한국식물전문가그룹 뉴스레터

제 6호

(1999년 6월)




KOREAN PLANT SPECIALIST GROUP



차 례

국립 수목원의 새 출발을 축하하며2

우리 나라 미선나무의 유전 다양성과 이의 보전방안3

「한국식물전문가그룹」식물보전 워크숍 안내12

국립수목원이 개원합니다13

식물보전 관련소식 14

1. 모임(학회, 세미나, Workshop 등)14

2. 관련자료 소개 14

1) 잡지 및 책자14

2) 논문 15

3) 관련분야 인터넷 정보15

4) 신착도서15

뉴스레터의 발간16

표지사진16


국립 수목원의 새 출발을 축하하며

김용식(한국식물전문가그룹 위원장)

드디어 우리 나라에서도 오랫동안 갈망해 왔던 국립 수목원을 갖게 되었다. 그간 중부임업연구원 산하로 되어 있던 광릉 수목원이 정부조직 변경에 따라 직제 개편의 형식을 거쳐 산림청 직속으로 격상되어 국립 수목원으로 탈바꿈을 했다. 외관적으로는 기존의 광릉 수목원을 그대로 이어 받는 형식이 되었기는 하지만, 과거와 비교하여 수목원다운 편제와 인원을 확보하게 되어서 많은 기대감이 앞선다. 오래 전부터 서울대학교 명예교수이신 이창복 박사님께서 기회가 있을 때마다 수목원의 중요성을 줄곧 강조해 오신 바 있으며, 크고 작은 수목원이 전국 도처에 산재해 있다. 하지만, 국립 수목원이 개원한 지금에서야 한국의 수목원이 국내외적으로 제자리를 찾게된 느낌이다.

흔히들 다가오는 21세기는 환경의 시대라고 한다. 환경의 시대에서는 당연히 생물 다양성 보전이 주된 과제가 될 것이고, 식물 다양성의 보전을 위해서는 특히 식물원과 수목원의 역할이 매우 중요하다. 선진국은 말할 것도 없이, 특히 우리 보다 경제적으로 열악한 환경에 처해 있는 중진국이나 후진국에서도 오래 전부터 식물원과 수목원의 조성 및 관리에 심혈을 기울이고 있음을 볼 때에, 그들이 이들 시설을 단지 국민들의 여가를 위한 장소로만 여기지 않고 있음을 직시해야 할 것이다. 식물원과 수목원은 기본적으로 다양한 식물자원을 체계적으로 수집하고 전시하며, 연구하는 곳이며, 최근에 들어서는 희귀 및 멸종위기식물 보전의 주요한 터전이 되고 있다. 다가올 환경의 시대에는 식물 다양성 보전, 특히 우리 나라의 특산이나 희귀 및 멸종위기식물의 합리적인 보전에도 길잡이 역할을 하길 기대한다. 우리 나라에서 이제야 진정한 새 출발을 했기 때문에, 특히 정부 당국에서는 국립 수목원 개원만으로 만족해서는 안될 것이다. 우리의 후손들이 국립 수목원에 한없는 자부심을 가질 수 있도록 계속적인 관심과 전폭적인 지원을 아끼지 말아야 할 것이다. 이를 위해서는 지속적이고 충분한 예산의 확보는 물론이고, 장기적인 관점에서 확고한 국립 수목원 운영계획의 수립과 추진을 위한 전문인력의 양성에도 더욱 심혈을 기울여야할 것이다. 이제 첫 출발한 국립 수목원이 더욱 발전될 수 있도록 국민 모두의 힘찬 성원과 관심이 있기를 기대한다. ♤

우리 나라 미선나무의 유전 다양성과 이의 보전방안

장진성(한국식물전문가그룹 위원), 강우창*, 김용식(한국식물전문가그룹 위원장)

미선나무(Abeliophyllum distichum Nakai)는 물푸레나무과(Oleaceae)에 속한 우리나라의 특산속으로(Lee, 1982), Nakai가 충북 진천군 초평면 용정리에서 처음 발견하여 미선나무속(Abeliophyllum)이라는 신속으로 명명하였다. 미선나무는 중국에 분포하는 향선나무속(Fontanesia속)과 유연관계가 깊으며 Fontanesia속과 공통조상에서 기원했을 가능성이 있다(이상태와 박은자, 1982)고 하나, 최근 ITS DNA 자료에 의하면 개나리와 더 유사성이 있음이 보고된 바 있다.

현재 우리 나라에서는 미선나무 자생지 5곳을 법적으로 보호하고 있다. 최초로 발견된 충북 진천군의 자생지는 1934년에 천연기념물 제14호로 지정되었으나 훼손으로 인하여 자생지가 파괴되자 1969년에 해제되었다. 이후 1955년에 충북 괴산군 장연면 송덕리에서 자생지가 발견되어 천연기념물 제58호로 지정되었으며, 인접의 칠성면 율지리와 장연면 추점리 지역에서 추가발견으로 1969년에 각각 천연기념물 제98호와 제99호로 지정되었다. 이후 충북 영동군 매천리의 자생지가 천연기념물 제364호로 지정되었고 전북 부안의 자생지가 1992년에 제370호로 지정되었다.

현재까지 알려진 미선나무 자생지는 모두 산자락에 위치한다. 괴산의 자생지는 건조한 전석지이나 토양의 수분함량은 많다(이창복, 1976). 부안의 자생지도 산자락에 위치하고 있으며 돌이 많이 섞인 척박한 곳이었으나 토양의 수분함량은 많았다.

미선나무는 물푸레나무과(Oleaceae)의 개나리속(Forsythia)과 같이 암술대가 수술대보다 긴 형태(Pin)와 짧은 형태(Thrum)의 두 가지를 가지는 이형예현상(Heterostyly)이 있다(류달영 등, 1976). 이형예현상을 보이는 식물은 암술대가 수술대보다 긴 형태(장주화, Pin type)와 암술대가 수술대보다 짧은 형태(단주화, Thrum type)를 가지는 것이 보통이며, 암술대의 길이가 두 형태의 중간 정도인 것과 암술과 수술의 높이가 같은 것(Homostyle)이 나타나기도 한다(Richards, 1997).

