가지과

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가지과

[ Solanaceae ]

가지과(Solanaceae)는 꽃식물들 중 가지목(Solanales)에 속하는 분류군이며, 전 세계에 102속 약 2,500 종이 분포하는데, 특히 아프리카 열대지방에 많이 분포한다.1) 고추(Capsicum annuum), 담배(Nicotiana tabacum), 토마토(Solanum lycopersicum), 가지(S. melongena), 감자(S. tuberosum) 등이 일반인들에게 친숙한 가지과 식물들이다.   

목차

  1. 1.계통학적 위치
  2. 2.형태적 특징
  3. 3.우리나라의 가지과 식물
  4. 4.경제적 이용
  5. 5.참고문헌

계통학적 위치

최근 DNA에 의한 분자계통학적 연구1)2)3)를 종합한 계통수에서는 가지과가 가지목 내에서 메꽃과(Convolvulaceae)와 자매군을 형성하고 있고, 이들 두 분류군이 이루는 분계조는 몬티니아과(Montiniaceae), 스페노클리과(Sphenocleaceae), 하이드롤리아과(Hydroleaceae)가 이루는 분계조와 다시 자매군을 형성한다.(그림 1)

그림 1. DNA 자료를 통한 꽃식물 계통수 상의 가지과의 위치. (출처:김상태)

형태적 특징

식물체는 대부분 초본이지만, 교목과 관목, 목질성 덩굴식물도 열대지방에 있다. 털이 흔히 별 모양 또는 분지되어 있다. 잎은 어긋나며 홑잎(단엽)이고, 턱잎은 없다. 취산꽃차례를 갖는데, 종종 한 개의 꽃으로 축소되어 끝에 달리기도 한다. 꽃은 흔히 꽃받침, 꽃잎, 수술, 암술을 모두 갖춘 완전화이고, 방사상칭이거나 약간 좌우대칭이다. 꽃받침은 5개로 합쳐져 있고, 꽃잎 또한 5개로 합쳐져 있고, 깔대기 모양 또는 튜브 모양의 꽃부리(화관)를 갖는데, 주름져 있다. 수술은 흔히 5개로 수술대는 꽃부리와 융합해 있고, 꽃밥은 끝이 맞닿아 있다(융합하지는 않음; connivent). 암술머리는 2~3개로 갈라져 있다. 심피는 2~3개인데 융합하고, 2~3개의 방을 갖는 중축태좌인데(그림 2), 많은 밑씨가 달린다. 과실은 흔히 장과 또는 삭과이고, 종자는 흔히 납작하다.4)

그림 2. 토마토(A)와 고추(B) 열매 단면. 각각 3개와 2개의 방을 갖는 중축태좌를 갖는다. (출처:김상태)

우리나라의 가지과 식물

국립수목원의 국가표준식물목록5)에서 우리나라에 자생하는 가지과 식물들은 가시꽈리(Physaliastrum japonicum), 미치광이풀(Scopolia japonica), 노랑미치광이풀(S. lutescens), 좁은잎배풍등(Solanum japonense), 배풍등(S. lyratum), 왕배풍등(S. megacarpum), 알꽈리(Tubocapsicum anomalum)의 7종뿐이지만, 우리 주변에 외국에서 들여온 많은 재배식물들을 볼 수 있다. 식용을 목적으로 흔히 재배하고 있는 식물은 고추, 구기자나무(Lycium chinense), 토마토, 가지, 감자 등이다.

가지과 식물들 중 우리나라의 고유식물은 노랑미치광이풀(Scopolia lutescens)이 있다.5)

그림 3. 대표적인 가지과 식물들. A. 고추. B. 구기자나무. C. 토마토. D. 꽈리(Physalis alkekengi var. franchetii). E. 가지. F. 감자. (출처:김상태)

경제적 이용

가지과 식물의 대부분은 트로판(tropane)과 스테로이드 알칼로이드(steroid alkaloid) 같은 유독성 물질들을 갖고 있고, 몇몇 종들은 의약품의 원료 또는 환각작용을 일으킨다. 담배는 니코틴 성분을 포함하고 있는데, 흡연을 위한 기호품이 되기도 하지만, 니코틴은 곤충에 신경독성을 갖는 강력한 살충성분이기도 하다. 고추, 토마토, 가지 등의 열매와 감자의 덩이줄기는 식량자원으로서 중요한 재배작물이다. Capsicum, Datura, Physalis 등의 종들은 관상용으로도 개발되어 있다.4)

참고문헌

1. Stevens PF (2001) Angiosperm Phylogeny Website. Version 14, July 2017.
2. Soltis PS, Soltis DE, Chase MW (1999) Angiosperm phylogeny inferred from multiple genes as a research tool for comparative biology. Nature, 402: 402-404
3. Zeng L, Zhang Q, Sun R 등 (2014) Resolution of deep angiosperm phylogeny using conserved nuclear genes and estimates of early divergence times. Nature Comm, 5: 4956
4. Judd WS, Campbell CS, Kellogg EA 등 (2016) Plant Systematics- A Phylogenetic Approach. Fourth ed. Sinauer Associates Inc., Sunderland,
5.