본 연구는 9종의 국화과 식물을 대상으로, 생리적 특성 및 생화학적 물질을 관찰함으로써 내건성식물 을 선발하였다. 크기와 생장이 균일한 식물체를 선발한 후, 단수처리를 통하여 건조 스트레스를 유발하 였다. 내건성식물 선발을 위해 엽록소함량, 엽록소함량, 상대수분함수량, 상대수분손실량, 프롤린, 환원 당을 단수일로부터 30일동안 관찰하였다. 식물 생존율은 단풍취, 벌개미취, 참취, 좁은잎구절초 순으로 높게 나타났고, 나머지 5종은 고사하였다. 내건성식물 선발을 위한 나머지 요인들은 높은 생존율을 얻 은 식물종을 기준으로 판단되었다. 그러나 엽록소함량은 단풍취, 단양쑥부쟁이, 벌개미취 순으로 높은 값을 보여, 단풍취와 벌개미취를 제외하고는 생존율과 연관성을 갖지 않는다고 판단되었다. 반면에 상 대수분함수량, 상대수분손실량, 프롤린, 환원당에서는 참취, 단풍취, 벌개미취 3종이 상대적으로 높은 내건성식물로 판단되었고, 생존율과도 비슷한 연관성을 나타내었다. 결론적으로 국화과 식물 9종 중 참 취, 단풍취, 벌개미취 3종이 상대적으로 내건성이 높다고 판단되었다.

우리나라에 생육하는 국화과 식물들의 화기구조와 화분매개충의 상호관련성을 밝히고자, 2010년 4월부터 2011년 10월까지 꽃을 찾는 곤충들을 조사였으며 꽃들의 화기구조를 관찰하였다. 나비목 곤충이 38, 꽃등에과를 비롯한 파리목 곤충의 방화빈도 등급의 합이 38, 벌목 곤충들이 36의 높은 방화빈도를 보였다. 꽃무지과를 비롯한 딱정벌레목의 방화빈도 등급의 합이 6으로 가장 낮았다. 주요 화분매개충은 벌목 13종(꿀벌과 11종, 개미과 2종), 나비목 29종(배추흰나비과 5종, 네발나비과 12종, 뱀눈나비과 3종, 팔랑나비과 3종, 부전나비과 2종, 왕나비과 1종 및 나방류 2종), 파리목 16종(기생파리과 1종, 꽃등에과 12종 및 집파리과 1종), 딱정벌레목 6종(꽃무지과 2종, 하늘소과 2종, 잎벌레과 1종 및 꽃벼룩과 1종) 등 65종으로 나타났다 개망초는 방화곤충이 31종으로 가장 많았고, 다음으로 등골나물이 15종, 까실쑥부쟁이가 13종 순으로 낮아졌다. 솜방망이, 씀바귀, 금불초, 지느러미엉겅퀴, 곰취, 단풍취, 수리취, 고려엉겅퀴, 이고들빼기 및 산국은 모두 방화곤충이 2종으로 매우 적었다. 나비목 곤충들은 황색이나 자주색에 비하여 백색의 꽃에 상대적으로 높은 방화빈도를 보였다. 이 연구로 국화과 식물의 화기구조와 화분 매개 곤충 간의 상리공생적 상호관계를 어느 정도 파악하였다.

한국산 국화과(초롱꽃목) 잡초를 가해하는 곤충조사 결과, 12속 16종의 잡초에서 5목 17과 43속 45종의 곤충이 채집되었다. 그 중 노린재목과 딱정벌레목의 각각 13종으로 가장 많이 채집되었으며, 중요한 잡초가해 곤충은 진딧물과 잎벌레였다. 식물별로는 참쑥에서 15속 16종의 가장 많은 곤충이 채집되었으며 그외 엉겅퀴와 망초에서도 많은 곤충이 기록되었다. 가해능력이 우수하였던 곤충은 엉겅퀴의 우엉수염진딧물과 엉겅퀴가는잎말이나방이었고 쑥류에서는 쑥민들진딧물외에 쑥잎벌레, 긴발벼룩잎벌레, 금록색잎벌레, Hamushia konishili 잎벌레였다. 기주특이성이 있었던 곤충은 진딧물류와 잎벌레류였으며 쑥류와 망초의 꽃에서 빈번하게 채집되었던 노린재류의 기능은 확인할 수 없었다.

