A Phylogenic Analysis of Citrus Cultivars Native to Jeju using Chloroplast DNA trnL-trnF and Internal Transcribed Spacer Region Sequences

Received: July 3, 2017 Revised: November 10, 2017 Accepted: November 11, 2017

OPEN ACCESS

HORTICULTURAL SCIENCE and TECHNOLOGY 36(4):585-597, 2018

URL: http://www.kjhst.org pISSN : 1226-8763 eISSN : 2465-8588

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Copyrightⓒ2018 Korean Society for Horticultural Science.

본 연구는 농촌진흥청 연구사업(PJ01027304)과 박사후 연구원 지원 프로그램에 의해 수행되었음.

엽록체 DNA trnL-trnF와 ITS 영역의 염기서열을 이용한 제주도 재래감귤 품종들의 계통학적 유연관계 분석

진성범¹ · 박재호¹ · 박석만² · 이동훈³ · 윤수현^1*

1농촌진흥청 국립원예특작과학원 감귤연구소, ²농촌진흥청 연구정책국 연구운영과,

3농촌진흥청 국립원예특작과학원 기획조정과

A Phylogenic Analysis of Citrus Cultivars Native to Jeju using Chloroplast DNA trnL-trnF and Internal Transcribed Spacer Region Sequences

Seong Beom Jin ¹ , Jae Ho Park ¹ , Suk Man Park ² , Dong Hoon Lee ³ , and Su Hyun Yun ^1*

1Citrus Research Institute, National Institute of Horticultural and Herbal Science, RDA, Jeju 63607, Korea

2R&D Coordination Division, Rural Development Administration, Wanju 55365, Korea

3Planning and Coordination Division, National Institute of Horticultural and Herbal Science, RDA, Wanju 55365, Korea

*Corresponding author: [email protected]

Abstract

This study was carried out to determine the phylogenetic relationships among 28 Citrus species, including 11 cultivars native to Jeju, Korea, based on the sequences of the trnL-trnF region in chloroplast DNA and the internal transcribed spacer (ITS) region in nuclear ribosomal DNA. The average total length of the trnL-F region in chloroplast DNA was 361.1 bp, and that of the conserved sequence site was 354 bp, that of the variable site was 7 bp, and that of the parsimonious informative site was 2 bp. The average total length of the ITS region, which contains the 5.8S rDNA region, was 637.68 bp, and that of the conserved sequence site was 570 bp, that of the variable site was 68 bp, and that of the parsimonious informative site was 25 bp. Analysis of sequence divergence and phylogenetic relationships among the citrus species revealed that most native citrus cultivars were closely related, and these cultivars were presumed to be obtained by cross-breeding with pomelo (Citrus maxima) and mandarin (C. reticulata). In particular, the ‘Byungkyool’ cultivars, presumed to be a unique cultivar genetically and morphologically selected on Jeju island, was confirmed to have been obtained by long-term hybridization with cultivars of pomelo (‘Dangyooja’, etc.) and mandarin (‘Hongkyool’, etc.). However, analysis of the phylogenetic relationships among citrus cultivars native to Jeju was difficult due to the propagation through seedling from unknown cross combinations long time ago. These results suggest that phylogenetic analysis could be used to generate basic data about native citrus cultivars on Jeju island.

Additional key words:

cross-breeding, hybridization, parsimonious informative, Rutaceae, sequence

divergence

서 언

감귤은 운향과

(Rutaceae)

감귤아과

(Aurantioideae)

에 속하는 작물로써 전 세계적으로 중요하게 재배되고 있는 작물 중 하나 이며

(Coletta-Filho et al., 1998), 16

종으로 구분한

Swingle and Reece(1967)

과

¹⁶²

종으로 구분한

Tanaka(1977)

분류법에 의 하여 분류되고 있는데

(Barkley et al., 2006; Federici et al., 1998; Jung et al., 2005),

종 속간 유성교잡 및 높은 빈도의 가지변이 발생 등에 따른 번식

^,

그리고 널리 분포되어 있는 야생종들 때문에 계통을 분류하는 것은 쉽지가 않다

(Cameron and Frost, 1968; Federici et al., 1998; Pang et al., 2007).

제주도내 재래감귤은 서기

⁴⁷⁶

년

²²

품종이 재배된 것으로 고문서에 보고되고 있으나

(Kim et al., 2001),

정확한 기원에 대한 연구는 미흡한 실정이다

(Jung et al., 2005).

또한

^,

이들 품종들 중 맛이 없고 품질이 떨어지는 품종들은 차차 개량되어

^{(Kim et} al., 2001)

왔기 때문에 형태학적

(Barrett and Rhodes, 1976; Scora 1975)

방법으로는 품종간 유연관계를 분류하는 것은 쉽지가 않았다

(Jung et al., 2005).

초창기에는 감귤 품종간 유연관계를 분석하기 위하여 형태학적 생화학적 기술을 이용한

Isozyme(Herrero et al., 1996;

Moon et al., 1992)

방법이 사용되었으나

^,

이 방법은 돌연변이에 의해 발생되는 품종들간 구별에는 적합하지 않았다

^(Rahman et al., 2001; Roose, 1988).

최근 분자 생물학이 발달하면서 식물들의 분류학적 연구에

RAPD(random amplified polymorphic DNA)(Deng et al., 1995, Oh, 1996), RFLP(restriction fragment length polymorphism)(Federici et al., 1998), ISSR(inter simple sequence repeat)(Fang et al., 1998; Gulsen and Roose, 2001), SSR(simple sequence repeat)(Barkley et al., 2006; Hong et al., 2016; Luro et al., 2008),

세포질 내 엽록체

(Cheng et al., 2005; Deng et al., 2007; Jung et al., 2005; Penjor et al., 2013)

와 미토콘드리아

(Froelicher et al., 2011)

게놈에서 분리된 유전자와 스페이서 영역을 이용한 연구

(Jung et al., 2005; Olmstead and Palmer, 1994),

그리고 핵 리보솜

^DNA

내

^ITS

영역

(Hynniewta et al., 2014; Jin et al., 2016; Sun et al., 2015)

을 이용한 분자 마커 기술이 광범위하게 사용되고 있다

(Abkenar and Isshiki, 2003; Hazarika et al., 2014; Tingey and Tufo, 1993; Whitkus et al., 1994).

재래감귤은 선사시대부터 제주도에서 재배된 품종

(Jung et al., 2005; Kim et al., 2001; Sun et al., 2015)

으로서 유성교잡에 의 한 종자번식

(Chae et al., 2012; Song et al., 2011)

으로 오랜 기간 동안 재배되어 오면서 품종들 간 유전적으로 안정화된 것으로 추측되고 있으나

(Penjor et al., 2013),

재래감귤에 대한 연구는 미흡한 상태이다

^.

