돼지풀의 수용추출액에 함유된 화학물질중 benzoic acids와 phenolic compounds가 주를 이루었고 일부 non-acids 화학물질도 검출되었다. 또한 수용추출액에 함유된 화학물질은 부위에 따라 차이를 나타내었으며, 잎에서 60종류, 뿌리에서도 53종류의 물질이 검출되었다. 총 함량은 잎이 0.48 mg/g.f,w, 뿌리가 0.37 mg/g.f,w이었다. 수용추출액은 수용체식물 종자발아와 유식물 생장에 뚜렷한 억제효과를 나타내었고, 식물 종에 따라 큰 차이를 보였다. 추출액의 농도가 증가됨에 따라 억제효과도 증가하였다. 발아와 유식물 생장에 억제효과가 높은 식물은 고추, 상치, 쇠무릎 등이었고, 배추와 무는 비교적 낮은 억제 효과를 보였다. 종자발아 및 유식물 생장 실험 모두에서 잎 수용추출액의 억제효과가 뿌리보다 높게 조사되었다.
돼지풀의 수용추출액에 함유된 화학물질중 benzoic acids와 phenolic compounds가 주를 이루었고 일부 non-acids 화학물질도 검출되었다. 또한 수용추출액에 함유된 화학물질은 부위에 따라 차이를 나타내었으며, 잎에서 60종류, 뿌리에서도 53종류의 물질이 검출되었다. 총 함량은 잎이 0.48 mg/g.f,w, 뿌리가 0.37 mg/g.f,w이었다. 수용추출액은 수용체식물 종자발아와 유식물 생장에 뚜렷한 억제효과를 나타내었고, 식물 종에 따라 큰 차이를 보였다. 추출액의 농도가 증가됨에 따라 억제효과도 증가하였다. 발아와 유식물 생장에 억제효과가 높은 식물은 고추, 상치, 쇠무릎 등이었고, 배추와 무는 비교적 낮은 억제 효과를 보였다. 종자발아 및 유식물 생장 실험 모두에서 잎 수용추출액의 억제효과가 뿌리보다 높게 조사되었다.
The allelochemicals from aqueous extracts of A. artemisiifolia var. elatior leaves and roots were analyzed and 60 compounds in the leaf and 53 compounds in the roots were inspected. The main compounds were acids,. especially phenolic acids and some non-acids. The total amount of compounds in the aqu...
The allelochemicals from aqueous extracts of A. artemisiifolia var. elatior leaves and roots were analyzed and 60 compounds in the leaf and 53 compounds in the roots were inspected. The main compounds were acids,. especially phenolic acids and some non-acids. The total amount of compounds in the aqueous extracts of A. artemisiifolia var. elatior leaves was higher than in the roots. The aqueous extracts had much high inhibiting effects on the germination and seedling elongation of selected plants. In both cases, the inhibiting effects were very different with different selected plants and increased significantly as the concentration of aqueous extracts increased. Capsicum annum, Achyranthes japonica, and Oenothera odorta plants were suffered more significant inhibition effects than Raphnus sativus, Cucumis sativus, Brassica camperstris plants. Aqueous extracts from leaves had slightly higher inhibition effects than the aqueous extracts from the roots.
The allelochemicals from aqueous extracts of A. artemisiifolia var. elatior leaves and roots were analyzed and 60 compounds in the leaf and 53 compounds in the roots were inspected. The main compounds were acids,. especially phenolic acids and some non-acids. The total amount of compounds in the aqueous extracts of A. artemisiifolia var. elatior leaves was higher than in the roots. The aqueous extracts had much high inhibiting effects on the germination and seedling elongation of selected plants. In both cases, the inhibiting effects were very different with different selected plants and increased significantly as the concentration of aqueous extracts increased. Capsicum annum, Achyranthes japonica, and Oenothera odorta plants were suffered more significant inhibition effects than Raphnus sativus, Cucumis sativus, Brassica camperstris plants. Aqueous extracts from leaves had slightly higher inhibition effects than the aqueous extracts from the roots.
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문제 정의
따라서 본 연구는 돼지풀의 부위별로 함유하고 있는 수용성 화학물질의 조성과 함량을 조사하고 이러한 물질들이 타 식물 생장에 미치는 억제 효과를 조사하였다. 이는 외래 식물들의 높은 적응력과 우위를 점하는 경쟁에 대한 연구에 도움을 주며, 동시에 이용 가치가 없는 돼지풀을 제초제 등 자원화의 유도에도 도움을 주려고 한다.
따라서 본 연구는 돼지풀의 부위별로 함유하고 있는 수용성 화학물질의 조성과 함량을 조사하고 이러한 물질들이 타 식물 생장에 미치는 억제 효과를 조사하였다. 이는 외래 식물들의 높은 적응력과 우위를 점하는 경쟁에 대한 연구에 도움을 주며, 동시에 이용 가치가 없는 돼지풀을 제초제 등 자원화의 유도에도 도움을 주려고 한다.
