[논문]호두나무와 가래나무의 초식에 대한 방어전략 탐색

김갑태; 류동표; 김회진

[국내논문] 호두나무와 가래나무의 초식에 대한 방어전략 탐색
Exploring on the Defense Strategies Against Hervivory of Juglans regia and J. mandshurica 원문보기

韓國林學會誌 = Journal of Korean Forest Society, v.99 no.3=no.190, 2010년, pp.298 - 303

김갑태 (상지대학교 산림과학과) , 류동표 (상지대학교 산림과학과) , 김회진 (서울대학교 대학원 산림과학부)

초록
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목본식물의 초식에 대한 방어 전략을 알아보고자 호두나무와 가래나무 잎에 대하여 형태적 특성, domatia 구조와 수, 초식곤충과 응애 서식 여부 등을 관찰 조사하였다. 치악산, 청태산, 중왕산, 경기도 남양주시, 원주시에 생육 중인 개체목에서 엽시료를 채취하여 2009년 5월부터 8월까지 관찰, 조사하였다. 가래나무는 엽액 사이에 털이 밀생하여 공간을 만드는 tuft type domatia를 지녔고, 호두나무는 pocket 모양구조에 털이 나있는 pocket+tuft type domatia를 지녔음이 확인되었다. 소엽 당 domatia 평균 갯수는 호두나무는 19.6개로 나타났고, 가래나무는 28.3개/엽으로 큰 차이가 있었다. 잎 표면의 털은 호두나무의 경우에는 맥액의 domatia 구조에서만 성모가 있으나, 윗면 아랫면 모두 털이 거의 없었다. 가래나무는 잎의 윗면에는 거의 털이 없으나, 뒷면에서는 맥상에는 밀도가 높고 엽신에도 성모(stellates)와 점액질을 분비하는 선모(glandula hairs)가 많이 분포하였다. 가래나무의 선모는 매우 유용한 직접적인 방어전략이라 사료된다. 엽에서 관찰된 엽당 포식응애의 개체수는 수종 간 통계적 유의성이 인정되었으며, 가래나무가 호두나무 보다 포식응애의 개체수가 많았다. 가래나무에서만 엽맥의 말단부에 소량의 단물이 분비됨을 확인하였다. 이 부분에서도 호두나무에 비하여 가래나무가 우월한 간접적 방어전략을 지녔다고 사료된다. 가래나무 잎 뒷면에 선모를 밀생시키고 있는 것은 초식에 대한 훌륭한 방어전략이라 평가되며, 재배하는 호두나무 품종개량에서 이 형질을 도입하는 것이 매우 좋은 효과를 나타낼 것이라 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

To explore on the defense strategies against hervivory of Juglans regia and J. mandshurica, morphological characteristics of the leaf, leaf domatia structure and the number, herbivores insects and mites on the leaves, collected from the trees growing in Mt. Chiak, Mt. Cheongtae, Mt. Jungwang, Namyangju-si and Wonju-si, were investigated from May to October, 2009. Domatia of J. mandshurica revealed tuft type, these of J. regia revealed pocket+tuft type. Domatia number per leaflet proved the higher figures, 28.3/leaflet for J. mandshurica, and the lower, 19.6/leaflet for J. regia. Leaf surface trichomes of J. regia revealed stellates only on the domatia structures, and that of J. mandshurica does dense stellates and glandular hairs on the leaf-blade and vein. Predatory mites' number per leaflet proved highly significant differences among tree species, and mean of predatory mites was higher values (4.8/leaflet) in J. mandshurica and lower values (3.5/leaflet) in J. regia. Small amount of nectar are found distal veinparts on the leaf margin of J. mandshurica. Dense glandular hairs on the lower leaf surfaces of J. mandshurica estimates useful strategy against herbivory. It may be possible to breed J. regia for better expression of leaf traits such as dense glandular hairs that increase predator populations and efficacy.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이 연구는 국내에 분포하는 활엽수종들의 초식에 대한 방어전략을 탐색하고자 호두나무와 가래나무를 대상으로 2009년 5월부터 8월까지 잎의 형태적 특성, domatia구조, 초식곤충 및 응애의 서식여부를 조사하였다.

