Korean J. Pl. Taxon. 43(1): 46-55 (2013) http://dx.doi.org/10.11110/kjpt.2013.43.1.46 ISSN 1225-8318 Korean Journal of Plant Taxonomy Taxonomic position of Taxus cuspidata var. latifolia endemic to Ulleung Island Soonku So, Yong Hwang, Chunghee Lee 1, Jeong-Ho Lee 2 and Muyeol Kim* Department of Biological Sciences, Chonbuk National University, Jeonju 561-756, Korea 1 National Arboretum, Pocheon, Gyeonggi-do 487-821, Korea 2 Korea Forest Seed & Variety Center, Chungju 380-941, Korea (Received 14 February 2013 Revised 5 March 2013; Accepted 12 March 2013) 울릉도회솔나무 (Taxus cuspidata var. latifolia) 의분류학적위치 소순구 황용 이정희 1 이정호 2 김무열 * 전북대학교생명과학과, 1 국립수목원, 2 국립산림품종관리센터 ABSTRACT: The purpose of this study is to review the taxonomic position of Taxus cuspidata var. latifolia endemic to Ulleung Island with related taxa T. cuspidata var. cuspidata, T. caespitosa, and T. cuspidata var. nana based on external morphological characters and DNA barcoding study. T. cuspidata var. latifolia was similar to T. cuspidata var. cuspidata in the arbor, straight trunk, and symmetric arrangement of leaf. But the unique differences between T. cuspidata var. latifolia and T. cuspidata var. cuspidata were leaf size and the exposure of seed from aril. Additionally, sequences of four chloroplast DNA regions including matk, rbcl, trnl intron and trnl-trnf spacer regions were analyzed. Korean Taxus species and their related taxon T. cuspidata var. nana were strongly supported as a monophyletic group in neighbor-joining analysis. Taxus cuspidata var. latifolia showed 100% sequence identity to related taxa. Korean endemic T. caespitosa is also distinguishable from related taxa by prostrate stems and spiral arrangement of leaf. The examinations of external morphology and DNA barcoding study suggest that the taxonomic position of T. cuspidata var. latifolia should be maintained as a variety of T. cuspidata. Keywords: Taxus cuspidata var. latifolia, Taxus, DNA barcoding 적요 : 울릉도에만한정분포하는회솔나무 (Taxus cuspidata var. latifolia) 의분류학적위치를파악하기위해근연종인주목 (T. cuspidata var. cuspidata), 설악눈주목 (T. caespitosa), 일본에분포하는 T. cuspidata var. nana 4분류군을대상으로외부형태학적연구와 DNA 바코딩연구를수행하였다. 회솔나무는여러학자들에의해주목의이명으로처리되거나주목의변종으로처리되었던분류군으로분류학적위치에대한이견이많은분류군이다. 이번연구를통해회솔나무는외부형태학적으로근연종에비해원줄기는곧고, 잎의길이와폭은 1.4배이상길고종자는가종피바깥으로돌출되는특징으로뚜렷이구별되었다. DNA 바코딩연구를통해 matk, rbcl, trnl-trnf(trnl intron 포함 ) 구간의염기서열을비교한결과회솔나무는유럽주목인 Taxus baccata와는별개의분계조를형성하고주목과하나의분계조를형성하며 100% 동일한염기서열을갖는것으로나타났다. 한국특산종인설악눈주목은외부형태학적으로원줄기가여러개나오며옆으로기고잎의길이와폭은주목에비해 0.8-0.9배작은특징으로뚜렷이구별되지만, DNA 바코딩연구결과주목과 100% 동일한염기서열서열을가지며하나의분계조를형성했다. 따라서본연구결과를바탕으로울릉도에한정 *Author for correspondence: mykim@jbnu.ac.kr http://www.pltaxa.or.kr Copyright 2013 the Korean Society of Plant Taxonomists 46
