식물 세포와 조직 사이에 형성된 규산염인 식물규소체는 특히 벼과식물에서 다양한 형태로 많이 산출되고, 분석 결과는 제4기 기후와 환경변화 복원 및 농경활동 가능성을 밝히는데 기여한다. 식물규소체는 물리적, 화학적 풍화에 대한 저항력이 강하며 토양에서 장기간 보존되지만, 제자리에 퇴적되는 특성으로 인하여 연구성과의 적용 공간은 제한된다. 식물규소체는 반복성과 중복성으로 동정이 어렵고, 분류체계도 완성되지 않았으므로 우리나라에서 적용할 수 있는 식물규소체 형태분류를 시도하였다. 식물규소체 분석 결과를 통한 고환경복원은 다양한 분야에서 활발하게 이루어지고 있다. 특히 식물규소체의 기후지시자와 함께 Iph와 Ic 등 기후지수를 이용하여 고해상도의 고기후복원도 가능하다.
경남 마산에서 한반도 미기록 벼과식물인 Echinochloa oryzoides (Ard.) Fritsch를 발견하였다. 본 종은 논피와 마찬가지로 주로 논에서 발견되어 출수전에는 형태적으로 벼와 비슷하여 구별이 어려우나 원추화서는 아래로 처지고 소수가 논피보다 드믈게 달리며 제1포영은 소수의 1/4-2/5 정도이고 일정하게 1 cm 이상의 긴 까락을 가지고 있다. 염색체 수는 2n = 54이다. 국명은 식물체가 논피와 비슷하고 논에서 발견되는 점을 고려하여 '나도논피'로 신칭하였다. 근연종인 논피는 원추화서가 직립하고 제1포영은 소수의 반 이상이며 제1 호영은 까락이 없거나 짧은 까락이 불규칙하게 달린 점이 나도논피와 구별된다. 염색체 수는 2n = 36이다. 논피의 학명은 E. oryzicola (Vasinger) Vasinger로 정정하였다.
한국 미기록 벼과(Poaceae Barnhart) 식물인 애기향모(Anthoxanthum glabrum)와 큰개사탕수수(Saccharum arundinaceum)가 확인되었다. 애기향모는 경기도 안산시, 경북 상주시 그리고 전남 화순군에서 확인 되었고, 근연 분류군인 향모(A. nitens)와 비교하여 소수, 포영 및 호영 길이의 특징으로 구별된다. 큰개사탕수수는 서울 강남구, 마포구와 전남 화순군에서 확인 되었고, 근연 분류군인 개사탕수수(S. spontaneum)와 비교하여 제 1 포영털의 유무와 소수기모의 길이 특징으로 구별된다. 그에 따른 미기록 분류군에 대한 형태적 특징과 도해 및 생태사진을 제시하였다.
전남 구례군, 광주광역시 그리고 인천광역시에서 미기록 귀화식물 2종을 발견하였다. 유럽육절보리풀로 이름 붙인 Glyceria declinata $Br{\acute{e}}b$.(벼과)는 전남 구례군 구례읍 섬진강 부근과 광주광역시 동구 사동 광주천 부근에서 확인되었으며, 근연 분류군인 육절보리풀(G. acutiflora)과 비교하여 소수의 길이는 15-20mm로 짧고, 호영의 끝부분이 뭉툭한 특징으로 구별된다. 또한 처진미꾸리광이로 이름 붙인 Puccinellia distans (Jacq.) Parl. (벼과) 는 인천광역시 영종도, 용유도, 강화군 초지진 등에서 확인되었으며, 근연 분류군인 갯꾸러미풀(P. nipponica)에 비해 호영은 길이 1.8-2.5mm이고, 엽설은 길이 1-2mm로 더 작고, 개화기 후 화서의 밑 부분 가지가 밑으로 젖혀지는 특징으로 구별된다.
최근에 전 세계적으로 동물, 식물뿐만 아니라 균류, 해조류 등에서 활발하게 이용하는 DNA 바코드는 게놈 DNA의 단편을 이용해 종들 간의 DNA 변이를 발견하여 형태적 지식 없이 정확하게 종을 동정하고 분류하는 방법이다. 고등식물에서는 단일마커로 바코드 조건을 충족할 수 없어 엽록체 DNA의 rbcL과 matK 유전자를 표준마커로 이용하고 있다. 본 연구는 식물 표준 바코드마커와 핵 DNA의 ITS 부위를 이용하여 국내 벼과 식물 252 분류군 중 주로 농경지에서 발생하는 잡초 총 84분류군 403생태형을 바코드하여 데이터베이스를 구축하기 위하여 수행하였다. 바코드 결과 PCR 증폭과 염기서열 분석 성공률은 rbcL에서 가장 높았으며 matK에서 가장 낮았다. 그러나 바코드 갭과 종식별 해상력은 matK에서 가장 높았다. 80.9%의 염기서열 분석 성공률을 보인 ITS는 matK와의 조합에서 92.9% 까지 종 식별 해상력을 높일 수 있어 벼과 바코드에 매우 유용한 조합이었다. 벼과의 바코드데이터는 미국의 국립생물공학정보센터에 기탁하여 genbank 번호를 부여받아 공개하였다. 그러므로 형태적으로 동정이 어려운 벼과 잡초를 matK와 ITS 부위의 염기서열을 분석하여 미국의 국립생물공학정보센터에 기탁한 데이터와 비교함으로써 쉽고 간편하게 동정할 수 있게 되었다.
