균근을 이용한 Ardisia pusilla의 내건성 증진효과를 알아보기 위하여 내생균근 Glomus spp.을 접종하여 생육상에서 30일 동안 재배한 후 수분스트레스처리를 실시하였다. 수분스트레스처리는 5일간 무관수 상태로 두었다가 관수하는 방법으로 60일 동안 반복 처리하였다. 식물생육은 균근처리시 대조구에 비해 증가하였으며, 관수시 스분스트레스의 회복력도 빨랐다. 식물체내 양분함량은 지하부의 Fe, Mn, 및 Cu의 함량의 경우 균근 접종 식물이 대조구에 비해 현저하 높았으나 이에 반하여 프롤린 함량은 대조구에서 균근 접종식불에 비해 높게 나타났다.
균근을 이용한 Ardisia pusilla의 내건성 증진효과를 알아보기 위하여 내생균근 Glomus spp.을 접종하여 생육상에서 30일 동안 재배한 후 수분스트레스처리를 실시하였다. 수분스트레스처리는 5일간 무관수 상태로 두었다가 관수하는 방법으로 60일 동안 반복 처리하였다. 식물생육은 균근처리시 대조구에 비해 증가하였으며, 관수시 스분스트레스의 회복력도 빨랐다. 식물체내 양분함량은 지하부의 Fe, Mn, 및 Cu의 함량의 경우 균근 접종 식물이 대조구에 비해 현저하 높았으나 이에 반하여 프롤린 함량은 대조구에서 균근 접종식불에 비해 높게 나타났다.
To investigate the effect of mycorrhiza on drought resistance and plant growth, Ardisia pusilla were colonized with arbuscular mycorrhiza (AM), Glomus spp. Host plants were cultured in a growth chamber for 30 days after colonization with AM. Water stress treatment was carried out by repeating five d...
To investigate the effect of mycorrhiza on drought resistance and plant growth, Ardisia pusilla were colonized with arbuscular mycorrhiza (AM), Glomus spp. Host plants were cultured in a growth chamber for 30 days after colonization with AM. Water stress treatment was carried out by repeating five days off-watering and re-watering for 60 days. The growth of A. pusilla was enhanced by AM colonization compared to that of control, while the proline contents was significantly reduced in AM colonized plants compared to that of non-mycorrhizal plants. The inorganic nutrient contents i.e. Fe, Mn, Zn, and Cu in arbuscular mycorrhizal plants were higher than those of control.
To investigate the effect of mycorrhiza on drought resistance and plant growth, Ardisia pusilla were colonized with arbuscular mycorrhiza (AM), Glomus spp. Host plants were cultured in a growth chamber for 30 days after colonization with AM. Water stress treatment was carried out by repeating five days off-watering and re-watering for 60 days. The growth of A. pusilla was enhanced by AM colonization compared to that of control, while the proline contents was significantly reduced in AM colonized plants compared to that of non-mycorrhizal plants. The inorganic nutrient contents i.e. Fe, Mn, Zn, and Cu in arbuscular mycorrhizal plants were higher than those of control.
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문제 정의
따라서 본 실험은 내생균근 Glomus 속이 관상식물 산호수의 생육에 미치는 영향을 알아보고, 식물체의 건조스트레스에 대한 피해 경감 효과를 조사하고자 식물뿌리의 균근 감염 정도와 균근 형성, 내건성 증진 및식물 생장율을 조사하였다. 이는 식물녹화 및 조경소재로 활용할 경우 빈번히 발생하는 식물체의 생육억제 및 건조피해를 최소화하기 위한 기초연구로써 앞으로 이와 같은 균근의 공생관계를 이용한 환경스트레스 저항성 증진에 대한 연구는 지속가능한 농업발전을 위한핵심 사항이 될 것이다(Scher와 Baker, 1982).
이에 따라 최근에는 식물의 영양 섭취에 핵심적인 역할을 담당하는 균근을 활용한 생물학적 비료 연구가 증가하고 있다. 즉, 인산과 질소비료에 대한 의존도를 줄이고 토양이 가지고 있는 병원균에 대해서 더 강하게 저항하는 이러한 균들을 생물학적 비료나 생물학적 보호자로 사용하려는 것이다. 이러한 경우 적절한 방제효과를 얻으려면 병원체에 대해 길항성을 띠는 생물군의 발달을 유도함으로써 병원체의 불활성화, 수적 감소 또는 감염력 및 발병율 감소 효과를 얻을 수 있다(Dehne, 1982).
제안 방법
공시식물은 상록소관목인 자금우과의 산호수(4) pusillafi: 사용하였으며, 균근 접종후에 25 ± 3℃, 상대습도 60% 생육상에서 한달간 재배한 후 식물체에 건조스트레스 처리를 실시하였다. 건조스트레스 처리는 5일간 무관수를 실시한 후 다시관수하는 형태로 실시하였고, 60일간 건조스트레스 처리를 반복한 후 생육조사 및 양분함량을 분석을 실시하였다. 식물체의 초장, 생체중, 건물중, 경수, 엽수, 엽록소, 식물체내 무기성분 및 프롤린을 분석하였으며, 내생균근의 감염형태를 비교하였다.
