한국산 은방울꽃의 형태와 핵형의 특징을 분석하고, 분류학적으로 검토하였다. 은방울꽃은 2엽식물이 70%, 1엽 식물이 30%로 출현하였으며, 3엽 식물은 매우 드물었다. 체장은 평균 34.4±4.6cm이고, 장타원형의 잎은 외엽보다 내엽이 좁고 길었다. 은방울꽃의 개화율은 조사된 식물 1,346개체 중에 평균 3.7%에 불과하였다. 화경은 대개 잎의 하부에 있으나, 드물게는 잎의 상부까지 자라기도 하였으며, 5~10개의 꽃이 총상화서를 이루었다.

본 연구에서는 양파와 파간 종간교잡 F1의 불임성의 한 요인으로 여겨지는 염색체 이상과 교잡식물체의 염색체의 조성을 밝혀 향후 종간교잡을 이용한 양파의 형질개량과정에 종간교잡 육종의 효율성을 높이고자 하였다. 종간교잡식물체의 감수분열 염색체를 관찰한 결과 중기에 7쌍의 2가염색체와 2개의 1가염색체가 관찰되었다. 체세포 염색체수는 16개로 양파, 파의 염색체 수와 같았으며 GISH한 결과 파와 양파의 염색체가 각각 8개씩 확인되었다. 5S, 45S, T

Karyotypic analysis and FISH (fluorescence in situ hybridization) with 45S and 5S rRNA genes were carried out in Persicaria tinctoria H Gross. The somatic metaphase chromosomes were ranged from 2.25 μm to 1.50 μm in length. Chromosome number was 2n = 4x = 40 with the basic number of x = 10. The chromosome complement of the species consisted of 16 pairs of metacentrics (chromososomes 1,2,3,4,6,7,8,9, 10, 11, 12, 13, 15, 18, 19 and 20) and 4 pairs of submetacentrics (chromosome 5, 14, 16 and 17). The karyotype formula was K(2n) = 4x = 32 m + 8 sm. In FISH analysis, three pairs of 45S rRNA gene loci on the terminal region of submetacentrics (chromosomes 5, 16 and 17) and two pairs of 5S rRNA gene loci on the centromeric region of metacentrics (chromosomes 9 and 11) were detected, respectively.

Chromosome analysis using mitosis, meiosis and bicolor FISH were carried out in Bupleurum latissimum Nakai, which is one of the endemic plants in Ulleung island of korea. The somatic methaphase chromosomes number of this plant was 2n = 2x = 16 and the chromosome complements consisted of six pairs of metacentrics and two pairs of submetacentrics. The size of chromosomes ranged 2.40~4.20 μm and NOR (nucleolus organizer region) chromosome did not observed using conventional staining. In meiosis chromosomes, metaphase-I and anaphase-I were observed. Metaphase-I anaphase-I showed 8 bivalents and chromosomes migration to make two daughter cells. Using bicolor FISH, one pair of 5S and 45S rDNA signals were detected on the centromeric region of chromosome 3 and the end of short of chromosome 2,respectively. We also observed the NOR using 45S rDNA probe.

황기속 식물 3종 (황기, 제주황기, A. mongholicus)을 대상으로 핵형 분석과 45S와 5S rDNA를 이용한 bicolor-FISH를 수행하였다. 체세포 염색체 수는 모두 2n=2x=16으로 관찰되었고, 염색체의 평균 길이는 2.19~5.73 μm이였다. 황기의 염색체는 4쌍의 중부염색체 (염색체 3, 5, 6, 7)와, 차중부 염색체 (염색체 1, 2, 4, 8)로 구분되었다. 제주황기는 2쌍의 중부 염색체 (염색체 4, 8)와 6쌍의 차중부 염색체 (염색체 1, 2, 3, 5, 6, 7)로 A. mongholicus는 2쌍의 중부 염색체 (염색체 7, 8)와 6쌍의 차중부 염색체 (염색체 1, 2, 3, 4, 5, 6)로 각각 구분되었다. bicolor-FISH 기법을 이용하여 45S와 5S rDNA의 염색체상의 위치를 확인한 결과, 황기와 A. mongholicus에서는 1쌍의 45S와 5S rDNA가 8번과 7번 염색체의 동원체 부위에서 각각 관찰되었다. 제주황기의 경우 1쌍의 45S rDNA는 8번 염색체의 동원체 부위와 2쌍의 5D rDNA는 7번과 8번 염색체에서 각각 관찰되어 세포유전학적 차이를 보였다.

