염 스트레스에 따른 감자 품종 (Solanum tuberosum L.) 간 생육, 수량 및 proline 함량 변이 Effect of Salinity Stress on Growth, Yield, and Proline Accumulation of Cultivated Potatoes (Solanum tuberosum L.)원문보기
염처리(electrical conductivity, EC 1.0, 4.0, $8.0dS{\cdot}m^{-1}$)에 따른 감자 품종들의 생장, 수량성 및 염 저항성을 이해하고자 국내외 감자 18품종을 각 처리 수준별 염상토 및 염수로 관수 재배하였다. 경, 엽, 뿌리 및 chlorophyll, 수량성, proline 함량을 조사하여 ANOVA 및 상관성을 분석하였다. 경수와 경두께는 염처리의 영향이 없었던 반면, 경장과 지상부 무게는 염에 매우 민감하였다. 특히, 지상부 무게는 대부분 품종에서 고염일수록 감소하였으나 일부 품종('대지', '고운', '하령', 'LT-8')에서는 오히려 더 증가하여 품종 간 차이가 컸다. 엽수, 엽면적, 엽중은 염처리 및 품종${\times}$염의 교호작용에 의해 매우 민감한 영향을 받았으며, 뿌리 생장은 염처리 단일 요인에 대해서는 유의성이 높았으나 품종${\times}$염의 교호작용에 대한 유의성은 없었다. 총 chlorophyll과 chlorophyll a 함량은 염에 민감하였던 반면 품종${\times}$염의 영향은 없었으며, chlorophyll b는 이와 상반된 경향을 나타내었다. 괴경수, 평균괴경무게, 괴경수량 모두 염에 매우 민감하였으며, 괴경수량의 경우, '수미', '크로다', '로마나', '두백'이 지상부 생장이 왕성했던 품종들보다 더 양호하였다. Proline 함량은 염처리로 모든 품종에서 증가하였으며, 지상부 생장이 양호한 품종에서 함량 증가가 두드러졌다. 염 저항성 평가 지표로써 엽수, 엽면적, 엽중 및 뿌리길이는 괴경수량과 밀접한 상관성이 있어 유용할 것으로 여겨졌으나, proline 함량은 염수준이 높을수록 괴경수량과 부의 상관성이 높아 활용 지표로의 효용성이 낮았다. 결론적으로 감자 품종들 간 염 저항성은 매우 다양하였으며, 염수준이 높을수록 지상부 생장과 괴경 수량성 간 상관성이 낮아 수량이 중요한 농업적 측면에서는 염 저항성 판단 시 지상부 생장보다 상대적인 수량감소율을 활용하는 것이 더 실용적일 것으로 생각되며, '수미', '크로다', '로마나', '두백' 등이 염 저항성 감자 육성을 위한 교배재료 및 염이 문제되는 경작지에서 감자의 지속생산을 위하여 유망할 것으로 생각된다.