현재 천연기념물로 지정된 미선나무 자생지는 모두 지리적으로 격리되어 있으며, 개체수가 30-80여 개체로 추정되는 소규모 집단이다. 개체수가 작은 소집단이 갖는 문제점은 유전적 부동현상(Genetic drift)과 근교약세(Inbreeding depression)에 의한 집단의 쇠퇴이다(Charlesworth & Charlesworth, 1995). 유전적 부동현상은 집단 내에서 유전 다양성을 감소시키고 집단간의 분화를 심화시킨다. 유전 다양성이 감소되면 집단은 환경변화에 대해 민감해지며 적응력이 감소되므로 파괴되기 쉽다. 유전 다양성 감소는 유전자의 소실을 의미하므로 이를 막기 위해 집단에 대한 보전이 필요하다. 특히 소규모 집단은 환경변화에 대해 민감하므로 지속적으로 관심을 기울여야 하며 세밀하게 관리되어야 한다.

본 연구의 목적은 동위효소 분석을 이용하여 미선나무의 집단 간 및 집단 내 유전 다양성을 조사하여, 미선나무 보전에 관한 기초 정보를 제시하는 것이며 또 미선나무의 수분기작에 있어서 화분 매개곤충(Pollinator)의 역할과 그로 인한 유전구조 및 변이양상에 미치는 영향을 파악하고, 이러한 결과를 이용하여 미선나무의 보전전략을 세우는 것이다.

재료 및 방법

1. 수분기작 및 종자결실 조사

꽃을 즐겨 찾는 곤충은 단순히 꽃가루나 꿀을 섭취하러 오는 경우도 있으나 화분매개곤충으로서 수분에 관여하여 결실율에 영향을 미칠 뿐만 아니라 화분을 통한 집단 간의 유전자 이동에도 관여하여 집단의 유전구조에 영향을 미치기도 한다. 미선나무의 주요 방화곤충을 모두 6개의 집단(부안A, 부안B, 부안D, 율지, 송덕, 추점)을 대상으로 조사, 채집하였다. 자생지에서 만개한 시기인 1997년 3월과 4월에 오전 10시부터 오후 4시까지 매 30분 간격으로 10분씩 관찰하여 찾아오는 곤충의 수를 기록하고 동정을 위해 채집하였다. 채집된 곤충은 15% 메타놀에 보관하고 동정을 시도하였다.

한편 자생집단에서 종자의 생산량과 장주화 및 단주화의 종자생산량 차이를 알아보기 위해 6 개 집단(부안A, 부안B, 부안D, 율지, 송덕, 추점)에서 조사를 실시하였다. 먼저 개화기에 꽃을 관찰하여 장주화와 단주화를 구분하여 개화한 꽃의 수를 기록한 후 자유방임수분이 되도록 하였고 8월에 결실된 과실수를 조사하였다.

2. 집단 유전구조 분석

부안에서 다섯 집단, 괴산에서 세 집단 등 모두 8개의 미선나무 집단이 분석에 이용되었다. 이들 집단은 자생지 보호를 위해 모두 천연기념물로 지정되어 있다. 잎시료는 1997년 6월과 7월의 두 차례에 걸쳐 채집하였다. 충분히 성숙한 잎이 달린 가지를 잘라 개체별로 구분을 하고 플라스틱 봉투에 넣은 후 얼음과 함께 실험실로 운반하였다. 운반한 시료는 동위효소를 추출하기까지 냉장고에 얼지 않도록 보관하였다. 실험방법과 분석방법은 지면상 생략한다.

결 과

1. 수분기작 및 종자결실

미선나무의 방화곤충을 동정한 결과 모두 4목 11과 13종이 동정되었는데, 가장 많은 수를 차지한 종은 털파리붙이(Coboldia fuscipes (Meigen))로서 모든 자생지에서 발견되었다. 그 다음으로 많이 잡힌 종은 맵시벌과(Ichneumonidae)의 일종이었으며 이외에도 혹파리과(Cecidomyiidae)의 일종, 꽃등에과(Syrphidae)의 물결넓적꽃등에(Metasyrphus frequens Matsumura)와 별넓적꽃등에(Metasyrphus corollae (Fabricius)), 혹벌과(Cynipidae)의 일종, 꿀벌과(Apidae)의 Lasioglossum sp. 등이 각각 동정되었다.

미선나무 꽃을 찾아오는 곤충들은 기온이 충분히 상승하고 햇빛이 강해진 오전 10시경부터 꽃을 찾아오기 시작하여 정오 경에 가장 많이 방화하고 오후가 되면서 방문회수가 점차로 감소한다. 꽃을 찾아오는 곤충의 종조성도 시간대에 따라 차이가 있었다(Data not shown). 특히 오후에 비해 상대적으로 기온이 낮은 오전 시간대에는 털파리붙이(Coboldia fuscipes (Meigen))와 이에 기생하는 맵시벌과(Ichneumonidae)의 일종이 주로 방문하였다. 그러나 기온이 더 높아지고 햇빛이 강하게 비치는 오후가 될수록 몸집이 큰 곤충인 물결넓적꽃등에(Metasyrphus frequens Matsumura)와 별넓적꽃등에(Metasyrphus corollae (Fabricius)), 꿀벌과의 일종인 Lasioglossum sp. 등의 방문회수가 증가하였다. 오후 세 시경 부터는 다시 털파리붙이(Coboldia fuscipes (Meigen))와 맵시벌과(Ichneumonidae) 일종의 방문회수가 증가하였고 이러한 양상은 해질 무렵까지 계속되었다. 개화기의 날씨에 따라서도 곤충의 방문회수와 종조성이 달라지는 것으로 나타났다. 부안A, 부안B, 부안D 등의 집단에서 방화곤충을 채집할 때에는 바람이 많이 불었고 기온이 괴산에 비해 상대적으로 낮았으며 햇빛의 세기도 약하였다. 이때 주로 관찰된 방화곤충은 털파리붙이(Coboldia fuscipes (Meigen))와 맵시벌과의 일종이었다. 그러나 기온도 높고 햇빛이 강하게 비친 괴산의 율지, 송덕, 추점 등의 집단에서는 일찍부터 물결넓적꽃등에(Metasyrphus frequens Matsumura)와 별넓적꽃등에(Metasyrphus corollae (Fabricius)) 및 꿀벌과의 일종인 Lasioglossum sp. 등의 유효 화분매개곤충이 꽃을 찾아들었다.

