Ptaquiloside는 고사리에 들어 있는 발암성 물질이다. 본 연구는 다양한 조리법에 따라 고사리에 함유된 ptaquiloside 을 측정해 보고자 하였다. 조리법은 가열, 물에 침지, 물 교환 횟수 등이었다. 알칼리 가수분해와 용매분획은 ptaquiloside를 화학적으로 안정한 물질인 pterosin B로 전환시켜 주었다. Pterosin B 함량은 이동상용매로 3 mM ammonium과 메탄올 용매를 사용하여 UPLC-MS/MS로 분 석하였다. 조리과정이 없는 생고사리의 H2O추출물에 함유 된 pterosin B함량은 81 mg/kg으로 검출되어 독성물질 ptaquiloside는 46.4 mg/kg이었다. 5분의 가열 시간 후 고사리의 pterosin B 함량은 약 60%정도 제거시켜주며, 이 중 2/3는 ptaquiloside에서 전환된 pterosin B가 아닌 고사리 고유의 ptersoin B 함량이었다. 12시간 침지를 추가한 고사리는 처리하지 않은 고사리에 비해 약 88%, 또한 매 시간 물교환 작업을 추가시 99.5%까지 제거됨을 알 수 있 었다. 따라서 독성물질 ptaquiloside의 제거는 가열시간과 더불어 침지와 물 교환 횟수도 동시에 이루어져야 함을 알 수 있었다.

This study investigated a suitable method that could be applied for Asian chain fern [Woodwardia japonica (L. f.) Sm.] to propagate gametophytes and promote sporophyte formation. The gametophytes used in all experiments were obtained from germinated spores in vitro and were subcultured at 8-week intervals. The most appropriate media for gametophyte propagation was identified by culturing 300 ㎎ of gametophyte in Murashige and Skoog (MS) basal medium (1/8, 1/4, 1/2, 1, 2), and Knop medium for 8 weeks. As a result, fresh weight of the gametophyte was increased by 56.7-fold on MS medium. Moreover, antheridium formation as well as gametophyte growth was improved on MS medium, especially. To improve the sporophyte formation ex vitro, 1.0 g of gametophyte was ground with distilled water and spread on eight combinations onto four different culture mediums, such as bed soil, peat moss, perlite and decomposed granite. Then generation and growth of sporophytes were investigated after cultivation for 10 weeks. As a result of this experiment, peat moss had a promotive effect of sporophyte formation at single-use and mixed culture soils. In particular, a mixture of bed soil, peat moss and perlite in a 1:1:1 ratio (v/v/v) led to the accelerated formation (782.5 ea/pot) and the frond growth of sporophytes. This included increases in length and width of fronds. However, promotive effect of gametophyte growth and sporophyte formation was not found at single-use and treatment with high ratio of bed soil.

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.

This study was conducted to determine the optimal conditions of growth medium, temperature, and light quality for efficient propagation of Lygodium japonicum spores. The rate of spore germination and prothalium development was high in Knop and 1/8MS and 1/4MS media, which had low mineral content; in particular, the germination rate exceeded 74%, and the germinated spores developed into heart-shaped prothallia. However, in Knop‘s medium with the lowest mineral content, a rapid prothallium senescence was observed; in 1/4MS medium, prothallium development was delayed. Germination rate increased with the increase in temperature and reached its maximum, 86.7%, at 30°C; however, at this temperature, the prothallia were thinner and abnormal development of rhizoids was observed compared to normally developed prothallia and rhizoids at 25°C. Therefore, the results suggested that the optimal temperature for L. japonicum spore germination was 25°C. The rate of germination was also measured under different light conditions, and the highest rate of 90.6% was observed under LED red light compared to fluorescent (77.2%) or LED blue (5.4%) lights. The germinated spores developed into heart-shaped prothallia under LED red light; however, 15 days after seeding, prothallium development decreased and the became elongated. In contrast, a normal and continuous development of heart-shaped prothallia was observed under fluorescent light.

무궁화 잎과 보스톤고사리 잎의 보존화 가공기술 개발 측면에서 탈수를 위한 에탄올(95%)의 적정 침지시간 및 보존을 위한 글리콜의 적정농도와 침지처리 시간을 구명하기 위해 실시하였다. 에탄올을 이용한 탈수처리는 무궁화 잎의 경우 72시간, 보스톤고사리 잎은 60시간이 적정하였다. 적색염료를 혼합한 글리콜에 무궁화 잎을 침지한 결과 색상은 모두 적색계열로 나타났으며, 색차값과 관능평가치는 15mL·L-1 농도에서 24시간동안 침지처리한 것에서 가장 높은 값을 나타냈다. 적색염료를 혼합한 글리콜에 보스톤고사리 잎을 침지한 결과 색상은 모두 R 및 YR 계열로 나타났으며, 색차값은 20mL·L-1 농도에서 36시간 동안처리한 것에서, 관능평가치는 20mL·L-1 농도에서 48시간 동안 처리한 것에서 높게 나타났다. 따라서 이와 같은 결과는 무궁화 잎과 보스톤고사리 잎을 보존화로 가공시 및 원예치료 프로그램으로 활용시 도움이 될 것으로 사료된다.

