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금난초

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목차

1. 개요

금난초는 산이나 구릉의 숲 속에서 자라는 지상성 난초로, 4월부터 6월까지 밝은 노란색 꽃을 피운다. 금난초는 균근에 크게 의존하여 인공 재배가 어렵고, 특정 균과의 공생 관계가 중요하다. 일본, 중국, 한반도에 분포하며, 개체 수 감소로 인해 보전이 필요한 상황이다.

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금난초 - [생물]에 관한 문서
기본 정보
금난초 꽃
금난초 꽃
학명Cephalanthera falcata
명명자(Thunb.) Blume (1859)
한국어 이름금난초 (金蘭)
분류
계식물계
문속씨식물문
강외떡잎식물강
목비짜루목
과난초과
아과석곡아과
족새둥지란족
속은대난초속
종금난초
이명

2. 특징

산이나 구릉의 숲 속에 자라는 지상성 난초로, 높이 30~70cm의 줄기 끝에 4월부터 6월까지 직경 1cm 정도의 밝고 선명한 노란색 꽃을 총상으로 맺는다. 꽃은 완전히 피지 않고 반쯤 열린 상태로 있다. 꽃잎은 5장으로 3갈래로 갈라지는 입술꽃잎에는 붉은 갈색 융기가 있다. 잎은 좁은 타원형으로 길이 10cm 전후이며, 세로 방향으로 주름이 많다. 잎자루는 없고 줄기를 감싸며 7, 8장이 어긋나기한다.

3. 생태

금난초는 균근에 크게 의존하는 특성 때문에 인공 재배가 매우 어려운 식물이다.

일반적인 원예용 난초는 낙엽이나 쓰러진 나무를 영양분으로 하는 부생균인 균근균(난초과에 한하여 Orchid mycorrhiza|란균영어이라고도 함)에 의존한다. 그러나 금난초는 부생균이 아닌 나무 뿌리에 외생균근을 형성하는 밤버섯과, 젖버섯과(담자균문) 등에 속하는 균에 의존한다.[4][5] 외생균근균은 대부분 스스로 양분을 만들지 못하고 공생하는 나무로부터 탄소를 얻으며, 나무에게는 토양 속 미네랄 등을 공급한다. 금난초는 이러한 공생 관계에 끼어들어 양분을 얻는다.

난초는 균류로부터 탄소, 질소 등 다양한 영양분을 얻는다.[6] 균에 대한 의존도는 난초의 종류에 따라 다르며, 완전히 균에 의존하는 종부터 어느 정도 자라면 독립적으로 살아갈 수 있는 종까지 다양하다. 금난초는 독립 영양 식물과 균 종속 영양 식물의 중간(혼합 영양성 식물) 정도의 의존도를 보인다. 사카모토 등의 연구[7]에 따르면 금난초는 탄소의 34~43%, 질소의 약 49%를 균으로부터 얻으며, 금란은 탄소의 48~59%, 질소의 90% 이상을 균에 의존하여 더 높은 의존도를 보인다.

이러한 특성 때문에 금난초 속은 균류와의 공생 관계가 깨지면 당장은 아니더라도 장기적으로 생존하기 어렵다. 따라서 자생지에서 금난초만 옮겨 심으면 5년 안에 죽는 경우가 많다. 외생균근균과 공생하는 난초는 많으며, 금난초처럼 숲에서 자라는 오오바노톤보소우(노야마톤보소우)도 비슷한 성질을 가지고 있다.[8]

이론적으로는 균근성 수목, 균근균, 금난초의 삼자 공생계를 만들면 재배가 가능하다. 실제로 Yagame and Yamato (2013)[9]는 금난초에서 밤버섯과 균근균을 분리 배양하여 굴참나무 뿌리에 접종해 균근을 만들고, 여기에 무균 배양으로 키운 금난초 묘를 합쳐 30개월 동안 키우는 데 성공했다. 그러나 이러한 삼자 공생계 구축은 여러 기술적 문제가 많아 일반 가정에서는 어렵다.

3. 1. 균과의 공생

금난초의 인공 재배는 매우 어려운 것으로 알려져 있는데, 그 이유는 금난초가 균근에 크게 의존하기 때문이다.

원예 식물로 제공되는 난초과의 식물은 균근균(난초과에 한해서 Orchid mycorrhiza|란균영어이라는 단어도 관습적으로 사용된다)은 이른바 Rhizoctonia|리조토니아영어로 총칭되는 낙엽이나 쓰러진 나무 등을 영양원으로 하여 독립 생활을 하는 부생균인 경우가 많다. 그러나 금난초가 양분을 의존하는 균은 부생균이 아니라 나무 뿌리에 외생균근을 형성하는 밤버섯과, 젖버섯과(담자균문) 등의 균종이다.[4][5] 외생균근균의 대부분은 부생 능력이 없고 탄소원을 공생하는 나무에서 얻으며, 한편 나무에게는 토양 속의 미네랄 등을 공급하여 공생한다. 금난초는 그 공생계에 들어가 양분을 빼앗아 생육한다.

