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문제 정의
- 본 연구는 수경재배를 이용한 고구마 바이러스 무병주의 대량증식 시스템을 확립하고, 농가 자체적으로 소규모 시설에서 연속적으로 무병주를 생산하기 위하여, 정단 분열 조직 배양 유래 바이러스 무병묘의 생장과 증식에 적합한 양액 종류와 삽수 크기를 조사하였다.
제안 방법
- ‘맛나미’, ‘신천미’, ‘신자미’, ‘연황미’ 등 4품종의 정단 분열 조직 배양 유래의 바이러스 무병주를 마디배양을 통하여 기내 증식하였다.
- 바이러스 무병주의 대량증식에 적합한 삽수크기를 선발하고자, ‘맛나미’, ‘신천미’, ‘신자미’, ‘연황미’ 등 4품종의 무병주를 재료로, 전개엽 1매를 부착한 1마디(4cm), 2마디(6cm), 3마디(8cm) 삽수와 줄기 정단(4cm) 등 4종류의 삽수로 조제하여 이용하였다. NFT 방식 수경재배 시스템에서 펄라이트와 버미큘라이트(1:1, v/v) 혼합배지를 채운 72공(35mL/cell) 플러그 트레이에 하부 1마디가 충분히 상토에 묻히도록 삽목하였다. 재배관리는 양액 종류 선발시험과 같은 방법으로 실시하였으며, 삽목 후 10일째부터 5일 간격으로 줄기의 길이신장을 조사하였고, 20일째의 줄기, 엽수, 생체중 및 건물중 등을 조사하였다.
- 고구마 바이러스 무병주 생장에 적합한 양액 종류를 선발하기 위하여, ‘신천미’와 ‘연황미’의 바이러스 무병묘를 재료로 펄라이트와 버미큘라이트 혼합배지(1:1, v/v)를 채운 72공(35mL/cell) 플러그 트레이에, 전개엽 1매를 부착한 1 마디삽수(4cm)와 줄기 정단 삽수(4cm)를 각각 삽목하였다.
- 높이 80cm 고설형 NFT 채널(120 × 300 × 10cm)에 플러그 트레이를 놓고, 30분 × 3회(9, 14, 19시)/일 5cm 높이로 저면 관수하여 재배하였다.
- 바이러스 무병주의 대량 증식을 위하여 삽수 크기에 따른 생육특성을 비교하였다. 삽수 크기 및 품종에 관계없이 3-5일경 곁눈이 출현하였으며, 삽목 1주일 경부터 빠른 생장을 보였다.
- 바이러스 무병주의 대량증식에 적합한 삽수크기를 선발하고자, ‘맛나미’, ‘신천미’, ‘신자미’, ‘연황미’ 등 4품종의 무병주를 재료로, 전개엽 1매를 부착한 1마디(4cm), 2마디(6cm), 3마디(8cm) 삽수와 줄기 정단(4cm) 등 4종류의 삽수로 조제하여 이용하였다.
- 0me･L-1 (Yamazaki, 1982)로 각각 조제하였으며, 1주 간격으로 새로운 배양액으로 교환하였다. 삽목 10일째부터 5일 간격으로 줄기의 길이신장을 조사하였고, 15, 20, 25일째의 줄기길이, 엽수, 생체중 및 건물중 등을 조사하였다.
- 시험구 배치는 완전임의배치 3반복으로 하여, 반복당 10개체의 생육특성을 조사하였다. 데이터 분석은 SAS 통계프로그램(statistical analysis system, V 9.
- 발근 촉진을 위하여 처음 3일간은 지하수를 공급하였고, 이후 한국원시배양액, 일본원시배양액 및 상추용 야마자키 배양액 등 3종류의 양액을 공급하였다. 양액 조성은 한국원시배양액 NO3-N 14.0, NH4-N 1.0, PO4-P 3.0, K 6.0, Ca 8.0, Mg 4.0, SO4-S 4.0me･L-1 (Park and Kim, 1998), 한국원시배양액 NO3-N 16.0, NH4-N 1.3, PO4-P 4.0, K 8.0, Ca 8.0, Mg 4.0, SO4-S4.0me･L-1 (Park and Kim, 1998), 상추용 야마자키 배양액 NO3-N 6.0, NH4-N 0.5, PO4-P 1.5, K 4.0, Ca2.0, Mg 1.0, SO4-S 1.0me･L-1 (Yamazaki, 1982)로 각각 조제하였으며, 1주 간격으로 새로운 배양액으로 교환하였다. 삽목 10일째부터 5일 간격으로 줄기의 길이신장을 조사하였고, 15, 20, 25일째의 줄기길이, 엽수, 생체중 및 건물중 등을 조사하였다.