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.

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.

본 연구는 기내배양을 통하여 양치식물인 변산일엽의 효과적인 번식방법을 개발하기 위해 실시되었다. 절편의 기원(근경, 엽병, 엽신의 세 부분)과 절편의 균질화가 식물재생에 미치는 영향을 조사한 결과, 오직 근경과 엽병에서만 기관형성능력이 관찰되었으며, 식물체 재생은 절편을 균질화함으로써 촉진되었다. 다수의 신초가 활발한 생장을 보이는 적정조건은 sucrose 1%가 함유된 1/2MS 배지였다. 전반적으로 NaH2PO4의 첨가는 신초의 증식을 촉진하였으며, 가장 높은 신초증식률을 보인 것은 NAA 5μM이 첨가된 배지였다. 또한 0.1~0.2%의 활성탄과 생장조절물질을 혼용 처리한 결과, 다수의 싹이 뭉쳐있는 듯한 'nodule'-like bud clusters의 생성을 억제하고 포자체의 정상적인 형태형성을 향상시켰다.

6 종(도깨비고비, 참쇠고비, 족제비고사리, 꼬리고사리, 거미고사리 및 변산일엽)의 양치식물에서 돌연변이원 처리에 따른 영향을 구하고 인위적인 돌연변이를 유도하기 위하여, 균질화한 전엽체에 감마선 및 EMS, NMU, NaN3등의 회학돌연변이원과colchicine을 처리하였다. 전엽체 증식률은 전반적으로 처리농도 및 처리시간에 비례하여 감소되는 경향을 보였다. 전엽체의 증식률에 근거할 때, 감마선 처리의 최적 조건은 족제비고사리의 경우 20krad였으며, 그 나머지 종은 5~10krad 수준이었다. EMS의 적정 처리조건은 50mM에서 3시간이었으며, NMU는 5~10mM에서 1~3시간 수준이었다. 그리고 NaN3 처리의 적정조건은 0.5~1mM 에서 1~3시간이었으며, colchicine의 경우 각각의 처리조건에서 전엽체 증식률은 종에 따라 다소 차이를 보였다.

본 연구는 포자체 배양을 통하여 참쇠고비의 효율적인 번식방법을 구하고자 수행되었다. 배양절편의 기원(근경, 엽병, 엽신)과 절편의 균질화가 신초 계생에 미치는 영향을 조사한 결과, 오직 근경 조직에서만 기관발생능력이 관찰되었고, 식물체 재생은 배양재료를 균질화함으로써 더욱 촉진되었다. MS배지의 무기물 농도를 2배로 첨가한 배지에서 신초의 증식과 생장이 활발히 이루어졌다. 신초 재생에 적합한 배지의 질소함량은 MS배지의 1/2배 수준 이었고, 적정 sucrose농도는 1%였다. 또한 배지에 NaH2PO4를 첨가함으로써 재생된 식물체의 생육이 전반적으로 촉진되었다. 근경절편의 기관형성능력은 kinetin과 IBA를 혼용 처리함으로써 촉진되었으며, 0.1~0.2%의 활성탄과 생장조절물질을 혼용 처리한 결과, 다수의 싹이 뭉친 듯이 보이는 primordia 형태의 발달이 억제되었고, 포자체의 정상적인 형태형성이 향상되었다.

본 실험은 꼬리고사리과에 속하는 3종의 양치식물들(꼬리고사리, 거미고사리 및 변산일엽)에서 배지의 조성물질과 물리적 조건 및 생장조절물질이 전엽체 생장에 미치는 영향을 구명하기 위하여 수행하였다. 3종 모두에서 전엽체 배양에 적합한 배지는 MS배지로 확인되었다. 배지 내 NH4+:NO3-의 적정 농도비율은 꼬리고사리와 변산일엽의 경우 20:40mM(1:2 비율) 이었으며, 거미고사리는 30:30mM(1:1 비율) 이었다. 전엽체 생장에 적합한 당 농도는 1~2%였으며, pH는 3.8~5.8이었다. 배지에 첨가된 agar 농도는 전엽체 생장에 별다른 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 6종의 생장조절물질(NAA, IA4, 2,4-D, BAP, kinetin 및 2ip)을 배지에 첨가하여 3종의 전엽재를 배양한 결과, 시토키닌류의 경우 생장촉진효과가 관찰되었으나 옥신류는 농도가 높아질수록 전엽체의 생장을 저해하는 것으로 확인되었다.

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.