[논문]금낭화(Dicentra spectabilis)의 배우체 형성 및 접합자배의 발달

심옥경; 이강섭; 김이엽; 은종선

초록
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본 연구는 금낭화 배우체의 형성과 배 발달특성에 관한 기초 자료로 활용하기 위해 수행되었다. 시원세포로부터 발달된 소포자 모세포는 화뢰의 길이가 1 mm일 때 감수분열을 하여 4면체형(tetrahedral) 4분자가 형성되었다. 4개의 소포자는 분리되어 각각 웅성배우체로 발달하였다. 대포자 모세포는 화뢰의 길이 $4{\sim}5\;mm$에서 관찰되었다. 대포자의 발달유형은 정상형(polygonum)이었으며, 배낭의 형태는 굽어있는 곡생배주(amphitropous)였다. 3개의 뚜렷한 반족세포는 배낭이 성숙한 후에도 퇴화하지 않고 남아있었다. 개화 전 자웅배우체는 충분히 성숙하였다. 개화 시에 수술과 암술의 길이는 거의 비슷하거나 수술이 0.5 mm 짧아서 자화수정에 적당한 구조를 가지는 것으로 나타냈다. 수정 후 배는 구형, 심장형을 거쳐 자엽배까지 발달하였으며, 종자 산포시 초기 자엽배를 가지고 있음을 알 수 있었다.

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This study was carried out to obtain the basic informations on the characteristics of gametophytes formation and embryo developement in Dicentra spectabilis. Microspore mother cells developed from archesporial cells, start meiosis when flower bud length reaches around 1 mm, formed tetrahedral type t...

This study was carried out to obtain the basic informations on the characteristics of gametophytes formation and embryo developement in Dicentra spectabilis. Microspore mother cells developed from archesporial cells, start meiosis when flower bud length reaches around 1 mm, formed tetrahedral type tetrad. The 4 microspores were separated. They were developed to male gametophytes, respectively. Megaspore mother cells were observed when flower bud length was $4{\sim}5\;mm$. The developemental type of megaspore was polygonum and embryo sac was amphitropous. Three large and distinctive antipodals did not degenerated and remained after embryo sac was developed. When the male and female gametophytes was fully developed, the length of stamen and style was very similar or stamen was shorter about 0.5 mm than that of style. This result indicates that self-fertilization can be occurred in this species. After fertilization, developing zygotic embryos showed various stages of development from globular to cotyledonary embryos, and zygotic embryo in seed scattering time seemed to have an early cotyledonary stage.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

국내에서는 금낭화에 관한 새로운 품종 육성에 필요한 기초 연구가 거의 없고, 근연속인 현호색속 6종의 자성배우자체 발달과정에 관한 연구가 있을 뿐이다(Oh and Jang, 2002). 따라서 본 연구는 금낭화의자 . 웅배우체 형성과 화기 발달과정, 그리고 배발달 과정 등을 조사하여 신품종 육성의 기초 자료로 활용하고자 시도되었다.
따라서 본 연구는 금낭화의자 . 웅배우체 형성과 화기 발달과정, 그리고 배발달 과정 등을 조사하여 신품종 육성의 기초 자료로 활용하고자 시도되었다.

가설 설정

A, Megaspore mother cell (×400). B, The functional megaspore has enlarged while the other three megaspores degenerated (×400). C, Four nucleate megaspore (×400).
G, The seed has a globular stage embryo (×40). H, Cotyledonary stage embryo in seed without seed coat (×40). MMC-Megaspore mother cell.
G, Mature pollens (×400). H, Germination of pollen (×400). PMC-Pollen mother cell, TA-Tapetum, BNC-Binucleate cell, DY-Dyad stage, TT-Tetrad stage, IMP-Immature pollen, and MP-Mature pollen.

제안 방법

5% safranin으로 이원 염색하였다. 염색된 절편을 permount(Fisher)를 이용하여 봉입하여 영구 표본으로 만든 후 광학현미경 (Carl Zeiss, Axiophot/Germany)하에서 비교 관찰하였다. 금낭화의 개화는 바깥 꽃잎이 구부러져 양쪽으로 벌어지는 시점으로 정하였다.
Lemaire) 의자 . 웅배우체 형성 및 배발달과정을 조사하기 위해, 본사의 농장에 식재된 재료에서 화뢰가 형성되기 시작하는 것부터 종자결실기까지 각 시기별로 채취 하여 사용하였다. 시료는 고정액 (formalin : glacial acetic acid : 95% ethanol : D.

