[학위논문]초피나무 잎, 종자의 지역별 방향성분 차이와 형태적 상관관계 Differences in directional components and morphological correlations of leaves and seeds of Zanthoxylum piperitum (L.) DC by region원문보기
한반도 전역에 많이 분포하고 있는 운향과의 전통향신료인 초피나무는 일상에서 전통 향신료로 사용되기도 하고 항균활성을 가지고 있어 유용성이 높은 식물이다. 하지만 초피나무에 대한 성분 연구는 한반도내 특정 지역에서 수집한 시료를 대상으로 한 것이 많고 지역별 초피나무의 화학성분이나 방향성분을 비교한 사례는 적다. 따라서 본 연구는 지역별 초피나무 방향성분을 분석하여 방향성분의 지역 간 ...
한반도 전역에 많이 분포하고 있는 운향과의 전통향신료인 초피나무는 일상에서 전통 향신료로 사용되기도 하고 항균활성을 가지고 있어 유용성이 높은 식물이다. 하지만 초피나무에 대한 성분 연구는 한반도내 특정 지역에서 수집한 시료를 대상으로 한 것이 많고 지역별 초피나무의 화학성분이나 방향성분을 비교한 사례는 적다. 따라서 본 연구는 지역별 초피나무 방향성분을 분석하여 방향성분의 지역 간 변이 패턴을 파악하고 방향성분과 형태특성의 상관관계를 조사하고자 한다. 초피나무 성분의 지역별 변이 조사를 위해 초피나무 잎 134개체, 과피 303개체, 형태측정을 위한 123개체의 초피나무를 전라남도, 전라북도, 경상남도, 경상북도, 충청남도, 강원도, 제주도에서 수집 후 조사하였다. 초피나무 방향성분 분석은 GC, GC/MS로 진행하였고, 데이터 표준화를 위해 Total-Sum, PQN, Median 정규화 방법을 사용하였다. 초피나무 잎은 PQN, 과피는 Median 정규화 방법을 사용하였다. 정규화된 데이터는 R studio를 이용하여 주성분 분석(PCA)을 실시하였고, PC1과 PC2에 영향이 큰 3개의 방향성분으로 단변량을 비교 분석을 진행 하였다. 초피나무 잎과 과피의 주요 방향성분은 Caryophyllene, Citronellal, Citronellol, Eucalyptol, Geranyl acetate, β-Myrcene, α-Phellandrene, β-Phellandrene, α-Pinene, β-Pinene, α-Terpineol 등으로 확인 되었다. 잎 방향성분 결과 제주 지역에서 수집한 초피나무에서는 β-Myrcene, β-Phellandrene, β-Pinene이 다른 지역에 비해 높은 농도로 검출되었다. 과피의 방향성분 결과 충청남도 지역에서 수집한 초피나무에서는 β-Myrcene, β-Phellandrene, β-Pinene이 다른 지역에 비해 높은 농도로 검출되었다. 형태측정은 잎, 송이, 종자의 길이 너비 위주로 진행 하였고, 잎의 형태와 방향성분간의 상관분석은 R sutdio를 통해 실시하였다. 초피나무의 형태측정은 총 19개 요소를 측정하였으며 중요 요소인 엽의 길이, 송이당 종자의 개수, 종자 무게는 단변량 비교 분석을 진행 하였다. 초피나무 엽의 길이는 강원도 지역이 다른 지역에 비해 크기가 컸으며, 송이당 종자의 개수, 종자 무게는 경상남도 지역이 다른 지역에 비해 가장 많거나 컸다. 초피나무 잎 방향성분과 형태적인 상관관계 분석에서 β-Myrcene, α-Phellandrene, β-Phellandrene은 옆의 길이와 너비에 부의상관관계가 있었고, β-Myrcene, α-Phellandrene, β-Phellandrene, β-Pinene, α-Terpineol은 송이 당 소과경의 개수, 송이 당 종자의 개수와 정의 상관관계가 있었다. 이 연구를 통해 초피나무의 서식지에 따른 방향성분 차이를 확인 할 수 있었고, 형태 요소와 방향 성분 간의 상관관계를 확인할 수 있었다.
