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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 형성층의 유합조직 형성을 촉진하여 수목의 상처치료 효과를 높일 수 있는 상처유합제를 개발하기 위하여 몇 가지 식물생장조절물질이 기내에서 유합 조직 형성에 미치는 영향을 조사하고, 그 결과에 따라 실제로 수목의 상처에 처리할 수 있는 상처유합제를 만들고, 그 효과를 검정하고자 하였다.
제안 방법
- 배양 4주 후에 각 처리구별로 유합조직 발생여부를 조사 하였고, 8주 후에 실체현미경(SMZ745, Nikon, Japan; 20x)을 이용하여 캘러스의 형태, 색깔, 생성률 및 생성량을 조사하였다.
- 상처유합제 처리에 따른 유합조직의 유도 및 상처 치유도를 조사하기 위하여 상처유합제 도포 후 2주 간격으로 버니어캘리퍼스를 사용하여 상처유합 정도를 조사하였다. 그리고 상처, 즉 좌우측 절단면에서 자라나오는 유합조직의 수치를 각각 측정하여 그 평균값을 그 처리의 치유도로 정하였다.
- 수목에 처리할 상처유합제에 첨가된 생장조절물질의 종류와 농도는 기내 유합조직 유도실험 결과를 토대로 결정하였으며, 대상 수목을 활엽수와 침엽수로 구분하여 처리하였다. 즉, 활엽수는 2,4-D 2 mg/L와 NAA 1, 2 mg/L이었으며, 침엽수는 2,4-D 1, 2 mg/L, NAA 4, 8, 10 mg/L, 그리고 IBA 1, 2, 4 mg/L였다.
- 23% gelrite (Duchefa, Haarlem, the Netherlands)가 함유된 MS 배지(Murashige & Skoog, 1962)에 치상하였다. 캘러스유도를 위한 식물호르몬으로는 3종의 auxin (2,4-D: 2,4- dichlorophenoxy acetic acid, NAA: naphthalene acetic acid, IBA: indole-3-butyric acid)과 3종의 cytokinin (TDZ: thidiazuron, BA: 6-benzylaminopurine, kinetine: 6-furfurylamino purine)을 사용하였으며, 농도를 0.5, 1, 2, 4, 8 mg/L 으로 조절하였다. 생장조절물질이 함유된 MS배지는 0.
대상 데이터
- 그리고 수피의 형성층을 포함하여 절단면에 위와 같이 제조한 상처유합제를 처리에 따라 충분량을 고르게 도포하였다. 상처유합제에 대한 대조구로는 수목류의 상처 살균 및 보호제로 널리 사용되는 티오파네이트메틸 도포제(thiophanate-methyl 3%)와 바세린(vaseline)을 사용하였으며, 처리 방법은 동일하였다. 티오파네이트메틸 도포제처리구는 T 처리구라고 명명하였다.
- 상처유합제의 제형을 만드는 데 필요한 증량제로는 예비 실험에서 생장조절물질과의 친화성이 높고 상처에 도포 하였을 때 흘러내리지 않을 정도의 뛰어난 점증력을 가진 천연점증제인 잔탄검(xanthan gum)을 사용하였다. 우선 고온의 자석교반기를 사용하여 멸균수를 60 ± 5℃로 가열한 상태에서 잔탄검 분말 5%를 첨가하여 녹인 후 호르몬을 첨가하여 다시 잘 섞은 다음, 실온에서 60℃ 이하로 식힌 뒤 마지막으로 살균제(베노밀)를 500 ppm이 되도록 첨가하였다.
- 실제 수목에서의 상처유합도를 조사하기 위하여 기내 유 합조직 형성실험 결과를 토대로 충북 청주 소재 대학교 교내에 식재되어 있는 조경용 느티나무, 단풍나무 등 활엽수 2종과 은행나무, 잣나무 등 침엽수 2종 등을 선정하여 각 수종별로 7~10그루씩을 실험에 사용하였다(Table 1). 선발된 개체들은 모두 외관상 건강하며 병해가 없이 정상적으로 생장하고 있었으며, 형성층 전기저항치 측정기인 Shigometer(OZ-93, OSMOSE, USA)를 이용한 수목활력 측정에서 높은 활력도를 보였다.
- 실험에 선정된 나무들에는 수목이 활발하게 생장하는 시기인 6월 중순에 주간의 가슴 높이에 70% EtOH로 소독한 칼을 사용하여 길이 10 cm, 너비 2 cm의 인위적 상처를 내고 목질부가 드러나도록 수피를 제거하였다. 그리고 수피의 형성층을 포함하여 절단면에 위와 같이 제조한 상처유합제를 처리에 따라 충분량을 고르게 도포하였다.
- 충청북도 청주시 소재 모 대학교 교내에 조경용으로 식재되어 있는 소나무(Pinus densiflora), 은행나무(Ginkgo biloba) 등 침엽수 2종과 느티나무(Zelkova serrata), 대추나무(Zizyphus jujuba), 칠엽수(Aesculus turbinata) 등 활엽수 3종의 1년생 가지들을 실험에 사용하였다(Table 1). 수목의 생육이 감소하는 시기인 9월에 각 수종의 1년지를 길이 0.
