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문제 정의
- 현재까지 삽주에 관한 연구(장 등, 1996)가 일부 수행되었으나 자생 삽주의 경쟁력을 확보하고 안정적인 수급을 위해서는 삽주에 관한 식물학적, 분류학적 기초연구가 절실히 요청되고 있다(이, 1990; 김과 정, 2000). 본 연구는 우리나라에서 자생하는 삽주의 정량형질과 정성형질을 비교하고 이를 바탕으로 다변량 분석법에 의한 수집종 간 삽주속 식물의 유전적 다양성 관계를 밝힘으로써 삽주계통 선발의 기초자료를 얻고자 수행하였다.
제안 방법
- 실험에 사용하였다(표 1). 외부 형태의 정량적 관찰은 포장 내 삽주의 초장, 엽수, 경수, 화경수, 엽 거치, 엽병 거치, 엽장, 엽폭을 조사하였다. 잎의 형태는 단엽구조와 복엽구조로 대별하여 조사하였으며, 그 중 복엽구조는 다시 우상복엽 과 장상복엽으로 구분하고 전자의 경우, 2출엽 및 3출엽으로 세분하였고 후자의 경우는 3출엽 및 4출엽으로 구분하여 조사하였다.
- 외부 형태의 정량적 관찰은 포장 내 삽주의 초장, 엽수, 경수, 화경수, 엽 거치, 엽병 거치, 엽장, 엽폭을 조사하였다. 잎의 형태는 단엽구조와 복엽구조로 대별하여 조사하였으며, 그 중 복엽구조는 다시 우상복엽 과 장상복엽으로 구분하고 전자의 경우, 2출엽 및 3출엽으로 세분하였고 후자의 경우는 3출엽 및 4출엽으로 구분하여 조사하였다. 자료분석은 조사된 형질의 수치를 표준화하여 주성분 분석법으로 얻어진 각 주성분별 특징을 Euclidean distance로서 계통 간 거리를 구하였고 이 값을 평방근으로 하여 최종 계통 간 거리로 하였다.
- 전북, 경남, 강원, 경기지역에서 수집한 16개의 수집종 삽주의 정량적 특성을 비교하고, 다변량 분석법에 의하여 수집종 삽주의 유연관계를 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 함양1 수집종이 초장 86.
대상 데이터
- 본 연구에 이용한 삽주는 진안, 지리산, 처봉산, 고려산, 태백산, 구룡산, 거제도, 수도산, 함양, 감악산, 정수산 및 계양산 등지를 직접 답사, 수집 후 전북대학교 농과대학 부속농장 포장에서 재배하고 이를 실험에 사용하였다(표 1). 외부 형태의 정량적 관찰은 포장 내 삽주의 초장, 엽수, 경수, 화경수, 엽 거치, 엽병 거치, 엽장, 엽폭을 조사하였다.
데이터처리
- 자료분석은 조사된 형질의 수치를 표준화하여 주성분 분석법으로 얻어진 각 주성분별 특징을 Euclidean distance로서 계통 간 거리를 구하였고 이 값을 평방근으로 하여 최종 계통 간 거리로 하였다. average linkage cluster방법을 이용하여 그 결과를 phenogram으로 작성하여 계통군을 분류하였다 (SAS, 1995).
- 잎의 형태는 단엽구조와 복엽구조로 대별하여 조사하였으며, 그 중 복엽구조는 다시 우상복엽 과 장상복엽으로 구분하고 전자의 경우, 2출엽 및 3출엽으로 세분하였고 후자의 경우는 3출엽 및 4출엽으로 구분하여 조사하였다. 자료분석은 조사된 형질의 수치를 표준화하여 주성분 분석법으로 얻어진 각 주성분별 특징을 Euclidean distance로서 계통 간 거리를 구하였고 이 값을 평방근으로 하여 최종 계통 간 거리로 하였다. average linkage cluster방법을 이용하여 그 결과를 phenogram으로 작성하여 계통군을 분류하였다 (SAS, 1995).
성능/효과
- 5에서 3개의 계통군으로 분류할 수 있었는데 동일한 군내의 계통은 유연관계가 유사한 계통들이 라고 할 수 있다(표 3, 그림 1). 3개의 계통군에 속하는 각 계통을 보면 표 2에서와같이 제1군에는 진안1과 진안2 수집종이 속하였고, 제2군에는 계양, 처봉, 구룡, 수도1, 수도2, 고려, 함양1, 함양2, 함양3, 태백, 지리 및 감악 수집종이 속하였으며, 제3군에는 정수와 거제 수집종이 속하였다. dendrogram에서 분류된 각 수집종 분류군의 지리적 분포를 비교해보면 제1군에는 전북지역의 수집종(진안1, 진안2)이 속하였으며, 제2군에는 강원지역의 수집종(태백, 구룡), 경기지역의 수집종(계양, 처봉, 고려) 및 전북지역의 수집종(지리), 경남지역의 수집종(수도1, 수도2)이 속하였으며, 제3군에는 경남지역의 수집종(정수, 거제)이 속하였다.