접종하였다. 공시식물은 상록소관목인 자금우과의 산호수(4) pusillafi: 사용하였으며, 균근 접종후에 25 ± 3℃, 상대습도 60% 생육상에서 한달간 재배한 후 식물체에 건조스트레스 처리를 실시하였다. 건조스트레스 처리는 5일간 무관수를 실시한 후 다시관수하는 형태로 실시하였고, 60일간 건조스트레스 처리를 반복한 후 생육조사 및 양분함량을 분석을 실시하였다.
건조스트레스 처리는 5일간 무관수를 실시한 후 다시관수하는 형태로 실시하였고, 60일간 건조스트레스 처리를 반복한 후 생육조사 및 양분함량을 분석을 실시하였다. 식물체의 초장, 생체중, 건물중, 경수, 엽수, 엽록소, 식물체내 무기성분 및 프롤린을 분석하였으며, 내생균근의 감염형태를 비교하였다. 엽록소는 엽록소간이 측정기 (SPAD, Minolta)로 측정하였고, 무기성분은 산으로 습식 분해하여 ICP로 분석하였으며, 프롤린 함량은 Chinard법에 따라 520nm에서 흡광도를 즉정하여 L-프롤린 표준용액의 흡광도와 비교하여 정량하였다(Nam 등, 2007).
식물체의 초장, 생체중, 건물중, 경수, 엽수, 엽록소, 식물체내 무기성분 및 프롤린을 분석하였으며, 내생균근의 감염형태를 비교하였다. 엽록소는 엽록소간이 측정기 (SPAD, Minolta)로 측정하였고, 무기성분은 산으로 습식 분해하여 ICP로 분석하였으며, 프롤린 함량은 Chinard법에 따라 520nm에서 흡광도를 즉정하여 L-프롤린 표준용액의 흡광도와 비교하여 정량하였다(Nam 등, 2007). 식물체의 뿌리를 물로 세척한 후 1cm의 길이로 잘라 Koske와 Gemma(1989)의 빙법에 의해 뿌리 염색을 실시하여 접종율을 측정하였다.
대상 데이터
균근은 순천대학교 미생물학연구실에서 Glomus 속내생균근을 분양받았으며, 10%(v/v) 비율로 토양에 혼합하여 접종하였다. 공시식물은 상록소관목인 자금우과의 산호수(4) pusillafi: 사용하였으며, 균근 접종후에 25 ± 3℃, 상대습도 60% 생육상에서 한달간 재배한 후 식물체에 건조스트레스 처리를 실시하였다.
이론/모형
1cm 길이로 자른 뿌리를 10% KOH에 잠기게 넣어 6CTC에서 20분간 처리한 후 멸균수로 3회 수세하여물기를 제거하였다. 2N HC1 에 2분 동안 중화시킨 후 젖산용액을 이용하여 0.05% Trypan blue 용액을 만든 후 이 용액에 넣어 60에서 20분간 염색 후 lactic acid를 넣어 상온에서 24시간 이상 경과시켜 탈색한후 gridline-intersect법에 의해 현미경으로 균근의 접종율을 조사하였다(Giovannetti 와 Mosse, 1980).
엽록소는 엽록소간이 측정기 (SPAD, Minolta)로 측정하였고, 무기성분은 산으로 습식 분해하여 ICP로 분석하였으며, 프롤린 함량은 Chinard법에 따라 520nm에서 흡광도를 즉정하여 L-프롤린 표준용액의 흡광도와 비교하여 정량하였다(Nam 등, 2007). 식물체의 뿌리를 물로 세척한 후 1cm의 길이로 잘라 Koske와 Gemma(1989)의 빙법에 의해 뿌리 염색을 실시하여 접종율을 측정하였다. 1cm 길이로 자른 뿌리를 10% KOH에 잠기게 넣어 6CTC에서 20분간 처리한 후 멸균수로 3회 수세하여물기를 제거하였다.
성능/효과
7% 로 확인되었다. Ardisia pusilla의 생육은 균근 처리 구에서 생체중, 건물중, 초장, 엽수, 경수가 대조구에 비해 증가하였다(Table 1). 건조스트레스에 따라 대조 구식물체는 지상부 낙엽이 많이 발생한 반면 균근 처리 구의 경우 지상부 생육에 피해가 거의 없는 것으로 나타났으며(Fig.
Ardisia pusilla의 생육은 균근 처리 구에서 생체중, 건물중, 초장, 엽수, 경수가 대조구에 비해 증가하였다(Table 1). 건조스트레스에 따라 대조 구식물체는 지상부 낙엽이 많이 발생한 반면 균근 처리 구의 경우 지상부 생육에 피해가 거의 없는 것으로 나타났으며(Fig. 1), 생체중과 건물중은 각각 대조구에 비해 1.64배, 1.60배 증가하였다. 특히 지상부 생육증진 효과가 큰 것으로 나타났는데, Gerdemann(1964)의보고에 의하면 옥수수에서 대조구 보다 균근 접종 식물지상부의 건물량이 약 4배 증가하였으며, Palmarosa (Cymbopogon martinii var.