Taxonomic position of Taxus cuspidata var. latifolia endemic to Ulleung Island 47 분포하며근연종에비해뚜렷한형태학적차이를보이는회솔나무는 T. cuspidata 의변종인 T. cuspidata var. latifolia 로인정하는것이타당한것으로판단된다. 주요어 : 회솔나무, 주목속, DNA 바코딩 주목속 (Taxus L.) 은주목과 (Taxaceae Gray) 에속하며북반구의온대지방에 10 여종이분포하는분류군이다 (Sun, 2007). 한국에는주로해발 700 m 이상의고지대에만분포하는주목 (T. cuspidata Siebold & Zucc var. cuspidata), 설악산에만분포하며원줄기가포복성으로옆으로자라는설악눈주목 (T. caespitosa Nakai), 울릉도에만한정분포하는회솔나무 (T. cuspidata var. latifolia) 2 종 1 변종이자라고있다 (Lee, 1980; Lee, 1996). 주목속은매우중요한자원식물로다양한생리활성물질을가지고있으며잎, 줄기, 종자에독성이강한 alkaloid 인 taxol 을함유하는데이는세포분열억제작용을통해항암제로쓰인다 (Judd et al., 1999). 그러나높은상업적이용가치때문에주목은 CITES (Convention on International Trade of Endangered Species) 에등재되어있는멸종위기종이다. 회솔나무 (Taxus cuspidata Siebold & Zucc. var. latifolia (Pilg.) Nakai) 는울릉도에만한정분포하며주목에비해낮은고도에자생하고잎의폭이다소넓은특징으로 Pilger (1903) 에의해 T. baccata L. 의변종으로처음기재되었다가 Nakai (1938) 에의해 T. cuspidata 의변종으로기재되었다. 한국산주목속의종분류는 Lee (1996) 가주목과눈주목 (T. caespitosa) 2 종으로정리하였고, Lee (1980) 는주목, 설악눈주목, 회솔나무, 눈주목 2 종 2 변종, Kim (2004) 은주목, 눈주목 2 종, Lee (2006) 는주목, 눈주목 ( 설악눈주목 ), 화솔나무 2 종 1 변종, Sun (2007) 은주목 1 종으로정리하는등 종의한계가학자에따라많은견해차이를보이고있다. 특히회솔나무는학자에따라주목의변종또는이명으로처리하는등분류학적실체와위치에관한종합적인연구가필요한실정이다. 본연구는자원식물로서매우가치가높은주목속식물중울릉도에한정분포하는회솔나무를중심으로근연종과의비교연구를통하여회솔나무의분류군의한계와분류학적위치를재검토하고자한다. 따라서한국에분포하는주목, 설악눈주목, 회솔나무와근연종인일본의 T. cuspidata var. nana 총 4 분류군을대상으로외부형태학적연구와 DNA 바코드시스템의표준화된유전자군인엽록체 DNA 의 rbcl, matk coding 유전자, 주목속식물의계통분류연구에해상력이높은것으로알려진 trnl intron 과 trnl-trnf intergenic spacer 구간 (Liu et al., 2011; Hao et al., 2008) 의염기서열을결정하여분석을수행하였다. 재료및방법 재료 : 본연구에사용한주목, 설악눈주목, 회솔나무와근연종인일본의 T. cuspidata var. nana 는 2010 년 3 월부터 2011 년 11 월까지국내와일본자생지에서채집하여관찰하였다. 본연구기간중채집된개체는석엽표본으로제작하여전북대학교생명과학과표본관 (JNU) 에보관하였다. 연구에사용된분류군및채집지정보는 Table 1 과같 Table 1. Materials and collection data of the genus Taxus species used for this study. Taxa Vouchers (Localities) Genbank Accession No. T. cuspidata var. latifolia 1 회솔나무 KFH03-02-00057 (Jun. 8, 2010 Is. Ulleung, Korea) T. caespitosa 설악눈주목 KFH03-02-00056 (May 3, 2010 Mt. Seorak, Korea) T. cuspidata var. nana 1 CLee210-015 (Mt. Daisen, Japan) T. cuspidata var. cuspidata 1 주목 KFH03-02-00084 (Apr. 5, 2010 Mt. Deogyu, Korea) T. cuspidata var. cuspidata 2 