난초과 식물은 많든 적든 균류로부터 탄소원(당분 등)이나 질소원(아미노산 등)을 포함하여 다양한 영양분을 균근균에 의존하고 있다.[6] 균에 대한 의존도는 난초의 종류에 따라 다르며, 성체가 되면 균에 의존하지 않아도 살아갈 수 있는 종류(독립 영양성 종 = 재배할 수 있는 유엽란)부터, 생애를 통하여 거의 모든 영양분을 균에 의존하는 종류(균종속영양성 종 = 일반적으로 ‘부생란’이라고 총칭됨)까지 다양한 단계가 있다. 금난초의 균 의존도는 독립 영양 식물과 균종속 영양 식물의 중간(혼합 영양성 식물)으로, 사카모토 등의 조사[7]에 따르면 탄소원의 34~43%, 질소원의 약 49%를 균으로부터 공급받고 있으며, 동속의 금란은 탄소원의 48~59%, 질소원의 90% 이상으로, 더욱 높은 의존도를 보이고 있다.

이러한 성질 때문에 금난초 속은 균류와의 공생 관계가 흐트러지면 즉시 죽지는 않지만 장기적으로 생육하는 것은 어려워진다. 그 때문에, 자생지에서 금난초만을 파서 이식해도 5년 정도면 죽어 버린다. 외생균근균과 균근 공생하는 난초과 식물이 많이 있으며, 금난초와 마찬가지로 숲에 생육하는 오오바노톤보소우(노야마톤보소우)도 비슷한 성질을 가지고 있다.[8]

이론상으로는 균근성 수목, 균근균, 금난초의 삼자 공생계를 구축하면 재배가 가능하다. 실제 Yagame and Yamato (2013)[9]는 금난초로부터 밤버섯과의 균근균을 분리 배양한 후, 외생균근성 수종인 굴참나무의 뿌리에 분리주를 접종하여 균근을 형성하게 하고, 그곳에 무균 배양 조건 하에서 종자 발아부터 묘까지 키운 금난초를 합식하여 30개월 육성에 성공했다. 이 실험에서는, 심은 금난초의 많은 묘가 지상부를 형성하지 않고, 뿌리만을 신장시켜 생육하는 모습이 관찰되었다. 이 현상으로부터, 금난초가 높은 균종속영양성을 가지고 있다는 것을 알 수 있다. 그러나, 이 금난초, 균근균(밤버섯과), 수목 (굴참나무)의 3자 공생계 구축은 ① 균근균의 분리 및 배양, ② 균근균의 수목에의 접종, ③ 안정된 공생계의 유지 (다른 균근균의 오염 방지)와 같은 기술상의 해결해야 할 문제점이 많아, 일반 가정에서 행하는 것은 어렵다. 자연 환경 중에 외생균근균은 6000종 정도 존재하며[10], 금난초가 생육하는 환경 하에서도 다양한 외생균근균이 공존하고 있다고 생각된다. 그 중에서 금난초에 양분을 공급하는 균종은 제한되어 있기 때문에, 단순히 금난초와 나무를 합식해도, 그 나무에 금난초와 공생 관계를 성립시킬 수 있는 외생균근균이 공생하고 있지 않으면 금난초를 생육시킬 수 없다.

3. 2. 인공 재배의 어려움

금난초의 인공 재배는 매우 어려운 것으로 알려져 있는데, 이는 금난초가 균근에 크게 의존하기 때문이다.

일반적인 원예용 난초는 낙엽이나 쓰러진 나무를 영양분으로 하는 부생균인 균근균(난초과에 한하여 Orchid mycorrhiza|란균영어이라고도 함)에 의존한다. 그러나 금난초는 부생균이 아닌 나무 뿌리에 외생균근을 형성하는 밤버섯과, 젖버섯과(담자균문) 등에 속하는 균에 의존한다.[4][5] 외생균근균은 대부분 스스로 양분을 만들지 못하고 공생하는 나무로부터 탄소를 얻으며, 나무에게는 토양 속 미네랄 등을 공급한다. 금난초는 이러한 공생 관계에 끼어들어 양분을 얻는다.