한반도 전역에 많이 분포하고 있는 운향과의 전통향신료인 초피나무는 일상에서 전통 향신료로 사용되기도 하고 항균활성을 가지고 있어 유용성이 높은 식물이다. 하지만 초피나무에 대한 성분 연구는 한반도내 특정 지역에서 수집한 시료를 대상으로 한 것이 많고 지역별 초피나무의 화학성분이나 방향성분을 비교한 사례는 적다. 따라서 본 연구는 지역별 초피나무 방향성분을 분석하여 방향성분의 지역 간 변이 패턴을 파악하고 방향성분과 형태특성의 상관관계를 조사하고자 한다. 초피나무 성분의 지역별 변이 조사를 위해 초피나무 잎 134개체, 과피 303개체, 형태측정을 위한 123개체의 초피나무를 전라남도, 전라북도, 경상남도, 경상북도, 충청남도, 강원도, 제주도에서 수집 후 조사하였다. 초피나무 방향성분 분석은 GC, GC/MS로 진행하였고, 데이터 표준화를 위해 Total-Sum, PQN, Median 정규화 방법을 사용하였다. 초피나무 잎은 PQN, 과피는 Median 정규화 방법을 사용하였다. 정규화된 데이터는 R studio를 이용하여 주성분 분석(PCA)을 실시하였고, PC1과 PC2에 영향이 큰 3개의 방향성분으로 단변량을 비교 분석을 진행 하였다. 초피나무 잎과 과피의 주요 방향성분은 Caryophyllene, Citronellal, Citronellol, Eucalyptol, Geranyl acetate, β-Myrcene, α-Phellandrene, β-Phellandrene, α-Pinene, β-Pinene, α-Terpineol 등으로 확인 되었다. 잎 방향성분 결과 제주 지역에서 수집한 초피나무에서는 β-Myrcene, β-Phellandrene, β-Pinene이 다른 지역에 비해 높은 농도로 검출되었다. 과피의 방향성분 결과 충청남도 지역에서 수집한 초피나무에서는 β-Myrcene, β-Phellandrene, β-Pinene이 다른 지역에 비해 높은 농도로 검출되었다. 형태측정은 잎, 송이, 종자의 길이 너비 위주로 진행 하였고, 잎의 형태와 방향성분간의 상관분석은 R sutdio를 통해 실시하였다. 초피나무의 형태측정은 총 19개 요소를 측정하였으며 중요 요소인 엽의 길이, 송이당 종자의 개수, 종자 무게는 단변량 비교 분석을 진행 하였다. 초피나무 엽의 길이는 강원도 지역이 다른 지역에 비해 크기가 컸으며, 송이당 종자의 개수, 종자 무게는 경상남도 지역이 다른 지역에 비해 가장 많거나 컸다. 초피나무 잎 방향성분과 형태적인 상관관계 분석에서 β-Myrcene, α-Phellandrene, β-Phellandrene은 옆의 길이와 너비에 부의상관관계가 있었고, β-Myrcene, α-Phellandrene, β-Phellandrene, β-Pinene, α-Terpineol은 송이 당 소과경의 개수, 송이 당 종자의 개수와 정의 상관관계가 있었다. 이 연구를 통해 초피나무의 서식지에 따른 방향성분 차이를 확인 할 수 있었고, 형태 요소와 방향 성분 간의 상관관계를 확인할 수 있었다.
Zanthoxylum piperitum (L.) DC, Rutaceae, is widely distributed throughout the Korean Peninsula, is used daily as a traditional spice, and is a highly useful plant for antiseptic activity. However, most of the research on its aromatic compound has been conducted on samples collected from specific reg...
