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문제 정의
- 어떤 작물의 유전자원 보존과 품종개발을 성공적으로 수행하기 위해서는, 먼저 그 작물의 유전자원 수집과 탐색 그리고 수집된 유전자원들에 대한 형태적 특성 및 유전적 변이의 다양성을 평가하고 이해하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서 본 연구에서는 우리나라와 일본에서 재배되고 있거나 자생하고 있는 들깨, 차조기 작물의 재배형 및 잡초형 계통들의 유전자원을 수집한 후 이들 작물에서의 재배화 과정을 이해하기 위해 종자특성 및 종자발아의 변이 양상에 대하여 분석을 수행하였다.
- 본 연구는 우리나라와 일본에서 재배 및 이용하고 있는 들깨, 차조기 그리고 이들 잡초형 69 계통들에 대하여 종자특성 및 종자발아 변이에 대한 분석결과는 다음과 같다.
제안 방법
- 발아율 실험은 9 cm직경의 Petri Dish에 여과지 1장을 깔고 종자를 넣은 후 증류수로 수분을 조절한 다음, 실온과 28℃ 항온의 두 조건에서 동시에 실시하였다. 발아율 조사는 여과지가 마르지 않도록 1일 1회 증류수를 주었으며, 종피에서 유근이 1 mm 이상 나왔을 때를 발아로 간주하여 처리 후 1일째부터 7일째 되는 날까지 1주일간 실시하였다.
- 종자특성은 발아율 조사에 이용되는 각 계통들에 대하여 100립중과 종자경도를 조사하였는데, 특히 종자경도 조사의 경우는 각 계통별 종자들에 대하여 손으로 눌러서 부서지는 종자들은 부드러운 종자로, 반면에 부서지지 않는 종자들은 딱딱한 종자로 구분하였다. 발아율 조사는 각 계통별로 50립씩 종자를 선발하여 수확 후 한 달째인 날을 기준으로 1개월 간격(30일)으로 3개월 동안 조사를 하였다. 즉 발아율 조사 방법은 각 계통 별로 수확한 날을 기준으로 수확 후 1개월(수확 후 30일)째에 1차 발아율을 조사하였고, 이때 조사실험에서 실온 또는 28℃ 항온의 두 조건 중 어느 한 조건에서도 발아율이 50% 이하인 계통들은 수확 후 2개월(수확 후 60일)째에 다시 2차 발아율 조사를 실시하였으며, 이때에도 두 조건 중 어느 한 조건에서 발아율이 50% 이하인 계통들에 대해서는 수확 후 3개월(수확 후 90일)째에 다시 3차 발아율 조사를 실시하였다.
- 발아율 실험은 9 cm직경의 Petri Dish에 여과지 1장을 깔고 종자를 넣은 후 증류수로 수분을 조절한 다음, 실온과 28℃ 항온의 두 조건에서 동시에 실시하였다. 발아율 조사는 여과지가 마르지 않도록 1일 1회 증류수를 주었으며, 종피에서 유근이 1 mm 이상 나왔을 때를 발아로 간주하여 처리 후 1일째부터 7일째 되는 날까지 1주일간 실시하였다. 본 실험에서 발아율(percent germination)은 각 계통별로 침종 처리한 날부터 7일째까지 처리된 총 종자수(50립)에 대한 발아 종자수의 비율(%)로 계산하였고, 발아세(germination energy)는 침종 후 4일째(96시간)까지의 발아율(%)로 계산하였다.
- 발아율 조사는 여과지가 마르지 않도록 1일 1회 증류수를 주었으며, 종피에서 유근이 1 mm 이상 나왔을 때를 발아로 간주하여 처리 후 1일째부터 7일째 되는 날까지 1주일간 실시하였다. 본 실험에서 발아율(percent germination)은 각 계통별로 침종 처리한 날부터 7일째까지 처리된 총 종자수(50립)에 대한 발아 종자수의 비율(%)로 계산하였고, 발아세(germination energy)는 침종 후 4일째(96시간)까지의 발아율(%)로 계산하였다.
- 국내 및 일본에서 수집된 들깨와 차조기 그리고 이들 잡초형의 계통들에 대한 종자특성 및 종자발아의 변이를 조사하기 위해, 2008년도에 강원대학교 부속농장 실험포장에서 관행재배법에 따라 각 계통별로 10개체씩 재배하여 종자를 수확하였다. 수확된 각 계통별 종자들은 실온에서 약 한 달간 건조를 시킨 다음 종자특성 및 종자발아에 대하여 조사를 하였다. 종자특성은 발아율 조사에 이용되는 각 계통들에 대하여 100립중과 종자경도를 조사하였는데, 특히 종자경도 조사의 경우는 각 계통별 종자들에 대하여 손으로 눌러서 부서지는 종자들은 부드러운 종자로, 반면에 부서지지 않는 종자들은 딱딱한 종자로 구분하였다.
