A taxonomic study of Viola section Chamaemelanium in Korea-based on morphological characters

황성수,Whang, Sung Soo The Korean Society of Plant Taxonomists 2002 식물 분류학회지 Vol.32 No.4

한국산 제비꽃속 노랑제비꽃절 (Viola section Chamaemelanium) 식물에 대해 광학현미경 및 전자현미경을 사용하여 형태 분류학적 연구를 수행하였다. 지하경과 지상경의 특징, 자방 돌기 그리고 주두의 모양과 돌기 등의 특징에 의해 V. orientalis와 V. brevistipulata가 구별되었다. 나아가 후자는 잎의 특징에 따라 3 변종 즉 var. brevistipulata, var. minor 그리고 var. laciniata 등으로 세분되었다. Viola brevistipulata var. laciniata는 거치 수가 가장 많고, 불규칙한 치상의 복거치를 갖는다. 그러나 다른 두 변종은 규칙적인 파상 또는 치상의 거치를 갖는다. 세 변종간 잎의 크기는 V. brevistipulata var. brevistipulata가 가장 크고 V. brevistipulata var. minor가 가장 작다. 이들 중 V. brevistipulata var. laciniata는 한국 미기록 종이다. 또한 자방과 주두에 발달된 돌기물의 모양 및 배열양상은 본 절내 종을 동정할 때 중요한 표징형질로 확인되었다. A taxonomic study of Viola section Chamaemelanium in Korea, based on morphological characters, was conducted with light microscopy and scanning electron microscopy. Two species, V. orientalis W. Becker and V. brevistipulata (Fr. et Sav.) W. Becker, are recognized by rhizome and cauline habits, trichomes on the ovary and the shape and beards of stigmas. The latter can be split further into three varieties, var. brevistipulata, var. minor Nakai and var. laciniata (Boiss.) W. Becker, according to the leaf morphology in particular. Viola brevistipulata var. laciniata has the most tooth number, and its teeth are irregular erose but the other two varieties are regular sinuate or serrate. As for the size of leaves, V. brevistipular var. brevistipulata is the largest but V. brevistipulata var. minor is the smallest among the varities. Of them, V. brevistipulata var. laciniata is newly recorded in Korea. It was also revealed that both development and arrangement of the beards developed on the ovary and stigma were particularly diagnostic in the identification of the Viola section Chamaemelanium species.

