식물은 다양한 생물적･무생물적 환경요인과 상호작용한다. 한 가지 종이 소유하는 특성을 이해하기 위해서는 다양한 정보가 요구된다. 특별히 어떤 종이 멸종의 위협에 직면해 있는지를 평가하는데 있어서 한두 가지의 정보만으로는 한계가 존재한다. 북방계식물로 우리나라가 분포의 남방한계에 해당하는 층층둥굴레는 2015년 12월까지도 멸종위협에 직면해 있는 것으로 평가되었다. 최근 분포범위가 비교적 넓고 다수의 개체군이 보고되었음에도 개체군의 낮은 유전적 다양성으로 인해 취약하다고 평가 하였다. 본 연구에서는 우선적으로 분포현황을 평가하였다. 이를 바탕으로 분포지의 식생환경, 개체군의 구조, 식물계절학, 토양환경, 자가불화합성 여부를 평가하였다. 마지막으로 분포지에서 나타나고 있는 현재의 위협요인을 평가하였다. 분포지는 일부 산지의 사면에 위치하는 경우를 제외하고 대부분은 하천의 가장자 리에 위치한 미사가 퇴적되는 공간에 위치하였다. 대부분은 안정적인 개체군 구조를 나타내었고 재정착하는 유묘가 존재하였다. 지상으로의 줄기 출현은 토양 중에 위치한 근경의 깊이에 따라 차이가 존재하였다. 특히 유묘와 어린 개체는 토양 중에 얕게 근경이 위치하였다. 종자의 결실은 화분매개곤충의 방문과 수분의 성공이 중요한 요인으로 평가되었다. 각각의 분포지에서 관찰된 주요한 위협요인으로는 경작지의 확대, 건물의 신축, 제방과 도로의 건설이 있었다. 관찰된 위협요인에도 불구하고 넓은 분포범위, 270만 개체 이상의 전체 개체 수 및 재정착에 의해 새롭게 형성되는 개체군의 존재에 따라 급격한 감소와 절멸은 나타나지 않을 것으로 예상되었다.