- 우리나라와 일본에서 수집한 들깨, 차조기 작물의 재배형 및 잡초형 계통들의 종자특성에 대한 변이성 정도를 이해하기 위해 강원대학교 부속농장 포장에서 관행재배법에 따라 각 계통별 종자를 재배 및 수확하여 약 1개월 정도 각 계통별로 종자를 건조시킨 후, 발아실험 전에 이들 계통들에 대하여 100립중과 종자경도를 먼저 조사하였다(Table 1). 그 결과, 재배형 들깨(19계통)에서 측정된 100립중은 0.
- 수확된 각 계통별 종자들은 실온에서 약 한 달간 건조를 시킨 다음 종자특성 및 종자발아에 대하여 조사를 하였다. 종자특성은 발아율 조사에 이용되는 각 계통들에 대하여 100립중과 종자경도를 조사하였는데, 특히 종자경도 조사의 경우는 각 계통별 종자들에 대하여 손으로 눌러서 부서지는 종자들은 부드러운 종자로, 반면에 부서지지 않는 종자들은 딱딱한 종자로 구분하였다. 발아율 조사는 각 계통별로 50립씩 종자를 선발하여 수확 후 한 달째인 날을 기준으로 1개월 간격(30일)으로 3개월 동안 조사를 하였다.
- 발아율 조사는 각 계통별로 50립씩 종자를 선발하여 수확 후 한 달째인 날을 기준으로 1개월 간격(30일)으로 3개월 동안 조사를 하였다. 즉 발아율 조사 방법은 각 계통 별로 수확한 날을 기준으로 수확 후 1개월(수확 후 30일)째에 1차 발아율을 조사하였고, 이때 조사실험에서 실온 또는 28℃ 항온의 두 조건 중 어느 한 조건에서도 발아율이 50% 이하인 계통들은 수확 후 2개월(수확 후 60일)째에 다시 2차 발아율 조사를 실시하였으며, 이때에도 두 조건 중 어느 한 조건에서 발아율이 50% 이하인 계통들에 대해서는 수확 후 3개월(수확 후 90일)째에 다시 3차 발아율 조사를 실시하였다.
대상 데이터
- 국내 및 일본에서 수집된 들깨와 차조기 그리고 이들 잡초형의 계통들에 대한 종자특성 및 종자발아의 변이를 조사하기 위해, 2008년도에 강원대학교 부속농장 실험포장에서 관행재배법에 따라 각 계통별로 10개체씩 재배하여 종자를 수확하였다. 수확된 각 계통별 종자들은 실온에서 약 한 달간 건조를 시킨 다음 종자특성 및 종자발아에 대하여 조사를 하였다.
- 본 연구에서 이용된 공시재료는 국내 및 일본에서 수집된 재배형 들깨 19계통, 잡초형 들깨 14계통 그리고 재배형 차조기 18계통과 잡초형 차조기 18계통 등 총 69계통을 분석에 사용하였다(Table 1). 들깨, 차조기 작물의 유전자원은 주로 필드조사를 통하여 수집하였는데, 국내의 경우 재배형들은 직접 농가를 방문하여 농가에서 재배되고 있는 재래종 종자를 분양 받았으며, 반면에 들깨와 차조기 작물의 잡초형 계통들은 농가 또는 밭의 주위, 길옆이나 마을 주위 등을 조사하여 자연적으로 자생하고 있는 것을 수집하였다.
- 들깨, 차조기 작물의 유전자원은 주로 필드조사를 통하여 수집하였는데, 국내의 경우 재배형들은 직접 농가를 방문하여 농가에서 재배되고 있는 재래종 종자를 분양 받았으며, 반면에 들깨와 차조기 작물의 잡초형 계통들은 농가 또는 밭의 주위, 길옆이나 마을 주위 등을 조사하여 자연적으로 자생하고 있는 것을 수집하였다. 한편, 일본에서 재배되고 있는 들깨와 차조기 작물은 교토대학(京都大學) 생식질연구소에서 분양을 받았다.
