[논문]멸종위기 난과 식물 석곡의 복원

김영기; 강경원; 김기중

doi:10.11110/kjpt.2016.46.2.256

멸종위기 난과 식물 석곡의 복원
Restoration of endangered orchid species, Dendrobium moniliforme (L.) Sw. (Orchidaceae) in Korea 원문보기

식물분류학회지 = Korean journal of plant taxonomy, v.46 no.2, 2016년, pp.256 - 266

김영기 (고려대학교 생명과학대학 생명과학부) , 강경원 (바보난농원) , 김기중 (고려대학교 생명과학대학 생명과학부)

초록
AI-Helper

한국의 멸종위기 난과 식물인 석곡 13,000 촉을 증식하여 2013년 6월에 완도군 보길도 일대의 자연 서식지에 복원하였다. 연구팀은 복원 후 2년간 생장과정을 모니터링 하였다. 모본의 확보, 교배, 종자형성, 파종, 계대배양, 순화배양 등의 과정을 거쳐 복원할 13,000 촉을 육성하였다. 복원 전에 5개 엽록체 마커와 핵 ITS 지역을 이용하여 복원할 개체들의 유전적 다양성을 검증한 결과 국내의 자연집단 사이에서 관찰되는 수준의 유전적 다양성이 입증되었다. 현지복원은 연구팀과 지역주민들과의 공조체계를 구축하여 협동으로 수행하였다. 복원 이후 1년, 2년의 시점에 생존율, 영양번식률, 생장률 등을 조사하여 자료화 하였다. 복원 후 훼손은 없었으며, 97% 이상의 생존율을 보였다. 복원 후 영양번식이 활발하여, 복원 시점보다 촉수가 227%로 증가하였다. 그러나 복원당시에 비하여 개체의 평균 길이는 짧아졌다. 완전한 양지나 음지에 비해서 반음지 지역에서 석곡 개체들은 가장 잘 번식하고 생장하였다. 또한 부착한 기주 식물에 따라서 영양번식률 및 생장률에 차이를 보였다. 그늘쪽 바위틈과 참가시나무의 수피에 부착한 개체들이 가장 활발하게 증식하였고, 동백나무 수피에 부착하는 개체들이 세 번째 높은 증식률을 보였다. 일부 복원 개체들은 야생에서 꽃을 피우고, 수분되어 종자가 결실되는 것을 확인하였다. 전반적으로 복원한 개체의 촉수가 크게 증가하여 성공적인 복원으로 평가된다. 인위적인 훼손방지를 위하여 국립공원 및 지역주민들과 공조체제를 구축하였고, CCTV를 설치하여 감시활동을 하고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

A total of 13,000 individuals of Dendrobium moniliforme (L.) Sw. artificially propagated in laboratories and greenhouses were restored in their natural habitat of Bogildo Island, Wandogun, in the southern part of Korea in June of 2013. The growing conditions of the individuals were monitored for two years. The parental individuals for the restoration were obtained from a wild population in southern Korea, from which seeds were produced via artificial crossings. These seeds were germinated and cultivated in growing media and two-year-old plants were then grown in greenhouse beds. The genetic diversity among the propagated individuals was confirmed by examining DNA sequences of five regions of the chloroplast genome and the nuclear ITS region. The diversity values were as high as the average values of natural populations. All propagated individuals were transplanted into two different sites on Bogildo by research teams with local residents and national park rangers. After restoration, we counted and measured the surviving individuals, vegetative propagated stems, and growth rates in June of both 2014 and 2015. There was no human interference, and 97% of the individuals survived. The number of propagules increased by 227% in two years. In contrast, the average length of the stems decreased during the period. In addition, different survival and propagation rates were recorded depending on the host plants and the restored sites. The shaded sides of rock cliffs and the bark of Quercus salicina showed the best propagation rates, followed by the bark of Camellia japonica. A few individuals of D. moniliforme successfully flowered, pollinated, and fruited after restoration. Overall, our monitoring data over two years indicate that the restored individuals were well adapted and vigorously propagated at the restored sites. In order to prevent human disturbance of the restored sites, a CCTV monitoring system powered by a solar panel was installed after the restoration. In addition, a human surveillance system is operated by national park rangers with local residents.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

