단옥수수와 초당옥수수 종자의 활력을 높일 수 있는 저장 방법을 알기 위하여 단옥수수(Early Sunglow ${\times}$ Golden Cross Bantam 70)와 초당옥수수(Xtrasweet 82 ${\times}$ Fortune) 종자를 온도(5 및 $15^{\circ}C$)와 상대습도(70 및 85%)가 다른 조건에서 10개월간 저장한 후 종자 특성의 변화를 보면 다음과 같다. 1. 종자활력은 초당옥수수가 단옥수수보다 더 빨리 저하되었으며, 초당옥수수가 단옥수수보다 더 낮은 저장온도와 상대습도가 요구되었다. 2. 단옥수수는 저장조건과 저장기간에 따른 cold test에서 출아율이 $25^{\circ}C$에서 발아율보다 약간 낮았으나 경향은 같았고, 초당옥수수는 cold test에서 출아율이 $25^{\circ}C$에서 발아율보다 현저히 낮았다. 3. 단옥수수와 초당옥수수 모두 발아율과 저온처리 후 출아율과는 정의 상관이 있었으나 초당옥수수는 관계가 적었다. 그래서 초당옥수수의 포장 출아율을 추정하기 위하여 반드시 저온처리 후 출아율 검정이 필요하였다. 4. 단옥수수는 모든 저장조건에서 5개월간은 종자활력이 저하되지 않았으나, 초당옥수수는 $5^{\circ}C$, RH 70%에서 활력이 유지되었다. 5. 단옥수수에서는 종자활력과 침종시 종자의 당 누출, 전해질 누출 및 ${\alpha}-amylase$ 활성과는 상관이 없었다. 반면 초당옥수수에서는 종자활력과 ${\alpha}-amylase$ 활성과는 정의 상관이, 침종 시 종자의 전해질 누출과는 부의 상관이 있었으나 당 누출과는 상관이 없었다.
단옥수수와 초당옥수수 종자의 활력을 높일 수 있는 저장 방법을 알기 위하여 단옥수수(Early Sunglow ${\times}$ Golden Cross Bantam 70)와 초당옥수수(Xtrasweet 82 ${\times}$ Fortune) 종자를 온도(5 및 $15^{\circ}C$)와 상대습도(70 및 85%)가 다른 조건에서 10개월간 저장한 후 종자 특성의 변화를 보면 다음과 같다. 1. 종자활력은 초당옥수수가 단옥수수보다 더 빨리 저하되었으며, 초당옥수수가 단옥수수보다 더 낮은 저장온도와 상대습도가 요구되었다. 2. 단옥수수는 저장조건과 저장기간에 따른 cold test에서 출아율이 $25^{\circ}C$에서 발아율보다 약간 낮았으나 경향은 같았고, 초당옥수수는 cold test에서 출아율이 $25^{\circ}C$에서 발아율보다 현저히 낮았다. 3. 단옥수수와 초당옥수수 모두 발아율과 저온처리 후 출아율과는 정의 상관이 있었으나 초당옥수수는 관계가 적었다. 그래서 초당옥수수의 포장 출아율을 추정하기 위하여 반드시 저온처리 후 출아율 검정이 필요하였다. 4. 단옥수수는 모든 저장조건에서 5개월간은 종자활력이 저하되지 않았으나, 초당옥수수는 $5^{\circ}C$, RH 70%에서 활력이 유지되었다. 5. 단옥수수에서는 종자활력과 침종시 종자의 당 누출, 전해질 누출 및 ${\alpha}-amylase$ 활성과는 상관이 없었다. 반면 초당옥수수에서는 종자활력과 ${\alpha}-amylase$ 활성과는 정의 상관이, 침종 시 종자의 전해질 누출과는 부의 상관이 있었으나 당 누출과는 상관이 없었다.
An experiment was conducted to characterize the seed vigour of sweet (su) and super sweet (sh2) corn seeds stored at different temperatures and relative humidities (RH). Hybrid seeds of Early Sunglow ${\times}$ Golden Cross Bantam 70 (su) and Xtrasweet 82 ${\times}$ Fortune (sh...
