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문제 정의
- 새만금과 같이 큰 면적의 신 간척지가 조성된 후 초기 높은 토양 염도하에서 재배할 수 있는 밭작물의 종류가 많지 않고 고소득의 틈새 작물 개발이라는 차원에서 염분토양에서 재배가 가능하고 채소작물로 유망한 번행초의 밭작물화를 위해서는 재배에 적합하고 생육이 우수한 개체의 선발이 우선 필요하다고 하겠다. 따라서 본 연구는 수집된 자생 번행초 유전자원을 대상으로 엽채류로 재배할 경우 수량성이 우수한 유전자원을 선발하기 위하여 실시하였다.
가설 설정
- 1)Values followed by the same letter are not significantly different based on LSD (p=0.05).
제안 방법
- 따라서 발아 및 발아 후 이식까지는 추가 시비를 하지 않았고 건조피해를 막기위하여 물관리만 주기적으로 실시하였다. 그 중 수집지역 12곳을 대표하는 25개(동일지역에서 여러 유전자원을 수집한 경우 복수의 번행초 자생자원을 포함시킴) 유전자원을 가지고 일반 토양위에서의 생육차이를 비교하기 위해 파종 후 7주째에 초장생육 및 실생묘가 균등한 개체를 골라 포장실험에 이용하였다(Table 1).
- 파종은 직경 7 cm 비닐포트를 이용하였으며 상토는 원예용 High 상토(부농)를 초기 발아 및 생육을 위해 이용하였다. 따라서 발아 및 발아 후 이식까지는 추가 시비를 하지 않았고 건조피해를 막기위하여 물관리만 주기적으로 실시하였다. 그 중 수집지역 12곳을 대표하는 25개(동일지역에서 여러 유전자원을 수집한 경우 복수의 번행초 자생자원을 포함시킴) 유전자원을 가지고 일반 토양위에서의 생육차이를 비교하기 위해 파종 후 7주째에 초장생육 및 실생묘가 균등한 개체를 골라 포장실험에 이용하였다(Table 1).
- 생육조사는 포장에 정식한 이후 4주 간격으로 3개월 동안 조사하였다. 정식 1주(1 week after transplanting; 1WAT)와 5주(5 weeks after transplanting; 5WAT) 후에 형태 및 생리적 특성(Table 2)과 수량관련 특성(Table 3)으로 나누어 조사하였다.
- 정식 1주 후에 조사한 엽수와 측지수는 식물체당 발생한 모든 잎(엽장이 3 cm 이상인 완전히 전개된 잎)과 가지를 세어 조사하였으며, 정식 5주 후에 측정한 줄기직경은 지상으로부터 15 cm 위치의 원줄기 직경을 캘리퍼스를 이용하여 조사하였다. 생체중은 정식 후 9주간 생육한 후 뿌리를 제외한 식물체 총 무게로 수확 후 곧바로 측정하였으며, 건물중은 생체중 측정 후 60℃로 설정된 건조기에서 72시간 건조한 후 무게를 측정하였다. 엽록소 측정은 SPAD(SPAD-508 PLUS, Konica-Minolta, Tokyo)를 이용하여 식물체 당 3 개의 잎을 측정하여 평균값을 1반복 값으로 간주하였다.
- 생체중은 정식 후 9주간 생육한 후 뿌리를 제외한 식물체 총 무게로 수확 후 곧바로 측정하였으며, 건물중은 생체중 측정 후 60℃로 설정된 건조기에서 72시간 건조한 후 무게를 측정하였다. 엽록소 측정은 SPAD(SPAD-508 PLUS, Konica-Minolta, Tokyo)를 이용하여 식물체 당 3 개의 잎을 측정하여 평균값을 1반복 값으로 간주하였다.
- 자생 번행초 유전자원 간 생육비교는 충남대학교 농장내 시험포장에서 시험구(1 m × 1 m)를 조성하여 발아 8주차에 번행초 육묘를 완전임의배치로 3반복 정식하여 실시하였다.
- 1). 정상적인 밭작물 재배에 맞춰 물빠짐을 고려하여 고랑과 이랑을 만들고 잡초 발생 방지와 토양 건조를 최소화하기 위하여 검은 색 부직포로 멀칭을 하였다. 자생 번행초 유전자원 간 생육비교는 충남대학교 농장내 시험포장에서 시험구(1 m × 1 m)를 조성하여 발아 8주차에 번행초 육묘를 완전임의배치로 3반복 정식하여 실시하였다.
