본 연구는 멸종위기종 꼬리겨우살이의 기주선호성과 서식환경 특성을 살펴보기 위해 실시되었다. 꼬리겨우살이가 자생하는 강원도 7개 지역을 선정하여 기주목의 DBH, 기주 높이, 가지고사 및 기주 당 꼬리겨우살이와 겨우살이가 자생하는 수 등을 조사하였다. 조사 결과 1,270개체의 꼬리겨우살이를 420개 기주목에서 발견하였으며, 동일한 227개 기주목에서 665개의 겨우살이를 발견하였다. 기주목은 5과 6속 8종 1변종으로 참나무과에서 86.9% 빈도로 가장 높게 나타났다. 꼬리겨우살이가 자생하는 해발고는 420~1,250 m로 나타났으며 주요 해발고는 600~900 m인것으로 나타났다. 기주목의 평균 DBH와 기주 높이는 각각 38.6 cm와 13.0 m였으며, 가지고사는 300개의 기주목에서 기주목당 1.5개의 빈도로 나타났다. 본 연구결과를 통해 기주목의 특성 중 DBH가 꼬리겨우살이의 군집과 지역적 분포에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.
우리나라 희귀식물인 꼬리겨우살이(꼬리겨우살이과) 자생 집단의 효율적인 보전대책을 수립하기 위하여 자생 집단의 분포와 자생지 특성을 구명하고, 이를 토대로 보전지위 평가를 수행하였다. 한반도에서 꼬리겨우살이는 지리산에서부터 백두대간을 따라 설악산까지 분포하였으며, 전체 개체 중 97.8%가 강원도 지역에 집중분포 하였다. 그리고 꼬리겨우살이의 1,385개체가 480개의 기주식물에 기생하는 것으로 확인되었으며, 해발 353~1,250 m의 범위에서 광이 충분한 능선부위에 분포하는 것으로 관찰되었다. 꼬리겨우살이의 기주식물 범위는 5과 6속 10분류군(9종 1변종)이었으며, 그중 신갈나무에서 81.5%가 확인되어 가장 선호하는 결과를 보였다. 꼬리겨우살이의 분포와 자생지 특성조사 결과를 토대로 IUCN 적색목록 기준에 의한 보전지위를 평가한 결과 지역수준에서 VU등급으로 분류되었다. 그리고 꼬리겨우살이의 최대 분포지역인 설악산과 태기산, 오대산 지역에 대해 현지 내 보전구역으로 설정하여 집중보호를 해야 할 것으로 판단되었다. 이와 같이 꼬리겨우살이의 자생 집단의 지속가능한 보존을 위한 보전전략과 이를 위한 전략수립을 도출하였다.
일반적으로 겨우살이라고 하는 공중기생식물들에 대한 연구는 주로 생태학적 측면과 농업적 측면에서 이루어져 왔다. 그러나 최근 약용자원 측면에서 관심이 높아져 우리나라에 분포하고 있는 겨우살이에 관한 연구도 활발해지고 있다. 본 연구는 앞으로 겨우살이를 산업적으로 이용하기 위한 연구가 진행될 것에 대비하여 한국에 분포하는 겨우살이를 중심으로 지금까지의 분류학 및 생태학 분야의 연구내용을 고찰하고자 수행했다. 겨우살이는 교목이나 관목의 가지에 기생하는 단향목에 속하는 현화식물로서 우리나라에는 단향과의 겨우살이 [Viscum coloratum (Komarov) Nakai f. coloratum], 붉은겨우살이[Viscum coloratum (Komarov) Nakai f. rubroaurantiacum (Makino) Kitagawa], 동백나무겨우살이[Korthalsella japonica (Thunb.) Engl.] 등 3분류군과 꼬리겨우살이과의 꼬리겨우살이(Loranthus tanakae Franch. et Sav.)와 참나무겨우살이[Taxillus yadoriki (Sieb. ex Maxim.) Danser] 등 2분류군을 합하여 2과 4속 5분류군이 분포하고 있다. 그런데 이 종들에 대한 분류학적 연구가 아직까지는 미진하였으며, 분포범위 또한 광범위하기 때문에 종 내의 형태변이에 대한 관찰도 추가적으로 이루어져야할 것이다. 겨우살이의 분포는 숙주 특이성과 숙주간의 거리, 환경조건, 그리고 숙주식물의 형태, 전파 매개자 섭식특성과 서식지 선택 특성에 따라 결정되었다.