따라서

^,

이 연구에서는 양친의 유전자 확인에 사용하는 핵 리보솜

^DNA

내

ITS(ITS1-5.8S-ITS2)

전체 영역의 염기서열과 모계유전과 관련된 세포질 내 엽록체 영역의 염기서 열을 이용하여 제주도 내 재래감귤 품종들 간의 계통관계 분석을 위한 기초자료로 사용하기 위하여 유연관계를 조사하였다

^.

재료 및 방법

식물 재료 및 전체 게놈 DNA 추출

이 연구에 사용된 제주도 재래감귤

¹¹

품종

^[‘

진귤

’(‘Jinkyool’: C. sunki Hort. ex Tanaka), ‘

지각

’(‘Jikak’: C. aurantium L.),

‘

병귤

’(‘Byungkyool’: C. platymamma Hort. ex Tanaka), ‘

동정귤

’(‘Dongjeongkyool’: C. erythrosa Hort. et Tanaka), ‘

홍 귤

’(‘Hongkyool’: C. tachibana Tanaka), ‘

청귤

’(‘Cheongkyool’: C. nippokoreana Tanaka), ‘

당유자

’(‘Dangyooja’: C.

grandis Osbeck), ‘

소유자

’(‘Yuzu’: C. junos Sieb. ex Tanaka), ‘

감자

’(‘Kamja’: C. benikoji Hort. ex Tanaka), ‘

빈귤

^’ (‘Binkyool’: C. leiocarpa Hort. ex Tanaka), ‘

편귤

’(‘Pyunkyool’: C. tangerina Hort. ex Tanaka)]

과 감귤속

¹⁵

품종

^[

문단

(‘Shatianyou’: C. grandis (L.) Osbeck),

라임

(‘Tavares’: C. aurantifolia × Fortunella margarita), ‘

윌킹

’(‘Wilking’: C.

reticulata Blanco RUTACEAE), ‘

하례조생

’(‘Haryejosaeng’: C. unshiu), ‘

암기조생

’(‘Iwasaki wase’: C. unshiu), ‘

궁천조

생

’(‘Myagawa wase’: C. unshiu), ‘

부지화

’(‘Shiranuhi’: [(C. unshiu × C. sinensis) × C. reticulata]),

자몽

(‘Marsh’: C.

paradisi Macfadyen), ‘

신예감

’(‘Shinyegam’: [(C. unshiu × C. sinensis) × C. reticulata]), ‘

탐나는봉

’(‘Tamnanuenbong’: [(C.

unshiu × C. sinensis) × C. reticulata]),

레몬

(‘Cook Eureka’: C. × limon L. Burm.f.), ‘

워싱톤 네블

’(‘Washington navel’: C.

sinensis L. Osbeck), ‘

햄린

’(‘Hamlin’: C. sinensis L. Osbeck), ‘

노바

’(‘Nova’: C. reticulata Blanco), ‘

청견

’(‘Kiyomi’: C.

reticulata Blanco)]

탱자속

¹

품종

^[‘

탱자

’(‘Trifoliate orange’: P. trifoliata (L.) Raf.)] ,

금감속

¹

품종

^[‘

장실금감

^’(‘Ovale kumquat’: F. margarita (Lour.) Swingle)]

들 총

²⁸

품종들은

²⁰¹⁵

년

⁹

월

¹⁴

일 감귤 연구소 내 보존 재배되고 있는 품종들을 수 집하였고

, Automatic Nuclear extraction(MX 16, Promega, Madison, WI, USA)

을 이용하여 전체 게놈

^DNA

를 추출하였다

^.

추 출한 전체 게놈

^DNA

는

^-70°C

에 보관하여 실험에 사용하였다

^.

엽록체 trnL-trnF 및 ITS 영역의 PCR 증폭 및 산물 정제

엽록체

^TrnL-F

영역에 대한

^PCR

은

trnL3’ exon

과

trnF5’ exon

지역이 포함되도록 제작

(Sang et al., 1997)

한

Jung et al.(2005)

의 방법에 따라서

trnLF(5’-AAAATCGTGAGGGTTCAAGTC-3’)

와

trnFR(5’-GATTTGAACTGGTGACACGAG-3’)

영역 프라이 머 조합을 이용하여

^PCR

를 수행하였으며

^,

핵

Ribosomal DNA

의 전체

^ITS

영역에 대한

^PCR

증폭 산물을 얻기 위하여

^{, Jin et} al.(2016)

의 연구결과에 따라서

^{18S rDNA}

와

^ITS1

영역을 포함하도록

^ITS1F1

프라이머

(5’-GAAGGATCATTGTCG ACCTGCCAGCAGACG-3’)

와

^ITS2,

그리고

^{28S rDNA}

영역을 포함하도록

^ITS2R2

프라이머

(5’-GACCTGGGGTCGCAA TGCGAGCGCCGCTT-3’)

조합을 제작하여 사용하였다

^.

엽록체

^TrnL-F

영역과

^{5.8S rRNA}

유전자 영역을 포함한

^ITS

전체 영역

(ITS1-5.8S-ITS2)

이 포함된 증폭산물을 얻기 위하 여

^{, PCR}

반응액은

AccuPower® Multiplex PCR PreMix(Bioneer, Corp., Daejeon, Korea)[250µM dNTP, 1.5mM MgCl₂, 1.0 unit Taq DNA polymerase, 10mM Tris-HCl(pH 9.0), 40mM KCl]

에 주형

25-50ng DNA,

그리고

^0.5µM

의 프라이머를 첨가하 여

^20µL

로 조정하여 사용하였으며

^PCR

반응은

Takara PCR Thermal cycle(Takara, Bio Inc., Japan)

을 이용하여

^35cycle

실시 하였다

^{. PCR}

반응조건은

^95°C

에서

³⁰

초 동안

denaturation, 58°C

에서

³⁰

초 동안

annealing,

그리고

^72°C

에서

⁴⁰

초간

extension

을 수행하였다

^.

증폭된

^PCR

생성물은

1.2% agarose gel

에서

^100V

로

³⁰

분 동안 전기영동하여 나타나는 밴드로 확인 하였고

, agarose gel

에서 확인된 증폭 산물은

^{GgenAll® Gel}

정제

kit(GgenAll Biotechnology, Co., Seoul, Korea)

을 이용하여 정제하였으며

^,

정제된

^ITS

증폭산물은

pLUG-Prime® TA-Cloning Vector kit(iNtRON, Korea)

를 사용하여 클로닝 하였다

(

단

^,

정제된 엽록체

^TrnL-F

영역이 포함된 증폭산물은 클로닝하지 않고 바로 염기서열 분석을 의뢰하였다

^).

클로닝된

^PCR

산 물은 ㈜솔젠트

(Solgent, Co., Daejeon, Korea)

에 의뢰하여 염기서열을 결정하였다

^.

엽록체 trnL-trnF 및 ITS 영역의 염기서열 및 유연관계 분석

재래감귤

¹¹

품종들을 포함한 총

²⁸

종의 감귤류에 대한 계통학적 유연관계 분석을 위하여

^,

엽록체

^trnL-F

및

^ITS

영역의 염기 서열은

Bioedit(Hall, 1999)

을 이용하여 편집하였으며

^{no gap}

으로 한 후

multi Clustal W

로 정렬하여 저장하였다

^.

