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문제 정의
- 본 실험에는 일반적으로 사용되는 생태복원녹화용 식물 종자의 발아율을 알아보기 위해 발아상(BOD incubator)과 포장에서 발아율을 조사하였다. 구체적인 실험 재료의 선정 및 방법은 다음과 같다.
- 이에 따라 본 연구에서는 한지형잔디의 과다 사용 및 파종식물의 발아부진에 따른 부자연스러운 경관연출 등의 문제점을 해결하고자 범용적으로 사용되는 비탈면 녹화용 식물종자 중 발아율이 저조한 교목류, 관목류 및 초본류 3종을 선발하여 파종전 침지 처리를 할 경우 발아율 향상 효과가 있는지 알아보고자 하였다.
제안 방법
- PCR은 이시원 등(2009)의 조건으로 실시하였으며 증폭된 PCR 산물은 1% agarose gel에서 전기영동하여 확인하였다. DNA 정제는 PCR product purification kit (iNtRON)를 사용하여 수행하였으며 Macrogen (Seoul, Korea)에 의뢰하여 염기서열을 분석하였다. National Center for Biotechnology Imformation(NCBI)의 BLAST search program과 EzTaxon server version 2.
- DNA 정제는 PCR product purification kit (iNtRON)를 사용하여 수행하였으며 Macrogen (Seoul, Korea)에 의뢰하여 염기서열을 분석하였다. National Center for Biotechnology Imformation(NCBI)의 BLAST search program과 EzTaxon server version 2.1(http：//www.EzTaxon. org)를 이용하여 유사한 염기서열을 비교하였다. Partial sequencing을 수행한 결과 길이는 약 937～ 942bp정도 였으며 BM-1은 Bacillus subtilis subsp.
- 침지 처리를 통한 발아율의 측정은 공시 식물 3종에 대하여 증류수, 액체영양배지(nutrient broth, Medium)와 세균 배양액(Bacterial Solution)에서 각각 24시간, 48시간, 72시간 침지 처리하였으며, 처리 직후와 처리 1일 후, 처리 7일 후에 발아상에 치상하여 발아율을 측정하였다. 각 종자당 10립을 기준으로 3반복으로 실시하였다. 발아율 측정에 사용된 발아상의 실험 조건은 주간 고온 25℃ 10시간, 야간 저온 15℃ 14시간의 변온 조건 및 일일 8시간의 광 조건을 주어 치상 후 3주간 시행하였고, 유근이 2mm 이상 나온 것을 발아된 것으로 간주하여 10립에 대한 발아 종자의 백분율(%)로 조사하였다.
- 각 종자당 10립을 기준으로 3반복으로 실시하였다. 발아율 측정에 사용된 발아상의 실험 조건은 주간 고온 25℃ 10시간, 야간 저온 15℃ 14시간의 변온 조건 및 일일 8시간의 광 조건을 주어 치상 후 3주간 시행하였고, 유근이 2mm 이상 나온 것을 발아된 것으로 간주하여 10립에 대한 발아 종자의 백분율(%)로 조사하였다.
- 분리된 세균은 InstaGene™ matrix(BIO-RAD)를 사용하여 DNA를 추출하였으며 16S rDNA를 증폭시키기 위하여 5’-AGA GTT TGA TCM TGG CTC AG’(8F：positions 8 to 27nt, E. coli 16S rDNA numbering)을 forward primer로 5’- GGT TAC CTT GTT ACG ACTT’(1492R：positions 1510 to 1492nt, E. coli 16S rDNA numbering)을 reverse primer로 사용하여 PCR을 수행하였다.
- 증류수, 액체영양배지 및 세균 배양액을 이용한 침지 처리 후의 포장 발아율 측정은 시중에서 유통되는 상토를 5인치 PVC 포트에 채운 후, 표면에서 2cm 이내의 깊이에 실험대상 종자를 10립씩 3반복으로 파종하여 3주간 발아율을 관찰하였다. 침지 처리 전 종자를 대조구로 시행하였으며, 침지 처리시간은 24시간, 48시간, 72시간으로 하였고, 침지처리 직후 파종과 처리 1일 후, 처리 7일 후로 구분하여 파종하였다.