Kokubugata-6972 HM591011, HM591058, HM591149 T. baccata M. Zarrei-477 HM591021, HM591068, HM591155 T. fuana GLM-081628 HM591016, HM591063, HM591153 T. sumatrana ABG 20051056 EF660646, EF660706, EF660609 T. wallichiana GF-040911-29 HM590989, HM591040, HM591126 T. chinensis GLM-06001 HM590996, HM591040, HM591133 T. chinensis var. mairei LJ-05-1062 HM591006, HM591050, HM591143 T. canadensis Voucher 1960-2000 EF660661, EF660724, EF660636 T. brevifolia Voucher 11835 EU078561, AF249666, EF660604 T. globosa ABG 19971263 EF660647, EF660710, EF660613 T. floridana Voucher 12172 EF660652, EF660711, EF660614
48 Soonku So, Yong Hwang, Chunghee Lee, Jeong-Ho Lee and Muyeol Kim 다. 한국산주목속식물과의비교연구를위하여 Genbank 로부터국외에분포하는주목속 11 분류군의염기서열 data 를얻었다. 외부형태 : 한국산주목속식물에대한외부형태학적형질은직접채집한재료를사용하여관찰및측정하였다. 분류학적주요형질은해부현미경 (Nikon SMZ-10) 으로관찰하였고, Carl Zeiss AxioCam 을이용하여촬영하였다. 수형, 원줄기특징, 엽신의길이폭및배열상태, 가종피의길이와폭, 종자의색깔, 종자의길이와폭, 가종피에서종자의돌출정도를파악하여정성적형질과정량적형질을취했다. 측정된형질의단변량분석은 SPSS 프로그램 (ver. 12) 을이용하여정규분포범위의유의성을확인하였다. DNA 추출 : DNA 추출은생체표본을이용하였다. 야외에서채집한생체의경우, 실험실로운반하여즉시잎을채취하여엽병과주맥을제거시킨후 70 o C 에냉동보관하였다. 냉동보관된재료를액체질소를이용하여분쇄시킨후, DNeasy Plant Mini Kit (QIAGEN, Germany) 를사용하여추출하였다. 재료의양은 0.1 g 을사용하였으며모든과정은 manual (DNeasy Plant Mini Handbook, 2000; QIAGEN; Germany) 을따라수행하였다. 추출한 DNA 는일부를 1.5% agarose gel 에전기영동한뒤 ethidiumbromide (EtBr) 로 staining 한후, destaining 하여 UV 조명하에서밴드를확인하고 spectrophotometer 를이용하여농도를확인하였다. PCR: matk 와 rbcl coding 유전자의증폭은 CBOL plant working group 에의해제안된 primer set 을사용하였다. matk 는 3F_Kim f 와 1R_Kim primer (Kim, unpubl.), rbcl 은 rbcla_f 와 rbcla_rev primer (Erickson, unpubl.) 를이용하 였다. trnl intron 지역과 trnl-trnf intergenic spacer 구간의증폭은 Taberlet et al. (1991) 의 primer set 을이용하였다. PCR program 은 94 o C 에서 3 분동안 pre-denaturation 시킨후, 94 o C 에서 90 초의 denaturation, 52 o C 에서 20 초간 annealing, 72 o C 에서 50 초의 extension 으로이루어지는 thermal cycle 을 30 회반복하였으며 72 o C 에서 7 분간 final extension 과정을거쳐완료하였다. 염기서열의정렬및자료분석 : Direct sequencing 을통하여직접얻은 4 분류군의염기서열과 Genbank 를통하여얻은 11 분류군을포함하여총 15 분류군을확보하였다. 얻어진염기서열은 Clustal X program (Thompson et al., 1997) 을이용하여정렬하였으며최종적으로육안에의하여결과를검토하였다. G+C 비율은 PAUP program ver. 4.0b (Swofford, 2002) 의 base frequency option 을사용하여계산하였다. 또한형질에있어서가중치는모두동일하게처리하였고, 전체염기서열중 gap 은모두결여형질 (missing character) 로처리하였으며정렬된염기서열의모든 character 는 unordered, unweighted character 로설정하였다. 분석조건은 Kimura s two-parameter method (Kimura, 1980) 로계산된염기변이값을기초로한 Neighbor-Joining tree (NJ) 를산출하였다 (Saitou and Nei, 1987). 결 과 1. 