모본수집에서 종자형성, 플라스크에서 3단계의 기내배양, 온실에서의 순화배양, 배양된 개채들의 유전적 다양성 검증, 복원지의 선정, 야생으로의 복원, 복원 이후 2년 간의 성장률, 번식률, 개화 및 결실의 과정을 추적하여 자료화 하였다. 단계마다 수반되는 관리기관의 허가, 지역주민들이 참여하는 복원 및 모니터링과정을 하나의 논문으로 보고한다. 이 논문은 앞으로 우리나라 멸종위기 식물종의 복원에 대한 기획 및 실행과정에 참고자료가 될 것이다.
5A, C). 또한 줄기에 빛이 많이 투시되는 세연정의 소나무(P. densiflora)에 복원한 개체들에서도 비교적 잘 증식하고 있는 것도 이를 뒷받침한다. 따라서 기주식물에 관계없이 석곡의 반음지습성에 비슷한 환경 조성이 중요한 것으로 판단된다.
(2010) 은 상대습도와 같은 미소기후, 기주식물의 질감, 다른 착생 종의 유무 그리고 유묘의 크기가 중요한 요인이라고 언급하였다. 본 연구에서는 복원 석곡 개체들의 높은 생존율과 왕성한 영양번식률이 특징이다. 이는 본래 서식지로 알려진 전라남도 도서지역인 보길도를 복원지역으로 선정한 것, 충분한 시간을 들여 생육한 석곡 개체를 복원 에 이용한 것, 복원 시기가 5월의 건기가 끝나고 우기가 시작되기 전에 수행되어 겨울이 오기 전에 충분한 활착기간이 제공된 점, 복원지의 습도가 비교적 높은 점, 지역주민들의 적극적인 보존활동 등이 높은 생존율과 번식률에 영향을 끼쳤을 것으로 판단된다.
moniliforme)의 모본은 석곡이 멸종위기종으로 지정되기 전인 2008년 7월 전라남도 진도에서 채집된 것이다. 한 농부가 전라남도 진도 관매도에서 자연 채취하여 매매하려고 한 2개의 개체를 지역 환경단체 회원들이 회수하여 연구진에게 연구 목적으로 기증하였다. 이 개체는 DNA 검증을 통하여 우리나라 개체임을 확인하였다(Kim et al.

가설 설정

Average length of propagules depending on the restored sites. C. The numbers of propagules depending on the host tree species. D.
The numbers of propagules depending on the host tree species. D. Average length of propagules depending on the host tree species. (Open Area 1: Seyeonjeong, Open Area 2: Bogil-reservoir, Shade Area 1: forest road near Bogil-reservoir, Shade Area 2: evergreen forest near Bogil-reservoir).
Flowering individual on Camellia japonica. H. Fruit formation on C. japonica at two years after restoration. I−J.