계통학적 분 석은

^{MEGA 5.0}

프로그램으로 사용하였고

^,

유전적 거리 계산은

Just-control model

를 이용하였으며

. Maximum Likelihood(ML)

기법으로 계통수 분석을 실시하여 유연관계를 작성하였다

^.

그리고

, Bootstrap

값은

^1,000

회 반복하여 수행하였다

^.

결과 및 고찰

엽록체 및 ITS 영역의 PCR 분석

재래감귤

¹¹

품종과 감귤속

¹⁵

품종

^,

그리고 탱자속과 금감속 각각

¹

품종씩 총

²⁸

종에 대한 계통학적 유연관계분석을 위하여

전체 엽록체

^trnL-F

와

ITS(ITS1-5.8S-ITS2)

영역의 프라이머를 이용하여

^PCR

를 수행하였다

^.

그 결과 ^{Fig. 1} 에서 보는 것처럼

엽록체

^trnL-trnF

영역

⁽

프라이머 조합을 포함한 영역

⁾

은 약

390-400bp(Fig. 1A), ITS

영역

⁽

프라이머 조합을 포함한 영역

⁾

은 약

600-700bp(Fig. 1B)

의 증폭산물을 얻었다

^.

ITS

와

^trnL-F

영역 증폭산물에 대한 염기서열을 분석한 결과

^{, trnL-F}

영역을 포함한 염기서열은 평균적으로

^361.1bp(

정제한

PCR

산물에 대하여 염기서열을 분석함

⁾

였으며

^{, G(}

구아닌

⁾

와

^C(

시토신

⁾

의 함량은

^36.43%

였다 (Table 1). 게다가

^,

염기의 변이 가 없이 보존되는

^site

는

³⁵⁴

개로 나타났으며

^,

염기의 변이를 보이는

^site

는

⁷

개 중 계통학적으로

²

개의 염기가 유효한 것으로 확인되었다 (Table 1). 위 결과는 이전연구자들

(Jung et al., 2005; Li et al., 2010)

의 연구 결과와 달리 염기 변이가 거이 없었다

^.

이와 같은 결과는 분석한 염기서열이 짧은 차이점

(Huh et al., 2011)

과 오랜 기간 동안 동일 모계 품종

(Bang et al., 2004)

및 종속 간 교잡

(Li et al., 2010)

등의 진화과정으로 인하여 유전적으로 비슷해진 것으로 판단된다

^.

엽록체

^trnL-F

영역 염기서열의 분석결과를 통하여 얻어진 재래감귤 중

^‘

동정귤

^{’, ‘}

편귤

^’

품종의 염기서열은

^GenBank

에 등 록된 동일 품종과 유전적으로 상동성을 보이지 않았으나

^‘

홍귤

^{’, ‘}

지각

^’

과는

^100%

일치하는 경향을 보였다

⁽

자료 미제시

^).

식물 에서 엽록체

^DNA

는 모계유전과 관련이 있는데

(Daniell et al., 2002; Wang et al., 2008)

대립형질

(Allelomorphic character)

로 인하여 오랜 기간 진화 과정 중 돌연변이가 발생한 것으로 판단된다

(Carbonell-Caballero et al., 2015).

따라서

^,

이들 품종들과 본 연구소에서 선발한 신품종 감귤류

^[‘

신예감

^{’, ‘}

하례조생

^’

그리고

^‘

탐나는봉

^’(‘

부지화

^’

주심배실생 품종

^)]

등 총

²⁸

품종들에 대해서도 차후

^GenBank

에 등록할 예정이다

^.

또한

^{, ITS}

영역의 염기서열 길이는

^636-642bp

였으며

^‘

당유자

^’

가

^636bp

로 가장 짧았고

^{, ‘}

탱자

^’

가

^642bp

로 가장 길었다 (Table 1). 평균적인

^ITS

전체 영역의 염기서열 길이는

^637.68bp

였고

^G(

구아닌

⁾

과

^C(

시토신

⁾

의 함량은

^66.13%

였다 (Table 1).

더불어

^,

염기의 변이가 없이 보존되는

^site

는

⁵⁷⁰

개로 나타났으며

^,

염기의 변이를 보이는

^site

는

⁶⁸

개

^,

그 중 계통학적으로

²⁵

개 의 염기가 유효한 것으로 확인되었다 (Table 1). 위 결과처럼 재래감귤을 비롯한 본 연구에 사용된 품종들간

^ITS

전체 영역의 염 A

B

Fig. 1. PCR amplification of 28 Citrus and related species using the chloroplast trnL-F and rDNA ITS (containing 5.8S rDNA region) region:

PCR amplification of chloroplast from trnL3’ exon to trnF5’ exon region (trnLF and trnFR primer pairs use) (A); PCR amplification of region from ITS1 to ITS2 (ITS1F1 and ITS2R2 primer pairs use) (B). M; 100 bp Takara marker, lane 1; ‘Jinkyool’ (C. sunki Hort. ex Tanaka), lane 2; ‘Cheongkyool’ (C. nippokoreana Tanaka), lane 3; ‘Hongkyool’ (C. tachibana Tanaka), lane 4; ‘Jikak’ (C. aurantium L.), lane 5; ‘Kamja’ (C.

benikoji Hort. ex Tanaka), lane 6; ‘Binkyool’ (C. leiocarpa Hort. ex Tanaka), lane 7; ‘Dangyooja’ (C. grandis Osbeck), lane 8; ‘Byungkyool’

(C. platymamma Hort. ex Tanaka), lane 9; ‘Pyunkyool’ (C. tangerina Hort. ex Tanaka), lane 10; ‘Yuzu’ (C. junos Sieb. ex Tanaka), lane 11;

‘Dongjeongkyool’ (C. erythrosa Hort. et Tanaka), lane 12; ‘Tamnanuenbong’ ([(C. unshiu × C. sinensis) × C. reticulata], lane 13; ‘Cook Eureka’ (C. limon L. Burm.f.), lane 14; ‘Iwasaki wase’ (C. unshiu), lane 15; ‘Ovale kumquat’ (Fortunella margarita (Lour.) Swingle), lane 16;

‘Kiyomi’ (C. reticulata Blanco), lane 17; ‘Shinyegam’ ([(C. unshiu × C. sinensis) × C. reticulata], lane 18; ‘Shiranuhi’ ([(C. unshiu × C.

sinensis) × C. reticulata], lane 19; ‘Wilking’ (C. reticulata Blanco RUTACEAE), lane 20; ‘Trifoliate orange’ (Poncirus trifoliata (L.) Raf.), lane 21; ‘Tavares’ (C. aurantifolia x Fortunella margarita ), lane 22; ‘Shatianyou’ (C. grandis (L.) Osbeck), lane 23; ‘Marsh’ (C. paradisi Macfadyen), lane 24; ‘Myagawa wase’ (C. unshiu), lane 25; ‘Haryejosaeng’ (C. unshiu), lane 26; ‘Nova’ (C. reticulata Blanco), lane 27;

‘Hamlin’ (C. sinensis L. Osbeck), lane 28; ‘Washington navel’ (C. sinensis L. Osbeck).