벼속(Oryza) 잎의 식물규소체 표징형질

황성수,김경식,Whang, Sung Soo,Kim, Kyungsik 한국식물분류학회 2001 식물 분류학회지 Vol.31 No.4

벼속(Oryza) 잎의 식물규소체에 대한 분류학적 연구의 일환으로 표징형질을 정립하고 검색표를 작성하고자 광학현미경과 주사전자현미경을 사용하였다. 벼의 잎에서 가장 다양한 형태의 규소체를 형성했던 기공장치규소체, 장세포규소체 그리고 단세포규소체 등을 대상으로 엽신 배축면의 동일한 위치에 형성된 종류를 집중적으로 조사하였다. 이들 규소체의 특징은 속내 분류체계의 설정과 종을 동정하는데 유용하게 사용될 수 있었다. 기공장치규소체는 공변세포와 부세포 상의 유두상돌기 유래 규소체의 발달 유무와 배열 양상의 특징이 다양하게 나타났고, 이들의 특징은 절 및 계열 수준에서 기존 분류체계와 일치하였다. 장세포규소체는 표면에 유두상돌기의 발달 유무, 배열양상 및 형태 등에 따라 다양한 형태가 확인되었다. 그러나 확인된 특징이 본 속내 기존 분류체계와 일치하기보다는, 종의 동정에 유용한 것으로 생각되었다. 단세포규소체는 모두 형판규소체로 십자형, 안장형, 이완형 그리고 3완형 등이 확인되었으며, 이들의 특징은 절 및 계열 수준에서 계통학적으로 의의가 있었다. 또한 단세포규소체가 맥상표피역에 밴드를 형성하는 종류와 밴드를 형성하지 않는 종류, 유관속 종류에 따른 맥상표피역 규소괴의 밴드 수 그리고 맥간표피역에 안장형 규소체의 발달 여부 등에 따라 다양한 종류가 확인되었으나, 이들의 특징이 속내 분류체계와 일치하지 않는 것으로 나타났다. 조사된 기공장치규소체, 장세포규소체 그리고 단세포규소체 등의 특징에 따라 각각 검색표를 작성하였고, 각 형질의 특징과 속내 분류계급과 비교하여 계통학적 의의를 논의하였다. Phytoliths of leaf blades of Oryza were studied by light and scanning electron microscopy in order to assign the diagnostic character and taxonomic key for the genus. Some phytoliths such as stomatal apparatus, long-cell and short-cell, existing at the same position on the abaxial side of leaf blade, were intensively investigated because of their various forms documented in a previous study. These characters have value either for testing infrageneric classification or for identifying taxa within the genus. Stomatal phytolith is formed by integration of several kinds of sources, such as the guard and subsidiary cell and the papillae. The stomatal phytolith, characterized by not only the absence and presence of phytolith originated by the papillae developed on the guard and subsidiary cell but also their pattern of arrangement, shows various morphologies, and these features have congruent with the infrageneric classification such as section and/or series. Long-cell phytolith is characterized by the absence/presence, arrangement and morphology of phytoliths originated by the papillae on the cell surface. These features may hardly have any systematic relevance within the genus, but contain some informations for identifying of species. All of short-cell phytoliths found are silica body. They form various shapes like cross, bilobate, saddlelike and trilobate, and these features are consistent with infrageneric classification such as section and/or series. Also, some characters, the absence/presence of band of short cell phytolith within costal strip, the absence/presence of saddlelike phytolith within intercostal strip and the number of band of short cell phytolith within costal strip are various according to taxa, but these features do not fall into infrageneric classification. Some taxonomic keys on the phytoliths of stomatal, long-cell and short-cell were developed by their features, and the agreement between these characters and infrageneric classifications was also discussed.

벼의 규소체 (硅素體) 형태

황성수(Sung Soo Whang),김경식(Kyung Sik Kim) 한국식물학회 1994 Journal of Plant Biology Vol.37 No.1

The opal phytolith types in Oryza sativa L. were examined with light and scanning electron microscope, and we suggested the standard terminoligies based on original cells of the phytoliths in situ. The distinctive forms of opal phytoliths were observed in all plant parts such as leaf blade, leaf sheath, culm, root, glume, lemma, and palea. The phytolith forms originated from long cell, short cell, and dermal appendages were different from part to part. The opal phytoliths derived from the long cells showed the most various form: twelve types were identified based on side wall shape. The results showed that the leaf blade did include almost all types of opal phytolith observed in the other parts of rice.

태백제비꽃군 ITS DNA 염기서열 분석

황성수(Whang, Sung-Soo) 한국자원식물학회 2006 한국자원식물학회지 Vol.19 No.5

태백제비꽃군내 식물들은 동소적으로 생육하면서 단엽에서 장상복엽까지 연속적인 중간형을 나타내어 분류학적 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 태백제비꽃, 단풍제비꽃, 남산제비꽃 그리고 각 분류군 사이의 중간형을 잎의 형태에 따라 5 집단으로 구분하고 각 집단별 대표적인 개체를 선별하여 ITS DNA 염기서열을 분석하고 분류학적 어려움을 해결하는데 있다. 정렬된 ITS1, ITS2 그리고 5.8S 지역의 염기서열은 702 bp로 나타났다. 5.8S 지역은 163 bp로 조사된 모든 개체에서 변이가 없었으며, ITS1과 ITS2는 일부 변이가 있어 분산분석, 염기 서열 분기 조사 그리고 분계분석에 이용하였다. 분산분석 결과 조사된 잎 형태별 개체들 간에 차이가 없는 것으로 나타났다. 염기서열 분기 조사 결과, 군외군으로 설정한 낚시제비꽃과 노랑제비꽃의 경우 Kimura 2-parameter distance에서 절대치가 0.05보다 훨씬 높게 나타나서 뚜렷한 차이가 확인되었다. 그러나 군내군 5 개체는 절대치가 모두 매우 낮게 나타나서 염기서열 분기는 종 수준이 아닌 종 이하의 수준으로 판단되었다. 분계분석에서 군외군으로 설정한 2 종은 기저 분계조를 형성하였다. 군내군은 하나의 분계조를 형성하였지만, 부트스트랩이 50% 이하로 나타나 계통학적 의미는 적은 것으로 사료된다. ITS DNA sequences from five individuals, representative of five groups designated according to the degree of leaf teeth and lobes from simple to palmate compound leaf in the Viola albida complex, established and further analysed in order to solve the taxonomic difficulty. A total 702 bp was sequenced at the 5.8S ribosomal DNA and internal transcribed spacer 1 and 2. The 5.8S coding region is 163 bp, and has no sequence variations. The ITS1 and ITS2 noncoding regions have a little bit sequence variations, and those were further analysed by the methods of the analysis of variance (ANOVA), the analysis of sequence divergence and the phylogenetic analysis. The result of ANOVA showed no significant differences among individuals investigated. The analysis of sequence divergence with Kimura 2-parameter distance revealed that in-groups showed much less than 0.05 in absolute value among individuals, while two out groups more than 0.05, V. grypoceras and V. orientalis. This result appeared that the sequence divergence among in-groups was not yet occurred in the species level but situated at somewhere below the species level. In the phylogenetic analysis, two outgroups formed the basal clades in order. Five individuals in-groups formed a clade. The clade was, however, not very robust as around 50% in bootstrap value, suggesting that this result was not meaningful in the phylogenetic point of views.