염처리(electrical conductivity, EC 1.0, 4.0, $8.0dS{\cdot}m^{-1}$)에 따른 감자 품종들의 생장, 수량성 및 염 저항성을 이해하고자 국내외 감자 18품종을 각 처리 수준별 염상토 및 염수로 관수 재배하였다. 경, 엽, 뿌리 및 chlorophyll, 수량성, proline 함량을 조사하여 ANOVA 및 상관성을 분석하였다. 경수와 경두께는 염처리의 영향이 없었던 반면, 경장과 지상부 무게는 염에 매우 민감하였다. 특히, 지상부 무게는 대부분 품종에서 고염일수록 감소하였으나 일부 품종('대지', '고운', '하령', 'LT-8')에서는 오히려 더 증가하여 품종 간 차이가 컸다. 엽수, 엽면적, 엽중은 염처리 및 품종${\times}$염의 교호작용에 의해 매우 민감한 영향을 받았으며, 뿌리 생장은 염처리 단일 요인에 대해서는 유의성이 높았으나 품종${\times}$염의 교호작용에 대한 유의성은 없었다. 총 chlorophyll과 chlorophyll a 함량은 염에 민감하였던 반면 품종${\times}$염의 영향은 없었으며, chlorophyll b는 이와 상반된 경향을 나타내었다. 괴경수, 평균괴경무게, 괴경수량 모두 염에 매우 민감하였으며, 괴경수량의 경우, '수미', '크로다', '로마나', '두백'이 지상부 생장이 왕성했던 품종들보다 더 양호하였다. Proline 함량은 염처리로 모든 품종에서 증가하였으며, 지상부 생장이 양호한 품종에서 함량 증가가 두드러졌다. 염 저항성 평가 지표로써 엽수, 엽면적, 엽중 및 뿌리길이는 괴경수량과 밀접한 상관성이 있어 유용할 것으로 여겨졌으나, proline 함량은 염수준이 높을수록 괴경수량과 부의 상관성이 높아 활용 지표로의 효용성이 낮았다. 결론적으로 감자 품종들 간 염 저항성은 매우 다양하였으며, 염수준이 높을수록 지상부 생장과 괴경 수량성 간 상관성이 낮아 수량이 중요한 농업적 측면에서는 염 저항성 판단 시 지상부 생장보다 상대적인 수량감소율을 활용하는 것이 더 실용적일 것으로 생각되며, '수미', '크로다', '로마나', '두백' 등이 염 저항성 감자 육성을 위한 교배재료 및 염이 문제되는 경작지에서 감자의 지속생산을 위하여 유망할 것으로 생각된다.
This study evaluated the responses of 18 potato cultivars to three levels of salinity stress (electrical conductivity, EC: 1.0, 4.0, and $8.0dS{\cdot}m^{-1}$). Stem, leaf, root, chlorophyll, tuber yield, and proline content were investigated and statistically analyzed using analysis of va...
This study evaluated the responses of 18 potato cultivars to three levels of salinity stress (electrical conductivity, EC: 1.0, 4.0, and $8.0dS{\cdot}m^{-1}$). Stem, leaf, root, chlorophyll, tuber yield, and proline content were investigated and statistically analyzed using analysis of variance (ANOVA) and correlations. Stem number and stem diameter were not affected by salinity, but stem length and aerial weight showed highly significant responses to salinity. Aerial weight decreased with increasing salinity levels in most cultivars, while it increased in some the cultivars 'Daejima', 'Goun', 'Haryeong', and 'LT-8'. Leaf number, leaf area index, and leaf weight were most significantly affected by salinity and the cultivar ${\times}$ salinity interaction. Root length, root weight, total chlorophyll and chlorophyll a were affected by salinity, but not by the cultivar ${\times}$ salinity interaction. The opposite trend was shown in chlorophyll b. Although there was great variability among cultivars, tuber yield decreased in all cultivars, and was most significantly influenced by salinity and the cultivar ${\times}$ salinity interaction. 'Superior', 'Kroda', 'Romana', and 'Duback' gave better tuber yields under salinity at EC 4.0 and $8.0dS{\cdot}m^{-1}$ than the cultivars with better aerial weights. Proline content was increased by salinity in all cultivars, and was more remarkable in the cultivars with better aerial weights than in cultivars such as 'Superior' and 'Kroda' with better tuber yields. Leaf number, leaf area index, leaf weight, and root length parameters were considered to be useful criteria in the evaluation of salt tolerance because of their high positive correlation with tuber yield; however, given its negative correlation with tuber yield under high salinity, proline content was not. Salinity tolerances varied greatly among potato cultivars. The low correlation between growth and yields of aerial parts under high salinity suggests that, in commercial agriculture, it might be more practical to compare relative yields to controls. Additionally, 'Superior', 'Kroda', 'Romana', and 'Duback' might be very useful cultivars to use in breeding programs to develop salinity-tolerant potatoes, as well as for sustainable potato production in saline areas.