제안 방법
잎과 뿌리의 수용추출물질의 분석에 GC-MS를 이용하였으며, 분석 조건은 carrier gas로 helium(He)을 사용하였고 flow rate는 L8 ml/tnin, injector and detecter 온도는 각각 300°C와 320°C로 유지시켰다. Column 온도는 110'C에서 260°C까지 3°C/min의 rate로, 260°C에서 290°C까지는 10.0°C/min의 rate로 올린 후 5 분 간 유지시켜 총 분석 시간을 58분으로 하였다 (Yun and Kil 1989, 이 등 1997). 분석용 시료의 정제는 추출액 300 ml에 HC1, diethylether, NaOH를 이용하여 pH를 조정, 분액하는 방법을 이 용하였으며 BSTFA[N.
채취한 잎과 뿌리 각 200 g에 1000 ml씩의 증류수를 주입한 후, 37C에서 48시간 진탕 추출하였으며 추출액을 냉장고에 24시간 보존(냉각 침전), 5000 rpm에서 45분간 원심 분리한 후 그 상층 액을 5°C 냉장 보관하면서 본 실험에 사용하였다. 발아 및 성장 억제 실험에 사용된 추출액은 추출 원액을 100%로 인위 규정하였으며, 기타 농도는 20%, 50%로 희석하여 사용하였다 (이 등 1997).
0°C/min의 rate로 올린 후 5 분 간 유지시켜 총 분석 시간을 58분으로 하였다 (Yun and Kil 1989, 이 등 1997). 분석용 시료의 정제는 추출액 300 ml에 HC1, diethylether, NaOH를 이용하여 pH를 조정, 분액하는 방법을 이 용하였으며 BSTFA[N.O-Bis(trimethylsilyl)trifluproacetamide]< 주입하여 50°C에서 초음파 진탕 하에 약 10분간 유지한 후 온도를 80°C로 올려 10분간 가열시킨 후 0.5 “1을 GC-MS에 주입하여 분석하였다 (김과 김 2000).
파종은 건열 멸균한 직경 150 mm petri-dish에 filter paper를 깔고 실험 구는 추출액을 사용하였고, 대조 구는 증류수를 사용하였다. 수용체 식물 및 처리 구 별로 각 petri-dish에 선별된 수용체 식물 종자 50립씩을 파종한 후 26°C를 유지한 incubator (DSK511 와 KMC-8480S) 내에서 24시간 간격으로 관찰하여, 발아 수를 측정하였으며 발아율(germination percentage of control: GP)과 상대 발아율(relative germination ratio: RGR)을 계산하였다 (Kil and Yun 1992, 이 등 1997).
수용추출물질의 함량은 정량적으로 주입된 internal standard (tetradecane)의 면적에 비례하여 계산하였다.
유식물 생장에 미치는 영향은 종자 발아 실험의 연속적인 실험으로 종자 파종 후 5일째 실험 구와 대조 구의 유식 물의 신장을 측정하였다. 수용체 유식물 성장에 미치는 억제 효과 역시 상대신장율(relative elongation of seedling ratio: RER)을 계산하였다 (Kil and Yun 1992).
잎과 뿌리의 수용추출물질의 분석에 GC-MS를 이용하였으며, 분석 조건은 carrier gas로 helium(He)을 사용하였고 flow rate는 L8 ml/tnin, injector and detecter 온도는 각각 300°C와 320°C로 유지시켰다. Column 온도는 110'C에서 260°C까지 3°C/min의 rate로, 260°C에서 290°C까지는 10.
채취한 잎과 뿌리 각 200 g에 1000 ml씩의 증류수를 주입한 후, 37C에서 48시간 진탕 추출하였으며 추출액을 냉장고에 24시간 보존(냉각 침전), 5000 rpm에서 45분간 원심 분리한 후 그 상층 액을 5°C 냉장 보관하면서 본 실험에 사용하였다. 발아 및 성장 억제 실험에 사용된 추출액은 추출 원액을 100%로 인위 규정하였으며, 기타 농도는 20%, 50%로 희석하여 사용하였다 (이 등 1997).
대상 데이터
본 실험에 사용한 돼지풀의 시료 채취 장소는 경남 창원시 동읍 정병산 2곳(입구, 등산로 옆)과 마산시 무학산 일대 3곳(중 리, 경남대학교, 만날제)이었다. 그 시기는 성장 왕성기인 7월로 선정하였다.
본 실험에 사용한 돼지풀의 시료 채취 장소는 경남 창원시 동읍 정병산 2곳(입구, 등산로 옆)과 마산시 무학산 일대 3곳(중 리, 경남대학교, 만날제)이었다. 그 시기는 성장 왕성기인 7월로 선정하였다.
파종 종자는 재배종의 경우 종묘상에서 구입하였고 야생종은 1998년과 1999년 10월 15일〜12월 15일간 무학산 자락과 정병산 주변에서 채취하여 건조 보관하였다. 파종 시 종자는 비교적 균질한 크기를 선별하였고 3~5% sodium hypochloride용액에서 3분간 소독한 후 증류수로 3회 이상 세척하여 사용하였다 (이 등 1997).
