 P. peploides와 제주도 의 P. taquetii 두 개체는 각각의 분계조를 형성하였다. 91%
의 Bootstrap 값으로 묶인 P. hamaoi, P. mongolica와 하나의 P.
taquetii는 외부형태적으로 잎의 형태와 화서 등의 구분이 모호한 것과 일치하는 것으로 생각되며, P. taquetii는 화서 가 성글게 맺히는 것은 P. taquetii와 같지만 잎의 형태나 거 치는 P. hamaoi와 유사성이 보이는 것이 하나의 분계조로 묶여 형성된 것으로 생각된다(Fig. 3).
NJ 분석결과 P. japonica는 완전히 구분되어 분계조를 형
Fig. 4. NJ (Neighbor joining) tree based on psbA-trnH sequences obtained from 29 accessions of Korean Pilea species.
성하였고, 다른 P. hamaoi, P. mongolica, P. taquetii, P.
peploides는 묶여 분계조를 형성했다. 이 분계조 안에서 P.
peploides는 각각의 분계조를 형성하였다. 하나로 묶인 P.
hamaoi, P. mongolica와 하나의 P. taquetii는 외부형태학적 으로 잎의 형태와 화서 등의 구분이 모호한 것과 일치하 는 것으로 생각되며, P. taquetii는 화서가 성글게 맺히는 것 은 P. taquetii와 같지만 잎의 형태나 거치는 P. hamaoi와 유 사성이 보이는 것이 하나의 분계조로 묶여 형성된 것으로, 이들의 유연관계가 높다고 생각된다(Fig. 4).
nrITS 지역과 cpDNA의 psbA-trnH 지역의 DNA 염기서
열 자료를 통합하여 파시모니 분석을 실행한 결과 일치계 수 CI (Consistency Index)와 보유계수 RI (Retention Index) 값은 각각 0.910과 0.952였으며, RC (Rescaled consistency Index)는 0.856이었다. 파시모니 분석 결과 얻어진 계통수 는 Figs. 5−6과 같다.
NJ 계통수와 Bootstrap 합의계통수(파시모니 분석)는 모 두 비슷한 양상으로 나타났다. 외군인 B. longispica과 B.
spicata는 완전히 다른 분류군으로 기부에 분계조를 각각 형성하였다. Bootstrap 합의계통수의 분석결과는 100%의 Bootstrap 값으로 P. japonica는 완전히 구분되어 분계조를
Fig. 5. Bootstrap consensus tree reconstructed by maximum parsimony analysis of combined (nrITS and psbA-trnH) sequence data for 29 Pilea accessions representing 5 Korean species. Numbers above branch indicate bootstrap consensus percentages.
형성하였고, 다른 P. hamaoi, P. mongolica, P. taquetii, P.
peploides는 93%의 Bootstrap 값으로 묶여 형성되었다. 이 분계조 안에서 P. peploides는 100%의 Bootstrap 값으로 각 각의 분계조를 형성하였으며, P. peploides는 내륙지역의 경남 수도산, 강원 설악산, 충북 소백산의 P. peploides가 93%의 Bootstrap 값으로 제주지역의 P. peploides와 구분되 어 분계조를 형성하였는데, 이는 제주도에 자라고 있는 P.
peploides가 지리적인 격리로 인해 내륙지역의 P. peploides 와 약간의 차이를 형성한 것으로 생각된다. 61%의 Bootstrap 값으로 묶인 P. hamaoi, P. mongolica와 하나의 P.
taquetii는 ITS1, 4 지역과 psbA-trnH 지역의 염기서열의 Bootstrap 합의계통수와 유사하게 결과가 형성되었으며, 외부형태학적으로 잎의 형태와 화서 등의 구분이 모호한 것과 일치하는 것으로 생각되며, P. taquetii는 화서가 성글 게 맺히는 것은 P. taquetii와 같지만 잎의 형태나 거치는 P.
hamaoi와 유사성이 보이는 것이 하나의 분계조로 묶여 형 성된 것으로 생각된다(Fig. 5). NJ 계통수를 제작한 결과 P.
japonica는 완전히 구분되어 분계조를 형성하였고, 다른 P.
hamaoi, P. mongolica, P. taquetii, P. peploides는 묶여 분계조 를 형성했다. 이 분계조 안에서 P. peploides와 P. taquetii는 Fig. 6. NJ (Neighbor Joining) tree of the ITS and psbA-trnH sequences from 29 Pilea.