기서열 길이는

Sun et al.(2015)

의 연구 결과와 같이 비슷하였고 유효 염기 변이 또한 다른 식물들

(Lee et al., 2010)

및 감귤 종

(Li et al., 2010)

에 비하여 변이가 심하게 나타나지 않았다

⁽

자료 미제시

^).

즉

^,

재래감귤들은 임성이 높은 주변 품종들과의 화분 수정에 의하여 많은 종자를 생산할 수 있는 자가합성 품종들

(Chae et al., 2012; Song et al., 2011; Yun et al., 2007)

로써 고립된 지역 내에서

(Jung et al., 2005)

오랜 기간 동안 느린 속도로 진화되어 오는 과정 중 유전적 안정화로 인하여

(Penjor et al., 2013) ITS

전체 영역의 유전자가 비슷해진 것으로 판단 할 수 있다

^.

Table 1. Sequence length and G+C content (%) in the rDNA ITS region (containing the 5.8S rDNA region) and chloroplast trnL-F regions of 28 Citrus and related species harvested at the Citrus Research Institute

No. Cultivar name Scientific name

Chloroplast trnL -F region rDNA ITS region PCR product

length (bp) G+C (%) PCR product

length (bp) G+C (%)

1 Jinkyool C. sunki Hort. ex Tanaka 638 66.3 361 36.29

2 Jikak C. aurantium L. 637 65.78 361 36.56

3 Byungkyool C. platymamma Hort. ex Tanaka 638 66.77 361 36.56

4 Dongjeongkyool C. erythrosa Hort. et Tanaka 637 66.09 361 36.56

5 Hongkyool C. tachibana Tanaka 638 66.77 361 36.56

6 Cheongkyool C. nippokoreana Tanaka 638 66.46 361 36.29

7 Dangyooja C. grandis Osbeck 636 65.57 361 36.84

8 Yuzu C. junos Sieb. ex Tanaka 638 66.3 361 36.29

9 Kamja C. benikoji Hort. ex Tanaka 638 66.3 361 36.56

10 Binkyool C. leiocarpa Hort. ex Tanaka 637 66.25 361 36.56

11 Pyunkyool C. tangerina Hort. ex Tanaka 638 66.14 361 36.56

12 Shatianyou C. grandis (L.) Osbeck 637 65.93 361 36.01

13 Tavares C. aurantifolia × Fortunella margarita 639 65.72 361 36.84

14 Wilking C. reticulata Blanco RUTACEAE 637 65.93 361 36.29

15 Haryejosaeng C. unshiu 638 65.99 361 36.29

16 Iwasaki wase C. unshiu 637 65.62 361 35.73

17 Myagawa wase C. unshiu 637 65.46 361 36.29

18 Shiranuhi [(C. unshiu × C. sinensis) × C. reticulata] 637 65.78 361 36.29

19 Marsh C. paradisi Macfadyen 638 66.46 361 36.56

20 Shinyegam [(C. unshiu × C. sinensis) × C. reticulata] 637 65.78 361 36.29

21 Tamnanuenbong [(C. unshiu × C. sinensis) × C. reticulata] 637 65.93 361 36.29

22 Cook Eureka C. × limon L. Burm.f 637 66.25 361 36.56

23 Washington navel C. sinensis L. Osbeck 638 66.46 361 36.57

24 Hamlin C. sinensis L. Osbeck 638 66.46 363 36.36

25 Nova C. reticulata Blanco 638 66.46 361 36.29

26 Kiyomi C. reticulata Blanco 637 65.43 361 36.29

27 Trifoliate orange Poncirus trifoliata (L.) Raf. 642 67.6 361 36.29

28 Ovale kumquat Fortunella margarita Swingle 638 65.78 361 37.12

- Average 637.68 66.13 361.1 36.43

- Conserved site 570 - 354 -

- Variable site 68 - 7 -

- Parsimony-information site 25 - 2 -

위 연구결과들을 바탕으로

^{28S rRNA}

유전자 부위를 포함하는

^ITS1

전체 영역에 대한 염기서열이

^GenBank

에 등록되어 있 지 않은

^‘

편귤

^’

과

^‘

홍귤

^’

은

^{18S rRNA}

유전자와

^ITS1

부위 유전자를 포함하도록 제작된

^ITS1F1

프라이머와

^ITS2

및

^28S rRNA

유전자 부위를 포함하도록 제작된

^ITS2R2

프라이머 조합을 이용하여

^ITS1

전체 영역 염기서열을 각각 획득하였고 ^(Fig.

2A and B), GenBank 에 등록되지 않은

^‘

소유자

^’

의

^ITS

전체 영역 또한 확보하였다 (Fig. 2C). 확보한

^‘

편귤

^’

과

^‘

홍귤

^’

의 전체 염 기서열은

^GenBank

에 등록된

^‘

편귤

’(JQ990181), ‘

홍귤

’(JQ990178)

과

^99%

의 상동성을 나타내었다

⁽

자료 미제시

^).

위 결과로 현재까지

^GenBank

에 등록되지 않은

^‘

편귤

^’

과

^‘

홍귤

^’

의

^ITS1

전체 부위에 대한 염기서열을 확보할 수 있었다

^.

또한

^,

확보된

^‘

소 유자

^’

의 염기 ^{(Fig. 2C)} 는

^GenBank

에 등록된

^‘

소유자

’(AB456114)

염기서열과

^99%

상동성을 나타내었다

^.

그러나 이 결과는

28S RNA

부위가 아닌

^{26S RNA}

부위 유전자 염기와 상동성을 보인 점에서 현재까지

^GenBank

에 등록되지 않은 유전자임을 알 수 있었다

^.

따라서

^,

이들 품종들을 포함한 총

²⁸

종의 전체

^ITS

영역에 대한 염기서열은

^GenBank

에 등록할 예정이다

^.

A

B

C

Fig. 2. Sequences of the rDNA ITS region (containing 5.8S rDNA region) isolated from Citrus and related species. ‘Pyunkyool’

(A); ‘Hongkyool’ (B); ‘Yuzu’ (C). ITS1 and ITS2 spacer region was underlined and ITS2 region was represented by the bold

underline. 18S, 5.8 and 28S rDNA regions were expressed by double arrow.

엽록체 trnL-F 영역의 유전적 유연관계분석

감귤류의 엽록체

^trnL-F

영역에 대한 염기서열 분기값

(Sequence divergency)

은

^0-0.011

까지로 다양하게 나타났으며

^,

재래 감귤 품종들간에는

^0-0.003

로 다른 감귤류와 비교하여 염기서열 다양성 정도가 낮았다

^.

