표피조직은 비교적 분화되지 않은 기본 표피세포와 식물에 따라 특수하게 분화되어 형태와 기능이 매우 다른 여러 이형세포로 발달할 수 있다. 본 연구에서는 약용으로 활용되는 접시꽃 (Althaea rosea)의 엽육 표피조직에 발달하는 모용에 대하여 이들 모용 유형에 따른 분화 발달 양상을 주사전자현미경적으로 연구하였다. 접시꽃 엽육 표피상에 발달하는 모용은 크게 단모(simple hairs), 총생모 (non-grandular tufted hairs)와 분비모 (peltate glandular hairs)로 대별되는데, 총생모는 상, 하피 및 하피의 엽맥을 따라 특히 더 발달하는 장상의 총생모 (longtufted hairs, ${\sim}1000{\mu}m,\;2{\sim}10$ branchlet)와 상, 하피 및 하피의 엽신에 더 밀생 분포하는 단상의 총생모 (shorttufted hairs, ${\sim}210{\mu}m,\;2{\sim}7$ branchlet)로 나뉘어진다. 장상의 총생모는 단순모로부터 시작하여 10개까지 분지되며, 분화 초기에는 비교적 일정한 방향으로 분지되는 양상을 보인다. 반면 분비모는 $1{\sim}2$개의 두정세포(head cell, 직경 $20{\sim}35{\mu}m$), 2개의 자루세포(stalk cell, 길이 $10{\sim}15{\mu}m$), 기저세포 (basal cell)로 이루어진다. 또한, 엽신 전체에 발달하는 총생모와는 달리 분비모는 특히 표피면에서 함몰된 망목극(areole)을 따라 분포한다. 이들 모용 중 총생모는 엽육 표피의 보호 및 방어기능을 주로 수행할 것으로 추측되며, 분비모는 두정세포 내에 함유되어 있는 성분이 유용한 이차대사 물질을 분비하는 기능과 보호기능에도 중요한 역할을 하는 것으로 추정된다. 일반적으로 모용은 분비기능이 활발한 식물에서 유용한 이차대사 화합물을 생성, 축적하고 분비하는데 중추적인 기능을 수행하는 것으로 알려져 있어 이들에 대한 세포수준에서의 연구 및 분비되는 유용한 물질에 대한 연구는 구조적 정보 및 적응을 위한 방어기작 규명 등에 이르기까지 매우 유용하게 쓰일 것이다.
Lycopus속 15종의 화판(petal)과 악편(sepal)의 미세형태를 주사전자현미경과 실체현미경으로 관찰하여 그 분류학적 유용성을 검토하였다. Lycopus속 분류군들의 화관과 악에 분포하는 모용과 선모는 단세포 원주모(unicellular cylindrical trichome), 표면에 돌기가 있는 단세포 모용(unicellular trichome with papillae), 다세포 모용(simple multicellular trichome), 두상선모(capitate glandular trichome) 및 방패형 선모(peltate glandular trichome) 등 5 종류로 나타났으며, 모용의 종류, 분포, 밀도가 분류군마다 다르게 나타났다. 화관 안쪽면에 단세포 원주모(unicellular cylindrical trichome)의 분포 정도가 각 분류군마다 다르게 나타나, 그 분포 부위에 따라 4가지 유형으로 나눌 수 있었다. 악(calyx)은 악편이 갈라지는 정도와 악편 정단(apex)의 모양으로 4가지 형태로 구분할 수 있었다. 화판과 악편의 안쪽 빛 바깥면을 구성하는 세포의 형태는 그 위치와 분류군에 따라 다양하게 나타났다. 끝으로 관찰된 Lycopus속의 화판 및 악편 미세형태를 검토한 결과 종간 식별에 유용하였다.
