배수성에 따른 심비디움 꽃 향기의 변화를 알아보기 위해 전자코를 이용하여 C. Golden Elf 'Sundust'의 2배체와 4배체 꽃을 PCA(주성분분석)와 DFA(판별함수분석)로 분석한 결과, 꽃 한 송이의 향기는 2배체에 비해 4배체에서 강하게 나타났고, 화기 조직별 향기는 예주가 가장 강하게 나타났으며 꽃잎과 설판은 근접한 패턴을 보였다. 배수성에 따른 심비디움의 분화수명의 차이를 알아보기 위해 C. Golden Elf 'Sundust'와 C. Elma 'Orient Toyo' 분화의 화경을 조사한 결과 개화기간뿐 만 아니라 화경당 화수, 화경장에서 모두 차이가 나타나지 않았다. 본 연구는 심비디움을 비롯한 다른 종류의 난과식물 배수체 육종에 있어 기초자료로 유용하게 활용 될 것이다.
배수성에 따른 심비디움 꽃 향기의 변화를 알아보기 위해 전자코를 이용하여 C. Golden Elf 'Sundust'의 2배체와 4배체 꽃을 PCA(주성분분석)와 DFA(판별함수분석)로 분석한 결과, 꽃 한 송이의 향기는 2배체에 비해 4배체에서 강하게 나타났고, 화기 조직별 향기는 예주가 가장 강하게 나타났으며 꽃잎과 설판은 근접한 패턴을 보였다. 배수성에 따른 심비디움의 분화수명의 차이를 알아보기 위해 C. Golden Elf 'Sundust'와 C. Elma 'Orient Toyo' 분화의 화경을 조사한 결과 개화기간뿐 만 아니라 화경당 화수, 화경장에서 모두 차이가 나타나지 않았다. 본 연구는 심비디움을 비롯한 다른 종류의 난과식물 배수체 육종에 있어 기초자료로 유용하게 활용 될 것이다.
We investigated the intensity and pattern of the scent produced by diploid and tetraploid Cymbidium flowers, using an electronic nose with 6 metal oxide sensors (MOS). The MOS responses were evaluated by principal component analysis, discriminant function analysis, and sensor data. These analyses re...
We investigated the intensity and pattern of the scent produced by diploid and tetraploid Cymbidium flowers, using an electronic nose with 6 metal oxide sensors (MOS). The MOS responses were evaluated by principal component analysis, discriminant function analysis, and sensor data. These analyses revealed that tetraploid flowers had a stronger scent than diploid flowers in Cymbidium Golden Elf 'Sundust'. Furthermore, among the different flower parts-column, lip, and petals-the column produced the strongest scent. There was no significant difference between the flowering periods of diploid and tetraploid potted Cymbidium Golden Elf 'Sundust' and Cymbidium Elma 'Orient Toyo' grown in a greenhouse. Moreover, there were no significant differences between the number of flowers per flower stem and the length of flower stems on the diploid and tetraploid plants of these two Cymbidium cultivars. This study provides potentially useful information for the breeding of polyploidy Cymbidium in the floriculture industry.
We investigated the intensity and pattern of the scent produced by diploid and tetraploid Cymbidium flowers, using an electronic nose with 6 metal oxide sensors (MOS). The MOS responses were evaluated by principal component analysis, discriminant function analysis, and sensor data. These analyses revealed that tetraploid flowers had a stronger scent than diploid flowers in Cymbidium Golden Elf 'Sundust'. Furthermore, among the different flower parts-column, lip, and petals-the column produced the strongest scent. There was no significant difference between the flowering periods of diploid and tetraploid potted Cymbidium Golden Elf 'Sundust' and Cymbidium Elma 'Orient Toyo' grown in a greenhouse. Moreover, there were no significant differences between the number of flowers per flower stem and the length of flower stems on the diploid and tetraploid plants of these two Cymbidium cultivars. This study provides potentially useful information for the breeding of polyploidy Cymbidium in the floriculture industry.
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문제 정의
, 1998, 2003, 2006, 2008) 배수성에 따른 분화수명이나 꽃 향기 비교에 관한 연구는 거의 보고된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 인위적 처리를 통해 얻은 심비디움 4배체와 정상 2배체 꽃의 분화수명과 전자코를 이용한 꽃 향기의 강도 및 패턴 비교 분석을 통해 화훼류에서 방향성 배수체 육종의 기초자료를 얻고자 하였다
제안 방법
또한 심비디움의 화기조직별 향기 분석을 위해 ‘Sundust’ 2배체 꽃에서 꽃잎, 예주, 설판를 분리한 후 3가지 실험재료의 무게를 같게 하기 위해 꽃잎 2장, 설판 1개, 예주 1개(약 0.43g)를 각 10mL vial에 담아 3반복으로 분석하였다.