데이터처리
- 본 실험은 모두 3반복 이상으로 수행되었으며 통계처리는 SAS 프로그램(Statistical Analysis System, Cary, NC)을 이용하여 5% 유의수준에서 Duncan 다중검정으로 비교하였다.
성능/효과
- 반면, 소나무의 유합조직 형성은 전반적으로 느티나무보다 더 좋아, 2,4-D와 NAA의 모든 처리 농도에서 캘러스가 형성되었다. NAA에서는 처리 농도 증가에 따라 유합조직 형성률도 증가하였으며, 반복 간에 유합조직의 양도 큰 편차 없이 많은 것을 확인할 수 있었다. 소나무 가지절편은 2,4-D 1 mg/L와 NAA 8 mg/L에서 유합 조직 형성률이 가장 좋았다.
- 각 처리결과는 통계분석에서 T 처리구와 NAA 처리구만이 유합조직 촉진효과를 보였으며, 나머지 처리구는 모두 무처리 대조구와 유의차를 보이지 않았고, 바셀린 처리구는 오히려 억제효과를 보였다. 가장 높은 촉진효과를 보인 T 처리구에서 도포 2주 후부터 4.
- 기내시험 결과를 바탕으로 상처유합제를 조제하여 느티나무, 단풍나무, 은행나무, 잣나무 등에 인위적으로 균일게 만든 상처에 처리한 결과, 유합조직 형성은 느티나무, 단풍나무의 순으로 많았다. 은행나무와 잣나무는 상대적으로 낮은 형성도를 보였으며, 유합조직이 만들어지는 시기에서도 차이를 보였다.
- 특히 NAA 2 mg/L 처리구에서는 반복 간에 유합조직이 일정량 이상으로 높은 형성률을 보였을 뿐 아니라, 2,4-D 및 다른 농도의 NAA 처리구에서 보다 더 많은 양의 유합조직을 확인할 수 있었다(Table 2). 따라서 느티나무의 경우 상처의 유합조직 형성에는 NAA 2 mg/L 처리가 가장 효과적이었다.
- 상처유합제 도포 12주 후에 I1 처리구에서 가장 많은 유 합조직이 형성되었음에도 불구하고 그 두께는 4.51 mm로 상처피복률이 23%에 불과하였다. 그 다음으로 D2 처리구에서 4.
- 상처유합제 별 유합조직 형성에 걸리는 시간을 조사한 결과, T 처리구, N1 처리구 및 무처리구에서는 제형 도포 2주 후부터 유합조직이 만들어지기 시작하는 것을 확인하였으며, D2 처리구 및 N2 처리구에서는 4주 후 부터 캘러스가 만들어지기 시작했다. 잔탄검 처리구에서는 6주 후부터 유합조직이 관찰되었다(Fig.
- 실제 수목에서의 상처유합도를 조사하기 위하여 기내 유 합조직 형성실험 결과를 토대로 충북 청주 소재 대학교 교내에 식재되어 있는 조경용 느티나무, 단풍나무 등 활엽수 2종과 은행나무, 잣나무 등 침엽수 2종 등을 선정하여 각 수종별로 7~10그루씩을 실험에 사용하였다(Table 1). 선발된 개체들은 모두 외관상 건강하며 병해가 없이 정상적으로 생장하고 있었으며, 형성층 전기저항치 측정기인 Shigometer(OZ-93, OSMOSE, USA)를 이용한 수목활력 측정에서 높은 활력도를 보였다. 실험 수행 중에 기온, 일조량, 토양 습도 등 환경요인들이 나무의 유합조직 형성에 미치는 영향을 최대한 배제하기 위하여 수종별로 모두 같은 장소에 식재되어 있는 개체들을 사용하였다.
- 유합조직 형성은 N8 처리구에서 상처도포 12주 후 10.88 mm에 달하여, 상처 너비 20 mm에 대한 상처피복률 54%로 처리구들 중 가장 높았으며, D2 처리구가 10.75 mm로 그뒤를 이었다. 다음으로 N10과 I2 처리구에서 각각 10.
후속연구
- Lee (2008)는 소나무, 잣나무 등의 송백의 수지 분비량은 1년 중 본 연구를 수행한 6월∼7월에 가장 많이 측정되었다고 하였다. 따라서 수지가 많이 분비되는 시기에는 수지가 상처유합제의 흡수에 미치는 영향이 검토되어야 할것으로 생각한다.
- 소나무도 느티나무와 같이 2,4-D, NAA, IBA 등 모든 옥신에서 유합조직이 형성된 반면, 사이토키닌에서는 캘러스가 전혀 만들어지지 않았으며(Table 2), 배양 4주 후부터는 단면이 진한 갈색으로 변하면서 죽기 시작하였다. 유합조직을 만들지 않은 소나무 가지절편이 느티나무 가지절편보다 더 빨리 죽었는데, 그 이유에 대해서는 좀 더 많은 연구가 필요할 것으로 보인다. 반면, 소나무의 유합조직 형성은 전반적으로 느티나무보다 더 좋아, 2,4-D와 NAA의 모든 처리 농도에서 캘러스가 형성되었다.
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