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문제 정의
- 본 연구는 토끼풀의 영향에 의한 잔디의 bioassay와 토끼풀에서 분비하는 phenolic compounds의 allelopathy 효과와의 연관 유무를 밝히기 위해 gas chromatography로 성분분석을 실시한 후 benzoic acid계와 cinnamic acid계의 14가지 시약을 선정하여 phenolic compounds에 의한 발아와 생장에 미치는 영향을 정량적으로 밝히고자 한다.
제안 방법
- Cleanbench(JS-SCB-1300 Johnsam Co.)에서 건열멸균한 Petri dish에 filter paper (Whatman No 1002)를 2장씩 깔고 균일한 잔 디종자를 50립씩 파종한 후 30℃의 생장 실에 넣어 각 농도별로 24시간 간격으로 14일간의 상대발아율(Relative germination ratio : RGR)을 조사하였고, 파종 후 5일째, 8일째, 11일째, 14일째 되는 날 지상부와 지하부로 나누어 mm 단위로 길이의 생장 정도를 측정하였으며, 전체의 생중량을 mg단위로 측정하여 상대 신장 율(Relative elongation ratio : RER)과 상대 생중량율(Relative fresh weight ratio : RWR)을 조사하였다.
- )를 사용하여 12,000 rpm에서 30분간 원심 분리한 후 그' 상층 액을℃에서 냉장 보관하였다. pH에 따라 발아 및 생장의 차이가 나타난다는 길(1988)의 보고에 따라 대조 구로 쓰인 증류수의 pH와 동일하게 6.75로 맞춘 후 추출액의 농도를 각각 100%, 75%, 50%, 25%, 10%, 5%로 희석하였다.
- 본 실험에서의 발아의 기준은 종피가 파열되었을 때를 발아로 간주하여 그 수를 산정하였으며, 1997년 3월 31일부터 1997년 7월 23일까지 각각 4회씩 반복하여 실시하였다,
- 분석 시 표준물질로 사용한 phenolic compounds 14종을 김 등 (1990), 길(1988)의 방법을 토대로 수차례의 예비실험한 결과 적절한 농도로 확인된 1 mM, 3 mM, 5 mM, 7 mM로 각각 조절하여 추출액에 의한 발아 및 생장실험과 동일한 방법으로 실험하였다.
- 토끼풀 추출액에 함유되어 있는 Phenolic compounds의 분석 Phenolic compoundsS] 분석을 위해 gas chromatography를 사용하였다. 표준물질로는 phenolic compounds로 잘 알려진 benzoic acid, caffeic acid, p-hydroxybenzoic acid, 2.
- 토끼풀을 본 실험의 공여체 식물로 선정하고 수용체 식물로 잔디를 택하여 종자의 발아, 생장실험과 그 allelochetnicals를 조사하였다. 토끼풀은 1996년 6월 중순 경상남도 창원시 창원대학교 내에서 채취하였고 잔디는 1997년 3월 발아 촉진 처리된 종자를 구입하여 사용하였다.
대상 데이터
- 토끼풀은 1996년 6월 중순 경상남도 창원시 창원대학교 내에서 채취하였고 잔디는 1997년 3월 발아 촉진 처리된 종자를 구입하여 사용하였다. Phenolic compounds의 영향을 확인하기 위한 실험재료로는 caffeic acid 등 14가지 시약을 사용하였다. -
- 토끼풀을 본 실험의 공여체 식물로 선정하고 수용체 식물로 잔디를 택하여 종자의 발아, 생장실험과 그 allelochetnicals를 조사하였다. 토끼풀은 1996년 6월 중순 경상남도 창원시 창원대학교 내에서 채취하였고 잔디는 1997년 3월 발아 촉진 처리된 종자를 구입하여 사용하였다. Phenolic compounds의 영향을 확인하기 위한 실험재료로는 caffeic acid 등 14가지 시약을 사용하였다.