- 초장은 지면에서부터 지상부 최고 높이까지의 길이를 측정하였고, 엽장과 엽폭은 원줄기 발생한 가장 큰 잎 3개를 골라 측정한 후 평균값을 분석에 활용하였다. 정식 1주 후에 조사한 엽수와 측지수는 식물체당 발생한 모든 잎(엽장이 3 cm 이상인 완전히 전개된 잎)과 가지를 세어 조사하였으며, 정식 5주 후에 측정한 줄기직경은 지상으로부터 15 cm 위치의 원줄기 직경을 캘리퍼스를 이용하여 조사하였다. 생체중은 정식 후 9주간 생육한 후 뿌리를 제외한 식물체 총 무게로 수확 후 곧바로 측정하였으며, 건물중은 생체중 측정 후 60℃로 설정된 건조기에서 72시간 건조한 후 무게를 측정하였다.
- 생육조사는 포장에 정식한 이후 4주 간격으로 3개월 동안 조사하였다. 정식 1주(1 week after transplanting; 1WAT)와 5주(5 weeks after transplanting; 5WAT) 후에 형태 및 생리적 특성(Table 2)과 수량관련 특성(Table 3)으로 나누어 조사하였다. 정식 후 1주 및 5주 째에는 초장, 엽장 그리고 엽폭을 모두 측정하였고, 가지 수와 엽수는 정식 1주 째에만 조사하였고 반면에 줄기의 굵기(직경)은 5 주 째에 조사하였다.
- 정식 1주(1 week after transplanting; 1WAT)와 5주(5 weeks after transplanting; 5WAT) 후에 형태 및 생리적 특성(Table 2)과 수량관련 특성(Table 3)으로 나누어 조사하였다. 정식 후 1주 및 5주 째에는 초장, 엽장 그리고 엽폭을 모두 측정하였고, 가지 수와 엽수는 정식 1주 째에만 조사하였고 반면에 줄기의 굵기(직경)은 5 주 째에 조사하였다. 정식 후 9주 째에 식물체 수확시기에는 수관(canopy) 최대 직경, 상대적 엽록소 함량, 그리고 생체중 및 건물중을 측정하였다.
- 정식 후 1주 및 5주 째에는 초장, 엽장 그리고 엽폭을 모두 측정하였고, 가지 수와 엽수는 정식 1주 째에만 조사하였고 반면에 줄기의 굵기(직경)은 5 주 째에 조사하였다. 정식 후 9주 째에 식물체 수확시기에는 수관(canopy) 최대 직경, 상대적 엽록소 함량, 그리고 생체중 및 건물중을 측정하였다. 초장은 지면에서부터 지상부 최고 높이까지의 길이를 측정하였고, 엽장과 엽폭은 원줄기 발생한 가장 큰 잎 3개를 골라 측정한 후 평균값을 분석에 활용하였다.
- 정식 후 9주 째에 식물체 수확시기에는 수관(canopy) 최대 직경, 상대적 엽록소 함량, 그리고 생체중 및 건물중을 측정하였다. 초장은 지면에서부터 지상부 최고 높이까지의 길이를 측정하였고, 엽장과 엽폭은 원줄기 발생한 가장 큰 잎 3개를 골라 측정한 후 평균값을 분석에 활용하였다. 정식 1주 후에 조사한 엽수와 측지수는 식물체당 발생한 모든 잎(엽장이 3 cm 이상인 완전히 전개된 잎)과 가지를 세어 조사하였으며, 정식 5주 후에 측정한 줄기직경은 지상으로부터 15 cm 위치의 원줄기 직경을 캘리퍼스를 이용하여 조사하였다.
- 포장 정식은 발아 후 약 7주가 경과된 균등한 개체만을 골라 이용하였다. 정식 당시 유묘는 12개 이상의 잎을 발생하였고 측지의 발생이 5주 째 유묘에 비하여 시각적으로 확연히 구분되기 시작하였다(Fig.
대상 데이터
- 2010년에서 2011년 동안 국내 12개 해안가 및 사구지역에서 수집한 자생 번행초 59개 유전자원을 2012년 2월 초 충남대학교 유리온실에 파종하였다. 수집한 종자는 자연풍건 후 사용할 때까지 4℃ 냉장고에 보관하였다.