한국에서 재배되고 있는 당귀속 (Angelica) 식물 7종을 대상으로 핵형 분석을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 당귀속 식물들의 기본염색체 수는 x=11로, 체세포 염색체 수는 모든 종에서 2n = 2x = 22로 관찰되었다. 참당귀의 핵형은 K(2n) = 2x = 20m + 2sm, 일당귀의 핵형은 K(2n) = 2x = 12m + 10sm, 당당귀의 핵형은 K(2n) = 2x =16m + 6sm, 고본의 핵형은 K(2n) = 2x = 22m, 바디나물은 K(2n) = 2x = 18m + 4sm, 구릿대는 K(2n)= 2x = 10m + 10sm 2st, 왜친궁은 K(2n)= 2x = 22t로 각각 구분되었다. 염색체 크기는 3.56 μM-8.91 μM 사이였다. 고본의 체세포 염색체는 모두 중부 염색체로, 왜천궁은 모두 차단부 염색체로만 관찰되어 다른 종들과 이질적인 핵형을 보였다. 한국에 본포하고 있는 당귀속 식물의 핵형과 러시아, 일본, 중국에 분포하는 식물들의 핵형과 비교에서는 일부 다형현상이 관찰되었다.

보호식물이며, 약용식물인 깽깽이풀 (Jeffersonia dubia)을 대상으로 핵형 분석과 McFISH 기법을 이용한 염색체 분석을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 체세포 염색체 수는 2n=2x=12였으며, 2쌍의 중부 염색체 (염색체 1, 3), 2쌍의 차중부 염색체 (염색체 2, 4) 그리고 2쌍의 차단부 염색체 (염색체 5, 6)로 구분되었고, 염색체의 평균 길이는 1.95~3.50μM이었다. McFISH기법을 이용하여 45S와 5S rDNA의 염색체상의 위치를 확인한 바, 3쌍의 45S rDNA signal은 4번, 5번 그리고 6번 염색체의 단완 말단 부위에서 관찰되었고, 한 쌍의 5S rDNA signal은 2번 염색체의 동원체 부위에서 관찰되었다.

약용식물로 재배되고 있는 지모를 대상으로 McFISH 기법을 이용하여 45S와 5S rDNA 유전자의 염색체상의 위치를 확인하여 물리지도를 확립하였다. 2쌍의 45S rDNA는 1번 염색체의 단완 말단과 3번 염색체의 동원체 부위에서 관찰되었고, 1번 염색체의 signal이 3번 염색체에서의 signal보다 더 강하게 나타났다. 한 쌍의 5S rDNA signal은 45S rDNA signal과 함께 3번 염색체의 동원체 부위에서 관찰되었다.

한국에 분포하고 있는 할미꽃속 5종에 대한 핵형 분석을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 체세포 중기 염색체 수는 모두 2n=2x=16, 기본 염색체 수는 x=8로 관찰되었다. 가는잎할미꽃 (P. cernua)의 염색체 조성은 5쌍의 중부 염색체 (1, 2, 3, 4, 5번), 1쌍의 차중부 염색체 (6번)와 2쌍의 차단부 염색체 (7, 8번)로 핵형은 K(2n) = 2x = 16 = 10m + 2sm + 4st로 나타났고, 염색체의 크기는 4.62~8.25 μm였다. 분홍할미꽃 (P. davurica), 할미꽃 (P. koreana) 및 중국할미꽃 (P. chinensis) 염색체 조성은 5쌍의 중부 염색체 (1, 2, 3, 4, 5번)와 3쌍의 차단부 염색체 (6, 7, 8번)로 핵형은 K(2n) = 2x = 16 = 10m + 6st로 유사하게 나타났다. 염색체의 크기는 분홍할미꽃 에서 5.90~10.66 μm, 할미꽃에서 5.25~8.80 μm, 중국할미꽃에서 4.33~6.99 μm로 차이를 보였다. 동강할미꽃 (P. tongkangenesis)의 염색체조성은 5쌍의 중부 염색체 (1, 2, 3, 4, 5번), 2쌍의 차중부 염색체 (6, 7번)와 1쌍의 차단부 염색체 (8번)로 핵형은 K(2n) = 2x = 16 = 10m + 4sm + 2st로 구분되었으며, 염색체의 크기는 4.67~8.97 μm로 나타났다.

개시호 (Bulpleurum longeradiatum)를 대상으로 상염 색법과 FISH기법을 통한 염색체 분석을 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 개시호의 체세포 염색체 수는 2n=12이었으며, centromeric index를 전중기 염색체를 이용한 핵형 분석에서 염색체 조성은 3쌍의 중부 염색체 (3번, 4번 및 6번)와 3쌍의 차중부 염색체 (1번, 2번 및 5번)로 구분되었다. 염색체의 길이는 2.55~5.05 μm로, 전체 길이는 18.15 μm로 나타났다. 5S 와 45S rDNA를 탐침으로 FISH를 수행한 결과 4번 염색체의 동원체 부위 에서 한 쌍의 5S rDNA signal이 확인되었고, 2번 염색체의 부수체에서 한 쌍의 45S rDNA signal이 관찰되었다.