- 토끼풀 추출액에 함유되어 있는 Phenolic compounds의 분석 Phenolic compoundsS] 분석을 위해 gas chromatography를 사용하였다. 표준물질로는 phenolic compounds로 잘 알려진 benzoic acid, caffeic acid, p-hydroxybenzoic acid, 2.5-dihydroxyben- zoic acid, ferulic acid, gallic acid, salicylic acid, phloroglucinol, p-coumaric acid, vanillic acid, phenylacetic acid, syringic acid, trans-cinnamic acid, 2-hydroxycinnamic acid 14종류를 정제하여 이용하였고, Flame Ionization Detector(FID)가 부착된 gas chromatogmph(DS 6200, Donam Systems Inc.)로 DB-5(5% Pheny 1 ~95% methyl 30m x 0.25 “m) fiised sillica capillary column을 사용하였다. Carrier gas는 nitrogen, flow rate는 1.
성능/효과
- 분석실험에서 동정 된 14종류의 phenolic compounds를 각각 1 mM, 3 mM, 5 mM 그려고 7 mM 농도로 조절한 뒤 잔디종자 50립에 처리하여 14일간의 발아를 살펴본 결과 각 compound 별 RGRe Table 4와 같다. ImM에서는 syringic acid, phloroglucinol, gallic acid 그리고 vanillic acid는 RGR이 95% 이상을 나타내 었으 며, 2, 5 di-hydroxybenzoic acid와 phenylacetic acid는 억제의 정도가 강하게 나타났고 benzoic acid, trans-cinnamic acid 그리고 salicylic acid는 거의 발아되지 않을 정도의 아주 강한 억제를 나타내었으며, 농도가 진할수록 발아를 더욱 억제하였다.
- 길(1988), 윤과 길(1989), 김과 이(1996) 등이 동정했던 caffeic acid를 비롯한 14가지 phenolic compounds를 본 실험의 표준물질들로 선정한 후 토끼풀을 부위별로 나누어 GC로 분석한 결과 부위별로 양은 다르지만 14가지의 phenolic compounds 중 phloroglucinol, syringic acid, vanillic acid 그리고 2-hydroxycinna- mic acid를 제외한 10종류를 공통적으로 함유하고 있는 것으로 분석되었다. 이것은 윤과 길(1989)이 쑥에 들어 있는 화학물질의 독성효과에서의 보고와 11종류가 일치하는 결과였다.
- 생장실험 결과 부위별로 신장은 계속적으로 이루어졌지만 최종일로 갈수록 지상부보다 지하부 즉 뿌리에 더 많은 영향을 주었고(Table 2), 고농도일수록 길이 신장에 더 많은 억제 효과가 있었는데 이는 길(1993)의 측백나무에 들어 있는 생장 억제물질 실험 결과와 동일하였다. 또한 고농도로 갈수록 RWR도 심하게 억제되었는데(Table 3), 특히 꽃 추출액을 처리한 잔디의 RWRe 잎, 줄기, 뿌리추출액의 1/2 이하로 가장 억제 효과가 강하게 나타났다.
- 생장실험 결과 부위별로 신장은 계속적으로 이루어졌지만 최종일로 갈수록 지상부보다 지하부 즉 뿌리에 더 많은 영향을 주었고(Table 2), 고농도일수록 길이 신장에 더 많은 억제 효과가 있었는데 이는 길(1993)의 측백나무에 들어 있는 생장 억제물질 실험 결과와 동일하였다. 또한 고농도로 갈수록 RWR도 심하게 억제되었는데(Table 3), 특히 꽃 추출액을 처리한 잔디의 RWRe 잎, 줄기, 뿌리추출액의 1/2 이하로 가장 억제 효과가 강하게 나타났다.
- 생중량은 benzoic acid, salicylic acid 그리고 trans -cinnamic acid 처리구에서 강하게 억제되었으며 대체적으로 고농도로 갈수록 억제되었고 시간이 지날수록 RWR도 낮아졌다{Table 6). 이상의 결과에서 귀화식물인 토끼 풀은 benzoic acid 등의 phenolic compounds를 분비함으로 잔디의 종자 발아 및 생장에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 이는 phenolic com- pounds가 종자의 발아와 유근의 생장을 억제하는 등 여러가지 생리대사에 영향을 미친다.