제안 방법

이중 가장 건실한 4개의 꼬투리를 2009년 8월 삭과가 벌어지기 전에 수확하여 겉을 90% 에탄올로 소독 후 멸균후드에서 열어서 Kano배지에 파종하였다. 3개월간 발아배지에서 발아시킨 어린 배아를 2009년 12월 생육배지가 든 삼각플라스크에 접아하고, 23℃, 2,000 Lux, 광주기 16/8시간의 상태에서 6개월간 1차 무균배양하였다. 2010년 6월 생육배지로 이식하였다.
, 1990; CBOL Plant Working Group, 2009). 개체들에서 잎을 채취하여 DNeasy plant mini kit (Qiagen, Germany)를 이용하여 DNA를 추출하여 한국의식물 DNA은행(Plant DNA Bank in Korea)에 보관 중인 DNA 시료 (PDBK-2013-1829, 2013-1830, 2013-1831, 2013-1837) 로부터 PCR을 수행하였다. PCR 산물은 PCR 정제 키트 (iNtRON Biotechnology)를 이용하여 정제하였다.
Seeni and Latha (2000)는 인도에서 착생란인 Vanda coerulea를 복원하고 그 생존률을 보고하였다. 기주식물, 장소, 복원방법에 따라 75%에서 100%의 생존율을 기록하였다. 두 사례에서 복원에 사용한 유묘의 수가 40개 이하로 작은 것을 고려하더라도, 이번에 복원된 석곡의 생존율은 비교적 높은 것으로 평가된다.
자생지에서 취득한 석곡모본들을 온실에서 육성한 결과 2009년 3월에 개화하였다. 두 개체에서 각각 꽃 30개씩을 선정하여 화분채취를 위해 수그루 15개, 암그루 15개를 수분시켰다. 인공수분 후 4개월 후에 10개의 꼬투리가 성공적으로 성숙하였다.
먼저 획득한 모본간에 인공 수정시켜 육성한 종자를 채취하여 조직배양실에서 기내파종하였다(Fig. 2A, B). 파종 후 발아한 유모를 6개월간 배양한 뒤, 12 개월 간 3단계로 다른 플라스크에 이식하여 계대배양하였다(Fig.
복원 후 1년, 2년 뒤인 2014년 6월 25일, 26일과 2015년 6월 9일, 10일 양일간 복원지를 방문하여 복원한 석곡의 1년간의 생육상태를 모니터링하였다. 모니터링을 위하여 석곡 개체의 구 촉수, 신 촉수, 촉 길이의 최소값, 중간값, 최대값을 조사하였다. 복원한 석곡의 개화, 결실, 고사율과 기주식물명, 기주식물의 수고 및 직경을 함께 기록하였다.
전체 소요된 연구 기간은 7년이다. 모본수집에서 종자형성, 플라스크에서 3단계의 기내배양, 온실에서의 순화배양, 배양된 개채들의 유전적 다양성 검증, 복원지의 선정, 야생으로의 복원, 복원 이후 2년 간의 성장률, 번식률, 개화 및 결실의 과정을 추적하여 자료화 하였다. 단계마다 수반되는 관리기관의 허가, 지역주민들이 참여하는 복원 및 모니터링과정을 하나의 논문으로 보고한다.
보길저수지 인근의 식생과 미세기후에 따라, 복원장소를 세 군데로 세분할 수 있다. 물가와 가깝고 햇빛이 비교적 강하게 들어오는 저수지 가장자리부분, 물가와 멀고 해가 잘 들어오지 않는 상록수림 안쪽, 그리고 저수지를 둘러 난 임도 가까이로 나누어 복원되었다.
복원 전에 증식된 석곡 개체들의 유전적 다양성을 검증하기 위하여 복원할 개체 3개를 임의로 선정하여 모체와 함께 개체들의 유전적 다양성을 평가하였다. rbcL지역의 genetic distance 값은 0.
복원 이후 사후관리를 위하여 복원지역에 표지판과 cctv를 설치하여 출입을 관리하였다. 복원 후 1년, 2년 뒤인 2014년 6월 25일, 26일과 2015년 6월 9일, 10일 양일간 복원지를 방문하여 복원한 석곡의 1년간의 생육상태를 모니터링하였다. 모니터링을 위하여 석곡 개체의 구 촉수, 신 촉수, 촉 길이의 최소값, 중간값, 최대값을 조사하였다.
복원지 보존을 위하여 복원지에 안내판을 설치하였고, 태양광에 의하여 자동 작동되는 감시카메라 시스템을 설치하였으며, 국립공원 사무실에서 상시 모니터링이 가능하다. 또한, 사람이 접근할 경우 경고 방송이 나가는 감시 시스템을 운영중이다.
모니터링을 위하여 석곡 개체의 구 촉수, 신 촉수, 촉 길이의 최소값, 중간값, 최대값을 조사하였다. 복원한 석곡의 개화, 결실, 고사율과 기주식물명, 기주식물의 수고 및 직경을 함께 기록하였다.
석곡의 자연복원은 2013년 6월 21일, 22일 양일에 걸쳐 이루어졌다. 연구진을 비롯하여 국립공원관리공단 직원, 생물자원이용기술연구단 일원, 그리고 지역 주민 등 총 150여명이 참여하여(Fig.
플러그판에 이식된 개체는 습도 80−90%, 온도 22±2℃, 3,000−4,000 Lux의 광선이 이중차광된 조건의 온실에서 순화과정을 거쳤다. 수태식재 후에는 살균제(베노밀)를 이용하여 살균하였으며, 순화배양 2주 후부터는 Hyponex (N:P:K=6:7:19)를 2,000배 희석하여 엽면에 시비하였다. 12개월간 온실에서 순화과정을 거친 개체는 2형포트에 옮겨 1년을 더 키운 후 2013년 6월 자연복원에 이용하였다.
유전자검증: 모본의 유전적 평가 및 증식한 개체들의 유전적 다양성 분석을 위하여 핵 유전체와 엽록체 유전체의 일부구간 등 5개 지역을 분석하였다. 검증마커로 이용된 지역은 nrITS, matK, rbcL, psbA-trnH, atpF-atpH, psbK-psbI 지역이다 (White et al.
인공수분 후 4개월 후에 10개의 꼬투리가 성공적으로 성숙하였다. 이중 가장 건실한 4개의 꼬투리를 2009년 8월 삭과가 벌어지기 전에 수확하여 겉을 90% 에탄올로 소독 후 멸균후드에서 열어서 Kano배지에 파종하였다. 3개월간 발아배지에서 발아시킨 어린 배아를 2009년 12월 생육배지가 든 삼각플라스크에 접아하고, 23℃, 2,000 Lux, 광주기 16/8시간의 상태에서 6개월간 1차 무균배양하였다.
PCR 산물은 PCR 정제 키트 (iNtRON Biotechnology)를 이용하여 정제하였다. 정제된 PCR 산물은 ABI3730xl DNA sequencer로 염기서열을 결정하여(Applied Biosystems) Geneious Pro 6.1.8 (Biomatters Ltd.)를 이용해 정렬하였다. 정렬된 염기서열은 MEGA6 (Tamura, 2013)을 이용해, Kimura’s two-parameter method (Kimura, 1980)로 유전적 거리 값을 얻어 비교 분석하였다.
최종 선정된 보길도 부용동 세연정 및 보길저수지 일대를 2013년 4월 16일 연구진들과 국립공원관리공단 직원들이 방문하여 정확한 복원지와 착생 기주식물들의 종류 및 수, 각 식물 당 부착할 난의 수를 결정하였다. 복원 이후 채취를 가장 효과적으로 차단할 수 있고 난 생육에 필수적인 습도가 높은 수자원보호지역인 보길저수지 일대의 가상 복원지도를 작성하였고, 문화재보호지역인 세연정 일대는 문화재청에 멸종위기종 복원을 위한 현상변경신청을 완료하였으며, 국립공원관리공단과는 멸종위기종 복원을 위한 업무협약을 체결하여 복원 이후 사후 관리를 국립공원이 주관하도록 하였다.