자생집단에서 화기형태에 따른 결실상황은 전체 집단에서 비교적 고른 결실율을 보였으며 장주화와 단주화의 화기 형태에 따라서도 차이가 없었다. 그러나 부안A 집단에서는 장주화의 결실율이 18.68%로 단주화의 결실율(0.90%)에 비해 상대적으로 높았다. 부안B와 부안D 집단의 결실율은 율지, 송덕, 추점 등 다른 조사집단에 비해 낮게 나타났다.

2. 집단유전구조 분석

총 8개 미선나무 집단의 동위효소를 분석한 결과, 모두 14개의 동위 효소가 조사되었으며 21개의 유전자좌(Locus)가 기록되었다. 21개의 유전자좌중에서 17개의 유전자좌가 다형성(Polymorphic)을 보였으며 PGM-1, MDH-3, ALD-2, ADH-2 등 4개의 유전자좌는 단형성(Monomorphic)을 보였다. 미선나무 집단에서 유전좌당 평균 대립유전자의 수(As)는 2.59였고 최소 2개(PGI-2)에서 최대 4개(MDH-2)의 대립유전자를 가진 것으로 나타났다.

다형성을 보이는 유전자좌의 빈도(Ps)는 80.95%였다. 유전자좌당 유효대립유전자의 수(Aes)는 0.131(PGI-1)에서 2.068(PGI-2)의 범위를 가졌으며 평균값은 0.869로 낮았다. 미선나무의 종내 유전적 변이(He)는 0.003(PGI-1)에서 0.438(6PG-1)의 범위를 보였다. 유전 다양성이 가장 높은 집단은 율지로 He값이 0.173이였으며 다양성이 가장 낮은 집단은 부안B 집단(He : 0.097)이었고 8개 집단의 평균값은 0.13이었다.

17개의 다형적 유전자좌의 전체 유전변이(HT)는 0.0057에서 0.6548의 값을 가졌으며 17개의 유전자좌에 대한 평균은 0.2885였다. 집단 내 변이(HS)의 평균값은 0.1694였으며 집단간 변이(DST)의 값은 0.0001(PGI-1)에서 0.4478(PGM-2)의 범위였고 평균은 0.1191이었다. 미선나무 집단의 전체 유전변이는 집단 내 변이가 집단간 변이보다 약간 높다는 것을 나타낸다. 전체 유전변이에 집단간 변이가 미치는 비율을 나타내는 지수인 GST값은 0.0202(PGI-1)에서 0.9619(PGM-2)의 값을 나타내었으며 평균값은 0.2728이었다. 이는 미선나무 집단의 전체 변이 중 27.28%가 집단 간 변이에 의해 기인한다는 것을 나타내고 나머지 유전변이는 집단 내에 있음을 의미한다.

미선나무 집단의 유전거리의 값은 0.020에서 0.252의 범위로 나타났다. 율지 집단과의 유전 거리는 다른 집단 간의 유전거리에 비해 높게 나타났다(0.043-0.252). 부안A, 부안B, 부안C, 부안D 및 부안E 집단의 유전거리는 0.020에서 0.086의 값을 나타내었으며 이들 집단과 율지, 송덕 및 추점 집단 간의 유전거리의 값은 0.178-0.252의 값을 보여 부안의 다섯 집단 간의 유전거리에 비해 높게 나타났다. 율지, 송덕 및 추점 집단 간 유전거리의 값은 0.043에서 0.156의 범위였다. 집단간 유전거리를 Nei(1978)의 Unweighted pair group method를 이용하여 유집분석을 한 결과 부안의 다섯 집단과 괴산의 세 집단 간의 차이가 뚜렷이 나타나고 있으며 지리적 거리와도 비교적 일치하는 것으로 나타났다.

고 찰

1. 수분기작 및 종자결실

미선나무의 방화곤충 동정 결과 가장 많은 수를 차지한 종인 털파리붙이(Coboldia fuscipes (Meigen))는 잡식성으로 퇴비, 식물 부식질, 동물분비물 등을 먹으며(Cook, 1981) 이른 봄에 가장 많이 출현하다가 여름까지 계속 우화(羽化)한다. 이 시기의 털파리붙이는 미선나무의 꽃가루를 먹기 위하여 몰리는 것으로 생각된다. 맵시벌과(Ichneumonidae)의 곤충은 주로 기생성으로서(Finlayson, 1987) species 1은 털파리붙이에 기생하는 것으로 생각되며 체구가 큰 species 2는 꽃가루를 먹는 종으로 일시적으로 꽃가루를 먹기 위하여 찾아 온 것으로 생각된다.

기존에 방화곤충으로 알려진 것 중에서 이번에 기록된 것은 꽃가루와 꿀(nectar)을 먹는 꽃등에과(Syrphidae)의 물결넓적꽃등에(Metasyrphus frequens Matsumura)및 별넓적꽃등에(Metasyrphus corollae (Fabricius))와(Vockeroth & Thompson, 1987) 벌목(Apidae)의 Lasioglossum sp.이 있다. 이 3종은 모두 화분매개곤충으로서 가능성이 있으며, 특히 Lasioglossum sp.은 화분을 수집하는 종으로 미선나무의 화분매개충일 가능성이 가장 높다.

병대벌레, 벼룩파리(Peterson, 1987), 초파리(Wheeler, 1987), 혹파리(Evans, 1987) 등의 곤충들은 직접적인 화분매개와는 상관없는 것으로 생각되며 다른 곤충을 잡아먹으러 왔거나 단순히 꽃가루나 기타 부산물에 유인된 것으로 생각된다.

미선나무는 이형예현상을 보이는데 이는 서로 다른 개체끼리의 화분이동을 촉진시킨다. 류달영 등(1976)이 미선나무를 대상으로 한 인공수분 실험에서는 적법수분(legitimated pollination; 단주화와 자주화 또는 자주화와 단주화간의 수분)은 30.8%가 결실 하였으나, 부적법수분(Illegitimated pollination ; 장주화와 장주화 또는 단주화와 단주화간의 수분)은 1.3%만이 결실해 미선나무는 이형예현상에 의해 타가수분을 선호하는 것(Outbreeder)으로 나타났다. 또한 수술이 암술보다 먼저 성숙하는데(Protandrous) 이러한 현상도 미선나무가 타가수분을 선호함을 시사하고 있다.