난초는 균류로부터 탄소, 질소 등 다양한 영양분을 얻는다.[6] 균에 대한 의존도는 난초의 종류에 따라 다르며, 완전히 균에 의존하는 종부터 어느 정도 자라면 독립적으로 살아갈 수 있는 종까지 다양하다. 금난초는 독립 영양 식물과 균 종속 영양 식물의 중간(혼합 영양성 식물) 정도의 의존도를 보인다. 사카모토 등의 연구[7]에 따르면 금난초는 탄소의 34~43%, 질소의 약 49%를 균으로부터 얻으며, 금란은 탄소의 48~59%, 질소의 90% 이상을 균에 의존하여 더 높은 의존도를 보인다.

이러한 특성 때문에 금난초 속은 균류와의 공생 관계가 깨지면 당장은 아니더라도 장기적으로 생존하기 어렵다. 따라서 자생지에서 금난초만 옮겨 심으면 5년 안에 죽는 경우가 많다. 외생균근균과 공생하는 난초는 많으며, 금난초처럼 숲에서 자라는 오오바노톤보소우(노야마톤보소우)도 비슷한 성질을 가지고 있다.[8]

이론적으로는 균근성 수목, 균근균, 금난초의 삼자 공생계를 만들면 재배가 가능하다. 실제로 Yagame and Yamato (2013)[9]는 금난초에서 밤버섯과 균근균을 분리 배양하여 굴참나무 뿌리에 접종해 균근을 만들고, 여기에 무균 배양으로 키운 금난초 묘를 합쳐 30개월 동안 키우는 데 성공했다. 이 실험에서 많은 금난초 묘가 땅 위로 자라지 않고 뿌리만 자라는 것이 관찰되었는데, 이는 금난초가 균에 매우 의존적임을 보여준다. 그러나 이러한 삼자 공생계 구축은 ① 균근균 분리 및 배양, ② 균근균의 수목 접종, ③ 안정적인 공생계 유지(다른 균근균 오염 방지) 등 해결해야 할 기술적 문제가 많아 일반 가정에서는 어렵다. 자연에는 약 6000종의 외생균근균이 존재하며[10], 금난초가 자라는 환경에도 다양한 외생균근균이 함께 존재한다. 이 중 금난초에 양분을 공급하는 균은 제한적이므로, 단순히 금난초와 나무를 함께 심는다고 해서 금난초가 살 수 있는 것은 아니다.

4. 분포

홋카이도를 제외한 일본 각지, 중국, 한반도에 분포한다.

5. 보전 상황

일본에서는 원래 흔한 종류의 난초였으나, 1990년대부터 급격히 개체수가 감소하여 1997년에 절멸위기 II류로 지정되었다. 또한, 각 지역의 레드 데이터 북에서도 지정되어 있다.[11]

같은 속의 흰 꽃인 은난초(학명: ''C. erecta'')도 비슷한 장소에서 같은 시기에 개화하지만, 최근에는 잡목림 방치에 의한 천이 진행과 개발, 야생 난초 붐에 따른 남획 등으로 인해 함께 감소하고 있어, 나란히 피어 있는 모습을 볼 기회도 줄어들고 있다.

참조

[1] 웹사이트 Kew World Checklist of Selected Plant Families Cephalanthera falcata http://apps.kew.org/[...]
[2] 웹사이트 Flora of China v 25 p 175, 金兰 jin lan, Cephalanthera falcata http://www.efloras.o[...]
[3] 서적 街でよく見かける雑草や野草がよーくわかる本 秀和システム 2006-11-05
[4] 논문 Colonization patterns of mycorrhizal fungi associated with two rare orchids Cephalanthera falcata and C erecta Ecol Res https://www.research[...] 2008
[5] 논문 Introduction of asymbiotically propagated seedlings of Cephalanthera falcata (Orchidaceae) into natural habitat and investigation of colonized mycorrhizal fungi http://link.springer[...] 2007
[6] 서적 Mycorrhial symbiosis Third Edition https://books.google[...] 2008
[7] 간행물 日本産キンラン属における共生菌の多様性および共生菌への栄養依存度の解明 第11回アジア太平洋蘭会議・蘭展　沖縄大会　講演要旨集 2013
[8] 논문 Mixotrophy of Platanthera minor, an orchid associated with ectomycorrhiza-forming Ceratobasidiaceae fungi http://onlinelibrary[...] 2011
[9] 논문 Mycoheterotrophic growth of Cephalanthera falcata (Orchidaceae) in tripartite symbioses with Thelephoraceae fungi and Quercus serrata (Fagaceae) in pot culture condition http://www.ncbi.nlm.[...] 2013
[10] 논문 Mycorrhizal ecology and evolution: the past, the present, and the future http://onlinelibrary[...] 2015
[11] 웹사이트 キンラン http://www.jpnrdb.co[...] 日本のレッドデータ検索システム


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