난대림 지역인 전라남도 신안군 흑산면에서 발견된 한반도 미기록 1종 신안새우난초(Calanthe aristulifera Rchb. f.)를 보고한다. 신안새우난초는 잎의 뒷면에 털이 있고 거가 있다는 점에서 이미 보고된 새우난초속(Calanthe)의 다른 종들과 쉽게 구별된다. 신안새우난초는 새우난속의 교배품종 개발에 매우 중요한 종이다.
전라남도 신안군 흑산면에서 한반도 미기록종인 다도새우난초(Calanthe ${\times}$ kibanakirishima F. Maek.)를 발견하여 보고한다. 다도새우난초는 신안새우난초와 비슷하지만 화색이 다르고, 거가 짧고 더 굵다는 점에서 다르다. 국내의 다른 새우난초속 종들과는 잎의 뒷면에 털이 있고 거가 발달한다는 점에서 쉽게 구별된다.
The present study researched morphological characteristics and analyzed the genetic diversity by using RAPD in Calanthe species, native plant in Jeju, Korea. Twenty-six samples were selected by flower color, and 19 horticultural traits were investigated to study morphological characteristics. The C. discolor had the smallest leaf, the length and width of dorsal sepal, lateral sepal, petal, central lip, lateral lip, and flower stalk length were shortest and/or smallest except the spur and ovary length in Calanthe species, but those of Calanthe discolor for. sieboldii (Dence.) Ohwi (Calanthe discolor for. sieboldii) were the largest and/or biggest, and those of variants were the intermediate between C. discolor and C. discolor for. sieboldii, but spur length was the longest in C. discolor, the shortest in C. discolor for. sieboldii, and intermediate in the variants. Ovary length in C. discolor was shortest and C. discolor for. sieboldii and variants were similar with each other. The flower colors of C. discolor were brownish red, the value of CIE Lab was between 40 and 50. The flower color of C. discolor for. sieboldii was yellowish; the value of CIE Lab was between 110 and 130. And variants had various colors between 50 and 70 in the value of CIE Lab. After analyzing multiple band patterns of PCR products, 154 bands were selected as polymorphic RAPD markers. The analysis of Genetic distance of Calanthe species using RAPD showed that C. discolor and C. discolor for. sieboldii are more distant from each other than variants, and demonstrated the fact that genetic position of variants is between the other two species.
한라산을 중심으로 새우란(Calanthe discolor)은 해발 120~600m 범위에서, 금새우란(C. sieboldii)은 300~600m에서 분포하였고, 왕새우란(C. bicolor)은 해발 300~400m의 범위에서 새우란과 금새우란이 동시에 분포하는 지역에서만 분포하였다. 엽(葉)과 화기(花器)의 형태적인 면에서 새우란이 가장 작았고 금새우란이 가장컸으며, 왕새우란은 그 중간형태를 나타내었다. 화색(花色)에서는 새우란은 적갈색 계통의 꽃잎과 흰색의 설판과 같은 단순한 색상을 나타내었고, 금새우란은 노란색계통만을 나타내었다. 반면 왕새우란은 두 종의 색이 혼합된 다양한 화색을 나타내었다. 따라서 왕새우란은 새우란과 금새우란의 자연 교잡에 의해 출현된 새로운 종으로 사료된다.
5개의 한국산 새우난초류 즉 새우난초, 한라새우난초, 금새우난초, 여름새우난초, 신한새우난초의 분류학적 및 유전적 유연관계가 증폭길이다형성(AFLP) 자료를 근거로 조사되었다. 위의 5개 분류군 및 노란색에 흰 설엽을 갖는 몇몇 돌엽변이체 등 16 개체가 연구에 사용되었다. AFLP를 통해서 50개의 분자마커가 동정되었다. 다변량분석의 결과는 유전적 다양성이 종내에서 보다 종간에 크게 나타났다. 유전적 비유사성은 다른 분류군에 비해서 YW 돌연변이체들 간에 가장 낮았고, 여름새우난초 개체들 간에 가장 높았다. 돌연변이체들은 주된 유집군의 밖에 유집되었다. 한라새우난초는 새우난초와 먼저 유집되어 유전적 구성이 다른 종보다 새우난초에 더 가까운 것으로 판단된다. 비록 한라새우난초가 새우난초와 금새우난초의 자연잡종에 의해 기원되었다고 하여도 분자 마커, 유집분석 그리고 비유사도 자료를 통해서 유전자이입이 새우난초 쪽으로 이루어진 것으로 판단된다. 결론적으로 한국산 새우난초류는 유전적 다양성이 있고, 한라새우난초는 새우난초 쪽으로 유전자이입이 있으며, YW 돌연변이체들은 유전적으로 금새우난초에 보다 가깝다.
