자원 식물학

 

 

** 인간생활에 유익하게 이용될 수 있는 야생식물, 자생식물, 귀화식물, 재배법이 확립된 모든 식물자원을 자원식물이라 한다. 자원식물의 특징은 다음과 같다.-대부분 재배기술의 체계가 확립되어 있지 않다. -특정지역의 특산물로 발전한다. -토지이용도의 제고효과가 크다. -유전자원으로의 이용가치가 크다. -조제가공하여 이용할 때 유관산업의 발전계기가 된다.

 

** 바빌로프의 유전자중심설의 핵심내용은 첫째, 농작물의 발상중심지는 변이가 다수 축적되어 있으며, 유전적으로 우성형질을 보유하는 형이 많다. 둘째, 지리적 진화과정을 보면 중심지에서 멀리 떨어질수록 우성형질이 점점 탈락하는 형식을 취한다. 셋째, 2차 중심지에서는 열성형질을 보유하는 형이 많이 존재한다.

 

**자원식물 보존의 중요성-인구증가와 산업의 발달에 따른 급격한 생물종 감소 -인류생존을 위한 생물자원으로서의 경제적 가치의 재인식 -절멸종, 위험종, 취약종, 희귀종, 불확실종의 증가 -육종소재로서 유전자원 보존의 중요성이 증가함. -새로운 용도로 자원식물의 직접 이용이 증가함. -자연환경보전법에 의해 육상식물은 멸종위기 야생생물 Ⅰ급과 Ⅱ급으로 분류된다. 멸종위기야생생물(육상식물) Ⅰ급은 광릉요강꽃, 나도풍란, 만년콩, 섬개야광나무, 암매, 죽백란, 털복주머니란, 풍란, 한란 등 9종이며, Ⅱ급은 섬시호, 섬현삼, 파초일엽 등 68종이다.

 

1 강

연습문제1. 바빌로프의 유전자 중심설 중 내용이 틀린 것은?  ① 농작물의 발상 중심지에는 변이가 다수 축적되어 있다. ② 발상 중심지에는 우성형질을 보유하는 형이 많다. ③ 지리적 진화과정은 중심지에서 멀어질수록 열성형질이 점점 탈락한다. ④ 2차 중심지에서는 열성형질을 보유하는 형이 많이 존재한다. 정답 : ③ 해설 : 유전자 중심설에 의하면 지리적 진화과정에서 중심지에서는 주로 우성형질을 보유하고 있고, 중심지에서 멀어질수록 우성형질이 점점 탈락하면서 2차 중심지에 이르면 열성형질을 보유하는 형이 많아진다.

1 강

연습문제2자원식물의 중요성에 대한 설명 중 틀린 것은?  ① 인구의 증가와 생물종의 생존관계는 부의 상관이다 ② 재배식물로 되지 않은 식물종 수가 재배식물보다 많다는 것은 이용할 수 있는 자원이 많다는 뜻이다 ③ 자원식물은 품종개량을 위한 유전자원으로 활용에도 의의가 크다 ④ 자원식물의 1차 대사산물은 특정식물에 국한되어 존재하는 것이 보통이다정답 : ④ 해설 : 자원식물의 1차대사산물은 모든 식물에서 볼 수 있는 탄수화물, 지방유, 셀룰로오스로 양적으로 대량생산된다. 2차대사산물은 특정식물에 국한하여 소량으로 존재하며 항암기능, 항생기능, 생체방어기능 등을 한다.

 

3. 자원식물의 특성에 대한 설명이 틀린 것은?① 자원식물은 재배기술체계가 미확립된 것이 많다. ② 야생식물의 재배화는 식물이용의 다양성을 넓게 하였다. ③ 자원식물은 생육특성이 다양하기 때문에 토지이용도의 제고에 유리하다. ④ 생산물의 품질과 규격을 통일시키기 위해서는 가공시설이 필요한 경우가 많다. 정답 : ② 해설 : 많은 종류의 야생식물 중 일부의 종만이 재배화가 이루어졌고 우량품종 육성으로 극히 소수의 품종만이 재배되면서 식물의 다양성이 좁아졌다.