외부형태학적특징회솔나무의외부형태학적형질을주목, 설악눈주목, T. cuspidata var. nana 와비교하여조사한결과를 Table 2 에나타내었다. 1) 수형 : 주목과회솔나무는교목이지만설악눈주목과일본의 T. cuspidata var. nana 는관목이다 (Fig. 1A). 2) 줄기 : 주목과회솔나무는원줄기가곧게서지만, 설 Table 2. Comparison of morphological characters of Korean Taxus species and their related taxon. Characters T. cuspidata var. cuspidata T. caespitosa T. cuspidata var. latifolia T. cuspidata var. nana Type of tree Arbor Shrub Arbor Shrub Stem Erect Prostrate Erect Dwarf Bark color Reddish brown Reddish brown Reddish brown Reddish brown Leaf arrangement Symmetrical Spiral Symmetrical Spiral Leaf length (mm) 18.0 (22.3±2.5) 28.0 * 15.0 (18.0±2.3) 21.0 27.0 (31.7±2.6) 36.0 9.0 (15.0±2.3) 18.0 Leaf width (mm) 1.8 (2.4±0.3) 3.3 1.7 (2.3±0.4) 3.0 3.0 (3.4±0.3) 4.0 2.0 (2.3±0.2) 2.6 Aril color Red Red Red Red Aril length (mm) 6.6 (7.7±0.7) 8.5. 7.1 (7.4±0.2) 7.7. Aril width (mm) 7.7 (9.2±0.8) 10.3. 8.0 (8.8±0.6) 10.0. Seed color Brown Brown Brown Dark brown Seed exposure Enclosed Enclosed Exposed Enclosed Seed length (mm) 5.4 (5.6±0.1) 5.8. 6.0 (6.1±0.1) 6.2. Seed width (mm) 4.7 (5.2±0.3) 5.6. 4.5 (5.1±0.7) 7.7. * Minimum (mean±sd) maximum
Taxonomic position of Taxus cuspidata var. latifolia endemic to Ulleung Island 49 Fig. 1. Taxus cuspidata var. latifolia. A. Plants; B. Twig and leaf; C. Seed with aril. Scale bars of B-C = 3 cm. Fig. 2. Leaf morphological variation of Korean Taxus species and their related taxon. A. T. cuspidata var. cuspidata; B. T. caespitosa; C. T. cuspidata var. latifolia; D. T. cuspidata var. nana. 악눈주목과 T. cuspidata var. nana 는 왜소형(dwarf)이며 원 줄기가 옆으로 퍼진다(Fig. 1A). 3) 잎: 주목속 분류군의 잎 형태는 모두 선형이며, 잎의 배열은 주목과 회솔나무는 좌우대칭으로, 설악눈주목과 일본의 T. cuspidata var. nana는 나선상으로 배열한다. 특히 잎의 길이와 폭은 주목속 분류군의 분류에 있어 유용한 형질이며 잎의 길이는 회솔나무 27-36 mm 평균 31.7 mm 로 가장 길게 측정되었고, 주목은 18-28 mm로 평균 22.3 mm, 설악눈주목은 15-21 mm로 평균 18.0 mm, T. cuspidata var. nana는 9-18 mm로 평균 15 mm로 가장 짧았 다. 잎의 폭 또한 회솔나무가 3-4 mm로 평균 3.4 mm로 가 장 넓게 측정되었고 주목은 1.8-3.3 mm로 평균 2.4 mm, 설 악눈주목은 1.7-3.0 mm로 평균 2.3 mm, T. cuspidata var. nana는 2-2.6 mm로 평균 2.3 mm로 나타났다(Fig. 1B; Fig. 2). 4) 종자: 주목속 분류군은 붉은색의 가종피가 종자를 둘 러싸고 있는데, 주목과 설악눈주목, T. cuspidata var. nana는 종자가 가종피 안쪽에 위치하고 있는 반면에 회솔나무는 유일하게 종자가 가종피 바깥쪽으로 돌출한다(Fig. 1C). 2. DNA 바코딩 연구 회솔나무의 분류학적 위치를 결정하기 위해 근연 분류 군과 DNA 바코딩 연구를 수행한 결과 실험에 사용한 한