- 생중량은 benzoic acid, salicylic acid 그리고 trans -cinnamic acid 처리구에서 강하게 억제되었으며 대체적으로 고농도로 갈수록 억제되었고 시간이 지날수록 RWR도 낮아졌다{Table 6). 이상의 결과에서 귀화식물인 토끼 풀은 benzoic acid 등의 phenolic compounds를 분비함으로 잔디의 종자 발아 및 생장에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 이는 phenolic com- pounds가 종자의 발아와 유근의 생장을 억제하는 등 여러가지 생리대사에 영향을 미친다. 김과 이(1996)의 보고와 일치하였다.
- 83%를 나타내었다. 종합하면 gallic acid, caffeic acid 그리고 ferulic acid는 억제율이 낮았고 benzoic acid, trans -cinnamic acid 그리고 salicylic acid는 억제율이 매우 높았다, 길이 생장실험 결과는 caffeic acid ImM이 억제 효과가 가장 적게 나타났으며 (Table 5), caffeic acid, p-hydroxybenzoic acid, ferulic acid는 1 mM에서 지상부보다 지하부의 길이가 적은 저 해 효과를 나타내었다. 즉 신장율이 높은 처리 구는 지하부의 억 제력도 저하되었으며 신장율이 낮은 처리 구일수록 역으로 지 하부의 억제력도 비례적으로 강해짐을 알 수 있었다.
- 종합하면 gallic acid, caffeic acid 그리고 ferulic acid는 억제율이 낮았고 benzoic acid, trans -cinnamic acid 그리고 salicylic acid는 억제율이 매우 높았다, 길이 생장실험 결과는 caffeic acid ImM이 억제 효과가 가장 적게 나타났으며 (Table 5), caffeic acid, p-hydroxybenzoic acid, ferulic acid는 1 mM에서 지상부보다 지하부의 길이가 적은 저 해 효과를 나타내었다. 즉 신장율이 높은 처리 구는 지하부의 억 제력도 저하되었으며 신장율이 낮은 처리 구일수록 역으로 지 하부의 억제력도 비례적으로 강해짐을 알 수 있었다.
- acid와 2-hydroxycinnamic acid인 경우 1 mM에서 는 수용체식물에서 높은 RGR을 나타내었으나 3 mM부터는 매우 강하게 억제되어 5 mM부터는 전혀 발아가 되지 않았다. 최 고농도인 7 mM처리구에서는 caffeic acid에서 35.53%로 고농도에서의 RGR이 가장 높게 나타났으며, ferulic acid는 5 mM에서 도 RGR이 65.83%를 나타내었다. 종합하면 gallic acid, caffeic acid 그리고 ferulic acid는 억제율이 낮았고 benzoic acid, trans -cinnamic acid 그리고 salicylic acid는 억제율이 매우 높았다, 길이 생장실험 결과는 caffeic acid ImM이 억제 효과가 가장 적게 나타났으며 (Table 5), caffeic acid, p-hydroxybenzoic acid, ferulic acid는 1 mM에서 지상부보다 지하부의 길이가 적은 저 해 효과를 나타내었다.
- 토끼풀 추출액에 의한 잔디 종자의 RGRe(Table 1) 농도별로 차이가 있으나 전체적으로 꽃, 잎, 줄기, 뿌리의 순서로 억제되었고, 75% 이상의 농도에서는 전 실험 구에서 발아되지 않았다. 특히 뿌리추출액의 경우는 고농도인 50%에서도 3.
- 토끼풀 추출액에 의한 잔디 종자의 RGRe(Table 1) 농도별로 차이가 있으나 전체적으로 꽃, 잎, 줄기, 뿌리의 순서로 억제되었고, 75% 이상의 농도에서는 전 실험 구에서 발아되지 않았다. 특히 뿌리추출액의 경우는 고농도인 50%에서도 3.94%의 RGR 을 나타내어 억제 효과를 일으키는 물질이 같은 종 내에서도 부 위별로 차이가 있음을 알 수 있었다.
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