반복수는 ‘Sundust’는 9반복, ‘Toyo’는 14반복으로 조사를 실시하였다.
배수성에 따른 심비디움 꽃 향기 분석을 위해 ‘Sundust’ 2배체와 4배체 꽃에서 상악편, 꽃잎, 예주, 설판, 하악편을 각 한 개씩 20mL vial에 한데 모아 담아 10반복으로 분석하였다(Fig. 3).
배수성에 따른 심비디움 분화의 수명과 화경의 특성을 알아보기 위해 ‘Sundust’와 ‘Toyo’의 2, 4배체를 이용하여 개화기간과 화경 당 화수, 화경장을 조사하였다.
배수성에 따른 심비디움의 분화수명 및 특성 조사를 위해 한 온실 같은 베드에서 생육중인 ‘Sundust’와 ‘Toyo’를 각 품종별로 생육의 정도가 비슷한 2, 4배체 분화를 이용하여 개화기간과 화경 당 화수, 화경장을 조사하였다.
, 2011). 본 연구에서는 배수성에 따른 심비디움 꽃 한 송이와 화기별 강도와 패턴을 비교 분석하기 위해 PCA와 DFA통계분석을 모두 이용하였다. 그래프상의 도형들은 샘플의 반복을 나타내며, PCA에서 대조구(Air)를 기준으로 멀어질수록 향기의 강도가 강하다고 볼 수 있다.
5mL/sec의 속도로 injection port에 주입하였다. 분석 간격은 2분으로 설정하여 센서가 안정된 후, 다음 분석을 실행하였다.
배수성에 따른 심비디움의 분화수명 및 특성 조사를 위해 한 온실 같은 베드에서 생육중인 ‘Sundust’와 ‘Toyo’를 각 품종별로 생육의 정도가 비슷한 2, 4배체 분화를 이용하여 개화기간과 화경 당 화수, 화경장을 조사하였다. 분화의 감상기간은 일반적으로 개화하여 시들기 전까지이지만 한 화경 당 여러 송이의 꽃이 피는 심비디움의 특성상 명확한 분화의 수명을 알기 어려워 첫 개화-마지막 개화, 첫 개화-첫 낙화, 첫 낙화-마지막 낙화, 첫 개화-마지막 낙화날짜로 세분화하여 조사하였다. 반복수는 ‘Sundust’는 9반복, ‘Toyo’는 14반복으로 조사를 실시하였다.
심비디움 화기조직별 향기의 강도 및 패턴을 알아보기 위해 ‘Sundust’ 2배체 꽃을 꽃잎, 예주, 설판으로 구분하여 분석하였다.
2). 향기분석을 위한 시료는 꽃이 개화 할 때마다 날짜를 표기해 두었다가 4일째가 된 꽃을 맑은 날 오후 3시30분-4시에 채취하여 분석에 사용하였다. 분화수명 및 화경의 특징 조사는 9월 초 개화하기 시작한 화경을 대상으로 10월 말까지 조사하였다.
대상 데이터
C. Elma ‘Orient Toyo’(이하 ‘Toyo’라고 명함)는 은은한 향기의 연두색 꽃을 피우는 가을 개화품종으로 분화수명조사에서만 사용하였고 C. Golden Elf ‘Sundust’(이하 ‘Sundust’라고 명함)는 은은한 향기의 노랑색 꽃을 피우는 가을 개화품종으로 분화수명과 향기분석에 사용하였다(Fig. 2).
분석에 이용한 전자코(α-FOX 2000 Electronic Nose System, Alpha M.O.S., Toulouse, France)는 6개의 metal oxide sensor(MOS), 즉 T30/1, P10/1, P10/2, P40/1, T70/2, PA2로 구성되어있다.
향기분석을 위한 시료는 꽃이 개화 할 때마다 날짜를 표기해 두었다가 4일째가 된 꽃을 맑은 날 오후 3시30분-4시에 채취하여 분석에 사용하였다. 분화수명 및 화경의 특징 조사는 9월 초 개화하기 시작한 화경을 대상으로 10월 말까지 조사하였다.