50 Soonku So, Yong Hwang, Chunghee Lee, Jeong-Ho Lee and Muyeol Kim 국산주목, 설악눈주목, 회솔나무와일본의 T. cuspidata var. nana 4 분류군의 DNA 바코드표준유전자인엽록체 DNA 의 matk 와 rbcl 구간의평균길이는 matk 834 bp, rbcl 553 bp 로나타났으며 trnl intron 을포함한 trnl-trnf 구간의길이는 812 bp 총 2,199 bp 로나타났다. 근연분류군들을 포함하여 combined data 는정렬에의해 gap 이발생했으며그결과총길이는 2,214 bp 로재정리되었다. 평균 GC contents 는 matk 34.4%, rbcl 43.9%, trnl intron 을포함한 trnl-trnf 는 31.4% 인것으로분석되었으며 combined data 는 35.7% 로나타났다 (Table 3). 염기서열거리 (sequence Table 3. Size and G + C contents of three cpdna regions of Taxus. Taxa Length (bp) matk rbcl trnl-trnf Combined data GC (%) Length (bp) T. cuspidata var. cuspidata 1 834 34.4% 553 44.1% 812 31.0% 2199 35.6% T. cuspidata var. cuspidata 2 834 34.4% 553 44.1% 812 31.0% 2199 35.6% T. cuspidata var. latifolia 834 34.4% 553 44.1% 812 31.0% 2199 35.6% T. caespitosa 834 34.4% 553 44.1% 812 31.0% 2199 35.6% T. cuspidata var. nana 834 34.4% 553 44.1% 812 31.0% 2199 35.6% T. baccata 834 34.2% 553 44.1% 814 31.1% 2201 35.5% T. fuana 834 34.4% 553 43.8% 804 31.7% 2191 35.8% T. sumatrana 834 34.4% 553 43.9% 812 31.2% 2199 35.6% T. mairei 834 34.4% 553 43.9% 804 31.6% 2191 35.8% T. chinensis 834 34.4% 553 43.9% 812 31.2% 2199 35.6% T. wallichiana 834 34.2% 553 43.9% 812 31.3% 2199 35.6% T. canadensis 834 34.2% 549 44.1% 812 31.0% 2195 35.5% T. brevifolia 834 34.4% 553 43.8% 801 31.5% 2188 35.7% T. globosa 828 34.3% 549 43.4% 793 31.3% 2170 35.5% T. floridana 834 34.7% 546 42.3% 713 34.1% 2093 36.5% Mean 833.6 34.4 552.0 43.8 752.3 31.4 2,188 35.7 GC (%) Length (bp) GC (%) Length (bp) GC (%) Table 4. Pairwise sequence distance or nucleotide divergences of three cpdna regions between taxa examined. Sequence divergence values by Kimura s two parameter method (Kimura, 1980) are shown below diagonal of nucleotide distances. 1 2 T. cuspidata var. cuspidata 1 T. cuspidata var. cuspidata 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15-0.0000 - T. cuspidata var. 3 0.0000 0.0000 - latifolia 4 T. caespitosa 0.0000 0.0000 0.0000 - T. cuspidata var. 5 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 - nana 6 T. wallichiana 0.0032 0.0032 0.0032 0.0032 0.0032-7 T. brevifolia 0.0092 0.0092 0.0092 0.0092 0.0092 0.0083-8 T. fuana 0.0046 0.0046 0.0046 0.0046 0.0046 0.0050 0.0102-9 T. mairei 0.0027 0.0027 0.0027 0.0027 0.0027 0.0032 0.0093 0.0027-10 T. chinensis 0.0037 0.0037 0.0037 0.0037 0.0037 0.0032 0.0083 0.0028 0.0018-11 T. sumatrana 0.0037 0.0037 0.0037 0.0037 0.0037 0.0032 0.0092 0.0037 0.0018 0.0018-12 T. baccata 0.0050 0.0050 0.0050 0.0050 0.0050 0.0059 0.0102 0.0055 0.0046 0.0046 0.0055-13 T. globosa 0.0130 0.0130 0.0130 0.0130 0.0130 0.0130 0.0159 0.0154 0.0135 0.0135 0.0130 0.0149-14 T. canadensis 0.0064 0.0064 0.0064 0.0064 0.0064 0.0059 0.0125 0.0074 0.0046 0.0064 0.0064 0.0082 0.0163-15 T. floridana 0.0493 0.0493 0.0493 0.0493 0.0493 0.0489 0.0507 0.0504 0.0499 0.0499 0.0499 0.0503 0.0574 0.0509 -
