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.

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.

경남지역의 자생 둥굴레속 47개 수집종의 유연관계를 분석하기 위한 기초자료로서 수집종의 생장 몇 형태 관련 형질, 잎마름병 감염정도, 이들 형질간 상관관계를 분석하였던 바 그 결과는 다음과 같다. 1. 초장은 산둥굴레에서 가장 길었던 반면, 용둥굴레에서 가장 짧았다. 한편 줄기의 생장형태는 직립형을 포함한 3개군으로, 줄기색깔은 녹색을 포함한 3개군으로 분류하였다. 2. 염의 형태로는 타원형을 포함한 5개군으로, 엽병은 존재 유무로부터 2개군으로, 엽병의 색깔은 녹색을 포함한 3개군으로 분류되었으며, 그 중에 특이하게 피침 형태로 엽연이 자색인 1개종이 수집되었다. 3. 꽃은 화형이 항아리형, 통형, 조롱박형의 3개군으로, 화색은 흰색을 포함한 3개군으로 분류되었으며, 특별하게 조롱박형인 1개 수집종은 연녹색을 띄고 있었다. 화사는 실린더형과 편평형으로, 화경의 색깔은 자색을 포함한 4개군으로 분류되었으며, 포의 존재 유무와 형태에 따라 4개군으로 분류하였다. 4. 과실은 둥근형 등 3개군으로 분류되었으며, 백과중은 둥굴레에서 가장 무거웠던 반면, 용둥굴레에서 가장 가벼웠다. 5. 둥굴레 잎마름병에 대한 저항성이 아주 강한 것은 2종, 이병율이 7% 이하인 것은 7개종으로 조사되어서 근경수량을 증대할 수 있는 저항성 유전자원이 자생하고 있음을 알 수 있었다. 6. 제형질의 상관관계에서 근경수량과 관련된 근경중은 초장, 경직경, 엽수, 엽장, 엽폭, 지하경 직경과 정의상관을 보였으나 근경수량에 가장 큰 영향을 미치는 잎마름병 이병율은 초장, 경직경, 엽수, 엽장, 백립중, 근경중, 지하경 직경과 부의상관을 보였다.

우리 나라 전역에서 수집한 7종의 자생 둥굴레로부터 genomic DNA을 추출한 후 Operon random primer(10-mer)를 이용하여 PCR을 수행하여 재현성이 있으면서 polymorphism을 보이는 19개의 primer를 선발하였다. 선발한 primer로부터 PCR에 의해 증폭된 DNA의 크기는 3000~300 bp이었고, 19개의 random primer에서 복제된 전체 band의 수는 114개에서 157개로 공시종간에 많은 차이를 보였으며, band의 유무에 근거한 유연관계 분석에서 7개의 공시종은 각시둥굴레와 층층둥굴레가 1개군으로, 여타 종들을 1개군으로 크게 2개군으로 분리되어 유전적으로 상당한 차이가 있는 것으로 나타났다.

우리나라에 자생하는 둥굴레속 식물중 7종을 수집하여 각종의 지하경중의 무기성분, 당함량, 단백질 및 아미노산 조성을 분석 조사한 결과는 다음과 같다. 지하경의 무기성분중 총질소, 인산 및 칼륨은 생육기보다 지상부 생육 정지기에서 약간 낮았으며 총질소 함량은 죽대, 각시둥굴레 및 퉁둥굴레가 높고 인산은 종간에 큰 차이가 없었으며 칼륨은 둥굴레1과 각시둥굴레에서 높았다. 칼슘 마그녜슘 및 나트륨의 함량에서 칼슘은 지상부 생육 정지기에서 높았고 마그녜슘과 나트륨은 감소하였으며 칼슘은 죽대, 각시둥굴레 및 퉁둥굴레에서 높았고 마그녜슘과 나트륨의 함량은 종간에 큰 차이가 없었다. 철, 망간, 아연 및 구리 등의 미량 무기성분은 생육초기에 가장 높았으며 생육중기에 낮았다가 후기에 다시 증가하였으며 철분 함량은 둥굴레2와 퉁둥굴레에서 높았다. 당의 함량은 생육 초기보다 후기에 더 높았는데 층층둥굴레는 모든 시기에서 가장 높았고 죽대는 가장 낮았다. 단백질 함량은 죽대가 가장 높았고 층층둥굴레가 가장 낮았다. 아미노산의 총함량은 4, 8, 11월중 8월 지하경에서 가장 높고 11월 지하경에서 가장 낮았으며 아미노산 종류중 glutamic acid와 arginine함량이 높았으며 총아미노산, 필수아미노산 및 함황아미노산 모두 죽대와 각시둥굴레에서 높은편이었다.

약용, 식용 및 관상용으로 유망한 자생 둥굴레속 식물들을 선발하기 위하여 둥굴레 10종을 수집하여 1999년부터 2001년까지 3년에 걸쳐 충북 청원군 소재의 시험포장에서 재배한 후 생육 및 형태적 특성을 조사하였다. 초장은 15~102cm 범위 였으며, 용둥굴레가 가장 짧았고, 층층갈고리둥굴레가 가장 길었다. 줄기는 경사형과 직립형으로 구분되었고, 절수는 6.2~23.2개로 종간에 차이가 심하였으며, 줄기에는 능각이 있는 종과 없는 종으로 구분되었다. 엽서는 호생형과 윤생형으로, 엽형은 타원형과 세장형으로 구분되었다. 엽수는 5.2~63.4개로 역시 종간에 차이가 컸으며 , 포는 존재형과 부재형으로 구분되었다. 꽃은 5월 7일에서 5월 30일 사이에 개화하였으며, 개화 기간은 5~13일 이었다 화서형은 총상형, 산방형 및 산형으로 구분되었다. 줄기당 화수는 층층갈고리둥굴레가 125.2개로 가장 많았고, 용둥굴레가 1.5개로 가장 적었으며, 꽃의 길이는 13.I~30.2mm로 종간에 차이 가 큰 편이었다. 그리고, 화피의 형태는 통형, 협착형 및 호형으로 구분되었다. 근경 표면의 색은 연황색 또는 연갈색이 많았고, 둥굴레는 진한 갈색으로 다른 종들과 구별이 되었다. 근경의 길이는 3.0~15.0cm, 근경의 굵기는 4.6~23.6mm 범위였으며, 각시둥굴레의 근경은 가장 긴 반면 가장 가늘었고, 층층갈고리둥굴레의 근경은 가장 굵고 수량성이 높았다. 층층갈고리둥굴레, 둥굴레 및 산둥굴레는 약용과 식용작물로, 무늬둥굴레, 큰둥굴레, 죽대, 용둥굴레, 안면용둥굴레, 각시둥굴레 및 통둥굴레는 관엽 및 관화를 위한 원예용으로 이용하는 것이 좋을 것으로 생각된다.