성능/효과
- 1. 재배형 들깨에서 측정된 100립중은 0.177 g에서부터 0.402 g까지의 범위였고, 종자경도는 대부분의 계통들이 잘 부스러지는 부드러운 특성을 지니고 있었으나, 일부 계통들은 잘 부스러지지 않는 딱딱한 특성을 지니고 있었다. 반면에 잡초형 들깨에서 측정된 100립중은 0.
- 2. 재배형 차조기에서 측정된 100립중은 0.054 g에서부터 0.101 g까지의 범위였고, 잡초형 차조기에서 측정된 100립중은 0.059 g에서부터 0.135 g까지의 범위였으며, 그리고 이들의 종자경도는 모든 계통들이 잘 부스러지지 않는 딱딱한 특성을 지니고 있었다.
- 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 두 조건 모두에서 비교적 낮은 발아율을 나타내었지만, 그 중에서 항온조건보다는 실온조건에서 비교적 높은 발아율이 나타났다. 2차 조사 실험에서는 재배형 들깨의 계통들은 항온 또는 실온에서 현저한 차이가 없었으나, 들깨 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 항온보다는 실온 조건에서 비교적 높은 발아율을 나타내었으며, 3차 조사 실험에서도 들깨의 재배형 및 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 항온보다 실온조건에서 비교적 높은 발아율을 나타내었다. 이러한 결과는 아마도 일정한 온도보다는 실온 조건, 즉 낮과 밤의 일교차에 따른 변온 조건이 휴면성을 지니고 있는 종자의 발아에 보다 유리한 것으로 생각되었다.
- 3. 실온 및 28℃ 항온조건의 발아율 조사에서 수확 후 1개월째에서는 들깨의 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 대부분이 50% 이하의 낮은 발아율을 나타내었으나, 재배형 들깨의 일부 계통들이 50% 이상의 발아율을 나타내었다. 그리고 2개월 및 3개월이 경과한 상태에서 들깨의 재배형 및 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 50% 이상의 발아율을 나타내는 계통들이 많아 나타났다.
- 4. 들깨와 차조기 작물의 재배형 및 잡초형 계통들에서의 평균발아율 및 평균발아세는 수확 후 1개월째에서 가장 낮고 수확 후 3개월째에서 가장 높은 것으로 나타났으며, 또한 실온 및 28℃ 항온조건에서의 발아율과 발아세는 28℃ 항온조건 보다는 실온조건에서 비교적 높은 것으로 나타났다.
- 한편 이들 계통들에 대한 실온 및 28℃ 항온조건에서의 발아율과 발아세는 28℃ 항온조건 보다는 실온조건에서 비교적 높은 것으로 나타났다. 결과적으로 들깨의 재배형과 잡초형 계통들 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 항온보다는 실온조건에서 비교적 높은 발아율 및 발아세가 나타났으며, 또한 이들 작물에서 재배형 들깨의 계통들은 잡초형 들깨 또는 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들보다 수확 직후에 비교적 높은 발아율 및 발아세가 나타났다.
- 들깨와 차조기 작물의 재배형 및 잡초형 계통들에서 조사된 평균발아율 및 평균발아세는 Table 3에 나타내었다. 그 결과 실온 및 28℃ 항온조건에서의 평균발아율은 재배형 들깨의 경우 1차 발아율 조사에서 24%와 19%를, 2차 발아율 조사에서 38%와 36%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 49%와 42%를 각각 나타내었으며, 잡초형 들깨는 1차 발아율 조사에서 2%와 1%를, 2차 발아율 조사에서 32%와 14%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 45%와 21%를 각각 나타내었다. 반면에 재배형 차조기는 1차 발아율 조사에서 11%와 5%를, 2차 발아율 조사에서 32%와 15%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 61%와 45%를 각각 나타내었고, 잡초형 차조기는 1차 발아율 조사에서 9%와 4%를, 2차 발아율 조사에서 39%와 15%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 65%와 55%를 각각 나타내었다.
- 우리나라 및 일본에서 수집한 들깨와 차조기 작물의 재배형 및 잡초형 계통들에서 측정된 종자발아의 변이 분포는 Table 2에 나타내었다. 그 결과, 실온조건에서 재배형 들깨(19계통)는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 15계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 4계통이었으며, 반면에 잡초형 들깨(14계통), 재배형 차조기(18계통) 그리고 잡초형 차조기(18계통)의 모든 계통들은 50% 이하의 발아율을 나타내었다. 한편 28℃ 항온조건에서 재배형 들깨는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 15계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 4계통이었으며, 반면에 잡초형 들깨, 재배형 차조기 그리고 잡초형 차조기의 계통들은 대부분이 50% 이하의 발아율을 나타내었으나, 단지 재배형 차조기 1계통만이 50% 이상의 발아율을 나타내었다.