 

** 자원식물은 활용면에서 유전자원으로 이용하기도 하지만, 식용ㆍ약용ㆍ섬유ㆍ유지 및 인간의 생활과 관련된 각종 산업의 원료로 직접 이용하거나 유효성분을 추출하여 사용하는 식물을 말한다. 유전자원은 우량유전자의 집적체로서 작물의 품종개량을 위한 육종의 소재로서 간접적인 이용을 주목적으로 하는 식물종을 말한다.

 

** 1950년대 이후 급속히 식물 유전자원이 소멸되기 시작했는데 주된 원인을 보면 새로운 우수 품종들이 육성 보급되어 재래종이 급속히 포장에서 사라지게 되고, 재배기술의 집약화와 정밀화로 재래종과 야생종이 소멸되게 되었고, 급속한 도시화로 환경오염의 유발때문에 자연생태계가 변화하여 자연상태로 존재하던 야생종이 소멸되었다.

 

** 식물유전자원을 보존할 수 있는 방법은 자생지 그대로 보존하는 현지 내 보존과 포장, 식물원, 유전자은행 등과 같이 자생지 이외의 장소로 옮겨서 보존하는 현지 외 보존을 들 수 있는데, 현실적으로 유전자원을 가장 효과적으로 보존하는 기관은 수목원이나 식물원이다.

 

** 장기보존 종자는 베이스컬렉션, 중기보존용 종자는 액티브컬렉션, 포장에 보존하는 것은 필드컬렉션이라 한다. 베이스컬렉션의 종자는 종자 수분 5~7%, 온도 -18℃의 저온에서, 액티브컬렉션은 종자수분 5±1%, 온도 4℃에서 저장한다.

 

** 자원식물의 1차특성평가 대상은 감별이 쉽거나 유전력이 높은 형질로서 개화기ㆍ초장ㆍ색깔 등이며, 2차특성평가 대상은 병해충저항성ㆍ내재해성 등이며, 3차특성평가대상은 환 경변이가 큰 수량과 품질 등이다.

 

** 국제식물유전자원위원회(IBPGR)의 기능을 강화하여 세계적인 식물유전자원의 수집, 보존, 기록, 평가 등의 업무와 연구를 수행하는 국제식물유전자원연구소(IPGRI)가 1991년 설치되었다. 생물종 다양성 유지를 위한 국제협약으로서 생물다양성협약(CBD), 멸종위기에 처한 야생동식물종의 국제거래에 관한 협약(CITES), 람사협약, 기후변화협약, 런던협약 등이 있다.

 

** 식물계는 자연의약품의 보고이다. 자원식물로부터 항암제, 항생제, 생채방어물질의 개발은 물론 특수기능성 식품재료, 향료, 염료, 화장품의 개발이 기대되며, 이로 인한 자원식물의 새로운 수요창출과 부가가치의 향상이 기대된다.

 

2강 연습문제1. 멸종위기에 처한 야생동식물의 국제거래에 관한 협약은?  ① Ramsar 협약 ② CITES 협약 ③ IT-PGRFA ④ TPC 협약 정답 : ② 해설 : 멸종위기에 처한 야생동식물의 국제거래에 관한 협약(CITES)은 멸종위기에 처한 야생동식물의 수출입 및 인허가 제도로서 무질서한 야생동식물의 채취 및 포획을 억제하고자 하는 협약이다. 또한 IT-PGRFA는 식량농업식물유전자원 국제조약으로 2001년 채택하고 2004년 40개국 이상이 비준하여 2004년 6월 29일 조약이 발효되었다.

 

2강 연습문제2. 식물유전자원의 중심지에서 자원의 보존, 개량 및 유용화에 끼친 과거, 현재, 미래의 기여로부터 발생하는 권리는 무엇인가?  ① 농부권 ② 자원주권 ③ 육성자권리 ④ 지적재산권 정답 : ① 해설 : 농부권에 대한 설명으로, 자원부국에서 주장하는 권리이다. 자원주권과 농부권은1991년 제26차 FAO 총회에서 결의되었다.