- 증류수, 액체영양배지 및 세균 배양액을 이용한 침지 처리 후의 포장 발아율 측정은 시중에서 유통되는 상토를 5인치 PVC 포트에 채운 후, 표면에서 2cm 이내의 깊이에 실험대상 종자를 10립씩 3반복으로 파종하여 3주간 발아율을 관찰하였다. 침지 처리 전 종자를 대조구로 시행하였으며, 침지 처리시간은 24시간, 48시간, 72시간으로 하였고, 침지처리 직후 파종과 처리 1일 후, 처리 7일 후로 구분하여 파종하였다. 이는 비탈면 녹화공사용으로 종자를 사용하기 위해서는 현장에서 시공직전 침지처리가 어려운 현실을 고려한 실험계획이다.
- 침지 처리를 통한 발아율의 측정은 공시 식물 3종에 대하여 증류수, 액체영양배지(nutrient broth, Medium)와 세균 배양액(Bacterial Solution)에서 각각 24시간, 48시간, 72시간 침지 처리하였으며, 처리 직후와 처리 1일 후, 처리 7일 후에 발아상에 치상하여 발아율을 측정하였다. 각 종자당 10립을 기준으로 3반복으로 실시하였다.
대상 데이터
- 공시 식물은 선행연구인 비탈면녹화를 위한 식생배합개선방안 연구(김정훈 등, 2005)의 결과를 바탕으로 선정하였으며, 국내 비탈면 녹화용으로 널리 사용되고 있는 재래 초․목본류 중 시중에서 비교적 쉽게 구할 수 있는 붉나무(Rhus chinensis), 참싸리(Lespedeza cyrtobotrya)와 비수리(Lespedeza cuneata)를 선정하였다.
데이터처리
- 조사된 자료는 발아율과 발아시기로 정리하였으며, 침지 전․후에 따른 발아율과 발아시기의 유의적인 차이를 검정하기 위하여 통계 프로그램인 Windows용 SPSS ver.12을 이용하여 t-검정을 수행하였다.
성능/효과
- 1. 붉나무의 경우 발아상에서 세균 배양액을 72시간 처리 후 즉시 치상하였을 때 26.7%로 가장 높은 발아율을 나타내었고 5.7일의 최초 발아 시기를 나타내었다. 발아상에서 증류수(t=3.
- 2. 참싸리의 경우 발아상에서 증류수와 영양배지에 의한 침지처리는 발아율을 증진시켰으며, 포장에서도 증류수와 영양배지로 48시간 처리하였을 때 발아율이 증가하였다.
- 3%)이상의 발아율을 나타내었다. 24시간 처리 후 1일 건조 시와 48시간 처리 후 7일 건조 시에 16.7%와 20.0%의 높은 발아율이 관찰되었다(표 2).
- 영양배지를 처리하였을 때 48시간 처리 후에는 건조시기와 관계없이 대조군보다 높은 발아율을 나타내었다. 24시간 처리 후 1일과 7일 건조 후에는 대조군보다 높은 발아율을 나타내었으나 72시간 처리 후에는 건조시기와 관계없이 대조군보다 낮은 발아율을 나타내었다(표 4).
- 3. 비수리의 경우 발아상에서 증류수를 48시간 처리(t=4.20, p<0.01)하였을 때 발아율 증진에 가장 효과적이었으며 증류수의 처리(t=2.96, p<0.05)와 세균 배양액(t=2.24, p<0.05)은 발아율을 증진시켰다.
- 0%로 가장 높게 나타났다고 하였다. 그러나 본 실험에서는 세균 배양액에서 24시간 침지처리 하여 7일 건조후 치상하였을 때 83.3%로 나타났으며, 증류수에서 48시간 침지 처리 후 즉시 또는 1일 건조 후치상하였을 때 96.7%로 가장 높게 나타났다. 침지 처리에 따른 발아상과 포장에서의 최초 발아시기는 다음과 같았다(표 5).
- 그러나 침지처리 후 건조시기 없이 치상하였을 때(t=2.13, p<0.05)는 유의한 차이를 나타내어, 침지처리가 포장에서 발아율의 증가에 효과가 있음을 알 수 있었다.
- 대조구인 침지 처리전의 발아상 발아율은 붉나무 3.3%, 참싸리 63.3%, 비수리 52.2%로 나타났다. 반면, 붉나무의 포장 발아율은 6.
- 2%로 나타났다. 반면, 붉나무의 포장 발아율은 6.7%로 발아상 발아율보다 3.4% 높게 나타났으며, 참싸리의 포장발아율은 23.3%로 발아상 발아율보다 40.0% 낮았으며, 비수리의 경우 포장 발아율이 63.3%로 발아상보다 높은 발아율을 나타내었다 (표 1).