- 우리나라와 일본에서 수집한 들깨, 차조기 작물의 재배형 및 잡초형 계통들의 종자특성에 대한 변이성 정도를 이해하기 위해 강원대학교 부속농장 포장에서 관행재배법에 따라 각 계통별 종자를 재배 및 수확하여 약 1개월 정도 각 계통별로 종자를 건조시킨 후, 발아실험 전에 이들 계통들에 대하여 100립중과 종자경도를 먼저 조사하였다(Table 1). 그 결과, 재배형 들깨(19계통)에서 측정된 100립중은 0.177 g의 최소값을 나타내는 계통(KOR13)에서부터 최대값인 0.402 g의 계통(JA4)까지의 범위였고, 종자경도는 대부분의 계통들이 잘 부스러지는 부드러운 특성을 지니고 있었으나, 그 중에서 6계통(KOR2, KOR3, KOR8, KOR10, KOR13, JA5)들은 잘 부스러지지 않는 딱딱한 특성을 지니고 있었다. 반면에 잡초형 들깨(14계통)에서 측정된 100립중은 최소값인 0.
- 이러한 결과는 아마도 수확 후 시간이 경과할수록 들깨의 재배형 및 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통에서 모두 발아율이 향상되는 것으로 생각되었다. 그러나 본 연구에서는 분석에 이용된 일부 계통들에서 발아율이 50%이하 또는 전혀 발아가 되지 않는 계통들도 관찰되었는데, 이러한 결과는 들깨와 차조기 작물의 재배형 및 잡초형 계통들에서의 종자휴면성 변이가 매우 큰 것으로 생각되었다. 특히 재배형 들깨의 경우 수확 직후에는 들깨 잡초형 또는 차조기 재배형 및 잡초형 계통들보다 발아율이 비교적 높은 계통들도 일부 관찰되었으나, 수확 후 3개월째에서도 발아율이 50% 이하를 나타내는 계통들이 19계통 중 4계통(KOR2, KOR10, KOR13, JA3)이 관찰된 것으로 보아 재배형 들깨의 경우는 종자휴면성이 약한 계통들에서부터 강한 계통들까지 다양하게 분포하고 있는 것으로 생각되었다.
- 따라서 수확 후 1개월째에서는 재배형 들깨의 계통들이 들깨의 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들보다 발아율이 비교적 좋은 것으로 생각되었다. 그러나 수확 후 2개월에서 3개월 정도가 경과한 상태에서는 1차 발아율 결과와는 다르게 들깨의 재배형 및 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들에서 50% 이상의 발아율을 나타내는 계통들이 점점 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 아마도 수확 후 시간이 경과할수록 들깨의 재배형 및 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통에서 모두 발아율이 향상되는 것으로 생각되었다.
- 실온 및 28℃ 항온조건의 발아율 조사에서 수확 후 1개월째에서는 들깨의 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 대부분이 50% 이하의 낮은 발아율을 나타내었으나, 재배형 들깨의 일부 계통들이 50% 이상의 발아율을 나타내었다. 그리고 2개월 및 3개월이 경과한 상태에서 들깨의 재배형 및 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 50% 이상의 발아율을 나타내는 계통들이 많아 나타났다.
- 들깨와 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들 중에서 특히 재배형 들깨 계통들은 수확 후 1개월 또는 2개월째에 들깨 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들보다 비교적 높은 발아율과 발아세를 나타내었지만, 수확 후 3개월째에서는 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들이 들깨의 재배형 및 잡초형 계통들보다 비교적 높은 발아율과 발아세를 나타내었다. 그리고 수확 후 1개월째에서부터 3개월째까지 조사된 전체 계통들에서 실온과 28℃ 항온조건에서의 평균발아율은 재배형 들깨는 61%와 59%, 잡초형 들깨는 55%와 28% 그리고 재배형 차조기는 62%와 49%, 잡초형 차조기는 70%와 56%를 각각 나타내었으며, 또한 실온과 28℃ 항온조건에서의 평균발아세는 재배형 들깨는 48%와 42%, 잡초형 들깨는 40%와 27% 그리고 재배형 차조기는 53%와 35%, 잡초형 차조기는 59%와 39%를 각각 나타내었다. 이러한 결과에 의하면 잡초형 들깨 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 수확 후 시간이 지나갈수록 발아율이 높아지는 것으로 나타났다.
