과립 비대기 동안의 괘대시기가 '거봉' 포도의 열과에 미치는 영향을 구명하기 위하여 포도 과립의 생육 및 과피의 특성 변화를 조사하였다. 포도 과립중은 만개후 7-9주간 괘대한 후기 처리구에서 13.4g으로 가장 높았으며, 전기간 괘대구가 12.3g으로 가장 낮았다. 한계팽압에서 포도 과립의 열과율이 무대구에서 53.3% 이상 발생하여 가장 높았던 반면, 처리구에서는 전기간 괘대구(42.7%), 초기 괘대구(37.3%), 중기 괘대구(33.3%), 후기 괘대구(18.7%)의 순으로 열과가 경감되었다. 과피의 조직학적 특성을 관찰한 결과, 무대 처리에 비해 괘대 처리구에서 과피 표면의 과점의 크기가 작았으며 형태가 건전하였다. 특히 후기 괘대구에서는 기공 주변이 코르크화와 미세균열이 관찰되지 않았으며, 과피의 아표피층과 세포벽의 두께가 증가하여 과피가 구조적으로 강화되었다. 따라서 상대적으로 일조시간이 길고 광도가 높은 변색기 직전에 2주간 괘대처리가 '거봉' 포도의 과피 구조를 강화시켜 열과 겸감에 효과적임을 확인할 수 있었다.
과립 비대기 동안의 괘대시기가 '거봉' 포도의 열과에 미치는 영향을 구명하기 위하여 포도 과립의 생육 및 과피의 특성 변화를 조사하였다. 포도 과립중은 만개후 7-9주간 괘대한 후기 처리구에서 13.4g으로 가장 높았으며, 전기간 괘대구가 12.3g으로 가장 낮았다. 한계팽압에서 포도 과립의 열과율이 무대구에서 53.3% 이상 발생하여 가장 높았던 반면, 처리구에서는 전기간 괘대구(42.7%), 초기 괘대구(37.3%), 중기 괘대구(33.3%), 후기 괘대구(18.7%)의 순으로 열과가 경감되었다. 과피의 조직학적 특성을 관찰한 결과, 무대 처리에 비해 괘대 처리구에서 과피 표면의 과점의 크기가 작았으며 형태가 건전하였다. 특히 후기 괘대구에서는 기공 주변이 코르크화와 미세균열이 관찰되지 않았으며, 과피의 아표피층과 세포벽의 두께가 증가하여 과피가 구조적으로 강화되었다. 따라서 상대적으로 일조시간이 길고 광도가 높은 변색기 직전에 2주간 괘대처리가 '거봉' 포도의 과피 구조를 강화시켜 열과 겸감에 효과적임을 확인할 수 있었다.
The berry growth and pericarp characteristics were characterized to confirm the effects of bagging periods on berry cracking during berry development in 'Kyoho' grape. The berry weight was the highest at 13.4 g in late period of bagging treated at 7 to 9 weeks after full bloom (WAFB) as compared wit...
The berry growth and pericarp characteristics were characterized to confirm the effects of bagging periods on berry cracking during berry development in 'Kyoho' grape. The berry weight was the highest at 13.4 g in late period of bagging treated at 7 to 9 weeks after full bloom (WAFB) as compared with the lowest of 12.3 g in total period bagging. The berry cracking rate under critical turgor pressure in the non-bagging control was 53.3%, while those of bagging treatments were decreased in the order of 42.7%, 37.3%, 33.3%, and 18.7% in bagged during 3 to 9, 3 to 5, 5 to 7, and 7 to 9 WAFB, respectively. In the results of observation on histological characteristics of pericarp, berry lenticels of whole bagging treatments had smaller and normal shape compared with non-bagging control treatment. Especially on the pericarp of late period bagged during 7 to 9 WAFB, suberization around stomata and micro-cracking were not observed and structural strength of pericarp was increased with thicker sub-epidermal layer and cell wall. Therefore, the results indicate that bagging treatment for two weeks just before the veraison when the day length and daylight is relatively longer and stronger can effectively reduce berry cracking by strengthening structure of pericarp in 'Kyoho' grape.