대상 데이터

수태식재 후에는 살균제(베노밀)를 이용하여 살균하였으며, 순화배양 2주 후부터는 Hyponex (N:P:K=6:7:19)를 2,000배 희석하여 엽면에 시비하였다. 12개월간 온실에서 순화과정을 거친 개체는 2형포트에 옮겨 1년을 더 키운 후 2013년 6월 자연복원에 이용하였다.
6개 대상지역 중에서 주위 식생과 기온 및 습도를 고려하여, 복원대상 난들의 생존 가능성이 높은 경상남도 남해도 금산 일대, 전라남도 외나로도 봉래 상록수림 일대, 그리고 전라남도 완도군 보길도 일대의 총 3개 지역이 1차 복원 후보지로 선정되었다. 2013년 4월 중 1차 선정지 세 곳을 2차 방문하여 착생 난을 부착시킬 기주식물을 포함한 식생분석, 자연환경 요인분석, 복원 이후 관리의 수월성, 복원의 대국민 교육효과, 지역주민들의 참여 의지 등을 고려하여 국립공원지역이고 상시 관리가 가능한 완도군 보길도 부용동 일대를 최종 선정하였다.
2014년, 2015년 두 차례에 걸친 모니터링 결과에 따르면, 조사된 고사한 석곡 개체의 촉수는 각각 81, 102 촉이다. 따라서 복원 당시에 비하여 각각 97.
우리나라 남해안 일대의 식생이 우수한 상록수림 지역 중 석곡이 생육 가능한 자연환경조건(식생, 온도, 습도)을 기준으로 경상남도 거제도 북병산 일대, 경상남도 남해도 금산 일대, 전라남도 완도군 구계등 일대, 전라남도 외나로도 봉래 상록수림 일대, 전라남도 목포시 유달산 일대, 전라남도 완도군 보길도 일대 등 총 6개 지역을 조사지역으로 선정하여 2012년 6−10월에 걸쳐 방문하여 입지를 평가하였다. 6개 대상지역 중에서 주위 식생과 기온 및 습도를 고려하여, 복원대상 난들의 생존 가능성이 높은 경상남도 남해도 금산 일대, 전라남도 외나로도 봉래 상록수림 일대, 그리고 전라남도 완도군 보길도 일대의 총 3개 지역이 1차 복원 후보지로 선정되었다. 2013년 4월 중 1차 선정지 세 곳을 2차 방문하여 착생 난을 부착시킬 기주식물을 포함한 식생분석, 자연환경 요인분석, 복원 이후 관리의 수월성, 복원의 대국민 교육효과, 지역주민들의 참여 의지 등을 고려하여 국립공원지역이고 상시 관리가 가능한 완도군 보길도 부용동 일대를 최종 선정하였다.
8008%이었으며 matK 지역과 psbA-trnH 지역, atpF-atpH 지역, nrITS 지역은 변이가 없었다. psbK-psbI 지역, rbcL지역, atpF-atpH 지역에서 각각 9개, 1개, 1개의 염기치환 및 indel을 발견하였다. 특히 psbK-psbI 지역의 경우 6개 염기치환과 3개의 indel을 발견하였으며, 앞으로 석곡의 유전적 다양성을 평가하는데 최적의 마커로 평가된다(Fig.
유전자검증: 모본의 유전적 평가 및 증식한 개체들의 유전적 다양성 분석을 위하여 핵 유전체와 엽록체 유전체의 일부구간 등 5개 지역을 분석하였다. 검증마커로 이용된 지역은 nrITS, matK, rbcL, psbA-trnH, atpF-atpH, psbK-psbI 지역이다 (White et al., 1990; CBOL Plant Working Group, 2009). 개체들에서 잎을 채취하여 DNeasy plant mini kit (Qiagen, Germany)를 이용하여 DNA를 추출하여 한국의식물 DNA은행(Plant DNA Bank in Korea)에 보관 중인 DNA 시료 (PDBK-2013-1829, 2013-1830, 2013-1831, 2013-1837) 로부터 PCR을 수행하였다.
모본의 확보: 복원에 사용된 석곡(D. moniliforme)의 모본은 석곡이 멸종위기종으로 지정되기 전인 2008년 7월 전라남도 진도에서 채집된 것이다. 한 농부가 전라남도 진도 관매도에서 자연 채취하여 매매하려고 한 2개의 개체를 지역 환경단체 회원들이 회수하여 연구진에게 연구 목적으로 기증하였다.
8로 조정하여 사용하였다. 무균배양한 개체는 1 L 당 바나나, 감자, 사과가 각각 30 g, 30 g, 20 g 들어간 배지에 이식하여 3개월, 4개월, 5개월 간 각각 배양하였다.
본 복원 연구에서 증식된 석곡 개체는 총 13,000 촉이다. 단일 종의 복원사업으로는 관매도에 풍란 15,000 촉을 이식한 이후로(Shin et al.
본 연구는 환경부 “차세대 에코이노베이션 기술개발사업(과제번호 416-111-007)”으로 지원받은 과제이다. 사용된 DNA sample은 한국의 식물 DNA 은행(2013-1829, 2013- 1830, 2013-1831, 2013-1837)에 보관하고 있으며 모본은 바보난농원와 고려대학교온실에 분산하여 생육하고 있다.
생육배지로는 1 리터 당 Hyponex, Peptone, Sucrose, Charcoal을 각각 3 g, 2 g, 30 g, 0.5 g 혼합한 배지를 pH 범위 5.6−5.8로 조정하여 사용하였다.
석곡의 자연복원은 2013년 6월 21일, 22일 양일에 걸쳐 이루어졌다. 연구진을 비롯하여 국립공원관리공단 직원, 생물자원이용기술연구단 일원, 그리고 지역 주민 등 총 150여명이 참여하여(Fig. 2G, H, I), 13,000 촉을 전남 보길도 세연정 주변 및 보길저수지 인근에 복원하였다. 자연 복원지의 기주식물은 흉고직경 30 cm 이상의 소나무 (Pinus densiflora Siebold & Zuccarini), 동백나무(Camellia japonica L.
우리나라 남해안 일대의 식생이 우수한 상록수림 지역 중 석곡이 생육 가능한 자연환경조건(식생, 온도, 습도)을 기준으로 경상남도 거제도 북병산 일대, 경상남도 남해도 금산 일대, 전라남도 완도군 구계등 일대, 전라남도 외나로도 봉래 상록수림 일대, 전라남도 목포시 유달산 일대, 전라남도 완도군 보길도 일대 등 총 6개 지역을 조사지역으로 선정하여 2012년 6−10월에 걸쳐 방문하여 입지를 평가하였다.
)의 대량증식과정과 생태계 복원과정, 복원 후 2년간의 모니터링 결과를 정리하였다. 전체 소요된 연구 기간은 7년이다. 모본수집에서 종자형성, 플라스크에서 3단계의 기내배양, 온실에서의 순화배양, 배양된 개채들의 유전적 다양성 검증, 복원지의 선정, 야생으로의 복원, 복원 이후 2년 간의 성장률, 번식률, 개화 및 결실의 과정을 추적하여 자료화 하였다.
총 12개월간 배양을 거친 개체는 2011년 6월 105공 플러그판에 물이끼 수태를 이용하여 이식하였다. 플러그판에 이식된 개체는 습도 80−90%, 온도 22±2℃, 3,000−4,000 Lux의 광선이 이중차광된 조건의 온실에서 순화과정을 거쳤다.