An experiment was conducted to characterize the seed vigour of sweet (su) and super sweet (sh2) corn seeds stored at different temperatures and relative humidities (RH). Hybrid seeds of Early Sunglow ${\times}$ Golden Cross Bantam 70 (su) and Xtrasweet 82 ${\times}$ Fortune (sh2) were stored at different temperatures ($5\;and\;15^{\circ}C$) and RH(70 and 85%) for 10 months. Results of the experiment show that seed deterioration of super sweet corn was much faster than that of sweet corn under all storage conditions. Germination rate of sweet corn seeds at $25^{\circ}C$ and emergence rate in cold test showed similar patterns. Emergence rate of super sweet corn in cold test was significantly lower than the germination rate at $25^{\circ}C$. Germination rate of both sweet and super sweet corns was positively correlated to the emergence rate in cold test, but the correlation coefficient of super sweet corn was much lower compared to the sweet corn. This implies that the viability of super sweet corn seeds should be tested in the cold test to estimate field emergence rate. Seeds of sweet corn could be stored for 5 months under all storage conditions without significant seed deterioration, while those of super sweet corn should be stored at low temperature and RH. The emergence rate of sweet corn in cold test was not correlated to the leakage of total sugars, electrolytes or ${\alpha}-amylase$ activity, while that of super sweet com was positively correlated to the ${\alpha}-amylase$ activity, negatively correlated to the leakage of electrolytes, and was not correlated to the leakage of total sugars.
An experiment was conducted to characterize the seed vigour of sweet (su) and super sweet (sh2) corn seeds stored at different temperatures and relative humidities (RH). Hybrid seeds of Early Sunglow ${\times}$ Golden Cross Bantam 70 (su) and Xtrasweet 82 ${\times}$ Fortune (sh2) were stored at different temperatures ($5\;and\;15^{\circ}C$) and RH(70 and 85%) for 10 months. Results of the experiment show that seed deterioration of super sweet corn was much faster than that of sweet corn under all storage conditions. Germination rate of sweet corn seeds at $25^{\circ}C$ and emergence rate in cold test showed similar patterns. Emergence rate of super sweet corn in cold test was significantly lower than the germination rate at $25^{\circ}C$. Germination rate of both sweet and super sweet corns was positively correlated to the emergence rate in cold test, but the correlation coefficient of super sweet corn was much lower compared to the sweet corn. This implies that the viability of super sweet corn seeds should be tested in the cold test to estimate field emergence rate. Seeds of sweet corn could be stored for 5 months under all storage conditions without significant seed deterioration, while those of super sweet corn should be stored at low temperature and RH. The emergence rate of sweet corn in cold test was not correlated to the leakage of total sugars, electrolytes or ${\alpha}-amylase$ activity, while that of super sweet com was positively correlated to the ${\alpha}-amylase$ activity, negatively correlated to the leakage of electrolytes, and was not correlated to the leakage of total sugars.
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문제 정의
본 연구는 단옥수수와 초당옥수수 종자의 저장방법에 따라서 발아 및 출아율과 당, 전기전도도 누출, a-amylase 활성과의 관계를 구명하여, 이들 종자활력 저하원인과 종자활력을 높일 수 방법을 연구하여 앞으로 우수한 단옥수수와 초당옥수수 품종이 개발될 때 활용할 수 있는 종자 관리기 술을 개발하고자 실시하였다.
제안 방법
Paper towel에서의 발아율은 가로 x 세로 x 높이가 각각 33x24x7 cm인 plastic 상자에 paper towel을 6겹으로 깔고 포수상태가 유지되도록 물을 넣은 후 30립의 종자를 파종 하여 25°C 생장상에서 7일 후 발아된 개체를 조사하였다 (농촌진흥청, 1997).
단옥수수와 초당옥수수 모두 발아율과 저온처리 후 출 아율과는 정의 상관이 있었으나 초당옥수수는 관계가 적었다. 그래서 초당옥수수의 포장 출아율을 추정하기 위하여 반드시 저온처리 후 출아율 검정이 필요하였다.
