국내 도입된 하이부쉬 블루베리의 품종 선발의 기초 자료로 활용하기 위하여 블루베리의 형태적 및 품종별 화기 특성에 관해 연구하였다. 블루베리의 수술의 형태를 보면 화사는 판형이었고 모용이 잘 발달되어 있으며, 개약 시 약벽이 열개되지 않고 돌출된 두 개의 관으로 꽃가루가 배출되어 독특하였다. 화분은 3월 하순경에 감수 분열된 후에 분리되지 않은 채로 성숙한 사분자 화분(tetrad pollen)이었다. 약당 사분자 화분립 수는 400~1,300개였으며, 화분립 수가 많은 품종이 발아율도 높은 편이었다. 블루베리의 암술은 5개의 심피로 구성되어 있으며, 화주는 갈라진 부분이 없이 하나였다. 자방당 배주 수는 39~67개 정도였으며, 각 품종별로 변이 계수가 11.6~31.0%로 큰 편이었다. ‘Bluejay’와 ‘Sharpblue’간의 자가 및 타가교배 결과 자가교배보다 타가교배에서 종자 형성률이 높았다.
국내 도입된 하이부쉬 블루베리의 품종 선발의 기초 자료로 활용하기 위하여 블루베리의 형태적 및 품종별 화기 특성에 관해 연구하였다. 블루베리의 수술의 형태를 보면 화사는 판형이었고 모용이 잘 발달되어 있으며, 개약 시 약벽이 열개되지 않고 돌출된 두 개의 관으로 꽃가루가 배출되어 독특하였다. 화분은 3월 하순경에 감수 분열된 후에 분리되지 않은 채로 성숙한 사분자 화분(tetrad pollen)이었다. 약당 사분자 화분립 수는 400~1,300개였으며, 화분립 수가 많은 품종이 발아율도 높은 편이었다. 블루베리의 암술은 5개의 심피로 구성되어 있으며, 화주는 갈라진 부분이 없이 하나였다. 자방당 배주 수는 39~67개 정도였으며, 각 품종별로 변이 계수가 11.6~31.0%로 큰 편이었다. ‘Bluejay’와 ‘Sharpblue’간의 자가 및 타가교배 결과 자가교배보다 타가교배에서 종자 형성률이 높았다.
Morphology and characteristics of floral organ in highbush blueberry cultivars were studied to select suitable cultivars of highbush blueberry for domestic cultivation. The stamen consists an anther and a tape-like hairy filament with well-developed trichomes. When the anther was opened, the wall of...
Morphology and characteristics of floral organ in highbush blueberry cultivars were studied to select suitable cultivars of highbush blueberry for domestic cultivation. The stamen consists an anther and a tape-like hairy filament with well-developed trichomes. When the anther was opened, the wall of anther was not dehiscent, and pollen grains were discharged into two tubes. Pollen was mature tetrad type without being separated after meiosis (Late March). The number of pollen granules per anther was 400~1,300, the germination rate was higher in the cultivars having many pollen grains. Pistil was composed of five carpels and a shipper without separate part. The number of ovules per ovary was 39~67, therefore, the coefficient of ranged from 11.6 to 31.0%. The seed pod formation by combination of ‘Bluejay’ and ‘Sharpblue’ was higher in the cross-pollination than in the self-pollination.
Morphology and characteristics of floral organ in highbush blueberry cultivars were studied to select suitable cultivars of highbush blueberry for domestic cultivation. The stamen consists an anther and a tape-like hairy filament with well-developed trichomes. When the anther was opened, the wall of anther was not dehiscent, and pollen grains were discharged into two tubes. Pollen was mature tetrad type without being separated after meiosis (Late March). The number of pollen granules per anther was 400~1,300, the germination rate was higher in the cultivars having many pollen grains. Pistil was composed of five carpels and a shipper without separate part. The number of ovules per ovary was 39~67, therefore, the coefficient of ranged from 11.6 to 31.0%. The seed pod formation by combination of ‘Bluejay’ and ‘Sharpblue’ was higher in the cross-pollination than in the self-pollination.
본 연구는 국내에서 주로 재배중인 블루베리 품종을 대상으로 블루베리의 형태적 및 품종별 화기 특성에 관해 조사하였다. 이상의 결과에서 볼 때 국내 블루베리 생산량을 증가시키기 위해서 블루베리 재배 시 화기 특성을 감안하여 단일 품종을 식재하는 것보다는 타가수분을 유도할 수 있도록 여러 품종을 혼식하는 것이 효과적임을 알 수 있었다.