데이터처리

정렬된 염기서열은 MEGA6 (Tamura, 2013)을 이용해, Kimura’s two-parameter method (Kimura, 1980)로 유전적 거리 값을 얻어 비교 분석하였다.

이론/모형

개체들에서 잎을 채취하여 DNeasy plant mini kit (Qiagen, Germany)를 이용하여 DNA를 추출하여 한국의식물 DNA은행(Plant DNA Bank in Korea)에 보관 중인 DNA 시료 (PDBK-2013-1829, 2013-1830, 2013-1831, 2013-1837) 로부터 PCR을 수행하였다. PCR 산물은 PCR 정제 키트 (iNtRON Biotechnology)를 이용하여 정제하였다. 정제된 PCR 산물은 ABI3730xl DNA sequencer로 염기서열을 결정하여(Applied Biosystems) Geneious Pro 6.

성능/효과

2013년 6월 복원 1년 후(2014년 6월), 복원 2년 후(2015년 6월)등, 두 차례에 걸친 모니터링조사의 결과로 복원한 석곡 개체들이 잘 생장하고 있음을 확인할 수 있다(Fig. 4A, B, C, D, E, F, G, H, I, J). 2013년에 대비하여 2014년에는 176.
2014년의 조사에서 죽은 개체들이 모두 바위 표면에 복원된 개체들이었던 것에 비해, 2015년의 조사에서 죽은 개체들은 동백나무(C. japonica), 때죽나무(Styrax japonicus Siebold & Zucc.), 소나무(P. densiflora), 모밀잣밤나무(C. cuspidata var. thunbergii)에 복원된 것들로 확인되었다.
복원을 위하여 13,000 촉의 석곡은 종자번식으로 증식한 개체들이어서 유전적으로도 다양한 개체들이다. 4개의 개체를 임의로 선정하여 국내 다른 지역의 석곡 15개체와 유전적 다양성을 비교하였을 때, rbcL 지역은 국내 평균 유전적 거리보다 높게 나타났고, psbK-psbI지역은 비슷한 값을, 나머지 지역은 낮은 값을 보였다. 다만 복원 개체의 atpF-atpH, matK, rbcL, trnH-psbA 지역으로부터 얻어진 유전적 거리 값은 전체 국내 유전적 거리 값의 표준편차 범위 내에 포함되며, 그렇지 않은 nrITS 지역의 유전적 거리 값도 2σ범위 내에 포함된다.
복원 전에 증식된 석곡 개체들의 유전적 다양성을 검증하기 위하여 복원할 개체 3개를 임의로 선정하여 모체와 함께 개체들의 유전적 다양성을 평가하였다. rbcL지역의 genetic distance 값은 0.0902%, psbK-psbI 지역의 genetic distance 값은 0.8008%이었으며 matK 지역과 psbA-trnH 지역, atpF-atpH 지역, nrITS 지역은 변이가 없었다. psbK-psbI 지역, rbcL지역, atpF-atpH 지역에서 각각 9개, 1개, 1개의 염기치환 및 indel을 발견하였다.
2015년 조사에서 저수지 임도와 저수지 숲 속에 복원한 석곡 개체 일부가 땅에 떨어진 것을 발견하였는데, 아마도 태풍 피해의 영향으로 추측된다. 가장 낮은 번식률을 보인 기주식물은 황칠나무(Dendropanax morbidera Lev.)이고, 다음이 붉가시나무(Q. acuta), 센달나무(Machilus japonicus Sieb. et Zucc.) 순이었다. 이들 3개 종을 제외한 나머지 8개 기주식물에서는 모두 137%가 넘는 번식률을 기록하였다.
5A). 기주식물별로는 붉가시나무(Q. acuta)가 65.4%로 가장 낮은 번식률을 보였고, 참가시나무(Quercus salicina Blume)가 375.5%로 가장 높은 번식률을 보였다(Fig. 5C).
기주식물, 장소, 복원방법에 따라 75%에서 100%의 생존율을 기록하였다. 두 사례에서 복원에 사용한 유묘의 수가 40개 이하로 작은 것을 고려하더라도, 이번에 복원된 석곡의 생존율은 비교적 높은 것으로 평가된다.
