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ISSN : 1229-3571(Print)
ISSN : 2287-819X(Online)
Korean Journal of Organic Agricultue Vol.20 No.4 pp.589-605
DOI : https://doi.org/10.11625/KJOA.2012.20.4.589

강화약쑥 추출물이 종자발아 및 유식물 생장에 미치는 알레로파시 효과

이주화*, 변지희*, 이정훈****, 박춘근**, 박충범**, 조준형***
* 동국대학교 바이오환경과학과, ** 국립원예특작과학원 약용작물과, *** 동국대학교 바이오환경과학과, **** 국립원예특작과학원 약용작물과

Allelopathic Effect of Ganghwa mugwort (Artemisia spp.) on Seed Germination and Seedling Growth of Plants

Jeong-Hoon Lee, Lee Joo-Hwa, Byeon Ji-Hui, Park Chun-Geon, Park Chung-Berm, Cho Joon-Hyeong

Abstract

This study was conducted to identify allelopathic effect of Ganghwa domesticArtemisia spp., named Sajabalssuk and Ssajuarissuk, for various receptor plantsincluding clover (Trifolium repens L.), alfalfa (Medicago sativa L.), lawn grass(Zoysia japonica Steud.), dandelion (Taraxacum platycarpum Dahlst.), and dahurianpatrinia(Patrinia scabiosaefolia Fisch. ex Trevir). Receptor plants were treatedwith the aqueous and essential oil extract of Artemisia plants. In consequence,their allelopathic effects were evaluated by measuring seed germination rates,seedling growth, and dry weights of the receptor plants. The seed germination andseedling growth of the receptor plants were inhibited by all treatments of bothaqueous and essential oil extracts of the Artemisia plants, and, in addition, theinhibitory effects were increased according to the higher concentration. Among thedonor plants, A. sp.*Ⅲ showed most effective allelopathic effect. Comparing thealleopathic effect among the receptor plants, seed germination was most inhibitedin lawn grass while inhibitory effect of seedling growth was comparatively higherin dandelion. Although inhibitory effects were comparatively lower, the allelopathiceffects of Artemisia plants were identified in clover and alfalfa since the seedlinggrowth of these plants were inhibited more than 70%. Thus, in result, Ganghwadomestic Artemisia spp. could be possibly used for weed control since naturalproducts of the plants showed inhibitory effects on seed germination and seedlinggrowth of various receptor plants.

Ⅰ. 서 론

쑥은 국화과(Asteraceae Bercht. & J. Presl) 다년생 식물로 전 세계적으로 약 200~400여종이 분포하는데, 우리나라에는 사철쑥, 황해쑥, 참쑥, 물쑥 등 39여종의 쑥속(Artemisia L.) 식물이 자생하고 있는 것으로 알려져 있다(Sung et al., 2008; Lee et al., 2010). 쑥속 식물은 풍매(風媒)와 충매(蟲媒)에 의해 수분이 이루어지는 타식성이 강한 식물로 분류학적 구분이 어려워 형태적 특징, 화기의 임성 및 기능적 특징 등 다양한 기준에 의해 학자들마다 다르게 분류하고 있다. 한국산 쑥속 식물의 연구는 Nakai(1911)가 꽃의 형질에 따라 3절 29분류군으로 구분한 이후, Mori(1922)는 40분류군으로 정리하였으며, Lee(2006)는 대한식물도감에 비쑥, 사철쑥, 황해쑥, 개똥쑥 등을 포함한 26종을 기록하고 있다. 

한국의 쑥은 어린잎을 식용하기도 하지만 사철쑥, 황해쑥, 개똥쑥 등은 강장보혈 효과를 포함한 다양한 약리적 효능이 있어 각각 인진(茵蔯), 애엽(艾葉), 청호(菁蒿) 등으로 불리며 오래 전부터 자궁 및 임신출혈, 부인병과 건위, 설사 등의 치료를 위한 한약재로 이용되어 왔다. 특히 강화지역에서 재배되고 있는 쑥은 한약명으로 애엽(艾葉), 황초(黃草), 구초(灸草)라고 불리며, 강화도를 중심으로 인근 서해안 지역까지 분포하고 있다. 세종실록지리지와 신증동국여지승람에 강화도의 ‘獅子足艾(사자발쑥)’로 기록하고 있어 강화약쑥이 오랫동안 민간요법과 한의약재료로 사용되어 왔음을 알 수 있다(Ryu et al., 2007).