Cold test에서의 출아율은 발아상자에 수분함량이 70%인 전년에 옥수수를 재배한 토양을 2 cm 깊이로 넣고, 종자 30립을 파종한 후 같은 토양을 2 cm 깊이로 복토하였다. 그리고 상자의 뚜껑을 덮고, 10°C에서 7일간 저온처리하고 다시 25°C에 옮긴 후 7일째에 출아율을 조사하였다. 출아는 유아장이 2 mm 이상인 개체를 출아한 것으로 조사하였다 (AOSA, 1983)
11 이 되도록 만들어 상자 내의 상대 습도를 각각 70 및 85%로 조절하였다(Forney & Brandl, 1992). 그리고 종자가 용액에 닿지 않도록 선반을 설치한 후 그 위에 밑 부분이 망으로 된 가로 X 세로 X 높이가 각각 15x15x3 cm인 작은 플라스틱 상자에 종자 300립을 넣고, 큰 상자의 뚜껑을 덮은 후 stopcock grease로 밀봉하여 상대습도가 변하지 않게 한 후 5 및 15°C incubator에 저장 하였다
5분간 반응시킨 후 즉시 얼음물에서 냉각시켰다. 다시 15분간 실온에 방치한 후 분광광도계(UVIKON 922, Kontron, Italy)를 이용하여 630 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 전당 함량은 포도당 상당량으로 계산하였다 (Lee el al., 1995).
단옥수수와 초당옥수수 종자의 활력을 높일 수 있는 저장 방법을 알기 위하여 단옥수수(Early Sunglow x Golden Cross Bantam 70)와 초당옥수수(Xtrasweet 82 x Fortune) 종자를 온도(5 및 I5°C)와 상대습도(70 및 85%)가 다른 조건에서 10개월간 저장한 후 종자 특성의 변화를 보면 다음과 같다.
종자는 5°C(RH 70 및 85%), 15 °C (RH 70 및 85%) 및 일 반창고에서 2002년 12월 24일부터 각각 0, 1, 3, 5, 7, 9, 10개월간 저장하였다. 종자 저장은 가로 * 세로 X 높이가 각각 33x24x7 cm인 플라스틱 상자에 glycerol과 물을 섞어 용액의 비중이 L17 및 1.11 이 되도록 만들어 상자 내의 상대 습도를 각각 70 및 85%로 조절하였다(Forney & Brandl, 1992). 그리고 종자가 용액에 닿지 않도록 선반을 설치한 후 그 위에 밑 부분이 망으로 된 가로 X 세로 X 높이가 각각 15x15x3 cm인 작은 플라스틱 상자에 종자 300립을 넣고, 큰 상자의 뚜껑을 덮은 후 stopcock grease로 밀봉하여 상대습도가 변하지 않게 한 후 5 및 15°C incubator에 저장 하였다
종자 침지액의 전기전도도(EC)는 종자를 물에 침지하였을 때 종자에서 누출되는 전해질을 측정하기 위하여 종자 25립의 무게를 측정한 후 100-mL 플라스틱 용기에 넣고, 3차 증류수 75 mL를 가하여 20°C에서 24시간 침지한 후 EC meter(MC126 conductivity-meter, Mettler Toledo, Switzerland)로 전기전도도를 측정하였다(농촌진흥청, 1997).
종자는 5°C(RH 70 및 85%), 15 °C (RH 70 및 85%) 및 일 반창고에서 2002년 12월 24일부터 각각 0, 1, 3, 5, 7, 9, 10개월간 저장하였다. 종자 저장은 가로 * 세로 X 높이가 각각 33x24x7 cm인 플라스틱 상자에 glycerol과 물을 섞어 용액의 비중이 L17 및 1.
종자를 물에 침지하였을 때 누출되는 全糖(total sugars) 함량을 조사하기 위하여 종자 20립과 증류수 20 mL을 50-mL 원심분리기 튜브에 넣고, 25°C에서 24시간 경과한 후 Whatman #42 여지로 여과하였다. 여액 5 mL을 15-mL 원심분리기 튜브(Coming, U.