국내에서 서식처 파괴로 인해 개체 수가 감소되어 층층둥굴레는 준위협종(Near Threatened)으로 지정되었다. 본 연구는 경기도 파주시 갈곡천 하천변에 위치한 층층둥굴레 서식지를 포함한 주변 일대의 토양과 광 특성, 층층둥굴레의 개체군 특성 및 분포 현황 그리고 생활사를 밝혀보고자 한다. 또한 기후변화조건에서 광 구배에 따른 1년생 층층둥굴레 유식물의 생장반응을 알아보기 위해 온실에서 재배 실험을 하였다. 연구 결과, 층층둥굴레의 서식지의 제외지는 밭과 도로이며 제내지는 낚시 등으로 인해 인위적인 간섭이 잦은 곳이었다. 서식지의 표고는 6m, 하천까지 거리는 약 8m로서 우기 때 하천의 범람의 영향을 받았고 토양의 pH 6.8, 깊이별 토양전도도는 10cm가 0.1(±0.05) ds/m, 20cm가 0.2(±0.05) ds/m이고 수분함량은 10.4%, 유기물 함량은 6.3%으로 나타났다. 층층둥굴레군락지내에서 목본식물이 출현하지 않았지만 키가 2m 이상인 침입외래식물 단풍잎돼지풀이 층층둥굴레의 상관을 덮는 것으로 확인되었다. 층층둥굴레의 상관의 광량은 516.1umol, 단풍잎돼지풀이 혼생하는 곳에서 층층둥굴레 상관의 광량은 90.0umol이었다.. 층층둥굴레군락지내에 1m2의 영구 방형구 30개를 설치하여 개체군의 특징을 살펴본 결과, 층층둥굴레의 개체수는 2017년에 약 1,212개체이고 2018년은 약 1,169개체로 약 -3.5% 감소하는 경향이 나타났다. 층층둥굴레의 꽃과 열매는 평균 6층부터 20층까지 형성하고 열매를 맺었고. 한 개체의 평균 꽃수는 2017년에 17.2(±9.5)개, 2018년에 27.0(±16.4)개로 올해에 꽃수가 더 많았다. 하지만 한 개체의 평균 열매수는 2017년에 17.3(±14.0)개, 2018년에 9.2(±8.7)개로 올해에 열매수가 적었다. 영구방형구내에서 층층둥굴레는 가는잎쐐기풀, 단풍잎돼지풀, 애기똥풀 등과 분포하며 층층둥굴레가 가장 높은 피도(41.4%)와 중요치(42.1)를 가졌다. 하지만 조사지역(1521.2m2)에서 층층둥굴레군락의 면적은 작년(30.52m2)에 비하여 올해는 26.1m2로서 감소하는 경향을 보였고 단풍잎돼지풀이 가장 큰 면적(724.2m2)으로 분포하는 것으로 나타났다. 층층둥굴레의 생활사는 4월 초에 지상부 출현과 개엽이 동시에 이루어졌고, 5월 초에 꽃봉오리가 생성하고 말에 개화가 시작되었다. 6월 중부터 열매가 형성하면서 층층둥굴레 아래층부터 잎 갈변이 시작되었고 7월 말부터 열매가 성숙되면서 9월 말에 낙엽과 동시에 생활사가 끝남을 확인하였다. 또한 온실에서 기후변화처리(CO2상승구, CO2상승구+온도상승구, 온실) 조건에서 광 구배(차광막1겹, 차광막 없음)를 통한 유식물의 생장반응 알아본 결과, 지상부 길이는 야외에서 가장 길었고, 차광막이 있는 곳보다 차광막이 없는 곳에서 길었다. 잎 수는 야외에서 가장 적었고 광의 영향은 받지 않았다. 하지만 생존율은 CO2상승구+온도상승구와 차광막이 있는 곳에서 가장 높았다. 연구 결과를 통해, 본 연구지역의 층층둥굴레의 개체군은 인위적인 간섭에 의해 개체 수와 면적이 줄어들고 있는 것으로 평가되며 또한 기후변화가 진행되면 층층둥굴레의 생존율이 높았다. 또한 지속적인 모니터링을 통해 국내의 층층둥굴레 개체군 유지를 위해서는 효과적인 개체 보전 방안을 마련해야된다고 판단된다.

The aim of this research is to study the impact of invasive species Ambrosia trifida on the vitality of Polygonatum stenophyllum which is endangered species. We removed the cover degree of the invasive species at different levels(C, T1, T2) in the natural habitat where both invasive plant and endangered species and observed ecological responses of P. stenophyllum for two years. C(control) which removed none of A. trifida, T1(treatment 1) removed 40~60% coverage of A. trifida and T2(treatment 2) removed all A. trifida. Plant species number, shoot length, aboveground biomass weight, shoot weight, leaf weight, fruit weight, fruit number, seed weight, fruit number, seed number per fruit were higher in the treatments of removed invasive plant cover(T1, T2) than control(C) that didn't remove it both the first year and the second year(p<0.05). However, death rate and seed weight between the control(C) and treatment(T1, T2) were almost same in the first year but showed difference in second year. This result reveals that the A. trifida has significant impact on the performance reduction of Polygonatum stenophyllum. In conclusion, removal of more than 40% of invasive plant cover degree is required to conserve the endangered species.

Background : Polygonati rhizoma is used for medicine using rhizome of Polygonatum sibiricum Redoute belonging to Liliaceae. This study was carried out to select proper chemical for leaf spot disease control of P. sibiricum Redoute. Methods and Results : In order to select proper chemical for leaf spot disease control of P. sibiricum Redoute, Alternaria sp. was isolated from leave of P. sibiricum Redoute and pathogenicity was verified. Control value was checked after application on leaves for 3 times in 6-years-old field in Geumsan and 5-years-old field in Jaecheon. Chemicals were applied in June and July for 3 times totally without any other chemicals application. At 10 days after final chemical application, 20 plants were checked for infected leaf ratio on 20 leaves placed in middle and upper point of stem. In Geumsan, control value was higher as 88.3% in Pyraclostrobin, 86.1% in Polyoxin B, 84.4% in Pyribencarb, 82.2% in Iminoctadine tris (albesilate). In Jaecheon, control value was higher as 88.1% in Pyraclostrobin, 87.1% in Pyraclostrobin, 86.3% in Pyribencarb, 83.0% in Iminoctadine tris (albesilate). Conclusion : The result of this study on chemical selection for leaf spot disease control of P. sibiricum Redoute was as follows. Pyraclostrobin, Polyoxin B, Pyribencarb, and Iminoctadine tris (albesilate) showed excellent control value with over 80% and no damages. Above chemicals were considered excellent as chemicals for leaf spot disease in P. sibiricum Redoute.

