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문제 정의
- 따라서 본 연구의 목적은 우리나라 특산종인 구상나무의 종자 및 발아특성을 조사하여 집단간 및 집단내의 개체간 변이를 추정하고자 하였으며, 이를 통해 유전자원 보존을 위한 시설저장이나 현지외 보존(field conservation)전략 수립에 필요한 기초정보를 제공하는데 있다.
제안 방법
- 공시재료는 2008년 9월 생장, 건강도 등이 양호한 성목에서 덕유산 12개체, 한라산 12개체 등 전체 63개체에서 채취한 구과를 사용하였다(Table 1). 개체목별로 채취된 구과는 5개씩 무작위 표본 추출하여 각 구과의 중심부위에서 20립씩 종자의 길이, 폭, 길이/폭 지수, 두께, 무게에 대한 종자특성을 조사하였다. 또한 종자충실율은 절단법(Embryo excision)을, 종자활력은 테트라졸리움법(Tetrazolium test)을 이용하여 각각 구과별로 20립씩 3반복으로 조사하였다.
- 개체목별로 채취된 구과는 5개씩 무작위 표본 추출하여 각 구과의 중심부위에서 20립씩 종자의 길이, 폭, 길이/폭 지수, 두께, 무게에 대한 종자특성을 조사하였다. 또한 종자충실율은 절단법(Embryo excision)을, 종자활력은 테트라졸리움법(Tetrazolium test)을 이용하여 각각 구과별로 20립씩 3반복으로 조사하였다.
- 발아특성 조사를 위하여 종자는 50일간 4oC 저온에 습사저장한 후 피트모스, 펄라이트, 모래를 각각 1 : 1 : 1의 비율로 혼합한 상토에 집단별 개체목별로 각각 100립씩 3반복으로 유리온실의 육묘상자에 파종하였다. 종자의 활력은 발아개시 후부터 일별로 발아된 종자의 개수를 조사하여 Scott et al.
- 우리나라 특산종인 구상나무 4개 천연집단의 종자 및 발아특성에 대한 집단간 및 집단내 개체간 변이를 조사하였다.
대상 데이터
- 공시재료는 2008년 9월 생장, 건강도 등이 양호한 성목에서 덕유산 12개체, 한라산 12개체 등 전체 63개체에서 채취한 구과를 사용하였다(Table 1). 개체목별로 채취된 구과는 5개씩 무작위 표본 추출하여 각 구과의 중심부위에서 20립씩 종자의 길이, 폭, 길이/폭 지수, 두께, 무게에 대한 종자특성을 조사하였다.
이론/모형
- 종자의 활력은 발아개시 후부터 일별로 발아된 종자의 개수를 조사하여 Scott et al.(1984)의 방법으로 발아율(GP: Germination Percentage), 평균발아소요일수(MGT: Mean Germination Time) 및 발아속도(GR: Germination Rate)를 계산하였다.
성능/효과
- 구상나무 종자의 발아특성은 모두 집단간 및 집단내의 개체간에 통계적인 유의성이 인정되었다(Table 4). 발아율의 경우 전체평균 34.
- 구상나무 집단의 종자 발아패턴을 살펴보면 지리산(천왕봉)과 한라산 집단은 파종 후 17일부터, 지리산(반야봉) 집단은 22일, 덕유산 집단은 31일부터 최초 발아가 시작되었으며 파종 후 79일 이후에는 더 이상 발아가 진행되지 않았다(Figure 1). 발아율이 저조한 덕유산집단을 제외하고는 대체적으로 파종 후 23일부터 48일 기간에 발아세가 가장 높은 것으로 나타났으며, 이 기간동안 지리산(반야봉) 집단은 전체 발아본수의 78.