일반창고 저장은 종자 약 500립을 면으로 된 자루에 넣어 저장하였다. 창고 내 최고 및 최저기온과 상대습도 종자를저장한 인근에 자기식온습도계(Sato Thermohygrograph, 4-speed Select System Model R-704, Sato Keiryoki Mfg.Co. Ltd., Japan) 센서를 설치하여 조사하였고, 10일 간격으로 평균치를 계산하였으며, 그 결과는 Fig. 1과 같다. 저장을 시작한 후 처음 3개월은 최고온도와 최저기온 모두 15°C이하이었고, 그 후 3〜5개월간은 최고기온은 15°C보 다 높았으나 최저기온은 15°C보다 낮았다.
대상 데이터
교잡종자는 2002년 경북 경산시 영남대학교 자연자원대학 실험농장에서 미국에서 상업적으로 재배되고 있는 품종을 교배하여 자체 생산하였으며, 출사 후 49일에 수확한 이삭을 온실에서 건조한 다음 손으로 탈곡하여 저장시험을 시작할 때까지 -18°C의 냉동고에 저장하였다. Sweet Satin과 Cambella 90은 미국에서 상업적으로 재배되는 품종인데 자체 생산한 종자의 활력이 낮아 미국에서 생산된 종자를 수입하여 보충 시험하였다.
시험에 이용한 종자는 단옥수수의 경우 Early Sunglow x GCB 70 교잡종자와 Sweet Satin 이었고, 초당옥수수는 Xtrasweet 82 x Fortune의 교잡종자와 Cambella 90이 었다. 교잡종자는 2002년 경북 경산시 영남대학교 자연자원대학 실험농장에서 미국에서 상업적으로 재배되고 있는 품종을 교배하여 자체 생산하였으며, 출사 후 49일에 수확한 이삭을 온실에서 건조한 다음 손으로 탈곡하여 저장시험을 시작할 때까지 -18°C의 냉동고에 저장하였다. Sweet Satin과 Cambella 90은 미국에서 상업적으로 재배되는 품종인데 자체 생산한 종자의 활력이 낮아 미국에서 생산된 종자를 수입하여 보충 시험하였다.
시험에 이용한 종자는 단옥수수의 경우 Early Sunglow x GCB 70 교잡종자와 Sweet Satin 이었고, 초당옥수수는 Xtrasweet 82 x Fortune의 교잡종자와 Cambella 90이 었다. 교잡종자는 2002년 경북 경산시 영남대학교 자연자원대학 실험농장에서 미국에서 상업적으로 재배되고 있는 품종을 교배하여 자체 생산하였으며, 출사 후 49일에 수확한 이삭을 온실에서 건조한 다음 손으로 탈곡하여 저장시험을 시작할 때까지 -18°C의 냉동고에 저장하였다.
성능/효과
1. 종자활력은 초당옥수수가 단옥수수보다 더 빨리 저하 되었으며, 초당옥수수가 단옥수수보다 더 낮은 저장온도와 상대습도가 요구되었다.
2. 단옥수수는 저장조건과 저장기간에 따른 cold test에서 출아율이 25°C에서 발아율보다 약간 낮았으나 경향은 같았고, 초당옥수수는 cold test에서 줄아율이 25°C에서 발아율 보다 현저히 낮았다.
3. 단옥수수와 초당옥수수 모두 발아율과 저온처리 후 출 아율과는 정의 상관이 있었으나 초당옥수수는 관계가 적었다. 그래서 초당옥수수의 포장 출아율을 추정하기 위하여 반드시 저온처리 후 출아율 검정이 필요하였다.
4. 단옥수수는 모든 저장조건에서 5개월간은 종자활력이저하되지 않았으나, 초당옥수수는 5°C, RH 70%에서 활력 이 유지되었다.
5. 단옥수수에서는 종자활력과 침종시 종자의 당 누출, 전해질 누출 및 a-amylase 활성과는 상관이 없었다. 반면 초당옥수수에서는 종자활력과 a-amylase 활성과는 정의 상 관이, 침종 시 종자의 전해질 누출과는 부의 상관이 있었으나 당 누출과는 상관이 없었다.