미선나무의 인공수분 실험에서는 단주화를 모주(母株)로 했을 때(43%)가 장주화를 모주로 했을 때(34%)보다 결실율이 높았으며, 자유방임수분을 했을 경우에는 25.7%의 결실율을 보였다(Table 9). 그러나 자생지에서 자유방임수분을 했을 때는 이보다 훨씬 낮은 결실율(평균 10.39%)을 보였는데 이는 집단내에서 화분의 양이나 활력 및 이동과정과 방화곤충의 활성, 수분과정에 관련된 생리적 기작에 그 원인이 있는 것 같다(Washitani et al., 1994).

부안과 괴산의 경우에 장주화와 단주화의 결실율에 차이가 없었는데 이는 결실율을 저하시키는 원인이 장주화와 단주화간의 차이를 충분히 상쇄시킨 것으로 생각할 수 있다.

지역 간의 결실율의 차이는 개화기간 동안의 날씨에 원인이 있는 것으로 생각된다. 부안과 괴산의 미선나무는 개화기가 일주일 정도 차이가 나는데 이 기간 동안의 날씨 변화가 결실율에 영향을 미친 것 같으며 방화곤충의 활성과 관련지어 생각해 볼 수 있다. 즉, 부안의 미선나무가 활짝 필 때는 바람이 강하고 구름이 끼어 기온이 낮았는데 이는 곤충의 활동을 억제하여 수분곤충의 방화율을 감소시켰을 가능성이 있다. 반면 괴산의 미선나무는 만개 시에 기온이 높고 햇빛이 강해 방화곤충의 활력을 높인 것으로 생각된다.

곤충의 방화횟수가 증가하면 결실율이 증가한다. Macior(1966)은 유효화분매개곤충이 아니라도 꽃을 찾아오게 되면 암술과 수술에 접촉하므로 수분매개곤충의 역할을 할 수 있다고 하였다. Guitiàn et al.(1994)도 일반방화곤충이 유효한 화분매개곤충이 아니라도 충분히 화분을 매개하여 결실율을 높일 수 있음을 보고하였다. 부안A 집단에서 부안B 및 부안D 집단에 비해 높은 결실율을 보이는 것은 비록 날씨가 나빠 유효수분곤충의 방화율은 낮았지만 털파리붙이(Coboldia fuscipes Meigen)와 맵시벌과(Ichneumonidae)의 일종이 훨씬 많이 방화하여 수분을 도운 것으로 생각된다.

2. 미선나무의 유전 다양성

동위효소를 분석하여 얻은 미선나무의 유전 다양성(Hes)의 값은 특산종(Endemic species)이나 소집단으로 분포하는 종과 비교하면 약간 낮은 값을 보였으나 GST값은 높게 나타났다(Tomaru et al., 1994; MacDonald & Hamrick, 1996; Smith & Pham, 1996; Yeeh et al., 1996; Sipes & Wolf, 1997; Suyama et al., 1997). 이러한 결과는 미선나무 종내의 유전변이는 다른 특산종과 비슷한 수준이지만 집단 간의 분화는 다른 종에 비해 훨씬 더 많이 일어났다는 것을 의미한다.

교배 방식이 타가수분을 선호하거나(Outbreeder) 이형예현상이 있을 때는 유전 다양성이 높은 경향이 있다(Charlesworth & Charlesworth, 1995). Weller et al.(1996)은 Schiedea속과 Alsinidendron속의 29종에 대한 유전 다양성을 조사한 결과 양성화(hermaphrodite)나 이형예현상을 보이는 종들의 유전변이가 그렇지 않은 종에 비해 훨씬 많은 것을 알았다. 미선나무는 교배실험 결과 타가수분을 선호함(류달영 등, 1976)에도 불구하고 유전변이는 낮게 나타났는데 이는 미선나무 개체군이 종자에 의해서 뿐만 아니라 상당부분 영양번식에 의해서도 유지되기 때문이다(Personal observation).

영양번식에 의해 유지되는 집단의 유전 다양성은 다양한 범위의 값을 가지며 평균적인 값을 가지는 경우 그 원인은 집단의 기원 자체가 다양한 개체들로부터 시작되었기 때문이라고 할 수 있다. 부안과 괴산의 미선나무 집단은 유전 다양성이 평균적인 값을 나타내는 것으로 보아 환경변화에 대해 비교적 다양한 개체들이 적응한 것으로 볼 수 있으며 영양번식에 의해 집단이 유지된 기간이 그리 오래되지 않았다는 것을 알 수 있었다. 그러나 미선나무 자생지에 교란이 계속된다면 새로운 환경변화에 적응한 개체수는 줄어들 것이고 무성번식으로 인해 집단의 유전 다양성은 차츰 감소할 것으로 생각된다.

지역적으로 격리되어 있는 소집단은 유전자 부동현상과 함께 지역의 미세 환경에 대한 적응의 결과로 인해 분화가 쉽게 일어난다(Ellstrand & Elam, 1993). 유전자 교류 정도를 판단할 수 있는 Nm값이 1이상이면 유전자 교류에 의해 집단 간의 분화가 심화되지 않는다고 보면, 미선나무의 경우에는 매 세대간에 이동하는 수(Nm)가 0.355로 나타났으며 분화정도를 나타내는 GST값이 0.2728으로 높아 다른 종에 비해 집단간의 유전적 분화가 심한 것을 알 수 있었다. Kercher & Conner(1996)는 Raphanus raphanistrum 집단 간의 분화정도는 지리적 거리와는 상관성이 없음을 보였고 한 원인으로 자가 불화합성을 제시하였다. 그러나 미선나무는 타가수분을 선호하는 기작을 가지고 있음에도 불구하고 분화정도가 높게 나타났는데 이는 집단 간에 유전적 교류가 거의 일어나지 않음을 시사하고 있다. 즉, 비교적 가까운 거리에 있는 집단 간에도 유전적 교류가 일어나지 않는 것으로 생각되며 지리적인 격리에 의해 분화가 더욱 심화되는 것으로 생각된다. 특히 미선나무 천연집단이 어느 정도 무성생식에 의해 유지되는 것으로 볼 때(Personal observation) 앞으로 집단 간의 분화는 더욱 더 심화될 것으로 예상된다.