새우난초류 꽃 기관 내 차등 발현 유전자들의 분석 및 발굴

최미선 ( Mi-sun Choi ),황성수 ( Sung-soo Whang ),구자춘 ( Ja-choon Koo ) 전북대학교 과학교육연구소 2019 과학과 과학교육 논문지 Vol.44 No.2

한라새우난은 한국에 자생하는 Calanthe 속의 난초이다. 한라새우난은 화색, 화형, 향기 등 독특한 꽃 관련 형질로 인해 상업적으로도 중요한 난초로 주목을 받아왔다. 특히 한라새우란의 꽃 기관은 자색의 꽃잎과 꽃받침, 노란색 설판을 가지고 있어 동일한 유전적 배경하에 각 기관의 색을 조절하는 유전자 발굴에 이상적인 샘플이라 할 수 있겠다. 따라서 꽃 발달이나 화색 조절에 관련된 유전자를 differential display기법을 이용하여 분석하였다. 총 42개의 유전자가 차등발현되는 것을 발굴하였고 이중 31개의 유전자가 최종적으로 각 기관마다 차등 발현되는 것을 확인 하였다. 이 유전자들을 분석한 결과 calmodulin, annextin과 GTPase SAR1 등 신호전달에 관련된 것으로 보이는 유전자들과 안토시아닌 생합성과 관련 있는 것으로 알려져 화색과 관련될 것으로 예상되는 Flavonoid 3'-hydroxylase, MYB1을 발견하였고, 꽃잎발달 과정에 관련되었다고 알려진 MYR-related protein, 식물의 성숙과 노화에 관련된 호르몬인 에틸렌의 생합성 초기 단계에 관여하는 S-adenosylmethionine synthase와 대표적인 식물의 생장호르몬으로 알려진 옥신 family중 하나인 IAA1, 그리고 꽃의 향기와 관련될 것으로 예상되는 4-coumarate-CoA ligase등의 유전자를 확인하였다. 본 연구는 우리나라 자생종인 한라새우난에 대한 첫 분자적 접근의 연구라는 점과 더 나아가 각 조직별로 비교하여 차등발현되는 유전자를 선별하였다는 데 그 의미를 갖는다. 또한 같은 꽃 기관을 사용하여서 종간 유전자 차이를 배제 할 수 있어, 한라새우난의 화형과 화색에 관한 유전자 기능연구에 큰 도움이 될 것으로 예상된다. Calanthe bicolor is a species of the genus Calanthe native to Korea. C. bicolor flower contains valuable floral traits including unique flower colors, morphologies and scents, thus it has been regarded as one of the most important commercial orchid in floricultural industry. C. bicolor is a natural hybrid orchid between C. bicolor Lindl and C. striata Ohwi, which is generally found in the southern island of Korea. Since flower of C. bicolor bears bicolored perianth organs including reddish brown sepals and petals and yellow lip, the each floral organ was dissected and subjected to gene expression analysis by differential display RT-PCR (DDRT-PCR) to understand the molecular mechanisms underlying floral development associated with floral color and morphology. A total of 42 gene were amplified by DD-RTPCR. Of these, 31 of the 42 genes were found to be differentially expressed in each floral tissue. Moreover, the sequence analysis indicated that the expression patterns of a subset of genes encoding proteins presumably involved in anthocyanin biosynthetic genes, signal transduction, metabolic pathways and hormonal signaling were differed among floral organs. This suggests that the isolated genes might have unique roles in floral development of each floral tissues. The data presented here may improve our understanding of the mechanisms underlying floral development and contribute to improve orchid biotechnology as gene sources.