한국산 체꽃속(Scabiosa L.)의 외부형태형질을 바탕으로 구분한 5가지 변이 유형[솔체꽃(S. comosa) Type 1-2, 체꽃(S. tschiliensis f. pinnata) Type 3-4, 구름체꽃(S. tschiliensis f. alpina) Type 5]에 대해 잎 표피와 화분의 미세구조를 관찰하였다. 잎 표피세포의 크기는 향축면은 평균 12.4 × 6.7 ㎛로, Type 1이 가장 작고 Type 3가 가장 컸으며, 배축면은 평균 9.4 × 4.6 ㎛로 모든 유형이 비슷하게 나타났다. 모용은 단세포성 선상 모용이 일부 유형에서, 다세포성 비선상 모용이 모든 유형에서 관찰되었다. 선상 모용은 향축면에서 Type 1과 5에만 있었으며, 두 유형 중 Type 5의 모용이 길이 72.2 ㎛로 더 길고, 단위면적 (0.01 mm2) 당 개수도 5개로 더 많았다. 배축면에서는 Type 1, 3 및 5에 있고, 단위면적 당 개수가 Type 1과 5는 3~6개로 비슷하였으나, Type 3은 1개 이하로 매우 드물게 나타났다. 기공복합체는 부등형으로 양면에 분포하며, 향축면의 공변세포 크기는 평균 4.4 × 2.7 ㎛로 너비는 유사하나 길이는 Type 1과 5가 3.1 ㎛, 3.9 ㎛로 나머지에 비해 작았다. 단위면적 당 기공의 수는 향축면과 배축면이 평균 40.2개, 149.2개이고, 양면 모두 Type 1이 66.3개와 177.2개로 가장 많았다. 화분은 모두 단립으로 삼구형이고, 극축 길이(P)와 적도면 지름(E)의 비율은 0.83~1.12로 모양은 아단구형~약장구형이다. 표면무늬는 과립상 표면에 자상 돌기가 있고, Type 3과 4에서만 유공상이 확인되었다. 이상의 결과에서, 솔체꽃 유형인 Type 1과 2가 잎 표면의 선상 모용 유무 및 기공의 수에 뚜렷한 차이를 보여 Type 1은 솔체꽃과는 다른 새로운 변종 또는 품종일 가능성이 있다고 생각된다. 또한 체꽃 유형인 Type 3과 4의 경우, Type 3의 잎 배축면에 털이 드물게 있으나, 두 유형의 화분 표면무늬가 동일하고, 다른 형질들도 모두 중복되어 연속적인 변이로 보이며, 구름체꽃 유형인 Type 5는 나머지 유형과 뚜렷이 구분되었다.
식물체에 여러 유기성분을 함유하는 발향성 식물인 토마토는 표피조직에 여러 형태의 이형세포가 발달한다. 유용식물인 토마토에 대하여는 많은 영역에서 활발하게 집중 연구되고 있으나, 표피조직에 발달하는 이형세포에 촛점을 두고 구조적으로는 자세히 연구되어 있지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 토마토 표피조직, 특히 생식기관의 표피조직에 발달하는 이형세포들의 구조 및 분화 발달양상을 주사전자현미경적 방법으로 연구하였다. 토마토 표피조직에는 불규칙형 기공과 방사형 돌출기공의 두 유형의 기공이 발달하였으며, 모용은 분비성과 비분비성의 다양한 4가지 형태로 분화하였다. 분비성 모용은 peltate 형과 capitate형 분비모로 대별되었고, 비분비성 모용은 단상모와 원좌형 기저세포의 장상모로 발달하였다. 특히, 화경에는 돌출기공의 발달이 현저하였고, peltate형 분비모는 꽃받침과 자방 표피조직에 뚜렷하였다. 이후 분비모용과 돌출기공에 대한 세포학적 측면에서의 구조적인 연구가 병행되어 본 결과와 접목되면 구조와 기능간의 관계규명에 많은 도움을 줄 것이며, 유용성분의 자원화 및 기능물질 개발에 있어 더욱 의미있는 연구가 될 것이다.