단옥수수 종자는 초당옥수수보다 EC가 현저히 낮았고,저장조건에 따른 차이가 없었으며, 저장기간이 길어져도 침지용액의 EC는 크게 변하지 않았다. 한편 초당옥수수는 저장 1개월 후에 EC가 급격히 높아졌으나 그 이후에는 서서히 증가하였다.
단옥수수는 저장조건과 저장기간에 관계없이 a-amylase 활성이 비슷하였지만 초당옥수수는 모든 저장조건에서 저장기간이 길어질수록 a-amylase 활성이 거의 직선적으로 감소하였다. 저장온도와 RH가 모두 a-amylase 활성에 영향 을 미쳤는데 저장온도와 RH가 높을수록 저장기간이 길어짐에 따라 a-amylase 활성이 더 빨리 감소하였다.
단옥수수와 초당옥수수 종자를 온도와 RH가 다른 조건 에서 10개월간 저장한 후 25°C paper towel에서 발아 시험 한 결과를 Fig. 2에서 보면, 모든 저장조건과 저장기간에서 초당옥수수는 단옥수수보다 발아율이 현저히 낮았다. 단옥수수는 어느 저장조건에서나 5개월까지는 발아율이 거의 변하지 않았고, 10개월간 저장하여도 모두 90% 이상 발아하였다.
7과 같다. 단옥수수의 당 누출량은 0.8~2.2 mg/g, 초당 옥수수는 3.8~6.8 mg/g으로 초당옥수수가 훨씬 높았으며, 이들과 출아율과는 단옥수수, 초당옥수수 모두 상관이 없었다.
11과 같다. 단옥수수의 전분 손실율로 나타낸 a -amylase 활성은 21.2 〜25.9%로 출아율과는 상관이 없었고, 초당옥수수의 fi-amylase 활성은 23.5 〜55.2%로 분포하여 출 아율과 정의 상관이 있었다
5와 같다. 발아율은 단옥수수가 91.0-100%, 초당옥수수가 34.4~75.5%이며, 저온처리 후 출아율은 단옥수수가 66.7-84.4%, 초당옥수수가 3.3 ~18.9%로 발아율과 출아율과의 관계를 보면 단옥수수, 초당옥수수 모두 정의 상관이 있었으나 초당옥수수는 상관계수값(r)이 0.681로 0.866인 단옥수수보다 다소 관계가 적었다.
종자는 노화과정에서 세포막의 기능이 상실되어 물을 흡수할 때 상처를 회복하지 못하여 전해질이 누출되는데, 활력이 좋은 종자는 막의 손상이 빨리 회복되어 전해질 누출이 적다(AOSA, 1983). 본 실험에서는 단옥수수 종자는 온도 및 상대습도와 상관없이 10개월간 저장하여도 발아율이 90% 이상이어서 침지 용액의 전해질 누출양도 약 10 ns/ cm/g으로 비교적 적고, 저장기간에 따른 EC도 변하지 않은 듯하다.
이상의 결과를 보면 단옥수수는 25°C의 발아율과 cold test의 출아율의 결과가 비슷하였다. 그러나 초당옥수수 종자는 25°C에서는 발아율이 비교적 좋았지만 cold test에서는 출아율이 현저히 낮으므로 특히 포장에 조기파종할 때 출아율을 예측하기 위하여서는 반드시 cold test의 결과를 참고하는 것이 좋을 것 같다(Lee et al.
저장기간과 저장조건에 따른 a-amylase 활성의 변화를 Fig. 10에서 보면, 초당옥수수가 단옥수수보다 높았으며, 저장기간과 저장조건에 따라 a-amylase 활성의 변화양상은 현저히 달랐다.
저장기간과 저장조건이 다른 단옥수수와 초당옥수수 종자의 cold test에서 시험한 출아율을 Fig. 3에서 보면, 단옥수수의 출아율이 초당옥수수보다 현저히 높았으며, 저장조건과 저장기간에 따라 출아율이 저하되는 양상은 다소 달랐다.
