지리산국립공원내 양치식물상은 21과 39속 123종 11변종 1품종 총 135분류군이 기록되었다. 현장조사에서 Lycopodium selago L.(좀다람쥐꼬리) 등 22분류군이 새로 확인되었고 문헌상 존재하는 38분류군의 양치식물은 확인할 수 없었다. 양치식물의 생활형을 살펴보면 반지중식물(H)이 60분류군 (44.8%), 지중식물(G)이 35분류군(26.1%), 지표식물(Ch)이 18분류군(13.4%), 착생식물(E)이 14분류군(10.5%), 수생 수습식물(HH)이 6분류군(4.5%), 일년생식물(Th)이 1분류군(0.8%)로 각각 나타났다. 잎의 계절성 양상에 따른 구분 결과로는 하록성 67분류군(50%), 상록성 62분류군(46.3%), 동록성 3분류군(2.2%)로 조사되었다.

지리산국립공원내 양치식물상은 21과 39속 123종 11변종 1품종 총 135분류군이 기록되었다. 현장조사에서Lycopodium selago L.(좀다람쥐꼬리) 등 22분류군이 새로 확인되었고 문헌상 존재하는 38분류군의 양치식물은 확인할수 없었다. 양치식물의 생활형을 살펴보면 반지중식물(H)이 60분류군 (44.8%), 지중식물(G)이 35분류군(26.1%), 지표식물(Ch)이 18분류군(13.4%), 착생식물(E)이 14분류군(10.5%), 수생․수습식물(HH)이 6분류군(4.5%), 일년생식물(Th) 이 1분류군(0.8%)로 각각 나타났다. 잎의 계절성 양상에 따른 구분 결과로는 하록성 67분류군(50%), 상록성 62분류군(46.3%), 동록성 3분류군(2.2%)로 조사되었다.

반들산쇠고비(Cyrtomium yamamotoi Tagawa)는 관중과 쇠고비속(Cyrtomium Presl)에 속하는 미기록 양치식물이다. 지금까지 타이완, 중국, 일본에 자생하는 것으로 알려져 왔으나, 2018년 제주도 제주시와 전라남도 해남군에서도 자생하고 있음이 확인되었다. 본 종은 근연분류군인 쇠고비(C. fortunei J.Sm.)와 1회 우상복엽이고, 구형의 포막을 가지는 특징 등으로 매우 유사하지만, 반들산쇠고비는 피침평 또는 피침상 난형의 우편이 12쌍 이하이고, 포막의 중앙부는 암갈색 또는 흑색을 띠며, 가장자리에 얕은 톱니가 있는 특징으로 구분된다. 본 연구에서는 반들산쇠고비의 상세한 형태학적 기재와 한국산 쇠고비 속의 명확한 동정을 위한 주요 형태 형질 사진 및 검색표를 제시하였다.

본 연구는 중금속 오염지역의 토양정화에 적합한 식물을 선발하기 위해 양치식물 12종을 중금속으로 오염된 토양에 8주 동안 재배한 다음 생육반응과 부위별 비소, 카드뮴, 구리, 납, 아연 등의 중금속의 축적능을 분석하였다. 봉작고사리(Adiantum capillus-veneris)를 제외한 양치식물 11종의 생육은 비교적 양호하였다. 봉의꼬리 (Pteris multifida, 66.9mg․kg-1 DW)와 사다리봉의꼬리(P. vitata, 62.2mg․kg-1 DW)의 지상부에서 비소 축적능이 가장 우수하였으며, 사다리봉의꼬리(13.6mg․kg-1 DW)는 지하부의 비소 축적능도 가장 높았다. 반면, 카드뮴 축적능은 양치식물 12종 모두가 저조하였다. 구리의 축적능은 창날봉의꼬리(P. ensiformis)의 지하부가 44.4mg․kg-1 DW로 가장 높았으며, 지상부는 봉작고사리(26.8mg․kg-1DW)가 가장 우수하였다. 양치식물 12종의 지상부는 1.2(뱀고사리, Athyrium yokoscens)∼8.8mg․kg-1 DW(봉의꼬리)의 납이 축적되었으며, 지하부는 1.2(창날봉의꼬리)～10.3mg․kg-1 DW(반쪽고사리, P. dispar)가 축적되어 있었다. 아연의 축적능은 푸른각시고사리(Thelypteris viridifrons)의 지상부(96.8mg․kg-1 DW)에서 가장 높았으며, 지하부는 봉의꼬리(63.6mg․kg-1 DW)에서 가장 우수하였다.