각각의 분계조를 형성하였으며, 이는 내륙지역과 도서지 역인 제주도의 지리적인 격리로 인한 계통학적으로 약간 의 차이가 형성된 것으로 생각된다. 하나로 묶인 P.
hamaoi, P. mongolica와 하나의 P. taquetii는 외부형태학적 으로 잎의 형태와 화서 등의 구분이 모호한 것과 일치하 는 것으로 생각되며, P. taquetii는 화서가 성글게 맺히는 것 은 P. taquetii와 같지만 잎의 형태나 거치는 P. hamaoi와 유 사성이 보이는 것이 하나의 분계조로 묶여 형성된 것으로, 이들의 유연관계가 높다고 생각된다(Fig. 6). 염기서열 분 석에 사용된 시료 중 지리산에서 채집되었다는 P. taquetii 의 표본에서 채취한 시료에서 nrDNA의 ITS 1, 4 지역의 염 기서열 분석결과, Bootstrap 합의계통수 및 NJ 계통수에서 의 공통적인 결과는 P. japonica와 제주지역의 P. taquetii, P.
peploides는 각각의 분류군으로 분계조를 형성하지만 P.
hamaoi와 P. mongolica는 clade내에서 산재되어 하나의 분 계조를 형성하였다. P. peploides도 내륙지역과 제주지역 의 P. peploides가 각각의 분계조를 형성하였다. 특히, 지리 산의 P. taquetii는 외부형태학적으로 화서는 제주지역의 P.
taquetii와 유사하지만, 분자계통학적 결과로는 한국산 물 통이(Pilea)속에 속해 있는 다른 5분류군과의 유사성을 역 시 보이지 않고 완전히 다른 종으로 구분되는 것으로 생 각된다. 중국에서 확인된 P. racemosa (Royle) Tuyama와 외 부 형태학적으로 유사한 것으로 생각되며, 국내의 미확인 종일 수도 있어서 차후에 자세한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
본 연구의 nrDNA의 ITS 지역과 cpDNA의 psbA-trnH 지 역 염기서열의 계통분석 결과에서는 한국에 자생하는 Pilea속의 5종은 Urticella, Dimeris, Achudemia 3절에 각각 속하고 있는 것으로 확인되었다. 다른 4종은 Chen (1982, 1995), Chen and Monro (2003)의 분류체계와 일치하고 형 태적으로도 유사함을 결과적으로 확인하였지만 P.
taquetii는 제주도에서 수집된 시료와 지리산에서 확인된 표본과의 유연성이 확인되지 않았다. 이는 도서지역과 내 륙지역의 지리적인 격리로 인해 형태적인 변이가 생기고 이에 따라 시간이 흐르면서 유전적인 변화도 형성된 것으 로 보인다. 지리산의 P. taquetii는 오히려 중국에서 확인된 P. racemosa (Royle) Tuyama와 잎, 화서 등의 형태가 유사하 다는 것을 문헌으로 확인할 수 있었다. 이에 대해서는 표 본으로만 확인한 지리산의 P. taquetii를 직접 확인하고 수 집하여 중국의 P. racemosa (Royle) Tuyama와 제주도의 P.
taquetii를 같이 연구하여 비교할 필요가 있을 것으로 생각 된다.
Literature Cited
Ahn, E. K. 2003. Phytochemical Constituents and Cytotoxic Effect of Pilea japonica (Maxim.). Sungkyunkwan University. M.S.
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Baldwin, B. G. 1992. Phylogenetic utility of the internal tran- scribed spacers of nuclear ribosomal DNA in plants: An example from the Compositae. Molecular Phylogenetics and Evolution. 1: 3−16
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Chen, C. J. 1982. A monograph of Pilea (Urticaceae) in China.
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