아까시나무(Robinia pseudoacacia L.) 꽃의 개화 단계별 향기성분 조성 비교

Comparative Study on the Composition of Floral Volatile Components in the Flowering Stages of Robinia pseudoacacia L.

식물의 향기성분에 대한 프로파일은 기본적으로 추출법의 효율성에 기반한다. 본 연구에 사용된 SPME 방식은 한 개체의 식물로부터 반복적인 시료의 채취가 가능하고, 사용하는 fiber의 종류에 따라 극성과 비극성 성분 모두 가질 수 있기 때문에 사용범위가 넓고 재현성이 강하다. 본 연구는 아까시나무 꽃으로부터 발산되는 휘발성 성분을 SPME법으로 추출하여 GC/MS를 통해 분석을 시도하였다. 선행연구에서 관찰한 결과(Aronne et al., 2014; Xie et al., 2006) 아까시나무 꽃의 향기성분은 대다수 terpenoids와 benzenoids 화합물로 밝혀졌다. Pinene, (Z)-${\beta}$-ocimene, linalool, benzaldehyde가 대표적인 아까시나무 꽃의 주요 향기성분으로 검출되었다. 또한 ${\beta}$-myrcene, limonene, farnesene, methyl benzonate, indole, methyl anthranilate, phenylethyl alcohol 등은 아까시나무 꽃 특유의 강한 향을 구성하는데 중요한 휘발성분으로 생각된다. 또한 본 연구는 개화의 단계별로 발산하는 향기성분과 그 구성비율이 확연하게 차이가 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과를 통해 꽃이 생합성 하는 향기성분의 조성은 정적인 비율로 구성하는 것이 아니라 꽃잎의 발달과 함께 동적인 비율로 구성한다는 것을 알게 되었다. 앞으로 아까시나무 꽃의 향기성분 생산에 미치는 환경적인 요인, 향기성분 발산의 주기성, 꽃의 노화와 수분 후(post-pollination)의 향기 발산, 화색과 향기성분과의 연관성에 대해 심층적인 연구가 수행되어야 할 것으로 보인다.

Floral scent emitted from many plants is the critical factors for pollinator attraction and defense for adaptation in environments. The fragrance components of flowers are different in composition by geographical origins, climate factors and the development stages of flowers. In the present study, we investigated the volatile-floral compounds in flowers of Robinia pseudoacacia L. and defined the chemical contribution for flowering periods. The volatile compounds analysis was performed by gas chromatography with mass selective detector after solid phase microextraction (SPME). We reported different compositional features of fragrance compounds according to flowering periods. The abundant compounds identified in stage 1 were ${\alpha}$-pinene (66.80%) and ${\beta}$-pinene (26.53%). Those of the stage 2 were (Z)-${\beta}$-ocimene (37.57%), ${\alpha}$-pinene (15.16%), benzaldehyde (16.63%), linalool (12.13%). The volatiles of stage 3 comprised an abundance of (Z)-${\beta}$-ocimene (64.94%), ${\alpha}$-pinene (9.84%), linalool (8.92%), benzaldehyde (1.71%). Leaf volatiles were distinct from those in the reproductive plant parts by their high relative amount of (E)-${\beta}$-ocimene (23.50%) and (Z)-3-Hexenyl acetate (27.87%). Differences in flower scents of the different stages and leaves are discussed in light of biochemical constraints on volatile chemical synthesis and of the role of flower scent in evolutionary ecology of R. pseudoacacia.