Hamrick et al.(1991)은 어떤 종의 유전 다양성을 보존하고자 할 때 가장 먼저 고려해야 할 인자가 전체 유전변이 중에서 집단이 차지하는 비율(GST)이라고 하였다. 집단 간의 분화가 심한 종의 유전 다양성을 보전하기 위해서는 될 수 있는 대로 많은 수의 집단을 보전하는 것이 좋으며 가능한 모든 집단을 보전하는 것이 필요하다.

본 연구의 결과 미선나무는 다른 특산종과 비교할 때 유전 다양성은 평균적인 수준을 보이면서 집단간의 분화가 심한 것으로 나타났다. 또 미선나무는 자생집단의 개체수가 적으므로 개체의 훼손은 전체 집단의 유전 다양성의 소실로 직결된다. 따라서 각 개체에 대한 적절한 관리가 필요하다고 생각된다. 특히 부안의 미선나무의 자생지는 최근 댐 건설로 인해 주변환경의 급격한 변화가 예상되므로 특별한 관심과 보호노력이 절대적으로 필요하다. 그리고 미선나무의 유전 다양성을 현재 수준으로 유지하기 위해서는 현재까지 알려진 집단에 대해 보다 상세한 연구를 수행하여 종 보전에 대한 기초 자료를 수집해야 한다. 특히 자생집단에서는 무성번식에 의해 개체군이 유지되는 것으로 관찰되었기 때문에 각 집단을 대상으로 클론연구가 수행되어야 할 것으로 생각된다.

3. 미선나무 보전방안

생물종을 보전하는 데는 비용과 기술적인 어려움으로 인하여 현존하는 개체나 집단을 모두 보전대상으로 할 수는 없다. 따라서 적절한 수의 개체나 집단을 선발하여 보전해야 하며 이때 고려해야 할 사항은 선발된 개체나 집단 내에 가능한 많은 다양성이 포함되도록 해야 한다. 현지보전(In situ Conservation)은 진화라는 역동적인 과정 안에서 다양한 유전자를 유지할 수 있게 하며 환경변화에 대해 유전적 구조가 적응할 기회를 제공하지만 현지외 보전(Ex situ Conservation)은 정적인 과정이며 진화과정이 배제된다(Kleinschmit, 1994). 미선나무 천연집단은 종자에 의한 번식이 거의 이루어지지 않으므로 단순한 집단 보호만으로는 유전 다양성을 유지하기가 어렵다. 또 환경은 계속해서 변화하고 생물이 환경에 대처하려면 집단 내에 다양한 유전자를 보유해야 하므로 집단은 높은 유전 다양성을 유지할 수 있는 방법으로 관리되어야 한다.

8개 미선나무 집단을 무작위로 배열하여 한 집단이 추가될 때마다 대립유전자의 개수(Allelic multiplicty)와 유전자형의 종류(Single-locus genotypic multiplicity)가 증가하는 것을 조사하였다. 대립유전자의 양을 80% 이상 보전하려면 최소한 3개의 집단을 보전해야 함을 알 수 있으며 유전자형을 80% 이상 보전하기 위해서는 4개 집단을 보전해야 하는 것을 알 수 있다. 한편, 대립유전자가 각 집단 내에서 나타나는 빈도를 계산하여 3개의 범주로 구분한 것으로 부안C, 율지, 송덕 및 추점 등 4 집단은 다른 집단에 비해 출현빈도가 낮은 대립유전자를 가지고 있음을 알 수 있다. 따라서 집단을 선발하여 현지보전을 할 경우에는 부안C, 율지, 송덕 및 추점 등의 집단을 우선적으로 고려해야 할 것으로 생각된다.

현재 미선나무의 유전 다양성은 다른 희귀식물에 비해 낮으면서 집단 간의 분화가 심하게 일어난 상태이며 집단 간의 유전자 교류도 거의 없는 것으로 나타났다. 조사 결과, 천연집단에서의 결실율은 10.39%로서 전연 결실하지 않는 것은 아니지만 종자에 의한 번식이 어려우며(이창복, 1976), 실제로 자생지를 조사해보면 종자에 의해 발아하는 것을 거의 볼 수가 없고 오히려 영양번식이 우세한 것으로 나타나 유전 다양성이 더욱 감소될 것으로 생각된다. 이러한 상황에서는 단순한 현지의 집단보전 만으로는 유전 다양성의 증가를 기대할 수 없으며 집단을 활력 있게 유지하기도 어렵다. 또 격리된 집단은 오랫동안 지역 환경에 적응해 오면서 유전 다양성이 감소한 상태이고 유전자 부동현상을 겪고 있으며, 적응력이 떨어져 새롭게 변화하는 환경에 적응하지 못하고 결과적으로 집단자체가 파괴될 위험이 있다. 따라서 정적인 현지보전(Static In situ conservation )만으로 집단을 관리하는 것은 바람직하지 않으며 집단의 적응력까지 보전할 수 있는 방법인 동적인 현지보전(Dynamic In situ conservation)이 필요하다(Gregorius, 1991). 즉, 유전 다양성을 현재의 수준으로 유지하는 것은 물론 이를 증가시켜 변화하는 환경에 대한 완충 능력을 강화하려는 노력이 반드시 필요하며, 이는 서로 다른 집단에서 유전자를 도입함으로써 어느 정도 해결할 수 있다. 집단간의 유전자 이동에 따른 효과는 유전적 거리가 먼 집단일수록 크다. 부안을 예로 들면 부안A와 부안B가 유전거리가 가장 먼 것으로 나타났고 이 두 집단간에 유전적 교류가 있다면 전체 부안의 유전 다양성의 양은 증가할 것이다. 그리고 괴산의 3개 집단 간에도 유전자 교류를 통하여 다양성을 증가시킬 수 있고 부안과 괴산 간의 유전자 교류를 통하여 미선나무의 전체 유전 다양성을 증가시킬 수 있으며 새로운 유전자 조합을 가진 개체를 집단에 도입시킬 수 있다.

