K-02-BI-02-08D-2 최종 연구보고서 한국 자생식물 종자데이터베이스 구축 (Factual Database Construction of Native Flora Seeds in Korean Peninsula) 2002. 11. 수탁기관 : 동신대학교 주의 1. 이 보고서는 한국과학기술정보연구원에서 위탁연구과제로 시행한 연구보고서입니다. 2. 이 보고서 내용을 발표할 때에는 반드시 한국과학기술정보 연구원에서 시행한 위탁연구과제의 연구결과임을 밝혀야 합니다. 최종 연구보고서 한국 자생식물 종자데이터베이스 구축 (Factual Database Construction of Native Flora Seeds in Korean Peninsula) 2002. 11. 수탁기관 : 동신대학교 한국과학기술정보연구원 제출문 한국과학기술정보연구원장 귀하 본 보고서를 한국 자생식물 종자데이터베이스 구축 에대 한 연구의 보고서로 제출합니다. 2002.11.28 수탁 기관 : 동신대학교 수탁기관장 : 이균범 총장 (인) 연구책임자 : 장홍기(동신대학교)(인) 참여연구원 : 천상욱(동신대학교) 이숙영(동신대학교) 조수인(동신대학교) 공동참여연구원 : 박형선 (한국과학기술정보연구원) 보고서 초록 연구과제코드 K-02-BI-02-08D 연구기간 6월 대과제명 한국 자생식물종자데이터베이스구축 연구과제명 Factual D atabase Construction of Native Flora Seeds in 대과제명(영문) Korean Peninsula 총 :7명 정부: 18,000천원 연구책임자 장홍기 참여연구원수 내부 :7명 연구비 기업: 천원 외부 : 명 계: 18,000천원 연구기관명 및 참여기관명 소속부서명 국제공동연구 상대국명 : 상대국연구기관명 : 위탁연구 연구기관명 : 연구책임자 : 보고서 요약(연구결과를 중심으로 개조식 600자이내) 150 면수 본 종자데이터베이스는 1, 2년차 연구로써 900종의 종자에 대한 정보를 제공하 였다. 무한한 유전자원으로써 앞으로의 미래 자원연구에 기여하고자 250종의 잡초 종자를 제공하고 있으며, 일상생활에서 많이 접하고 있는 원예작물, 화훼 그리고 허브 등 350종의 종자에 역점을 두고 종자를 수집하여 데이터베이스를 구축하였 다. 본 2차년도는 약용식물 종자를 중심으로 300건(영문200건)의 데이터베이스 구축 할예정이며현재300종의 종자 수집을 마쳤으며 300종의 정보를 입력하였다. 현재 데이터베이스 내용을 요약하면 다음과 같다. 종자자료수집 및 분류 : 약용작물 약용식물 종자 데이터베이스 구축 - 국문 (약 300건/ 년) - 영문 (약 200건/ 년) 한글데이터베이스, 자생식물, 식물유전자원, 종자은행, 종자보존 색인어 Factual database, native flora seeds, plant geneticresources, seed (각 5개이상) 영 어 bank, seed storage, 요약문 . 제목 한국 자생식물 종자데이터베이스 구축 Factual Database Construction of Native Flora Seeds in Korean Peninsula 연구 기관 : 동신대학교 생물자원산업화지원센터 연구책임자 : 장홍기 연구 기간 : 2002. 6. 10 - 2002. 11. 30 2. 연구개발의 내용 및 범위 본 종자데이터베이스는 2년차 연구로써 600종의 종자에 대한 정보를 제공 하였다. 무한한 유전자원으로써 앞으로의 미래 자원연구에 기여하고자 250 종의 잡초종자를 제공하고 있으며, 일상생활에서 많이 접하고 있는 원예작 물, 화훼그리고허브등350종의 종자에 역점을 두고 종자를 수집하여 데 이터베이스를 구축하였다. 본 2차년도는 약용식물 종자를 중심으로 300건(영문200건)의 데이터베이스 구축 할 예정이며 현재 300종의 종자 수집을 마쳤으며 300종의 정보를 입 력하였다. 현재 데이터베이스 내용을 요약하면 다음과 같다. 종자자료수집 및 분류 : 약용작물 약용식물 종자 데이터베이스 구축 - 국문 (약 300건/ 년) - 영문 (약 200건/ 년) -i- <그림 -1> 종자정보검색 <그림 -2> 과별 종자 검색 <그림 -3> 검색된 종자 DB 내용 -ii- <그림 -3> 검색된 종자 DB 사진 내용 <그림 -4> 종자데이터베이스 개발체계 이와 같은 유용한 정보는 아래와 같은 활용 가능성을 갖고 있다. 우리 나라 에 폭넓게 분포하고 있는 다양한 종자를 채집, 데이터베이스화함으로써 학 술연구 자료로 활용함은 물론 미국, 네덜란드, 일본 등 선진국과의 활발한 교류를 통해 이 분야의 수준을 한단계 끌어올리는 계기가 될 것으로 기대 된다. 또한 생물학, 농학, 약학, 한의학 등에 종사하는 대학생과 학자들에게 종자에 대한 유용한 정보를 제공해 준다. - 생물산업, 농업, 원예 등 종사자들에게 종자에 대한 유용한 정보를 제공 - 수출 가능한 신품종채소 및 화훼작물의 유용한 정보를 제공 - 초중고생, 대학생 및 대학원생들에게 유전자원에 대한 자각과 인식을 새 롭게 하는 교육효과 -iii- - 종자연구의 활성화 3. 연구개발결과 및 활용 한국 자생식물 종자 데이터베이스를 특성화를 시켜 한국고유의 사실정보를 완성하였다. 초본식물은 목본식물과 함께 고등식물에 속하는 종으로 주로 종자를 통해 번식하는 종류가 많으므로 유전자원 확보측면에서 종자의 보존이 매우 중 요하다. 종자는 식물의 유전형질을 총체적으로 포함하기 때문에 소멸의 위 험성이 있는 종의 보존은 물론 자원의 육종에 이르기까지 다양하고 폭넓게 활용할수있는많은이점을가지고있다. 종자수집을 하는데 시간과 비용 등이 많이 드는 어려움을 갖고 있어 가장 중요하고 필요한 연구분야이면서 기피되고 있는 경향이 있다. 현재각국은의약품, 식량 등의 소재로 쓰기 위해 생물종 다양성과 유전자원 확보와 보존을 위해 자국내 종자의 유출을 철저하게 방지하며 또 한편으로 다른 나라의 종자를 억척스럽게 수집하는 등 종자전쟁을 치루고 있다. 우리나라는 국토의 무분별한 개발 등으로 인해 종의 전멸이 계속적으로 진 행되고 있는 실정으로 이에 대한 근본적인 대책이 요구되고 있다. 이러한 의미에서 이 종자데이터베이스는 우리나라 식물다양성 연구의 중추적 역할 은 물론 종자 보존의 첨병으로서 사명이 기대되고 있다. 