대두의 중요 해충인 콩나방의 방제 및 내충성 육종을 위하여 전국 각지에서 수집된 재내종대두 633계통에 대한 콩나방의 피해정도와 아울러 착협시기, 모용밀도 및 기상조건과 피해입율간의 관계를 조사한 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 공시계통가운데 대부분이 7월말에서 8월초에 착협되었으며 8월 1일을 전후해서 착협되는 계통이 전체의 24.8%로서 제일 많았고 착협시기와 피해입율간에는 부의 상관관계(r=-0.73)가 인정되었다. 2. 콩나방에 의한 피해입율은 최고 2.3%에서 최저 1.2%로 평균 7.4%였다. 그 가운데 9%∼8%의 피해를 받은 계통이 153계통(24%)으로 제일 많았고 특히 20% 이상의 피해입률을 보인 계통은 전체계통의 0.6%였다. 3. 협의 모용밀도에 의한 계통별 피해입율 조사에서 털이 많은 계통이 적은 계통보다 피해입율이 높은 경향을 보였다. 4. 착협시기인 7월과 8월의 기상관계와 피해입율간에는 통계적 유의성은 볼 수 없었으나 전생육기간의 연평균온도와는 관계가 있을 것으로 생각된다.
개박하아족(subtribe Nepetinae)에 포함되는 긴병꽃풀속(Glechoma L.) 5분류군과 근연분류군(Agastache속, Dracocephalum속, Marmoritis속, Meehania속, Nepeta속 Glechomanthe절)의 잎표피 미세구조에 대한 분류학적 유용성을 검토하고자 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. Marmoritis속, Nepeta속 Glechomanthe절, Glechoma hederacea var. longituba (Korea)에서는 기공이 잎의 양면에 모두 존재하는 양면기공엽(amphistomatic type)이나, 나머지 분류군들은 배축면에만 존재하는 이면기공엽(hypostomatic type)으로 밝혀졌다. 공변세포의 크기는 $12.50-28.75{\times}9.17-21.25{\mu}m$로 종에 따라 다소 차이를 보이는데, Marmoritis pharicus ($12.50-15.83{\times}9.17-11.25{\mu}m$)가 가장 작은 공변세포를 갖고 있고, G. hederacea var. longituba (Korea: $28.75-28.88{\times}21.25-21.38{\mu}m$)가 가장 큰 공변세포를 가졌다. 기공 복합체의 경우는 대부분 불규칙형 (anomocytic)과 불균등형(anisocytic)이나, Agastache속, Dracocephalum속에서 교차형(diacytic)이 나타났다. 표피세포는 표피상납질(epicuticular wax)이 판 모양(platelet)으로 잘 발달 되지 않은 표면을 보이는 분류군과 발달된 표면(stripe)을 보이는 분류군으로 구분된다. 연구된 분류군에서 잎의 향축면과 배축면, 그리고 주맥에 분포하는 모용은 5가지의 종류가 나타났다. 모용은 비선모와 선모로 나뉘는데, 그 중에서 선모의 경우 방패형선모(subsessile gland), 긴 두상선모(long stalk capitates glandular trichome), 짧은 두상 선모(short stalk capitates glandular trichome)는 모양과 밀도, 분포위치에서 분류군마다 다르게 나타나 분류학적인 유연관계에 유용한 형질임을 제시해 주었다.
미나리아재비과(Ranunculaceae) 너도바람꽃속(Eranthis)중에서 우리나라에 자생하는 너도바람꽃(E. stellata Maxim.)과 변산바람꽃(E. byunsanensis B. Sun)을 대상으로 종자의 외부형태와 해부형태를 관찰하였다. 그 결과, 두 종간에 종자표면의 모용 발달 유무에서 뚜렷한 차이가 관찰되었다. 즉, 너도바람꽃의 종자는 표면에 단세포성 모용이 발달하지 않는 반면, 변산바람꽃은 종자표면에 표피세포 유래의 단세포성 모용이 잘 발달하는 특징이 확인되었다. 이것은 변산바람꽃을 신종으로 발표하면서 제시했던 형태적 특징 외에, 변산바람꽃을 특산종으로 강하게 지지할 수 있는 또 다른 명확한 형태적 특징이라고 판단된다. 아울러 이번 연구에서 재료의 미확보로 연구하지 못한 풍도바람꽃과 일본종 E. pinnatifida의 종자형태도 비교 연구되어야 할 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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