This study investigated growth response of Korean exotic woody plants Acer saccharinum L. and Amorpha fruticosa L., on the climate change. We also examined the growth on nitrogen treatment of them. Acer saccharinum L. and Amorpha fruticosa L. were sown in March 2014 and then transplanted to each environment conditions in May 2015. Atmospheric conditions were divided into the outdoor environment treatment(AC-AT), the temperature elevation treatment(AC-ET), and the climate change treatment (EC-ET). In each atmospheric condition, non-treated (Control; C) pots were placed without nitrogen fertilizer treatment. Acer saccharinum L. treated 2g (N1), 20g (N2) of nitrogen fertilizer, respectively. And Amorpha fruticosa L. treated 1g (N1), 5g (N2) of nitrogen fertilizer, respectively. After the adaptation to each environmental condition until October 2016, the length, diameter of stem-root border, aboveground biomass, underground biomass, and leaves weight of Acer saccharinum L. and Amorpha fruticosa L. were measured. The above results show that Acer saccharinum L. was affected the length of shoot under conditions of increased temperature. Amorpha fruticosaL. means that When the nitrogen increases under the condition that the temperature and the CO2 concentration are increased together, the length of shoot and the Diameter of stem-root increase, but the Underground biomass decrease.

기후변화가 심화되면 이에 따라 침입종의 반응이 어떻게 될지를 알아보고자, 온난화와 토양의 질소처리를 하여 우리나라에 넓게 분포하는 외래 목본식물 은단풍과 족제비싸리의 생장을 측정하고 비교하였다. 대기조건은 야외환경 조건인 대조구(ACAT)와 온도를 상승시킨 온도처리구(ACET), 그리고 CO₂ 농도와 온도를 함께 상승시킨 기후변화 처리구(ECET)로 나누었다. 각 대기조건 내에서 질소비료를 처리하지 않은 비처리구(Control; C)화분을 만들었다. 그리고 은단풍은 질소비료를 2g(N1), 20g(N2) 처리하였고, 족제비싸리는 1g(N1), 5g(N2) 처리하였다. 은단풍과 족제비싸리를 2014년 3월에 파종한 후 2015년 5월에 각 환경에 맞게 이식하였다. 2016년 10월까지 각 환경조건에 적응 후, 은단풍은 지상부의 길이, 직경의 크기, 지상부의 무게, 지하부의 무게, 개체의 무게 그리고 잎의 무게를 측정하였고, 족제비싸리는 지상부의 길이, 직경의 크기, 지상부의 무게, 지하부의 무게, 개체의 무게, 잎의 무게, 맹아의 수, 맹아의 길이 그리고 맹아 직경의 크기를 측정하였다. 그 결과, 은단풍의 지상부 길이는 N2일 때, EC-ET가 177.73±35.40로 가장 컸고, AC-AT가 129.89±13.73로 가장 작았다. N1일 때, AC-ET가 180.43±17.86로 가장 컸고, AC-AT가 109.16±13.21로 가장 작았다. 그리고 C일 때, EC-ET가 121.58±24.13로 가장 컸고, AC-AT가 92.5±16.86로 가장 작았다. 은단풍의 직경의 크기는 C와 N2일 때, 대기조건 간의 차이는 없었다. N1일 때, EC-ET가 1.37±0.25로 가장 컸고, AC-AT가 0.98±0.09로 가장 작았다. 