Background : Polygonati rhizoma is used for medicine using rhizome of Polygonatum sibiricum Redoute belonging to Liliaceae. This study was carried out to find proper method to establish the guideline of GAP post-harvest management. Methods and Results : Six-years-old polygonati rhizoma harvested in march in Geumsan was used for this study. Steaming was treated for 1, 2, and 3 hours respectively and drying was treated at 45℃, 50℃, 55℃, and 60℃ using hot-air drying machine with checking moisture content at intervals of a day. Moisture contents of polygonati rhizoma according to drying temperature after steaming showed that drying was faster in higher drying temperature treatment after steaming. Moisture content was below 10% as 9.6% and 9.4% at 55℃ drying treatment after steaming for 1 hour and 2 hours respectively. Color value according to treatments was as follows, L-value was lower in longer steaming and higher drying temperature. a-Value was higher in steaming an higher drying temperature. Conclusion : In steaming and hot-air drying treatment to establish the guideline of GAP post-harvest management, moisture content was most proper as 9.4% below 10% in 2-hour steaming and 55℃ hot-air drying for 6 days. L-value was 27.49 and a-value and b-value were 4.38 and 9.73 in this treatment and dried rhizome looked glossy and transparent with higher quality. Proper drying method for polygonati rhizoma was considered as 2-hour steaming and 55℃ hot-air drying for 6 days.

Background : Polygonatum is a perennial herbaceous crop that is further classified into P. falcatum A. Gray (wild vegetation of Jeju, Japan), P. sibiricum F. Delaroche (wild vegetation of Korea north, China, Russia, and Mongol), and P. stenophyllum MAx (wild vegetation of South of Danyang), with the herbal name of Rhizoma polygonati. Polygonatum is harvested after 5 - 6 years since planting, and the quality of the radicle is a major factor determining the quantity of harvest. This study presents the morphological characteristics to predict the later quantity of radicles when planting polygonatum, and develops the methods for the prediction. Methods and Results : This study investigated the ground-level growth and the quantity of radicles in underground in 5-years-old, 4-leaf, 5-leaf, and 6- or more leaved polygonatum planted in the Chungbuk Agricultural Research and Extension Services. According to the investigation on the ground-level growth by the number of leaves, the 5-leaved plant showed the best plant length and nodal leaf number; 171 ㎝ and 24/stock, respectively. On the other hand, the leaf number and leaf weight were as heavy as 85 leaves and 58.3 g/stock, respectively, in 6-leaved plants or plants with more leaves. The leaf area was as wide as 15.6 ㎠ with 5-leaved plant, and the chlorophyll was also high. The investigation on the underground growth showed the best results in 6-leaved plants or plants with more leaves: the root length was 23.8 ㎝, number of radicle node was 5.7, and root weight was 291 g. The quantity was highest at 2,148 ㎏/10 a with 6-leaved plants or plants with more leaves, and at the lowest at 907 ㎏/10 a in 4-leaved plants. The profit analysis showed a profit of 3,859,000 won/5 years in 6-leaved plants or plants with more leaves, which 86% higher than the 4-leaved plants. Conclusion : If plants with6-leaf or more leaves at the ground level are selected and used as radicles for new polygonatum packaging, the quantity of radicles has increased by 59% and the profit increased by 86%, compared to 4-leaved plants.