This study evaluated the responses of 18 potato cultivars to three levels of salinity stress (electrical conductivity, EC: 1.0, 4.0, and $8.0dS{\cdot}m^{-1}$). Stem, leaf, root, chlorophyll, tuber yield, and proline content were investigated and statistically analyzed using analysis of variance (ANOVA) and correlations. Stem number and stem diameter were not affected by salinity, but stem length and aerial weight showed highly significant responses to salinity. Aerial weight decreased with increasing salinity levels in most cultivars, while it increased in some the cultivars 'Daejima', 'Goun', 'Haryeong', and 'LT-8'. Leaf number, leaf area index, and leaf weight were most significantly affected by salinity and the cultivar ${\times}$ salinity interaction. Root length, root weight, total chlorophyll and chlorophyll a were affected by salinity, but not by the cultivar ${\times}$ salinity interaction. The opposite trend was shown in chlorophyll b. Although there was great variability among cultivars, tuber yield decreased in all cultivars, and was most significantly influenced by salinity and the cultivar ${\times}$ salinity interaction. 'Superior', 'Kroda', 'Romana', and 'Duback' gave better tuber yields under salinity at EC 4.0 and $8.0dS{\cdot}m^{-1}$ than the cultivars with better aerial weights. Proline content was increased by salinity in all cultivars, and was more remarkable in the cultivars with better aerial weights than in cultivars such as 'Superior' and 'Kroda' with better tuber yields. Leaf number, leaf area index, leaf weight, and root length parameters were considered to be useful criteria in the evaluation of salt tolerance because of their high positive correlation with tuber yield; however, given its negative correlation with tuber yield under high salinity, proline content was not. Salinity tolerances varied greatly among potato cultivars. The low correlation between growth and yields of aerial parts under high salinity suggests that, in commercial agriculture, it might be more practical to compare relative yields to controls. Additionally, 'Superior', 'Kroda', 'Romana', and 'Duback' might be very useful cultivars to use in breeding programs to develop salinity-tolerant potatoes, as well as for sustainable potato production in saline areas.
이에 따라, 본 연구는 국내외 주요 감자 품종의 염 스트레스에 대한 생육, 수량성 및 proline 함량 반응을 구명하고, 농업적 측면에서 품종 간 염 저항성을 상호 비교함으로써 염 저항성 감자 품종 개발을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다.
제안 방법
0 dS·m-1 등 3수준으로 조제하였다. 먼저, 염상토는 염수준 별로 쑥쑥이 상토(EC 0.42 dS·m-1) 50L당 천일염을 각각 8g, 45g, 86g 내외로 첨가하여 골고루 혼합 후 사용하였다. 염수는 실험온실에서 관수원으로 사용하는 수돗물(EC 0.
42 dS·m-1) 50L당 천일염을 각각 8g, 45g, 86g 내외로 첨가하여 골고루 혼합 후 사용하였다. 염수는 실험온실에서 관수원으로 사용하는 수돗물(EC 0.67 dS·m-1) 100L당 천일염을 각각 11g, 130g, 265g 내외로 첨가 후 잘 저어서 완전히 녹여 염수준 별 관수 처리에 사용하였다. 파종을 위하여 플라스틱 포트(지름 20cm, 높이 25cm)에 염상토를 적당량 충진 후, 포트당 괴경 1개씩을 10cm 깊이로 파종하였으며, 각 처리 당 품종 별 포트 5개씩을 3반복으로 하여 완전임의배치법으로 실험하였다.
5cm 내외로 균일하게 출현된 괴경들을 골라 염수준 별로 다르게 조제된 염상토와 염수를 이용하여 강릉시 송정에 위치한 유리온실에서 3월 25일 파종 및 봄재배하였다. 염처리를 위한 염상토 및 염수는 원예용 상토(쑥쑥이 2호, 농우바이오, 수원, 대한민국)와 수돗물에 순도 97% 이상의 국내산 천일염을 일정량 첨가하여 EC 1.0(대조구), 4.0, 8.0 dS·m-1 등 3수준으로 조제하였다. 먼저, 염상토는 염수준 별로 쑥쑥이 상토(EC 0.