은단풍의 잎의 무게는 C와 N2일 때, 대기조건 간의 차이는 없었다. N1일 때, AC-ET가 15.9±3.66로 가장 컸고, AC-ET가 7.61±1.96로 가장 적었다. 은단풍의 지상부 무게는 N2일 때, 대기조건 간의 차이는 없었다. N1일 때, AC-ET가 50±15.55로 가장 컸고, AC-AT가 24±9.93로 가장 적었다. 그리고 C일 때, EC-ET가 21±5.09로 가장 컸고, AC-AT가 18±2.58로 가장 적었다. 은단풍의 지하부 무게는 C와 N2일 때, 대기조건 간의 차이는 없었다. N1일 때, AC-AT가 58±9.50로 가장 컸고, EC-ET가 38±14.68로 가장 적었다. 은단풍의 개체의 무게는 모든 질소구배에서 대기조건 간의 차이를 보이지 않았다. 족제비싸리의 지상부 길이는 C일 때, 대기조건 간의 차이는 없었다. N2일 때, EC-ET가 165.88±29.65로 컸고, AC-AT는 106.33±29.49로 작았다. N1일 때, EC-ET가 179.45±24.47로 컸고, AC-AT가 116.83±35.37로 작았다. 족제비싸리의 직경의 길이는 C와 N1일 때, 대기조건 간의 차이는 없었다. N2일 때, EC-ET가 1.12±0.13로 컸고, AC-AT가 0.8±0.16로 작았다. 족제비싸리의 잎의 무게는 N1과 N2일 때, 대기조건 간의 차이는 없었다. C일 때, AC-AT가 21.64±7.66로 컸고, EC-ET가 9.75±3.34로 작았다. 족제비싸리의 지상부 무게는 N1과 N2일 때, 대기조건 간의 차이는 없었다. C일 때, AC-AT가 66±44.41로 컸고, EC-ET가 16±8.49로 작았다. 족제비싸리의 지하부 무게는 N1과 N2일 때, 대기조건 간의 차이는 없었다. C일 때, AC-AT가 284±139.65로 컸고, EC-ET가 42±37.05로 작았다. 족제비싸리의 개체 무게는 N1일 때, 대기조건 간의 차이는 없었다. N2일 때, AC-AT가 134±22.00로 컸고, EC-ET가 77±26.46로 작았다. C일 때, AC-AT가 351±155.18로 컸고, EC-ET가 50±43.52로 작았다. 족제비싸리의 맹아의 수는 C와 N1일 때, 대기조건 간의 차이는 없었다. N2일 때, AC-AT가 2.5±1.69로 많았고, EC-ET가 0.17±0.40로 적었다. 족제비싸리의 맹아의 길이는 C와 N1일 때, 대기조건 간의 차이는 없었다. N2일 때, AC-AT가 75.84±15.34로 컸고, EC-ET가 17.17±42.05로 적었다. 족제비싸리의 맹아의 직경의 크기는 C와 N1일 때, 대기조건 간의 차이는 없었다. N2일 때, AC-AT가 0.72±0.14로 컸고, EC-ET가 0.08±0.20로 적었다. 위 결과는 은단풍의 경우 온도가 증가하거나 온도와 CO₂ 농도가 함께 증가한 조건에서 토양 질소농도가 증가하면, 지상부의 길이, 직경의 크기 그리고 잎의 무게는 증가하지만, 지하부 무게, 개체 무게는 감소하는 경향을 보이고, 족제비싸리의 경우 온도가 증가하거나 온도와 CO₂ 농도가 함께 증가한 조건에서 토양 질소농도가 증가하면, 지상부의 길이와 직경의 크기는 증가하지만, 지하부 무게, 개체 무게 그리고 무성생식은 감소하는 것을 의미한다.

본 연구는 기후 변화와 토양 내 질소가 은단풍과 족제비 싸리의 생장에 어떻게 영향을 미치는지 알아보는 것에 목적 을 두었다. 환경구배는 야외환경인 대조구와 대조구 보다 온도를 상승시킨 온도처리구 그리고 CO2 농도와 온도를 상승시킨 기후변화처리구로 나누었다. 각 환경 내에서 질소 구배는 은단풍에 질소비료를 0g,2g,20g(N1,N2,N3)처리하였 고 족제비싸리는 0g,1g,5g(n1,n2,n3) 처리한 후, 신지 (current branch)의 길이와 직경 그리고 잎의 길이와 폭을 측정 하였다. 그 결과, 환경에 따른 영향은 은단풍의 경우 N1일 때 잎의 길이와 폭이 온도처리구에서 가장 잘 자랐으 며, N2일 때는 모든 측정항목이 온도처리구에서 잘 자랐으 며, N3일 때는 신지의 직경이 대조구에서 가장 잘 자랐다. 족제비싸리의 경우 환경에 따른 영향을 받지 않았다. 질소 에 따른 영향을 확인한 결과 은단풍은 온도처리구와 기후변 화 처리구에서 영향을 받지 않았으나 대조구에서 N3의 신 지 길이가 가장 잘 자랐으며, 족제비싸리의 경우 질소 농도 에 따른 차이 없었다. 결과적으로, 은단풍은 현재 환경보다 온도가 상승되거나 토양 내 어느 정도 질소가 있을 경우 잘 자랄 것으로 예측되나, 족제비싸리는 기후변화와 토양 내 질소에 따른 생육의 차이가 나타나지 않을 것으로 판단 된다.