Taxonomic position of Taxus cuspidata var. latifolia endemic to Ulleung Island 51 T. caespitosa Nakai var. latifolia (Pilg.) Spjut in J. Bot. Res. Inst. Texas 1(1): 269 (2007). 국명 : 회솔나무 (Chung, 1957) 낙엽성교목이다. 수피는부분적으로벗겨진다. 잎은호생배열하고선형이다. 엽신의길이는 27-36 mm이고폭은 3-4 mm이다. 엽신의표면은짙은녹색이며주맥이돌출한다. 엽신의이면은 2줄의연한황색줄이있다. 꽃은자웅이주이며 4월에개화한다. 수꽃은 10개의인편에 8-10 개의수술이싸여있다. 암꽃은 10개의인편에싸여있다. 종자는 8-9월에적색의가종피에서돌출한다. 분포 : 경북 ( 울릉도 ) 한국특산식물논의 : 회솔나무는종자가가종피바깥으로돌출하며, 엽신의폭은 3-4 mm( 평균 3.4 mm) 로주목에비해약 1.4배넓어주목과뚜렷이구별된다. Fig. 3. Neighbor-joining (NJ) tree based on three combined DNA regions for 15 taxa of Taxus. The bootstrap values are found above the branches. distance) 를계산한결과는 Table 4 에정리하였다. Neighbor-Joining 전형질도 (Fig. 3) 에서한국산주목, 설악눈주목, 회솔나무는 Genbank 로부터얻은 Taxus cuspidata var. cuspidata 1 과함께동일한분계조를형성하여유집되는것으로나타났으며, 근연종인일본 Mt. Daisen 으로부터직접채집한 T. cuspidata var. nana 또한한국산주목속식물들과동일한분계조를형성하였다. 3. 분류학적처리 Taxus cuspidata Siebold & Zucc. var. cuspidata in Fl. Jap. Fm. Nat. 2; 108 (1846). T. baccata L. subsp. cuspidata (Siebold & Zucc.) Pilg. in Pflanzenr. (Engler) IV. 5: 112 (1903). 국명 : 주목 (Chung, 1957) 분포 : 한국 ( 중남부 ), 일본 Taxus cuspidata Siebold & Zucc. var. latifolia (Pilg.) Nakai in J. Korean Forest. Soc. 158: 39 (1938). T. baccata L. var. latifolia Pilg. in Pflanzenr. (Engler) IV. 5: 112 (1903). Taxus cuspidata Siebold & Zucc. var. caespitosa (Nakai) Q. L. Wang in Clavis Pl. Chinae Bor.-Or. ed. 2 (ed. P. Y. Fu) 73 (1995). T. caespitosa Nakai in Tyosen Sanrin Kaiho No. 158: 20 (1938). T. cuspidata Siebold & Zucc. var. caespitosa (Nakai) Y. Lee in Fl. Korea 1156 (1996). 국명 : 설악눈주목 (Chung, 1957) 분포 : 강원 ( 설악산 ) 한국특산식물 회솔나무와근연분류군에대한검색표 1. 엽신의폭은 0.2-0.3 cm. 종자는가종피안에함몰한다. 2. 엽신의길이는 1.5-2 cm. 원줄기는곧으며뿌리가나오지않는다. 주목 T. cuspidata var. cuspidata 2. 엽신의길이는 1-1.5 cm. 원줄기는누워있으며뿌리가나온다. 설악눈주목 T. cuspidata var. caespitosa 1. 엽신의폭은 0.3-0.4 cm. 종자는가종피바깥으로돌출한다. 회솔나무 T. cuspidata var. latifolia 고 찰 회솔나무 (Taxus cuspidata var. latifolia) 와근연분류군의외부형태및종자의형태를조사한결과원줄기의형태, 잎배열, 잎의길이와폭, 가종피에의한종자의노출정도와같은형질들이분류군을식별하는데유용한형질로밝혀졌다. 회솔나무는교목으로원줄기가곧게서고잎의배열이좌우대칭으로주목 (T. cuspidata var. cuspidata) 과유사성을보였으나, 반면에설악눈주목 (T. caespitosa), T. cuspidata var. nana 는왜소하며원줄기가옆으로퍼지고잎은나선상으로배열하여차이를보였다. 또한회솔나무엽신의