제안 방법
4분자 화분(tetrad pollen)의 발달 과정을 관찰하기 위해 개화 1개월 전인 3월 중순부터 개화 시까지 5일 간격으로 꽃눈을 채취하여 formalin-acetic acid-alcohol (FAA) 고정액에 넣어 보관하였다. 고정액에 보관한 시료를 진공 펌프로 내부 공기를 뽑아 낸 후 9단계로(70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 100, 100%) 에탄올을 이용해 탈수시켰다. 탈수시킨 꽃눈을 n-butanol과 soft-paraffin이 1:1로 섞인 시험관에 넣고 60℃ 항온기에서 1~3시간 처리한 후 soft paraffin(melting point (m.
, Japan) 하(4 ×)에서 슬라이드 글래스 위에 수술을 올려 놓고 커버 글래스를 덮은 다음 약벽을 두드려 꽃가루관으로 빠져 나온 전체 수를 조사하였다. 꽃가루 발아는 10% sucrose와 1% agar 기본 배지에 20 ㎎/L H3BO3와 30 ㎎/L Ca(NO3)2·4H2O를 첨가한 배지(Kwack, 1965)에서 3시간 발아시킨 후 발아 정도에 따라 무(-), 소(+), 중(+++), 다(+++++) 등으로 구분하였다.
꽃가루 수가 많은 품종이 발아율이 높아(Table 3) ‘Bluejay’와 ‘Sharpblue’를 대상으로 자가 수분과 타가 수분을 시킨 후 적숙기에 종자 수와 과실 특성을 조사하였다(Table 5). ‘Bluejay’와 ‘Sharpblue’는 모두 자가교배 시 종자 수가 각각 8개와 6개로 매우 적었다.
수술의 특성으로는 수술 수와 길이, 약당 꽃가루 수, 꽃가루 발아능력을 조사하였다. 꽃가루 수는 광학 현미경(BX50F-3, Olympus Optical CO., Ltd., Japan) 하(4 ×)에서 슬라이드 글래스 위에 수술을 올려 놓고 커버 글래스를 덮은 다음 약벽을 두드려 꽃가루관으로 빠져 나온 전체 수를 조사하였다. 꽃가루 발아는 10% sucrose와 1% agar 기본 배지에 20 ㎎/L H3BO3와 30 ㎎/L Ca(NO3)2·4H2O를 첨가한 배지(Kwack, 1965)에서 3시간 발아시킨 후 발아 정도에 따라 무(-), 소(+), 중(+++), 다(+++++) 등으로 구분하였다.
블루베리 품종별 약당 사분자 화분 수와 발아력을 조사하였다(Table 3). 품종별 약당 사분자 화분의 수는 400~1,300개로 차이가 컸다.
소화의 특성으로는 화경 길이, 꽃받침 수와 길이, 화판의 길이와 폭 등을 조사하였다.
수술과 암술의 형태를 관찰하기 위해 FAA 고정액에 보관한 꽃을 진공 펌프로 내부 공기를 뽑아 낸 후 에탄올(50, 75, 90, 95, 100%)로 탈수시켜 isoamyl acetate 전처리하였다. 액화 이산화탄소로 임계점에서 건조한 후 0.
수술의 특성으로는 수술 수와 길이, 약당 꽃가루 수, 꽃가루 발아능력을 조사하였다. 꽃가루 수는 광학 현미경(BX50F-3, Olympus Optical CO.
암술 특성으로는 화주 길이와 자방 내 배주 수를 조사하였다. 자방 내 배주 수는 자방벽을 칼로 절단 후 각 심피 당 배주 수를 조사한 후 합하였다.
자가 및 타가 수분 정도를 조사하기 위해 개화된 꽃수가 많았던 ‘Bluejay’와 ‘Sharpblue’를 대상으로 개화 전에 실내에서 미리 개약시킨 두 품종의 꽃가루로 꽃봉오리 상태에서 꽃잎을 제거한 후 두 품종 간에 인위적으로 자가 및 타가 수분시켰다. 인공 수분시킨 과실은 품종별로 적숙기에 1차 수확한 과실을 대상으로 과실 크기와 무게, 종자 수, 가용성고형물 등을 조사하였다. 가용성고형물 함량은 디지털 굴절당도계(PR-100, Atago Co.
자가 및 타가 수분 정도를 조사하기 위해 개화된 꽃수가 많았던 ‘Bluejay’와 ‘Sharpblue’를 대상으로 개화 전에 실내에서 미리 개약시킨 두 품종의 꽃가루로 꽃봉오리 상태에서 꽃잎을 제거한 후 두 품종 간에 인위적으로 자가 및 타가 수분시켰다. 인공 수분시킨 과실은 품종별로 적숙기에 1차 수확한 과실을 대상으로 과실 크기와 무게, 종자 수, 가용성고형물 등을 조사하였다.