Lee et al.(2010)이 한국산 쑥속 식물 21종의 핵 DNA ITS 염기서열을 분석한 결과 유전적으로 경기도 김포군 월곶면에서 채집한 황해쑥과 가장 근연에 있다고 보고하였다. 그러나 Ryu et al.(2007)은 사자발쑥과 싸주아리쑥으로 불리는 강화약쑥은 개화시기에 잎과 꽃의 형태가 매우 유사하지만, 인근 타 지역의 쑥 수집종과는 형태적으로 다르며, 또한 식물의 분포와 표본간의 변이를 고려할 때 사자발쑥이 싸주아리쑥에서 유래된 것으로 보고 있다.

현재까지 수행된 강화약쑥에 대한 연구는 수집 약쑥의 유효성분 변이(Ryu et al., 2005), 저밀도 지질 단백질 산화억제물질 분리(Bang et al., 2007), 전초로부터의 triterpenoid 분리(Bang et al., 2008), 마크로파지 RAW 264.7세포에 대한 tumor necrosis factor-α, prostaglandin E2, cyclooxygenase-2 및 LPS 유도 nitric oxide 생성 저해(Yun et al., 2008) 등 약쑥이 가지는 약리성분의 함량 변화와 생리활성연구에 집중되어 왔으며, 약쑥의 타 식물종과의타감작용(allelopathy) 효과 및 친환경 잡초방제법 등 재배 생산을 위한 농업적 기초연구는 미흡한 실정이다. 특히 타감작용은 식물과 타 생물 간에 일어나는 중요한 생리생태작용 중 하나로 식물이 분비하는 수용성 또는 휘발성의 2차 대사산물 등 화학물질이 직간접적으로 다른 식물의 발아와 생장을 억제하는 경쟁적 전략 중 한 가지이다. 농업적으로는 잡초억제를 위한 친환경제초제 개발에 이용될 뿐만 아니라 경지면적의 효율적 활용을 위한 윤작 시 전 ․ 후작 작물의 생육과 매우 밀접한 관계를 가지고 있어 중요하다(Fischer et al., 1994; Langenheim, 1994; Bae et al., 1997). 모든 식물에는 타감작용 효과가 있으며 식물마다 그 정도와 특성이 다른데, 쑥속 식물들 대부분은 타감작용 효과를 보이거나 또는 타감물질(allelochemical)로 작용하는 terpenoid와 phenolic compound의 함량이 높은 것으로 보고되었다.

한국산 쑥속 식물의 경우 황해쑥(A. argiy) (Kil et al., 1994), 사철쑥(A. capillaris) (Kil, 1999), 참쑥(A. lavanulaefolia) (Kil et al., 2000), 개똥쑥(A. annua) (Kim et al., 2001), 쑥(A. princeps var. orientalis) (Yun and Kil, 1989; Yun and Choi, 2003)의 타감작용에 대한 보고가 이루어진 바 있다. 국내의 Artemisia 속 식물인 참쑥과 사철쑥 및 일반 쑥에서 타감작용이 보고된 것을 볼 때 같은 Artemisia 속 식물인 강화지역의 약쑥에도 이와 같은 효과가 있을 것으로 추측된다. 강화약쑥은 쑥속 식물 중 재배생산이 이루어지는 몇 안 되는 식물 중 하나로 종자와 영양체 번식이 모두 가능하지만, 종자 번식의 경우 타식성에 의해 종묘 특성의 유지가 어려워 일반 농가에서는 영양체 번식을 주로 하고 있다. 또한 재배 특성상 일반 농가에서는 삽목 혹은 뿌리의 포기나누기 수행 후 2년 차부터 연간 2~3회 수확하며 동일포장에서 3년가량 연작하고 포장을 바꾸어주는 것이 일반적이다(Lee, 2002; Ryu et al., 2007; Lee et al., 2010). 약쑥 재배에 있어서 타감작용의 중요성은 제한된 경지면적의 효율적 활용을 위해 쑥 이외의 다양한 작물을 수요에 따라 종류와 규모를 달리하여 재배해야 할 필요가 있으며, 또한 약쑥의 타감물질을 활용 잡초 발생 억제를 위한 천연제초제 개발 가능성이 높기 때문이다.