제안 방법

채취된 잎은 곧바로 플라스틱 백에 넣어 아이스박스에 담아 실험실로 운반하여 냉장실에 보관하면서 조사하였다. 가장 먼저 잎 뒷면의 엽맥 겨드랑이(vein axils)에 있는 domatia수를 20x hand lens를 이용하여 조사하였으며, 10-80x 해부현미경(Zeiss V8 Discovery) 하에서 잎의 앞, 뒷면 털의 유무 등 형태학적 특성과 잎에 서식하는 응애, 진딧물 등의 절지동물들을 관찰 및 촬영하였다.
채취된 잎은 곧바로 플라스틱 백에 넣어 아이스박스에 담아 실험실로 운반하여 냉장실에 보관하면서 조사하였다. 가장 먼저 잎 뒷면의 엽맥 겨드랑이(vein axils)에 있는 domatia수를 20x hand lens를 이용하여 조사하였으며, 10-80x 해부현미경(Zeiss V8 Discovery) 하에서 잎의 앞, 뒷면 털의 유무 등 형태학적 특성과 잎에 서식하는 응애, 진딧물 등의 절지동물들을 관찰 및 촬영하였다. 곤충류는 해부현미경하에서 실체사진을 촬영 후 건조표본을 제작하면서 분류 동정을 하였으며 동정 시 각 분류군별 동정은 고려대학교 한국곤충연구소 출판의 한국곤충생태도감(Lee, 1998)과 병해충방제도감(2005)과 관련 문헌을 참고하였다.

대상 데이터

모든 조사와 시험은 2009년 5월 초순부터 8월 하순까지 진행되었으며, 호두나무와 가래나무를 대상으로 하였다. 가래나무는 치악산, 청태산, 중왕산, 호두나무는 경기도 남양주시, 원주시에 생육 중인 나무들에서 임의로 3개체씩을 선택하여 성숙한 잎을 3가지에서 3개, 4시기 이상 고절기를 이용 채취한 수종 당 30개 이상의 소엽을 조사대 상으로 하였다.
모든 조사와 시험은 2009년 5월 초순부터 8월 하순까지 진행되었으며, 호두나무와 가래나무를 대상으로 하였다. 가래나무는 치악산, 청태산, 중왕산, 호두나무는 경기도 남양주시, 원주시에 생육 중인 나무들에서 임의로 3개체씩을 선택하여 성숙한 잎을 3가지에서 3개, 4시기 이상 고절기를 이용 채취한 수종 당 30개 이상의 소엽을 조사대 상으로 하였다.

데이터처리

응애의 분류는 Krantz 등(2009)의 기준으로 하였다. 30개이상의 엽시료에서 측정된 수치자료를 바탕으로 수종간 평균비교를 SPSS(ver 10.0)를 이용하여 통계 분석하였다.

이론/모형

가장 먼저 잎 뒷면의 엽맥 겨드랑이(vein axils)에 있는 domatia수를 20x hand lens를 이용하여 조사하였으며, 10-80x 해부현미경(Zeiss V8 Discovery) 하에서 잎의 앞, 뒷면 털의 유무 등 형태학적 특성과 잎에 서식하는 응애, 진딧물 등의 절지동물들을 관찰 및 촬영하였다. 곤충류는 해부현미경하에서 실체사진을 촬영 후 건조표본을 제작하면서 분류 동정을 하였으며 동정 시 각 분류군별 동정은 고려대학교 한국곤충연구소 출판의 한국곤충생태도감(Lee, 1998)과 병해충방제도감(2005)과 관련 문헌을 참고하였다. 응애의 분류는 Krantz 등(2009)의 기준으로 하였다.