The berry growth and pericarp characteristics were characterized to confirm the effects of bagging periods on berry cracking during berry development in 'Kyoho' grape. The berry weight was the highest at 13.4 g in late period of bagging treated at 7 to 9 weeks after full bloom (WAFB) as compared with the lowest of 12.3 g in total period bagging. The berry cracking rate under critical turgor pressure in the non-bagging control was 53.3%, while those of bagging treatments were decreased in the order of 42.7%, 37.3%, 33.3%, and 18.7% in bagged during 3 to 9, 3 to 5, 5 to 7, and 7 to 9 WAFB, respectively. In the results of observation on histological characteristics of pericarp, berry lenticels of whole bagging treatments had smaller and normal shape compared with non-bagging control treatment. Especially on the pericarp of late period bagged during 7 to 9 WAFB, suberization around stomata and micro-cracking were not observed and structural strength of pericarp was increased with thicker sub-epidermal layer and cell wall. Therefore, the results indicate that bagging treatment for two weeks just before the veraison when the day length and daylight is relatively longer and stronger can effectively reduce berry cracking by strengthening structure of pericarp in 'Kyoho' grape.
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문제 정의
따라서 본 연구는 재배상 열과가 문제되는 4배체 ‘거봉’ 포도에서 비대기부터 변색기 전까지 시기별로 과방에 봉지를 씌워줌으로써 괘대가 과피의 구조적 강도에 영향을 주는 요인을 구명하는 한편, 관행의 방법과 비교하여 열과 경감 및 과실 상품성 향상에 적합한 괘대법을 정립하기 위해 수행하였다.
제안 방법
각각 처리구의 생육조사 후 무작위로 20과립을 채취하여 19.62mm2(Ø5mm)의 경도침을 부착한 과실경도계(FHM-5, Fujihara, Japan)로 과피 경도를 측정하였다.
과피 표면의 관찰은 과립의 주두흔 및 과점이 존재하는 과피를 5×5mm로 채취하여 2.5%의 glutaraldehyde(0.1M Phosphate buffer, pH7.0)에 24시간 고정하였다.
과피의 구조적 결함에 의한 열과 발생률을 조사하기 위해 Considine과 Kriedemann(1972)이 제안한 회귀곡선을 이용해 ‘거봉’의 한계팽압에 해당하는 sucrose 9.5%의 수용액에 침지하여 실험을 실시하였다.
괘대시기별로 봉지를 씌운 후 제거하고, 만개 후 14주에 해당하는 9월 17일에 수확을 실시하였다. 각각 처리구의 생육조사 후 무작위로 20과립을 채취하여 19.
전기, 중기 괘대처리 시기는 장마기간이었기 때문에 일조시간이 길지 않았으나 변색기 직전에는 일조시간이 상당히 길었다. 또한 각 괘대 처리구별로 괘대기간 중 청명한 날 정오에 LI-1600(Li-COR, Lincoln, Nebraska, USA)을 이용해 괘대봉지 내외의 광도를 측정하였다(Table 1).
표피, 아표피 및 과육세포는 각각 고유의 형태와 특징을 갖고 있는데 본 실험에서는 채취한 과피 조직 중 큐티클층을 제외한 세포의 형태가 비교적 일정한 과피의 최외각 1-2층을 표피층으로, 표피층 이하의 세포부터 외벽세포 이전까지 4-5층의 세포층을 아표피층으로 구분하여 각각의 표피 및 아표피층의 두께를 측정하였다. 세포벽의 두께는 각각의 처리구 당 표피 및 아표피세포 50개를 선별하여 1개의 세포 당 세 부위의 세포벽을 측정한 평균값을 1반복으로 하여 측정하였다. 과피 표면의 관찰은 과립의 주두흔 및 과점이 존재하는 과피를 5×5mm로 채취하여 2.
LTD)를 25mg･L-1으로 희석하여 과방 침지하였다. 신초 당 착과량을 1과방으로 조절하였으며, 1과방 당 60과립으로 적립하였다. 그 외의 시비 등 일반 관리는 무핵 ‘거봉’포도원 표준관리법에 준하였다.
