[논문]염생식물 나문재의 여러 가지 환경 조건 하에서의 종자 발아 및 초기생장특성

권혁규; 정재혁; 이승재; 정남진

doi:10.7740/kjcs.2016.61.3.222

초록
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본 연구는 토양 염농도의 변이가 큰 간척지에서 염생식물 나문재의 안정적인 재배와 생산을 위한 연구의 하나로, 나문재 종자의 발아특성과 초기생육특성을 구명하고자 실시하였다. 나문재 종자는 무배유 쌍자엽 구조를 가지며 별 모양의 황색 화피에 싸여 있다. 종자크기는 길이가 4.7 mm, 너비가 4.4 mm, 그리고 두께가 3.1 mm이며, 천립중은 1.58 g이다. 종자의 발아는 $5{\sim}40^{\circ}C$의 온도범위에서 8~65%의 변이를 보이며, $15^{\circ}C$에서 가장 높았다. 염농도에 따른 발아율은 증류수에서 발아율이 가장 높았으며 염농도가 증가할수록 발아율이 감소하였다. 종자에서 화피를 제거했을 때의 발아율은 온도나 염농도에 관계 없이 모든 처리에서 유의하게 증가하였다. 종자발아에서 광의 영향을 보면, 0~300 mM의 염농도 범위에서 광조건이 암조건보다 5~20% 정도 발아율이 높게 나타났다. 한편, 염농도 따른 나문재의 초기생장을 초장, 경수, 생체중, 건물중, 근장 등으로 조사한 결과, 모든 특성들이 50~100 mM의 염농도에서 양호하였고, 증류수나 높은 농도의 염수에서는 생장이 크게 감소되었다. 결론적으로, 나문재의 발아율을 높이기 위해서는 화피를 제거한 종자를 증류수에 침종하여 $15^{\circ}C$ 정도의 저온과 광 조건에서 발아시키는 것이 유리하며, 식물체의 생장은 50~100 mM의 염농도 하에서 재배하는 것이 유리하다.

Abstract ▼ AI-Helper

This research was carried out to investigate the germination and seedling growth characteristics of the halophyte Suaeda asparagoides under various salt concentrations, temperatures, and the presence or absence of light S. asparagoides has a non-endospermic dicotyledonous seed structure that is go s...

This research was carried out to investigate the germination and seedling growth characteristics of the halophyte Suaeda asparagoides under various salt concentrations, temperatures, and the presence or absence of light S. asparagoides has a non-endospermic dicotyledonous seed structure that is go stone-shaped with a dark brown color and covered by a star-shaped perianth. Germination within the temperature range $5{\sim}40^{\circ}C$ varied from 8% to 65%. The highest germination occurred at $15^{\circ}C$. In seeds exposed to salt concentrations in the range 0~400 mM, the highest germination occurred at 0 mM, and the germination progressively decreased as the salt concentration increased. When the perianth of the seed was removed, the germination increased significantly. In the presence or absence of light, germination under white light was 5~20% higher than that under darkness, which varied according to salt concentrations in the range 0~300 mM. The plant growth of S. asparagoides, evaluated by plant height, branch number, root length, fresh weight, and dry weight, was higher in the concentration range 50~100 mM, and it decreased in the other concentrations. In conclusion, the seeds of S. asparagoides showed higher germination in fresh water at low temperature of approximately $15^{\circ}C$ under light when the perianth was removed, and the plant growth was higher at salt concentrations of 50~100 mM.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 토양 염농도의 변이가 큰 간척지에서 염생식물 나문재의 안정적인 재배와 생산을 목적으로 다양한 환경조건에서 나문재 종자의 발아특성과 초기생장특성을 구 명하고자 실시하였다.

제안 방법

종자를 치상한 petri-dish는 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40°C의 8개 온도로 조절된 incubator에 넣어 백색광 조명하에서 14일간 처리한 후 발아율 검정을 실시하였다(ISTA, 2010). 염농도에 따른 발아율 검정은 염농도(NaCl solution)를 0, 50, 100, 200, 300, 400 mM 등의 6개 처리하여 검토하였다.
Raw seed와 화피를 제거한 종자의 발아에 필요한 적정 온도와 염농도를 알아보기 위하여, 직경 90 mm의 petri-dish에 여과지 2장을 깔고 증류수를 5 ml씩 처리한 후 종자 100립씩 치상하여 4반복으로 발아율을 조사하였다. 종자를 치상한 petri-dish는 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40°C의 8개 온도로 조절된 incubator에 넣어 백색광 조명하에서 14일간 처리한 후 발아율 검정을 실시하였다(ISTA, 2010). 염농도에 따른 발아율 검정은 염농도(NaCl solution)를 0, 50, 100, 200, 300, 400 mM 등의 6개 처리하여 검토하였다.
한편, 종자의 발아에 미치는 광의 영향을 알아보기 위해 petri-dish에 파종된 종자에 광(90 μmole m^-2s^-1, Phillips TL8 W/33)과 암처리를 하여 발아율을 비교하였다. 암처리를 위하여 carbon paper 2장으로 petri-dish를 완전히 감싸서 광을 완전히 차단 후 알루미늄 호일로 한번 더 감싸서 carbon paper를 고정하였다.

