배추과

3. 화학적 성분

배추과 식물은 글루코시놀레이트와 미로시네이스 효소를 가지고 있다. 미로시네이스는 글루코시놀레이트를 아이소티오시안산염, 티오시안산염, 니트릴로 전환시키는데, 이들은 많은 유기체에 독성이 있어 초식 동물로부터 보호하는 데 도움이 된다.^[19] 사부에는 "미로신 세포"라는 특수한 세포가 있으며, 유세포에는 겨자유 배당체를 포함하는 것도 큰 특징이다(근연의 풍접초과와 와사비나무과도 포함). 식물체가 손상되면 미로신 세포 내의 효소가 배당체를 가수 분해하여 아이소티오사이안산 알릴을 유리한다. 이 물질이 겨자, 고추냉이, 무 등에 특유의 톡 쏘는 매운맛 성분이며, 곤충 등의 초식 동물에 의한 식해로부터 방어하는 수단이다.

배추과 채소는 암 예방 효과가 있다고 알려져 있으며,^[35] 이는 배추과 채소에 포함된 아이소티오시아네이트의 효과와 관련이 있다.^[36] 아이소티오시안산의 유도체가 간에서 포합 반응 등으로 해독하는 작용을 가진 효소에 작용하기 때문이라고도 한다. 설포라판은 아이소티오시아네이트의 일종으로 배추과 채소 중 브로콜리에 포함되어 있으며, 암 예방 효과가 있는 것으로 여겨진다.^[37]

총 채소·총 과일 섭취량 전체에서는 유방암 발생과의 관련성은 관찰되지 않았지만, 폐경 전 여성에서는 "배추과 채소" 섭취량이 높을수록 유방암에 걸리기 어렵다는 보고가 있다.^[38] 배추과 식물에는 항변이원성이 있는 것이 많다.^[39]

메틸시스테인 설폭시드(''S''-methylcysteine sulfoxide)를 포함하며, 반추 동물의 장내에서의 화학 반응 결과, 디메틸 디설파이드(dimethyl disulfide)로 변화하여 소나 양 등에서 용혈성 빈혈을 일으킨다.

과거, 배추과 식물은 디자이너 푸드 계획의 피라미드에서 2군에 속해 있었으며, 2군 중에서도 최하위에 속했지만, 암 예방 효과가 있는 식재료로 여겨졌다.^[40]

4. 생태

배추과는 거의 예외 없이 곤충을 통해 수분(Pollination^영어)한다. 많은 종에서 꽃가루의 화학적 작용으로 자가 수분(self-pollination)을 피한다. 예외적으로 Cardamine chenopodifolia는 폐쇄화 수분(cleistogamy)을 하며, Pringlea antiscorbutica는 바람을 이용해 수분한다.^[7] 대부분의 배추과 식물은 종자를 통해 번식하지만, Cardamine bulbifera는 아를 생성하고, Cardamine pentaphyllos와 같은 종은 뿌리가 쉽게 분리되어 번식한다.^[7]

배추과 식물은 글루코시놀레이트와 미로시나아제라는 효소를 가지고 있다. 세포가 손상되면 미로시나아제가 글루코시놀레이트를 가수분해하여 아이소티오시안산염을 만든다. 이 물질은 대부분의 동물, 곰팡이, 박테리아에 독성이 있어 초식 동물로부터 자신을 보호하는 역할을 한다.^[19] 흰나비과(Pieridae) 곤충들은 글루코시놀레이트 설파타제 등의 효소를 이용하여 글루코시놀레이트를 독성이 없는 물질로 바꾸는 방식으로 적응하였다.^[19] 배추좀나방(''Plutella xylostella'') 또한 아이소티오시안산염을 덜 문제되는 니트릴로 변환할 수 있다.^[17]

5. 분류

배추과는 분자 계통 발생학적 연구를 통해 지속적으로 분류 체계가 개정되고 있다. 초기 분류는 형태학적 비교에만 의존했지만, 광범위한 수렴 진화로 인해 신뢰할 수 있는 계통 발생을 제공하지 못했다.^[13]