파의 조추출물질(組抽出物質)이 국화과(菊花科) 식물(植物)의 종자발아(種子發芽) 및 유묘생육(幼苗生育)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 파의 모든 부위의 조추출물(組抽出物)은 국화과(菊花科) 식물(植物)의 종자발아(種子發芽) 및 유묘생육(幼苗生育)을 억제(抑制) 혹은 고사(枯死) 시켰는데 그 중 엽신부(葉身部) 조추출물(組抽出物)이 타(他) 부위(部位)에 비(比)해 억제효과(抑制效果)가 현저하게 컸다. 파의 80% 메칠알콜 및 증류수(蒸溜水) 조추출물(組抽出物)은 국화과(菊花科) 식물(植物)의 종자발아(種子發芽)를 억제(抑制)하였는데 특히, 증류수(蒸溜水) 조추출물(組抽出物)이 80% 메칠알콜 조추출물(組抽出物)보다 억제효과(抑制效果)가 컸다. 파 수확후(收穫後) 토괴내(土壞內)에 있는 잔류근부(殘留根部)는 후작(後作)으로 한 국화과(菊花科) 식물(植物)의 유묘생육(幼苗生育)을 억제(抑制)하였다. 국화과(菊花科) 식물(植物)의 종자발아(種子發芽)를 억제(抑制)하는 파의 조추출물질(組抽出物質)은 광(光)과 열(熱)에 안정(安定)하고 그 중에는 휘발성물질(揮發性物質)도 포함(包含)되어 있음이 밝혀졌다.

본 연구는 중금속 오염지역의 토양정화에 적합한 식물을 선발하기 위해 국화과 15종을 중금속으로 오염된 토양에 8주 동안 재배한 다음 생육반응과 부위별 비소, 카드뮴, 구리, 납, 아연 등의 중금속의 축적능을 분석하였다. 톱풀을 제외한 가새쑥부쟁이, 금계국, 감국, 각시취 등의 생육은 비교적 양호하였다. 비소 축적능은 더위지기 지하부(25.52 ㎎·㎏-1)에서 가장 높았고 지상부는 바위구절초(3.35 ㎎·㎏-1)가 가장 우수하였다. 카드뮴은 왕갯쑥부쟁이 지상부(2.50 ㎎·㎏-1)에서 가장 높았다. 구리 축적능은 지상부와 지하부 모두 각시취(24.29, 99.92 ㎎·㎏-1)가 가장 높은 경향을 보였다. 국화과 15종의 지상부는 1.43(왕갯쑥부쟁이)∼5.00 ㎎·㎏-1(수리취)의 납이 축적되었다. 눈갯쑥부쟁이(140.09 ㎎·㎏-1), 쑥부쟁이(109.07 ㎎·㎏-1), 왕갯쑥부쟁이(100.21 ㎎·㎏-1) 등의 아연 축적능은 100 ㎎·㎏-1 이상으로 아연 오염 지역의 식물상 정화 기법 소재로 활용이 가능할 것으로 생각된다.

Background : Compositae is one of the largest plant families which has high probability of diversity and mutation. Though the various researches about the Compositae are ongoing, it is incomplete and need to be conducted the molecular genetic researches to back up the previous studies. This research was performed to identify the genetic divergence of Compositae plants based on the DNA barcoding for cpDNA-matK and rbcL regions. Methods and Results : For this studies, the genetic sequence analysis (SNP/InDel) and phylogenetic analysis were conducted by using Neighbor-Joining algorithm as targeting the nineteen specimens from 7 species which received a IT number along with NCBI Genbank database (http://ncbi.nlm.nih.gov) sequences. The result of matK sequence analysis, 68 SNP and 2 InDel regions (at nt 527-538bp and 695-706bp positions) were confirmed. Also 10 SNPs were found in rbcL region. The genetic divergence showed 0.000-0.059% in matK regions, and the mean was 0.024%. The highest distance were observed between Ligualria fischeri and the group composed with Aster tataricus and Solidago virgauria (2 and 3). The sequence divergence for rbcL regions showed 0.000-0.018%, and the mean was 0.005%. The highest sequence distance in rbcL region were observed between L. fischeri group and S. virgauria (HE574593). In result of phylogenetic analysis in matK region, the most species formed independent clade. A. tataricus in Aster genus and two samples of S. virguaria in Solidago genus were formed one same clade. S. virguaria(1) and A. spathulifolius(2) has been separated into independently for the plants belonging to same genus, respectively. A. spathulifolius showed differences with NCBI data. The rbcL formed one same clade except L. fischeri and Synurus deltoides. Conclusion : This study indicates that matK is more valuable than rbcL for the distinction among the species of Compositae. This results are expected to be used for the establishment of the classification system of Compositae as well as for the studies in the development of an authentication marker.

Corythucha marmorata Uhler was newly recorded in Korea as a invasive species at Pohang-si, Gyeongsangbuk-do, Korea in 2011 and at Changwon-si, Gyeongsangnam-do, Korea in 2012. Adults of this species show reticular forewings with a lot of transparent membranes and also show pterigoid process of paranotum with strong processes. This invasive species was originated from North America, and then intruded into Europe and Japan. This species is presumed became an epidemic horticultural pest at present and it is injuring almost of Asteraceae leaves. It was presumed that the invasion of Corythucha marmorata into Korea was prior to September of 2011.