자연초원(natural grassland)은 연간 강수량이 $250\sim1000mm$, 기온이 $0\sim26^{\circ}C$인 지역에서 형성되는 기후극상의 식생으로써 초본식물, 특히 벼과식물이 우점되어 있다. 이 자연초원은 세계에 널리 분포되어 있는데 지역에 따라 온대초원 열대초원, steppe, prairie, pampa등으로, 식물의 초고에 따라 장초형 초원 단초형초원으로 분류한다. 한국에는 연간 강수량이 많고 연평균기온이 높아서 기후 극상의 자연초원은 성립되지 못하고 식생천이의 도중상으로 소규모의 초본식물군락이 나타난다. 이들은 주로 방치된 경작지나 경작지주변의 인간간섭이 많은곳, 해수나 강물의 영향으로 나무가 생장할 수 없는 곳에 식생천이의 도중상으로 나타나거나, 산림이 산불이나 벌목으로 파괴된 곳에서 제2차천이의 과정으로 초본식물군락이 출현하는데 이것을 야초지(native grassland)라고 한다. 특히 야초지에 가축을 사육할 목적으로 목초를 재배하여 이용할 때는 초지라고 한다. 한국의 야초지식생을 구성하는 주요 우점초종은 억새, 새, 솔새, 잔디, 갈대, 쑥 등이며 건조하고 기온이 높은 여름에는 C-4형 식물이, 수분이 많고 서늘한 봄과 가을에는 C-3형 식물이 높은 생산성을 나타낸다. 야초지는 지표면을 피복하여 바람이나 빗물에 의한 토양침식을 방지할 뿐만아니라 초식동물의 먹이를 생산하고 자연경관을 아름답게 가꾸어 주는 중요한 역활을 하고 있으나 공장부지 주택지 농업용지등으로 개발되어 없어지고 관리가 이루어지지 않아 황폐화 되고 있다. 야초지를 효과적으로 보전하고 이용하기 위해서는 생장이 빠르고 생산성이 높은 우수한 목초를 재배하는 것이 바람직한데 그 방법으로는 겉뿌림초지조성법, 제경법, 시비법이 이용된다.
본 연구는 고라니(Hydropotes inermis argyropus)의 식이습성을 밝히기 위하여 강원도 철원지역과 전라남도 동부지역 등에서 채집된 44개체 고라니의 위내용물 샘플에 대한 먹이식물을 분석하였다. 분석 결과, 총 15목 18과 13종의 먹이식물이 확인되었다. 그중 가지과(Solanceae, 53.8%)와 벼과(Gramineae, 30.3%)의 식물이 가장 높게 나타났다. 지역별로 살펴보면, 강원도 철원지역에서는 13목 15과 10종이 확인되었는데 초본류(70.21%)와 가지과(29.18%)의 식이물이 많은 것으로 나타났다. 또한 전라남도 동부지역에서는 8목 7과 4종이 확인되었고, 벼과(78.6%), 목본식물(14.70%)이 많은 것으로 나타났다. 계절별로는 봄(80.6%)과 가을(68.8%)에는 벼과의 식물이 여름에는 콩과 (Leguminosae, 75.9%), 겨울에는 가지과(85.4%)의 식물을 선호하는 것으로 나타나 계절에 따라 먹이원이 서로 다른 양상을 보였다. 따라서 고라니는 지역별, 계절별로 선호하는 식물이 다르게 나타난 바 고라니 관리방안에 본 결과를 활용할 수 있다.
벼과식물과 관련된 질소고정균을 분리하기 위하여 한반도 남부지방의 19지역에서 쌀, 밀, 귀리, 보리, 호밀, 옥수수 등을 채집하여 이들의 뿌리로부터 free living bacteria와 endophyte를 분류하였다. Colony의 형태, 크기, 색깔 등과 16S rDNA 염기서열을 근거로 63종으로 분류하였다. nifH 유전자 염기서열 결정과 nitrogenase 활성 측정을 통하여 분리균주 모두 질소고정 능력이 있음을 확인하였다. 그리고 식물에서 분리한 내생균의 특징 중 하나인 cellulase활성이 대부분의 분리 균주에서 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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