- Table 1. Twenty five accessions representing geographical regions of Korea, which were used in the preliminary screening test.
- 동해안 영덕 해안 일대에서부터 해안선을 따라 남해안과 서해안, 제주 해안 등을 조사하여 수집한 번행초 59점을 파종하여 포장 실험에 사용하기 위하여 파종 후 7주째에 초장생육 및 실생묘가 균등한 개체를 선발하였다(Fig. 1). 번행초는 27℃에서 88.
- 수집한 종자는 자연풍건 후 사용할 때까지 4℃ 냉장고에 보관하였다. 파종은 직경 7 cm 비닐포트를 이용하였으며 상토는 원예용 High 상토(부농)를 초기 발아 및 생육을 위해 이용하였다. 따라서 발아 및 발아 후 이식까지는 추가 시비를 하지 않았고 건조피해를 막기위하여 물관리만 주기적으로 실시하였다.
데이터처리
- Table 4. Pearson correlation coefficients of growth parameters measured in the field for New Zealand spinach accessions.
- 수집한 번행초 유전자원들의 수량특성을 비교하여 수량이 우수한 유전자원을 선발하기 위하여 각 지표별로 유전자원들의 평균간 비교를 실시하였다. 우선 각 생육지표에 있어 유전자원간 통계적으로 유의적인 차이가 있는지를 위하여 분산분석(ANOVA)을 통해 F-test를 실시하여 신뢰도 수준을 검정하였고, 유전자원간의 평균간 비교는 최소 유의차(Least significant degree; LSD) 방법을 이용하였다.
- 수집한 번행초 유전자원들의 수량특성을 비교하여 수량이 우수한 유전자원을 선발하기 위하여 각 지표별로 유전자원들의 평균간 비교를 실시하였다. 우선 각 생육지표에 있어 유전자원간 통계적으로 유의적인 차이가 있는지를 위하여 분산분석(ANOVA)을 통해 F-test를 실시하여 신뢰도 수준을 검정하였고, 유전자원간의 평균간 비교는 최소 유의차(Least significant degree; LSD) 방법을 이용하였다. 측정한 지표들간의 상관관계를 알아보기 위하여 피어슨상관계수(Pearson's correlation coefficients)와 신뢰도(α=0.
- 측정한 지표들간의 상관관계를 알아보기 위하여 피어슨상관계수(Pearson's correlation coefficients)와 신뢰도(α=0.05, 0.01, 0.001)를 구하였다.
성능/효과
- 2 cm로 가장 저조한 생장을 보였다. 5주차에서는 CNU06A21이 1주차와 마찬가지로 22.3 cm로 초장생육이 가장 좋지 못한 반면 CNU06A08은 41.8 cm로 가장 우수하였으며, 정식 후 4주간의 초장을 비교해 본 결과 CNU06A08이 29.9 cm의 차이를 보여 4주간의 길이 생장이 가장 왕성했으나 CNU06A01과 CNU06A56 수집자원의 초장이 우수한 것으로 나타났다.
- 66) 항목과 통계적으로 유의성있게 정의 상관관계를 나타냈다(Table 4). 그리고 건물중은 정식 후 5주 째 초장(r=0.46), 엽장(r=0.72), 엽폭(r=0.73), 생체중(r=0.79), 엽록소 함량(r=0.47), 그리고 수관 최대 직경(r=0.87)과 통계적으로 유의성있게 정의 상관관계를 나타냈다(Table 4). 생체중은 CNU06A42가 2.
- 1E). 따라서 발아 후 7주째 까지는 꽃이 생기지 않아 생체용 새싹 채소로 지상부 전체를 수확하여 식용할 경우에는 동계기간이라고 하더라도 생육 적온이 아닌 온실조건(낮 최고온도 20℃ 이내)에서는 2개월 안에 수확이 가능할 것으로 판단된다. 최근 광질을 달리한 LED 처리로 새싹채소의 초기 생육과 항산화물질의 생성이 달라진다는 결과를 토대로 볼 때 번행초를 이용한 새싹채소의 재배는 온도와 광조건을 달리하여 최적조건을 맞추어준다면 생육 및 수확시기를 훨씬 줄일 수 있을 것으로 판단된다(Perez-Balibrea et al.