즉

^,

이들 품종들간에 염기 다양성 정도 가 낮다는 것은 유전적으로 근연관계에 있다는 것이며 동시에 동일 모계로부터 유전된 것으로 판단된다 (Table 2). 식물의 모계 기원을 판별하는 데 있어서 엽록체

trnL-F, rcbL,

그리고

^matK

유전자 영역을 이용한 분석 방법들이 사용되고 있는데

^{(Kim et} al., 2008; Oh, 2015),

이 중

^trnL-F

유전자 영역은 감귤류의 기원 및 유연관계 분석에 주로 이용되었다

(Huh et al., 2011; Jung et al., 2005; Li et al., 2010).

감귤 품종들간 분기값이 가장 높게 확인된 품종은

0.008-0.014

로 가장 높게 나타난 라임 품종이었 으며

^{, ‘}

탱자

^{’, ‘}

장실금감

^’

순으로 각각

0.003-0.011, 0.006-0.011

로 높게 나타났다 (Table 2). 즉

^,

재래감귤류는 이들 품종들과 염 기 구성이 거의 상이하다는 것을 보여주며 근연관계가 멀다는 것을 알 수 있었다

^.

엽록체

^trnL-F

영역 염기서열을 이용하여 감귤 품종간 유연관계를

^ML

기법으로 조사한 결과 감귤속

(Group I),

탱자속

(Group II)

그리고 금감속

(Group III) 3

개의 분류군으로 나눌 수 있으며 감귤속

^{(Group I)}

은 다시

³

개

(Clade I, Clade II

그리고

Clade III)

의 분계조로 나누어지며

^{, ‘}

당유자

^{’, ‘}

워싱톤 네블오렌지

^’,

자몽

^,

문단

^,

레몬

^{, ‘}

지각

^{’, ‘}

소유자

^’

품종으로 구성되어 있는

Gp1, ‘

동정귤

^{’, ‘}

빈귤

^{’, ‘}

편귤

^{’, ‘}

감자

^{’, ‘}

홍귤

^{’, ‘}

병귤

^’

로 구성된

^Gp2

로 구성되어 있는

^{Clade I}

분계조와

^‘

노바

^{’, ‘}

청견

^’

으로 구성 된

^{Gp3, ‘}

청귤

^{’, ‘}

진귤

^{’, ‘}

하례조생

^{’, ‘}

부지화

^{’, ‘}

궁천조생

^{’, ‘}

탐나는봉

^{’, ‘}

암기조생

^{’, ‘}

신예감

^’

으로 구성된

^Gp4

로 구성된

^{Clade II}

Table 2. Sequence divergences in the chloroplast trnL-F region of 28 Citrus and related species

No. Cultivars 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

1 Dongjeongkyool 2 Cheongkyool

_0.003

3 Binkyool

0.000 0.003

4 Jinkyool

0.003 0.000 0.003

5 Pyunkyool

0.000 0.003 0.000 0.003

6 Kamja

0.000 0.003 0.000 0.003 0.000

7 Ovale kumquat

0.006 0.008 0.006 0.008 0.006 0.006

8 Hongkyool

0.000 0.003 0.000 0.003 0.000 0.000 0.006

9 Byungkyool

0.000 0.003 0.000 0.003 0.000 0.000 0.006 0.000

10 Yuzu

0.000 0.003 0.000 0.003 0.000 0.000 0.006 0.000 0.000

11 Jikak

0.000 0.003 0.000 0.003 0.000 0.000 0.006 0.000 0.000 0.000

12 Haryejosaeng

0.003 0.000 0.003 0.000 0.003 0.003 0.008 0.003 0.003 0.003 0.003

13 Trifoliate orange

0.003 0.006 0.003 0.006 0.003 0.003 0.008 0.003 0.003 0.003 0.003 0.006

14 Wilking

0.003 0.000 0.003 0.000 0.003 0.003 0.008 0.003 0.003 0.003 0.003 0.000 0.006

15 Shiranuhi

0.003 0.000 0.003 0.000 0.003 0.003 0.008 0.003 0.003 0.003 0.003 0.000 0.006 0.000

16 Cook Eureka

0.000 0.003 0.000 0.003 0.000 0.000 0.006 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003 0.003 0.003 0.003

17 Myagawa wase

0.003 0.000 0.003 0.000 0.003 0.003 0.008 0.003 0.003 0.003 0.003 0.000 0.006 0.000 0.000 0.003

18 Tamnanuenbong

0.003 0.000 0.003 0.000 0.003 0.003 0.008 0.003 0.003 0.003 0.003 0.000 0.006 0.000 0.000 0.003 0.000

19 Iwasaki wase

0.003 0.000 0.003 0.000 0.003 0.003 0.008 0.003 0.003 0.003 0.003 0.000 0.006 0.000 0.000 0.003 0.000 0.000

20 Shatianyou

0.000 0.003 0.000 0.003 0.000 0.000 0.006 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003 0.003 0.003 0.003 0.000 0.003 0.003 0.003

21 Tavares

0.008 0.011 0.008 0.011 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 0.011 0.011 0.011 0.011 0.008 0.011 0.011 0.011 0.008

22 Marsh

0.000 0.003 0.000 0.003 0.000 0.000 0.006 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003 0.003 0.003 0.003 0.000 0.003 0.003 0.003 0.000 0.008

23 Dangyooja

0.000 0.003 0.000 0.003 0.000 0.000 0.006 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003 0.003 0.003 0.003 0.000 0.003 0.003 0.003 0.000 0.008 0.000

24 Shinyegam

0.003 0.000 0.003 0.000 0.003 0.003 0.008 0.003 0.003 0.003 0.003 0.000 0.006 0.000 0.000 0.003 0.000 0.000 0.000 0.003 0.011 0.003 0.003

25 Washington

navel

0.000 0.003 0.000 0.003 0.000 0.000 0.006 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003 0.003 0.003 0.003 0.000 0.003 0.003 0.003 0.000 0.008 0.000 0.000 0.003

26 Nova

0.003 0.000 0.003 0.000 0.003 0.003 0.008 0.003 0.003 0.003 0.003 0.000 0.006 0.000 0.000 0.003 0.000 0.000 0.000 0.003 0.011 0.003 0.003 0.000 0.003

27 Kiyomi

0.006 0.003 0.006 0.003 0.006 0.006 0.011 0.006 0.006 0.006 0.006 0.003 0.008 0.003 0.003 0.006 0.003 0.003 0.003 0.006 0.014 0.006 0.006 0.003 0.006 0.003

28 Hamlin

0.000 0.003 0.000 0.003 0.000 0.000 0.006 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003 0.003 0.003 0.003 0.000 0.003 0.003 0.003 0.000 0.008 0.000 0.000 0.003 0.000 0.003 0.006

분계조 그리고 독립된 단일 품종인

^‘

햄린

^’(Gp5)