수종 한국산 나자식물 수피의 형태학적 연구

김경식(Kyung Sik Kim),황성수(Sung Soo Whang),선병윤(Byung Yun Sun) 한국식물학회 1992 Journal of Plant Biology Vol.35 No.4

N/A

잔디 병원균의 생물학적 방제를 위한 균주 선발

김훈민 ( Hun-min Kim ),황성수 ( Sung Soo Whang ),구자춘 ( Ja-choon Koo ) 전북대학교 과학교육연구소 2020 과학과 과학교육 논문지 Vol.45 No.2

2000년대 이후 국내 잔디 산업은 점차 규모가 커지고 재배 수종의 변화가 일어나고 있다. 이러한 잔디를 이용하는 산업에서, 잔디의 유지에 유기 합성 살균제를 주로 이용한다. 하지만 이런 화학적 방제는 병원균의 저항성 발현과 주변 환경의 오염, 인의 축적을 통한 독성 등 많은 부작용을 초래한다. 따라서 생물학적 방제방식은 잔디의 유지 과정에서 화학적 방제의 부작용을 줄이는 대안이 될 수 있다. 이런 관점에서 본 연구는 잔디 병원균의 생물학적 방제에 이용할 수 있는 균주의 선발을 목적으로 수행하였다. 분리 균주 JK11을 생물학적 방제제로 이용 가능한 균주로 선발하였으며, JK11의 잔디 병원균 및 여러 식물 감염성 미생물에 대한 항미생물활성을 검증하였다. 그 결과 JK11은 연구에서 이용된 진균, 난균류, 박테리아 모두에서 생장 억제 효과를 나타냈으며, 이를 통해 잔디 병원균의 생물학적 방제를 위한 균주로 이용 가능할 것으로 생각되었다. 또한 JK11의 광범위한 항미생물 활성은 식재된 잔디 주변 환경에서 유래한 식물 감염성 미생물에 대한 방제에도 효과적일 것으로 예상된다. Since the 2000s, the domestic turfgrass industry has gradually increased in size and the number of cultivated species has changed. In industries that use turfgrass, organic synthetic fungicides are mainly used for the maintenance of turfgrass. However, these chemical control have many side effects such as the resistance of pathogens, pollution of the surrounding environment, and toxicity through phosphorus accumulation. Thus, biological control can be an alternative to reducing the side effects of chemical control in maintaining turfgrass. From this point of view, this study was conducted to select strains available for biological control of turfgrass pathogens. JK11 isolate was selected as a strain available as a biological control agent and antimicrobial activity was verified against turfgrass pathogens and other phytopathogenic microorganisms. As a result, JK11 showed growth a potent growth inhibition of both phytofungi and oomycete, Thus it was thought to be available as a strain for biological control of turgrass pathogens. In addition, the strong antimicrobial activity of JK11 is expected to be feasible in controlling phytopathogens derived from the surroundings of planted turfgrass.