실제 포도원에서 발생되는 열과 정도를 알아보기 위해 실험포에서 변색기부터 수확기까지 발생한 열과율을 조사하였으며, 과피의 구조적 결함에 의한 열과 발생을 조사하기 위해 변색 2주 후에 과립을 채취하여 Considine과 Kriedemann(1972)이 제안한 회귀곡선을 응용해 ‘거봉’의 과립에 한계팽압이 가해지는 sucrose 9.5%의 수용액에 과립 20개씩 5반복으로 침지하여 20℃의 항온기에서 3일간 열과율을 조사하였다.
62mm2(Ø5mm)의 경도침을 부착한 과실경도계(FHM-5, Fujihara, Japan)로 과피 경도를 측정하였다. 열과율 조사는 두가지 방법으로 실시하였다. 실제 포도원에서 발생되는 열과 정도를 알아보기 위해 실험포에서 변색기부터 수확기까지 발생한 열과율을 조사하였으며, 과피의 구조적 결함에 의한 열과 발생을 조사하기 위해 변색 2주 후에 과립을 채취하여 Considine과 Kriedemann(1972)이 제안한 회귀곡선을 응용해 ‘거봉’의 과립에 한계팽압이 가해지는 sucrose 9.
0)에 24시간 고정하였다. 이 후 에탄올 시리즈로 조직을 탈수 한 후 12시간 건조하여 주사형 전자현미경(LEO-1530FE, Carlzeiss, Germany)으로 표면구조를 관찰하였다.
탈수된 조직은 Technoviz 7100(Haraeus Kluzer, Germany)으로 조직 내부에 침투시켜 embedding하였으며 microtome(RM-2165, Leica, Nussloch, Germany)을 이용하여 0.4µm의 두께로 절단하여 슬라이드 글라스에 증착한 후 Toluidine-Blue O(TBO)용액을 이용하여 염색 후 캡쳐 프로그램(NIS-Elements AR 2.30)이 장착되어 있는 광학현미경(Nikon ECLIPES 80i, Japan)을 이용하여 관찰하였다.
포도재배에 일반적으로 사용되고 있는 백색 포도 봉지를 이용하여 만개 후 3-5주간(early period bagging), 5-7주간 (middle period bagging), 7-9주간(late period bagging), 3-9주간(total period bagging)로 구분하여 괘대하였으며, 만개 9주 후인 변색기에 봉지를 제거하였다.
30)이 장착되어 있는 광학현미경(Nikon ECLIPES 80i, Japan)을 이용하여 관찰하였다. 표피, 아표피 및 과육세포는 각각 고유의 형태와 특징을 갖고 있는데 본 실험에서는 채취한 과피 조직 중 큐티클층을 제외한 세포의 형태가 비교적 일정한 과피의 최외각 1-2층을 표피층으로, 표피층 이하의 세포부터 외벽세포 이전까지 4-5층의 세포층을 아표피층으로 구분하여 각각의 표피 및 아표피층의 두께를 측정하였다. 세포벽의 두께는 각각의 처리구 당 표피 및 아표피세포 50개를 선별하여 1개의 세포 당 세 부위의 세포벽을 측정한 평균값을 1반복으로 하여 측정하였다.
대상 데이터
충북 영동군 황간면에 위치한 비가림 시설 내 개량일자형 포도원의 15년생 ‘거봉’ 품종을 공시하여 2006년 4월 하순부터 9월 중순까지 실험을 수행하였다. 실험에 사용한 나무는 한 주당 신초를 25개로 조절하였고, 만개기와 만개 10일 후 두 차례에 걸쳐 gibberellic acid(Samchun Pure Chemical Co. LTD)를 25mg･L-1으로 희석하여 과방 침지하였다. 신초 당 착과량을 1과방으로 조절하였으며, 1과방 당 60과립으로 적립하였다.
충북 영동군 황간면에 위치한 비가림 시설 내 개량일자형 포도원의 15년생 ‘거봉’ 품종을 공시하여 2006년 4월 하순부터 9월 중순까지 실험을 수행하였다.
이론/모형
그 외의 시비 등 일반 관리는 무핵 ‘거봉’포도원 표준관리법에 준하였다.