- 실온조건에서 재배형 들깨(8계통)는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 4계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 4계통이었으며, 잡초형 들깨(11계통)는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 4계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 7계통이다. 그리고 재배형 차조기(14계통)는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 4계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 10계통이었으며, 잡초형 차조기(14계통)는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 4계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 10계통이었다. 한편 28℃ 항온조건에서 재배형 들깨는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 4계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 4계통이었으며, 잡초형 들깨는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 8계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 3계통이었다.
- 실온조건에서 재배형 들깨(15계통)는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 8계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 7계통이었으며, 잡초형 들깨(14계통)는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 11계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 3계통이었다. 그리고 재배형 차조기(17계통)는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 13계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 4계통이었으며, 잡초형 차조기(18계통)는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 13계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 5계통이었다. 한편 28℃ 항온조건에서 재배형 들깨는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 9계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 6계통이었으며, 잡초형 들깨는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 12계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 2계통이었다.
- 한편 28℃ 항온조건에서 재배형 들깨는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 9계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 6계통이었으며, 잡초형 들깨는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 12계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 2계통이었다. 그리고 재배형 차조기는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 14계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 3계통이었으며, 잡초형 차조기는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 14계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 4계통이었다.
- 한편 28℃ 항온조건에서 재배형 들깨는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 4계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 4계통이었으며, 잡초형 들깨는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 8계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 3계통이었다. 그리고 재배형 차조기는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 4계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 8계통이었으며, 잡초형 차조기는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 12계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 10계통이었다.
- 그러나 차조기 작물의 경우는 Lee and Ohnishi(2001)의 보고와 마찬가지로 본 연구에서도 종자무게는 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들 사이에서 현저한 차이를 나타내지 않는 것으로 나타났고, 또한 들깨의 잡초형과 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들 사이에서도 현저한 차이를 나타내지 않는 것으로 나타났다. 그리고 종자경도의 경우도 잡초형 들깨와 재배형 차조기 및 잡초형 차조기의 계통들은 모두 딱딱한 종자특성을 지니고 있었으나, 재배형 들깨에서는 일부 계통들을 제외하면 대부분의 계통들이 부드러운 종자특성을 지니고 있었다. 아직까지 동아시아에서 들깨와 차조기의 야생종은 밝혀져 있지가 않지만, 오늘날 동아시아에서 재배되고 있는 재배형과 자연적으로 자생하고 있는 잡초형들에 대한 종자특성을 고려한다면, 아마도 재배형 들깨의 경우는 옛날부터 종자를 기름용으로 이용하거나 또는 참깨와 같이 종자 자체를 조미료용으로 이용하고 있기 때문에 종자특성이 그들의 잡초형 또는 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들보다 거대화 또는 부드러운 특성을 가지는 계통으로 발달한 것으로 생각되었다.
- 즉 실온과 항온조건에서 발아율은 1차조사의 경우 재배형 들깨는 항온보다 실온조건에서 비교적 높은 발아율을 나타내었으나, 잡초형 들깨는 두 조건 모두에서 낮은 발아율을 나타내었다. 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 두 조건 모두에서 비교적 낮은 발아율을 나타내었지만, 그 중에서 항온조건보다는 실온조건에서 비교적 높은 발아율이 나타났다. 2차 조사 실험에서는 재배형 들깨의 계통들은 항온 또는 실온에서 현저한 차이가 없었으나, 들깨 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 항온보다는 실온 조건에서 비교적 높은 발아율을 나타내었으며, 3차 조사 실험에서도 들깨의 재배형 및 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 항온보다 실온조건에서 비교적 높은 발아율을 나타내었다.
- 이상의 결과에 의하면 들깨와 차조기 작물의 재배형 및 잡초형 계통들에서의 평균발아율 및 평균발아세는 수확 후 1개월째에 가장 낮은 것으로 그리고 수확 후 3개월째에 가장 높은 것으로 나타났다. 들깨와 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들 중에서 특히 재배형 들깨 계통들은 수확 후 1개월 또는 2개월째에 들깨 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들보다 비교적 높은 발아율과 발아세를 나타내었지만, 수확 후 3개월째에서는 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들이 들깨의 재배형 및 잡초형 계통들보다 비교적 높은 발아율과 발아세를 나타내었다. 그리고 수확 후 1개월째에서부터 3개월째까지 조사된 전체 계통들에서 실온과 28℃ 항온조건에서의 평균발아율은 재배형 들깨는 61%와 59%, 잡초형 들깨는 55%와 28% 그리고 재배형 차조기는 62%와 49%, 잡초형 차조기는 70%와 56%를 각각 나타내었으며, 또한 실온과 28℃ 항온조건에서의 평균발아세는 재배형 들깨는 48%와 42%, 잡초형 들깨는 40%와 27% 그리고 재배형 차조기는 53%와 35%, 잡초형 차조기는 59%와 39%를 각각 나타내었다.