대상 데이터
3년생 삽목묘 하이부쉬 블루베리(Vaccinium corymbosum L.) 8품종을 원광대학교 과수원에 재식한 후 실험을 수행하였다. 재식 품종은 하이부쉬 블루베리로 ‘Bluecrop’, ‘Sunrise’, ‘Bluejay’, ‘Spartan’, ‘Dixi’, ‘Jersey’, ‘Rancocas’ 등 7품종과 난지형(southern type) 하이부쉬 블루베리인 ‘Sharpblue’ 1품종 등 8품종이었다.
) 8품종을 원광대학교 과수원에 재식한 후 실험을 수행하였다. 재식 품종은 하이부쉬 블루베리로 ‘Bluecrop’, ‘Sunrise’, ‘Bluejay’, ‘Spartan’, ‘Dixi’, ‘Jersey’, ‘Rancocas’ 등 7품종과 난지형(southern type) 하이부쉬 블루베리인 ‘Sharpblue’ 1품종 등 8품종이었다.
조사 품종은 하이부쉬 블루베리 4년생 ‘Bluecrop’, ‘Bluejay’, ‘Dixi’, ‘Jersey’, ‘Rancocas’, ‘Sharpblue’ ‘Spartan’, ‘Sunrise’ 등 8품종이며, 품종별 화총 당 꽃 수를 조사하였다.
성능/효과
품종별 수술의 수와 길이, 화주의 길이는 Table 2와 같다. ‘Dixi’와 ‘Sharpblue’의 수술 수는 모든 꽃이 10개로 변이가 없었지만, 그 외의 품종은 11개나 12개인 것이 관찰되어 심피 수가 6개인 꽃도 발생되었다는 것을 알 수 있었다. 수술의 길이는 5.
블루베리 꽃의 형태는 방화 곤충의 활동 및 수정율과 관련이 있으며(Eck and Mainland, 1971; Ritzinger and Lyrene, 1999), 꽃 길이보다 폭이 넓어 L/D율이 작은 편이 수분에 유리하다(Eck and Mainland, 1971). 따라서 꽃의 L/D율이 1.44로 꽃 직경에 비해 길이가 긴 특징을 보인 ‘Dixi’가 수분에 불리할 것으로 판단되었다.
품종별 약당 사분자 화분의 수는 400~1,300개로 차이가 컸다. 발아 능력은 ‘Bluecrop’와 ‘Rancocas’가 가장 높았으며, 그 다음으로 ‘Bluejay’, ‘Dixi’, ‘Sharpblue’가 비교적 높았다. 그리고 ‘Spartan’, ‘Sunrise’, ‘Jersey’의 발아율이 낮았다.
1C, D, E). 블루베리의 꽃가루는 개약 시 약벽이 터지면서 화분들이 나오는 것이 아니라 벌이나 나비와 같은 곤충들이 약을 건들면서 생기는 압력에 의해 돌출된 두 개의 관으로 꽃가루들이 배출되는 독특한 특징을 지니고 있었다. 화분은 점성이 없어 공열개 관을 타고 쉽게 흘러내리지만(Fig.
‘Dixi’와 ‘Sharpblue’의 수술 수는 모든 꽃이 10개로 변이가 없었지만, 그 외의 품종은 11개나 12개인 것이 관찰되어 심피 수가 6개인 꽃도 발생되었다는 것을 알 수 있었다. 수술의 길이는 5.5~7.3 ㎜ 범위였으며, ‘Bluejay’와 ‘Jersey’가 각각 7.0 ㎜와 7.3 ㎜로 길었고, ‘Dixi’와 ‘Spartan’이 각각 5.8 ㎜와 5.5 ㎜로 짧았다. 화주 길이는 7.
본 연구는 국내에서 주로 재배중인 블루베리 품종을 대상으로 블루베리의 형태적 및 품종별 화기 특성에 관해 조사하였다. 이상의 결과에서 볼 때 국내 블루베리 생산량을 증가시키기 위해서 블루베리 재배 시 화기 특성을 감안하여 단일 품종을 식재하는 것보다는 타가수분을 유도할 수 있도록 여러 품종을 혼식하는 것이 효과적임을 알 수 있었다. 또한 혼식할 품종을 선택할 때에도 주품종과 개화 시기가 비슷한 품종일 뿐 아니라 타가 수분과 수정에 유리한 품종을 선택해야 할 것으로 판단되었다.