유전자를 이동시킬 수 있는 방법으로는 외래집단의 개체를 이식하여 자연적인 화분(Pollen)이동 과정을 이용하거나 화분을 수집하여 다른 집단에 인공적으로 수분해 주는 것을 들 수 있다. 그러나 이식을 통한 방법은 이식과정과 활착, 이식한 개체의 지역환경에 대한 적응 등에 많은 문제점이 있으며 화분매개 곤충과 화분이동 과정에 대한 상세한 연구자료의 부족으로 실제로 적용하기에는 어렵다. 따라서 화분을 수집하여 인공적으로 수분을 해주는 것이 바람직하다고 생각한다. 그러나 미선나무는 종자발아가 어렵기 때문에 화분 이동만으로는 유전 다양성을 증가시키기 어려울 것으로 생각된다. 미선나무의 종자발아가 어려운 이유는 종피에 함유되어 있는 페놀화합물의 일종인 카테콜(Catechol)이 주원인이며 종피제거, NaOCl, 수세 처리 등의 방법으로 발아율을 향상시킬 수 있다(Yoo, 1996). 따라서 인공수분 후 결실한 종자(F1)를 인공적으로 발아시켜 재도입(Re-introduction)하는 것이 바람직하며 반복적인 재도입으로 집단의 활력을 높여주어야 한다. 또 인공수분을 하면 결실율이 높아지므로 개체수를 늘리기 위해서는 인공수분을 이용하는 것이 좋다고 생각된다. 그러나 보다 바람직한 방법은 동적으로 보전할 경우 가장 효과가 큰 집단을 선발한 후 인공수분을 통한 계획적인 화분 도입으로 결실율을 높이고 인공적으로 종자를 발아시킨 후 천연집단에 재도입하며 여교배(Back cross)를 통하여 외래 유전자를 계속 유입시켜 주는 것이다.

부안A, 율지, 송덕 및 추점 등 4 집단을 대상으로 각각의 집단에 대해 개체를 무작위로 배열하였을 때 대립유전자의 개수와 유전자형의 종류가 증가하는 것을 보여주고 있다. 80%의 대립유전자를 보전하고자 할 때 집단별로 2(부안A) - 9(추점) 개체를 선발해야 함을 알 수 있으며 평균값은 3 개체이다. 반면 유전자형을 80%이상 보전하고자 할 때는 2(부안A) - 17(송덕) 개체를 선발해야 하고 평균 4 개체를 선발해야함을 알 수 있으며 각 집단에서 20개체 정도를 선발한다면 대립 유전자와 유전자형을 95%이상 확보할 수 있다. 따라서 현지보전에서 화분을 수집할 때 도 각 집단별로 20개체를 선발하는 것이 효과적이며 미선나무의 유전 다양성을 천연집단과 같은 수준으로 유지하기 위해서는 80( > 20X4) 개체 이상을 선발해서 현지외(Ex situ) 보전에 이용해야 할 것으로 생각된다. 그러나 집단간의 분화가 뚜렷하므로 더 많은 유전 다양성을 확보하기 위해서는 적은 수의 집단에서 많은 개체를 선발하기보다는 많은 집단에서 적은 수의 개체를 선발하는 것이 훨씬 바람직하다.

현지외 보전은 개체를 선발하여 수목원 등에서 보전하는 정적인 개념이었으나 차후에는 동적인 개념(Dynamic ex situ conservation)을 적용해야 할 것으로 생각된다. 특히 현지외 보전집단은 여러 가지 사유로 파괴된 천연집단의 복원에 이용할 재료라는 점을 고려하면 인공적으로 활력 있는 집단으로 유지해야 한다. 즉, 각 집단에서 99%이상의 유전 다양성을 확보할 수 있도록 충분한 수의 개체를 선발하여 인공집단을 조성한 후, 계획된 조합간의 인공수분을 실시하고 결실된 종자를 발아시켜 차대를 양성하며 이와 같은 과정을 계속 반복하여 유전 다양성을 높게 유지해야 한다.

위와 같은 일련의 작업은 철저한 관리하에서 진행되어야 하고 각 단계마다 집단의 개체수 변동, 유전 다양성의 변화, 환경변화에 따른 집단의 반응 등이 세밀하게 조사되어 다음 단계의 작업에 이용되어야 한다.

인용문헌

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Yoo, Y. K. 1996. Seed dormancy and enhancement of germination in white forsythia (Abeliophyllum distichum). Ph.D. Dissertation. Seoul National University.

류달영, 염도의, 김일중, 김승진. 1976. 미선나무의 이형예불화합성에 관한 연구. 서울농대연구보고. 1: 113-120.

이창복. 1976. 미선나무의 보존사업에 대한 연구. 자연보존 12: 6-10.

*강우창: 서울대학교 산림자원학과에서 학사, 석사과정을 마쳤으며, 특히 석사학위논문 주제로 우리 나라의 미선나무에 대해 연구하였다. ♤

「한국식물전문가그룹」식물보전 워크숍 안내

1. 워크숍 안내:

「한국식물전문가그룹」에서는 오는 10월 4일부터 이틀간 경기도 광릉 소재 국립수목원(전 광릉 수목원)에서 지금까지 노력해왔던 우리 나라에서의 식물보전 현황과 문제점을 조명하고, 다가오는 21세기를 맞이하여 보다 합리적인 보전전략을 마련할 계획으로 워크숍을 개최할 예정이다. 특히 지난 4월 영국 여왕 부처의 방한기념으로 출연한 환경기금에 「한국식물전문가그룹」이 「환경운동연합」과 함께 선정되어 워크숍 개최의 경비지원을 받게 되었다.

본 워크숍은 3부로 진행되며, 제 1부에서는 특별주제강연으로 국내외의 생물 다양성 보전과 식물보전 전략의 흐름에 대해 강연이 있을 예정이다. 제 2부에서는 식물보전의 국제동향에 대해 강연이 있을 예정으로, 특히 국제자연보전연맹 종보전위원회의 식물보전 전략, 영국의 왕립 큐우 식물원에서의 식물보전에 대한 경험 및 식물보전을 위한 국제공동 협력에 대한 사례연구 등의 발표가 있을 예정이다. 제 3부에서는 우리 나라의 식물보전에 관계 있는 각 해당부처 또는 기관에서 지금까지의 식물보전에 대한 현황과 문제점을 되돌아보고, 앞으로의 바람직한 식물보전을 위한 공동의 길을 모색하는 자리가 될 예정이다. 본 워크숍 기간 중에는 「한국식물전문가그룹」의 확대발전 방안을 모색하는 자리도 마련예정이다. 특히 본 워크숍은 대내적으로는 국립 수목원이 새 출발하는 원년을 기념하는 자리도 될 것이며, 대외적으로는 국제자연보전연맹 종보전위원회의 「한국식물전문가그룹」의 위상을 높일 수 있는 기회가 될 것이다.