2). 균근 접종율이 약 15%로 낮긴 하나 균근 접종에 의한 작물생육촉진효과가 현저히 초래된 바균근접종의 효과임을 알 수 있었다. 균근에 의한 식물뿌리 감염형태를 보면 뿌리조직에 형성된 침입균사망 (arbuscule)을 확인할 수 있었으며, 내생균사 역시 기주식물의 뿌리 세포 사이에서 확인할 수 있었다.
균근 처리구의 뿌리를 채취하여 근권부를 현미경으로 관찰한 결과 A. pusilia의 뿌리에서 균사를 확인하였다(Fig. 2). 균근 접종율이 약 15%로 낮긴 하나 균근 접종에 의한 작물생육촉진효과가 현저히 초래된 바균근접종의 효과임을 알 수 있었다.
균근 접종율이 약 15%로 낮긴 하나 균근 접종에 의한 작물생육촉진효과가 현저히 초래된 바균근접종의 효과임을 알 수 있었다. 균근에 의한 식물뿌리 감염형태를 보면 뿌리조직에 형성된 침입균사망 (arbuscule)을 확인할 수 있었으며, 내생균사 역시 기주식물의 뿌리 세포 사이에서 확인할 수 있었다.
균근처리에 의한 접종율을 조사한 결과 14.1 ±4.7% 로 확인되었다. Ardisia pusilla의 생육은 균근 처리 구에서 생체중, 건물중, 초장, 엽수, 경수가 대조구에 비해 증가하였다(Table 1).
즉 이러한 삼투조절은 수분스트레스에 처했던 식물이 다시 수분공급이 이루어졌을 때 시들었던 잎의 팽압을 유지하게 도와 빠른 회복을 가능하게 할 수 있다(Hopkins, 2001). 그런데 본 실험에서는 삼투 조절자에 하나인 프롤린의 농도가 대조구에서 높게 나와 균근접종식물의 건조스트레스 저항성 향상에 삼투조절은 큰 영향을 미치지 않았음을 알 수 있었다.
본 실험에서는 5일간 수분스트레스를 주었다가 다시 관수하고 또 다시 수분스트레스를 주고 관수하는 처리를 하였으므로 이 조건에서 균근 접종 식물이 탈리등으로 인한 엽수의 감소 및 생장 저하 없이 건조스트레스에 대하여 빠른 회복력을 보여주었는데 이는 균근 접종식물의 뿌리는 수분흡수력이 향상되어 건조스트레스에 처해 졌을 때 회복력이 빠르다는 보고와도 일치하였다(Mosse와 Hayman, 1971).
식물체의 무기양분농도를 분석한 결과 질소, 인, 칼륨 성분은 대조구가 약간 더 높은 경향을 보였으며, 근권부의 Fe, Mn, 및 Cu 함량은 대조구에 비해 현저히 높은 것으로 나타났다(Table 3). 균근은 POt (Sanders와 Tinker, 1971), Zna(Gerdemann, 1964; Swaminathan와 Verma, 1979), Cu2+, NOj 및 K 등의 홉수를 증가시키고(Gerdemann, 1964; Gildon와 Tinker, 1983), 그 중에서도 가장 뚜렷한 효과를 주는것은 인산 무기영양원의 공급으로 알려져 있다(Mosse, 1957; Lambert 등, 1979; Abbott와 Robson, 1991; Cox와 Tinker, 1976).
엽록소 분석결과 또한 생육결과와 유사한 경향을 보였으나, 프롤린 함량은 건조피해가 심한 대조구의 값이 높았다 (Table 2). 식물이 수분스트레스에 처해지면 프롤린과 같은 용질이 잎에 축적되어 삼투퍼텐셜이 감소하게 되어 잎으로의 수분이동을 도와 잎의 팽압이 유지되게 된다.
후속연구
이러한 균근에 의한 뿌리점유는 식물의 양분흡수를 향상 시킬 뿐아니라 확장된 외생균사에 의해 기주작물의 수분흡수 또한 향상시켜 작물의 생육을 증가 시킬 뿐 아니라 건조 스트레스에 처해졌을 때 뿌리가 흡수하지 못하는 수분을 균사라 흡수하여 식물에게 전해줌으로서 대조구에 비해균근 처리구에서 건조스트레스에 대한 저항성이 증진된 것으로 사료된다. 앞으로 균근적용이 가능한 식물조사와 적용기준 등을 조사하여 조경 및 녹화현장에서 활용할 수 있는 효율적인 방법을 연구할 예정이다.
생장율을 조사하였다. 이는 식물녹화 및 조경소재로 활용할 경우 빈번히 발생하는 식물체의 생육억제 및 건조피해를 최소화하기 위한 기초연구로써 앞으로 이와 같은 균근의 공생관계를 이용한 환경스트레스 저항성 증진에 대한 연구는 지속가능한 농업발전을 위한핵심 사항이 될 것이다(Scher와 Baker, 1982).
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