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문제 정의
- 따라서 본 연구는 특용자원식물인 생열귀나무의 자원화를 목적으로 종자번식의 가능성을 탐색하기 위해 생열귀나무 종자 개갑처리의 효과와 GA3의 효과를 구명하고자 실시하였다.
제안 방법
- 굵은 모래에서는 15°C incubator에서 40일 정도 층적저장을 하였으며 각각의 처리에서 수분이 마르지 않도록 주기적으로 물을 공급하였다. 매 장기간이후 출토시 임의선발 3반복으로 개갑율을 측정 하였으며 출토된 종자들을 48시간 세척 하였다. 적정 저온처리기간의 효과를 구명하기 위하여 4 °C 저온 저장고에서 30일, 60일간 저온 저장한 후 각각 개갑율과 부패율 등을 측정 하였다.
- 종자발아실험에 사용된 시료는 15℃ incubator에서 층적저장한 이후 4P에서 저온저장된 종자를 사용하였으며 개갑종자와 비 개갑종자로 개갑여부에 따라 분리하여 각각 발아실험을 실시하였다. 우선 종자를 흐르는 물에 24시간 세척한 후 sodium hypochorite(NaOCl) 4% 용액에 5분간 침적 소독하였으며, 생장조절물질로는 GA3를 50, 100, 150, 200ppm 으로 24시간 침적 처리 한 후 직경 9cm 의 petri dish에 흡습지 1매를 깔고 40립씩 치상하였으며 수분은 종자가 건조되지 않을 정도로 매 일 공급하였으며 암상태의 4, 10, 15, 20℃ incubator에서 발아율과 평균발아일수를 측정하였다.
- 매 장기간이후 출토시 임의선발 3반복으로 개갑율을 측정 하였으며 출토된 종자들을 48시간 세척 하였다. 적정 저온처리기간의 효과를 구명하기 위하여 4 °C 저온 저장고에서 30일, 60일간 저온 저장한 후 각각 개갑율과 부패율 등을 측정 하였다.
- 종자발아실험에 사용된 시료는 15℃ incubator에서 층적저장한 이후 4P에서 저온저장된 종자를 사용하였으며 개갑종자와 비 개갑종자로 개갑여부에 따라 분리하여 각각 발아실험을 실시하였다. 우선 종자를 흐르는 물에 24시간 세척한 후 sodium hypochorite(NaOCl) 4% 용액에 5분간 침적 소독하였으며, 생장조절물질로는 GA3를 50, 100, 150, 200ppm 으로 24시간 침적 처리 한 후 직경 9cm 의 petri dish에 흡습지 1매를 깔고 40립씩 치상하였으며 수분은 종자가 건조되지 않을 정도로 매 일 공급하였으며 암상태의 4, 10, 15, 20℃ incubator에서 발아율과 평균발아일수를 측정하였다.
- 강원도 정선군 농업기술센터에서 분양받은 생열귀나무와 종자를 공시 재료로 사용하였으며 생열귀 종자형질의 측정에는 Caliper를 이용하였고 과실의 길이, 폭, 과육 내 종자수 및 천립중과 종자길이, 종자두께 등을 측정하였다. 천립중은 종자의 수분이 상당한 영향을 미치기 때문에 15일간 음건한 후 측정하였다. 층적재료로는 상토와 가는 모래 및 굵은 모래가 사용되었으며 망사주머니에 종자를 넣고 상토와 가는 모래의 경우에서는 160일동안 자연매장을 하였다.
- 층적 재료별로 처리하고 4℃ 저온저장고에 30일, 60일간 저온저장한 후 종자개 갑율은 표2에서 보는 바와 같다. 자연 매장에 30일간 저온 저장은 각각 4.
대상 데이터
- 강원도 정선군 농업기술센터에서 분양받은 생열귀나무와 종자를 공시 재료로 사용하였으며 생열귀 종자형질의 측정에는 Caliper를 이용하였고 과실의 길이, 폭, 과육 내 종자수 및 천립중과 종자길이, 종자두께 등을 측정하였다. 천립중은 종자의 수분이 상당한 영향을 미치기 때문에 15일간 음건한 후 측정하였다.
- 9cm 였으며, 과실내의 종자수는 89개였다. 종자의 길이 는 4.9mm, 폭은 2.87mm였으며 천립중은 7.76g이었다. 자연매장 보다는 15°C incubator에서 층적저장한 것이 개갑율 10.