- 87)과 통계적으로 유의성있게 정의 상관관계를 나타냈다(Table 4). 생체중은 CNU06A42가 2.52 kg으로 가장 높았고 CNU06A47에서 1.71 kg으로 가장 낮게 나왔으며, 건물중은 CNU06A42와 CNU06A57에서 0.57 kg/plant로 가장 높았고, CNU06A47에서 0.41 kg으로 가장 낮게 나왔지만 전체 유전자원간의 유의 차이는 없었다.
- 잎의 길이와 폭은 정식 후 1주 째 잎의 길이를 제외하고는 모두 통계적으로 수집자원간 차이가 없는 것으로 나타났다(Table 3). 수량 지표 중 잎과 관련한 조사항목에서 통계적으로 상위 그룹에 속하는 유전자원은 CNU06A01, CNU06A13, CNU06A26, CNU06A35, CNU06A38, 그리고 CNU06A55 등 6개로 나타났다(Table 3).
- 측지는 CNU06A55와 CNU06A56이 8개로 가장 많았고 초장이 좋지 못했던 CNU06A21은 5개로 가장 저조하였다(Table 2). 시금치와 같이 지상부를 수확하여 이용하는 나물용으로 번행초를 이용할 때 개화하기 이전의 발아 8주째에 수확하는 것이 좋다고 생각되며, 정식 1주차에 CNU06A55와 CNU06A56가 측지수와 잎 수 모두 평균 이상 값으로 나물용 채소로 적합하다고 생각된다. 원줄기 직경은 수집 번행초 자원간 유의적인 차이를 보이지 않았다(Table 2).
- 쌍떡잎식물인 번행초는 엽수가 5-6개인 경우 하나의 stage로 보고 7개 이상인 경우 우수하다고 판단하였으며, 정식 후 1주 째에 엽수 측정 결과 최고 7.7개로 CNU06A13, CNU06A26, CNU06A35 및 CNU06A55가 이에 해당되었고 최저는 5개로 CNU06A07이였다(Table 3). 잎의 수가 많을수록 엽장(r=0.
- 9% 수준에서 수집자원간 엽록소 함량이 차이가 있음을 보였다(Table 2). 엽록소 함량은 정식 후 5주 째 잎의 길이와 폭과 통계적으로 유의성이 높은 정의 상관성을 보였으며(각각 r=0.66 및 0.67), 줄기의 직경(r=0.40)과 건물중(r=0.47)과도 95% 수준에서 상관성이 있음을 알 수 있었다(Table 4).
- 6 cm로 많은 차이를 보였다. 엽폭에서는 1주차와 5주차 차이가 3.3 cm로 CNU06A51이 가장 많았지만 다음으로 큰 차이를 보인 CNU06A38은 5주차에 8.4 cm로 넓었으며, 엽장과 엽폭의 측정치를 고려해볼 때 CNU06A38이 엽채소로 이용할 때 가장 적합하다고 생각된다. 잎의 길이와 폭은 정식 후 1주 째 잎의 길이를 제외하고는 모두 통계적으로 수집자원간 차이가 없는 것으로 나타났다(Table 3).
- 일반 토양에 정식한 번행초의 생육 특성을 조사 결과 식물체의 크기는 정식 후 1주 및 5주 후 모두 유전자원간에 통계적으로 유의한 차이를 보였다(Table 2). 초장은 정식 후 1주차에 CNU06A55가 15.
- 4 cm로 넓었으며, 엽장과 엽폭의 측정치를 고려해볼 때 CNU06A38이 엽채소로 이용할 때 가장 적합하다고 생각된다. 잎의 길이와 폭은 정식 후 1주 째 잎의 길이를 제외하고는 모두 통계적으로 수집자원간 차이가 없는 것으로 나타났다(Table 3). 수량 지표 중 잎과 관련한 조사항목에서 통계적으로 상위 그룹에 속하는 유전자원은 CNU06A01, CNU06A13, CNU06A26, CNU06A35, CNU06A38, 그리고 CNU06A55 등 6개로 나타났다(Table 3).