칼 폰 린네는 1753년 배추과를 "강(Klass)" Tetradynamia라고 명명했다. 알프레드 바튼 렌들은 이 과를 Rhoeadales에 포함시켰고, 조지 벤담과 조셉 돌턴 후커는 1862년부터 1883년까지 발표한 그들의 체계에서 이 과를 그들의 코호트인 Parietales (현재는 Violales강)에 할당했다. 벤담과 후커에 이어, 존 허친슨은 1948년과 1964년에 배추과가 양귀비과 근처에서 유래되었다고 생각했다.^[9]

1994년, 월터 스티븐 주드를 포함한 과학자들은 케이퍼과를 배추과에 포함시킬 것을 제안했다. 초기 DNA 분석 결과, 당시 정의된 케이퍼과는 측계통군이었으며, 배추과와 가장 가까운 속을 클레오메과에 할당할 것이 제안되었다. 클레오메과와 배추과는 약 4100만 년 전에 분기되었다.^[9][10] APG II 체계는 클레오메과와 배추과를 병합했다. 다른 분류 체계에서는 케이퍼과를 계속 인정했지만, 더 제한적인 범위로, ''클레오메''와 그 친척들을 배추과에 포함시키거나 분리된 과인 클레오메과로 인식했다. APG III 체계는 최근 이 마지막 해결책을 채택했지만, 이에 대한 합의가 이루어지면서 변경될 수 있다.^[7][11]

2014년 연구에서는 배추과를 크게 6개의 분기군으로 나누고, 39개의 족(tribe)으로 분류하였다.^[13] 2016년 6월, 썬 등(Sun et al.)의 계통 분류에 따르면,^[44] 핵심 브라시칼레스(core Brassicales)는 다음과 같은 관계를 가진다.

• 레제다과
• 기로스테몬과
• 펜타디플란드라과
• 토바리아과
• 케이퍼과
• 클레오메과
• 배추과
• 엠블링기아과

5. 1. 주요 족(Tribe)

5. 2. 주요 속(Genus)

6. 인간과의 관계

배추과는 인간의 식생활과 다양한 분야에서 밀접한 관계를 맺고 있다. 식용, 향신료, 기름, 염료, 관상용, 모델 생물, 나비목 곤충의 먹이 등 다양한 용도로 활용되는 식물들이 이 과에 속한다.