특히 본 워크숍을 위하여 국제자연보전연맹의 종보전위원회, 큐우 식물원, 레딩대학 등에서 4명의 보전 생물학자들이 논문을 발표한다. 또한 영국의 케임브릿지에 있는 World Conservation Monitoring Centre의 희귀식물 정보관리 책임자, 영국의 식물보전 잡지인 Plant Life의 발행인 및 인도의 세계적으로 유수한 환경보전잡지인 Environmental Awareness의 발행인이 본 워크숍의 취재를 위하여 참석 예정으로 있다.

본 워크숍의 성공적인 개최를 위하고, 앞으로 우리 나라 식물보전의 체계적인 발전을 위하여, 이에 관심 있으신 많은 분들의 적극적인 참여를 기다린다. ♤

2. 워크숍 참가안내:

워크숍은 경기도 포천군 소흘읍 직동리 국립수목원(구 광릉 수목원) 구내 강당에서 열리며, 10월 4일 아침 8시 30분 등록과 함께 시작될 예정이다. 워크숍은 4일과 5일 이틀간 계속되며, 가능하면 행사 참가자 모두가 상호교류의 시간이 될 수 있도록, 숙박은 국립 수목원 인근에 있는 광림 하우스에서 할 예정이다. 사전 숙소관리를 위하여 미리 예약을 받으며, 원활한 행사진행과 사전 계획을 위하여 미리 아래의 연락처로 7월 31일 까지 연락해 주시면 매우 감사하겠습니다.

이유미박사: 전화: 0357 540 1159, 팍스: 0357 31 3897, 전자메일: SL1962@chollian.net)

김용식박사: 전화: 053 810 2975, 팍스: 053 814 6470, 전자메일: yskim1@ynucc.yeungnam.ac.kr)

국립수목원이 개원합니다

이유미 (한국식물전문가그룹 위원·국립수목원 식물보존과)

국립수목원이 개원합니다. 오랫동안 우리 나라의 식물을 종합적으로 관리할 국립수목원 필요성이 절실하였는데 이렇게 독립기관으로 승격된 것은 참 반가운 일이 아닐 수 없습니다.

1999년 5월 24일자 대통령령 제 16,350호에 신설되며 개원식물 1999년 7월 2일에 갖습니다. 국립수목원의 전신은 이미 일반인들에게 널리 알려진 광릉수목원입니다. 그 동안 광릉 수목원은 산림청 임업연구원 중부시험장의 한 부속시설에 불과하여 이 수목원에서 실질적으로 국내외 수많은 식물을 수집, 전시하고, 희귀식물 보존을 비롯한 식물관련기관으로 많은 역할을 하였으며, 일반 국민들에게는 아름답고 교육적인 자연학습장으로 많은 사랑을 받아 왔습에도 불구하고 제도적인 문제로 국가적인 차원의 수목원 역할을 수행하는데는 어려움이 많았습니다.

때마침 국내외적으로 식물의 현지내외보존, 식물의 유출입, UPOV 등 국제협약에 대응 등 수많은 식물관련 현안이 표면화되면서 식물종의 종합적인 보존관리의 필요성이 크게 대두되었습니다. 더욱이 생물다양성의 보고, 우리 나라에서 단위 면적 당 가장 다양한 생물들이 서식하고 있다는 광릉숲의 보전이 시급한 문제로 떠오르면서, '산림식물의 보존관리 그리고 광릉숲 보존'을 주임무로 하는 국립수목원이 신설된 것입니다.

국립수목원의 편제는 식물 조사과, 식물 보존과 및 관리과 등 3개의 과로 구성됩니다. 면적은 1,157ha이며 현재 조상되어 있는 건물은 15동입니다. 식물 조사과 에서는 식물자원의 탐색, 국가식물정보망 구축, 자연교육 프로그램의 개발, 산림박물관의 기능확대 등이 주요 업무이며, 식물 보존과에서는 지금까지 해왔던 보존사업을 확대하여 우리 나라 식물종을 보존하는 연구 및 사업의 중심으로 자생지조사, 증식, 복원, 현지내외보존 등 명실공히 우리 나라 식물보존의 중추로써 그 임무를 수행할 계획에 있습니다. 또한 현재 설계를 마친 산림생물표본관이 완성된다면 우리 나라 생물표본 보존기관으로써도 큰 역할 수행할 수 있으리라 생각됩니다.

이러한 일을 수행할 직원은 국립 수목원 초대 이원열 원장을 비롯하여 40명의 정규직원이 있으며 그밖에 많은 임시직 인력과 자원봉사자들을 활용하여 운영해나갈 계획에 있습니다.

이제 막 걸음마를 시작한 어린아이처럼, 새롭게 태어난 국립 수목원이어서 앞으로 자리를 잡고 제 면모를 갖추어 나가게 되기까지는 다소 시간이 소요될 것으로 생각되지만, 의욕적으로 새로운 임무를 맞은 국립 수목원 직원들의 열의와 국립수목원을 아끼는 관련분야 종사자들의 따뜻한 애정과 관심이 지속된다면 국립 수목원은 반드시 우리 나라를 대표하는 세계적인 수목원으로 커나갈 수 있을 것입니다. 국립 수목원의 역사적인 출발을 앞두고, 앞으로 여러분들의 적극적인 관심과 사랑을 기대합니다. ♤

식물보전 관련소식

1. 모임(학회, 세미나, Workshop 등)

● 한국식물보전 워크숍: 1999년 10월 4-8일. 연락처: 「한국식물 전문가그룹」

(전자메일: yskim1@ynucc.yeungnam.ac.kr, 전화: 053 810 2975, 팍스: 053 813 6470)

● Dampier 300. Biodiversity in Australia 1699-1999 and beyond on 6-10 December.

연락처: alextris@opera.iinet.net.au

● International Conference of the Society for Ecological Restoration on 23-25 September 1999. 연락처: ser@vms2.macc.wisc.edu

● International Symposium on Ethnobotany, Folk Tradition, History and Pharmacology on 14-18 September 1999. 연락처: symposio@nexos.co.cr

● The 5th International Conference on the Ecology of Invasive Plants on 13-16 October 1999. 연락처: gbrundu@box1.tin.it

● The 6th International Botanic Gardens Congress in 2000.