- 이와 같은 결과에 의하면, 수확 후 한 달이 경과한 상태에서는 들깨의 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 실온 및 28℃ 항온조건에서 대부분이 50% 이하의 낮은 발아율을 나타내었지만, 재배형 들깨의 일부 계통들이 50% 이상의 발아율을 나타내었다. 따라서 수확 후 1개월째에서는 재배형 들깨의 계통들이 들깨의 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들보다 발아율이 비교적 좋은 것으로 생각되었다. 그러나 수확 후 2개월에서 3개월 정도가 경과한 상태에서는 1차 발아율 결과와는 다르게 들깨의 재배형 및 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들에서 50% 이상의 발아율을 나타내는 계통들이 점점 증가하는 것으로 나타났다.
- 그 결과 실온 및 28℃ 항온조건에서의 평균발아율은 재배형 들깨의 경우 1차 발아율 조사에서 24%와 19%를, 2차 발아율 조사에서 38%와 36%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 49%와 42%를 각각 나타내었으며, 잡초형 들깨는 1차 발아율 조사에서 2%와 1%를, 2차 발아율 조사에서 32%와 14%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 45%와 21%를 각각 나타내었다. 반면에 재배형 차조기는 1차 발아율 조사에서 11%와 5%를, 2차 발아율 조사에서 32%와 15%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 61%와 45%를 각각 나타내었고, 잡초형 차조기는 1차 발아율 조사에서 9%와 4%를, 2차 발아율 조사에서 39%와 15%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 65%와 55%를 각각 나타내었다.
- 한편, 실온 및 28℃ 항온조건에서의 평균발아세는 재배형 들깨의 경우 1차 발아율 조사에서 14%와 10%를, 2차 발아율 조사에서 25%와 28%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 41%와 31%를 각각 나타내었으며, 잡초형 들깨의 경우 1차 발아율 조사에서 모두 1%만을, 2차 발아율 조사에서 20%와 13%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 31%와 20%를 각각 나타내었다. 반면에 재배형 차조기는 1차 발아율 조사에서 모두 3%만을, 2차 발아율 조사에서 24%와 6%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 53%와 35%를 각각 나타내었고, 잡초형 차조기는 1차 발아율 조사에서 모두 2%만을, 2차 발아율 조사에서 23%와 10%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 59%와 39%를 각각 나타내었다.
- 실온조건에서 재배형 들깨(15계통)는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 8계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 7계통이었으며, 잡초형 들깨(14계통)는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 11계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 3계통이었다. 그리고 재배형 차조기(17계통)는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 13계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 4계통이었으며, 잡초형 차조기(18계통)는 50% 이하의 발아율을 나타낸 것이 13계통 그리고 50% 이상의 발아율을 나타낸 것이 5계통이었다.
- 더욱이 인간에 의한 작물의 재배는 재배되고 있는 작물 종들이 그들의 야생종들로부터 형태적 그리고 생리적으로 다양하게 변화되는 진화의 과정이다(Schwanitz, 1966; Harlan, 1992). 아직까지 동아시아에서 들깨와 차조기 작물의 야생종은 명확하게 알려져 있지가 않지만, 본 연구의 결과에서 재배형 들깨의 계통들은 그들의 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들보다 종자가 크고 부드러운 특징 그리고 종자발아의 변이에서도 다양하게 나타났다. 이러한 결과는 들깨 작물의 경우 인간에 의한 파종과 수확의 반복 그리고 이용 목적 등에 따라 작물의 재배화 과정에서 종자가 커지고 부드러워졌으며, 또한 종자 휴면성도 점점 상실되는 방향으로 진화되고 있는 것으로 생각되었다.
- 그러나 수확 후 2개월에서 3개월 정도가 경과한 상태에서는 1차 발아율 결과와는 다르게 들깨의 재배형 및 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들에서 50% 이상의 발아율을 나타내는 계통들이 점점 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 아마도 수확 후 시간이 경과할수록 들깨의 재배형 및 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통에서 모두 발아율이 향상되는 것으로 생각되었다. 그러나 본 연구에서는 분석에 이용된 일부 계통들에서 발아율이 50%이하 또는 전혀 발아가 되지 않는 계통들도 관찰되었는데, 이러한 결과는 들깨와 차조기 작물의 재배형 및 잡초형 계통들에서의 종자휴면성 변이가 매우 큰 것으로 생각되었다.