Zanthoxylum piperitum (L.) DC, Rutaceae, is widely distributed throughout the Korean Peninsula, is used daily as a traditional spice, and is a highly useful plant for antiseptic activity. However, most of the research on its aromatic compound has been conducted on samples collected from specific regions in the Korean Peninsula. Few studies compare the chemical composition or aromatic components across the region. Therefore, this study intends to analyze the aromatic components of Zanthoxylum piperitum (L.) DC by region to identify the patterns between aroma components' regions and investigate the correlation between the aroma components and the morphological characters. I sampled 146 individuals for leave chemicals, 303 individuals for pericarp chemicals, and 123 individuals for morphological variation to investigate geographic chemical variation. The analysis of the aromatic components of Zanthoxylum piperitum (L.) DC was performed by GC and GC/MS, and Total-Sum, PQN, and Median normalization methods were used for data standardization. We found that PQN was the best normalization method for foliar chemical data, and Median was the best normalization method for pericarp chemical profiles. We performed principal component analysis (PCA) for chemical profiles and univariate comparative analysis for significant chemical compounds using R packages. Several chemical compounds had a large influence on PC1 and PC2 for example, Caryophyllene, Citronellal, Citronellol, Eucalyptol, Geranyl acetate, β-Myrcene, α-Phellandrene, β-Phellandrene, α-Pinene, β-Pinene, and α-Terpineol. Among leaf-volatile compounds, β-Myrcene, β-Phellandrene, and β-Pinene had distinguished concentrations in Jeju populations compared to other populations. For the pericarp chemical profiles, we found a significant level of dominance in β-Myrcene, β-Phellandrene, and β-Pinene in the Chungcheongnam-do population compared to other regions. This study measured nineteen morphological to figure out the geographic pattern of morphological variation. Multiple comparison analysis was performed on the leaf length, number of seeds, and seed weight to prove statistical significance. The length of a compound leaf was larger in the Gangwon-do population. The Gyeongsangnam-do population was distinguished in seed size and productivity of one inflorescence. β-Myrcene, α-Phellandrene, and β-Phellandrene were negatively correlated with lateral leaflet length and width. Terpineol was positively correlated with the number of fruit stalks and the seed number. It was possible to confirm the difference in the aroma component according to the habitat of the Zanthoxylum piperitum (L.) DC. and the correlation between the morphological characters and the volatile compounds.
Zanthoxylum piperitum (L.) DC, Rutaceae, is widely distributed throughout the Korean Peninsula, is used daily as a traditional spice, and is a highly useful plant for antiseptic activity. However, most of the research on its aromatic compound has been conducted on samples collected from specific regions in the Korean Peninsula. Few studies compare the chemical composition or aromatic components across the region. Therefore, this study intends to analyze the aromatic components of Zanthoxylum piperitum (L.) DC by region to identify the patterns between aroma components' regions and investigate the correlation between the aroma components and the morphological characters. I sampled 146 individuals for leave chemicals, 303 individuals for pericarp chemicals, and 123 individuals for morphological variation to investigate geographic chemical variation. The analysis of the aromatic components of Zanthoxylum piperitum (L.) DC was performed by GC and GC/MS, and Total-Sum, PQN, and Median normalization methods were used for data standardization. We found that PQN was the best normalization method for foliar chemical data, and Median was the best normalization method for pericarp chemical profiles. We performed principal component analysis (PCA) for chemical profiles and univariate comparative analysis for significant chemical compounds using R packages. Several chemical compounds had a large influence on PC1 and PC2 for example, Caryophyllene, Citronellal, Citronellol, Eucalyptol, Geranyl acetate, β-Myrcene, α-Phellandrene, β-Phellandrene, α-Pinene, β-Pinene, and α-Terpineol. Among leaf-volatile compounds, β-Myrcene, β-Phellandrene, and β-Pinene had distinguished concentrations in Jeju populations compared to other populations. For the pericarp chemical profiles, we found a significant level of dominance in β-Myrcene, β-Phellandrene, and β-Pinene in the Chungcheongnam-do population compared to other regions. This study measured nineteen morphological to figure out the geographic pattern of morphological variation. Multiple comparison analysis was performed on the leaf length, number of seeds, and seed weight to prove statistical significance. The length of a compound leaf was larger in the Gangwon-do population. The Gyeongsangnam-do population was distinguished in seed size and productivity of one inflorescence. β-Myrcene, α-Phellandrene, and β-Phellandrene were negatively correlated with lateral leaflet length and width. Terpineol was positively correlated with the number of fruit stalks and the seed number. It was possible to confirm the difference in the aroma component according to the habitat of the Zanthoxylum piperitum (L.) DC. and the correlation between the morphological characters and the volatile compounds.
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