본 연구는 자생 양치식물 9종의 성엽과 근경을 재료로 α-glucosidase 억제활성을 분석하여 천연 α-glucosidase 저해제로서 개발 가능한 식물 소재를 선발하기 위하여 수행하였다. 수확된 성엽과 근경은 수세 후 동결건조 하였으며, 건조시료를 분쇄하여 100% 메탄올 용매로 30분 동안 초음파 추출을 하였고, 추출 후 감압여과 하여 α-glucosidase 억제활성을 측정하였다. 양성 대조구로는 acarbose를 사용하였다. 추출물 50μL에 0.7 unit α-glucosidase 효소액 100μL를 넣고 혼합하여 37℃에서 10분간 반응시킨 후, 1.5 mM σ-NPG 기질용액을 50μL 넣고 37℃에서 20분간 반응시켰다. 1 M Na2CO3 1 mL로 반응을 정지시키고 405 nm에서 흡광도를 측정하였다. 회귀분석을 이용하여 0.7 unit α-glucosidase 용액의 활성을 50%를 억제하는데 필요한 시료의 농도(IC50 값)를 구하였다. 양치식물 9종의 α-glucosidase 억제활성은 성엽(IC50=14.00~913.33μg·mL-1)과 근경 추출물(IC50=12.93~205.84μg·mL-1)에서 공히 acarbose(IC50=1413.70μg·mL-1)에 비해 높았다. 양치식물의 추출물은 acarbose에 비해 성엽은 1.55~100.98배, 근경은 6.87~109.33배 높은 것으로 나타났다. 특히 성엽에서는 석위의 억제활성이, 근경에서는 꿩고비의 α-glucosidase 억제활성이 가장 높았다. α-Glucosidase 활성의 50%를 억제하기 위한 성엽과 근경의 필요 생체량은 공히 꿩고비(각 0.35, 0.27 mg)에서 가장 적은 것으로 나타났다. 성엽의 경우는 석위의 IC50 값이 가장 높았으나 가용성 고형분의 함량이 꿩고비에 비해 2.4배 낮아, 오히려 꿩고비의 경제성이 더 높은 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과 꿩고비는 적은 생체량으로도 높은 α-glucosidase 억제활성을 나타내기 때문에 경제적인 천연 α-glucosidase 저해제 소재로써 개발 가치가 매우 높은 것을 알 수 있었다.

기후적인 인자와 양치식물과의 관계를 밝히기 위한 선행연구로서, 우리나라 양치식물 총 321분류군을 대상으로 이들의 생활형에 대하여 휴면형태 및 잎의 계절성을 중심으로 한 분류군별 구성 분석을 수행하여 국내 양치식물의 life-form spectrum을 제시하고자 하였다. 휴면형의 경우, Raunkiaer의 기준으로, 국내 외 표본관의 소장표본 및 전문 연구 자료를 조사하여 구분 정리하였으며, 잎의 계절성에 대하여는 문헌, 개인관찰기록, 개인서신 등에 기초하였다. 아울러 분류 정리된 생활형을 중심으로 각 과별 특성도 살펴보았다. 잎의 계절성 양상에 따른 구분 결과로는 하록성(d), 상록성(e), 동록성(sd)이 각각 37.4%, 59.2%, 1.9%으로 상록성 양치식물이 상대적으로 많이 분포하는 것으로 나타났으며, 분류군별 휴면형에 따라서는 반지중식물(Hemicryptophytes: H)이 42.1%로 가장 높은 비율로 나타났고, 다음으로 지중식물(Geophytes: G)과 착생식물(Epiphytes: E)이 각각 25.5%, 15.9% 이었으며, 지표식물(Chamaephytes: Ch)이 11.8%로 조사되었다. 향후 지역별 식물상에서 양치식물상을 추출하여 유사한 spectrum을 나타내는 지역을 연결한 양치식물 생활형선(Ptph. life-form line)을 도출함으로써 우리나라 양치식물의 분포역 고찰이 가능할 수 있을 것으로 사료된다.