- 2차 조사 실험에서는 재배형 들깨의 계통들은 항온 또는 실온에서 현저한 차이가 없었으나, 들깨 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 항온보다는 실온 조건에서 비교적 높은 발아율을 나타내었으며, 3차 조사 실험에서도 들깨의 재배형 및 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 항온보다 실온조건에서 비교적 높은 발아율을 나타내었다. 이러한 결과는 아마도 일정한 온도보다는 실온 조건, 즉 낮과 밤의 일교차에 따른 변온 조건이 휴면성을 지니고 있는 종자의 발아에 보다 유리한 것으로 생각되었다.
- 그리고 수확 후 1개월째에서부터 3개월째까지 조사된 전체 계통들에서 실온과 28℃ 항온조건에서의 평균발아율은 재배형 들깨는 61%와 59%, 잡초형 들깨는 55%와 28% 그리고 재배형 차조기는 62%와 49%, 잡초형 차조기는 70%와 56%를 각각 나타내었으며, 또한 실온과 28℃ 항온조건에서의 평균발아세는 재배형 들깨는 48%와 42%, 잡초형 들깨는 40%와 27% 그리고 재배형 차조기는 53%와 35%, 잡초형 차조기는 59%와 39%를 각각 나타내었다. 이러한 결과에 의하면 잡초형 들깨 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 수확 후 시간이 지나갈수록 발아율이 높아지는 것으로 나타났다. 한편 이들 계통들에 대한 실온 및 28℃ 항온조건에서의 발아율과 발아세는 28℃ 항온조건 보다는 실온조건에서 비교적 높은 것으로 나타났다.
- 이상의 결과에 의하면 들깨와 차조기 작물의 재배형 및 잡초형 계통들에서의 평균발아율 및 평균발아세는 수확 후 1개월째에 가장 낮은 것으로 그리고 수확 후 3개월째에 가장 높은 것으로 나타났다. 들깨와 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들 중에서 특히 재배형 들깨 계통들은 수확 후 1개월 또는 2개월째에 들깨 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들보다 비교적 높은 발아율과 발아세를 나타내었지만, 수확 후 3개월째에서는 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들이 들깨의 재배형 및 잡초형 계통들보다 비교적 높은 발아율과 발아세를 나타내었다.
- 이와 같은 결과에 의하면, 수확 후 한 달이 경과한 상태에서는 들깨의 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 실온 및 28℃ 항온조건에서 대부분이 50% 이하의 낮은 발아율을 나타내었지만, 재배형 들깨의 일부 계통들이 50% 이상의 발아율을 나타내었다. 따라서 수확 후 1개월째에서는 재배형 들깨의 계통들이 들깨의 잡초형 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들보다 발아율이 비교적 좋은 것으로 생각되었다.
- 이와 같은 결과에 의하면, 우리나라 및 일본에서 수집한 재배형 들깨의 계통들은 잡초형 들깨 또는 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들보다 100립중과 종자경도 등에서 보다 다양한 변이를 지니고 있는 것으로 나타났다. 즉 100립중의 경우 분석에 이용된 대부분의 재배형 들깨의 계통들은 그들의 잡초형 또는 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들보다 비교적 무거운 특성을 지니고 있었는데, 이러한 결과는 이전에 Lee and Ohnishi(2001)의 보고와 마찬가지로 종실특성(종자크기 또는 종자무게)는 재배형 들깨와 잡초형 들깨, 그리고 재배형 들깨와 재배형 차조기를 구별하는 유용한 형질인 것으로 생각되었다.
- 한편, 2개의 처리구인 실온조건과 28℃ 항온조건에서의 발아율 빈도는 1차 발아율 조사의 경우 2개의 처리구간에 현저한 차이를 나타내지 않았으나, 2차와 3차의 발아율 조사 실험에서는 들깨와 차조기 작물의 재배형 및 잡초형의 일부 계통들이 28℃ 항온조건보다는 실온조건에서 50% 이상의 발아율을 보다 많이 나타나는 것으로 관찰되었다. 즉 실온과 항온조건에서 발아율은 1차조사의 경우 재배형 들깨는 항온보다 실온조건에서 비교적 높은 발아율을 나타내었으나, 잡초형 들깨는 두 조건 모두에서 낮은 발아율을 나타내었다. 그리고 차조기의 재배형 및 잡초형 계통들은 두 조건 모두에서 비교적 낮은 발아율을 나타내었지만, 그 중에서 항온조건보다는 실온조건에서 비교적 높은 발아율이 나타났다.