이는 더 많은 복원 개체를 검증하였을 경우, 복원 개체들의 유전적 다양성이 국내 개체들의 유전적 다양성과 비슷한 값을 나타낼 것임을 의미한다. 따라서 복원한 개체들의 유전적 다양성은 보장되었다는 결론이다.
멸종위기종 석곡의 대량 증식, 적절한 복원지 선정, 지역주민의 참여, 복원 후 모니터링 과정을 통하여 복원된 개체들이 성공적으로 복원지에 정착하는 것을 확인하였다. 앞으로도 중장기적으로 지속적인 조사와 관찰을 통해 복원 이후 종자에 의한 새로운 개체의 증식과정을 관찰하여 자료화할 필요성이 있다.
복원의 성공에 있어 또 다른 중요한 요인 중의 하나는 개화와 종자 결실이다. 모니터링 결과에 의하면 2014년과 2015년 모두 개화를 관찰하였고, 2014년에는 소나무(P. densiflora)와 동백나무(C. japonica)에 복원한 개체로부터 종자 결실을 확인하였다(Fig. 4G, H). 석곡속(Dendrobium)의 수분은 대부분이 벌에 의해서 이루어지며, 다른 수분 매개자로 꽃등에, 나방, 바구미가 언급되고 있다(Dressler,1993).
이들 3개 종을 제외한 나머지 8개 기주식물에서는 모두 137%가 넘는 번식률을 기록하였다. 반대로 가장 높은 번식률은 저수지 부근의 그늘진 바위틈과 참가시나무(Q. salicina) 수피에 복원한 개체들에서 관찰되었는데, 300% 이상의 영양번식률을 보여주었다. 다음으로 성공적인 기주식물은 동백나무(C.
석곡속(Dendrobium)의 수분은 대부분이 벌에 의해서 이루어지며, 다른 수분 매개자로 꽃등에, 나방, 바구미가 언급되고 있다(Dressler,1993). 본 연구에서 종자 결실이 이루어진 사실은 복원지 자연 상태에서 석곡의 수분 매개자가 존재함을 입증한다. 그러나 아직까지 종자 전파에 의한 새로운 개체는 발견하지 못하였다.
특히 개활지인 세연정과 저수지 가장자리에서의 번식률이 음지인 저수지 임도와 숲 속보다 월등하게 높았다. 비록 직사광선이 직접적으로 들어오는 저수지 가장자리의 바위 근처에 복원된 일부 개체들은 고사하였지만, 저수지 인근의 빛이 어느 정도 들어오는 나무에 부착한 개체들이 성공적으로 번식하여 전체적으로 높은 번식률을 보였다.
) 순이었다. 이들 3개 종을 제외한 나머지 8개 기주식물에서는 모두 137%가 넘는 번식률을 기록하였다. 반대로 가장 높은 번식률은 저수지 부근의 그늘진 바위틈과 참가시나무(Q.
두 개체에서 각각 꽃 30개씩을 선정하여 화분채취를 위해 수그루 15개, 암그루 15개를 수분시켰다. 인공수분 후 4개월 후에 10개의 꼬투리가 성공적으로 성숙하였다. 이중 가장 건실한 4개의 꼬투리를 2009년 8월 삭과가 벌어지기 전에 수확하여 겉을 90% 에탄올로 소독 후 멸균후드에서 열어서 Kano배지에 파종하였다.
장소별로 나누어 확인하였을 때 번식률이 가장 높은 곳은 384.4%를 기록한 세연정 인근이었고, 가장 낮은 곳은 125.4%를 기록한 저수지 임도였다(Fig. 5A). 기주식물별로는 붉가시나무(Q.
전반적인 촉 수 증가에 따른 증식률의 증가와는 반대로 복원 후 시간이 갈수록 각 촉의 평균 길이는 짧아지는 것을 확인할 수 있었다(Fig. 5B, D). 새로운 촉이 적게 번식하 였거나, 기존에 있던 촉이 길게 생장한 몇 가지 경우에는 길이가 약간 증가하는 경향을 보였다.
5). 전체 길이의 평균을 장소별로 조사한 결과에 따르면 복원 당시는 5.13 cm, 2014년에 4.01 cm, 2015년에 3.64 cm로 나타났다(Fig. 5B, D). 기주식물별로 조사한 결과에 따르면 복원 당시는 5.
장소별 촉 수 변화 그래프를 살펴보면 전체적으로 촉수가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 특히 개활지인 세연정과 저수지 가장자리에서의 번식률이 음지인 저수지 임도와 숲 속보다 월등하게 높았다. 비록 직사광선이 직접적으로 들어오는 저수지 가장자리의 바위 근처에 복원된 일부 개체들은 고사하였지만, 저수지 인근의 빛이 어느 정도 들어오는 나무에 부착한 개체들이 성공적으로 번식하여 전체적으로 높은 번식률을 보였다.