 

3. 조류인플루엔자(AI) 치료제 개발에 이용된 중국 토착향료식물은?  ① 마황(ephedra berba) ② 벨라돈나근(belladonna root) ③ 스코폴리아엽(scopolia leaf) ④  스타아니스(staranise) 정답 : ④ 해설 : 타미플루는 원래 스위스 제약회사 로슈사가 조류인플루엔자 치료제로 개발했다가 신종플루도 치료할 수 있다는 사실이 발견되어 제2의 전성기를 누리고 있다. 타미플루는 중국 토종식물 스타아니스(staranise, 팔각회향)란 나무에서 추출한 성분으로 개발한 것이다.

 

** 분류형질이란 식물이 가지고 있는 여러 특징 중에서 식물종의 비교, 동정, 해석과 같은 특별한 목적을 위해서 이용되고 있는 속성을 말하며, 식물체의 동정에 이용되고 식물체의 분류에 필요한 기본 정보들을 제공하고 있다. 형질상태란 어떠한 형질의 여러 상태들을 표현하는 상태를 말하며, 형질은 보통 2가지 이상의 상태로 표현된다.

 

 

** 영양 분류 형질이란 식물의 생식 활동에 관여하지 않는 식물의 뿌리, 줄기, 잎 등의 특징을 말하며, 이들 형질들은 주로 종이나 종이하의 분류 시에 이용된다. 따라서, 잎의 배열, 잎의 가장자리(엽연), 잎의 끝(엽선)과 밑(엽저)의 특징, 단엽과 복엽 등 잎의 모양, 뿌리 및 줄기의 특징 등을 영양 분류 형질이라 한다.

 

** 생식 분류 형질은 꽃이나 열매에 속해 있는 식물의 특징들로써 영양 분류 형질에 비하여 훨씬 일관성있는 많은 형질들을 제공하고 있는 식물분류의 1차적인 기준이 되며, 수술의 수, 자방(씨방)의 위치, 암술대의 길이, 암술머리의 모양, 열매 및 씨의 모양 등이 생식 분류형질에 속한다. 열매의 종류 또한 주요한 생식 분류 형질이며, 열매가 성숙되었을 때, 열매가 마른 상태인가 아닌가에 따라 건과와 육질과로 나뉘며, 열매가 쪼개져 씨가 밖에 노출되어 있는가 아닌가에 따라 개과와 폐과로 나뉜다.

 

3강 연습문제 1. 다음 설명 중 동정에 관한 내용이 옳은 것은?  ① 형태학적, 생리학적 또는 유전학적 자료를 이용하여 생물들을 배열하는 작업이다. ② 종들의 같고 다름을 가르는 작업으로 식물의 이름을 확인하는 작업이다. ③ 종, 속, 과, 목 등 계급에 관계없이 해당 계급에 속하는 모든 생물들을 말한다. ④ 식물에 이름을 붙이는 작업으로 국제식물명명규약에 따른다. 정답 : ② 해설 : 1번의 답안은 분류, 2번은 동정, 3번은 분류군, 4번은 명명에 관한 내용으로 분류학에서 이용되고 있는 가장 기초적인 용어로 반드시 숙지해야 한다

2. 식물분류학의 기준자료인 영양분류형질에 대한 설명 중 틀린 것은?  ① 뿌리, 줄기, 잎의 특징을 말한다. ② 대부분의 형질들은 종이나 종이하의 분류 시에 이용된다. ③ 식물분류의 1차적인 기준이 된다. ④ 잎의 모양, 배열, 엽선, 엽저의 특징 등이 영양분류형질에 포함된다. 정답 : ③ 해설 : 식물분류의 1차적인 기준이 되는 것은 영양분류형질이 아니라 생식분류형질이다. 영양분류형질은 같은 종내에서도 그 형태가 다양하게 나타남에 따라 종을 동정할 때 조심하여야 한다.