연락처: Nan Gutbrie, 100 Frederick Law Olmsted Way, North Carolina, USA.

● The International Conifer Conference on 22-25 August 1999. A range of topics of conservation, ecology, horticulture, sustainable use and taxonomy of conifers will be covered. E-mail: l.vonschippe@rbgkew.org.uk

● The 4th International Conference on Education in Botanic Gardens at the Tropical Botanic Garden and Research Institute, Trivandrum, India on 9-13 November 1999. E-mail: bgci@rbgkew.org

2. 관련자료 소개

1) 잡지 및 책자

● Botanic Gardens Conservation International: 1999. The Darwin Technical Manual for Botanic Gardens. 연락처: BGCI, Descanso House, 199 Kew Road, Richmond, Surrey TW9 3BW, UK

● Environmental Conservation. 연락처: journals_marketing@cup.cam.ac.uk

● Darnedi, D. & M. Rifai. 1997. Proceedings of the Second Conference of International Association of Botanical Gardens -Asian Division. IABG -AD, Bogor, Indonesia.

연락처: Mien Rifai, Herbarium Bogoriense, Puslitbang, Biologi-LIPI, Jalan Raya Juanda 22, Bogor, Indonesia.

● The UK National Council for the Conservation of Plants and Gardens(NCCPG).

구입처: RHS Garden, Wisley, Working, Surrey GU23 6QP, UK.

● Global Environment Facility. 1998. Valuing the Global Environment.

구입처:ww.gefweb.org

● Tuxill, J. & G. P. Nabhan. 1998. Plants and Protected Areas: A Guide to In situ Management. Stanley Thornes Limited. 연락처: Customer Services Department, Stanley Thornes Ltd., Ellenborough House, Wellington Street, Cheltemham, GL50 1YW, UK

● World Conservation Monitoring Centre. 1998. The World List of Threatened Trees.

구입처: http://www.wcmc.org.uk/trees

2) 논문

● Everett, S. 1999. Biodiversity action for UK's rarest plants. Plant Talk 16: 16-17.

● Gates, P. 1998. A life-insurance policy for the future. Plantlife Spring: 6-7.

● Khuri, S. & J. Akeroyd. 1999. Cherishing Lebanon's famous cedars. Plant Talk 17: 19-21.

● Oldfield, S. 1998. Mapping Europe's botanical hotspots. Plantlife. Autumn 12-13.

● Oostermeijer, G. 1999. Rare plants in the Netherlands. Plant Talk 17: 26-28.

● Smart, J. 1998. Legal loopholes that threaten wild plants. Plantlife Summer: 3.

● Villa-Lobos, J. 1999. The Mighty Altamaha saving an American wildnerness. Plant Talk 17: 22-25.

3) 관련분야 인터넷 정보

● Carnivorous Plant Specialist Group: www.cjb.unige.ch/bvauicn.bplants.htm

● EUROPAC (Federation of National and Nature Parks of Europe):

http://www.greenchannel.com

● Medicinal Plant Directory: www.dainet.de/genres/mpc-dir

● National Park Conservation Association: http://www.npca.org/home/npca

● Nature Conservancy: http://www.tnc.org

● Plant Conservation Subcommittee: www.cjb.unige.ch/bvauicn.bplants.htm

● Re-introduction Specialist Group: http://www.africaonline.co.ke./rsg

4) 신착도서

● Environmental Awareness. 1999. Vol. 22. No. 2(April-June).

● Re-introduction News. No. 17. 1999. Re-introduction Specialist Group

● Burbidge, B. & P. W. Jackson(Editor). 1998. Conservation Action Plan for Botanic Gardens of the Caribbean Islands. Botanic Gardens Conservation International. 36pp.

● Fanuna & Flora News. Issue 10. February 1999.

● Given, D. R. 1998. An Assessment of the Endangered Plants of New Zealand. In Peng, C. I. & P. P. Lowry II(Eds.) Rare, Threatened, and Endangered Floras of Asia and the pacific Rim. Institute of Botany, Academia Sinica Monograph Series No. 16: 227-242.

● Pandya, T. M. & G. M. Oza. 1998. Bioregion Common Property Resource Management Studies. International Society of Naturalists, Vadodara, India. 197pp.

■ 뉴스레터의 발간

「한국식물 전문가그룹」뉴스레터는 매년 3월, 6월, 9월 및 12월 등 4회 발간예정이며, 12월 말 마지막 호는 영문판으로 준비예정이다. 차기 뉴스레터는 9월말에 발간 예정으로, 소개하고 싶은 내용이나 소식 등에 관한 원고는 한글 3.0 이상, 글자모양은 중고딕, 글자크기는 10으로 작성하여 영남대학교 김용식 위원장에게 우편, 팍스 또는 전자통신 등으로 보내면 된다. 원고마감은 각각 2월 10일, 5월 10일, 8월 10일 및 11월 10일이다. 아울러 본 뉴스레터를 받아 보시기를 원하는 분은 본 그룹이나 각 위원에게 연락바랍니다. ♤

표지사진: 4월 말의 국립 수목원 내 화목원의 풍경으로, 조팝나무, 명자꽃을 비롯하여 특히 꽃이 아름다운 여러 가지의 관목들이 어울려져 있는 정원이다. 국립 수목원 내 관목원에서 이유미 위원이 촬영하였다. ♤

월 회비 납부 안내

각 위원께서는 1998년 4월부터 시작하여 월 회비를 경원대학교 공과대학 조경학과

전승훈 위원(농협중앙회 과천지점 134-02-191390 전승훈)에게 납부해 주시기 바랍니다.




발행처: 국제자연보전연맹 종보전위원회 한국식물전문가그룹

Korean Plant Specialist Group

Species Survival Commissions of IUCN)

발행인: 김용식

편집인: 전승훈

발행일: 1999년 6월 30일

인쇄처: 우신출판사(전화: 053 252 5040)

주 소: 712-749 경북 경산시 대동 214-1

영남대학교 조경학과 내 한국식물전문가그룹

(전화: 053 810 2975, 812 2975)

(팍스: 053 813 6470)

홈페이지: http://ynucc.yeungnam.ac.kr/~llape


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