- 발아상에서 모든 처리방법에서 24시간 처리 직후 혹은 1일 건조 후 치상하면 1일의 최초 발아시기를 나타내었고, 포장에서는 증류수와 영양 배지로 48시간 처리하면 최초 발아시기를 단축할 수 있었다.
- 발아상에서 증류수(t=3.79, p<0.01), 영양배지(t=4.44, p<0.00)와 세균 배양액 (t=4.42, p<0.00)의 처리는 발아율의 증가에 효과적이었다.
- 발아상에서의 변화를 살펴보면 24시간 처리 시에 처리 직후와 1일 건조 시에는 처리 방법에 상관없이 모두 1일의 최초 발아시기를 나타내었으며(t=4.00, p<0.05) 7일 건조 시에는 4일로 대조군(3일)보다 발아가 지연되었다.
- 발아상에서의 최초 발아시기는 치상일을 기준으로 붉나무 9.3일, 참싸리 3.0일, 비수리 2.3일로 나타났다. 포장에서 발아시기는 발아상보다 모든 종에서 늦게 발아되었으며, 붉나무의 경우 22일, 참싸리와 비수리가 각각 7.
- 발아상에서의 침지처리에 의한 최초 발아시기는 증류수와 세균 배양액은 모든 처리방법에서 1일로 대조군(2.3일)보다 빨랐다(t=8.0, p<0.00).
- 본 실험에서도 발아상 발아율의 경우 대부분의 실험구에서 대조구의 최종발아율인 63.3% 이상의 결과를 나타내었다.
- 비수리 종자의 경우 붉나무와 같이 발아상에서의 발아율보다 포장에서의 발아율이 높게 나타났다(표 1). 그러나 침지처리를 하면 포장에서의 발아율이 발아상 발아율 이하였으며(표 6), 대조군(63.
- 세균 배양액으로 처리하였을 때는 24시간 처리 시에는 처리직후와 1일 건조 시에 20% 이상의 높은 발아율을 나타내었으나 48시간 처리시에는 대조군과 같거나 높았으며, 72시간 처리 시에는 처리직후에 26.7%의 높은 발아율을 나타내었다.
- 영양배지의 경우에는 24시간 처리 직후에만 8일로 대조군보다 빠르고 다른 경우에는 발아시기가 늦어졌다. 세균 배양액의 경우에는 24시간과 72시간 처리 후 1일 건조 시에 6일과 5.7일로 빠른 최초 발아시기를 나타내어 세균이 발아에 영향을 미치는 것으로 추정된다.
- 세균 배양액의 경우에는 대부분의 경우 대조군보다 높은 발아율을 나타내었고 48시간 처리 직 후와 72시간 처리 후 1일 건조후의 발아율이 각각 36.7%와 43.3%대조군보다 낮았다(표 6).
- 7%의 높은 발아율이 관찰되었다(표 4). 영양배지로 처리하였을 때도 48시간 처리후 7일 건조시를 제외하고 모든 경우에 대조군 이상의 발아율을 나타냈으나 증류수 처리보다는 낮았다(표 4).
- 2%)보다 낮았고, 다른 모든 경우에 대조군보다 높은 발아율을 나타내었다(표 6). 영양배지의 경우에는 24시간 처리 후 1일 건조로, 48시간과 72시간 처리 직후의 발아율이 각각 83.3%, 76.7%와 80.0%로 높았고 다른 경우에는 낮거나 발아율의 증가가 미약하였다 (표 6).
- 위의 결과에서 보듯이 증류수와 영양배지의 처리 시에 48시간 처리(t=3.75, p<0.01)가 가장 효과적이었다.
- 7%의 분포를 보이는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 선행연구에서 실시된 비수리 종자의 발아율 실험에 비하여 낮은 발아율 결과를 나타냈으나, 본 실험의 모든 실험구에서 발아상의 대조구 발아율인 52.2%보다 높게 나타났다. 또한 Somova 등(2001)은 세균으로 처리된 종자의 발아는 처리되는 세균의 양에 따라 발아율이 증가하거나 감소할 수 있으며 변화가 없을 수도 있다고 하였다.