- 마디배양 4주 후 식물체가 5cm 크기로 자랐을 때, 펄라이트와 버미큘라이트를 1:1(v/v) 로 혼합하여 채운 72공 플러그 트레이에 이식한 후, 20일간 배양한 20-25cm 크기의 무병 식물체를 재료로 이용하였다. 재배관리는 2010년 5월 11일부터 6월 7일까지 플라스틱 하우스에서 수행하였으며, 주간(오전 10시 - 오후 2시)에는 온도상승을 막기 위하여 알루미늄 차광막(50%)과 측창 및 천창을 이용하여 온도를 27-32℃로 유지하였다.
- NFT 방식 수경재배 시스템에서 펄라이트와 버미큘라이트(1:1, v/v) 혼합배지를 채운 72공(35mL/cell) 플러그 트레이에 하부 1마디가 충분히 상토에 묻히도록 삽목하였다. 재배관리는 양액 종류 선발시험과 같은 방법으로 실시하였으며, 삽목 후 10일째부터 5일 간격으로 줄기의 길이신장을 조사하였고, 20일째의 줄기, 엽수, 생체중 및 건물중 등을 조사하였다.
대상 데이터
- 바이러스 검정은 SPFMV, sweet potato leaf curl virus(SPLCV), SPGV에 대하여 Chung(2008)의 방법에 따라 RT-PCR로 수행하였다. 마디배양 4주 후 식물체가 5cm 크기로 자랐을 때, 펄라이트와 버미큘라이트를 1:1(v/v) 로 혼합하여 채운 72공 플러그 트레이에 이식한 후, 20일간 배양한 20-25cm 크기의 무병 식물체를 재료로 이용하였다. 재배관리는 2010년 5월 11일부터 6월 7일까지 플라스틱 하우스에서 수행하였으며, 주간(오전 10시 - 오후 2시)에는 온도상승을 막기 위하여 알루미늄 차광막(50%)과 측창 및 천창을 이용하여 온도를 27-32℃로 유지하였다.
데이터처리
- 데이터 분석은 SAS 통계프로그램(statistical analysis system, V 9.1, SAS Institute Inc., USA)을 이용하여, ANOVA(analysis of variance) 및 DMRT (Duncan’s multiple range test) 분석으로 p = 0.05 수준에서각 처리 평균 간의 유의차를 비교하였다.
이론/모형
- ‘맛나미’, ‘신천미’, ‘신자미’, ‘연황미’ 등 4품종의 정단 분열 조직 배양 유래의 바이러스 무병주를 마디배양을 통하여 기내 증식하였다. 바이러스 검정은 SPFMV, sweet potato leaf curl virus(SPLCV), SPGV에 대하여 Chung(2008)의 방법에 따라 RT-PCR로 수행하였다. 마디배양 4주 후 식물체가 5cm 크기로 자랐을 때, 펄라이트와 버미큘라이트를 1:1(v/v) 로 혼합하여 채운 72공 플러그 트레이에 이식한 후, 20일간 배양한 20-25cm 크기의 무병 식물체를 재료로 이용하였다.
성능/효과
- 삽수 크기 및 품종에 관계없이 3-5일경 곁눈이 출현하였으며, 삽목 1주일 경부터 빠른 생장을 보였다. 10-15일까지의 줄기신장은 줄기 정단 삽수에서 가장 높았으며, 삽수 크기가 클수록 줄기신장이 양호한 경향 이었으나, 유의한 차이는 없었다(Fig. 2). 삽목 후 15일경부터 급속한 줄기신장을 보였는데, 20일째에는 1마디 삽수보다 3마디 삽수에서 유의한 줄기신장을 보였으며, 1마디와 2마디 삽수에서는 유의한 차이가 없었다.
