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문제 정의
- 본 연구는 절화, 관상 및 의약소재로 이용가치가 높은 자생 숙은노루오줌의 종자 번식법을 개발하고자 수행되었다. 연구 에 사용된 종자는 크기가 0.
- 본 연구는 향후 관상용 및 의약품 소재로의 개발이 기대되는 숙은노루오줌의 종자번식법을 개발하기 위해 수행되었다. 종자의 특성을 조사하고 발아 환경조건 및 화학적 처리를 이용한 발아촉진 조건을 구명함으로써, 균일한 식물체의 대량증식을 위한 기초자료 제공을 목적으로 하였다.
- 종자의 특성을 조사하고 발아 환경조건 및 화학적 처리를 이용한 발아촉진 조건을 구명함으로써, 균일한 식물체의 대량증식을 위한 기초자료 제공을 목적으로 하였다.
제안 방법
- 처리를 실시하였다. GA3 (100, 200, 500 ㎎/L), kinetin (10, 20 ㎎/L), KNO3 (10, 20, 40 mM) 및 KCl (100, 200, 300 mM)을 각 농도 별로 처리하였다. 마이크로튜브에 종자를 넣고 GA3 등의 시약에 24시간 침지한 다음 종자를 거즈에 걸러서 멸균수로 3회 이상 세척하여 구명된 환경조건(15℃, 명조건)에 파종하였다.
- 버니어캘리퍼스 (Digital Vernier Calipers, Colorworld)를 이용하여 종자의 폭과 길이(㎜)를 측정하였으며, 무게는 전자저울(IB-610S, Innotem, Korea)을 이용하여 100립씩 10회 반복 측정하여 1, 000립중(㎎) 을 조사하였다. 또한 종피의 내·외부 표면을 정밀 광학 화상 시스템(Icamscope, Sometech inc., Korea)으로 관찰하였다.
- 발아경향을 분석하였다. 발아실험을 위해서 페트리디쉬 (10090, SPL Life Sciences Co. Ltd., Korea, 90×15 ㎜)를 이용하여 필터페이퍼(Fioroni, France, 90 ㎜) 2매를 깔고 그 위에 종자를 100립씩 4반복으로 파종하였으며, 광량 23±0.5 µ㏖/㎡/s 의 생장상에서 발아상태를 조사하였다.
- 발아촉진을 목적으로 종자를 KNO3와 KCl용액에 농도별로 24시간 침지처리한 다음 15℃, 명조건에서 발아특성을 조사·분석하였다. 그 결과, KNO3 20 mM과 40 mM 처리구에서 최종발아율이 각 77.
- 버니어캘리퍼스 (Digital Vernier Calipers, Colorworld)를 이용하여 종자의 폭과 길이(㎜)를 측정하였으며, 무게는 전자저울(IB-610S, Innotem, Korea)을 이용하여 100립씩 10회 반복 측정하여 1, 000립중(㎎) 을 조사하였다. 또한 종피의 내·외부 표면을 정밀 광학 화상 시스템(Icamscope, Sometech inc.
- 이후 24 시간 간격으로 꺼내어 종피에 묻은 수분을 필터페이퍼로 제거한 다음 무게를 측정하였다. 이를 7일간 반복하여 기존 수분함량과 기간별 수분함량을 비교하였다.
- 종자 발아를 위한 환경조건을 구명하고자 온도를 각 15, 20, 25 및 30℃, 광조건은 명조건과 암조건으로 달리 설정된 생장 상에서 발아경향을 분석하였다. 발아실험을 위해서 페트리디쉬 (10090, SPL Life Sciences Co.
- 종자의 수분함량을 측정하기 위하여 100립씩 4반복으로 생체중을 전자저울로 측정하고 열풍건조기(70℃)에 48시간 동안건조시킨 다음 건체중을 측정하였으며, 측정 전과 후의 무게 차를 측정 전 무게 대비 백분율(%)로 환산하였다. 또한 침지 기간별 수분함량의 변화를 측정하기 위하여 종자를 마이크로튜브(2 ㎖)에 넣고 1차 증류수로 침지한 다음 냉장보관하였다.
- 최종발아율(Percent germination, %), 평균발아소요일수 (Mean germination time, days), 발아세(Germination energy, %) 및 T50 (days) 등의 항목을 조사하였으며, 발아의 기준은 24 시간 마다 유근이 종피를 뚫고 돌출된 종자를 계수하여 발아율 (%)로 수치화하였다. 통계처리는 SAS version 9.