새우난초의 자생지 생태환경은 낙엽활엽수림대로 비자생지보다 여름철 기온이 낮고 강수량이 많았으며, 상태습도가 연중 75~90%로 고른 분포를 보였다. 새우난초의 자생분포에 가장 중요한 영향을 끼치는 환경요인은 광(光)이었는데, 낙엽이 지기 전까지는 수관에 의해 강한 광선이 차단되었고, 자생지의 온도가 낮아졌으며, 광도가 400~1,500lux에서 가장 많은 분포를 보였다. 낙엽이 진 겨울철에는 30,000~50,000lux의 광이 유입되어 자생지의 온도를 높여 새우난초의 월동이 가능하였다. 새우난초는 낙엽활엽수림대에 자생하여 여름철에는 강한 광선의 차단효과를 얻었고, 겨울철에는 광선의 유입을 도모하고 낙엽으로 인한 피복으로 보온효과를 얻은 것으로 사료되었다.
본 연구에서는 충남, 제주, 경남, 충북 등에서 새우난초(Calanthe discolor)와 은대난초(Cephalanthera longibracteata)의 뿌리를 채취하여 표면살균한 후 내생균을 순수분리 하였다. 분리된 내생균의 형태학 특징을 관찰하고 internaltranscribed spacer (ITS) rDNA영역의 염기서열을 ITS1F와 ITS4프라이머를 이용하여 분석하였다. 서로 다른 지역에서 채집한 새우난초와 은대난초이지만, 공통적으로 Leptodontidium orchidcola가 높은 상대수도와 빈도를 나타냈으며, 내생균류의 군집차이를 분석할 결과, 지역적 차이보다는 숙주에 의한 차이가 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.
새우난초, 금새우난초 그리고 그외 변이(變異)종들의 잎, 꽃잎, 악편, 설판(舌瓣)의 특징들과 화색(花色)의 차이등을 요약하면 다음과 같다. 엽수(葉數)는 2~4장(杖), 엽장(葉長)은 12cm~18cm, 엽폭(葉幅)은 5cm~8cm였다. 꽃잎의 길이는 12.8mm~27.0mm, 넓이는 4.8mm~11.2mm였고 색깔은 자색계통(紫色系統), 황색계통(黃色系統), 홍색계통(紅色系統)으로 나타났다. 악편의 길이는 13.6~28.5mm, 넓이는 6.9mm~11.8mm, 색깔은 자색계통(紫色系統), 황색계통(黃色系統), 홍색계통(紅色系統)으로 나타났다. 설판(舌瓣)의 길이(a)는 5.8mm~12.4mm(b)는 11.8mm~20.5mm, 색깔은 백색계통(白色系統)이 가장 많았다. 새우난초를 화색의 차이에 따라 24계통(系統)으로 분류하였더니 2~11번은 새우란(1)에 가까운 자색계통(紫色系統)이었고 13~15번은 금새우란(2)에 가까운 황색계통(黃色系統)이었으며 16~24번은 새우란과 금새우란의 혼합색인 홍색계통(紅色系統)으로 추정되었다.
원예화 가능성이 매우 높은 왕새우난초($C.{\times}bicolor$)의 기내 대량증식법을 확립하기 위해 새우난초(C. discolor)와 금새우난초(C. discolor for. sieboldii)를 4월 중순에 종간 인공 교배하여 같은 해 10월 중순에 F1 잡종 종자를 획득하여 종자의 전처리 및 여러 가지 배양환경에 따른 발아율 및 기타 생육 특성을 조사하였다. 파종 시 종자의 전처리에 따른 F1 종자의 기내 발아율을 조사한 결과, 종자의 흡습처리와 초음파 처리가 종자의 발아율과 원괴체 형성율을 높일 뿐만 아니라 원괴체의 형성기간도 단축되었다. 또한 파종 후 암배양하는 것이 종자의 발아율 및 원괴체의 형성율이 높았다. 발아 배지에 NAA와 BA 등의 호르몬 첨가는 발아율과 원괴체의 형성율을 촉진하였지만 비정상적 인 유묘가 많이 발생하여 건강한 유묘의 생산에는 적합하지 않았다. 유묘는 활성탄을 $0.5g/L^{-1}$를 첨가한 H3P4배지에 계대배양하여 건강한 새우난초 유식물체를 생산하였으며, 화분에서 성공적으로 순화하여 새우난초와 금새우난초의 인공교배를 통하여 원예성이 높은 왕새우난초을 육성할 수 있음을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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