후속연구

앞으로도 중장기적으로 지속적인 조사와 관찰을 통해 복원 이후 종자에 의한 새로운 개체의 증식과정을 관찰하여 자료화할 필요성이 있다. 또한 인위적인 훼손을 지속적으로 모니터링하고, 영양번식 및 종자번식의 과정을 자료화하여 다른 멸종위기종의 보호와 복원에 활용하는 중 장기적인 연구가 필요하다.
본 복원연구에서 복원 후 1−2년에 종자 결실이 확인되었으므로, 앞으로 새로운 개체가 종자번식으로 발생하는 것이 관찰된다면 성공적인 복원이라 말할 수 있을 것이다.
멸종위기종 석곡의 대량 증식, 적절한 복원지 선정, 지역주민의 참여, 복원 후 모니터링 과정을 통하여 복원된 개체들이 성공적으로 복원지에 정착하는 것을 확인하였다. 앞으로도 중장기적으로 지속적인 조사와 관찰을 통해 복원 이후 종자에 의한 새로운 개체의 증식과정을 관찰하여 자료화할 필요성이 있다. 또한 인위적인 훼손을 지속적으로 모니터링하고, 영양번식 및 종자번식의 과정을 자료화하여 다른 멸종위기종의 보호와 복원에 활용하는 중 장기적인 연구가 필요하다.
단계마다 수반되는 관리기관의 허가, 지역주민들이 참여하는 복원 및 모니터링과정을 하나의 논문으로 보고한다. 이 논문은 앞으로 우리나라 멸종위기 식물종의 복원에 대한 기획 및 실행과정에 참고자료가 될 것이다.
psbK-psbI 지역, rbcL지역, atpF-atpH 지역에서 각각 9개, 1개, 1개의 염기치환 및 indel을 발견하였다. 특히 psbK-psbI 지역의 경우 6개 염기치환과 3개의 indel을 발견하였으며, 앞으로 석곡의 유전적 다양성을 평가하는데 최적의 마커로 평가된다(Fig. 3).

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	2015년 기준 Red List에 등재된 종의 수는?	지구상의 약 30만 종의 식물 종 중 많은 종들이 인간 활동의 확대로 인한 서식지의 분절화 및 파괴, 외래종 도입에 따른 경쟁, 그리고 남획 등으로 인하여 생존을 위협받고 있다. 국제자연보전연맹(International Union for Conservation of Nature and Natural Resources; IUCN)은 1966년부터 절멸 가능성이 있는 야생생물의 적색목록(Red List)을 만들어 공표하고 있으며, 2015년의 통계에 의하면 20,755종의 식물이 적색목록에 등재되었다(IUCN, 2015). 우리나라에서도 1991년에 제정한 자연환경보전법에 처음 관련 내용을 포함하였고, 이후 2004년에 제정한 야생동식물보호법 및 2014년 개정된 생물다양성이용 및 보전에 관한 법률에 따라 멸종위기야생동식물을 관리하고 있다.
	난초과 식물이 멸종위기에 처한 이유는?	난초과(Orchidaceae)는 식물계의 종 수가 많은 과 중 하나로, 약 19,500−25,000종이 세계적으로 분포한다(Dressler, 1993). 난과 식물들은 꽃의 아름다움과 그 향으로 인해 남획의 대상이 되어왔으며, 그 결과 많은 종들이 멸종위기에 처했다. 따라서 무분별한 남획을 방지하기 위하여 난과 식물의 모든 종들은 국제적으로 상업적 거래가 금지되어있다(CITES, 2013).
	국내에서 법적 보호종으로 지정한 난초과 식물은 몇 종인가?	우리나라의 경우, 환경부가 법적 보호종으로 지정한 식물 종은 1급 9종과 2급 68종으로 총 77종이다. 그 중에서 난초과 식물은 1급 6종, 2급 13종으로 총 19종이다(Ministry of Environment, 2012). 이는 우리나라 멸종위기식물의 24%를 차지한다.

참고문헌 (30)

Aggarwal, S. and L. W. Zettler. 2010. Reintroduction of an endangered terrestrial orchid, Dactylorhiza hatagirea (D. Don) Soo, assisted by symbiotic seed germination: First report from the Indian subcontinent. Nature and Science. 8: 139-145.
Bottin, L., S. L. Cadre, A. Quilichini, P. Bardin, J. Moret and N. Machon. 2007. Re-establishment trials in endangered plants:A review and the example of Arenaria grandiflora, a species on the brink of extinction in the Parisian region (France). Ecoscience 14: 410-419.

상세보기
CBOL Plant Working Group. 2009. A DNA barcode for land plants. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 106: 12794-12797.