따라서 본 연구는 최근 강화지역에서 다량 재배되고 있는 약쑥 전초의 수용성 추출물과 정유 성분이 다양한 수용체 식물의 발아 및 유묘생장 억제에 미치는 영향을 구명하고 환경친화적인 잡초발생 억제방안을 마련코자 수행되었다.

Ⅱ. 재료 및 방법

1. 시험재료

타감작용 효과 구명을 위한 공여체 식물로는 강화지역에서 약쑥으로 재배되고 있는 사자발쑥과 싸주아리쑥을 사용하였다. 사자발쑥은 강화군 농업기술센터로부터 분양 받았으며, 싸주아리쑥은 강화군 불음면 소재 약쑥 재배농가로부터 수집하였다. 수집 약쑥은 경기도 고양시 일산동구 식사동에 위치한 동국대학교 실험농장에서 증식한 후 음건하여 사용 하였으며, 수용체 식물로는 클로버(Clover, Trifolium repens L.), 알팔파(Alfalfa, Medicago sativa L.), 잔디(Lawn grass, Zoysia japonica Steud.), 마타리(Dahurian Patrinia, Patrinia scabio saefolia Fisch. ex Trevir.), 민들레(Dandelion, Taraxacum platycarpum Dahlst.) 종자를 사용하였다. 본 실험에 사용된 공여체 식물인 강화수집종 약쑥은 쑥속(Artemisia spp.) 식물로 사자발쑥은 A. sp.*Ⅰ으로 그리고 싸주아리쑥은 A. sp.*Ⅱ와 A. sp.*Ⅲ로 표기하였다(Fig. 1).

Figure 1. Comparison of morphological characteristics among the leaves of Artemisia spp. A: Artemisia sp.*Ⅰ(Sajabalssuk), B: A. sp.*Ⅱ, C: A. sp.*Ⅲ. A. sp.*Ⅱ and A. sp.*Ⅲ are named Ssajuarissuk in Ganghwa Island.

2. 강화약쑥 수용성 추출액 및 휘발성 정유 제조

공여식물의 수용성 추출액 제조를 위해 음건된 수집 약쑥을 약 1cm 정도로 잘라 시료 100g 당 1L의 증류수에 침지하여 실온에서 24시간 방치한 후 0.1mm 표준망체와 여과지(Advantec No. 26, 직경 15cm)를 이용하여 여과하였다. 여과된 추출액은 3,000rpm에서 15분간 원심분리 후 상층액을 회수하였다. 수용성 추출액이 타 식물의 발아 및 초기생육에 미치는 타감효과의 구명을 위해추출액 농도를 25, 50, 75, 100%로 다양하게 처리하였으며, 대조구로는 증류수를 사용하였다.

또한 정유 추출물 제조를 위해 음건된 수집 약쑥 100g 당 1.5L의 증류수에 침지하여 24시간 실온 처리한 후 상압 수증기 증류방법으로 3시간 동안 약 600~700ml 정도의 수증기 증류 유출액을 회수하였다. 회수한 수증기 증류액을 120ml ethyl ether가 담긴 500ml 분액깔대기에 일정량을 나누어 담아 진탕 후 ether 추출액만을 포집하는 과정을 3회 반복하였다. 최종 ether 추출액을 sodium sulfate가 담긴 삼각 깔대기에 여과하여 남아있는 수분을 제거하고, 수분이 제거된 ether 추출액은 감압농축기를 이용하여 38℃의 수조에서 농축하였다.

3. 수용성 추출액 및 정유에 의한 종자발아 및 유식물체 생장실험

약쑥 수용성 추출액이 식물의 종자발아 및 생장에 미치는 효과를 구명하기 위해, petridish(9cm×1.5cm)에 여과지(Advantec No. 2, 직경 9cm) 2매를 깐 후 농도 별로 희석한 수용성 추출액 10ml을 처리하였으며, petridish 당 50립의 수용체 식물의 종자를 일정한 간격으로 치상하였다.