파종은 건열 멸균한 직경 150 mm petri-dish에 filter paper를 깔고 실험 구는 추출액을 사용하였고, 대조 구는 증류수를 사용하였다. 수용체 식물 및 처리 구 별로 각 petri-dish에 선별된 수용체 식물 종자 50립씩을 파종한 후 26°C를 유지한 incubator (DSK511 와 KMC-8480S) 내에서 24시간 간격으로 관찰하여, 발아 수를 측정하였으며 발아율(germination percentage of control: GP)과 상대 발아율(relative germination ratio: RGR)을 계산하였다 (Kil and Yun 1992, 이 등 1997).
성능/효과
야생종들은 대부분 크게 억제되었다. 100% 때는 물론 모든 실험 구에서 상당히 크게 억제되었으며 특히 잎은 뿌리보다 많이 높았다. 농도에 따른 억제 효과의 차이도 잎에서는 물론 뿌리에서도 비교적 높은 R 값을 보였다.
3). 20% 농도 처리시 상치, 고추, 달맞이꽃, 쇠무릎, 무, 까마중, 털 비름, 배추, 오이 순이었으며, 상치의 억제효과가 가장 컸다. 그 러나 50% 농도 처리시 실험 식물에 따라 차이는 있지만 20% 농도 때보다 상대신장률이 평균 20~40%가 낮아졌다.
잎과 비교해 볼 때 실험 식물 간 차이, 그리 고 농도에 따른 효과차이가 있으나 잎 추출액의 처리 경우처 럼 크지는 않았다. 20% 농도 처리시 억제효과가 가장 큰 식물체는 고추, 달맞이꽃이고 무가 가장 낮았다. 50% 처리구는 고추가 가장 높았고, 오이가 가장 낮았다.
20% 농도 처리시 상치, 고추, 달맞이꽃, 쇠무릎, 무, 까마중, 털 비름, 배추, 오이 순이었으며, 상치의 억제효과가 가장 컸다. 그 러나 50% 농도 처리시 실험 식물에 따라 차이는 있지만 20% 농도 때보다 상대신장률이 평균 20~40%가 낮아졌다. 억제 효과 는 고추, 상치, 달맞이꽃, 털비름, 쇠무릎, 까마중, 오이, 무, 배 추 순이었다.
100% 때는 물론 모든 실험 구에서 상당히 크게 억제되었으며 특히 잎은 뿌리보다 많이 높았다. 농도에 따른 억제 효과의 차이도 잎에서는 물론 뿌리에서도 비교적 높은 R 값을 보였다.
이 (1997)는 토끼풀(Tri伽物 repens)의 꽃, 잎, 줄기, 뿌리의 수 용 추출액은 잔디(Zoysia japonica) 종자 발아에 억제 효과를 보 였는데 꽃의 추출액의 효과가 가장 컸다고 하였고, 리 기다소나 무의 경우 식물 종자 발아의 억제 효과는 뿌리>잎 순이었고 (길 1988), 이와 이 (1981)는 화본과 식물 중 옥수수의 수용추출액의 발아 억제 효과는 잎>뿌리>꽃 순이었으며, 이러한 순위는 추 출액에 함유된 화학물질의 함량과 조성에 관련이 있다고 보고 하였다. 본 연구에서는 잎의 수용추출액에 함유된 화학 물질의 종류 및 함량이 뿌리보다 비교적 높게 나타났는데 이는 잎의 억제 효과가 상대적으로 높은 원인으로 추측된다.
식물별로 살펴보면 상치의 종자 발아는 상당한 억제 효과를 나타내었으며, 5일의 시점에서 100% 실험 구는 RGR 약 25%, 50% 실험 구는 53%, 20% 실험 구는 67%의 낮은 발아율을 보여 주었다. 그러나 뿌리 추출액의 경우 농도 100% 때는 비교적 낮은 발아율을 보여주었으나 기타 농도 때는 비교적 높은 발아율을 나타냈다 (Table 2, L.
그 러나 50% 농도 처리시 실험 식물에 따라 차이는 있지만 20% 농도 때보다 상대신장률이 평균 20~40%가 낮아졌다. 억제 효과 는 고추, 상치, 달맞이꽃, 털비름, 쇠무릎, 까마중, 오이, 무, 배 추 순이었다. 100%농도 처리구는 모든 실험 식물의 억제 효과 가 더욱 뚜렷하였다.
잎의 추출액의 생장 억제 효과는 식물에 따라 큰 차이가 있 을 뿐 아니라, 농도에 따른 효과 차이가 더욱 현저했다 (Fig. 3). 20% 농도 처리시 상치, 고추, 달맞이꽃, 쇠무릎, 무, 까마중, 털 비름, 배추, 오이 순이었으며, 상치의 억제효과가 가장 컸다.
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