본 연구는 멸종위기식물인 섬시호를 대상으로 기후변화의 원인인 CO2+온도상승과 식물의 생육 및 분포에 중요한 광, 수분, 영양소를 조합 처리하여 지구온난화에 대해 어떻게 반응하는지 알아보고, 기후변화환경 하에서의 보전방안을 마련하고자 하였다. 실험은 야외의 CO2 농도와 온도를 반영한 대조구와 유리온실에서 대조구보다 CO2 농도가 약 2배, 온도가 약 2°C 높게 유지한 CO2+온도상승구로 구분하여 2010년부터 2011년까지 생육시켜 관찰하고 비교하였다. 섬시호의 생육반응은 광, 수분, 영양소보다 CO2+온도상승의 영향을 더 많이 받았고, CO2+온도상승구에서 영양소가 많은 조건일 때 잘 자랐다. 잎 수는 대조구에 비해 CO2+온도상승구에서 광이 낮은 구배와 영양소가 높은 구배에서 많았고, 잎 폭은 대조구에 비해 CO2+온도상승구에서 광과 영양소가 중간 구배에서 좁았다. 그러나 지상부 길이, 잎몸 길이 그리고 잎자루 길이는 대조구와 CO2+온도상승구 간에 차이가 없었다. 본 연구결과를 토대로 미래기후환경 하에서 섬시호의 보전을 위해서는 섬시호 자생지에 NH4 +, NO3, P2O5, K2O 등이 포함된 영양소를 공급하고, 섬시호 자생지가 파괴되지 않도록 하여야 한다. 또한 섬시호의 자생지와 유사한 환경조건을 가진 곳을 발굴하여 복원함으로써 서식지를 확대하여야 한다.

본 연구는 멸종위기식물인 섬시호를 대상으로 기후변화 의 원인인 CO2 + 온도 상승과 식물의 생육 및 분포에 중요 한 광, 수분, 영양소를 조합 처리하여 지구온난화에 대해 어떻게 반응하는지 알아보고, 기후변화환경 하에서의 보전 방안을 마련하고자 하였다. 실험은 야외의 CO2 농도와 온 도를 반영한 대조구와 유리온실에서 대조구보다 CO2 농도 가 약 2배, 온도가 약 2℃ 높게 유지한 CO2 + 온도 상승구로 구분하여 2010년부터 2011년까지 생육시켜 관찰하고 비교 하였다. 섬시호의 생육반응은 광, 수분, 영양소보다 CO2 + 온도 상승의 영향을 더 많이 받았고, CO2 + 온도 상승구에 서 영양소가 많은 조건에서 잘 자랐다. 잎 수는 대조구에 비해 CO2 + 온도 상승구에서 광이 낮은 구배와 영양소가 높은 구배에서 많았고, 잎 폭은 대조구에 비해 CO2 + 온도 상승구에서 광과 영양소가 중간 구배에서 좁았다. 그러나 지상부 길이, 잎몸 길이 그리고 잎자루 길이는 대조구와 CO2 + 온도 상승구 간에 차이가 없었다. 이상으로 볼 때, CO2 농도와 온도의 증가에 의한 식물들의 생육반응은 연구 대상종에 따라 다른 결과를 나타낸다. 이러한 이유는 모든 종마다 CO2 농도와 온도에 반응하는 특이성을 가지고 있고, 여러 복합적인 요인에 의해 식물의 생장이 이루어지기 때문 으로 판단된다. 본 연구결과를 토대로 미래기후환경 하에서 섬시호의 보전을 위해서는 섬시호 자생지에 영양소를 공급 하고 섬시호 자생지가 파괴되지 않도록 하여야 한다. 또한 섬시호의 자생지와 유사한 환경조건을 가진 곳을 선정하여 복원함으로써 서식지를 확대하여야 한다.