대상 데이터

웅배우체 형성 및 배발달과정을 조사하기 위해, 본사의 농장에 식재된 재료에서 화뢰가 형성되기 시작하는 것부터 종자결실기까지 각 시기별로 채취 하여 사용하였다. 시료는 고정액 (formalin : glacial acetic acid : 95% ethanol : D.W. = 1 : 0.5 : 5 : 3.5 v/v)에서 탈기시킨 후 48시간 이상 고정하였다. 고정된 재료는 농도별 ethyl alcohol series 탈수과정을 거친 후 조직을 paraplast로 침투시켜 포매하였다.

성능/효과

3B), 개화 전 까지 수술과 비슷한 길이로 성장한다(Fig. 30, 금낭화는 화뢰의 길이가 9~10 mm일 때 소포자가 성숙되는 것으로 나타났으며 배낭도 거의 같이 성숙되었다. 콩과식물인 황기의 경우, 소포자와 배낭이 같은 시기에 성숙하여 소포자가 터지더라도, 암술과 수술의 길이에 차이가 있어 자화수정이 어 렵다(Kim et al.
금낭화의 자성배우체의 발달과정을 해부학적으로 관찰한 결과, 화뢰의 길이가 4~5 mm가 되면 몇 개의 포원세포가 분리되어 예비포자세포 와 예비체벽 세포층을 형성하였고, 주변세포에 비해 크기가 큰 대포자모세포가 관찰되었다 (Fig. 2A). 2회에 걸쳐 감수분열을 마친 대포 자모세포는 화뢰의 길이가 9~10 mm일때, 4개의 대포자를 형성하였다.
, 2001). 이에 비해 금낭화는 암술과 수술의 길이가 거의 비슷하거나 아래쪽을 향하고 있는 암술이 수술 보다 약 0.5 mm 정도 길기 때문에(Fig. 3D), 꽃가루낭이 터지면 꽃가루가 바로 암술머리에 묻기 적당한 구조를 이루고 있음을 알 수 있었다. 또한 바깥 꽃잎이 좌우로 벌어지는 개화시에도 안쪽 꽃잎이 부분적으로 수술과 암술을 함께 감싸고 있어서 이로 인해 자화수정에 적합하다고 판단된다.
한편, 접합자배의 발달과정을 추적한 결과, 배는 구형, 심장형을 거쳐 자엽시기의 배까지 발달하였는데, 특히 종자 산포시에는 초기 자엽시기의 배를 형성하고 있음을 알 수 있었다.
2E). 화 뢰길이가 20~22 mm정도에서 개화하는 금낭화 는 개화 10일 후 완전히 굽은 배낭이 보이며, 이때까지도 반족세포는 알세포보다 염색이 진하고 뚜렷하게 관찰되었다(Fig. 2F).

후속연구

D' Amato(1952) 는 Aconitum napellus, Papa ver heldreichii 및 Hypecoum procumbens에서 반족세포의 거대핵내에 이질염색질의 출현이 염색체 의 핵내재 복제 (endoreduplication) 에 의해 이루어짐을 보고하였다. 금낭화의 반족 세포에서 거대핵 의 형성기작에 관해서는 향후에 이루어져야 할 것으로 생각된다.

참고문헌 (11)

Bhojwani, S.S. and S.P. Bhatnagar. 1974. The Embryology of Angiosperms. Third edition pp. 25
D' Amato, F. 1952. Polyploidy in the differentiation and function of tissues and cells in plants. A critical examination of the literature. Caryologia 4 : 311-358

상세보기
Eames, A.J. 1961. Morphology of the Angiosperms. McGraw-Hill, New York
Erdtman, G. 1969. Handbook of Palynology: MorphologyTaxonomy-Ecology. Munksgaard, Sweden, pp. 26-46
Esau, K. 1977. Anatomy of Seed Plant. 2nd Ed., John Wiley, New York, pp. 403-427
Heslop-Harrison, J. 1971. Pollen: Development and Physiology. Appleton-Centrury-Crofts. New York, pp. 41-127
Kim, M.J. and I.S. Kim. 1995. Microsporogenesis of Hibiscus syriacus L. and its sporoderm differentiation. J. Plant Biol. 38(1) : 95-105
Kim, Y.G., S.Y. Son, N.S. Seong, B.H. Lee and J.S. Park. 2001. Gametophyte formation and microspore germination in Astragalus membranaceus Bunge. Kor. J. Crop. Sci. 46(6) : 443-448

원문보기 상세보기
Mepham, R.H. and G.R. Lane. 1969. Role of the tapetum in the development of Tradescantia pollen. Nature 221 : 282-283

상세보기
Oh, B.D. and C.G. Jang. 2002. Development of female gametophyte of six species of corydnlis (Fumariaceae). Kor. J. Plant Tax. 32 : 467-480
Robertson, B.I. 1984. Tapetal cell changer and sporoderm development in Rhigowum trichotomum. Ann. Bot. 53 : 803-810

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