식물종자의 수집 과 보존을 위주로 하는 종자데이터베이스의 중요성은 커져가고 있다. -iv- Summary .Title Factual Database of Native Flora Seeds in the Korean Peninsula . Objective of the study and its importance Each combination of climate, soil and topography has its own characteristic type of plants and each area has its own unique plant species. Korea has a humid, temperate, East Asian monsoonal climate with rainfall heavier in summer than winter, and is geomorphologically characterized by abundant hills and mountains, which occupy 70 % of its territory. Facing with knowledge-based and technology-oriented society, construction of infrastructure for valuable genetic resources from plant seeds would be the key of biotechnology in the 21st century. Higher plants synthesize an enormous spectrum of chemical constituents. Many have known value as drugs, biomaterials, solvents, flavorings, fragrances, or coloring agents. Through discovery and development of biologically active substances, the utilization of many plant-derived chemicals can be enhanced and the range of chemicals expanded. Biotechnology offers promise for accelerating the characterization of these substances as well as facilitating their production for commercial use. Seed s have been used in biotechnological parts as biological resources. Seed must be a source of whole plant. Seed industry has changed tremendously over the last ten years. In the near future, seeds will play in key roles as delivery system for plant biotechnology with synergism among chemistry, -v- biotechnology, genomics, agriculture, and pharmaceuticals. The objective of the research is a) to collect and conserve seed s of the entire Korean native and exotic seeds bearing flora and their information through searching references, and b) construct the database of seeds for utilizing as a biological resource in many researches and for maintaining the public interests on natural resources. This research would be useful for supporting the conservation and sustainable use of plant genetic resources in Korea. Content and scope of the study (Seeds from 600 common plants including weeds, crop plants, herbaceous and resources plants were collected in the southwestern part of the Korean Peninsula. Seeds collected were identified, classified on the basis of expert assistance and references, and carefully stored in refrigerator until use, investigated morphologically, and photographed with digital camera Coolpix995 (Nikon Corporation, Japan).Theseedsin database were described with color photographs transferred from digital camera image, their taxonomical position, and morphological characteristics. Korean-English bilingual description of the species included Korean name, family name, scientific name, English and Japanese common names, habitat, biotechnological importance or values as oriental medicinal resources, distribution, propagation and characters in eco-physiology and keys of correct identification of each plant part such as leaves, stems, roots, fruits and seeds. Taxonomical and morphological characteristics were described on the basis of references such as taxonomical textbook and related references. In describing plant species, difficulties also arise from the variation -vi- that occurs within species, depending on where the plant grows under natural or agricultural conditions. Database was converted from MySQL and constructed using a PHP (http://ruby.kisti.re.kr/~seeds). Result of the study Seeds of 600 plant species included in this Data Base come from 79 families and 400 genera. The aster and grass family were the largest with 51 and 32 genera respectively. The DB contained commonly observed plant species in Korean rice paddy, upland crop field, roadsides and waste places. The DB included color photographs showing morphological feature of each seed, and followed by Korean and English description. In the description, first taxonomical. Seeds database has built and is available at http://ruby.kisti.re.kr/~seeds. Database was converted from MySQL and constructed using a PHP. About 400 plant seeds has displayed through the website and more seeds will be added into the database continually in the near future. Figure 1 is showing one of seeds photographs displayed in the website. The photograph was taken under stereomicroscope SMZ-800 (Nikon Corporation, Japan) connected with digital camera and computer. The photographs were neighbored by Korean-English taxonomical and botanical descriptions. The description was made with references and taxonomical books. The English version of description on taxonomical and botanical characteristics was translated from Korean one (Fig. 2). Finally, the authors suggest that more detail approaches and larger scale studies to better understand the huge natural ecosystem are needed in a long-term strategy for conservation of biological -vii- resources. The genera and families are sorted alphabetically within major groups. If you try to see any plant seed and its description you know, type the plant species, family or scientific name, and click on the search. And if you are going to search the plant species in the DB, you should click on any family or genus to see the content of the accepted genus including taxonomical classification, botanical identification and morphological characteristics in it. Fig. 1. Database showing taxonomical and morphological descriptions and photographs of seeds from a weed plant, curly dock (Rumex crispus L.). -viii- English Korean name : Family : Gramineae; Scientific name : Panicum bisulcatum Thunb.; English name : blackseed panicgrass; Japanese name : nukakibi; Life cycle : Annual; Habitat : Banks of paddy and uplands, orchards, upland fields, pastures, roadsides; Compounds :; Distribution : East to northeast Asia; Propagation : Seed; BOTANICAL DESCRIPTION Seedling : Decumbent to erect annual with bent and multibranched nodes. Leaves : Alternate, with glabrous leaf blades, with hairy leaf sheath, and with membranous ligule; Stems : To 30 - 120 cm tall, pubescent and often curving upward from a reclining base, with many branches. Roots : Fibrous root system. Flower : Panicle with closely pressed or spreading, brown, appears in August to October. Fruit : Fruiting in October. Seeds : Glumeless, smooth and glossy, flattened, oblong. Fig. 2. Description in the seed Database showing taxonomical and botanical characteristics of blackseed panicgrass (Panicum bisulcatum Thunb). Application schemes Seeds from 600 common plants including weeds, crop plants, herbs and resources plants were collected in the southwestern part of the Korean Peninsula.