대상 데이터
본 연구에 공시된 실험재료는 국내 감자 장려품종인 ‘수미’(‘Superior’), ‘대서’(‘Atlantic’), ‘대지’(‘Daejima’), ‘고운’(‘Goun’), ‘하령’(‘Haryeong’), ‘추백’(‘Chuback’), ‘두백’(‘Duback’)과 농촌진흥청 고령지농업연구소에서 유전자원으로 보유하고 있는 ‘파보리타’(‘Favorite’), ‘LT-8’, ‘스푼타’(‘Spunta’), ‘레드라소다’(‘Redlasoda’), ‘러셋 버뱅크’(‘Russet burbank’), ‘크로다’(‘Kroda’), ‘로마나’(‘Romana’), ‘레드스칼렛’(‘Redscarret’), ‘데지레’(‘Desiree’), ‘마르포나’(‘Marfona’), ‘그라놀라’(‘Granola’) 등 국내외 감자 18품종을 대상으로 하였다.
데이터처리
본 실험에서 도출된 data의 통계분석을 위하여 SAS enterprise guide 4.3(SAS Institute Inc, Cary, NC, USA) 통계프로그램을 이용하여 ANOVA 분석(Analysis of variance)을 수행하였으며, DMRT(Duncan’s Multiple Range Test) 5% 수준에서 유의성을 검정하였다.
성능/효과
결론적으로, 본 실험에서 염 처리에 따른 감자 품종 간 생장양상과 수량요소의 반응에 차이가 있음을 알 수 있었다. 또한, 식물체의 염 저항성 관련 지표로써 일반적으로 널리 알려져 있는 proline 함량의 효용성은 농업적 측면에서는 다소 낮은 것으로 확인되었다.
결론적으로, 본 실험에서 염 처리에 따른 감자 품종 간 생장양상과 수량요소의 반응에 차이가 있음을 알 수 있었다. 또한, 식물체의 염 저항성 관련 지표로써 일반적으로 널리 알려져 있는 proline 함량의 효용성은 농업적 측면에서는 다소 낮은 것으로 확인되었다. 이는 지상부 생장과 괴경 수량성과의 연관성이 염수준이 높을수록 낮았기 때문이었다.
따라서, 감자의 염 저항성 판단 시 단편적인 기준 적용보다는 식물학적으로는 식물체의 생장량을, 농업적인 목적으로는 상대적인 수량감소율을 평가 기준으로 활용하는 것이 보다 실용적일 것으로 생각되었다. 이러한 측면에서 볼 때, 고염조건에서 수량감소율이 다른 품종들보다 상대적으로 낮은 ‘수미’, ‘크로다’, ‘두백’ 등은 염 저항성 감자 육성을 위한 교배재료로써 뿐만 아니라, 염이 문제되는 지역에서 감자의 생산 안정성을 높이는데 유용한 품종들로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
염 스트레스에 노출되는 경우 어떤 것이 발생하는가?
, 1993). 또한, 염 스트레스에 노출될 경우, 엽 황화, tip burn, leaf burn, 줄기왜화, 괴경표피경화, 괴경열개 등이 발생한다고 알려져 있다(Greenway and Munns, 1980; Feigin, 1988). 한편, 감자는 지구상에 약 2000여종 이상이 존재하며(Hanneman Jr.
Proline은 염 스트레스에 대항하여 식물 속에서 어떤 역할을 하는가?
, 2000). Proline은 염 스트레스에 처한 식물에서 함량이 증가하는데, 세포외부의 삼투압에 반응하여 세포내 삼투압을 조절하고, 세포막을 보호하며, 생체효소를 안정화시켜 염에 대한 저항력을 높인다(Delauney and Verma, 1993; Nanjo et al., 1999; Hasegawa et al.
감자의 민감성 또는 저항성은 유전적 소질에 따라 차이가 나는데 이것은 무엇을 의미하는 것인가?
, 2013). 즉, 2배체인 근연야생종들이 4배체인 일반 재배종보다 염 저항성이 강한 경향이며(Martinez et al., 1996; Arvin and Donnelly, 2008), 4배체 상업적 재배종들 간에도 염 스트레스 조건에서 생장과 수량성에 큰 차이가 있음이 보고되었다(Elkhatib et al., 2004; Homayoun et al.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.