The Variation of Leaf Form of Natural Populations of Quercus variabilis in Korea

굴참나무 천연집단(天然集團)의 엽형(葉型) 변이(變異)

For the study of morphological variation of Q. variabilis natural population in Korea, 19 populations were selected through the country in considering latitude, longitude, and geographical characters. Thirty trees were randomly selected from each population and 60 mature leaves were sampled from each tree. Four characters (leaf blade length, maximum blade width, petiole length, and vein number) were measured, and their ratios (the ratio of blade length to maximum blade width, the ratio of blade length to petiole length, the ratio of petiole length to vein number, upper 1/3 blade width to maximum blade width, and upper 1/3 blade width to lower 1/3 blade width) were calculated. 1. Analysis of variance for all leaf characters were significantly different among populations and among individuals within population. Contributions of variance among individuals within population in all the characters were higher than those among populations. Therefore, selection of plus trees may be preferable to desirable populations for breeding program of Q. variabilis. 2. Among principal component analysis for leaf characters, primary 2 principal components appeared to be major variables for leaf form of Q. variabilis because of the loading contribution of 80.5%. The first contribution component was petiole length/vein number and petiole length ; the second one was upper 1/3 blade width/maximum blade width, upper blade width/lower 1/3 blade width and vein number, respectively. 3. Latitude was positively correlated with blade length/maximum blade width and blade length/petiole length, but negatively correlated with petiole length/vein number, upper 1/3 blade width/maximum blade width, upper 1/3 blade width/lower 1/3 blade width, petiole length, and vein number. But, for longitude and altitude the former two traits and the later five traits exhibited the negative and positive correlation, respectively. 4. Cluster analysis using complete linkage method for leaf characters showed two groups to Euclidean distance 1.6. They were group I of population 1. 4, 5, and 13 and group II of population 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, and 19. However, group II was divided again to Euclidean distance 1.3, that is a group including population 3, 7, 10, 14, 15, and 17(group II-1) and the other group comprising population 2, 6, 8, 9, 11, 12, 16, 18, and 19(group II-2). This cluster could be mainly observed due to difference among population in aspect (group I : NE, group II-1 : SE, and group II-2 : SW).

굴참나무 천연집단의 형태적 변이(엽형 특성)를 연구하기 위하여 위도, 경도, 해발고 및 지리적 특성을 고려하여 19개 집단을 선발하였다. 각 집단별로 30개체를 대상으로 개체목당 수관 1/3 하단부에서 60개의 엽을 고르게 채집하여 엽신장, 최대엽폭, 엽맥수 및 엽병장을 조사한 후 그 값을 이용하여 엽신장/최대엽폭, 엽신장/엽병장, 상1/3폭/최대엽폭, 상1/3폭/하1/3폭 및 엽병장/엽맥수에 대한 형상비를 계산하여 엽형 특성에 대한 변이를 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 엽신장/최대엽폭, 엽신장/엽병장, 엽병장/엽맥수, 상1/3폭/최대엽목, 상1/3폭/하1/3폭, 엽병장 및 엽맥수에 대한 변이는 집단간 및 집단내의 개체간에 고도의 유의적인 차이를 보였다. 특히, 분산기여도는 집단간보다 집단내의 개체간에 큰 것으로 나타나, 굴참나무의 연구는 집단보다 개체에 의한 연구가 바람직할 것으로 보여진다. 2. 엽형특성에 대한 주성분 분석은 첫 두 주성분까지의 적재 가여율이 80.5%로 굴참나무 엽형특성 분류에 중요한 정보를 주는 요인이었다. 각 인자별 기여도에 있어서는 제1주성분에서 엽병장/엽맥수 및 엽병장, 제2주성분에서 상1/3폭/최대엽폭, 상1/3폭/하1/3폭 및 엽맥수 인자가 높은 기여도를 나타냈다. 3. 위도, 경도 및 해발고에 따른 엽형특성에 대한 지리적 변이는 위도에 있어 엽신장/최대엽폭 및 엽신장/엽병장에 대해서는 정의 상관을 나타내었으며, 나머지 특성(엽병장/엽맥수, 상1/3폭/최대엽목, 상1/3폭/하1/3폭, 엽병장 및 엽맥수)들에 대해서는 부의 상관을 나타내었다. 그러나 경도와 해발고는 위도와 반대의 경향을 나타내었다. 4. 군집분석(Complete linkage cluster)한 결과는 거리지수 1.6에서 2개의 그룹 즉, I그룹(Pop. 1, 4, 5 및 13)과 II그룹(Pop. 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18 및 19)으로 나뉘었으며, 거리지수 1.3에서는 II그룹이 다시 Pop. 3, 7, 10, 14, 15 및 17의 군집(II-1)과 Pop. 2, 6, 8, 9, 11, 12, 16, 18, 19의 군집(II-2)으로 나뒤어 총 3그룹으로 분리되었다. 대체적으로 이것은 사면의 방향에 대하여 I그룹은 북동면에, II-1그룹은 남동면에, 그리고 II-2그룹은 남서면에 집단이 위치하고 있어 환경조건이나 입지조건의 차이에 의하여 일어난 자연도태의 결과로 집단간 차이를 보이는 것으로 사료된다.