Allelopathic Inhibition by Extracts and Volatiles from Leaf and Seed of Sicklepod (Cassia tora L.)

결명자(決明子)(Cassia tora L.) 엽(葉)과 종자(種子)의 추출물(抽出物)과 휘발성분(揮發成分)의 타감성(他感性) 생육저해작용(生育沮害作用)

The growth of weeds and some other plants has been considered to be inhibited by sicklepod(Cassia tora L.) sharing the habitat. The study was conducted, for the first time, to propose that this phenomenon is not only due to competition for physical and nutritional conditions but also due to allelopathy. In addition, autotoxicity of sicklepod was examined. The results are summarized as follows. 1. Rice sheath length reduced progressively from 18 % to 36 % with increasing the concentration of treating aqueous extracts of sickle pod seeds, but rice germination was not affected. In contrast, radish hypocotyl length was not reduced by the aqueous extract treatment but radish germination was significantly reduced by 66 % at 1 : 10 and 1 : 5 treatment. 2. Total chlorophyll contents in rice seedling decreased from 50 % to 65 % by treatment of seed aqueous extracts diluted from 1 : 50 to 1 : 5 ratio. 3. Aqueous extracts of sicklepod leaves significantly reduced hypocotyl length and fresh weight in radish and germination in rice, but mung bean was slightly affected by aqueous extracts only in fresh weight. 4. Volatiles from fresh, immature seeds with husk reduced the radish germination and seedling growth and radish root growth appeared to be more sensitive to the exposure to volatiles from fresh immature seeds than both germination and hypocotyl growth. 5. Volatiles from sickepod leaves inhibited germination and growth of radish, rice and mung bean, and seedling growth was more sensitive to volatiles from leaves than germination. 6. Volatiles from sicklepod leaves reduced germination and radicle length of sicklepod itself. 7. Collectively, it is concluded that there are water-soluble and volatile substances responsible for allelopathy in sicklepod.

본 실험은 결명자(決明子)(Cassia tora L.)의 재배지에서 타작물이나 잡초의 생육이 저해되는 현상이 단순한 물리적 조건의 경쟁뿐 아니라 타감작용(allelopathy)에 기인함을 탐색함과 동시에 결명자의 자가독성을 확인하는 연구로서, 결명자 식물의 종자와 잎의 수용성 추출액 및 휘발성분이 무우(십자화과), 벼(화본과), 녹두(두파)등의 발아와 유묘성장에 미치는 영향을 살펴 본 결과는 다음과 같다. 1 결명자 종자의 수용성 타감물질에 의한 저해효과에 대해, 벼는 발아보다 유묘성장이 더욱 민감하게 저해되었고, 반면 무우는 발아가 배축의 길이 성장보나 더 민감하게 저해되었다. 2. 결명자 종사의 수용성 추출액 처리에 의해 추출액의 처리농도가 커질수록 벼 유묘의 엽록소 함량은 무처리구의 50%에서 65%까지 감소하였다. 3. 결명자 잎의 수용성 추출액 처리에 의해 무는 배추길이와 생체량이, 벼는 발아가 저해되었으나, 녹두는 단지 생체량에서 약간의 저해를 보였다. 4. 결명자 미숙종자의 휘발성분은 무우의 발아와 생육에 저해작용이 있으며, 특히 뿌리의 생장이 발아나 배축성장보다 더 민감하게 저해되었다. 5. 결명자 잎의 휘발성 성분은 무우, 벼, 녹두의 발아나 생육에 저해적인 타감작용 효과를 나타냈으며, 특히 발아보다는 유묘의 성장이 더 많이 저해되었다. 6. 결명자 잎의 휘발성분에 의해 결명자 스스로의 발아와 유근 성장이 저해되는 자가중독 현상이 확인되었다. 7. 결과적으로, 결명자의 종자와 잎에는 일부 타식물에 대하여 타감작용과 아울러 자가중독을 유발하는 수용성 및 휘발성 물질이 존재하는 것으로 인정된다.