- 구상나무의 종자 및 발아특성들에 대한 상관분석 결과 충실율은 발아율 및 발아속도와는 각각 정의 상관관계를 나타내었으며, 평균발아일수와는 부의 상관관계를 나타냈다(Table 6). 즉, 구상나무 종자는 충실율이 높을수록 발아율이 높으며 발아에 소요되는 기간이 짧고 발아속도도 빠른 것으로 나타났다.
- 즉, 구상나무 종자는 충실율이 높을수록 발아율이 높으며 발아에 소요되는 기간이 짧고 발아속도도 빠른 것으로 나타났다. 또한 발아율은 평균발아일수와는 부의 상관관계를 보인반면 발아속도와는 정의 상관을 보여 발아율이 높을수록 발아에 소요되는 기간이 짧으며 발아속도도 빠른 것으로 나타났다. 평균발아일수는 발아속도와 부의 상관관계를 나타내어 발아에 소요되는 기간이 길수록 발아속도도 느린 경향을 나타냈다.
- 발아패턴을 보면 지리산(천왕봉)과 한라산 집단은 파종후 17일부터, 지리산(반야봉) 집단은 22일, 덕유산 집단은 31일부터 최초 발아가 시작되었으며 파종 후 79일 후에는 더 이상 발아가 진행되지 않았다. 발아율이 저조한 덕유산집단을 제외하고는 대체적으로 파종 후 23일부터 48일 기간 내에서 발아속도가 가장 높은 것으로 나타났으며, 이 기간동안 지리산(반야봉) 집단은 전체 발아본수의 78.3%, 지리산(천왕봉) 집단 87.7%, 한라산 집단은 86.0%가 각각 발아되었다.
- 구상나무 집단의 종자 발아패턴을 살펴보면 지리산(천왕봉)과 한라산 집단은 파종 후 17일부터, 지리산(반야봉) 집단은 22일, 덕유산 집단은 31일부터 최초 발아가 시작되었으며 파종 후 79일 이후에는 더 이상 발아가 진행되지 않았다(Figure 1). 발아율이 저조한 덕유산집단을 제외하고는 대체적으로 파종 후 23일부터 48일 기간에 발아세가 가장 높은 것으로 나타났으며, 이 기간동안 지리산(반야봉) 집단은 전체 발아본수의 78.3%, 지리산(천왕봉) 집단 87.7%, 한라산 집단은 86.0%가 각각 발아되었다.
- 발아특성은 집단간 및 집단내의 개체간에 모두 고도의 통계적인 유의성이 인정되었다. 평균특성은 발아율, 평균 발아일수 및 발아속도에서 각각 34.
- 발아패턴을 보면 지리산(천왕봉)과 한라산 집단은 파종후 17일부터, 지리산(반야봉) 집단은 22일, 덕유산 집단은 31일부터 최초 발아가 시작되었으며 파종 후 79일 후에는 더 이상 발아가 진행되지 않았다. 발아율이 저조한 덕유산집단을 제외하고는 대체적으로 파종 후 23일부터 48일 기간 내에서 발아속도가 가장 높은 것으로 나타났으며, 이 기간동안 지리산(반야봉) 집단은 전체 발아본수의 78.
- 종자특성은 충실율과 종자활력 특성을 제외한 5개 형질에서 집단간 및 집단내의 개체 간에 통계적인 유의성이 인정되었으며, 충실율은 집단간에만 유의적인 차이가 인정되었다. 평균특성은 종자의 길이, 폭, 길이/폭 지수, 두께, 무게, 충실율 및 종자활력이 각각 5.
- 구상나무의 종자 및 발아특성들에 대한 상관분석 결과 충실율은 발아율 및 발아속도와는 각각 정의 상관관계를 나타내었으며, 평균발아일수와는 부의 상관관계를 나타냈다(Table 6). 즉, 구상나무 종자는 충실율이 높을수록 발아율이 높으며 발아에 소요되는 기간이 짧고 발아속도도 빠른 것으로 나타났다. 또한 발아율은 평균발아일수와는 부의 상관관계를 보인반면 발아속도와는 정의 상관을 보여 발아율이 높을수록 발아에 소요되는 기간이 짧으며 발아속도도 빠른 것으로 나타났다.