Background : ROS produced by oxidative stress damaged endothelial cells, and cause a variety of vascular complications. In diabetic hyperglycemia state, ROS increase. The polyol pathway occur in diabetic complications, the excess glucose is absorbed into the polyol pathway when aldose reductase increased, NADPH changes it to sorbitol. Glutathione (GSH) removes ROS. GSH level is reduced by glutathione reductase, using NADPH as an electron donor. Activation of the polyol pathway decrease NADPH, and GSH also reduced. As a result, ROS is increased. In diabetic hyperglycemia state, Glycolysis increases. Effects of increased glycolysis, protein kinase C (PKC) is increased. NAD(P)H oxidase, stimulated by PKC-dependent pathway, increases ROS in the cell. In this study, we measured the ROS scavenging activity of 5 natural products (Lycii fructus, Astragalus membranaceus, Cassia Tora, Polygonatum odoratum, Rubus Coreanus), to confirm the efficacy as diabetic antioxidants. Methods and Results : We extracted 5 natural product by distilled water and ethanol. DPPH radical scavenging activity was significantly higher in Lycii fructus, Rubus coreanus. ABTS radical scavenging activity was better Rubus coreanus, Lycii fructus, Cassia Tora. In addition to, Rubus coreanus, Cassia Tora, Lycii fructus was comparatively higher reducing power activity than other natural products. And total phenolic and flavonoid contents were much higher in Rubus coreanus compared with other extracts. Conclusion : These results suggest that Lycii fructus, Rubus coreanus can be applied as diabetic antioxidant that prevent vascular complications caused by ROS.

Polygonatum is a genus placed in the family Liliaceae, distributed throughout the Northern Hemisphere and 16 of the species are grown naturally in Korea. In oriental medicine, the rhizomes of Polygonatum have been used as two different medicines, Okjuk (Polygonati odorati Rhizoma) and Hwangjeong (Polygonati Rhizoma). However, it is difficult to identify the morphological and chemical differences between the medicinal groups and thus easy to confuse the one with the other. Therefore, a clear classification standard needs to be established so as to be able to discriminate between them. In the study, the morphological characteristics of the plants, Polygonatum spp., were examined. Then, the differences in SNPs among the DNA sequences of 7 of the Polygonatum spp. and 1 of the Disporum spp. were analyzed by DNA barcoding with rpoC1, rpoB2, matK, and psbA-trnH of the cpDNA region. In the results, three regions, rpoC1, rpoB2, and matK were useful for discriminating the species, P. stenophyllum and P. sibiricum. Furthermore, it was possible to discriminate the individual germplasm within the species by using the combination of the results obtained from rpoB2, rpoC1, and matK.

본 연구에서는 당류 등 별도의 첨가물질을 전혀 사용하지 않고 오직 둥굴레, 어성초 및 구기자로부터 추출한 열수추출액만을 혼합하여 기호도가 높으면서도 혈당 및 지질대사 개선 효능을 가진 건강음료를 제조하는 연구의 일환으로, 관능평가와 반응표면분석에 의하여 이들 재료의 혼합비율을 최적화하고 최적 비율로 혼합 제조한 음료의 항산화능을 조사하였다. 그 결과, 음료 제조 시 열수추출액들의 최적 혼합비율은 둥굴레 열수추출액의 첨가비율 2.15%, 어성초 열

자연상태에서 발아율이 불량하고 발아기간이 오래 걸리는 둥굴레의 종자번식을 위해 저장기간을 달리한 종자를 이용하여 종자수명 및 발아적온을 알아보았다. 또한 발아율을 높이기 위해 여러 생장조절제 및 무기염류를 프라이밍처리하였다. 저장기간별 둥굴레 종자의 발아실험의 결과 1~2년까지는 발아율이 떨어지지 않았으나, 4년간 저장하는 경우에는 발아율이 현저히 떨어졌다. 둥굴레 종자의 발아는 고온보다는 22~25℃의 온도에서 양호하였으며, 발아속도도 빨랐다. 특히 1~2년 저장한 종자를 25℃에서 발아시키는 경우 70~71.2% 정도의 비교적 높은 발아율을 보였다. 둥굴레 종자의 발아를 촉진시키기 위하여 여러 종류의 생장조절제와 무기염류를 사용하여 프라이밍처리를 한 결과, BA를 제외한 모든 처리구(GA3, IAA, NAA, kinetin, KNO3, KH2PO4, Ca(NO3)2)에서 무처리보다 높은 발아율을 보여 프라이밍처리 효과가 인정되었다. 특히 1년 저장종자에서 GA3 0.5mM 처리는 96%, IAA 1mM 처리는 93%의 높은 발아율을 보여 가장 발아율을 높였으며, 발아소요기간 또한 단축시켰다.

