국내산 겨우살이의 해부학적 특성을 구명하기 위해 광학현미경과 주사전자현미경을 이용하여 겨우살이 및 기주목인 신갈나무의 목재 조직구조를 관찰하였다. 겨우살이가 착생된 부분의 가지는 직경이 그렇지 않은 부분보다 더 컸다. 겨우살이 사부는 인피섬유와 유세포로 그리고 목부는 후벽 목섬유, 방사유세포, 축방향유세포 및 도관상가도관으로 구성되어 있다. 겨우살이 방사조직의 경우 일반적인 목재 수종에 비해 방사유세포가 차지하는 비율이 매우 높고 평복세포, 직립세포 및 방형세포 모두로 이루어져 있는 이형방사조직인 것으로 밝혀졌다. 겨우살이의 도관상가도관 세포벽 내강표면에 나선비후 그리고 세포벽에 유연벽공이 발달되어 있다. 겨우살이 흡기의 삽입에 따라 숙주 도관의 형태가 일부 변형되어 있으나 도관 내 타일로시스는 관찰되지 않았다. 겨우살이 흡기의 끝 부분 형태는 비교적 뾰족하게 나타났고 흡기 삽입에 따른 기주목 세포 자체의 파괴는 관찰되지 않았다.
국내산 겨우살이의 해부학적 특성을 구명하기 위해 광학현미경과 주사전자현미경을 이용하여 겨우살이 및 기주목인 신갈나무의 목재 조직구조를 관찰하였다. 겨우살이가 착생된 부분의 가지는 직경이 그렇지 않은 부분보다 더 컸다. 겨우살이 사부는 인피섬유와 유세포로 그리고 목부는 후벽 목섬유, 방사유세포, 축방향유세포 및 도관상가도관으로 구성되어 있다. 겨우살이 방사조직의 경우 일반적인 목재 수종에 비해 방사유세포가 차지하는 비율이 매우 높고 평복세포, 직립세포 및 방형세포 모두로 이루어져 있는 이형방사조직인 것으로 밝혀졌다. 겨우살이의 도관상가도관 세포벽 내강표면에 나선비후 그리고 세포벽에 유연벽공이 발달되어 있다. 겨우살이 흡기의 삽입에 따라 숙주 도관의 형태가 일부 변형되어 있으나 도관 내 타일로시스는 관찰되지 않았다. 겨우살이 흡기의 끝 부분 형태는 비교적 뾰족하게 나타났고 흡기 삽입에 따른 기주목 세포 자체의 파괴는 관찰되지 않았다.
This study was carried out to understand the anatomical characteristics of Korean mistletoe (Viscum album var. coloratum) and host tree of Mongolian oak (Quercus mongolica) by the aid of light and scanning electron microscopy. The branch diameter of host tree at the parasitic part by mistletoe is la...
This study was carried out to understand the anatomical characteristics of Korean mistletoe (Viscum album var. coloratum) and host tree of Mongolian oak (Quercus mongolica) by the aid of light and scanning electron microscopy. The branch diameter of host tree at the parasitic part by mistletoe is larger than that of non-parasitic part. In the mistletoe, phloem consists of bast fiber and parenchyma cell and xylem is composed of fiber, ray and axial parenchyma cell, and vascular tracheid. The volume of ray parenchyma cell is higher than common wood species and is heterocellular made up of procumbent, upright, and square cells in the mistletoe. In the vascular tracheid of mistletoe, coarse spiral thickenings and bordered pit are present. Due to the insertion of the mistletoe haustorium, some deformed vessels but no tylosis are observed in the mistletoe. The shapes of mistletoe haustorium are sharp, and the destruction of the host tree cells due to the insertion of the mistletoe haustorium are not identified.
This study was carried out to understand the anatomical characteristics of Korean mistletoe (Viscum album var. coloratum) and host tree of Mongolian oak (Quercus mongolica) by the aid of light and scanning electron microscopy. The branch diameter of host tree at the parasitic part by mistletoe is larger than that of non-parasitic part. In the mistletoe, phloem consists of bast fiber and parenchyma cell and xylem is composed of fiber, ray and axial parenchyma cell, and vascular tracheid. The volume of ray parenchyma cell is higher than common wood species and is heterocellular made up of procumbent, upright, and square cells in the mistletoe. In the vascular tracheid of mistletoe, coarse spiral thickenings and bordered pit are present. Due to the insertion of the mistletoe haustorium, some deformed vessels but no tylosis are observed in the mistletoe. The shapes of mistletoe haustorium are sharp, and the destruction of the host tree cells due to the insertion of the mistletoe haustorium are not identified.
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문제 정의
이상과 같이 국내산 겨우살이에 관하여 보고된 연구들은 주로 약리적 효과에 대한 결과로서 겨우살이의 조직특성에 관한 연구는 극소수만 보고되고 있다 (이와 박, 2009; 박 등, 2003). 따라서 본 연구에서는 국내산 겨우살이의 해부학적 특성을 구명하기 위해 광학현미경과 주사전자현미경을 이용하여 겨우살이 및 기주목의 조직구조를 관찰하였다.