본 연구는 멸종위기에 처한 꼬리겨우살이 종자의 형태적 특징과 발아과정 및 종자발아에 미치는 기주목, 온도, 습도의 영향 및 꼬리겨우살이 종자의 형태적 특징을 관찰하고 일반 겨우살이 종자와의 비교를 위하여 연구를 수행하였다. 꼬리겨우살이 종자발아는 기주목에 접종 1주일 후 원기근을 형성하기 시작하였으며 대부분의 발아조건에서 80~95%의 발아율을 보였다. 종자발아 후 흡기근 침투율은 $20^{\circ}C$ 조건에서 다양한 기주식물 중 신강포플러에서 가장 높은 흡기근 침투율(72%)을 보였으며, 이 외에도 $20^{\circ}C$ 조건에서 산뽕나무, 단풍나무 및 밤나무에서 흡기근 침투율이 각각 57%, 55% 및 42%를 보여 수종과 온도에 따라 흡기근 침투율의 차이가 나타났다. 관수가 없는 조건에서도 종자발아가 진행되었으나 접종 12주 후 꼬리겨우살이 종자와 기주목이 모두 고사하였다. 꼬리겨우살이 종자발아 과정은 원기근 유도${\rightarrow}$흡착기관 발달${\rightarrow}$흡기근 형성 및 침투단계로 총 14주의 기간이 소요되며 꼬리겨우살이가 종자발아를 위해서는 단계별 과정과 긴 기간이 필요한 것으로 보였다.
본 연구는 멸종위기에 처한 꼬리겨우살이 종자로부터 기내배양체계 기반확립을 위해 기내 종자발아 실험을 실시하였다. 꼬리겨우살이 종자는 배지에 치상 1주 후 원기근이 형성되어 발아가 진행되었다. 배지종류와 viscin 유 무에 따른 꼬리겨우살이의 기내 종자발아율은 viscin이 제거된 종자를 SH 배지에 치상하였을 때 가장 높은 발아율(69%)을 나타냈고, 고형지지물 종류와 농도에 따른 발아율은 0.35% gelrite 첨가 시 가장 높은 발아율(75%)을 보였다. 저장 기간과 저장 상태에 따른 발아율은 채집 직후(3일 후) 조건에서 가장 높은 발아율을 나타냈고, 저장기간이 8주, 16주로 길어짐에 따라 발아율은 감소하였다. 흡착판과 흡기근은 White 기본배지에 치상하였을 때 각각 95%, 8%의 형성율을 나타내었다. 꼬리겨우살이의 기내 종자발아과정은 원기근 형성, 흡착판 형성, 흡기근 형성 순으로 진행되었다.
본 연구는 희귀기생식물인 꼬리겨우살이(Loranthus tanakae)의 보전을 위한 기초자료 제공을 목적으로 꼬리겨우살이와 겨우살이(Viscum album var. coloratum)를 대상으로 계절에 따라 자생지에서 어떠한 생리특성을 나타내고, 기주목과는 어떠한 차이를 보이는지, 광합성 속도, 증산 속도, 수분이용효율, 엽록소 형광반응 및 엽록소 함량을 조사함으로써 살펴보았다. 꼬리겨우살이의 최대 광합성 속도는 6월 중순 광량 $941{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$일 때 $9.36{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 최대 증산 속도는 7월 하순 광량 $1,596{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$일 때 $5.06{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 나타났다. 겨우살이의 최대 광합성 속도는 9월 중순 광량 $418{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$일 때 $6.51{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 최대 증산 속도는 9월 초 광량 $1,735{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 일 때 $3.91{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 나타났다. 겨우살이는 기주목과 꼬리겨우살이 모두 낙엽이 떨어진 11월에도 광합성이 가능하였다. 특이하게 꼬리겨우살이의 증산 속도가 기주목보다 항상 높은 값을 유지하였다. 최대 엽록소 함량(엽록소 a+b)은 꼬리겨우살이가 7월 하순 $8.23mg{\cdot}g^{-1}$, 겨우살이는 6월 중순 $10.27mg{\cdot}g^{-1}$로 나타났으며, 엽록소 a/b 비율은 계절에 따라 꼬리겨우살이 1.7~3.7, 겨우살이 1.1~4.5로 큰 차이를 보였다.