- 9cm였으며, 과실내의 종자수는 74〜104개로서 다소 개체수 의 폭이 큰 것을 알수 있었다. 종자의 길이는 4.79mm, 폭은 2.87mm였으며 천립중은 7.76g의 결과를 나타냈다(Table 1). 종자의 절단면을 살펴본 결과 배는 미숙 상태로 존재하였으며(배의 길이가 0.
- 천립중은 종자의 수분이 상당한 영향을 미치기 때문에 15일간 음건한 후 측정하였다. 층적재료로는 상토와 가는 모래 및 굵은 모래가 사용되었으며 망사주머니에 종자를 넣고 상토와 가는 모래의 경우에서는 160일동안 자연매장을 하였다. 굵은 모래에서는 15°C incubator에서 40일 정도 층적저장을 하였으며 각각의 처리에서 수분이 마르지 않도록 주기적으로 물을 공급하였다.
데이터처리
- 발아율 조사는 유근이 육안으로 보이는 정도를 발아한 것으로 간주하였고 실험결과의 통계분석으로 최소유의차 검정을 수행하였다.
성능/효과
- 1. 생열귀나무의 과실의 길이는 13cm, 폭은 0.9cm 였으며, 과실내의 종자수는 89개였다. 종자의 길이 는 4.
- 이렇게 상토에서 개갑효과가 나타나지 않는 것은 종피로 인해 불투성이 강하거나 가스교환이 방해되어 배로 수분 및 효소공급이 어려운데 기인하는 것으로 생각되며 모래에서는 종자와 모래토양의 마찰과 토양 미생물들에 의해서 종피가 떨어져 나가거나 부식됨에 따라 수분과 효소의 흡수가 가능하여 개갑이 진행되었다고 생각된다. 15℃ incubator 에서 층적저장한 종자는 10.5%의 개갑율을 보임으로써 자연매장보다 인위적인 층적매장이 양호한 개 갑효과를 보일 뿐만 아니라 기간도 상당한 단축효과가 있는 것을 알 수 있었다.
- 2. 개갑된 종자의 발아율이 비개갑된 종자에서는 보다 우세하였으며 최적 발아온도는 15℃임을 알 수 있었다. 개갑된 종자에서의 GA3의 효과는 농도처리에 따라 커다란 효과를 보이지 않았으며 개갑된 종자와 비개갑된 종자 모두 200ppm 이상으로 처리하면 오히려 발아율이 감소하는 경향을 나타냈다.
- 3. GA3의 처리의 효과가 발아적온이나 개갑종류에 따라 뚜렷하지 않은 반면 비성숙된 종자의 상태 (비개갑종자)와 발아 불량조건(4℃ 비개갑종자)에서는 뚜렷이 나타났다
- 개갑된 종자의 발아율이 비개갑된 종자에서는 보다 우세하였으며 최적 발아온도는 15℃임을 알 수 있었다. 개갑된 종자에서의 GA3의 효과는 농도처리에 따라 커다란 효과를 보이지 않았으며 개갑된 종자와 비개갑된 종자 모두 200ppm 이상으로 처리하면 오히려 발아율이 감소하는 경향을 나타냈다.
- 에 따른 생열귀 종자의 발아율 결과는 표3, 4에서 보는 바와 같다. 개갑된 종자의 발아율은 표3의 control 15℃에서 90%로 가장 좋은 결과를 나타냈으며 비개갑된 종자에서는 GA3 100ppm(15 °C)에서 36.7%의 발아율을 보여 가장 좋은 발아율을 나타내 최적발아온도는 15℃임을 알 수 있었다. 개갑된 종자에서의 GA3의 효과는 150ppm(4℃)에서도 83.
- 개갑된 종자의 평균발아일수는 표5에서 GA3 150ppm(20°C)이 4.2일로 가장낮은 일수를 보였으며 10°C에서는 4.6〜9.1 일로 LSD 5%에서 2.8을 비교할 때 유의차가 있는 것으로 판단되며, 15℃에서는 4.3 〜5.6일 정도로 LSD 5%의 1.7에 유의성이 보이지 않아 평균 발아일수를 줄이는 데에는 15℃가 적당한 것과 발아율이 높은 온도가 15℃인 것을 보아 생열귀에 발아에 관계된 적정온도는 15℃이며 VC에서 는 17.0〜23.8일로 발아일수가 긴 것을 보아 적정 온도로는 부적당함을 알 수 있었다. GA3 처리에 의한 평균 발아일수의 영향은 처리에 따른 발아일수의 감소가 인정 되었지만 200ppm 이상의 농도로 처리 하게 되면 발아일수는 길어지는 경향을 나타내었다.