소화경의 길이가 짧으면 성숙기에 과총 내의 과실이 너무 밀생되어 찌그러진 과실들이 형성되어 과실의 모양에 영향을 주었다. 품종별 꽃받침 수는 대부분 5개였으며, 꽃 중에는 6개인 것도 있었다. Vaccinium속 식물은 종에 따라 심피가 4~10개가 모여 과실이 되지만(Austin, 1994) 블루베리는 심피 수가 5개인 것이 정상이다.
블루베리 품종별 약당 사분자 화분 수와 발아력을 조사하였다(Table 3). 품종별 약당 사분자 화분의 수는 400~1,300개로 차이가 컸다. 발아 능력은 ‘Bluecrop’와 ‘Rancocas’가 가장 높았으며, 그 다음으로 ‘Bluejay’, ‘Dixi’, ‘Sharpblue’가 비교적 높았다.
품종별 자방당 배주 수(Table 4)는 39~67개 범위였으며, ‘Sunrise’가 67개로 가장 많았고, ‘Dixi’, ‘Jersey’, ‘Rancocas’, ‘Spartan’ 등이 39~41개로 적은 편이었다. 블루베리는 품종 간에 배주 수의 변이가 크다고 알려져 있지만(Vorsa et al.
하이부쉬 블루베리의 품종별 소화의 형태적 특성을 보면 ‘Spartan’의 꽃이 가장 컸으며, ‘Rancocas’의 꽃이 가장 작았다(Table 1). 꽃의 L/D율은 ‘Spartan’과 ‘Sunrise’가 0.
하이부쉬 블루베리의 화기 형태를 현미경 상으로 관찰한 결과 수술의 화사(filament)는 판형이었고 모용이 잘 발달되어 있으며, 약은 2엽(lobe) 4실(locule)이었고, 각 엽에 공열개가 관으로 이루어져 있었다(Fig. 1C, D, E).
5 ㎜로 짧았다. 화주 길이는 7.5~9.8 ㎜ 범위였으며, ‘Bluejay’가 가장 길었고, ‘Rancocas’가 가장 짧았다. ‘Rancocas’는 다른 품종에 비하여 꽃의 크기가 매우 작아(Table 1) 수술과 화주의 길이가 짧은 것으로 생각되었다.
후속연구
, 1981; Lang and Danka, 1991). 그러나 약당 사분자 화분 수 및 발아력(Table 3)과 배주수(Table 4) 등이 비슷한 두 품종 간에 정역 교배 시 종자 수에 큰 차이를 보인 것은 앞으로 더 검토할 필요가 있다. 과중은 ‘Sharpblue’를 타가 교배시킨 것이 2.
이상의 결과에서 볼 때 국내 블루베리 생산량을 증가시키기 위해서 블루베리 재배 시 화기 특성을 감안하여 단일 품종을 식재하는 것보다는 타가수분을 유도할 수 있도록 여러 품종을 혼식하는 것이 효과적임을 알 수 있었다. 또한 혼식할 품종을 선택할 때에도 주품종과 개화 시기가 비슷한 품종일 뿐 아니라 타가 수분과 수정에 유리한 품종을 선택해야 할 것으로 판단되었다.
하이부쉬 블루베리는 4배체 품종으로 그 기원이 북미에 자생하고 있던 종들이 생태 및 지리적 격리에 의해 분화된 많은 2배체 산앵두나무속 종들이 염색체 배가나 종간 잡종에 의해 만들어졌기 때문에 동질 4배체들(autotetraploid)인 경우가 많다(Cockerham and Galletta, 1976). 자연적 염색체 배가에 의해 만들어진 동질 4배체 품종은 임성이 낮고, 종간 교잡에 의해 만들어진 이질 4배체(allotetradploid) 품종은 임성이 높기 때문에(Megalos and Ballington, 1987) 사분자 화분 수와 발아력으로 볼 때, ‘Jersey’, ‘Spartan’, 및 ‘Sunrise’는 이질 배수체보다는 동질 배수체 품종에 가깝다고 생각되었으며, 앞으로 게놈 분석 등으로 확인할 필요가 있다고 판단되었다.
참고문헌 (31)
Austin, M.E. 1994. Potentials of blueberry production in Northeast Asia. Horticulture in Northeast Asia. J. Kor. Soc. Hort. Sci. 35 (SUPPL. I):22-32.
Bae, K.S. and T.C. Kim. 2002. Effect of the number of pollinated styles on the pollen tube growth and fertilization in 'Niitaka' pear (Pyrus pyrifolia Nakai). J. Kor. Soc. Hort. Sci. 43:613-616.