또한 약쑥 정유 추출물의 종자발아 및 유식물의 생장에 미치는 타감효과 구명을 위해 petridish(10cm×4cm)에 여과지(Advantec No. 2, 직경 9cm) 2매를 깐 후 수용체 식물 종자를 각각 30립씩 치상하였으며, 증류수 10ml을 첨가하여 수분을 공급하였다. 또한 정유성분의 처리를 위해 멸균된 높이 1.5cm 두께의 알루미늄 호일을 petridish 중앙에 두고 약쑥 3종의 정유를 각각 5, 10, 15, 20㎕씩 떨어뜨린 후, parafilm으로 봉하였다. 대조구에는 휘발성 추출액을 넣지 않는 알루미늄 호일만 넣어 두었다. 모든 처리구는 24℃ 12시간 광조건, 20℃ 12시간 암 조건이 유지되는 식물 생장상에서 배양하였다. 종자의 발아 상태는 첫 발아 후 24시간 간격으로 5일 동안 조사하였으며, 10일 뒤 싹이 난 유식물을 수확하여 지상부와 지하부로 나누어 유식물의 생장을 조사하였다. 모든 실험은 5회 반복하였고 유식물의 생장은 발아율과 지상부의 신장 및 건중량, 지하부 뿌리의 신장 및 건중량으로 각각 3회 반복 측정하였다.

4. 통계적 분석

약쑥 추출물 처리에 의한 수용체 식물의 발아율 및 유식물 생장에 대한 통계 분석은 SPSS(statistics package for social sciencever. 20.0)을 이용하여 던칸 다중 검정법으로 처리간의 차이를 비교하였다.

Ⅲ. 결과 및 고찰

1. 쑥 수용성 추출액 및 정유 물질이 수용체 식물의 종자발아에 미치는 영향

강화도에서 수집한 약쑥의 수용성 추출액을 제조하여 클로버, 알팔파, 잔디, 마타리 및 민들레 등 5종의 수용체 식물 종자에 처리한 결과, 모든 실험 대상 식물에서 수용성 추출액농도가 증가함에 따라 종자 발아율이 감소하는 추세를 보였으며 수용체 식물 간 작용정도의 차이가 있었다(Fig. 2, Table 1). 대조군에서 높은 발아율을 보인 클로버(98.5%)와 알팔파(87.9%)의 경우 추출액 농도가 증가할수록 발아율이 현저히 감소하여 100%의 추출액 처리시 각각 5.6~40%와 0~2%의 발아율을 보였다. 반면에 마타리, 민들레의 경우 수용액 50%이상 농도의 처리구에서 발아가 전혀 일어나지 않아 종자발아에 강한 억제효과를 보였다.

Figure 2. Effect of Artemisia spp. aqueous extract on seed germination and seedling growth of Clover (Trifoliumrepens L.).

Table 1. Comparisons of seed germinations of receptor plants treated with aqueous extract of Artemisia spp.

또한 잔디의 경우 75%와 100% 수용액 처리구에서 발아가 전혀 이루어지지 않았으며, 50%수용액 처리구에서도 0.8~1.2%의 매우 낮은 발아율을 보여 수용액 추출물의 강한 발아 억제 효과를 보였다(Table 1). 정유를 이용한 동일 수용체 식물의 종자 발아 실험을 수행한 결과, 마찬가지로 정유의 첨가량이 증가할수록 종자발아가 억제하는 경향을 보였으나, 수용성 추출액을 이용한 실험과 약간 다른 양상을 보였다. 수용성 추출액 실험에서 고농도의 처리구에서도 비교적 좋은 발아율을 보였던 클로버의 경우(5.6~40.0%), 정유를 이용한 실험에서는 대조구(97.8%)에 비해 매우 낮은 1.1~4.4%의 발아율을 나타냈다. 또한 본 연구결과 수용체 식물의 종자 발아 억제에 있어 공여체 간에 차이를 보였는데 수용성 추출액의 경우, A. sp.*Ⅲ의 모든 처리구에서 A. sp.*Ⅰ(A. princeps Pampanini cv. Sajabal)과 A. sp.*Ⅱ의 처리군 보다 강한 억제효과를 나타냈다(Table 2). 반면에 정유 물질을 처리한 경우 5~10㎕의 저농도에서는 A. sp.*Ⅲ의 억제효과가 더 좋았으나, 15~20㎕ 처리구에서는 A. sp.*Ⅱ와 A. sp.*Ⅲ 처리군 사이에 뚜렷한 차이 없이 유사한 억제 효과를 나타냈다. 또한 A. sp.*Ⅰ 처리군은 A. sp.*Ⅱ와 A. sp.*Ⅲ 처리군에 비해 낮은 억제 효과를 보였으나, 수용성 추출액 처리군에 비해 전체적으로 강한 억제 효과를 나타냈다(Table 1, Table 2).