- 이러한 것은 생열귀 종자의 경우 GA3의 처리의 효과가 발아적온이나 개갑종자에서는 뚜렷하지 않을지라도 비성숙된 종자의 상태(비개갑종자)와 발아 불량조건(4℃ 비개갑종자)에서는 뚜렷이 나타난다고 예측할 수 있다. 또 개갑된 종자에서와 마찬가지로 GA3의 효과는 200ppm 이상이 되면 고농도의 GA3 처리는 오히려 발아를 억제하는 것으로 나타났다.
- 비개갑종자의 평균발아일수는 GA3 100ppm(20°C) 에서 7.3일로 가장 빨랐으나 개갑종자의 4.2일보다는 2.9일이 늦으며, GA3 100ppm(4℃)에서는 40일로 개갑종자 control 4P의 발아일수 233일보다 16.2일이 늦게 나타났다. 동일한 온도에서 GAD 효과의 경우 발아율과 마찬가지로 발아 불량조건(4℃)에서 뚜렷이 나타났으며 농도는 전반적으로 lOOppm 이상에서 효과적이었다.
- 생열귀의 과실의 길이는 1.3cm, 폭은 0.9cm였으며, 과실내의 종자수는 74〜104개로서 다소 개체수 의 폭이 큰 것을 알수 있었다. 종자의 길이는 4.
- 층적 재료별로 처리하고 4℃ 저온저장고에 30일, 60일간 저온저장한 후 종자개 갑율은 표2에서 보는 바와 같다. 자연 매장에 30일간 저온 저장은 각각 4.0%(상토), 15.6%(모래)로 나타났으며 , 모래층적 저장은 28.4%의 개갑율을 보여 층적 저 장에서 가장 높은 수치의 개갑율을 보였으며 , 60일후 종자 개갑율은 자연매장의 경우에는 9.5%(상토)와 22.2%(모래)로 나타났으며, 층적저장 시에는 46.6%로 증가하였지만 그 이상 길어지면 개갑율에는 별다른 차이를 보이지 않은 (자료 미제시) 반면 유근이 너무 자라게 되어 실제 파종시에 유근의 손상이 우려되므로 오히려 좋지 않은 것으로 생각된다. 이러한 것은 Park 등(1996)이 Lycoris 종자의 저온처리 기간이 2개월이면 충분하다는 결과와 유사하게 나타났으며 참취종자(성 , 1995)는 30일, 원추리(이, 1975) 개미취(조 등, 1980)는 2℃ 〜 4℃ 에서 20일, 더덕은 5°C 10〜30일 정도에서 저온처리가 있었다는 보고와 비교하여 볼 때 저온의 정도나 저온처리기간은 작물마다 각각 다르다는 보고(Stewart 와 Seminiuk, 1965)를 입증하였다.
- 76g이었다. 자연매장 보다는 15°C incubator에서 층적저장한 것이 개갑율 10.5%로 높았고 또한 4°C 저온저장후 개갑율도 46.6%로 가장 양호하였다.
- 자연매장과 층적저장을 통한 저장방법에서 저장 후 출토시 상토에서 저장한 것은 전혀 개갑되지 않 은 반면(표2), 모래에 자연매장한 종자는 5개월 저장 후 8%의 개갑율을 보여 상토에서 보다는 좋은 결과를 보였다. 이렇게 상토에서 개갑효과가 나타나지 않는 것은 종피로 인해 불투성이 강하거나 가스교환이 방해되어 배로 수분 및 효소공급이 어려운데 기인하는 것으로 생각되며 모래에서는 종자와 모래토양의 마찰과 토양 미생물들에 의해서 종피가 떨어져 나가거나 부식됨에 따라 수분과 효소의 흡수가 가능하여 개갑이 진행되었다고 생각된다.
후속연구
- GA3의 처리가 종자의 발아를 조절하는 phytochrome 기작에서 어떤 signal transduction과 직접적인 관계가 있는 것으로 보고(Karssen, 1995)에 근거하여 차후에 발아 불량상태에서의 광질처리와 GA3간의 상호관계를 밝힘으로써 인위적인 GA3의처리가 생열귀 종자에서 phytochrome 기작에 어떤 영향을 미칠 것인지 추후 검토되어야 할 것이며 다른 생장조절제와 화학물질 처리가 생열귀나무 발아에 어떠한 영향을 미칠 것인지 검토되어야 할 것이다.
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