- 3개의 계통군에 속하는 각 계통을 보면 표 2에서와같이 제1군에는 진안1과 진안2 수집종이 속하였고, 제2군에는 계양, 처봉, 구룡, 수도1, 수도2, 고려, 함양1, 함양2, 함양3, 태백, 지리 및 감악 수집종이 속하였으며, 제3군에는 정수와 거제 수집종이 속하였다. dendrogram에서 분류된 각 수집종 분류군의 지리적 분포를 비교해보면 제1군에는 전북지역의 수집종(진안1, 진안2)이 속하였으며, 제2군에는 강원지역의 수집종(태백, 구룡), 경기지역의 수집종(계양, 처봉, 고려) 및 전북지역의 수집종(지리), 경남지역의 수집종(수도1, 수도2)이 속하였으며, 제3군에는 경남지역의 수집종(정수, 거제)이 속하였다. 이와 같이 동일지역 내의 수집종이라 할지라도 전북지역의 수집종은 제1군과 제3군에 , 경남지역의 수집종은 제2군과 제3군으로 구분됨으로써 동일 지역내 수집종의 유연관계가 다양함을 알 수 있었다.
- 수집동 삽주의 산지별 잎의 형태 분류에서 단엽은 함양3, 감악산, 정수산, 수도2 및 거제 수집종을 제외한 수집 지역별로 대부분 출현하였다. 복엽 중 고려, 처봉, 계양 및 진안2 수집종은 우상복엽(2출엽 3출엽)이었으며, 함양2와 수도1 수집 종은 우상복엽(2출엽 )으로 조사되었다. 감악, 정수, 수도2, 진안1 및 거제 수집종은 장상복엽(3출엽, 4출엽)이었다.
- 특히, 수도1 수집종 삽주의 엽형이 타지역 삽주의 엽형에 보다 크고 길게 나타났다. 본 연구에서 수집종 삽주는 엽형Ⅱ인 타원형이 가장 많은 것으로 조사되었다.
- 하지만 고려, 계양, 함양3, 정수, 거제에서 채취한 삽주의 엽병에서는 거치가 관찰되었으나 수집종 간 유의성은 인정되지 않았다. 본 연구에서 조사된 수집종 삽주의 엽연 거치 크기는 대부분 1mm〜2mm인 것으로 나타났으나 엽병 거치의 크기는 0.9mm 미만으로 조사되었다. 엽장/엽폭의 비율로 엽형을 조사한 결과, 난형(Ⅰ), 타원형(Ⅱ) 및 도피침형(Ⅲ)으로 구분되었다.
- 특히, 함양지역의 수집종 간과 수도산지역의 수집종 간의 엽수는 동일 수집지역 내의 엽수는 유의성이 인정되었지만 진안지역의 수집종 간에는 유의성이 인정되지 않았다. 삽주의 수집종 간 경수는 수도1 수집종이 12.0개로 가장 많았고, 거제 수집종이 2.0개로 가장 적었으며 전체 수집종의 평균 경수는 6.4개이었다. 화경수는 함양1 수집종이 34.
- 수집종 삽주에 있어서 잎의 종류를 조사한 결과, 잎은 크게 단엽과 복엽으로 구분되며 다시 복엽에 는 우상복엽과 장상복엽으로 구분하였다. 수집동 삽주의 산지별 잎의 형태 분류에서 단엽은 함양3, 감악산, 정수산, 수도2 및 거제 수집종을 제외한 수집 지역별로 대부분 출현하였다.
- 함양지역에서 수집한 3개의 수집종과 진안에서 수집한 2개의 수집종에 있어서 동일 수집지역의 초장은 유의성이 인정되지 않았다. 수집종 삽주의 개체당 엽수는 함양1 수집종이 117.6개로 가장 많았고, 진안2 수집종이 24.5개로 가장 적었으며 평균 엽수는 65.4개로 나타났다. 특히, 함양지역의 수집종 간과 수도산지역의 수집종 간의 엽수는 동일 수집지역 내의 엽수는 유의성이 인정되었지만 진안지역의 수집종 간에는 유의성이 인정되지 않았다.
