보고서 정보
주관연구기관 |
경북대학교 KyungPook National University |
연구책임자 |
임기병
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2013-11 |
과제시작연도 |
2012 |
주관부처 |
교육과학기술부 |
사업 관리 기관 |
한국연구재단 |
등록번호 |
TRKO201400008641 |
과제고유번호 |
1345177090 |
사업명 |
기본연구지원사업(유형I) |
DB 구축일자 |
2014-05-31
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초록
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본 연구는 우리나라 자생 말나리 계통의 생리․생태적 특성평가 및 분자세포유전학적 분석을 수행하였다.
Martagon절의 백합은 전 세계에 5종이 분포하고 있으는데 이중 Lilium hansonii(섬말나리), Lilium distichum(말나리), Lilium tsingtauense(하늘말나리) 3종이 우리나라에 자생하고 있다. 특히 섬말나리는 세계에서 유일하게 을릉도에서만 서식한다. 본 연구를 통하여 제주도와 울릉도를 포함한 33곳의 자생지에서 말나리류의 군락지를 확인 하였다. 하늘말나리는 제주도에서 남해의 청산도 진도를
본 연구는 우리나라 자생 말나리 계통의 생리․생태적 특성평가 및 분자세포유전학적 분석을 수행하였다.
Martagon절의 백합은 전 세계에 5종이 분포하고 있으는데 이중 Lilium hansonii(섬말나리), Lilium distichum(말나리), Lilium tsingtauense(하늘말나리) 3종이 우리나라에 자생하고 있다. 특히 섬말나리는 세계에서 유일하게 을릉도에서만 서식한다. 본 연구를 통하여 제주도와 울릉도를 포함한 33곳의 자생지에서 말나리류의 군락지를 확인 하였다. 하늘말나리는 제주도에서 남해의 청산도 진도를 비롯하여 한반도 땅끝 해남부터 설악산의 위도까지 한반도의 거의 모든 산에 자생을 확인 하였다. 말나리는 해발 1000~1500m 고산 낙엽수림 하부의 습윤하고 반그늘 진 곳에서 자생지를 확인 하였다. 하늘말나리 주변 식생조사 결과 총 107여종의 식물이 함께 자생하는 것으로 조사되었으며, 이중 목본은 55종, 초본은 52종으로 구성되어 있었다. 자생지는 주로 산의 북측 사면으로 내려오는 계곡 주변에 수분을 유지 할 수 있는 곳에 군락을 이룬다. 배수가 양호하고 직사광선을 피하여 주로 낙엽교목 아래 서식을 한다. 또한 자생지 토양은 pH 4.3-5.3으로 다소 강한 산성으로 나타났으며 평균 점토 비율은 10.9%로 조사되어 배수가 양호한 토성을 유지하고 있었다. 한국 평균 산림 토양 구성비 모래 37.3%, 미사 44.8%, 점토 17.9%보다 점토의 비율이 낮은 배수가 양호한 환경에서 서식한다. 하늘말나리는 꽃잎이 좁고, 상향개화하며, 꽃잎이 뒤로 젖혀지지 않는다. 화색은 RHS #28A, RHS #28B로 조사되어 주황색계통을 띄었다. 말나리는 하늘 말나리 보다 꽃잎의 폭이 넓고 두꺼웠다. 또한 측향으로 개화를 하였다. 화색은 하늘말나리와 같은 모든 지역에서 밝은 오렌지 색(RHS #28A, RHS #28B) 로 측정되었다. 하늘말나리와 말나리의 윤생엽은 대부분 지역에서 1단으로 착생하였지만 하늘말나리 경우 속리산과 오대산에서는 2단 까지 착생되는 개체들이 있었다. 윤생엽의 단수는 세력이 강할수록 2단 윤생엽을 착생하고, 세력이 약하거나 보통인 개체들은 모두 1단 윤생엽을 착생하였다. 하늘말나리의 초장은 전 지역 평균 65.4cm로 초장과 윤생엽까지의 길이비는 0.5에서 0.7사이로 나타났다. 줄기는 윤생엽 상부가 급격히 줄어드어 하부 지름 4.0cm, 상부 지름 2.4cm로 나타났고 70% 자생지에서 상부부 줄기 돌기가 관찰되었다. 줄기뿌리는 대부분의 자생지에서 관찰되었다. 줄기는 RHS #144A로 녹색계통을 띄고 있었다. 말나리의 줄기는 오대산에서 79.5cm로 가장 높이가 높았고 설악산에서 46.2cm로 가장 짧게 나타났다. 윤생엽까지의 전체 평균 높이는 33.7cm로 나타났다. 오대산에서 41.7cm로 가장 길었고 함백산에서 12.7cm로 가장 짧았다. 전체 평균 높이를 기준으로 윤생엽까지의 높이는 총길이 대비 약 53~63% 범위의 비율을 나타내었고 줄기의 너비 상단은 2.9cm 하단은 4.3cm 로 확인되었다. 줄기표면의 촉감는 윤생엽 위아래 상관없이 거칠고 매끈함이 혼재되어 있었다. 또 한 줄기뿌리는 모든 지역에서 존재하였다. 말라리류의 유전학적 분석을 위해 하늘말나리, 말나리, 섬말나리 개체의 근단을 이용 염색체 표본 제작 방법을 확립 하였다. 근단은 20℃의 1-bromonaphtalene에 4시간 전처리 후 수세하여 Aceto-ethanol 고정액(acetic acid : ethanol = 1 : 3,v/v)에 하루 동안 고정하고 70% ethanol에서 냉동 저장하였다. 고정된 근단은 20분간 수세 후, 효소혼합액에 넣어 37℃에서 1~2시간 처리한 뒤 60% acetic acid용액에서 squash방법으로 슬라이드 위에 전개하여 다수 의 중기염색체 상을 만들었다. 유전학적 조사는 5S rDNA와 45rDNA를 탐침으로 이용한 Fluorescent In Situ Hybridization(FISH)기법을 수행하여 분석을 하였다. FISH 기법을 통한 말나리의 핵형분석결과 5S rDNA 는 3번 염색체에서 2개 나타났으며, 45S rDNA 는 8개 염색체에서 총 16개 나타났다. 하늘말나리는 2개의 5S rDNA 를 가지고 있으며 8개의 45S rDNA 로 구성되어 있다. 울릉도 섬말나리 개체별 45S rDNA의 변이 다양성 확인되었다. 1, 6, 7번 상동염색체 안에서 45S rDNA의 유ㆍ무로 변이 다양성이 표현되었다.