상세보기
Dixon, K. and R. D. Phillips. 2007. The orchid conservation challenge. Lankesteriana 7: 11-12.
Dressler, R. L. 1993. Phylogeny and Classification of the Orchid Familiy. Dioscorides Press, Portland.
IUCN. 2015. The IUCN Red List of Threatened Species. Version 2015-4. Available from http://www.iucnredlist.org
Kim, Y. K., K. W. Kang and K. J. Kim. 2015. Genetic differences between Korean-Japanese and Chinese-Taiwanese Dendrobium moniliforme (L.) Sw. Korean Journal of Plant Taxonomy 45: 145-157. (in Korean)

원문보기 상세보기
Kim, Y. S., Y. M. Lee, S. H. Chun, J. I. Jeon and S. H. Kim. 1995. Necessity of recovery plan for the conservation of rare and endangered plants in Korea. Bulletin of the Seoul National University Arboretum 15: 43-66. (in Korean)
Kimura, M. 1980. A simple method for estimating evolutionary rates of base substitutions through comparative studies of nucleotide sequences. Journal of Molecular Evolution 16: 111-120.

상세보기
Krupnick, G. A., M. K. McCormick, T. Mirenda and D. F. Whigham. 2013. The status and future of orchid conservation in North America. Annals of the Missouri Botanical Garden 99: 180-198.

상세보기
Lee, J. S. and B. H. Choi. 2006. Distributions and red data of wild orchids in the Korean peninsula. Korean Journal of Plant Taxonomy 36: 335-360. (in Korean)

원문보기 상세보기
Lee, N. S., W. B. Lee, B. H. Choi and K. H. Tae. Orchidaceae Juss. In The genera of vascular plants of Korea. Park, C. W. (ed.), Academy Publishing Co., Seoul. Pp. 1339.
Martin, K. P. 2003. Clonal propagation, encapsulation and reintroduction of Ipsea malabarica (Reichb. F.) J. D. Hook., an endangered orchid. In vitro Cellular & Developmental Biology-Plant 39: 322-326.

상세보기
Massey, E. E. and L. W. Zettler. 2007. An expanded role for in vitro symbiotic seed germination as a conservation tool: Two case studies in north america (Platanthera leucophaea and Epidendrum nocturnum). Lankesteriana 7: 303-308.
Ministry of Environment. 2012. Law enforcement regulations about wildlife protection and management (Article 2 related), Sejong. Pp. 8-10. (in Korean)
Parthibhan, S., T. S. Kumar and M. V. Rao. 2015. Phenology and reintroduction strategies for Dendrobium aqueum Lindley-An endemic, near threatened orchid. Journal for Nature Conservation 24: 68-71.

상세보기
Rasmussen, H. N. 1995. Terrestrial Orchids: from seed to mycotrophic plant. Cambridge University Press, Cambridge.
Seeni, S. and P. G. Latha. 2000. In vitro multiplication and ecorehabilitation of the endangered Blue Vanda. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 61: 1-8.
Shin, H. C., Y. S. Lim, J. O. Hyun and K. W. Kang. 2009. Case study of endangered species: Neofinetia. In Conservation Biology of Korea: Status and Challenges. Shin, H. C. (ed.), World Science, Seoul. Pp. 81-104. (in Korean)
Smith, R. H., J. A. Smith and S. Liebler. 2007. Production of Cypripedium montanum seedlings for commercial value and reintroduction into restoration projects: Phase II. Lankesteriana 7: 376.
Smith, Z. F., E. A. James and C. B. McLean. 2007. Experimental reintroduction of the threatened terrestrial orchid Diuris fragrantissima. Lankesteriana 7: 377-380.
Stewart, S. L. 2008. Orchid reintroduction in the United States: a mini-review. North American Native Orchid Journal 14: 54-59.
Swarts, N. D and K. W. Dixon. 2009. Terrestrial orchid conservation in the age of extinction. Annals of Botany 104: 543-556.

상세보기
Swarts, N. D., A. L. Batty, S. Hopper and K. W. Dixon. 2007. Does integrated conservation of terrestrial orchids work?. Lankesteriana 7: 219-222.
Tamura, K., G. Stecher, D. Peterson, A. Filipski and S. Kumar. 2013. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 6.0. Molecular Biology and Evolution 30: 2725-2729.

상세보기
White, T. J., T. Bruns, S. Lee and J. W. Taylor. 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. In PCR Protocols: A Guide to Methods and applications. Innis, M. A., D. H. Gelfand, J. J. Sninsky and T. J. White (Eds.). Academic Press, Inc., New York. Pp. 315-322.
Wright, M., R. Cross, K. Dixon, T. Huynh, A. Lawrie, L. Nesbitt, A. Pritchard, N. Swarts and R. Thomson. 2009. Propagation and reintroduction of Caladenia. Australian Journal of Botany 57: 373-387.

상세보기
Wu, K., S. Zeng, D. Lin, J. A. T. da Silva, Z. Bu, J. Zhang and J. Duan. 2014. In vitro propagation and reintroduction of the endangered Renanthera imschootiana Rolfe. Plos One 9: e110033.

상세보기
Yam, T. W., J. Chua, F. Tay and P. Ang. 2010. Conservation of the native orchids through seedling culture and reintroduction - a Singapore experience. The Botanical Review 76: 263-274.

상세보기
Zettler, L. W., S. B. Poulter and K. I. McDonald. 2007. Conservation-driven propagation of an epiphytic orchid (Epidendrum nocturnum) with a mycorrhizal fungus. HortScience 42: 135-139.

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증