암.수 개체 사이에 상이한 성염색체 조성을 지니는 자웅 이주 식물인 수영 (Rumex acetsa L.)에서 120개 의 10-mer random primer를 이용하여 RAPD 분석을 수행하였다. 적용한 primer들 중 24개의 primer 에서 34개의 암.수 특이 밴드가 관찰되었다 암 개체 특이 밴드는 16개였으며, 수 개체 특이 밴드는 18개로 나타났다. 특히 OPC-10 primer로부터 얻은 1,440 bp인 DNA 단편은 수 개체 특이적으로 나타났다. 본 연구에서 얻어진 성 특이적인 RAPD 마커들은 식물에서 성 결정 메커니즘 구명의 기본 자료로 활용될 수 있을 것이다.

약용으로 재배되고 있는 지모의 세포유전학적인 연구인 핵형 분석 결과는 다음과 같다. 지모의 체세포 염색체 수는 2n=22였으며. 외형으로 비교해 보았을 때, 3쌍의 상대적으로 길이가 긴 염색체와 길이가 짧은 8쌍의 염색체로 구별이 되었다. 염색체의 평균 길이는 염색체의 길이는 1.27-3.80 μm로 관찰되었다. Armatio 비교를 통한 핵형 분석에서는 8쌍의 중부 염색체 (염색체 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10 및 11), 2쌍의 차중부 염색체 (염색체 4와 5) 그리고 1쌍의 차단부 염색체 (염색체 1)로 구분되었다.

시호 재분화 체세포클론과 야생 개체의 뿌리에서 사이코사포닌 함량을 정량하여 비교 분석하였다. 사이코사포닌 함량은 1년생 체세포클론, 경상북도 영덕시호, 강원도 정선시호, 2년생 체세포클론 순으로 높게 나타났다. 사이코사포닌 함량 변이는 3개월간 배양한 캘러스에서 유도되어 2년간 재배된 체세포클론에서 2년간 배양한 캘러스에서 유도되어 1년간 재배된 체세포클론에서보다 높게 나타났다. 이러한 결과는 시호의 경우 사이코사포닌 변이가 캘러스 배양 기간에 별로 영향을 받지 않는다는 것을 보여주는 것이다. 1년생 체세포클론에서 야생 개체에서보다 사이코사포닌 함량이 2배 이상 높은 4개의 체세포클론이 발견되었는데, 이러한 결과는 체세포클론 변이를 이용한 우량 변이주 선발의 가능성을 보여 주는 것이다.

서철재래종, 내장산 수집종, 대둔산 수집종, 거제도 수집종, 진부재래종 및 일본 도입종 등 계통의 용담을 대상으로 RAPD 분석을 통한 유사도 분석을 수행한 결과 적용한 20가지의 10-merprimer 중 8가지에서 54개의 증폭된 DNA 절편을 얻었다. 그 중 53.7%에 해당하는 29개의 band가 다형현상을 보였으며, 9.3%에 해당하는 5개의 band는 모든 계통에서 공통적으로 나타났고, 37%인 20개의 band가 특이성을 보였다. 특이성을 보이는 band들은 내장산 수집종에서 2개, 거제도 수집종에서 1개, 진부재래종에서 11개, 일본 도입종에서 6개가 관찰되었다. 유전적 유사도의 분석결과 서천재래종, 내장산 수집종, 대둔산 수집종 및 거제도 수집종이 0.76-0.87의 유사도를 보여 한 집단으로 구분되었으며, 이 집단과 진부재래종 및 일본 도입종 사이의 유사도는 0.23-0.34로 각 각 다른 집단으로 구별되었다. 또한 진부재래 종과 일본 도입 종 사이의 유사도는 0.41로 나타나 서로 구분되었다.

한국에서 재배되고 있는 시호(Bupleurum falcatum L.)의 유전적 계통의 확립을 위해 시호(Bf), 참시호(BfC), 대전 삼도시호(BfJ) 및 수원 삼도시호(BfS)등 4계통을 대상으로 핵형분석을 통해 염색체의 다형현상을 비교하고, SDS PAGE를 이용하여 저장단백질의 양상을 분석하였다. 체세포 염색체 수는 3계통(Bf, BfC, BfJ)에서 2n=20, 1 계통(BfS)에서 2n=26으로 구분되었다. 염색체 1번은 2n=20 계통의 경우 차중부 염색체였으나, 계통 2n=26에서는 중부 염색체로 관찰되어 차이를 보였다. 계통 2n=20에서 2번, 3번 및 5번염색체가 다형현상을 보였으며, 한국에서 재배되고 있는 계통의 핵형은 일본에서 도입되어 재배되고 있는 대전 삼도시호 및 수원 삼도시호와 차이를 보였다. 이러한 결과는 세포유전학적으로 다른 2가지 이상의 계통이 한국에서 재배되고 있음을 보여주는 것이다. 종자에서 추출한 저장 단백질은 45KD 이상의 단백질에서 수적 차이를 보였으며, 2n=20의 계통에서 3개, 2n=26 계통에서 2개의 특이한 밴드가 관찰되었다.