식물재료는 국립원예특작과학원 유리온실에서 재배하고 있는 Cymbidum Golden Elf ‘Sundust’와 C. Elma ‘Orient Toyo’의 2배체와 기내 배수화 처리를 통해 육성된 4배체의 꽃을 사용하였다(Fig. 1).
데이터처리
또한 전자코 6개 센서별 감응도(공기 저항 값에 대한 시료 휘발성성분의 저항값)와 분화 수명 및 특성조사결과는 Statistical Analysis System(SAS)를 이용하여 Duncan's multiple range test로 통계 처리한 후 유의성을 검증하였다.
전자코 분석은 6가지 MOS의 반응을 조합하여 Alpha Soft Version 12.45 통계프로그램의 principle component analysis(PCA, 주성분분석)와 discriminant factor analysis(DFA, 판별함수분석) 통계분석법을 통해 향기패턴을 그래프로 나타냈으며 모든 분석에서 공기를 대조구로 사용하였다. 또한 전자코 6개 센서별 감응도(공기 저항 값에 대한 시료 휘발성성분의 저항값)와 분화 수명 및 특성조사결과는 Statistical Analysis System(SAS)를 이용하여 Duncan's multiple range test로 통계 처리한 후 유의성을 검증하였다.
성능/효과
5A). DFA분석을 통해서 본 화기조직별 향기의 패턴은 꽃잎과 설판은 가로축의 제1주성분 값과 세로축의 제2주성분 값이 유사하게 나타나 향기의 패턴이 유사한 것으로 판단되었다. 하지만 예주는 제1주성분 값과 제2주성분 값 모두 꽃잎과 설판에서 멀리 떨어진 곳에 나타나 꽃잎과 설판과는 다른 향기의 패턴을 가진 것으로 판단되었다(Fig.
심비디움 화기조직별 향기의 강도 및 패턴을 알아보기 위해 ‘Sundust’ 2배체 꽃을 꽃잎, 예주, 설판으로 구분하여 분석하였다. PCA를 통해서 본 화기조직별 향기는 예주에서 가장 강하게 나타났고 설판과 꽃잎이 그 뒤를 잇는 것으로 나타났다(Fig. 5A). DFA분석을 통해서 본 화기조직별 향기의 패턴은 꽃잎과 설판은 가로축의 제1주성분 값과 세로축의 제2주성분 값이 유사하게 나타나 향기의 패턴이 유사한 것으로 판단되었다.
개화기간을 조사해 본 결과, 일반적 분화감상기간인 첫 개화에서 첫 낙화까지의 기간이 ‘Sundust’는 2, 4배체 각각 14일, 13.22일, ‘Toyo’는 14.64일, 13.29일 소요되어 2배체가 4배체에 비해 약 하루 정도 길었지만 통계적 유의성은 나타나지 않았다.
꽃 한 송이로 분석한 결과, 10개 중 3개를 제외한 4배체 꽃들에서 2배체에 비해 대조구로부터 먼 곳에 도형이 나타났기 때문에 전반적으로 2배체보다 4배체의 꽃 향기가 강하다고 판단되었다(Fig. 4A). Guterman et al.
4B). 센서별 향기의 감응도 데이터로 유의성을 검정해 본 결과 6개의 센서에서 모두 2배체와 4배체의 유의적 차이가 나타나 4배체 꽃 한 송이는 2배체 꽃 한 송이에 비해 향기가 강한 것으로 판단되었다(Table 1).
, 2011). 이러한 보고들로 미루어 4배체는 환경에 대한 내성이 증가 되어 환경스트레스에 의한 노화가 지연 되고 이로 인해 개화기간도 2배체에 비해서 다소 연장 될 것이라고 추측하였으나 본 연구결과 2배체와 4배체의 개화기간은 유사한 것으로 나타났다. 형태적으로 4배체는 2배체에 비해 영양생장 기관과 함께 꽃, 화사(filament), 악편(calyx) 등 화기의 크기도 증가하는 것이 참오동나무(Tang et al.
즉, ‘Sundust’의 2배체와 4배체 꽃 한 송이의 향기는 4배체에서 더 강하며, 화기조직별 향기는 예주에서 가장 강하고 설판, 꽃잎이 그 뒤를 잇는 것으로 나타났으며 설판과 꽃잎은 비슷한 향기패턴을 가진 반면, 예주는 두 화기와는 다른 향기패턴을 가진다고 판단되었다.