성능/효과
괘대처리구 중에서는 전기간 괘대구가 1.39kg/Ø5mm으로 괘대구 중 가장 높은 경도를 보였고 초기 괘대구가 1.36kg/Ø5mm, 후기 1.35kg/Ø5mm, 중기 괘대구 1.33kg/Ø5mm 순으로 경도가 감소하는 경향을 보였으나, 각 처리구간에 큰 차이는 인정되지 않았다.
과점은 과피 표면에 존재하는 기공이 광, 온도 및 수분 등과 같은 재배적 환경요인에 의해 코르크화된 것으로(Creasy, 1980; Creasy와 Swartz, 1981; Han 등, 1999; Miki와 Nakasawa, 1935; Nakasawa, 1936) 변색기에 가까워질수록 발생정도가 증가한다(Son 등, 2007). 따라서 본 실험에서는 광도 및 일조시간이 가장 높았던 변색기 2주간 괘대에 의해 약 50% 정도 광도가 감소되었기 때문에 후기 및 전기간 괘대구의 과점이 다른 처리구에 비해 코르크화가 되지 않았다고 생각된다. 다만 후기 괘대구에서는 과점에 미세균열이 발생하지 않은 반면, 전기간 괘대구는 무대구를 포함한 초기, 중기 괘대구와 같이 미세균열이 발생하였다.
3%로 처리구중 가장 높아 포장에서의 열과발생과 비슷한 양상을 보였다. 또한 괘대구 중에서는 전기간 42.7%, 초기 37.3%, 중기 33.3%, 후기 18.7% 순으로 감소되어 과립비대 후기에 괘대할수록 유의하게 열과 발생이 감소하는 경향을 나타냈다.
또한 표피 및 아표피 세포의 세포벽 두께를 조사한 결과(Table 4), 표피세포의 세포벽 두께는 무대구에 비해 괘대구에서 증가하였는데 특히 전기간 괘대구가 3.48µm로 초기 3.12µm, 중기 3.33µm, 후기 괘대구 3.37µm에 비해 두꺼웠으며, 아표피층의 세포벽 두께는 전기간 괘대구(4.44µm) > 후기(4.24µm) > 초기(4.05µm) > 중기(4.01µm) 순으로 두꺼웠다(Table 5).
변색기부터 수확기까지 포장에서의 열과 발생률을 조사한 결과, 무대구에서 3.0%로 가장 높은 열과율을 나타냈으며 괘대구 중에서는 전기간 괘대구(2.7%) > 중기, 후기 괘대구(2.0%) > 초기 괘대구(1.3%) 순으로 감소하여 일반적으로 괘대처리 시 열과발생이 감소하였고 괘대시기별로 열과율의 차이가 있음을 확인할 수 있었다(Table 2).
이와 같이 과피세포의 세포벽 두께 및 아표피층의 두께는 많은 연구자에 의해 포도 과피의 구조적 강도에 영향을 주는 요인으로 보고되었으며(Alleweldt 등, 1981; Considine와 Brown, 1981; Considine와 Kriedemann, 1972; Yamamura 와 Naito, 1985; Yu와 Kim, 1989), 이러한 과피 구조의 강화가 열과 경감에 효과적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 실험에서는 포도의 열과 감수성에 영향을 미치는 과피의 아표피층 및 세포벽 두께가 과방 주위의 광도에 의해 좌우되므로(Son과 Lee, 2008; Yamamura 등, 1986), 광도가 높고 일조시간이 긴 과실비대기에 괘대처리를 함으로써 광 스트레스에 의한 과피의 구조적 약화현상을 억제하여 열과를 감소시키는데 효과적이라고 판단되었다. 다만 전기간 괘대구의 아표피층 두께 감소는 과립 비대기 중 장기간의 괘대에 의해 아표피층의 세포 크기가 불균일하고 발달이 불량했기 때문이라 추측되며(Fig.
3과 같다. 본 실험에서는 후기와 전기간 괘대구의 과점의 코르크화 진전이 다른 처리구에 비해 비교적 늦은 반면, 무대구를 포함한 초기, 중기 괘대구에서는 과점의 코르크화가 상당히 진전된 것을 관찰할 수 있었다. 과점은 과피 표면에 존재하는 기공이 광, 온도 및 수분 등과 같은 재배적 환경요인에 의해 코르크화된 것으로(Creasy, 1980; Creasy와 Swartz, 1981; Han 등, 1999; Miki와 Nakasawa, 1935; Nakasawa, 1936) 변색기에 가까워질수록 발생정도가 증가한다(Son 등, 2007).