Table 2. Comparisons of seed germinations of receptor plants treated with essential oil of Artemisia spp.

2. 쑥 수용성 추출액이 수용체 식물의 유식물체 생장에 미치는 영향

발아 확인 후 10일이 경과한 유식물의 신장과 건중량을 측정한 결과는 Fig. 3~Fig. 4와 같다. 모든 수용체 식물에서 공통적으로 추출액의 농도가 증가할수록 생장이 크게 억제되었으나 억제 효과는 수용체 식물별로 차이가 있었다. 반응 부위별로는 지상부(shoot)와 지하부 뿌리(root)에서 억제 현상이 크게 발생하였으며, 공여체 식물 중 A. sp.*Ⅲ의 수용성 추출액에서 억제효과가 가장 강하게 나타났다. 75~100%의 추출액 처리구에서 대조구 대비 약24.5~37.3%로 타 수용체 식물에 비해 비교적 높은 발아율을 보였던 클로버의 경우(Table 1), 지상부생장률이 대조구 대비 71.8~86.7%, 뿌리생장률이 71.2~86.0%로 매우 강하게 억제된 것을 확인할 수 있었다(Fig. 3, Table 1). 또한 75~100% 처리구에서 평균 5.1%의 발아율을 보였던 알팔파는 발아 후 생육이 억제되어 생육측정이 불가하였다. 잔디, 마타리, 민들레의 경우에도 75% 이상의 처리구에서는 발아가 거의 일어나지 않아 측정이 불가하였으나, 발아가 확인된 25%~50%의 저농도 처리구에서도 대조구 대비 지상부와 뿌리의 생장이 평균 각각 44.1~69.2%, 33.6~76.7%의 감소율을 보이며 강한 생육억제효과를 나타냈다(Fig. 3). 생육 측정 후 각 측정부위를 건조하여 중량을 비교한 결과에서도 수용액 처리농도가 증가할수록 건중량(dry weight)이 감소하는 것을 확인하였으며, 대부분 75% 이상의 고농도 처리구에서는 측정이 불가하였다(Fig. 4).

Figure 3. Comparisons of shoot and root lengths among the receptor plants treated with the aqueous extract of Artemisia spp. A: A. sp.*Ⅰ, B: A. sp.*Ⅱ, C: A. sp.*Ⅲ.

Figure 4. Comparisons of shoot and root dry weights among the receptor plants treated with the aqueous extract of Artemisia spp. A: A. sp.*Ⅰ, B: A. sp.* Ⅱ, C: A. sp.* Ⅲ.

3. 쑥 휘발성 정유 물질이 수용체 식물의 유식물체 생장에 미치는 영향

약쑥정유 추출물이 발아된 수용체 유식물의 생육에 미치는 영향을 구명한 결과는 Fig. 5, Fig. 6과 같다. 첨가된 정유의 양이 증가할수록 유식물체의 생장이 강하게 억제되는 경향을 보였다. 그러나 종자발아 시험에 있어서 정유추출물이 수용성 추출액 처리군에 비해 강한발아 억제 효과를 보인 것과는 달리, 지상부 및 뿌리의 신장과 건중량을 통해 확인된 유식물 생장에 대한 정유 추출물의 억제력은 전체적으로 수용성 추출액에 비해 약하거나 같은 수준인 것으로 확인되었다(Fig. 3~Fig. 6). 한편, 민들레의 경우 10㎕ 이상의 정유 추출물 처리구에서 동일 처리의 잔디 및 마타리 보다 높은 2.2~6.7% 발아율을 보였으나, 이 후 생장이 완전히 억제된 것을 확인할 수 있었다(Fig. 5, Table 2). 또한 정유 처리 시 수용체 식물의 신장이 가장 높게 측정되었던 클로버는 알팔파에 비해 건중량이 낮은 경향을 보였다. 그러나 대조구 대비 생육을 비교한 결과, 클로버가 알팔파보다 강하게 억제되었으며 이는 건조중량에서도 마찬가지 결과를 나타냈다(Fig. 5, Fig. 6). 공여체 식물간 억제 차이를 비교한 결과는 5~10㎕ 저농도의 정유처리 시 대조구 대비 생장 감소율이 수용액추출액 처리 실험 결과와 마찬가지로 A. sp.*Ⅲ에서 더 높은 것으로 나타났으나, 15㎕ 이상의 처리구에서는 공여체 식물간 생육 억제 차이는 없는 것으로 확인되었다(Fig. 5, Fig. 6).