"향약채취월령"과 "동의보감"을 비롯한 우리나라 옛 문헌에 나오는 식물명 상기생(桑寄生)은 지금까지 뽕나무겨우살이(Loranthus parasiticus), 꼬리겨우살이(Loranthus tanakae), 참나무겨우살이(Taxillus yadoriki), 뽕나무겨우살이(Taxillus chinensis), 동백나무겨우살이(Korthalsella japonica), 그리고 겨우살이(Viscum album var. coloratum)로 알려져 왔다. 최근에는 상기생(桑寄生)이 국내에는 분포하지 않는다는 주장도 제기되었으나, 옛 문헌에 기록된 상기생은 중국에서 부르는 상기생, 즉 Taxillus sutchuenensis과는 다른 겨우살이(V. album var. coloratum)임이 확인되었다. 상기생을 뽕나무겨우살이라고 불렀으나, 최근에는 겨우살이로 부르고 있음이 확인되었다.
꼬리겨우살이(Loranthus tanakae) 전초를 80% MeOH 수용액으로 4회 반복 추출한 뒤, 감압 농축한 추출물을 ethyl acetate(EtOAc), n-butyl alcohol (n-BuOH)과 $H_2O$층으로 계통 분획을 실시하였다. n-BuOH 분획에 대하여 silica gel ($SiO_2$), octadecyl silica gel (ODS), Sephadex LH-20 column chromatographies를 반복실시하여 1종의 cyclofarnesane sesquiterpene glucoside 화합물을 분리 및 정제하였다. 스펙트럼 데이터를 분석하여 입체 구조를 포함한 화합물의 구조를 (1'R,3'S,5'R,8'S,2E,4E)-dihydrophaseic acid $3^{\prime}-O-{\beta}-{\text\tiny{D}}$-glucopyranoside로 구조동정 하였다. 이 화합물은 이번 실험을 통하여 꼬리겨우살이로 부터는 최초로 분리되었다. 분리한 단일 물질은 AGS (Caucasian gastric adenocarcinoma cells)와 Hepatocyte carcinoma cells에 대하여 $50{\mu}g/mL$ 이상에서 농도 의존적으로 유의한 정도의 세포독성을 보이는 것이 확인되었다.
한국에 자생하는 겨우살이과 4종, 겨우살이, 참나무겨우살이, 동백나무겨우살이, 꼬리겨우살이 등에 대해 잎과 줄기의 해부학적 특징과 기주식물별 2차 흡기구조의 해부학적 특징을 조사하였다. 그 결과 잎과 줄기의 해부학적 특징으로 한국산 겨우살이과 4 분류군을 종과 속 수준에서 구별할 수 있는 것으로 파악되었다. 잎에서는 향축면과 배축면의 축, 중앙맥에 발달된 유관속 형태, 후벽세포의 발달 여부 등이, 줄기에서는 횡단면에서 줄기의 전체적인 형태, 큐티클층의 발달 정도, 유관속의 배열, 후벽세포와 수의 발달 여부 등이 표징형질로 조사되었다. 기주별 2차 흡기의 특징을 확인하기 위해 참나무겨우살이와 동백나무겨우살이에서 각각 7종류 및 5종류의 기주식물을 대상으로 지상부 흡기 발달 정도, 종단면에서 2차 흡기의 모양과 플랜지 발달 여부, 기주내 침투 지역과 흡기 축의 발달 여부, 2차 흡기에서 흡기세포의 위치와 짧은 흡기 가도관의 발달 여부 등 형질을 조사하였다. 조사된 형질에서 참나무겨우살이와 동백나무겨우살이는 뚜렷하게 구별되었다. 한편, 기주식물의 강도와 흡기의 발달 정도에 따라 2차 흡기의 전체적인 형태가 기주별로 다소 차이가 있었으나, 침투 지역, 흡기 짧은 가도관 세포의 발달 등 정성적인 형질들은 기주와 발달 정도에 영향을 받지 않고 항상 일정하여 계통학적으로 의미 있는 특징으로 파악되었다.
2015-2016년 사이 라오스 식물상을 조사하는 과정에서 발견한 미기록 현화식물을 보고한다. 라오스 푸카오쿠오아이 국가생물다양성보전지구에서 야목단과(Melastomataceae)의 Phyllagathis tuberosa (C. Hansen) Cellinese & S. S. Renner와 꼬리겨우살이과(Loranthaceae)의 Tolypanthus pustulatus Barlow를 발견하였으며, 이들은 태국의 기준표본 채집지 외에는 아직까지 채집된 바 없는 종들로, 라오스에 분포하는 것을 처음으로 확인하였다. 한편, 인동과(Caprifoliaceae)의 Lonicera bournei Hemsl.는 20세기초 라오스에 분포하는 것으로 보고된 바 있으나 이후 채집 기록이 없다가, 라오스 시앙쾅주 포사보국가보호지구에서 다시 발견하였다. 본 연구의 결과는 라오스 및 동남아시아 국가의 식물상 및 그 특성을 규명하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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