52 Soonku So, Yong Hwang, Chunghee Lee, Jeong-Ho Lee and Muyeol Kim 길이와폭은근연분류군에비해 1.4 배이상길고종자가가종피바깥으로돌출되는특징으로뚜렷이구별되었다. DNA 바코딩연구를통해 matk, rbcl, trnl-trnf 염기서열을기초로한 NJ 전형질도에서회솔나무는 T. baccata 와는별도의분계조를형성하였고, 주목 (T. cuspidata var. cuspidata) 과 100% 동일한분계조를형성하여하나의그룹을형성하였다. DNA barcoding 연구는근연분류군들의종간분류를규명하는데매우유용한방법으로알려져있으며최근유라시안주목속의 DNA 바코딩연구, 주목과및주목속식물의계통연구를통해주목속식물의종분류에 core 2-locus barcode 유전자인 matk, rbcl 뿐아니라 trnl-trnf(trnl intron 포함 ) 구간또한높은해상력을나타내는것으로알려졌다 (Liu et al., 2011; Hao et al., 2008). 본연구를통해회솔나무의 DNA 바코딩유전자염기서열은주목과 100% 동일한것으로나타났지만, 외부형태학적으로주목에비해약 1.4 배대형인엽신과가종피바깥으로돌출되는종자의특징으로뚜렷한차이를보여준다. 여러학자에의해별개의종으로인정되었던설악눈주목은잎의길이와폭이주목의변이에포함되고 DNA 바코딩연구를통해주목, 회솔나무와 100% 동일하게나타났지만, 원줄기가옆으로누워자라며주목, 회솔나무에비해잎의배열이나선상인특징으로구별되므로설악눈주목을별개의종으로인정하는것보다는주목의변종인 T. cuspidata var. caespitosa 로처리하는것이타당하며일본의 T. cuspidata var. nana 와추가적인연구를통해분류학적재검토가이루어져야할것으로생각된다. 본연구에서는울릉도에만한정분포하는회솔나무를주목의이명으로처리하는것보다는주목의변종인 T. cuspidata var. latifolia 로인정하는것이타당하다고판단되며세계적으로우리나라의울릉도에만한정분포하는특산식물로서그가치를인정하고택솔 (taxol) 과같은생리활성물질에대한추가적인연구를수행한다면회솔나무가유전자원으로서신물질을탐색하고고부가가치를창출하는중요한정보를제공할수있을것이다. 사 사 본연구는산림청국립산림품종관리센터의 2010 년도특성조사요령 (TG) 연구비지원으로수행되었습니다. 인용문헌 Chung, T. H. 1957. Koran Flora, Part 1. Woody Plants. Shinjisa. Seoul. Pp. 2-3. (in Korean) Hao, D. C., B. Huang and L. Yang. 2008. Phylogenetic relationships of the genus Taxus inferred from chloroplast intergenic spacer and nuclear coding DNA. Biological and Pharmaceutical Bulletin 31(2): 260-265. Judd, W., C. Campbell, E. Kellogg, P. Stevens and M. Donoghue. 1999. Plant Systematics: a phylogenetic approach. Sinauer Assoc. Inc., Sunderland, MA. Kim, M. 2004. Korean endemic plants. Solkwahak, Seoul. Pp. 43. (in Korean) Kimura, M. 1980. A simple method for estimating evolutionary rates of base substitution through comparative studies of nucleotide sequence. Journal of Molecular Evolution 6: 111-120. Lee, T. B. 1980. Illustrated Flora of Korea. Hyangmunsa, Seoul. Pp. 57. (in Korean) Lee, W. T. 1996. Lineamenta Florae Koreae. Academy Press. Seoul. (in Korean) Lee, Y. N. 2006. New Flora of Korea. Kyohaksa, Seoul. (in Korean) Liu, J., M. Moller, L. M. Gao, D. Q. Zhang and D. Z. Li. 2011. DNA barcoding for the discrimination of Eurasian yews (Taxus L., Taxaceae) and the discovery of cryptic species. Molecular Ecology Resources 11: 89-100. Nakai, T. 1938. Indigenous species of conifers and taxads of Korea and Manchuria and their distribution. J. Korean Forest. Soc. 158: 39. Pilger, R. 1903. Taxaceae. In Das Pflanzenreich, Vol. 4, Heft 18. Engler, A. and K. Prantl (eds.), Berlin. Pp. 1-124. QIAGEN. 