대상 데이터

본 연구에 사용된 나문재 종자는 2015년 12월에 새만금 간척지에 자생하는 식물체에서 채종하였다. 채종한 종자는 수분함량이 10~12% 정도로 실험실 내의 상온 조건에서 건조하여 4°C에서 냉장보관 하여 실험에 사용하였다.

성능/효과

암처리에서의 발아율은 0 mM에서 61%, 50 mM에서 42%, 100 mM 18%, 200 mM에서 13%, 300 mM에서 5%, 400 mM 에서 1%로 모든 염농도에서 광조건보다 발아율이 감소하였다. 즉, 나문재 종자의 발아에 있어 광은 암상태보다 5~20% 정도 발아를 촉진하였다.
7 cm였다. 즉, 염농도에 따른 초기생장은 모든 조사 특성들이 50~100 mM에서 양호하였으며, 그 이상 또는 그 이하의 염농도에서는 생육이 감소하는 경향을 보였다.
나문재 종자의 적정 발아 온도 구명을 위하여 5~40°C의 온도범위에서 5°C 간격으로 8개 온도 처리를 하여 발아율 검정한 결과, 화피가 있는 종자(raw seed)의 경우 5°C에서 40%, 10°C에서 62%, 15°C에서 65%, 20°C에서 61%, 25°C에서 54%, 30°C에서 39%, 35°C에서 30%, 40°C에서 8%로 10~20°C의 비교적 저온에서 발아율이 높았으며 15°C에서 가장 높은 발아율을 보였다. 화피를 제거한 종자(perianth-removed seed)의 경우에는 5°C에서 71%, 10°C에서 79%, 15°C에서 87%, 20°C에서 76%, 25°C에서 69%, 30°C에서 59%, 35°C에서 51%, 40°C에서 31%로 모든 온도조건에서 raw seed보다 발아율이 유의하게 상승되었으며, 화피를 제거한 종자도 15°C에서 가장 높은 발아율을 보였다.
Raw seed의 발아율은 0 mM에서 65%, 50mM에서 48%, 100 mM에서 37%, 200 mM에서 16%, 300 mM에서 7%, 400 mM에서 0%로 0 mM에서 발아율이 가장 높았으며 염농도가 증가할수록 발아율이 감소하였다. 화피를 제거한 종자의 발아율도 같은 경향을 보였으나 raw seed보다 발아율이 유의하게 증가하였으며, 특히 염농도가 높아 질수록 발아율 상승효과는 더 크게 나타났다.

후속연구

, 2008). 본 실험 결과에서 보는 바와 같이 나문재 종자의 경우에도 화피가 종자의 발아를 억제하는데 영향을 미치고 있는데, 이것의 원인이 화피에 포함된 발아 억제물질에 의해서 인지 또는 발아에 필요한 수분과 산소의 투과를 물리적으로 억제하고 있는지에 대해서는 추가적인 연구가 필요한 부분이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	염생식물이란?	염생식물은 해안염습지에서 생육이 가능한 일년생 또는 다년생식물로, 퉁퉁마디, 칠면초, 해홍나물, 나문재, 갈대, 번행초 등 약 40~100종의 다양한 염생식물이 우리나라 서남해안 갯벌에 분포하고 있다(Min, 1998). 과거에는 염생 식물의 가치와 기능이 잘 알려져 있지 않았기 때문에 잡초와 같은 활용성이 없는 식물로 여겨졌으며, 기껏해야 땔감으로 사용되는 정도였다.
	현재 염생 식물은 어떻게 활용되는가?	과거에는 염생 식물의 가치와 기능이 잘 알려져 있지 않았기 때문에 잡초와 같은 활용성이 없는 식물로 여겨졌으며, 기껏해야 땔감으로 사용되는 정도였다. 그러나 지금은 다양한 염생식물들이 소득 작물로 활용되고 있고, 생태공원, 자연학습장, 염생식물원 등의 관광자원으로도 활용되고 있다.
	과거 염생 식물은 어떻게 활용되었는가?	염생식물은 해안염습지에서 생육이 가능한 일년생 또는 다년생식물로, 퉁퉁마디, 칠면초, 해홍나물, 나문재, 갈대, 번행초 등 약 40~100종의 다양한 염생식물이 우리나라 서남해안 갯벌에 분포하고 있다(Min, 1998). 과거에는 염생 식물의 가치와 기능이 잘 알려져 있지 않았기 때문에 잡초와 같은 활용성이 없는 식물로 여겨졌으며, 기껏해야 땔감으로 사용되는 정도였다. 그러나 지금은 다양한 염생식물들이 소득 작물로 활용되고 있고, 생태공원, 자연학습장, 염생식물원 등의 관광자원으로도 활용되고 있다.

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