이상의 결과를 종합하면 포도 과립 비대기 중 괘대처리에 의한 차광효과로 과피 표면의 코르크화가 억제되고 아표피층 및 세포벽 두께가 증가되는 등 과피가 구조적으로 강화됨을 확인할 수 있었다. 특히 광도가 높고 일조시간이 길었던 변색기 직전의 후기 괘대처리구에서 포도과피의 구조적 강도가 크게 증가하였고 과피 표면의 균열이 발생하지 않아 열과 발생이 현저히 감소하였다.
이상의 결과를 종합하면 포도 과립 비대기 중 괘대처리에 의한 차광효과로 과피 표면의 코르크화가 억제되고 아표피층 및 세포벽 두께가 증가되는 등 과피가 구조적으로 강화됨을 확인할 수 있었다. 특히 광도가 높고 일조시간이 길었던 변색기 직전의 후기 괘대처리구에서 포도과피의 구조적 강도가 크게 증가하였고 과피 표면의 균열이 발생하지 않아 열과 발생이 현저히 감소하였다. 따라서 ‘거봉’ 포도의 열과 경감을 위해서는 변색기 직전 2주간의 괘대처리가 가장 효과적이라고 생각되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
열과의 원인은 어떻게 알려져 있나?
포도 재배 시 성숙기에 주로 발생하는 열과는 재배농가에 막대한 피해를 주는 대표적 생리장해이다. 이러한 열과는 뿌리를 통한 수분의 과도한 흡수, 높은 수분효용, 낮은 증발요구조건 등 수체 내 수분함량의 과잉상태가 과립 내 팽압 증가로 이어져 발생한다고 알려져 있으나(Considine과 Kriedemann, 1972; Lang와 During, 1990; Yamamoto 등, 1990), 최근에는 비교적 낮은 팽압에서도 과피의 발달 정도와(Alleweldt 등, 1981; Yamamura와 Naito, 1985), 과립 표면에 존재하는 주두흔 및 과피 표면의 균열 등 과피의 구조적 약화에 의해서 열과가 발생한다고 보고되었다(Hiratsuka 등, 1989; Son 등, 2007; Yamamura 등 1986; Yu와 Kim, 1989).
본 연구에서 과실 특성조사 시 열과율 조사는 어떤 방법으로 실시하였나?
열과율 조사는 두가지 방법으로 실시하였다. 실제 포도원에서 발생되는 열과 정도를 알아보기 위해 실험포에서 변색기부터 수확기까지 발생한 열과율을 조사하였으며, 과피의 구조적 결함에 의한 열과 발생을 조사하기 위해 변색 2주 후에 과립을 채취하여 Considine과 Kriedemann(1972)이 제안한 회귀곡선을 응용해 ‘거봉’의 과립에 한계팽압이 가해지는 sucrose 9.5%의 수용액에 과립 20개씩 5반복으로 침지하여 20℃의 항온기에서 3일간 열과율을 조사하였다.
포도 재배 시 재배농가에 막대한 피해를 주는 대표적 생리장해는?
포도 재배 시 성숙기에 주로 발생하는 열과는 재배농가에 막대한 피해를 주는 대표적 생리장해이다. 이러한 열과는 뿌리를 통한 수분의 과도한 흡수, 높은 수분효용, 낮은 증발요구조건 등 수체 내 수분함량의 과잉상태가 과립 내 팽압 증가로 이어져 발생한다고 알려져 있으나(Considine과 Kriedemann, 1972; Lang와 During, 1990; Yamamoto 등, 1990), 최근에는 비교적 낮은 팽압에서도 과피의 발달 정도와(Alleweldt 등, 1981; Yamamura와 Naito, 1985), 과립 표면에 존재하는 주두흔 및 과피 표면의 균열 등 과피의 구조적 약화에 의해서 열과가 발생한다고 보고되었다(Hiratsuka 등, 1989; Son 등, 2007; Yamamura 등 1986; Yu와 Kim, 1989).
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