2000. Isolation of DNA from Plant Tissue. DNeasy Plant Mini and DNeasy Plant Maxi Handbook. Valencia, CA, USA: QIAGEN. Pp. 27. Saitou, N. and M. Nei. 1987. The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees. Molecular Biology and Evolution 4: 406-425. Sun, B. Y. 2007. Taxaceae. In The Genera of Vascular Plants of Korea. Park, C.-W. (ed.), Academy Publishing Co., Seoul. Pp 40. Swofford, D. L. 2002. PAUP: Phylogenetic analysis using parsimony and other methods (ver. 4.0). Sinauer Associates, Sunderland, MA. Taberlet, P., L. Gielly, G. Pautou and J. Bouvet. 1991. Universal primers for amplification of three non-coding regions of chloroplast DNA. Plant Molecular Biology 17: 1105-1109. Thompson, J. D., T. J. Gibson, F. Plewniak, F. Jeanmougin and D. G. Higgins. 1997. The Clustal X windows interface : Flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tool. Nucleic Acids Research 25: 4876-4882.
Taxonomic position of Taxus cuspidata var. latifolia endemic to Ulleung Island 53 Appendix I. Specimens examined for this study. Taxus cuspidata var. latifolia 회솔나무 Gyeongbuk: Ulleung, 8 Jun. 2010, M. Kim et al. KFH03-02- 00057-58; 13 Jun. 2010, M. Kim et al. KFH03-02-00059-61; 14 Jun. 2010, M. Kim et al. KFH03-02-00062-63; 2 Oct. 2010, M. Kim et al. KFH03-02-00064-69 (KFH) Taxus cuspidata var. cuspidata 주목 Jeonbuk: Mt. Deukyu, 5 Apr. 2010, M. Kim et al. KFH03-02- 00084-85; 3 May 2010, M. Kim et al. KFH03-02-00086-94; 27 May 2010, M. Kim et al. KFH03-02-00095-96; 12 Aug. 2010, M. Kim et al. KFH03-02-00097; 27 Sep. 2010, M. Kim et al. KFH03-02-00098-106 (KFH); Mt. Jiri, 9 Jul. 2010, M. Kim et al. KFH03-02-00070-75; 29 Sep. 2010, M. Kim et al. KFH03-02-00076-79 (KFH) Jeju: Mt. Halla, 13 Jul. 2010, M. Kim et al. KFH03-02-00080-81; 17 Sep. 2010, M. Kim et al. KFH03-02-00082-83 (KFH) Taxus cuspidata var. caespitosa 설악눈주목 Gangwon: Mt. Seorak, 3 May 2010, M. Kim et al. KFH03-02-00056 (KFH) Taxus cuspidata var. nana Japan: Mt. Daisen, C. Lee et al. CLee210-015 (KNA) Appendix II. Aligned sequences of 3 cpdna regions of Korean Taxus species: rbcl gene, matk gene and trnl-trnf spacer (including trnl intron).
54 Soonku So, Yong Hwang, Chunghee Lee, Jeong-Ho Lee and Muyeol Kim Appendix II. Continued
Taxonomic position of Taxus cuspidata var. latifolia endemic to Ulleung Island 55 Appendix II. Continued