6. 1. 이용

6. 2. 침입종 문제

참조

_[1] 논문 An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG III 2009
_[2] EB1911 Cruciferae
_[3] 웹사이트 Brassicaceae http://www.theplantl[...] The Plant List
_[4] 문서 UC IPM Pest Management Guidelines Cole Crops. UC ANR Publication 3442. Oakland, CA.
_[5] 웹사이트 Neotropical Brassicaceae http://www.kew.org/s[...] 2017-07-12
_[6] 서적 Anatomy of Dicotyledons https://archive.org/[...] Oxford At The Clarendon Press. 1950
_[7] 웹사이트 Brassicaceae: Characters, Distribution and Types (With Diagram) http://www.biologydi[...] 2016-08-30
_[8] 서적 The Plant Family Brassicaceae: Contribution Towards Phytoremediation https://books.google[...] Springer Science & Business Media 2012
_[9] 논문 Phylogeny of Capparaceae and Brassicaceae based on chloroplast sequence data 2002
_[10] 서적 Genetics and Genomics of the Brassicaceae Springer Science & Business Media 2010
_[11] 논문 Phylogenetic placement of two enigmatic genera, Borthwickia and Stixis, based on molecular and pollen data, and the description of a new family of Brassicales, Borthwickiaceae http://ib.cas.cn/New[...] 2012-06
_[12] 논문 A generic and tribal synopsis of the Brassicaceae (Cruciferae) 2012
_[13] 논문 Secondary Structure Analyses of the Nuclear rRNA Internal Transcribed Spacers and Assessment of Its Phylogenetic Utility across the Brassicaceae (Mustards) 2014
_[14] 웹사이트 Brassicaceae Burnett https://powo.science[...] 2023-10-16
_[15] Citation Merriam-Webster's Unabridged Dictionary http://unabridged.me[...] Merriam-Webster 2016-07-28
_[16] 웹사이트 Article 18. http://www.iapt-taxo[...]
_[17] 웹사이트 Brassicales http://www.mobot.org[...] 2017-07-18
_[18] 논문 Growth and Metal Accumulation of an Alyssum murale Nickel Hyperaccumulator Ecotype Co-cropped with Alyssum montanum and Perennial Ryegrass in Serpentine Soil 2016
_[19] 서적 Ecological and Environmental Physiology of Insects Oxford biological
_[20] 논문 Insect herbivore counteradaptations to the plant glucosinolate-myrosinase system 2011
_[21] 간행물 Biology and Biological Control of Garlic Mustard https://www.lccmr.mn[...] 2013-11
_[22] 웹사이트 Biological Control - Plant Management in Florida Waters - An Integrated Approach - University of Florida, Institute of Food and Agricultural Sciences - UF/IFAS https://plants.ifas.[...] 2024-10-17
_[23] 웹사이트 BCIPEUS - Bugwoodwiki https://wiki.bugwood[...] 2024-10-17
_[24] 웹사이트 USDA ARS Online Magazine Vol. 57, No. 6 https://agresearchma[...] 2024-10-17
_[25] 문서 Development of Biological Control for Garlic Mustard. https://www.dnr.illi[...] Cornell University 1999
_[26] 웹사이트 Management Options http://www.ipm.msu.e[...] Michigan State University 2017-09-10
_[27] 웹사이트 FHTET Biological Control Program—Sponsored Projects https://www.fs.fed.u[...] USDA Forest Service 2017-09-10
_[28] 웹사이트 Implementing Biological Control of Garlic Mustard—Environment and Natural Resources Trust Fund 2017 RFP http://www.lccmr.leg[...] 2017
_[29] 학위논문 Evaluating Threats to the Rare Butterfly, Pieris virginiensis https://corescholar.[...] 2015
_[30] 논문 Cultivation and use of isatis tinctoria L. (Brassicaceae) in Southern Italy 2000
_[31] 서적 The Gardener's Wise Words and Country Ways David & Charles 2012
_[32] 논문 The development of Arabidopsis as a model plant http://seedgenes.org[...] 2017-08-12
_[33] 웹사이트 Smooth Rock Cress http://www.illinoisw[...] Dr. John Hilty 2018-04-17
_[34] Tropicos Brassicaceae Burnett http://www.tropicos.[...]
_[35] 웹사이트 아브라나과 야채나 과일로 식도암 리스크 반감, 후생노동성 연구반 국제뉴스 https://www.afpbb.co[...] 크리에이티브 링크 2010-08-20
_[36] 웹사이트 一般の方向けがん予防情報 → イソチオシアネート http://home.cie.m.u-[...]
_[37] 논문 A major inducer of anticarcinogenic protective enzymes from broccoli: isolation and elucidation of structure http://www.pnas.org/[...]
_[38] 웹사이트 野菜・果物摂取と乳がん罹患との関連について http://epi.ncc.go.jp[...]
_[39] 논문 野菜類およびキノコ類の抗変異原性について https://doi.org/10.3[...]
_[40] 논문 がん予防と食品 https://doi.org/10.2[...]
_[41] 간행물 Systematics and phylogeny of the Brassicaceae (Cruciferae): an overview http://www.ask-force[...]
_[42] 서적 Outlines of Botany
_[43] 서적 관속 식물 분류학 새글사 1982-02-05
_[44] 웹사이트 Phylogeny of the Rosidae : A dense taxon sampling analysis https://www.research[...]