- 효율적인 발아촉진방법을 찾기 위해서 몇 가지 화학적 프라이밍 처리를 실시하였다. GA3 (100, 200, 500 ㎎/L), kinetin (10, 20 ㎎/L), KNO3 (10, 20, 40 mM) 및 KCl (100, 200, 300 mM)을 각 농도 별로 처리하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 절화, 관상 및 의약소재로 이용가치가 높은 자생 숙은노루오줌의 종자 번식법을 개발하고자 수행되었다. 연구 에 사용된 종자는 크기가 0.62X2.22 mm이며, 1,000립중은 40.5 mg으로 조사되었다. 종자의 기간별 수분흡수율을 조사한 결과, 2.
- 연구에 사용된 종자는 2012년 강원도 일대에서 채종 후 정선하여 4℃ 저장고에 건조 상태로 보관하였다. 버니어캘리퍼스 (Digital Vernier Calipers, Colorworld)를 이용하여 종자의 폭과 길이(㎜)를 측정하였으며, 무게는 전자저울(IB-610S, Innotem, Korea)을 이용하여 100립씩 10회 반복 측정하여 1, 000립중(㎎) 을 조사하였다.
데이터처리
- vMean separation within columns by Duncan’s multiple range test, p<0.05.
- zMean separation within columns by Duncan’s multiple range test at p < 0.05.
- 수치화하였다. 통계처리는 SAS version 9.3 (SAS institute Inc., Cary, NC, USA)의 Duncan’s multiple range test를 이용하여 p < 0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.
성능/효과
- 24시간 침지처리한 숙은노루오줌 종자를 사용하여 온도 및광조건을 달리한 조건에서 발아특성을 조사한 결과, 15℃, 명조건에서 30일 내에 최대발아율(40.8%)을 도달하여(Fig. 3), 이 조건이 적정 발아조건으로 구명되었다. 한편 숙은노루오줌 종자는 발아상의 온도가 상승할수록 발아율이 낮은 경향을 보였으며, 암조건에서는 전혀 발아가 되지 않았다.
- 3). GA3 500 ㎎/L에서 발아율이 68.3%로 조사되어가장 높았고 발아세가 74.3% 향상되었으며, 평균 발아 소요 일수 및 T50이 각 7.2, 8일 단축되었다. 이는 KNO3 40 mM (78.
- 침지처리한 다음 15℃, 명조건에서 발아특성을 조사·분석하였다. 그 결과, KNO3 20 mM과 40 mM 처리구에서 최종발아율이 각 77.8, 78.0%로 유의적인 차이 없이 우수하였으며, 무처리구에 비해 37.0% 이상 발아율이 향상되었다(Table 2). 특히 KNO3 20 mM 처리로 발아세도 75.
- (2004)의 연구에서도 고농도(50, 100 mM)의 KCl 처리에 따른강피(Echinochloa hispidula) 종자의 염류스트레스와 발아 지연에 대해 보고한 바 있다. 따라서 본 연구에서 사용된 KCl 100~300 mMe 숙은노루오줌 종자에 대해 염류장해를 일으킬 수 있는 고농도로 작용하여 종자의 발아에 악영향을 미친 것으로 판단되었다.
- , 2006). 따라서 숙은노루오줌 종자는 고온에 비해 저온조건에서 발아가 촉진되는 저온 발 아성 종자로 판단되었다.
- 8%로 증가하여 이후 거의 변화가 없었다. 따라서 숙은노루오줌종자는 24시간 침지만 하여도 충분한 수분을 흡수하는 것으로 판단되었으며(Fig. 2), 종피 외부의 수분흡수를 방해하는 구조적인 문제는 존재하지 않는 것으로 생각되었다.
- 반면 숙은노루오줌 종자는 모든 KCl 처리구에서 농도에 관계없이 최종발아율이 무처리구에 비해 감소되었으며, 농도가 높아질수록 발아의 억제정도가 큰 것으로 나타났다(Table 2). 뿐만 아니라 발아세와 평균발아소요일수에도 유의적으로 부정적인 효과를 나타내었기 때문에, KCl을 이용한 프라이밍 처리는 숙은노루오줌 종자에 대한 발아촉진 효과가 없는 것으로 확인되었다.
- 본 연구에서 GA3 처리구는 농도에 관계없이 무처리구에 비해발아율이 향상되었으며, 농도가 높을수록 그 효과도 높게 나타났다(Table 3). GA3 500 ㎎/L에서 발아율이 68.
- , 2002). 본 연구에서도 숙은노루오줌 종자는 비교적 저온에서 높은 발아율을 기록하였으나, 반드시 광조 건에서 만 발아가 진행되는 상반된 결과를 보였다. 따라서 숙은노루오줌 종자는 명조건에서 휴면성이 타파되어 발아가 진행되는광발아성 종자로 판단되었다.