10종 양치식물의 지상부와 지하부 메탄올 추출물을 대상으로 Bacillus subtilis, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Propionibacterium acnes, Streptococcus mutans, Streptococcus sobrinus 등 병원성 미생물에 대한 항균활성을 broth microdilution법과 paper diffusion법을 이용하여 분석하였다. 억제환이 15 mm 이상으로 나타난 추출물을 대상으로 0.125, 0.25, 0.5 1, 2 mg·mL-1의 농도에서 3일 동안 각 미생물의 생육 억제에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과, B. subtilis, E. coli, L. monocytogenes에 대해서는 꿩고비의 지하부 추출물에서 억제활성이 가장 우수하였으며, 살균처리하지 않은 조추출물 상태에서 2 mg·mL-1의 농도에서 72시간 이후에도 각 39, 33, 58%의 억제활성을 보였다. P. acnes에 대해서는 꿩고비 지상부 추출물이 가장 우수한 항균활성을 보였으나, 15 mm 미만의 억제환을 보여 항균력이 약한 것으로 나타났다. S. mutans와 S. sobrinus에 대해서는 다수의 양치식물이 비교적 우수한 항균활성을 보여 양치식물의 추출물은 전반적으로 Streptococcus에 대한 감수성이 높은 것으로 생각되었다. 그러나 고비의 지하부 추출물이 2 mg·mL-1의 농도에서 72시간 후 각 28, 39%, 그 외의 추출물은 10% 내외의 낮은 항균활성을 보여 10종의 양치식물 추출물 중에는 Streptococcus에 대하여 뛰어난 항균력을 보이는 추출물은 없는 것으로 생각되었다.

메탄올을 용매로 12종 양치식물의 지상부와 근경의 건조시료를 초음파추출하여 페놀성 물질 함량 및 DPPH와 ABTS radical 소거능을 측정하였다. 총 폴리페놀의 함량은 건조시료 1 g에 2.793~140.014 mg·g-1, 생시료 1 g에 0.779~49.579 mg·g-1으로 다양하게 나타났으며, 넉줄고 사리와 더부살이고사리의 지상부에서 총 폴리페놀 함량이 높았다. 총 플라보노이드 함량은 건조시료 1 g에 2.559~34.909 mg·g-1, 생시료 1g에 0.714~11.487 mg·g-1으로 나타났다. 건조시료 중에는 관중 지상부, 생시료 중에는 더 부살이고사리의 지상부에서 총 플라보노이드 함량이 가장 높았다. 총 폴리페놀은 지상부보다 근경에 많이 함유된 경향을 보였으나, 총 플라보노이드는 지상부에 많았다. DPPH와 ABTS radical 소거능은 지상부보다 근경 추출물에서 높게 나타났다. 총 폴리페놀은 지상부보다 근경에 많이 함유된 경향을 보였으나, 총 플라보노이드는 지상부에서 함량이 많았다. DPPH와 ABTS radical 소거능은 지상부보다 근경 추출물에서 높게 나타났다. DPPH radical 소거능과 ABTS radical 소거능 모두 나도히초미 근경 추출물에서 가장 우수하였다. 그러나 시료의 수분함량과 추출수율을 고려하여 RC50을 나타내는데 필요한 생시료의 양을 계산한 결과, 나도히초미 근경보다는 더부살이고사리 지상부가 DPPH와 ABTS radical 소거용 식물소재로 적합하였다. 양치식물의 추출물은 특히 ABTS radical 소거능이 매우 우수하였으며, 가지고비고사리 추출물을 제외한 대부분의 시료가 ascorbic acid 또는 BHT와 유사한 소거활성을 보였다.