- 그러나 본 연구에서는 분석에 이용된 일부 계통들에서 발아율이 50%이하 또는 전혀 발아가 되지 않는 계통들도 관찰되었는데, 이러한 결과는 들깨와 차조기 작물의 재배형 및 잡초형 계통들에서의 종자휴면성 변이가 매우 큰 것으로 생각되었다. 특히 재배형 들깨의 경우 수확 직후에는 들깨 잡초형 또는 차조기 재배형 및 잡초형 계통들보다 발아율이 비교적 높은 계통들도 일부 관찰되었으나, 수확 후 3개월째에서도 발아율이 50% 이하를 나타내는 계통들이 19계통 중 4계통(KOR2, KOR10, KOR13, JA3)이 관찰된 것으로 보아 재배형 들깨의 경우는 종자휴면성이 약한 계통들에서부터 강한 계통들까지 다양하게 분포하고 있는 것으로 생각되었다.
- 한편, 2개의 처리구인 실온조건과 28℃ 항온조건에서의 발아율 빈도는 1차 발아율 조사의 경우 2개의 처리구간에 현저한 차이를 나타내지 않았으나, 2차와 3차의 발아율 조사 실험에서는 들깨와 차조기 작물의 재배형 및 잡초형의 일부 계통들이 28℃ 항온조건보다는 실온조건에서 50% 이상의 발아율을 보다 많이 나타나는 것으로 관찰되었다. 즉 실온과 항온조건에서 발아율은 1차조사의 경우 재배형 들깨는 항온보다 실온조건에서 비교적 높은 발아율을 나타내었으나, 잡초형 들깨는 두 조건 모두에서 낮은 발아율을 나타내었다.
- 한편, 실온 및 28℃ 항온조건에서의 평균발아세는 재배형 들깨의 경우 1차 발아율 조사에서 14%와 10%를, 2차 발아율 조사에서 25%와 28%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 41%와 31%를 각각 나타내었으며, 잡초형 들깨의 경우 1차 발아율 조사에서 모두 1%만을, 2차 발아율 조사에서 20%와 13%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 31%와 20%를 각각 나타내었다. 반면에 재배형 차조기는 1차 발아율 조사에서 모두 3%만을, 2차 발아율 조사에서 24%와 6%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 53%와 35%를 각각 나타내었고, 잡초형 차조기는 1차 발아율 조사에서 모두 2%만을, 2차 발아율 조사에서 23%와 10%를, 그리고 3차 발아율 조사에서 59%와 39%를 각각 나타내었다.
후속연구
- 그러나 우리나라 및 일본에서 수집된 일부 재배형 들깨 계통들은 종자가 크면서 딱딱한 특징 그리고 휴면성이 강한 계통들이 있었는데, 이러한 계통들은 실제 우리나라 농가에서 재배되고 있거나, 또는 밭의 주위나 길가의 주위 등에서도 발견되었다(Lee and Ohnishi, 2001). 따라서 이러한 계통들의 유래 및 분류는 앞으로 보다 더 정확하면서 깊이 있는 연구가 요구되었다. 현재의 분석결과에 대해서는 앞으로 이들 작물의 재배형 및 잡초형 계통들의 종자발아 특성에 대하여 좀더 정밀한 분석이 필요한 것으로 생각되지만, 본 연구결과는 오늘날 우리나라와 일본에서 재배되고 있는 들깨와 차조기 작물의 재배형 및 잡초형 계통들에 대하여 수확 직후부터 수확 후 3개월 정도까지 이들 작물에서 종자발아 특성을 이해하는데 기초정보를 제공할 것으로 생각된다.
- 따라서 이러한 계통들의 유래 및 분류는 앞으로 보다 더 정확하면서 깊이 있는 연구가 요구되었다. 현재의 분석결과에 대해서는 앞으로 이들 작물의 재배형 및 잡초형 계통들의 종자발아 특성에 대하여 좀더 정밀한 분석이 필요한 것으로 생각되지만, 본 연구결과는 오늘날 우리나라와 일본에서 재배되고 있는 들깨와 차조기 작물의 재배형 및 잡초형 계통들에 대하여 수확 직후부터 수확 후 3개월 정도까지 이들 작물에서 종자발아 특성을 이해하는데 기초정보를 제공할 것으로 생각된다.
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