- 본 연구의 결과, 관상 및 천연의약소재로 이용이 가능한 숙은노루오줌의 균일한 개체수 확보를 위해서는 종자를 KNO3 20 mM의 농도에 24시간 침지처리하여 적정 발아환경인 15℃, 명 조건에서 발아시키는 것이 경제적이고 효과적인 종자 번식법으로 생각되었다.
- 발아의 억제정도가 큰 것으로 나타났다(Table 2). 뿐만 아니라 발아세와 평균발아소요일수에도 유의적으로 부정적인 효과를 나타내었기 때문에, KCl을 이용한 프라이밍 처리는 숙은노루오줌 종자에 대한 발아촉진 효과가 없는 것으로 확인되었다.
- 마이크로튜브에 종자를 넣고 GA3 등의 시약에 24시간 침지한 다음 종자를 거즈에 걸러서 멸균수로 3회 이상 세척하여 구명된 환경조건(15℃, 명조건)에 파종하였다. 생장상에 파종한 모든 종자는 수분이 마르지 않도록 멸균수로 충분히 적셔주었으며, 오염된 필터페이퍼와 페트리 디 쉬는 즉시 교체하였다.
- 8%로 증가하였으며, 종피의 팽창이 관찰되었다. 숙은노루오줌의 종자는 저 온요구성 광발아성으로 15C, 명조건에서 최종발아율(40.8%) 이 가장 높았으며, 발아상의 온도가 높아질수록 발아율은 낮아 졌다. 암조건에서는 어느 온도조건에서도 전혀 발아되지 않았다.
- 2, 8일 단축되었다. 이는 KNO3 40 mM (78.0%) 처리구에 비해 비교적 낮은 발아율이었으나, 평균 발아 소요일수가 더욱 단축된 결과였다. 따라서 인위적인 GA3 처리가 프라이밍 효과를 대체하여 휴면을 타파시키고 발아를 촉진한 것 (Cho et al.
- 암조건에서는 어느 온도조건에서도 전혀 발아되지 않았다. 종자에 생장조절제 및 무기염류를 처리한 결과, KNOa는 농 도에 관계없이 무처리구에 비해 우수한 발아촉진 효과를 나타내었다. 특히 KNOa 20 mM 처리구에서 최종발아율(77.
- 5 mg으로 조사되었다. 종자의 기간별 수분흡수율을 조사한 결과, 2.57%였던 수분함량이 침지처리 24시간 만에 29.8%로 증가하였으며, 종피의 팽창이 관찰되었다. 숙은노루오줌의 종자는 저 온요구성 광발아성으로 15C, 명조건에서 최종발아율(40.
- 종자의 기간별 수분흡수율을 조사한 결과, 기존 2.57%였던 건조 종자는 침지처리 24시간 후에 수분함량이 29.8%로 증가하여 이후 거의 변화가 없었다. 따라서 숙은노루오줌종자는 24시간 침지만 하여도 충분한 수분을 흡수하는 것으로 판단되었으며(Fig.
- 0% 이상 발아율이 향상되었다(Table 2). 특히 KNO3 20 mM 처리로 발아세도 75.0% 이상 향상시킬 수 있었으며, 평균발아소요일수는 5일 이상을, T50은 8일 이상을 단축시키는 결과를 볼 수가 있었다. 더욱이 무처리구에 비해 발아 개시일도 3일 이상이 단축되어, Lee et al.
- 종자에 생장조절제 및 무기염류를 처리한 결과, KNOa는 농 도에 관계없이 무처리구에 비해 우수한 발아촉진 효과를 나타내었다. 특히 KNOa 20 mM 처리구에서 최종발아율(77.8%)과 발아세(96.1%)가 향상되었으며, 평균발아소요일수(113일)와 T50 (6.5일)도 효과적으로 단축시킬 수 있었다
- 한편 kinetin을 농도별로 처리하였을 때, 최종발아율은 무처리구와 유의적인 차이가 없어 발아율 향상 효과가 거의 없었다 (Table 3). Kinetine cytokinin의한 종류로, 식물의 세포분열과 종자발아에 영향을 미치는 식물호르몬으로 알려져 있으나, Kim et al.
- 한편 비교적 저온인 15, 20℃ 처리구는 상대적으로 고온인 25, 30℃에 비해 최종발아율이 현저히 높은 경향을 보였다. 특히 15℃ 처리구는 파종 후 9일부터 발아가 개시되어 19일 정도경과 하면 거의 최종발아율에 도달하였다.
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