제안 방법
Sliding microtome으로 겨우살이 줄기의 3단면(방사방향 : 접선방향 : 축방향 = 10 × 10 × 10 mm) 시편을 제작하고 약 100 Å의 두께로 Au 증착(Cressington, Sputter Coater 108)한 다음 주사전자현미경(Jeol, JSM-5510)으로 15～20 kV의 가속전압 하에서 해부학적 특성을 관찰하였다.
겨우살이 줄기의 3단면을 광학현미경(Fig. 3) 및 주사전자현미경(Fig. 4)을 이용하여 관찰하였다. 겨우살이 사부의 주요 구성세포는 후벽의 인피섬유 (Fig.
겨우살이 줄기의 마디로부터 1 cm 정도의 길이로 채취한 후 10%의 포르말린에 2～3일간 침지, 고정하였다. 그 후 sliding microtome으로 두께 10～15 µm 의 3단면 절편을 제작하였다.
Sliding microtome으로 겨우살이 줄기의 3단면(방사방향 : 접선방향 : 축방향 = 10 × 10 × 10 mm) 시편을 제작하고 약 100 Å의 두께로 Au 증착(Cressington, Sputter Coater 108)한 다음 주사전자현미경(Jeol, JSM-5510)으로 15～20 kV의 가속전압 하에서 해부학적 특성을 관찰하였다. 또한 기주목 및 겨우살이의 경계부를 관찰하기 위해 Fig. 1과 같은 형태로 시료를 제작하여 기주목의 3단면의 겨우살이 구조를 관찰하였다.
그 후 sliding microtome으로 두께 10～15 µm 의 3단면 절편을 제작하였다. 절편은 1% safranine 용액으로 염색하고 alcohol series로 탈수, Canada balsam으로 봉입 후 관찰용 슬라이드를 제작하고 광학현미경(Nikon, E600)으로 관찰하였다.
대상 데이터
) Ohwi)는 강원도 춘천시 동산면 봉명리 강원대학교 학술림에서 자생한 6년생 겨우살이이다. 기주목은 신갈나무(Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.)로서 기주목의 약 8 m 부분에 착생하여 생장하는 겨우살이를 채취하였다.
성능/효과
1) 육안으로 겨우살이가 착생된 부분을 관찰한 결과 겨우살이가 착생된 부분의 가지는 직경이 그렇지 않은 부분보다 endophytic system의 형성으로 비대해진 것이 관찰되었다.
2) 광학현미경으로 관찰한 결과 겨우살이 사부는 인피섬유, 피층유세포로 구성되어 있었으며, 목부는 후벽 목섬유, 방사유세포 축방향유세포 및 도관상가도관으로 구성되어 있다. 겨우살이 목부는 일반적인 목재 수종에 비해 방사유세포가 차지하는 비율이 매우 높고 평복세포, 직립세포 및 방형세포 모두로 이루어져 있는 이형방사조직인 것으로 밝혀졌다.
3) 주사전자현미경으로 관찰한 결과 도관상가도관의 세포벽 내강표면에 나선상 비후가 관찰되었으며, 유연벽공이 관찰되었다. 겨우살이 흡기의 삽입에 따라 기주목의 도관의 형태가 일부 변형된 것이 관찰되었으나 도관내 타일로시스는 관찰되지 않았다.
2) 광학현미경으로 관찰한 결과 겨우살이 사부는 인피섬유, 피층유세포로 구성되어 있었으며, 목부는 후벽 목섬유, 방사유세포 축방향유세포 및 도관상가도관으로 구성되어 있다. 겨우살이 목부는 일반적인 목재 수종에 비해 방사유세포가 차지하는 비율이 매우 높고 평복세포, 직립세포 및 방형세포 모두로 이루어져 있는 이형방사조직인 것으로 밝혀졌다.
2는 겨우살이가 착생된 부분의 신갈나무 외관(A)과 기주목의 수심부까지 흡기를 내린 신갈나무 횡단면(B)을 보여주고 있다. 겨우살이가 착생된 부분의 신갈나무 가지는 25년생으로 겨우살이의 착생으로 인해 가지의 직경이 그렇지 않은 부분보다 큰 것이 관찰되었다(Fig. 2A). 이러한 현상은 기주목에 부착된 겨우살이 종자가 기주목의 형성층 부위에서 왕성한 세포분열을 하여 endophyte가 다시 여러 갈래로 분지하여 생장하기 때문에 endophytic system을 형성한 결과로 생각된다(Sallé, 1978).
이상의 기주목의 3단면에 따른 겨우살이 세포 형태를 보면 인접한 기주목과 겨우살이 경계의 세포조직은 혼재하지 않고 비교적 명확하게 구분되었으며, 수분의 공급은 기주목의 도관을 통해 겨우살이의 도관상가도관이, 양분의 공급은 기주목의 축방향 및 방사방향유세포를 통해 겨우살이의 축방향 및 방사방향유세포 접합을 통해 공급받는 것으로 생각된다.