Dendranthema속의 산국, 감국 및 울릉국화의 꽃과 잎줄기(Shoot)를 80% 에탄올을 용매로 환류냉각추출하여 페놀성물질 함량, DPPH radical과 ABTS radical 소거능, ferrous ion chelating 효과 및 linoleic acid에 대한 지질 과산화 억제활성을 측정하였다. 연구의 결과, 총 폴리페놀 및 플라보노이드 물질 함량은 울릉국화에서 가장 높았으며 특히, 울릉국화 꽃에서 함량이 높았다. DPPH radical과 ABTS radical 소거능 또한 울릉국화 꽃에서 가장 우수하였으며, 울릉국화의 잎줄기에서도 소거능이 높게 나타났다. 그러나 ferrous ion chelating 효과는 산국 꽃에서 가장 높았으며, 울릉국화 꽃에서 가장 낮았다. 지질과산화 억제활성은 울릉국화 잎줄기에서 가장 높았으며, 반응 32일 이후에도 41.01%의 높은 억제활성을 보여 합성 항산화제인 BHT보다 지질산패 억제효과가 우수하였다. 연구의 결과, 울릉국화 꽃 및 잎줄기는 항산화물질함량이 높고 항산화활성이 우수하므로 천연 항산화소재로 적합하였다. 또한 동일한 식물도 부위에 따라 항산화효과가 다른 것을 확인 하였으며, 항산화효과의 종류에 따라 우수한 활성을 보이는 식물종이 각기 다르므로 사용 목적에 따라 식물종을 선택적으로 사용해야 할 것으로 생각되었다.

전남 순천지역 들판에서 채취한 수종의 국화과 식물의 항산화 능력을살펴보았다. Rancimat와 TBA 방법을 이용하여 국화과 식물 중 항산화 효과가 높게 나타난 서양민들레, 조뱅이, 쑥을 선발하였다. 유지 산화안정도에 대한 실험에서 BHT와 ascorbic acid가 각각 3.86과 2.43 AI(Antioxidative Index)를 나타냈고 한련초 잎이 1.51 AI를 나타냈다. 이것은 서양민들레 잎이 유지산화안정도에 높은 항산화 효과를 나타냄을 의미한다. 한편 건조된 분쇄물과 메탄올 추출물을 이용한 장기간의 산화 억제에 대한 TBA실험에서 저장 4주 째에 BHT, ascorbic acid가 각각 0.05와 0.09 TBARS치를 나타낸 반면, 서양민들레 잎은 0.12의 수치를 나타내 대조구 1.01 TBARS치 보다 월등히 낮은 수치를 보여 우수한 항산화 효과를 보였다. 이상의 결과로 서양민들레, 조뱅이, 쑥 등의 국화과 식물에서 비교적 높은 항산화 활성을 확인할 수 있었다. 특히 이 식물체들은 기존의 인공 항산화제에 대한 하나의 대체수단으로서 식물유래 천연 항산화제로의 개발 가능성 을 시사해 주었다.

국화과 약용식물들의 각 추출물은 정상세포에 대한 생육도를 측정한 결과, 두 종류 모두 0.5g/L 이하의 농도로 투여시는 정상세포 생존율을 85%이상으로 유지시켜 정상세포에 대한 안정성이 유지되었다. 또한 암세포 생육억제활성의 경우, 국화과 Herb들은 증류수 및 에탄올 추출물 모두 0.5mg/ml이상의 농도에서 유방암세포주인 MCF7에 대하여 70%이상, 폐암세포주인 A549에 대하여 60%이상의 높은 활성을 나타내었다. 간암세포주인 Hep3B에 대하여서는 증류수 추출물들은 0.5mg/ml이상의 농도에서 약 40%정도, 에탄올 추출물들은 70%이상의 높은 암세포 생육억제활성을 나타내었으며, 위암세포주인 AGS에 대하여 증류수 추출물들은 0.5mg/ml이상의 농도에서 약 60%정도, 에탄올 추출물들은 80%이상의 높은 암세포 생육억제활성을 나타내었다. 정상세포에 대한 암세포의 상대적 사멸도인 selectivity에 있어서 각 추출물이 0.1mg/ml에서 1.0mg/ml의 농도에서 3이상의 수치를 나타내어 암세포를 선택적으로 사멸시키는 기작을 나타내었다. 또한 인간 B 세포와 T 세포에 대한 생육촉진 실험 결과, Echinacea, 엉겅퀴의 증류수 추출물과 Echinacea 에탄을 추출물은 0.5 mg/ml 이상의 농도에서 T-cell의 생장을 2배 이상, B-cell의 경우 1.5배 이상의 생육을 증진시켰으며, Echinacea 경우 증류수 및 에탄올 추출물에서, 0.5mg/ml이상의 농도에서 T-cell의 생장을 2~2.6배 이상 B-cell의 경우 1.4배 이상의 생육증진효과를 나타내었다. 시료들의 IL-6와 TNF-α의 cytokine생성량을 측정한 결과 IL-6는 엉겅퀴의 에탄올 추출이 0.5mg/ml의 농도에서 96pg/ml의 분비량을 TNF-α는 Echinacea의 에탄을 추출물이 94pg/ml의 분비량을 나타내었다. Echinacea의 에탄올 추출물의 인간 간암 세포에 대한 산화는 추출물 투여 후 세포의 산화가 급격히 나타났다. 위의 연구들을 미루어 볼 때 국화과 약용식물들은 기능성 식품 소재로서의 가능성이 매우 높은 것으로 사료되어진다.