Bae, K.S., H.C. Kim, H.J. Lee, B.Y. Lee and T.C. Kim. 2006. Characteristics of flower bud differentiation in highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.) cultivars. Kor. J. Hort. Sci. Technol. 24:222-227.
Berlyn, G.P. and J.P. Miksche. 1976. Botanical Microtechniqe and Cytochemistry. The Iowa State University Press. Ames, IA (USA).
Bhojwani, S.S. and S.P. Bhatnagar. 1974. The Embryology of Angiosperms. Vikas Publ. House, New Delhi, India.
Bold, H.C., C.J. Alexopoulos and T. Delevoryas. 1980. Morphology of Plants and Fungi. Harper & Row Publ., New York, NY (USA).
Brewer, J.W. and R.C. Dobson. 1969. Seed count and berry size in relation to pollinator level and harvest date for the highbush blueberry (Vaccinium corymbosum). J. Econ. Entomol. 62:1353-1355.
Cockerham, L.E. and G.J. Galletta. 1976. A survey of pollen characteristics in certain Vaccinum species. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 101:671-676.
Easu, K. 1977. Anatomy of Seed Plants. John Wiley & Sons, Inc. New York, NY (USA).
Eck, P. and C.M. Mainland. 1971. Highbush blueberry fruit set in relation to flower morphology. HortScience 6:494-495.
Eck, P. and N.F. Childers. 1966. Blueberry Culture. Rutgers Univ. Press. New Brunswick and New Jersey. pp. 102-108.
El-Agamy, S.Z.A., W.B. Sherman and P.M. Lyrene. 1981. Fruit set and seed number from self- and cross-pollinated highbush (4X) and rabbiteye (6X) blueberries. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 106:443-445.
Kim, S.J., D.J. Yu, J.H. Kim, T.C. Kim, B.Y. Lee and H.J. Lee. 2004. Comparative photosynthetic characteristics of well-watered and water-stressed 'Rancocas' highbush blueberry leaves. J. Kor. Soc. Hort. Sci. 45:143-148.
Kim, S.J., D.J. Yu, T.C. Kim and H.J. Lee. 2011. Growth and photosynthetic characteristics of blueberry (Vaccinium corymbosum cv. Bluecrop) under various shade levels. Sci. Hort. 129:486-492.
Kwack, B.H. 1965. The effect of calcium on pollen germination. Proc. Amer. Soc. Hort. Sci. 87:818-823.
Lang, G.A. and R.G. Danka. 1991. Honey-bee-mediated crossversus self-pollination of 'Sharpblue' blueberry increases fruit size and hastens ripening. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 116:770-773.
Lee, B.Y. and J.G. Lee. 2001. Introduction of blueberry plants and establishment of cutting propagation method. Collection of Treatises in Daesan 9:87-102.
Lee, C.B. 1989. A Pictorial Book of the Korea Plant. Hyangmoonsa, Seoul, Korea. pp. 603-604.
Lyrene, P.M. 1994a. Variation within and among blueberry taxa in flower size and shape. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 119:1039-1042.
Lyrene, P.M. 1994b. Environmental effects on blueberry flower size and shape are minor. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 119:1043-1045.
Megalos, B.S. and J.R. Ballington. 1987. Pollen viability in five Southeastern United States diploid species of Vaccinium. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 112:1009-1012.
Moore, J.N., B.D. Reynolds and G.R. Brown. 1972. Effects of seed number, size and development on fruit size of cultivated blueberries. HortScience 7:268-269.
O'Brien, T.P. and M.E. McCully. 1981. The Study of Plant Structure: Principles and selected methods. Termarcarphi Pty. Ltd., Melbourne, Australia.
Park, K.S., S.J. Kim, E.H. Chang, M.S. Ryu, H. Ju, S.C. Lee, T.J. Kang, D.J. Ha, D.S. Jung, K. C. Sung, H.L. Kim and Y.H. Gwon. 2013. Blueberry. RDA. Korea. pp. 23-26.
Parrie, E.J. and G.A. Lang. 1992. Self- and cross-pollination affect stigmatic pollen saturation in blueberry. HortScience 27:1105-1107.
Ritzinger, R. and P.M. Lyrene. 1998. Comparison of seed number and mass of southern highbush blueberries vs. those of their F1 hybrids with V. simulatum after open pollination. HortScience 33:887-888.
Vorsa, N., G. Jelenkovic, A.D. Draper and W.V. Welker. 1987. Fertility of 4X × 5X and 5X × 4X progenies derived from Vaccinium ashei/corymbosum pentaploid hybrids. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 112:993-997.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.