둥굴레 유전자원의 유연관계를 위한 기초 자료를 얻고자 둥굴레속 식물 수집종 10종에서 18S ribosomal RNA를 암호화하는 18S rDNA 영역의 염기서열을 결정하고 그 특성을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 둥굴레속 10종의 18S rDNA 영역 전체의 길이는 913~914bp로 비슷하였으나, 총 8개 지점에서 염기의 치환 및 결실에 의한 변이가 발생하였다. 전위는 T→C전위가 4개 지점에서 발생하였고, A→G 전위가 1개 지점에서 발생하였으며, 전좌는 C→A 전좌가 1개 지점에서 발생하여 전위가 전좌보다 5배 만큼 발생하였다. 결실은 2개 지점에서 발생하였다. 18S rDNA의 염기의 조성은 adenine 23.09~23.33%, guanine 23.33~23.52%, thymine 25.60~25.85%, cytosine 27.38~27.79%로 pyrimidine계가 purine계보다 많았다. 18S rDNA의 A + T 함량은 48.80~49.18%로 평균 48.99%였고, G+C 함량은 50.82~51.20%로 평균51.01%였다. 다중 정렬에 의해 염기서열을 비교한 결과 99.7~100% 일치하여 종간에 차이가 적었다.

둥굴레 근경의 증자 및 열처리 중 수용성 고형분 및 Pb, Cd 제거율의 변화를 확인하기 위하여 반응표면분석(RSM)을 활용하였다. 중심합성계획법에 따라 증자시간( min), 볶음온도() 및 볶음시간( min)을 달리하여 16구간으로 제조된 시료의 수용성 고형분 함량, Pb 및 Cd 제거율을 측정하고 회귀분석을 실시하였다. 예측된 가용성 고형분의 최대값은 이었으며, 이때의 증자 및 볶음조건은 증자시간 65.24분, 볶음온도 및 볶음시간 37

반응표면분석법을 이용하여 둥굴레 근경의 증자 및 볶음조건에 따른 추출물의 총 페놀성 성분, 전자공여능 및 아질산염 소거능의 변화를 모니터링하였다. 중심합성계획법에 따라 증자시간, 볶음온도 및 볶음시간을 달리하였을 때 회귀식의 는 총 페놀성 성분, 전자공여능 및 아질산염 소거능(pH 3.0)에서 각각 0.9356, 0.9578 및 0.9436으로 수준에서 유의성이 인정되었다. 총 페놀성 성분의 최대값은 증자시간 135.59분, 볶음온도 및 볶

경남지역 자생 둥글레속 수집종의 유연관계를 규명하여 품종육성을 위한 기초자료로 할용하고자 47개 수집종의 12개 형질을 대상으로 주성분 분석 및 average linkage cluster 방법으로 군을 분류한 결과는 다음과 같다. 1. 주성분 분석에서 줄기형태, 줄기색깔, 엽색, 포의 형태, 화색, 화형 등 12개 주요 형질의 주성분의 고유치에 기여율은 제3주성분까지 분석하여도 전체의 79%정도 설명할 수 있어서 47개 수집종의 분류가 가능함을 알 수 있었다. 2. 47개 수집종의 12개 주요형질을 대상으로 average linkage cluster 방법에 의한 분석치으 거리 0.7을 기준으로 군을 분류한 결과 5개군으로 분류되었다. I군은 둥굴레, II군은 용둥글레, III군은 산둥굴레 및 퉁둥굴레 특성의 중간형태를 각각 지닌 p28과 p29였으며, 제V군은 죽대로 분류되었다. 3. 경남일대 둥굴레의 특성조사와 수집종 분류결과 둥굴레와 죽대는 종간 변이가 거의 없었던 반면, 용둥굴레, 퉁둥굴레와 산둥굴레는 다양한 변이종이 분포하고 있는 것으로 나타났다.