개체로 구성된

^{Clade III}

분계조로 구성되어 있다 (Fig. 3A). 위 결과에서

^‘

햄린

^’

은 문단류에 기원된 것으로 알려진 이전 연구

(Barkley et al., 2006; Li et al., 2010)

와는 달리 감귤 속에는 속하지만 독립된 개체 로써 존재하였다

. USDA(www.citrusvariety.ucr.Edu/citrus/Hamlin.hyml)

품종 자료에 따르면

^‘

햄린

^’

대한 정확한 기원은 알 려져 있지 않은 상태인데 본 연구 결과를 통하여

^‘

햄린

^’

은 문단과 만다린 품종보다도 이전에 분류된 것으로 알 수 있다

^{. Fig. 3A}

에서 보는 것처럼 모든 재래감귤 품종들은 감귤속인

^{Group I}

에 속하며

^{, Clade I}

과

^{Clade II}

분계조로 크게 나눌 수 있으며 대다 수 재래감귤 품종들은 문단과 만다린 품종의 교잡종인 것으로 추측할 수 있었다

^.

이전 연구자들

(Jung et al., 2005; Nicolosi et al., 2000)

의 연구결과에 따르면

^‘

홍귤

^’

과

^‘

편귤

^’

은 만다린 품종에서 기원되었고

^{, ‘}

당유자

^’

와

^‘

지각

^’

은 문단으로부터 기원한 것 이라고 하였는데

^,

본 연구에서도 이와 비슷한 결과를 얻었다

^.

하지만 이전 연구자

(Jung et al., 2005)

의 결과와는 달리 이 연구에 서의

^‘

병귤

^{’, ‘}

동정귤

^’,

그리고

^‘

소유자

^’

은 독립적인 개체로 분류된 것이 아니라 대다수 재래감귤 품종처럼 문단과 만다린 품종 과의 자연교잡을 통하여 얻어진 개체라는 것을 판단할 수 있었다

^.

ITS 영역의 유전적 유연관계분석

감귤류의 전체

^ITS

영역에 대한 염기서열 분기값은

^0-0.039,

재래감귤은

^0-0.032

까지 다양하게 나타났다 (Table 3). 대부분 의 감귤 품종들은

^‘

탱자

^’

품종과의 분기값이

0.014-0.039

로 전반적으로 가장 높았고 라임 품종과는

0.019-0.036

으로 두 번째로 높게 나타났다 (Table 3). 즉

^,

재래감귤은 이들 품종들과 염기 구성이 거의 상이하며 유전적으로 멀다는 것을 알 수 있었다

^.

특히

^,

재래감귤 품종 중

^‘

홍귤

^’

과

^‘

청귤

^’

간 분기값은

⁰

으로 다른 재래감귤 품종들과 비교하여 염기서열 다양성 정도가 가장 낮았다 (Table 3). 즉

^,

이들 품종들 간에는 염기 구성이 거의 동일한 것으로 나타났다

^.

게다가

^,

이 두 품종들은 자몽 품종과도 유전적으 로 가장 근접한 유연관계를 얻었다 (Table 3). 반면에

^{, ‘}

당유자

^’

은

^‘

탱자

^’

과의 분기값이

^0.039

로 다른 감귤류와 비교하여 유전적 으로 가장 상이하게 나타났다 (Table 3). 위 결과로 보았을 때

^‘

탱자

^’

은 형태학적으로나 분류학적으로 감귤속과는 다르기 때문 에 감귤 품종 간 염기서열이 상이한 것으로 판단된다

(Huh et al., 2011).

또한

^{, ITS}

영역에 대한 염기들을 이용하여 품종간의 유연관계를

^ML

기법으로 계통수를 조사하였다

^.

그 결과

^{Group I}

과

Group II

의

²

개 분류군으로 나눌 수 있었으며

^,

다시

⁶

개의 분계조와

⁸

개의 하위그룹으로 나눌 수 있었다 (Fig. 3B). Group I 은

A B

Fig. 3. Phylogenic tree of a total of 28 genotypes, including 11 cultivars native to Jeju, and 17 Citrus genotypes containing

Poncirus and Fortunella by Maximum Likelihood (ML): Phylogenic tree constructed using sequences of the chloroplast

trnL-F region (A); Phylogenic tree constructed using sequences of the rDNA internal transcribed spacer region (containing

the 5.8S rDNA region) (B).

‘

홍귤

^{’, ‘}

노바

^{’, ‘}

청귤

^’,

자몽

^{, ‘}

진귤

^{’, ‘}

감자

^{’, ‘}

햄린

^{’, ‘}

하례조생

^’,

레몬

^{, ‘}

소유자

^{’, ‘}

워싱톤 네블 오렌지

^’

품종으로 구성되어 있는

Gp1, ‘

병귤

^{’, ‘}

편귤

^{’, ‘}

빈귤

^’

의

^Gp2

하위그룹으로 구성된 분계조

^{Clade I}

와 독립된 개체로 구성된 분계조

Clade II, Clade III

내 각각

^‘

장수금감

^’(Gp3)

과

^‘

탱자

^’(Gp4)

으로 구성되어 있다 (Fig. 3B). 또한

^{, Group II}

는 독립된 개체로 구성된

^{Clade IV}

내

^‘

지 각

’(Gp5), Clade V

에 속하는 라임

^(Gp6),

그리고

^Gp7(‘

윌킹

^{’, ‘}

동정귤

^{’, ‘}

신예감

^’)

과

^Gp8(‘

당유자

^{’, ‘}

부지화

^{’, ‘}

암기조생

^{’, ‘}

탐나 는봉

^{’, ‘}

궁천조생

^{’, ‘}

청견

^’)

하위그룹 품종들이 포함되도록 구성된

^{Clade VI}

분계조로 되어 있다 (Fig. 3B).

Group I

내

^{Clade I}

에 속하는 재래감귤 품종들로는

^‘

홍귤

^{’, ‘}

청귤

^{’, ‘}

진귤

^{’, ‘}

소유자

^’

을 포함하는

^Gp1

과

^‘

병귤

^{’, ‘}

편귤

^{’, ‘}

빈귤

^’

을 포함하는

^Gp2

하위그룹으로 구성되어 있으며

^,

이들 재래감귤 품종들은 이전 연구자

(Jung et al., 2005; Nicolosi et al., 2000)

의 결과와 같이 문단과 만다린 품종의 잡종에 의하여 얻어진 품종이라고 추정할 수 있다

^.

특히

^{, Gp2}

의 하위그룹에 속하는

^‘

병 귤

^{’, ‘}

편귤

^{’, ‘}

빈귤

^’

은 독립적인 개체로 분리되었으며

^{, ‘}

편귤

^{’, ‘}

빈귤

^’

은 동일 자매에 속하며

^‘

병귤

^’

과도 유전적으로 가장 근연관 계에 있음을 알 수 있다 (Fig. 3B). 게다가

^{, ‘}

병귤

^’

은

^‘

빈귤

^’

과

^‘

편귤

^’

품종 이전에 분류되었는데 이 결과는

^ITS

영역을 이용하여 재래감귤 근연관계를 분석한 연구자들

(Jin et al., 2016; Sun et al., 2015)

의 결과와 비슷하였다

^.