- 수집종 삽주의 주요 특성을 대상으로 SAS program에 의해 phenogrem을 작성한 결과, 평균거리 0.5에서 3개의 계통군으로 분류할 수 있었는데 동일한 군내의 계통은 유연관계가 유사한 계통들이 라고 할 수 있다(표 3, 그림 1). 3개의 계통군에 속하는 각 계통을 보면 표 2에서와같이 제1군에는 진안1과 진안2 수집종이 속하였고, 제2군에는 계양, 처봉, 구룡, 수도1, 수도2, 고려, 함양1, 함양2, 함양3, 태백, 지리 및 감악 수집종이 속하였으며, 제3군에는 정수와 거제 수집종이 속하였다.
- 엽연의 거치는 본 실험에 사용한 수집종 모두에서 정량되었다. 엽연의 거치 크기는 평균 1.6mm이었으며 그 중 고려 수집종이 2.4mm로 가장 컸으며, 구룡의 엽연거치가 1.0mm로 가장 작았다. 엽병의 거치는 처봉, 함양1, 함양2, 감악, 태백, 구룡, 수도1, 수도2, 지리, 진안1 및 진안2 수집종 삽주에서는 관찰되지 않았다.
- 9mm 미만으로 조사되었다. 엽장/엽폭의 비율로 엽형을 조사한 결과, 난형(Ⅰ), 타원형(Ⅱ) 및 도피침형(Ⅲ)으로 구분되었다. 엽형 Ⅰ인 삽주는 함양1, 함양2, 태백, 정수 및 거제 수집종이었고, 엽형 Ⅱ는 처봉산, 구룡산, 지리산, 진안1, 진안2, 수도1 및 함양3 수집종이 포함되었으며, 엽형 Ⅲ인 삽주는 고려, 계양, 감악 및 수도2 수집종이었다.
- 엽장/엽폭의 비율로 엽형을 조사한 결과, 난형(Ⅰ), 타원형(Ⅱ) 및 도피침형(Ⅲ)으로 구분되었다. 엽형 Ⅰ인 삽주는 함양1, 함양2, 태백, 정수 및 거제 수집종이었고, 엽형 Ⅱ는 처봉산, 구룡산, 지리산, 진안1, 진안2, 수도1 및 함양3 수집종이 포함되었으며, 엽형 Ⅲ인 삽주는 고려, 계양, 감악 및 수도2 수집종이었다. 특히, 수도1 수집종 삽주의 엽형이 타지역 삽주의 엽형에 보다 크고 길게 나타났다.
- dendrogram에서 분류된 각 수집종 분류군의 지리적 분포를 비교해보면 제1군에는 전북지역의 수집종(진안1, 진안2)이 속하였으며, 제2군에는 강원지역의 수집종(태백, 구룡), 경기지역의 수집종(계양, 처봉, 고려) 및 전북지역의 수집종(지리), 경남지역의 수집종(수도1, 수도2)이 속하였으며, 제3군에는 경남지역의 수집종(정수, 거제)이 속하였다. 이와 같이 동일지역 내의 수집종이라 할지라도 전북지역의 수집종은 제1군과 제3군에 , 경남지역의 수집종은 제2군과 제3군으로 구분됨으로써 동일 지역내 수집종의 유연관계가 다양함을 알 수 있었다. 김과정(2000)은 동북아 Atractylodes속의 화분형 질은 속내 분류군 간에 매우 유사하여 분류형질로서는 적용하기 어렵다고 보고하였다.
- 삽주속 식물의 잎의 형태는 단엽과 장상복엽(3출엽)이 주로 존재하였고, 엽형은 타원형이 가장 많았다. 주요 18개의 형질을 대상으로 다변량 분석법에 의한 16개 수집종 삽주는 3개의 계통군으로 분류할 수 있었으며 제1군에 속하는 진안1, 진안2 수집종과 제3군에 속하는 정수, 거제 수집종이 유연관계가 가장 먼 것으로 나타났다.
- 요약하면 다음과 같다. 함양1 수집종이 초장 86.2cm, 주당잎수 117.6개, 화경수 34.3개로 가장 좋았고, 수도1 수집종이 경수가 12개로 가장 많았다. 또한, 엽연거치는 평균 1.
- 6cm로 가장 짧게 나타났다. 함양지역에서 수집한 3개의 수집종과 진안에서 수집한 2개의 수집종에 있어서 동일 수집지역의 초장은 유의성이 인정되지 않았다. 수집종 삽주의 개체당 엽수는 함양1 수집종이 117.
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