Figure 5. Comparisons of shoot and root lengths among the receptor plants treated with the essential oil of Artemisia spp. A: A. sp.*Ⅰ, B: A. sp.*Ⅱ, C: A. sp.*Ⅲ.

Figure 6. Comparisons of shoot and root dry weights among the receptor plants treated with the essential oil of Artemisia spp. A: A. sp.*Ⅰ, B: A. sp.* Ⅱ, C: A. sp.* Ⅲ.

본 연구에서 사용된 강화약쑥은 최근 항비만, 항동맥경화, 혈당개선, 항암, 간장보호 등에 대한 효능이 입증되면서 건강 기능성식품, 화장품 및 의약품의 원료 등 이용성이 확대되고 있다(Ryu et al., 2007). 그에 따라 2000년 10ha에 불과했던 쑥 재배면적이 최근 5배로 늘어나 17개 작목반 252농가에서 50ha의 면적에 쑥을 재배하고 있으며, 향후 수요증가에의한 재배면적 또한 지속적으로 늘어날 전망이다. 이에 따라 최근 쑥의 생리활성 및 약리성분에 대한 연구는 크게 증가하고 있으며, 또한 원료로 이용되는 쑥 식물의 타감작용 연구가 요구된다. 타감작용은 식물에서 생산된 화학물질이 이종식물의 생육을 억제함으로써 경쟁적 우위를 점하기 위한 환경생태적 현상 중 하나로 작물재배 시 에도 중요한 요인으로 작용할 수 있다. 작물재배 시 주변 환경에 타감작용 효과를 가지고 있는 식물이 있는 경우 작물생육 및 생산성에 영향을 받게 될 뿐만 아니라, 윤작 시 전 작물의 부산물에 의해 생성된 타감물질이 토양에 잔류함으로써 후작물의 생육 및 생산성에 큰 영향을 미칠 수 있다.

쑥속 식물이 포함하는 타감물질로는 alkaloid, phenolic compounds, terpenoid 등의 2차대사산물(Whittaker and Feeny, 1971)과 당, 단백질, 지질 등의 1차대사산물 및 그 중간산물(Rice, 1984)들이 있다. 특히 쑥속 식물의 대표적인 타감물질은 세포질에 존재하는 지용성의 terpenoid이다. 국화과 Artemisia속의 식물들은 지구상에 광범위하게 분포되어 있는데(Sung, 2008), 타감효과를 나타내는 다수의 terpenoid를 생산하는 것으로 보고되고 있다. Friedmanet al.(1977)은 쑥속 식물의 한 종인 A. herba-alba의 전초에 포함되어 있는 휘발성 물질이 Helianthemum ledifolium의 발아를 심하게 억제한다고 하였으며, Groves와 Anderson(1981)은 A. tridentata의 잎으로부터 방산되는 휘발성 물질은 Elymus cinereus의 발아와 생장을 억제한다고 보고하였다.