- 정식 후 1주 후에 조사한 측지발생에서도 유전자원간 통계적으로 유의성 있는 차이를 보였다(Table 2). 측지는 CNU06A55와 CNU06A56이 8개로 가장 많았고 초장이 좋지 못했던 CNU06A21은 5개로 가장 저조하였다(Table 2).
- 그러나 총 25개 수집자원 중에서 17개 유전자원이 통계적으로 최고값을 갖는 부류에 속하였다. 정식 후 9주(발아 후 16주; 2012년 6월 21일) 째 수확 직전 SPAD를 이용하여 잎의 엽록소 함량을 비교하였는데 99.9% 수준에서 수집자원간 엽록소 함량이 차이가 있음을 보였다(Table 2). 엽록소 함량은 정식 후 5주 째 잎의 길이와 폭과 통계적으로 유의성이 높은 정의 상관성을 보였으며(각각 r=0.
- 원줄기 직경은 수집 번행초 자원간 유의적인 차이를 보이지 않았다(Table 2). 지상부 수관의 최대 직경을 통하여 생육기간 중의 수평생장을 알아 보았는데 95% 수준에서 유전자원 간 차이가 있음을 알 수 있었다(Table 2). 그러나 총 25개 수집자원 중에서 17개 유전자원이 통계적으로 최고값을 갖는 부류에 속하였다.
- 일반 토양에 정식한 번행초의 생육 특성을 조사 결과 식물체의 크기는 정식 후 1주 및 5주 후 모두 유전자원간에 통계적으로 유의한 차이를 보였다(Table 2). 초장은 정식 후 1주차에 CNU06A55가 15.4 cm로 가장 우수한 초기생장을 보였고 CNU06A21이 7.2 cm로 가장 저조한 생장을 보였다. 5주차에서는 CNU06A21이 1주차와 마찬가지로 22.
- , 2011). 하지만 일반 토양에서 실시한 본 연구에서는 초장과 가지수는 통계적으로 유의성 있는 상관성을 보이지 않는 점을 감안할 때, 염류 토양에서의 생육은 가지수와 초장이 수량에 중요한 지표가 될 수 있으나, 일반 토양에서는 염 처리때와 마찬가지로 잎의 길이와 폭이 매우 중요한 수량에 영향을 주는 요소라는 것을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과는 번행초의 염해 스트레스에 대한 생활사가 일반 토양과 다르다는 점을 시사한다고 할 수 있다.
후속연구
- , 1982; Bar and Schmidt, 1988; Emi and Mikio, 1983). 국내 해안 염류토양에서 자생하고 있는 번행초는 사질토양보다는 식양토 또는 사양토에서의 생육이 더 우수하게 나타났고, 염해 스트레스 조건에서 식물초장, 생체중, 건물중이 염농도 증가에 따라 감소하는 것으로 보아 절대적 염생식물(absolute halophyte)이라기 보다는 상대적 염생식물(facultative halophyte)로 보여지나 염처리 농도를 5- 16 dS/m 범위에서 세분화하여 추가적인 연구를 수행할 필요가 있다고 생각된다(Kim et al., 2011).
- 7개로 CNU06A13, CNU06A26, CNU06A35 및 CNU06A55가 이에 해당되었고 최저는 5개로 CNU06A07이였다(Table 3). 잎의 수가 많을수록 엽장(r=0.45)과 엽폭(r=0.52)이 큰 것으로 보아 번행초 초기 생육이 왕성한 자원의 선발에 있어서는 잎과 관련한 항목을 조사함으로써 가능할 것으로 판단된다(Table 4). 잎의 길이(엽장)은 1주차에 CNU06A01와 CNU06A13이 8.
- 따라서 발아 후 7주째 까지는 꽃이 생기지 않아 생체용 새싹 채소로 지상부 전체를 수확하여 식용할 경우에는 동계기간이라고 하더라도 생육 적온이 아닌 온실조건(낮 최고온도 20℃ 이내)에서는 2개월 안에 수확이 가능할 것으로 판단된다. 최근 광질을 달리한 LED 처리로 새싹채소의 초기 생육과 항산화물질의 생성이 달라진다는 결과를 토대로 볼 때 번행초를 이용한 새싹채소의 재배는 온도와 광조건을 달리하여 최적조건을 맞추어준다면 생육 및 수확시기를 훨씬 줄일 수 있을 것으로 판단된다(Perez-Balibrea et al., 2008).
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