십자화과

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십자화과

[ Brassicaceae ]

십자화과는 속씨식물 중 두 개의 공식적인 학명을 갖는 과들 중 하나로서, 모든 과명이 공통적으로 갖고 있는 어미인 ~aceae를 그대로 사용한 Brassicaceae와 전통적으로 일반인들도 많이 써 온 이름인 Cruciferae를 모두 사용한다. Cruciferae는 꽃잎이 십자배열을 하는 모습에서 붙여진 이름이다. 이 과에는 353속 약 4,010 종이 전 세계 거의 모든 곳에 분포하는 것으로 알려져 있다.1) 전통적으로 광의의 십자화과는 근연의 풍접초과(Cleomaceae)와 카페리스과(Capparaceae)를 포함하고 있는데, 최근의 APG 분류체계1)에 의하면 세 개의 과를 모두 독립적으로 인식하고 있다.

십자화과 식물들은 글루코시놀레이트(glucosinolate)라는 화합물을 갖는데, 십자화목(Brassicales)에 속하는 많은 과들이 이를 갖고 있다. 글루코시놀레이트는 미로시나아제(myrosinase)와 반응할 때 매운 맛을 내는 자극적인 겨자유를 방출한다.

목차

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

계통학적 위치

최근 DNA에 의한 분자계통학적 연구1)2)3)는 십자화과가 장미군(Rosids) 내 아욱군(Malvids)의 십자화목(Brassicales)에 속함을 보여 주었고, 목 내에서 가장 근연인 자매군은 풍접초과로 나타났고, 이들 두 분류군에 대한 자매군은 카페리스과였다(그림 1). 풍접초과와 십자화과를 이루는 분계조는 초본성, 위격막(replum)의 파생형질을 공유한다.4)

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

형태적 특징

식물체는 대부분 초본이지만 교목 또는 관목도 있다. 잎은 보통 호생하고, 홑잎(단엽) 또는 우상열편을 갖는 겹잎(복엽)으로 턱잎은 없다. 대부분 무한꽃차례를 갖고, 포가 없는 총상꽃차례를 이룬다. 꽃은 양성화이고 십자형의 방사상칭이다. 꽃잎과 꽃받침은 각각 4장으로 떨어져 있고, 대부분 6개의 수술이 있는데, 4개는 크고 2개는 작다(4강수술; tetradynamous). 씨방은 2심피가 합쳐져 있고, 상위이며, 측벽태좌를 갖는다. 열매는 대부분 장각과(silique) 또는 단각과(silicle)로 다 익으면 두 개의 열개선을 따라 터지는데, 얇은 격막(=위격막; replum)이 계속 남아있다.4)

우리나라의 십자화과 식물

국립수목원의 국가표준식물목록5) 상에서 우리나라에 자생하는 십자화과 식물은 66 분류군이며, 냉이(Capsella bursapastoris), 꽃다지(Draba nemorosa), 황새냉이(Cardamine flexuosa) 등은 봄철에 우리 주변에서 흔히 볼 수 있다.

한국 특산 십자화과 식물들5)은 참장대나물(Arabis columnalis), 흰장대나물(A.. coronata f. leucantha), 주걱장대(A. ligulifolia), 바위장때(A. serrata var. hallaisanensis), 섬장대(A. takesimana), 벌깨냉이(Cardamine glechomifolia), 큰는쟁이냉이(C. komarovi f. macrophylla), 참고추냉이(C. koreana), 통영미나리냉이(C. leucantha var. toensis), 산꽃다지(Draba daurica var. meyeri)가 알려져 있다.

그림 2. 우리나라 십자화과 식물들의 예. A. 장대나물(Arabis glabra). B. 나도냉이(Barbarea orthoceras). C. 갓(Brassica juncea). D. 냉이(Capsella bursa-pastoris). E. 마나리냉이(Cardamine leucantha). F. 꽃다지(Draba nemorosa). (출처:김상태)

경제적 이용

많은 식량자원을 포함하고 있는데, 무(Raphanus sativus), 배추(Brassica oleracea), 순무(B. rapa) 등이다. 흔히 유채(B. napus)의 종자에서 추출한 기름은 식용유로 사용한다. 관상용 식물들도 많이 포함되어 있으며, 애기장대(Arabidopsis thaliana)는 현대 유전학, 분자생물학, 유전체학에 있어서 대표적인 모델식물인데, 약 135 Mbp의 작은 유전체를 갖고 있다.

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.