또한

^{, Group II}

에 속하는 재래감 귤 품종들로는 독립적인 개체로써

^{Clade IV}

에 속하는

^‘

지각

^’(Gp5)

과

^‘

윌킹

^’

과 유전적으로 가장 근연관계에 있는

^‘

동정 귤

^’(Gp7),

그리고

^Gp8

에 속하며 문단 품종에서 유래된 것으로 추정되는

^‘

당유자

’(Jung et al., 2005; Nicolosi et al., 2000)

들로 구성된

^{Clade VI}

분계조가 있다

^.

이 중

^‘

지각

^’

은 독립적인 개체로써 다른 재래감귤 품종들에 비하여 오래 전에 분류된 것으로

Table 3. Sequence divergences in the rDNA ITS region (containing the 5.8S rDNA region) of 28 Citrus and related species

No. Cultivars

_{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28}

1 Shatianyou

2 Tavares

_0.021

3 Wilking

0.006 0.021

4 Haryejosaeng

0.029 0.031 0.029

5 Shiranuhi

0.019 0.021 0.019 0.029

6 Ovale kumquat

0.029 0.027 0.029 0.019 0.029

7 Marsh

0.024 0.026 0.024 0.005 0.024 0.014

8 Shinyegam

0.006 0.021 0.003 0.026 0.019 0.029 0.021

9 Trifoliate orange

0.034 0.036 0.034 0.024 0.034 0.028 0.019 0.034

10 Iwasaki wase

0.021 0.022 0.021 0.031 0.002 0.031 0.026 0.021 0.036

11 Myagawa wase

0.021 0.022 0.021 0.031 0.002 0.031 0.026 0.021 0.036 0.003

12 Tamnanuenbong

0.023 0.024 0.022 0.032 0.003 0.032 0.027 0.022 0.037 0.005 0.005

13 Cook Eureka

0.029 0.031 0.029 0.010 0.029 0.019 0.005 0.026 0.024 0.031 0.031 0.032

14 Cheongkyool

0.024 0.026 0.024 0.005 0.024 0.014 0.000 0.021 0.019 0.026 0.026 0.027 0.005

15 Dangyooja

0.014 0.026 0.014 0.034 0.014 0.034 0.029 0.014 0.039 0.016 0.016 0.018 0.034 0.029

16 Jinkyool

0.026 0.027 0.026 0.006 0.026 0.016 0.002 0.022 0.021 0.027 0.027 0.029 0.006 0.002 0.031

17 Pyunkyool

0.027 0.029 0.027 0.014 0.027 0.021 0.010 0.024 0.029 0.029 0.029 0.031 0.014 0.010 0.032 0.011

18 Dongjeongkyool

0.005 0.019 0.002 0.027 0.018 0.027 0.022 0.002 0.032 0.019 0.019 0.021 0.027 0.022 0.013 0.024 0.026

19 Kamja

0.026 0.027 0.026 0.006 0.026 0.016 0.002 0.022 0.021 0.027 0.027 0.029 0.006 0.002 0.031 0.003 0.011 0.024

20 Jikak

0.014 0.026 0.014 0.021 0.024 0.024 0.016 0.014 0.026 0.026 0.026 0.027 0.021 0.016 0.022 0.018 0.026 0.013 0.018

21 Yuzu

0.031 0.032 0.031 0.011 0.027 0.021 0.006 0.027 0.026 0.029 0.029 0.031 0.011 0.006 0.036 0.008 0.016 0.029 0.008 0.022

22 Binkyool

0.024 0.026 0.024 0.011 0.024 0.018 0.006 0.021 0.026 0.026 0.026 0.027 0.011 0.006 0.029 0.008 0.003 0.022 0.008 0.022 0.013

23 Hongkyool

0.024 0.026 0.024 0.005 0.024 0.014 0.000 0.021 0.019 0.026 0.026 0.027 0.005 0.000 0.029 0.002 0.010 0.022 0.002 0.016 0.006 0.006

24 Byungkyool

0.024 0.026 0.024 0.011 0.024 0.018 0.006 0.024 0.022 0.026 0.026 0.027 0.011 0.006 0.029 0.008 0.010 0.022 0.008 0.016 0.013 0.006 0.006

25 Nova

0.024 0.026 0.024 0.005 0.024 0.014 0.000 0.021 0.019 0.026 0.026 0.027 0.005 0.000 0.029 0.002 0.010 0.022 0.002 0.016 0.006 0.006 0.000 0.006

26 Washington navel

0.024 0.026 0.024 0.005 0.024 0.014 0.000 0.021 0.019 0.026 0.026 0.027 0.005 0.000 0.029 0.002 0.010 0.022 0.002 0.016 0.006 0.006 0.000 0.006 0.000

27 Hamlin

0.026 0.027 0.026 0.006 0.026 0.016 0.002 0.022 0.021 0.027 0.027 0.029 0.006 0.002 0.031 0.003 0.011 0.024 0.003 0.018 0.008 0.008 0.002 0.008 0.002 0.002

28 Kiyomi

0.021 0.022 0.021 0.031 0.002 0.031 0.026 0.021 0.036 0.003 0.000 0.005 0.031 0.026 0.016 0.027 0.029 0.019 0.027 0.026 0.029 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.027

확인되었으며 (Fig. 3B), Citron 의 변종 품종

(C. medica var. sarcodatylis)

및 재래감귤인

^‘

당유자

^’

과 가장 유전적으로 근연관계 에 있는 개체

(Sun et al., 2015)

로써 계통분류상 시트론

^,

문단

^,

만다린 품종으로 분류되는 연구결과

(Caballero-Caballero et al., 2015)

처럼 시트론과 문단 품종의 잡종 감귤로부터 기원한 것으로 추정할 수 있다

^.

따라서

^{, Group II}

내

^{Clade IV}

에 속하는 재래 감귤

^‘

당유자

^{’, ‘}

동정귤

^’

은 시트론과 문단 품종의 잡종 감귤로부터 기원된 품종들과 만다린 품종간에 교잡을 통하여 얻어진 감 귤들이라 추정할 수 있었다

^.

본 연구 결과들을 바탕으로 종속간 계통학적 유연관계 분석에 유용하게 이용되고 있는 엽록체

^trnL-trnF

와

^ITS

영역

^(Cronn

and Wendel, 2003)

을 통하여 재래감귤들에 대한 유전적 근연관계를 비교 분석한 결과

^,

대부분의 품종들은 문단과 만다린 품종

의 교잡종으로부터 얻어진 것임을 확인할 수 있었다

^.