4C). 접선단면을 보면 일반적인 목재 수종에 비해 방사유세포가 차지하는 비율이 매우 높은 것으로 나타났다(Fig 3E). 이러한 이유는 겨우살이가 다년생 기생식물로서 기주목으로부터 공급받은 양분을 보다 용이하게 이동 및 저장하기 위한 것으로여겨졌다.
후속연구
국내산 겨우살이는 상록성 활엽수로 보고되고 있으나 앞서 보고된 것(이와 박, 2009)과 같이 본 실험에 사용된 국내산 겨우살이에서는 도관요소가 관찰되지 않았다. 그러나 위와 같이 도관요소가 나타나지 않는 것은 모든 국내산 겨우살이 5종 모두에 해당되지는 않을 것으로 생각되며 앞으로 더욱 깊은 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다. Ashworth and Dos Santos(1997)는 캘리포니아산 겨우살이 4수종(Phoradendron californicum, P.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라에 분포하는 겨우살이의 주요성분으로는 무엇이 있는가?
) 가 있다(국가표준식물목록위원회, 2007). 국내산 겨우살이는 유럽산과는 종이 다른 겨우살이로 유럽산 겨우살이보다 다양한 생리활성을 지니고 성분과 효능에 있어 우수성이 있는 것으로 보고되고 있으며 (정, 2000), 이러한 국내산 겨우살이의 주요성분으로는 탄수화물, 단백질, lectin, alkaloid, viscotoxin, viscine 등이 알려져 있다(황 등, 2003; Choi and Ahn, 1997).
겨우살이는 분류학적으로 어디에 속하는가?
겨우살이(mistletoe)는 꼬리겨우살이과(Loranthaceae)에 속하는 다년생 기생식물로, 기주식물(host plant)의 가지에 붙어사는 속씨식물이며 전 세계적으로 4과 89속 1,300여 종이 분포하는 것으로 알려져 있다(Nickrent, 2002). 기생식물이란 기주식물 조직에 살아있는 흡기(haustorium)를 발달시켜 이를 통해 물과 영양분을 흡수하는 식물을 일컫는데(Mathiasen et al.
기생식물은 무엇인가?
겨우살이(mistletoe)는 꼬리겨우살이과(Loranthaceae)에 속하는 다년생 기생식물로, 기주식물(host plant)의 가지에 붙어사는 속씨식물이며 전 세계적으로 4과 89속 1,300여 종이 분포하는 것으로 알려져 있다(Nickrent, 2002). 기생식물이란 기주식물 조직에 살아있는 흡기(haustorium)를 발달시켜 이를 통해 물과 영양분을 흡수하는 식물을 일컫는데(Mathiasen et al., 2008; Calvin and Wilson, 2006; Calladine and Pate, 2000), 겨우살이의 경우 기주식 물로부터 흡기를 통해 물과 영양분을 흡수함과 동시에 자체적인 광합성 능력을 지니고 있어 반기생성식물(hemiparasite)로 분류된다(Kuo et al.
참고문헌 (20)
국가표준식물목록위원회. 2007. 국가표준식물목록.
김한수. 2006. 한국산 겨우살이 열수추출액이 본태성 고혈압쥐의 지질성분 및 혈압 저하에 미치는 영향. 생약학회지 37(3): 169-176.
Ashworth, V. E. T. M., and G. Dos Santos. 1997. Wood anatomy of for Californian mistletoe species (Phoradendron, Viscaceae). IAWA Journal 18(3): 229-245.
Calladine, A. and J. S. Pate. 2000. Haustorial structure and functioning of the root hemiparastic tree Nuytsia floribunda (Labill.) R.Br. and water relationships with its hosts. Annals of Botany 85: 723-731.
Calvin, C. L. and C. A. Wilson. 2006. Comparative morphology of epicortical roots in Old and New World Loranthaceae with reference to root types, origin, patterns of longitudinal extension and potential for clonal growth. Flora 201: 51-64.
Choi, J. W. and W. Y. Ahn. 1997. Structural analysis of water soluble lignin-carbohydrate complex (LCC) isolated from Korean camellia mistletoe (Pseudixus japonicus Hayata). Mokchae Konghak 25(3): 1-7.
Kuo, J., J. S. Pate, and N. J. Davidson. 1989. Ultrastructure of the haustoria interface and apoplastic continuum between host and root hemiparasite Olax phyllanthi (Labill.) R. Br. (Olacaceae). Proto-plasma 150: 27-39.
Mathiasen, R. L., D. L. Nickrent, D. C. Shaw, and D. M. Watson. 2008. Mistletoes: Pathology, systematics, ecology, and management. Plant Disease 92(7): 988-1006.
Nickrent, D. L. 2002. Parasitic plants of the world. In parasitic plants of the Iberian Peninsula and Balearic Islands. Lopez-Saez, J. A., P. Catalan and L. Saez (eds), Mundi-Prensa, Madrid. PP: 7-27.
Salle, G. 1978. Origin and early growth of the sinkers of Viscum album L. Protoplasma 96: 267-273.
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