제주도에 자생하는 양치식물 25종을 대상으로 항산화활성, ACE 저해활성, APN 저해활성 및 α-amylase 저해활성을 검색하였다. 항산화활성은 쇠고비와 일색고사리에서 비교적 높아서 항산화 음료로 애용되고 있는 차나무 잎보다도 더 높았다. ACE 저해활성과 APN 저해활성은 전체적으로 낮았으나, 쇠고비에서 각각 26.7%와 28.2%으로 비교적 높은 저해활성을 나타내었다. α-Amylase 저해활성은 10종이 50% 이상의 높은 활성으로 보였으며, 그 중에서 쇠고비와 홍지네고사리의 저해활성이 특히 높았다. 이상의 결과로부터 쇠고비는 항산화활성뿐만 아니라 ACE 저해활성, APN 저해활성과 α-amylase 저해활성 모두 다른 식물에 비해 높아 생리활성 물질의 분리 및 동정 등 식품소재 및 식물생약으로 이용하기 위한 후속 연구가 기대된다.

자생 상록양치류의 대량번식의 체계확립을 위해 기내배양 식물체의 순화기에 있어 순화기 용토종류와 용토내의 pH, 관비효과를 위해 ammonium nitrate 그리고 차광율을 조사한 결과는 다음과 같다. 자생상록 양치류의 순화기에 이식용토 종류를 달리하여 더부살이고사리 외 4종의 상록자생 양치류의 전엽체를 이식함에 있어 전반적으로 상토+마사+펄라이트(2:1:1) 조합에서 포자체의 형성과 생장이 양호하였다. 자생상록 양치류의 순화용토 내에 적합한 pH는 공시식물 종에 따라 적성 pH의 요구성이 pH 5.5～7.5로 다양하게 보였으며, 순화기에 차광 효과는 30%와 50% 차광에서 무차광구에 비해 포자체 형성과 생장이 증가하였다. 또한 순화기의 관비에 관한 효과는 ammonium nitrate 0.5 g/ℓ 첨가가 순화기에 효과적임을 알 수 있었다.

큰봉의꼬리, 골고사리, 손고비 등 자생상록양치식물 3종을 실내공간으로 도입이 가능한지 살펴보고자 현재 실내조경공간에서 가장 많이 설정한 100lux에서 2,000lux까지의 광도범위에서 살펴본 생육 및 광합성 활성의 변화는 다음과 같다. 첫째, 큰봉의꼬리의 경우 고사율이 없어 100lux에서도 어느정도 생육은 가능하였지만 전반적인 원할한 생육은 광도가 높을수록 우월하였으며 엽색발현이나 관상가치를 살펴볼 때, 1,000lux에서 가장 우월하였으며 2,000lux의 경우 잎 가장자리가 마르거나 황변화하여 관상가치가 오히려 1,000lux보다 저조하여 형광등으로 조명을 설치할 경우 1,000lux가 가장 적합한 광도임을 알 수 있었다. 둘째, 골고사리의 경우 식물의 일부 또는 전체가 고사하여 공시식물 중 생육상태가 가장 저조하였으며 원할한 생육 및 관상가치는 1,000lux에서 가장 양호하였다. 셋째, 손고비의 경우 광도가 높을수록 생육이 원할함을 알 수 있었는 데 엽색의 발현 및 엽수에 따른 식물의 관상가치를 고려해 볼 때, 2,000lux보다 1,000lux에서 더 좋음을 알 수 있었다 이상 공시식물에 있어 생육이 가능한 광도는 차이가 있었지만 원할한 생장 및 관상가치를 높일 수 있는 최상의 적정광도는 1,000lux임을 알 수 있었다.본 연구는 현재 실내공간에 도입되고 있는 대부분의 식물이 외래종임을 감안할 때 우리 자생식물소재를 개발하고 활성화시켜야 하는 측면에서 의미가 있었다고 본다 하지만 식물소재구입의 어려움에 따라 3종만을 한정적으로 구입하여 광도에 따른 도입여부를 살펴보는 연구의 한계가 있었고 관상가치 및 식물의 미적 균형감을 결정하는에 있어서 엽수와 엽색의 변화가 가장 중요한 요소임을 감안할 때 향후 광질에 따른 연구를 비롯하여 다양한 측면에서 자생식물의 활용방안에 대한 활발한 연구가 이루어져야할 것으로 판단된다.