특히

^,

그 중에서

^‘

병귤

^’

은 엽록체

DNA(cpDNA) trnL-F

영역의 염기서열 을 이용하여 분석한

Jung et al.(2005)

의 결과처럼 독립된 개체로 분류되지 않았으며

^,

단지 만다린 품종인

^‘

홍귤

^’

과 자매 품종에 속하며 문단과 만다린 품종의 교잡에 의한 품종임을 알 수 있었다 (Fig. 3A-Gp2).

반면에

^{, ITS}

영역을 이용한 결과는

Sun et al.(2015)

의 결과처럼 독립된 재래감귤 품종들로 구성되어 있음을 볼 수 있었지만 품종간 근연관계 분석 결과는 상이하게 나타났다 (Fig. 3B-Gp2). 이전 연구자

(Jin et al., 2016; Sun et al., 2015)

의 결과에 따르 면

^‘

병귤

^’

은

^‘

청귤

^’

과 가장 근연관계가 가까운 품종이라고 하였으나 본 연구에서는

^‘

빈귤

^’

또는

^‘

편귤

^’

과 가까운 결과를 얻었으 며

^{, ‘}

청귤

^’

은

^‘

병귤

^’

과는 다른

^Gp1

하위그룹에 속하며 유전적으로 근연관계가 멀다는 것이 확인되었다

^.

위 두 결과로

^‘

병귤

^’

은 문단

^(‘

당유자

^’

등

⁾

과 만다린

^(‘

홍귤

^’

등

⁾

품종들과의 오랜 시간 동안 수분 수정 등

(Dhillon et al., 1993)

을 통한 종자번식으로 고 립된 지역 내에서 선사시대부터 재배되어 왔기 때문에

(Chae et al., 2012; Song et al., 2011; Yun et al., 2007)

이전 연구자들의 연구 결과와 유전적인 차이를 보인 것이라 판단되었다

(Jin et al., 2016).

또한

^,

감귤연구소 내 재래감귤 품종들 간 엽록체

^trnL-F

와

^ITS

영역의 염기서열을 이용하여 분석한 결과

⁽

자료 미제시

⁾

염기 의 변이가 없이 보존되는

^site

는 각각

^{360, 606}

개

^,

염기의 변이를 보이는

^site

는 각각

¹

개와

³²

개로 나타났으며 그 중 계통학적으 로 유효한 염기수는 각각

¹

개와

¹⁵

개로 확인되었다

^.

반면

^,

이전연구자들

(Jung et al., 2005; Sun et al., 2015)

의 연구결과를 기초 로 하여

^GenBank

에 등록된 재래감귤의

^trnL-F

와

^GenBank

에 등록된 유자

^(AB456114)

의

^ITS

영역 염기서열들을 가지고 동일 한 조건하에서 조사한 결과

⁽

자료 미제시

^),

염기의 변이가 없이 보존되는

^site

는 각각

³⁵⁰

개와

⁵⁴⁵

개였고 변이를 보이는

^site

는 각각

²²

개와

⁸⁴

개였으며

^,

그 중 계통학적으로 유효한 염기수는 각각

⁷

개와

¹⁴

개로 나타나 본 연구결과와 상이한 염기 변이 차 를 확인할 수 있었다

^.

이와 같은 결과는 동일 재배지역 내에서 수집한 시료가 아닐 뿐만 아니라 주변 품종들과의 교잡을 통한 유 전자 삽입 및 결실에 의한 유전적 차이에 따른 것으로 추정되었다

(Huh et al., 2011; Jin et al., 2016; Moon et al., 2010; Moon et al., 2015; Sun et al., 2015).

현재까지 재래감귤에 대한 연구는 미흡한 상태이며 비록

Jung et al.(2005)

이

chloroplast DNA(cpDNA)

염기의

^trnL-F

를 이 용하여 재래감귤에 대한 근연관계를 비교분석하였지만

^,

오랜 기간 동안 수분 수정을 통하여 종자번식된 재래감귤 품종들의 근 연관계를 분석함에 있어 오류가 발생할 수 있으며

(Hirai et al., 1986; Jung et al., 2005),

양친으로부터 유전되는 특성을 갖고 있 는

^ITS

영역의 염기서열을 이용하여 재래감귤의 유연관계를 분석한 결과

(Sun et al., 2015)

역시 모든 품종의 염기서열 정보가 없는 관계로 본 연구소 내 재배 보존되고 있는 재래감귤 품종들과 제주도 내 재래감귤 품종들 간

^ITS

영역의 연구결과를 비교 분석하는 것은 쉽지 않다

^.

따라서

^,

이 연구 결과는 제주도 내 재래감귤 품종들의 계통학적 유연관계 분석함에 있어서 중요한 기 초자료가 될 것이다

^.

초 록

이 연구는 엽록체

^DNA

내

^trnL-F

와 핵 리보솜

^DNA

내

^ITS

영역의 염기서열을 근거로 제주도 재래감귤

¹¹

품종들을 포함한

전체

²⁸

종의 감귤에 대한 계통분류학적 연구를 수행하였다

^.

엽록체

^DNA

내

^trnL-F

영역의 염기의 평균적 총 길이는

^361.1bp

이

며

^,

염기의 변이가 없이 보존되는

^site

는

³⁵⁴

개

^,

변이를 보이는

^site

는

⁷

개였고

^,

이 중

²

개의 염기가 유효한 것으로 나타났다

^{. ITS}

전체

(ITS1-5.8S-ITS2)

영역 내 염기의 평균적 총 길이는

^637.68bp

이며

^,

염기의 변이가 없이 보존되는

^site

는

⁵⁷⁰

개

^,

염기의 변 이를 보이는

^site

는

⁶⁸

개였고

^,

이 중

²⁵

개의 염기가 유효한 것으로 나타났다

^.

엽록체

^DNA

내

^trnL-F

영역과 전체

^ITS

영역의 염 기서열을 이용하여 분기값과 계통관계를 분석한 결과

^,

대다수의 재래감귤 품종들은 유전적으로 근연관계에 있었으며 문단과 만다린과의 잡종에 의하여 얻어진 품종이라고 추정할 수 있다

^.

특히

^,

유전적

^,

형태학적으로 제주도 내 유일 품종이라고 추측되 고 있는

^‘

병귤

^’

은 문단

^(‘

당유자

^’

등

⁾

과 만다린

^(‘

홍귤

^’

등

⁾

품종들과의 오랜 기간 동안 교잡에 의하여 얻어진 품종이라는 것을 확 인할 수 있었다

^.

하지만 재래감귤은 재배된 시기와 주변 품종이 다르기 때문에 품종들 간의 계통분류학적 관계를 분석하는 것 은 쉽지가 않다

^.

따라서

^,

이 연구 결과는 제주도 내 재래감귤 품종들의 계통관계 분석함에 있어서 기초자료로 사용 가능하리라 생각된다

^.

추가 주요어 :

잡종 ^, 교잡 ^, 유효 염기 ^, 운향과 ^, 분기값

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