성능/효과

각 수종별 소엽 당 domatia 평균 갯수는 호두나무는 19.6개로 나타났고, 가래나무는 28.3개/엽으로 큰 차이가 있었다. 소엽당 domatia의 수는 수종간 고도의 통계적 유의성이 인정되었다(Table 1).
관찰된 소엽 당 포식응애의 개체수는 수종 간 통계적 유의성이 인정되었으며, 가래나무 소엽 당 평균 4.8마리, 호두나무 소엽 당 평균 3.5마리로 나타났다(Table 1). 잎에서 많이 관찰된 나무이(Psylla sp.
수종별로 조사된 30개의 잎에서 관찰된 잎을 가해하는 미소절지동물류는 나무이(Psylla sp.), 혹응애(Gall mites), 붉나무소리진딧물(Toxoptera odinae), 총채벌레(mulberry thrips) 등의 순이었다(Table 1).

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	목본식물 중 acrodomatia 구조를 가진 비중은?	최근 domatia라는 용어를 더 많이 쓰고 있으며, 이는 흔히 잎의 뒷면 주맥과 측맥 사이에 만들어진 미세한 공간으로 보통의 경우 포식성 또는 식균성 응애류가 산란하고 탈피 하기도 하는 서식처로 알려졌다. O'Dowd와 Pemberton (1998)은 한국의 광릉과 점봉산에서 수관층 응애의 분포와 풍부도를 조사하여 우점종을 포함한 목본식물의 50%는 domatia 구조를 가지고 있고, 24종의 수종에 대하여 잎의 domatia와 응애류의 서식실태를 조사하여 응애와 목본식물의 상리공생을 확인하였으며, 살아있는 응애의 70%와 응애 알의 80%는 domatia에서 관찰되었고, domatia의 유무는 육식 또는 식균성 응애류의 풍부도에 영향함을 밝혔다. 이러한 결과는 식물과 응애 간의 상리공생(mutualism)을 주장하는 보고들(Port and Scopes, 1981; Walter, 1996; Kabicek, 2003; Monks et al.
	식물은 어떤 저항력을 개발하면서 진화해왔는가?	식물은 지구상에 출현한 이후로 끊임없이 초식곤충이나 초식동물들의 공격을 받으며, 이에 대한 저항력을 개발하면서 진화해왔다. 지금까지 알려진 직접적 방어 전략으로는 가시나 여러 종류의 털을 줄기 잎 등에 발생시키거나 대사산물인 화학물질을 분비하여 초식의 피해로부터 벗어나려는 다양한 노력을 기울였고, 간접적 방어 전략으로는 초식에 대한 반응으로 휘발성물질을 발산시켜 포식곤충을 유인하여 초식곤충을 방어하거나, 꽃 이외의 다른 부분에 감로를 분비하여(extrafloral nectary, EFN;花外蜜腺) 개미나 말벌 등을 불러들여 초식곤충이 접근하지 못하게 하는 방법을 이용하였다(Heil, 2008).
	식물의 간접적 방어 전략에는 무엇이 있는가?	식물은 지구상에 출현한 이후로 끊임없이 초식곤충이나 초식동물들의 공격을 받으며, 이에 대한 저항력을 개발하면서 진화해왔다. 지금까지 알려진 직접적 방어 전략으로는 가시나 여러 종류의 털을 줄기 잎 등에 발생시키거나 대사산물인 화학물질을 분비하여 초식의 피해로부터 벗어나려는 다양한 노력을 기울였고, 간접적 방어 전략으로는 초식에 대한 반응으로 휘발성물질을 발산시켜 포식곤충을 유인하여 초식곤충을 방어하거나, 꽃 이외의 다른 부분에 감로를 분비하여(extrafloral nectary, EFN;花外蜜腺) 개미나 말벌 등을 불러들여 초식곤충이 접근하지 못하게 하는 방법을 이용하였다(Heil, 2008). 다른 하나의 방어 전략은 Lundstroem(1887)에 의해 발견, 소개되었으며, 그는 식물의 잎 뒷면에 포식 및 식균성 응애의 피난처 역할을 하는 잎의 미세구조로 개미가 서식하는 보다 큰공간에 대비시켜 acrodomatia(mite house)라 소개하였다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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