- 정단 삽목은 삽목 15일경부터 5cm 크기의 정아를 채취하여 삽수로 이용하고, 남은 줄기의 측아 발달을 촉진시켜 정단 삽수의 생산량을 높이는 것이 핵심으로, 전문 육묘기술이 부족한 농가에서는 이러한 정단 삽수를 이용하는 것이 효율적인 것으로 판단된다. 1마디 삽목은 식물체를 20일 정도 키워서 25cm 이상 자랐을 때, 전개엽 1매를 부착한 1마디 삽수를 다수 생산할 수 있어서, 단기간에 많은 개체수 확보를 위해서는 정단 삽목보다 효과적이었다.
- 고구마 바이러스 무병주 생장에 적합한 양액 종류를 선발하기 위하여, 한국원시배양액, 일본원시배양액 및 야마자키 상추배양액 등 3종류의 양액을 공급하여 생육특성을 조사한 결과, 4품종에서 모두 줄기신장은 일본원시배양액에서 가장 양호하였으며, 다음으로 한국원시배양액, 야먀자키 상추배 양액 순이었다. 1마디 삽수를 삽목하였을 때 20일까지는 줄기신장에 있어서 양액 종류 간에 유의한 차이를 보이지 않았으나, 25일째부터 일본원시배양액에서 다른 양액 조성 처리에 비해 유의하게 증가하였다(Fig. 1). 줄기 정단 삽수는 ‘연황미’의 경우 15일경부터, ‘신천미’는 20일경부터 야먀자키 상추배양액에서보다 일본원시배양액에서 유의한 줄기신장 증가를 보였으며, 일본원시배양액과 한국원시배양액 간에는 유의한 차이를 보이지 않았다.
- 고구마 바이러스 무병주 생장에 적합한 양액 종류를 선발하기 위하여, 한국원시배양액, 일본원시배양액 및 야마자키 상추배양액 등 3종류의 양액을 공급하여 생육특성을 조사한 결과, 4품종에서 모두 줄기신장은 일본원시배양액에서 가장 양호하였으며, 다음으로 한국원시배양액, 야먀자키 상추배 양액 순이었다. 1마디 삽수를 삽목하였을 때 20일까지는 줄기신장에 있어서 양액 종류 간에 유의한 차이를 보이지 않았으나, 25일째부터 일본원시배양액에서 다른 양액 조성 처리에 비해 유의하게 증가하였다(Fig.
- 고구마에서 봄철 짧은 기간에 이루어지는 급속증식은 동일한 재료로부터 더 많은 삽수를 얻을 수 있는 1마디 삽목 방법이 효율적으로 생각되었다. 그 이유는 삽목 15일까지는 삽수 종류에 따른 유의한 생육차이가 없고, 25일째에도 1마디 삽수의 줄기신장, 생체중 및 건물중 등이 2마디 삽수와는 유의한 차이를 보이지 않았으므로 1마디 삽수를 이용하는 것이 봄철 3-5월에 온실이나 하우스 등의 시설 내에서 고구마 무병주의 급속대량 증식에 편리하게 이용될 수 있을 것으로 판단되었다.
- 고구마에서 봄철 짧은 기간에 이루어지는 급속증식은 동일한 재료로부터 더 많은 삽수를 얻을 수 있는 1마디 삽목 방법이 효율적으로 생각되었다. 그 이유는 삽목 15일까지는 삽수 종류에 따른 유의한 생육차이가 없고, 25일째에도 1마디 삽수의 줄기신장, 생체중 및 건물중 등이 2마디 삽수와는 유의한 차이를 보이지 않았으므로 1마디 삽수를 이용하는 것이 봄철 3-5월에 온실이나 하우스 등의 시설 내에서 고구마 무병주의 급속대량 증식에 편리하게 이용될 수 있을 것으로 판단되었다. 고구마 삽목 번식에서 Kozaiet al.
- 그러나 15일경까지 양액 종류에 따른 줄기굵기, 잎수, 뿌리길이, 뿌리수, 생체중 및 건물중 등에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. 그 이유는 삽목 후 신초 발달 및 발근 속도에서 개체 간에 차이가 있었으며, 초기 생장에 중요한 뿌리수와 뿌리길이는 양액 종류 보다는 삽수 종류와 품종에 따른 영향이 컸기 때문에, 삽목 후 15일경까지는 양액 종류의 영향이 제한적이었던 것으로 보였다. 삽목 25일째의 생육에서는 삽수 종류 및 양액 종류에 따른 유의한 차이를 보였으며, 두 품종 간에도 차이를 보였다(Table 2).