본 연구는 족제비고사리의 대량번식법을 개발하기 위하여 전엽체의 기내배양 및 기외 포자체 형성의 적정 조건을 구하고자 실시되었다. 기내에서 전엽체 증식은 MS배지의 무기물 조건에서 가장 활발하였고, NH4+:NO3-의 농도비가 10:50mM이고, 2%의 sucrose가 첨가된 배지에서 생장이 향상되었다. 전엽체 생장에 적합한 배지의 pH는 5.8이었으며, 적정 agar 농도는 0.6~0.8%로 조사되었다. 배지에 첨가된 생장조절물질(NA, IAA, 2,4-D, BAP, kinetin 및 2ip)은 대부분 농도가 높아질수록 전엽체의 생장을 더욱 저해하는 것으로 나타났다. 기내에서 증식된 전엽체를 토양 별로 기외이식한 결과, 상토 단용구에서 가장 많은 포자체가 형성되었으며, GA3 100μM에서 3시간 동안 침지처리 한 전엽체로부터 포자체의 형성이 현저히 촉진되었다.

족제비싸리의 각 부위별 추출물의 정상세포에 대한 독성을 살펴보기 위하여 인간 정장 폐세포인 HEL299를 이용하였으며 각 추출물은 1.0 g/l의 농도에서 최고 22.2%의 세포독성을 나타내었다. 또한 항암활성효과를 살펴보기 위하여 2가지의 암세포를 이용하였는데, A549와 AGS에서 뿌리 추출물의 경우 1.0 g/l의 농도에서 70%정도의 높은 억제활성을 나타내었고, 또한 암세포의 생육활성에 대한 정상 세포의 세포독성의 비로 나타낸 선택적 사멸도는 고농도에서는 모두 1.5이상으로 나타나 모두 암세포에 대한 선택성이 있는 것으로 나타났다. 면역세포의 생육 촉진 실험을 위하적 인간의 B cell과 T cell을 이용하였으며 각 추출물의 농도를 0.5 g/l로 하여 실험을 실시하였다. 생육도는 T cell의 경우 배양 6일째 수피 추출물이 7.5×104 cells/ml의 세포농도를 나타냈으며 B cell의 경우 배양 5일째 4.5×104 cells/ml의 농도를 나타내었다. 면역세포를 이용한 cytokine의 분비량 측정실험에서는 뿌리의 추출물이 배양시간에 따른 cytokine의 분비가 가장 높게 나타나는 것을 확인 할 수 있었다. 각 세포의 TNF-α의 분비량은 6일째 최고의 분비량을 나타내었고 뿌리추출물의 경우 대조구에 비해 7~8배 가량 정도 더 높은 분비량을 나타낸 것으로 확인되었다. IL-6의 경우 5일째까지 감소하다가 6일째부터 증가하는 경향을 나타내었는데 잎과 열매에서 가장 높은 분비량을 나타내었다. 또한 족제비싸리 추출물을 첨가한 배지에 의한 B cell과 T cell의 면역활성 및 cytokine의 분비량에 따른 NK cell의 면역 활성을 측정하였으며 모든 추출물에서 배양 시간에 따라 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다. 그 중 족제비싸리의 수피 추출물에서 B cell의 경우 14.2×104 cells/ml, T cell의 경우 14.2×104 cells/ml으로 가장 높은 생육 활성을 나타내었다.