쑥속 식물이 생산하는 타감물질에 의한 이종 식물의 발아 및 생육억제효과 연구가 보고된 바 있다. A. annua의 주요 성분인 artemisinin은 다른 식물의 발아와 성장을 억제하며(Duke et al., 1987), A. californica의 잎에서 분비되는 휘발성물질은 오이(Cucumis sativus)와 귀리(Avena sativa)의 뿌리 생장을 저해한다(Muller et al., 1964). 또한 A. tridentata, A. cana, A. nova와 A. tripartita의 잎 수용성 추출액은 실험실 조건에서 일부 식물 종들의 발아를 저해한다고 보고된 바 있다(Reid, 1964). 한편 Halligan(1975)은 A. californica의 수용성추출물과 휘발성물질이 서양금혼초(Hypochoeris glabra)와 마디아(Madia sativa)의 생장을 저해하는 반면, 긴까락빕새귀리(Bromus rigidus)와 블루페스큐(Festuca glauca)의 생육에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 보고되어, 식물 간의 타감작용은 종마다 그 정도와 특성이 다른 것으로 사료된다.

본 연구에서는 강화 약쑥 수집종의 타감작용을 구명하고자 수행되었으며, 약쑥의 수용성 및 휘발성 정유 물질을 추출하여 클로버, 알팔파, 잔디, 마타리, 민들레에 각각 적용하였다. 이들 수용체 식물은 쑥 재배지에 쉽게 출현하거나 또는 잡초성 식물 중 종자의 획득 및 발아시험이 용이한 식물을 선택하였다. 각 처리별 종자발아억제 효과를 확인한 결과, 수용성추출물과 정유 처리군 모두에서 농도 및 첨가량이 증가할수록 종자 발아 억제효과가 증가되었으며, 공여체 식물 간 비교를 통해 수용성 추출액 처리에서는 A. sp.*Ⅲ가(Fig. 2, Table 1), 정유 추출액 처리에서는 A. sp.*Ⅱ와 A. sp.*Ⅲ에서 종자발아 억제 효과가 가장 높은 것을 확인하였다(Table 2). 또한 발아 10일 후 각 수용체 유식물의 신장 및 건조 중량 측정을 통한 공여체 식물 간 생육 억제 효과를 비교한 결과에서도 A. sp.*Ⅲ에서 추출물에서 가장 강한 억제 효과를 보였으며, A.sp.*Ⅰ과 A. sp.*Ⅱ는 유사하거나 A. sp.*Ⅱ에서 비교적 높은 억제 효과를 확인할 수 있었다(Fig. 3~Fig. 6). 결과적으로 강화지역에서 재배되고 있는 약쑥수집종 중 싸주아리쑥(A. sp.*Ⅱ, A. sp.*Ⅲ)이 사자발쑥(A.sp.*Ⅰ)보다 타식물에 대한 생육억제효과가 높은 것으로 확인되었다.

또한 수용체 식물들 간 쑥 추출물에 의한 발아율 및 유식물 생육을 비교한 결과, 발아율에 있어 잔디에서 가장 강한 억제 효과를 보인 반면(Table 1, Table 2) 유식물의 생장 억제효과는 민들레에서 매우 강하게 나타났다(Fig. 3~Fig. 6). 클로버와 알팔파에서는 발아 및 생육억제 효과가 타 수용체 식물에 비해 약하였으나, 대조구 대비 평균 약 66% 이상의 높은 억제 효율을 보여 쑥 추출물에 의한 타감작용을 확인할 수 있었다.

강화지역에서 자생하거나 재배되고 있는 약쑥은 이명으로 사자발쑥과 싸주아리쑥(혹은 싸자리쑥)으로 불리고 있으며, 약쑥 자원을 이용한 기능성 소재의 개발을 위해서는 원료식물의 기원에 대한 정립이 필요하다. Ryu et al.(2007)은 강화지역 약쑥 2종은 Artemisia princeps에서 기원한 것으로 타지역의 쑥속 식물과는 다르다고 보고하였으나, Lee et al.(2010)은 강화 약쑥이 황해쑥(A. argyi)과 유전적으로 매우 유사하다고 하여, 강화 약쑥의 분류학적 기원에 대한 이견이 남아있다. 그러나 본 연구를 통해 강화 약쑥 식물 종간에 형태적 차이가 있으며, 수용성 추출물 및 정유성분이 다양한 수용체 식물의 발아 및 유식물체 생장 억제효과를 보이는 것으로 보아, 향 후 식물의 유전적 기원정립이 확립된다면, 강화약쑥 식물 종을 이용한 환경 친화적인 천연제초제 개발은 물론 기능성 산업화 자원으로 개발가치가 높은 것으로 사료된다.

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