- 생체중 및 건물중 은 삽수 종류와 품종 간에도 유의한 차이를 보였는데, 2종류의 삽수에서 모두 ‘신천미’의 생육이 ‘연황미’보다 양호한 특성을 보였으며, 1마디 삽수보다 줄기정단삽수의 생육이 현저히 양호하였다. 따라서 줄기 정단 삽수를 이용하기 위해서는 삽목 15일경에 1차로 줄기 정단 삽수를 채취･삽목하고, 새로 발생하는 측아를 지속적으로 삽목하는 것이 생존율 및 증식효율이 높을 것으로 생각되었다. 또한 포장 정식을 위한 종순 크기는 30cm 정도가 적당한데, 1마디 삽목을 할 경우 25일, 줄기 정단 삽수는 20일 정도 소요되었다.
- 따라서 줄기 정단 삽수를 이용하기 위해서는 삽목 15일경에 1차로 줄기 정단 삽수를 채취･삽목하고, 새로 발생하는 측아를 지속적으로 삽목하는 것이 생존율 및 증식효율이 높을 것으로 생각되었다. 또한 포장 정식을 위한 종순 크기는 30cm 정도가 적당한데, 1마디 삽목을 할 경우 25일, 줄기 정단 삽수는 20일 정도 소요되었다. Chung(2008)은 원예용 상토를 채운 72공 플러그 육묘에서 한국원시배양액을 공급할 경우 1마디 삽수보다 2마디 삽수를 이용하여 30일간 생육시켜 채묘하는 것이 바람직하다고 하였으나, 본 연구에서는 1마디 삽수의 삽목에서도 25일이면 30cm 이상 생육시킬 수 있었다.
- 줄기당 엽수는 ‘신천미’에서 1마디 삽수를 제외하고는 양액 종류와 삽수 부위 및 품종에 관계없이 유의한 차이가 없었다. 뿌리길이와 뿌리수는 양액 종류와는 유의성이 없었으며, 뿌리수는 삽수 종류에 따라 차이를 보였다. 생체중 및 건물중은 ‘연황미’ 1마디 삽수를 제외하고는 일본원시배양액과 야먀자키 상추배양액 간에 유의한 차이를 보였다.
- 삽목 20일째의 생육특성을 조사한 결과(Table 3), 줄기굵기와 뿌리길이는 삽수크기 및 부위에 따라 유의차가 없었으며, 뿌리수와 뿌리길이는 품종의 영향이 큰 것으로 나타났다. 엽수도 ‘연황미’를 제외하고는 삽수 크기 및 부위에 따라 유의한 차이가 없었다.
- 2). 삽목 후 15일경부터 급속한 줄기신장을 보였는데, 20일째에는 1마디 삽수보다 3마디 삽수에서 유의한 줄기신장을 보였으며, 1마디와 2마디 삽수에서는 유의한 차이가 없었다. 품종 간에는 ‘신자미’와 ‘연황미’의 줄기신장이 양호하였다.
- 한편, 삽목 15일째의 생육특성을 조사한 결과, 삽수 종류와 품종에 따라 뿌리길이, 뿌리수, 생체중 및 건물중에서 유의한 차이를 보였다(Table 1). 삽수 종류별로는 뿌리수, 생체중 및 건물중 등이 정단 삽수에서 높았고, 뿌리길이는 1마디 삽수에서 길게 나타났다. 품종간에는 ‘연황미’보다 ‘신천미’에서 양호한 생육을 보였다.
- 생체중 및 건물중 은 삽수 종류와 품종 간에도 유의한 차이를 보였는데, 2종류의 삽수에서 모두 ‘신천미’의 생육이 ‘연황미’보다 양호한 특성을 보였으며, 1마디 삽수보다 줄기정단삽수의 생육이 현저히 양호하였다.
- 생체중 및 건물중은 ‘연황미’ 1마디 삽수를 제외하고는 일본원시배양액과 야먀자키 상추배양액 간에 유의한 차이를 보였다.