지구온난화에 따른 멸종위기식물 섬시호의 식물계절과 번식생태학적 반응을 알아보기 위하여, 4년생 섬시호를 일반대기 조건인 대조구와 이산화탄소와 온도를 상승시 킨 처리구로 나누어 유리온실에서 생육시켜 관찰∙비교 하였다. 개엽 시기는 처리구가 대조구보다 4일 빨랐고, 열 매 개시일은 처리구가 대조구보다 1일 빨리 시작되었으 며, 열매성숙 시기는 처리구가 대조구보다 2일 빨랐다. 그 리고 개체 당 화경 수, 성숙한 열매 수, 쭉정이 수, 쭉정이 무게, 총 열매수와 결실율은 처리구와 대조구간의 차이가 없었다. 그러나 성숙한 열매 한 개 무게, 성숙한 열매무게 와 총 열매무게는 대조구에서 처리구보다 높았다. 발아율 은 대조구가 처리구보다 현저히 높았다. 이러한 결과는 지구온난화 조건이 되면 섬시호의 식물계절은 빨라지고, 번식생태학적 반응은 부정적인 영향을 받을 것이다.

차광처리에 의한 광환경 변화가 섬시호의 생리적 반응에 미치는 영향을 조사하기 위해, 차광막을 이용하여 무차광처리구(0%), 50%, 70% 및 90% 차광처리구를 설치하고 광합성 관련 인자, 수분이용효율, 엽육세포내 CO2 농도, 엽록소 형광반응 등을 조사하였다. 차광수준이 높아짐에 따라 낮은 광도에서 광합성을 수행하기 위해 암호흡의 저하로 인한 광보상점이 감소가 나타났으며, 광합성의 효율을 높이기 위해 순양자 수율과 엽록소 함량의 증가가 나타났다. 무차광처리구에서는 강한 광에 의한 수분손실을 막기 위해 기공전도도와 기공증산속도가 감소되었고, 엽육내의 CO2를 효율적으로 광합성에 활용하지 못하는 것으로 나타났다. 또한 최대 광합성속도가 감소하는 광저해현상이 나타났으며, 여기 에너지의 전자전달이 원활하지 못하여 광으로 인한 피해가 예상된다. 90% 차광처리구 역시 점진적으로 광합성속도가 감소하여 7월에 가장 낮은 최대광합성속도를 보였는데, 이는 광선요구도보다 매우 적은 광 환경에서 계속 생장함으로서 광합성 능력이 저하되는 것으로 생각할 수 있으며, 50% 차광처리구의 경우 광합성에 효율적인 광환경이 제공되어 기공전도도와 기공증산속도가 증가하였고, 광화학반응 효율이 증가하는 등 광합성 활성이 높아진 것을 알 수 있어 생육에 보다 유리한 광 조건임을 알 수 있었다.

외부형태에 근거하여 한반도 시호속은 시호군(시호, 참시호), 등대시호, 그리고 개시호군(개시후, 섬시호)로 구분이 가능하다. 시호군은 경생엽이 선형 또는 선상 피침형으로 기저부가 줄기를 감싸지 않는 유저인 반면, 개시호군과 등대시호는 경생엽이 난상 피침형 또는 제금형으로 기저부를 완전히 감싸는 이저 또는 전저이다. 그리고 시호군과 개시호군은 정생하는 복산형화서를 중심으로 복잡한 취산배열을 하는 반면, 등대시호는 정생하는 복산형화서를 중심으로 단순 취산배열을 하고 있다. 한편, 등대시호는 식물체가 소형이고 소회경의 길이가 짧고 그 수가 20여개 이르는 반면, 개시호군과 시호군은 식물체가 대형이며 소화경이 길게 신장하고 그 수가 10여개에 불과하다. 화분의 특징으로 섬시호와 개시호는 화분의 공구가 미약하게 발달하는 반면, 참시호, 시호 및 등대시호는 화분의 공구가 뚜렷하게 발달한다. 염색체는 시호가 2n=20, 참시호와 개시호가 2n=12, 등대시호 및 섬시호가 2n=16으로 관찰되었지만, 등대시호와 섬시호의 핵형이 달라서 서로 유연관계가 없는 것으로 나타난다. 이상에서 섬시호는 개시호와 가장 유연관계가 깊은 것으로 보이지만, 분지 분석 결과 섬시호의 유연관계는 뚜렷하게 분석 되지는 않았지만, 오히려 러시아에 분포하는 B. bicaule와 가까운 것으로 나타나고 있다. 보전생물학적 측면에서 섬시호는 인위적 남획과 방목 염소가 최대 위협요인으로 판단된다.