8종의 식용 및 약용 양치식물에서 80% 에탄올을 이용하여 부위별 추출물을 조제한 후 각각의 생리활성물질 및 항산화활성을 조사하였다. 총 폴리페놀 함량은 쇠고비의 근경에서 57.32mg·g-1로 가장 높았고, 그 다음은 쇠고비의 뿌리〉석위 지상부〉야산고비 지상부의 순으로 나타났다. 총 플라보노이드 함량은 야산고비의 지상부에서 27.51mg·g-1로 가장 높았고 야산고비 근경에서 1.95mg·g-1로 가장 낮았다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능은 쇠고비의 뿌리 및 근경 추출물에서 가장 높게 조사되었다. 부처손 지하부와 고비 지상부를 제외한 모든 추출물에서 linoleic acid의 산화를 87% 이상 강하게 억제할 수 있는 것으로 확인되었다.

광릉숲 양치식물을 중심으로 한 집중적인 조사를 통하여 이 지역에 분포하는 양치식물을 정확히 밝히고자 하였다. 광릉숲에는 9과 17속 43종 3변종 총 46종류의 양치식물이 분포하고 있으며, 지역별 출현식물을 보면, 쇠뜨기, 고사리삼 등 26종류가 광릉숲 전지역에 걸쳐 분포하는 것으로 나타났으며, 꿩고비, 지리개관중 등 5종류가 소리봉 일대를 중심으로 하여 한정 분포하는 것으로 나타났다. 또, 산림동물원 계곡부를 중심으로 낚시고사리, 광릉족제비고사리 등이 분포하였고, 왕지네고사리, 참새발고사리 등은 외국수목원 일대에 국한된 분포역을 형성하고 있었다. 생활형을 보면, 휴면형(Domancy form)은 H(Hemicryptophyte)의 비율이 56.5%로 가장 높았으며, HH(Hydatophyte)가 2.2%로 가장 낮은 값을 보였다. 번식형(Propagation form)의 지하기관형(Radicoid form)은 대부분이 근경이 짧게 분지하고 가장 좁은 범위의 연결체를 갖는 R3으로 39.1%이며, 근경이 옆으로 벋고 약간 넓은 범위의 연결체를 갖는 R2가 2.2%이었고, 산포기관형(Disseminule form)은 모두 포자가 바람이나 물에 의해 운반되는 D1이었다. 생육형(Growth form)은 t(Tussock)와 e(Erect)가 각각 67.4%와 32.6%로 나타나 광릉숲 양치식물의 대표적인 생활형은 H-R3-D1-t로 정리되었다. 광릉숲의 양치식물계수(Ptph.-Q.)는 1.28로 한반도 중부지역과 비교하였을 때 상대적으로 다소 높은 수치를 보이고 있어, 이 지역이 학술림으로서 안정적으로 보전 관리되고 있음을 알수 있다.