Abstract
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Korea is well diversified in Lilium germplasm and approximately 11 Lilium species including L. tsingtauense, and L. distichum. A comprehensive evaluation of habitat associations and distribution patterns of these two Lilium species in Korea was carried out and data regarding its ecological and morph
Korea is well diversified in Lilium germplasm and approximately 11 Lilium species including L. tsingtauense, and L. distichum. A comprehensive evaluation of habitat associations and distribution patterns of these two Lilium species in Korea was carried out and data regarding its ecological and morphological characteristics under different regions and environmental conditions were collected. During survey it was observed that these species are well distributed nationwide with highly variable altitudes such as L. tsingtauense (300-700m), and L. distichum (750-1,000m) above sea level. Maximum (~80%) of natural habitats of these species richness were found in the northern slopes of mountains whereas, only (~20%) habitats were present in Southern regions. A total of 26 natural habitats of L. tsingtauense were investigated and data regarding its ecological and morphological characteristics under different geological and environmental conditions were collected. During survey it was observed that this species was well distributed nationwide with highly variable altitudes such as Jindo Island (82 m) and Mt. Jiri (1182 m) these differences appear to enhance the growth of L. tsingtauense. Maximum (84%) of natural habitats of this species richness were found in the northern slopes of mountains whereas, only (15%) habitats were present in Southern regions. Flowers were upward facing having no fragrance and flowering time of this species was in between early July to mid-July. Colonies of Larix leptolepis, as well as 106 other plant species, were mainly found in these natural habitats. The soil was strongly acidic, within the pH range of 4.3–5.3. EC, organic content, total-nitrogen content, and CEC varied among natural habitats. Most of the soils of the natural habitats were sandy loam and with low clay ratios. Morphological studies revealed that each of these species had its own unique morphological characteristics. On the basis of morphological observations such as bulbs, stem, leaves and flowers these four species were clearly differentiated. L. tsingtauense shows orange or vermilion colored up-facing flowers with purple-red spots. It had cream yellow bulbs having scales in which only few were jointed. L. distichum, have side-facing fragrant flowers with dull orange-red color and purple-red spots. The white color bulbs of this species have jointed scales. There were 2 layers of whorled leaves and each whorl had 9-10 leaves. Fluorescence in situ hybridization (FISH) is indubitable tools for characterizing each chromosome complements and positioning specific DNA sequences. Until now, numerous reports dealing with karyotype analysis of genus Lilium have been published, however so far a study of cytogenetic analysis of martagon lily is lack of research. Here, we report FISH karyotype to visualize the two types of ribosomal DNAs, 5S and 45S rDNA, loci on metaphase chromosomes as land markers for chromosomes characterization in two Korean native martagon lilies. The 5S rDNA loci were all equal number and position in three martagon lilies which detected on interstitial region of long arm of chromosome #3. As well as, 5S rDNA co-localized with 45S rDNA. 45S rDNA loci of L. distichum and L. tsingtauense were observed constantly 4 pairs and 8 pairs, respectively. Based on FISH karyotype analysis, these results could serve information of understanding of evolutionary evidence in Lilium taxa. It can be concluded that ecological and geographic features of habitats greatly influenced the distribution patterns of Lilium. This study provides a comprehensive understanding and valuable information in strategic planning of species L. distichum and L. tsingtauense and its natural habitats which will be supportive for its successful management, conservation and preservation. Further research is also required to exploit these species for its potential use as cut flower with more commercial value. This study also provides baseline information regarding the effective exploitation and use of Lilium resources for breeding research.
목차 Contents
- 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
- 목차 ... 3
- Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
- Summary ... 5
- Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 6
- 1. 연구과제의 개요 ... 6
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10
- 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 23
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 23
- Ⅲ. 연구성과 ... 24
- 끝페이지 ... 26
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