단옥수수는 저장조건과 저장기간에 관계없이 a-amylase 활성이 비슷하였지만 초당옥수수는 모든 저장조건에서 저장기간이 길어질수록 a-amylase 활성이 거의 직선적으로 감소하였다. 저장온도와 RH가 모두 a-amylase 활성에 영향 을 미쳤는데 저장온도와 RH가 높을수록 저장기간이 길어짐에 따라 a-amylase 활성이 더 빨리 감소하였다.
1과 같다. 저장을 시작한 후 처음 3개월은 최고온도와 최저기온 모두 15°C이하이었고, 그 후 3〜5개월간은 최고기온은 15°C보 다 높았으나 최저기온은 15°C보다 낮았다. 그러나 저장 6〜8개월간은 최고기온은 30°C 정도, 최저기온은 20°C 정도이었고, 저장 9〜 10개월간은 다시 기온이 내려가 최고온 도가 15 °C 이하이었다
한편 초당옥수수는 저장 1개월 후에 EC가 급격히 높아졌으나 그 이후에는 서서히 증가하였다. 저장조건 간에는 저장온도 5°C, RH 70%인 조건에서 저장한 종자의 EC가 가장 낮아 전해질 누출량이 적은 경향이었다.
저장조건과 저장기간이 다른 종자를 물에 침지하였을 때 누출되는 전해질의 양을 측정한 물의 전기전도도(EC)를 Fig. 8에서 보면, 초당옥수수가 단옥수수보다 현저히 많았 고, 저장조건과 저장기간에 따라 변화양상이 달랐다.
저장조건에 따른 단옥수수와 초당옥수수의 종자 활력에 미치는 영향을 종합해보면, cold test에서 단옥수수의 출아 율은 25°C 에서 발아율과 양상이 비슷하였고, 출아율은 비교적 높게 유지되었지만 초당옥수수는 종자의 저장조건과 저장기간에 관계없이 출아율이 20% 이하로 극히 낮아(Fig. 3) 초당옥수수는 단옥수수보다 저장할 때 활력이 빨리 저하 되었다.
한편 초당옥수수는 cold test의 출아율은 전 시험에서 cold test에서 출아율과는 경향이 아주 달랐지만 25 °C 에서 발아율과는 아주 유사한 결과이었다. 즉 시험하기 전 종자의 출아율은 약 80%로서 높았으나 저장 1개월 후에는 일반 창고를 제외하고는 모든 저장조건에서 발아율이 현저히 떨어졌는데 온도보다 상대습도의 영향이 더 컸다. 그리고 RH 85%에서 저장한 종자는 70%에 저장한 종자보다 출아율이 낮았으며, 같은 RH에서는 이에서 저장한 것의 출아율이 5°C 에서 저장한 것보다 낮았다.
한편, 초당옥수수는 저장 1개월 후에는 모든 저장조건에서 발아율이 떨어졌는데 온도보다 상대습도의 영향이 더 컸다. 즉 RH 70%에서는 온도에 관계없이 발아율이 약 7%정 도 떨어졌으나 RH 85%일 때는 5°C 저장에서는 19%, 15°C 저장에서는 36% 저하되었다.
후속연구
그래서 특히 초당옥수수와 같이 저장 중 종자활력이 빨리 저하하는 종자는 곡물수분을 10~ 12%로 건조하고, 밀봉 포장하여 수분흡수를 방제하면 장기간 저장이 가능할 것으로 생각된다. 또 저장온도를 5 °C 낮추면 종자수명 을 2배로 연장할 수 있지만 저온 저장시설의 건설과 유지비가 많이 소요됨으로 경제적인 저장방법이 연구되어야 할 것 으로 생각된다
종자활력이 낮을 경우 알맞은 재식밀도를 유지하기 위하여 한 곳에 2〜3개의 종자를 파종한 후 2〜3엽기에 1개체만 남겨두고 솎아주므로 종자 값과 솎아주는 노동력도 많이 소요되므로 종자활력을 높이는 기술과 종자활력을 유지할 수 있는 저장방법의 연구가 필요하다.
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