한국산 나자식물 잎의 큐티클 미세형태 - 1. 소철과 , 은행과 , 주목과 및 개비자나무과

김경식(Kyung Sik Kim),황성수(Sung Soo Whang),선병윤(Byung Yun Sun) 한국식물학회 1995 Journal of Plant Biology Vol.38 No.2

N/A

산성비가 소원콩의 생장과 분화에 미치는 영향

이재동 ( Jae-dong Lee ),황성수 ( Sung Soo Whang ) 전북대학교 과학교육연구소 2023 과학과 과학교육 논문지 Vol.48 No.1

본 연구는 인공 산성비가 소원콩의 생육 및 분화에 미치는 영향을 조사하는 것을 목적으로 한다. 유근 뿌리 발아 후 배양토가 들어있는 화분에 이식하였다. pH2의 인공 산성비를 지상에 뿌렸을 때 소원콩은 거의 자라지 않았다. 발아 10일 후 상배축과 하배축의 길이는 대조군과 pH7 처리군 모두 유사하였다. 그리고 pH3인실험군은 길이가 가장 작았으나 하배축에서 가장 굵게 자랐다. 상배축과 하배축의 차이점은 전자는 피질에서 연조직 세포를 발달시켰고 후자는 내배엽을 발달시켰다는 것입니다. 상배축과 하배축의 전반적인 조직 분화는 다른 실험군보다 pH3 실험군에서 느리게 나타났다. 엽엽의 횡단면에서 pH3 처리군에서 엽육세포의 분화가 더디었으며, 또한 엽엽의 두께가 가장 얇았다. 향축 표피 세포의 표면 관찰에서 pH3 처리군이 다른 처리군에 비해 파상벽 길이가 가장 길었다. 배축면의 단위 면적당 보호 세포의 수는 pH3 처리에서 가장 높았다. 요약하면, 대두의 성장 발육을 위한 산성비 한계는 pH2인 것으로 밝혀졌다. 또한 세포와 조직의 분화가 느리고, 하배축에서 보호세포의 수가 증가하고, 하배축에서 증가하는 표피세포 둘레가 다른 처리에 비해 pH3에서 상대적으로 영향을 받는 여러 가지 특징을 보였다. The study aims to investigate the effects of artificial acid rain on the growth and differentiation of soybean. After germination of radicle roots, they were transplanted in pots containing cultured soil. When artificial acid rain of pH2 was applied to the above ground, soy bean almost did not grow. After 10 days of germination, the length of epicotyl and hypocotyl was similar both in the control and treated group with pH7. And the experimental group with pH3 was the smallest in length, but it grew the thickest in the hypocotyl. The difference between the epicotyl and hypocotyl is that the former developed collenchyma cells in the cortex and the latter developed endodermis. Overall tissue differentiation of the epicotyl and hypocotyl appeared slower in the pH3 experimental group than in the other experimental groups. In the transverse view of leaf blades, differentiation of mesophyll cells in the pH3 treated group was slow, and further the leaf blade thickness was the thinnest. In the surface observation of adaxial epidermal cells, the pH3 treatment group had the longest wavy wall length compared to other treatments. The number of guard cells per unit area of abaxial side was highest in pH3 treatment. In summary, the acid rain limit for growth and development of soybean was found to be pH2. In addition, several features such as the differentiation of cells and tissues were slow, the number of guard cells increased in the hypocotyl axis, and the epidermal cell circumference increased in the hypotyl axis were relatively affected at pH3 compared to other treatments.

수 종 고사리삼과 식물 지상부의 가도관 구조

김경식(Kyung Sik Kim),황성수(Sung Soo Whang),선병윤(Byung Yun Sun) 한국식물학회 1993 Journal of Plant Biology Vol.36 No.4

Tracheid structure of aerial system in five species of Ophioglossaceae and one species of Osmundaceae was examined with light and scanning electron microscope. The species were Botrichium multifidum var. robustrum, B. ternatum, B. strictum, B. virginianum, Ophioglossum vulgatum, and Osmunda japonica. Three types of tracheids could be recognized by the pattern of secondary wall thickening; helical, irregular reticulate and circular bordered pitted tracheids. Among them, the appearance of circular bordered pitted tracheids supported that ophioglossaceous plants might have phylogenetic relationship with progymnosperm-seed plant line. Circular and elliptical bordered pits in shape were observed in five ophioglossaceous species; the former was subdivided into large and small types in size. In conclusion, three types of bordered pits were found: (1) large circular type- O. vulgatum, (2) small circular type- B. multifidum var. robustrum, B. ternatum and (3) elliptical type- B. strictum, B. virginianum. B. strictum and B. virginianum belong to subgenus Osmundopteris had the elliptical bordered pits. Therefore, this group might be interpreted as the most primitive in this family; however, such suggestion did subgenus Osmundopteris was classified into the most advanced group.