- 발아상에서의 침지처리에 따른 발아율은 다음과 같았다. 증류수로 처리하였을 때 24시간 처리 후 7일 건조 시에 46.7%, 72시간 처리 후 1일 건조 시에 43.3%로 대조군(52.2%)보다 낮았고, 다른 모든 경우에 대조군보다 높은 발아율을 나타내었다(표 6). 영양배지의 경우에는 24시간 처리 후 1일 건조로, 48시간과 72시간 처리 직후의 발아율이 각각 83.
- 포장에서의 발아율은 다음과 같았다. 증류수로 처리하였을 때 24시간 처리하면 대조군(6.7%)이상이었으나 48시간 처리는 대조군 이하였고, 72시간 처리 시에도 처리 직후 치상 시에만 16.7%의 발아율 증가가 관찰되었다(표 2).
- 참싸리는 붉나무와 달리 포장에서의 발아율이 발아상보다 낮았다(표 1). 증류수로 처리하였을 때 24시간과 48시간 처리 시에는 건조시기와 관계없이 대조군(23.3%)보다 높은 발아율을 나타내었으나 72시간 처리 시에는 처리직후와 1일 건조 후에 대조군보다 낮은 발아율을 나타내었다(표 4).
- 증류수를 48시간 처리(t=4.20, p<0.01)가 발아율 증진에 가장 효과적이었다.
- 처리 방법에 따른 효과를 보면, 증류수(t=3.79, p<0.01), 영양배지(t=4.44, p<0.00)와 세균배양액(t=4.42, p<0.00)의 처리가 발아율의 촉진에 기여한 것으로 판단된다.
- 처리방법에 따라 처리시간의 효과를 분석해보면 증류수의 경우에는 24시간 처리(t=2.84, p<0.05)와 48시간 처리(t=2.46, p<0.05)가 효과적이었고, 영양배지는 모든 처리시간이 유의한 차이(p<0.05)를 나타내었으며, 세균 배양액은 24시간 처리(t=5.21, p<0.01)와 72시간 처리(t=2.71, p<0.05)가 효과가 있었다.
- 침지 처리 후 즉시 치상한 모든 시료에서 유의한 차이(t=3.13, p<0.05)를 나타내었다.
- 3%) 이상의 발아율을 나타내었다. 특히 48시간 처리 직후와 1일 건조 시 및 72시간 처리후 1일 건조 시에 96.7%의 높은 발아율이 관찰되었다(표 4). 영양배지로 처리하였을 때도 48시간 처리후 7일 건조시를 제외하고 모든 경우에 대조군 이상의 발아율을 나타냈으나 증류수 처리보다는 낮았다(표 4).
- 포장에서의 변화를 살펴보면 증류수의 경우 48시간 처리하였을 때 처리 직후, 1일 건조 후와 7일 건조 후에 5.3일, 4.7일과 4.3일로 대조군(7.3일)보다 빠른 최초 발아시기를 나타내었으며(t=2.48, p<0.05), 영양배지의 경우에도 48시간 처리가 모든 경우에 빠른 최초 발아시기를 나타내었고(t=3.19, p<0.05) 처리 직후에 3.3일로 가장 빨랐다.
- 포장의 경우에는 증류수 처리 시에 24시간과 72시간 처리 직후 9.3일과 8.3일로 대조군(22일)보다 빠른 최초 발아시기를 나타내었고, 영양배지의 경우에도 48시간 처리 후 1일 건조와 72시간 처리 직후에 파종한 경우에 9.7일과 7.3일로 빠른 최초 발아시기를 나타내었다. 세균 배양액의 경우에는 발아상과는 달리 14일 이상의 최초 발아시기를 나타내어 발아시기의 촉진이 관찰되지 않았다.
- 김남춘(1997)은 비수리의 경우 발아상에서 85% 발아율을 나타낸다고 하였고, 허영진․안태영(2006)은 발아상에서 계절별 온도에 관계없이 80% 이상의 발아율을 보인다고 하였다. 하지만 본 실험에서는 24시간 동안 영양배지에 처리하여 1일 건조 후 치상하였을 경우, 72시간동안 영양배지에서 처리하여 즉시 치상하였을 경우 및 72시간 증류수에서 처리하여 7일 건조 후 치상하였을 경우의 발아율이 80.0% 이상으로 나타났을 뿐 대부분의 실험구에서 36.7%～76.7%의 분포를 보이는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 선행연구에서 실시된 비수리 종자의 발아율 실험에 비하여 낮은 발아율 결과를 나타냈으나, 본 실험의 모든 실험구에서 발아상의 대조구 발아율인 52.
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