엽, 엽병과 화뢰 등의 치상 절편체 부위 모두에서 캘러스가 형성되었으며 특히 화뢰에서 캘러스 형성률이 71.6%로 가장 높았다. 화뢰배양시 2.0mg · L-1 2,4-D와 1.0mg · L-1 TDZ의 혼용처리구에서 캘러스 형성이 77.8%로 양호했으며 신초 재분화율 역시 42.6%를 보였다. 캘러스 형성과 신초 재분화를 동시에 시킬 때 1/2 MS배지가 효과적이었는데 1/2 MS배지에서 캘러스 형성률은 46.3%, 신초 재분화율은 13.0%,그리고 발근율은 13.0%를 보였다. 캘러스를 통한 신초의 재분화를 위해 1/2 MS배지에 2.0mg · L-1 2,4-D와 1.0mg · L-1 BA를 첨가했을 때 신초 재분화율은 74.1%를 보였고 절편체당 신초수는 2.4개로 좋았다. 발근율은 대조구에서 57.8%로 낮았으나 1.5mg · L-1 NAA 첨가된 배지에서 97.8%로 높았다. 재분화된 기내 식물체를 원예용 상토에 순화했을 때 생존률이 86.1%로 높았으며 초장, 근장, 생체중 역시 양호하였다.

This study is carried out through ecological situation of native Bupleurum latissimum habitats and the research of environmental conditions for conservation of native sites, restoration of alternative habitats and preliminary data for application of useful medicinal plant. Native Bupleurum latissimum habitats were distributed on lower and middle part of the mountain from Altitude 54m to 185m, and the directions of slope were researched as usually northen and western slope. As a result of phytosociological research in 12 stands of native Bupleurum latissimum habitats, they were seperated to two communities(Bupleurum latissimum typical community and Bupleurum latissimum-Galium spurium community) in accordance with containable rate of the organic matter and soil hardeness. Soil condition is usually constituted as loamy sand and clay loam. Bupleurum latissimum is propagated in valuable soil conditions. Bupleurum latissimum lives with Morus bombycis, Reynoutria sachalinensis in Bupleurum latissimum typical community and Thalictrum aquilegifolium, Stellaria media, Hedera rhombea etc. is appeared with Bupleurum latissimum in Bupleurum latissimum-Galium spurium community. Especially, companion species were researched as Aster glehni, Dystaenia takeshimana and so on. The flora of vascular plants in this study is 44 families, 88genus 82species, 2 subspecies, 14 varietas, 4 forma and total 102 taxa. Plants of compositae occupied 10.78% among whole of them.

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.

Anatomical characters of the Bupleurum latissimum Nakai, an endemic species of Korea, were investigated to confirm its phylogenetic relationships. Compare to other species with anatomical characters, B. latissimum is very similar with B, euphorbioides and B, longeradiatum in point of lacking of pith in the stem, shape of involucres, number of vascular bundles in radical leaf and cauline leaf, and lacking stomata in adaxial leaf surface. The other hand, protruded pollen aperture character appears in B. latissimum and B. euphorbioides. On the based of anatomical characters, therefore, B. latissimum has closest relationships with B. euphorbioides and B. longeradiatum. It also needs molecular study including Asian species in order to confirm phylogenetic position and speciation process apparently.