- 구상나무 종자특성에 대한 집단간 및 집단내 개체간의 유의적인 차이를 검정하기 위한 분산분석 결과는 Table 3과 같다. 집단간에는 종자활력 특성을 제외한 6개 형질에서 통계적인 유의성이 인정되었으며, 집단내의 개체간에는 충실율과 종자활력 특성을 제외한 5개 형질에서 통계적인 유의성이 인정되었다. 종자 충실율에 대한 집단간 차이는 Table 2에서 보듯이 활력이 가장 낮았던 덕유산집단에 의한 결과이며, 이에 따른 종자활력은 집단간 및 집단내의 개체간에 모두 유의적인 차이가 인정되지 않았다.
- 특히, 구상나무의 종자 및 발아특성에 대한 상관분석 결과 충실율이 높을수록 발아율이 높고 발아속도가 빠른 정의 상관관계를 보인반면 평균발아일수는 짧게 걸리는 부의 상관관계를 나타냈다.
- 16개/일로 가장 작게 나타났다. 특히, 발아 특성에 대한 변이계수 값을 살펴보면 발아속도와 발아율은 각각 52.6%와 43.8%로 높은 값을 나타내었으며, 평균 발아일수는 16.5%로 비교적 변이가 작은 특성으로 나타났다.
- 0%의 범위 내에서 유사하였다. 특히, 형질 특성들에 대한 변이계수 값을 살펴보면 충실율이 평균 57.2%로 가장 변이가 심한 형질로 나타났으며, 다음으로 종자활력과 종자무게 특성이 각각 평균 28.3%와 24.3%로 다른 특성들에 비해 집단내 개체간 변이가 큰 형질들로 나타났다. 구상나무의 종자특성에 대한 연구를 살펴보면, 김영두와 김삼식(1983)이 종자의 길이와 폭이 각각 6.
- 또한 발아율은 평균발아일수와는 부의 상관관계를 보인반면 발아속도와는 정의 상관을 보여 발아율이 높을수록 발아에 소요되는 기간이 짧으며 발아속도도 빠른 것으로 나타났다. 평균발아일수는 발아속도와 부의 상관관계를 나타내어 발아에 소요되는 기간이 길수록 발아속도도 느린 경향을 나타냈다. 일반적으로 임목종자는 종자의 중량이 무겁고 형태가 큰 개체일수록 발아 특성이 양호하며 초기생장도 우수한 것으로 보고되고 있으나(Khan et al.
- 5%의 가장 큰 변이계수 값을 나타냈다. 평균발아일수는 전체평균 43.7일로 나타났으며, 한라산 집단이 38.1일로 발아에 소요되는 일수가 가장 짧았으며 덕유산 집단이 54.8일로 가장 길었다. 발아속도는 전체평균 0.
- 발아특성은 집단간 및 집단내의 개체간에 모두 고도의 통계적인 유의성이 인정되었다. 평균특성은 발아율, 평균 발아일수 및 발아속도에서 각각 34.5%, 43.7일 및 0.94개/일로 나타났으며, 변이계수 값은 발아속도와 발아율에서 각각 52.6%와 43.8%로 높은 값을 나타냈다.
- 종자특성은 충실율과 종자활력 특성을 제외한 5개 형질에서 집단간 및 집단내의 개체 간에 통계적인 유의성이 인정되었으며, 충실율은 집단간에만 유의적인 차이가 인정되었다. 평균특성은 종자의 길이, 폭, 길이/폭 지수, 두께, 무게, 충실율 및 종자활력이 각각 5.22 mm, 2.99 mm, 1.79, 1.64 mm, 1.17g, 35.7% 및 68.6%로 나타났으며, 변이계수 값은 충실율이 57.2%, 종자활력 28.3% 순으로 가장 높은 값을 나타냈다.
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