한편 DFA분석에서 가로축의 제1주성분 값의 기여율은 99.585%로 나타남에 따라 제1주성분 값이 향기 패턴구분에 크게 영향을 주는 것을 알 수 있었는데 2배체와 4배체는 거의 같은 위치에 분포하여 제1주성분 값에 의해서는 구별할 수 없었고, 세로축의 제2주성분 값에 의해 그래프에서 상하로 나뉘는 모습을 볼 수 있었다(Fig. 4B). 센서별 향기의 감응도 데이터로 유의성을 검정해 본 결과 6개의 센서에서 모두 2배체와 4배체의 유의적 차이가 나타나 4배체 꽃 한 송이는 2배체 꽃 한 송이에 비해 향기가 강한 것으로 판단되었다(Table 1).
5B). 화기조직별 센서 감응도 데이터를 비교해 본 결과 P10/2센서에서 꽃잎과 설판의 데이터를 제외한 모든 센서에서 화기조직별 향기의 유의적 차이가 나타났다(Table 2). Lee et al.
후속연구
꽃의 수명은 상품성으로 직결될 수 있는 중요한 요인이므로 심비디움뿐만 아니라 그 밖의 난과식물에서도 생육환경, 생육의 정도, 조사 시기를 균일하게 하고 외부 접촉에 의한 화분괴의 탈락이나 곤충에 의한 수분 등의 분화수명의 변동요인을 최소화하여 배수성에 따른 분화수명과 절화수명의 연장 유무에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각되었다. 또한 개화 관련 세포학적, 분자생리적 분석을 추가하여 추후 배수성과 분화 및 개화수명에 대한 유기적인 해석이 필요할 것으로 여겨진다.
꽃의 수명은 상품성으로 직결될 수 있는 중요한 요인이므로 심비디움뿐만 아니라 그 밖의 난과식물에서도 생육환경, 생육의 정도, 조사 시기를 균일하게 하고 외부 접촉에 의한 화분괴의 탈락이나 곤충에 의한 수분 등의 분화수명의 변동요인을 최소화하여 배수성에 따른 분화수명과 절화수명의 연장 유무에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각되었다. 또한 개화 관련 세포학적, 분자생리적 분석을 추가하여 추후 배수성과 분화 및 개화수명에 대한 유기적인 해석이 필요할 것으로 여겨진다.
즉, ‘Sundust’의 2배체와 4배체 꽃 한 송이의 향기는 4배체에서 더 강하며, 화기조직별 향기는 예주에서 가장 강하고 설판, 꽃잎이 그 뒤를 잇는 것으로 나타났으며 설판과 꽃잎은 비슷한 향기패턴을 가진 반면, 예주는 두 화기와는 다른 향기패턴을 가진다고 판단되었다. 또한 방향성 식물 육종을 위해 전자코로 향기를 분석할 때 재배환경이나 채취 시간, 생육단계의 미묘한 차이로도 분석 결과가 달라질 수 있기 때문에 작물별로 향기가 가장 잘 발현될 수 있는 조건을 구명하고 동일 조건에서의 반복 수를 늘려 검정하는 것이 중요할 것으로 판단되었다 .
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
심비디움은 무엇인가?
심비디움은 난과(Orchidaceae) 심비디움속(Cymbidium Genus)으로 1화경에 13-18개 정도의 꽃들이 착생하는데 개화기간이 2개월 정도로 길고, 서늘한 곳에서 잘 생육하는 상록성 다년초이다. 현재 우리나라, 일본, 중국, 호주, 네덜란드 등 전 세계에서 분화 또는 절화로 유통되고 있는 국제적으로 중요한 화훼작물이다(Lee et al.
화훼류의 품종육성에서 최근 요구되는 것은?
한편 화훼류의 품종육성은 주로 화색의 다양화에 치중해왔으나 최근에는 향기 산업의 발전과 더불어 꽃에서도 향기가 강한 품종의 육성이 요구되고 있다. 향기는 꽃에 있어 중요한 질적 특성으로 다양한 농도에서 각각 서로 다른 다양한 저분자 휘발성분자의 특정 조합에 의해 생산된다(Dudareva and Pichersky, 2006).
꽃의 향기는 사람에게 어떤 영향을 주는가?
, 1990). 또한 최근에는 사람에게 안정감을 주고 행복감과 위안을 느끼게 해주는 역할을 하는 등(Kim, 2006) 긍정적인 효과가 알려짐에 따라 화훼류의 향기에 대한 연구의 중요성은 날로 증가하고 있다(Guterman et al., 2005)
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