 

3강 연습문제연습문제 3생식분류형질에 대한 설명이 틀린 것은?  ① 꽃은 꽃받침, 꽃잎, 수술, 암술 4개의 기관으로 구성된다. ② 암술은 꽃의 중심에 있으며, 심피가 단위 구조이다. ③ 열매가 성숙되었을 때 마른 상태이면서 열매의 껍질이 터져 씨가 밖으로 나오는 형태를 건조개과라고 한다. ④ 꽃대를 따라 화경이 있는 꽃이 하나씩 달리는 형상을 수상화서라고 한다. 정답 : ④ 해설 : 꽃대를 따라 화경이 있는 꽃이 하나씩 달리는 형상은 총상화서이다. 수상화서는 총상화서와 유사하지만, 화경이 없는 특징을 보인다.

 

** 뉴욕식물원 식물학자였던 Cronquist는 그동안 발표되었던 다수의 문헌 및 표본 정보를 이용하여 쌍자엽식물을 목련아강, 조록나무아강, 석죽아강, 오아과아강(딜레니아아강), 장미아강, 국화아강으로 나누었다. 단자엽식물은 원시적인 쌍자엽식물에서 유래된 것으로 알려져 있으며, Cronquist는 단자엽식물을 택사아강, 종려아강, 닭의장풀아강, 생강아강, 백합아강으로 분류하였다.

 

 

** 목련아강은 쌍자엽식물에서 가장 원시적인 식물군으로 꽃잎과 꽃받침을 구별할 수 없는 화피편을 가지며 암술은 서로 합체되어 있지 않고 하나씩 분리되어 있는 이생심피이다. 석죽아강은 목련아강에서 진화한 것으로 추정되는 분류군들로써, 독립중앙태좌 또는 기저태좌의 특징을 보인다. 조록나무아강은 축소된 꽃을 가지며 분류학적으로 엉성하게 묶여 있는 분류군으로 화피는 발달이 미약하고 꽃은 종종 단성화를 보이며 화서는 주로 미상화서이다. 오아과아강은 이생심피, 합생심피 등 원시적인 형질과 진화적인 형질을 동시에 가지고 있는 혼합 분류군으로 최근의 분자계통학적 연구에 따르면 공통 조상에서 분화되지 않은 것으로 밝혀지고 있다.

 

** 장미아강은 피자식물의 아강 중에 가장 큰 아강으로 이판화의 꽃(갈래꽃), 자방실마다 1-2개의 배주가 발달하며, 밀선반(nectary disk, 꿀샘)이 존재한다. 장미목, 콩목, 층층나무목, 미나리목, 쥐손이풀목 등 18목 113과 60,000여종을 포함하고 있다. 국화아강은 수분의 매개체와 화분의 제공방법이 특수화되어 있으며 복잡한 꽃의 형태는 곤충의 진화와도 밀접한 관계를 맺고 있는 것으로 확인되고 있다.

 

** 택사아강은 단자엽식물에서 가장 원시적인 분류군으로 진화과정에서 진화하지 않고 옛 모습을 간직한 채 남아 있는 식물군으로 간주하고 있으며, 종려아강은 잎이 변해 만들어진 불염포로 둘러싸인 육수화서가 특징이며, 작고 많은 꽃들이 화서를 이루고 있다. 닭의장풀아강은 벼과, 사초과가 속해 있는 아강으로, 벼과와 사초과는 꽃이 감축되어 바람에 의해 꽃가루 수분이 일어나는 풍매화가 발달되어 있다. 백합아강은 꽃잎 모양의 꽃받침을 가지며, 고도로 복잡한 수분메카니즘이 발달되어 있는 분류군으로 암술은 합생심피의 자방을 가지고 있다. 백합아강은 크게 백합목과 난초목으로 분류되며 원예적으로 중요한 분류군이다.


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