- 생체중 및 건물중은 삽수 크기가 클수록 증가하는 경향이었으며, 줄기정단삽수에서 가장 높았고, 품종간에는 ‘신자미’와 ‘연황미’에서 높았다.
- , 1993), 본 연구에서 수경재배를 이용한 결과, 1마디 또는 줄기 정단 삽수를 삽목하여 30cm 크기의 정식을 위한 채묘 기간은 1마디 삽목은 25일, 줄기 정단 삽목은 20일 정도로 육묘기간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 1마디 삽목은 개체수의 증식효율도 높았으므로 경제적이었다. 이에 따라 고구마 무병 주의 번식은 정단 삽목과 1마디 삽목 두 가지 방법이 효과적인 것으로 판단되었다. 정단 삽목은 삽목 15일경부터 5cm 크기의 정아를 채취하여 삽수로 이용하고, 남은 줄기의 측아 발달을 촉진시켜 정단 삽수의 생산량을 높이는 것이 핵심으로, 전문 육묘기술이 부족한 농가에서는 이러한 정단 삽수를 이용하는 것이 효율적인 것으로 판단된다.
- 이에 따라 고구마 무병 주의 번식은 정단 삽목과 1마디 삽목 두 가지 방법이 효과적인 것으로 판단되었다. 정단 삽목은 삽목 15일경부터 5cm 크기의 정아를 채취하여 삽수로 이용하고, 남은 줄기의 측아 발달을 촉진시켜 정단 삽수의 생산량을 높이는 것이 핵심으로, 전문 육묘기술이 부족한 농가에서는 이러한 정단 삽수를 이용하는 것이 효율적인 것으로 판단된다. 1마디 삽목은 식물체를 20일 정도 키워서 25cm 이상 자랐을 때, 전개엽 1매를 부착한 1마디 삽수를 다수 생산할 수 있어서, 단기간에 많은 개체수 확보를 위해서는 정단 삽목보다 효과적이었다.
- 줄기 정단 삽수는 ‘연황미’의 경우 15일경부터, ‘신천미’는 20일경부터 야먀자키 상추배양액에서보다 일본원시배양액에서 유의한 줄기신장 증가를 보였으며, 일본원시배양액과 한국원시배양액 간에는 유의한 차이를 보이지 않았다.
- 줄기굵기는 ‘신천미’의 줄기 정단 삽수에서만 일본원시배양액에서 유의한 증가를 보였을 뿐, 양액 종류에 따른 차이는 보이지 않았다.
- 줄기당 엽수는 ‘신천미’에서 1마디 삽수를 제외하고는 양액 종류와 삽수 부위 및 품종에 관계없이 유의한 차이가 없었다.
- , 1999; Zerche and Druege, 2009). 특히 줄기 정단 삽수에서 초기 줄기신장이 가장 빠르고 양호하였으므로, 줄기 정단 삽수에서 부차적으로 발생한 곁순을 이용하는 것이 신 속한 증식에 유리할 것으로 보였다. 수경재배를 이용한 감자 줄기 삽목에서도 곁순의 발생은 정부절단이 중간부위나 하부절단보다 증가하는 것으로 보고된 바 있다(Ku et al.
- 한편, 삽목 15일째의 생육특성을 조사한 결과, 삽수 종류와 품종에 따라 뿌리길이, 뿌리수, 생체중 및 건물중에서 유의한 차이를 보였다(Table 1). 삽수 종류별로는 뿌리수, 생체중 및 건물중 등이 정단 삽수에서 높았고, 뿌리길이는 1마디 삽수에서 길게 나타났다.
후속연구
- , 2000), 질소함량이 높은 일본원시배양액에서 가장 양호한 생육을 나타낸 본 연구결과와 일치하였다. 그리고 고구마 무병묘 생육에 가장 적합한 질소원의 추가 및 질산태 질소와 암모니아태 질소의 적합 비율 등이 금후 검토되어야 할 것으로 보였다.
- (1993)의 방법 보다는 15일 정도 채묘 기간 단축이 가능하여 경제적이었다. 따라서 본 연구결과는 고구마 주산지의 무병묘 확대 보급에 기여함으로써 농가소득 증대에 기여할 것으로 기대되었다.
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