[논문]솜양지꽃(Potentilla discolor Bunge)의 초저온동결보존을 위한 최적 조건 탐색

양우형; 용성현; 박동진; 설유원; 최은지; 정미진; 최명석

doi:10.14578/jkfs.2018.107.3.258

솜양지꽃(Potentilla discolor Bunge)의 초저온동결보존을 위한 최적 조건 탐색
Optimization Conditions for Cryopreservation of Potentilla discolor Bunge 원문보기

한국산림과학회지 = Journal of korean society of forest science, v.107 no.3, 2018년, pp.258 - 265

양우형 (경상대학교 환경산림과학부) , 용성현 (경상대학교 환경산림과학부) , 박동진 (경상대학교 환경산림과학부) , 설유원 (경상대학교 환경산림과학부) , 최은지 (경상대학교 환경산림과학부) , 정미진 (국립수목원 식물보존과) , 최명석 (경상대학교 환경산림과학부)

초록
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본 연구는 희귀자생식물인 솜양지꽃의 효율적인 초저온 보존 조건을 탐색하고자 행하였다. 종자의 활력은 PVS2와 PVS3 용액 처리구에서는 약 80% 이상으로 대조구보다 훨씬 높은 활력을 보였다. 종자의 활력은 PVS3가 PVS2 처리보다 높게 나타났다. 종자의 활력은 sucrose처리에도 불구하고 대조구보다 낮았다. PVS2의 60분 처리구와 PVS3의 30분 처리구에서 95%의 발아율을 보였으나 그 외 처리구에서는 발아율이 낮았다. PVS2와 PVS3 처리구에서 배양된 유묘의 생장은 PVS2와 PVS3 용액 30분 처리구를 제외하고는 대조구에 비해 생장이 좋지 않았다. 두 가지 초저온동결보존법 간 유묘 생장에서는 encapsulation법과 vitrification법을 비교한 결과 미세한 차이를 보였으나 통계적으로는 유의성이 없었다. 본 연구는 솜양지꽃의 보존에 도움이 될 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to investigate the effective cryopreservation condition of Potentilla discolor Bunge, a rare native plant. Seed viability was more than 80% in PVS2 and PVS3 solution treatments. Seed viability was higher in PVS3 than PVS2 treatment. Seed viability was lower than control in spite of sucrose pretreatment. The germination rate was 95% at 60 min of PVS2 treatment and 30 min of PVS3 treatment but the germination rate was low at other treatments. The growth of the seedling wasn't doing that of the control except for treat PVS2 and PVS3 solution for 30 min. There was no statistically significant difference between the encapsulation method and the vitrification method in the seedling growth between the two cryogenic storage methods. This study is expected to be applied to future conservation methods of Potentilla discolor.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

솜양지꽃의 경우 현재 종자의 장기보존에 관한 연구가 전무한 실정이다. 그에 따라 본 연구에서는 솜양지꽃을 이용하여 vitrification과 encapsulation법 간의 초저온동결보존 방법에 대한 효율을 구명하고, 최적 보존 조건을 탐색하고자 하였다.

제안 방법

Vitrification 초저온동결보존법은 Hu et al.(2013)의 방법을 약간 변형하여 사용하였다. 표면 살균된 종자는 먼저 loading용액(2M glycerol+0.
액체질소 보존 기간에 따른 종자의 발아율을 조사하기 위하여 초저온 보존한 종자들을 MS배지에 치상하고 1주일 후 발아된 개체 수를 조사하였다. 전체 총 종자수와 발아된 개체수의 백분율로 발아율(germination rate %)을 계산하였다.
종자의 초저온 민감성을 평가하기 위하여 아무런 처리없이 액체질소에 0, 30, 60, 180, 240분간 보존하여 종자의 활력을 조사하였다. 대조구로 액체질소에 처리하지 않고 4℃에 저장된 종자의 활력을 조사하였다.

대상 데이터

본 연구는 국립수목원으로부터 분양받은 희귀식물인 솜양지꽃 종자는 4℃ 저온저장고에서 실리카겔이 들어있는 봉투에 밀봉하여 보관하였다. 사용된 종자는 2017년 9월에 채취하였으며, 수분함량은 10.

데이터처리

모든 실험은 종자 30립씩 5반복으로 행하였고, 모든 데이터는 Duncun의 다중검정법을 통해 평균간 차이의 유의성을 유의수준 5%로 검정하였다. 통계 분석은 SAS version 9.

이론/모형

초기 활력과 비교하였을 때 저장시간이 길어질수록 점차 감소하는 경향을 보이다 180분 이상 저장하였을 때 종자 활력이 완전히 없어짐을 알 수 있었다. 따라서 솜양지꽃은 초저온에 민감함을 알 수 있었으며, 이후 vitrification법과 encapsulation법을 이용하여 초저온 실험을 진행하였다.
초저온 처리된 종자 활력 조사는 TTC(2,3,5-triphenyltetrazolium chloride)법을 사용하였다(Porter et al., 1947). 솜양지꽃의 종자 활력 조사는 각 처리구 별로 Petri dish에 종자를 30립씩 5반복으로 진행하였으며 TTC(2,3,5-triphenyltetrazolium chloride) 1% 용액에 3일 동안 30-40℃에서 침지 시킨 후 증류수로 종자를 세척 한 후 종자의 염색정도를 실체현미경으로 평가하였다.

성능/효과

액체질소 보존 기간에 따른 유묘의 생장정도를 조사하였다(Table 1). 두 가지 초저온동결보존법 간 유묘 생장에서는 encapsulation법이 vitrification법으로 처리한 것보다 생중량이 높게 나왔으며, Vitrification을 시행한 처리구의 유묘의 생장은 액체질소 보존 시간이 길어질수록 약간 저조하였지만 큰 차이를 나타내지 않았다. 초저온 보존법을 통해 발아된 유묘는 초저온보존 후에도 큰 생장억제가 관찰되지 않았고, 형태적인 변이 또한 관찰되지 않았다(Figure 4).
액체질소 보존 시간 별 발아율의 변화를 조사하였다(Table 1). Vitrification법과 Encapsulation법 모두 초저온 보존 기간이 길어질수록 발아율이 감소하는 경향을 보였으나, 통계적으로는 유의성이 없었다(p=0.518, p>0.05). 평균발아일수와 발아속도, 그리고 T50을 조사한 결과는 대조구와 일원배치분산분석을 시행한 결과 통계적으로 유의미한 차이를 보이지 않았다(Table 3).
동결보존제인 PVS2와 PVS3의 처리시간에 따른 종자발아율을 조사하였다(Figrue 3 and 4). 종자의 재생률은 대조구의 경우 95% 이상의 발아율을 보여 주었으며, 처리구의 경우 PVS3의 30분처리에서 95%의 발아율을 보였다. 이외의 처리구에서는 대조구에 비하여 종자 발아율은 낮았으나 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다.
Vitrification법은 동결보호제인 PVS2와 PVS3 용액종류별로, 또 처리 시간별 종자 활력을 조사하였다(Figure 1). 종자의 활력은 대조구에서 약 60%로 가장 낮게 나타나는 반면 나머지 PVS2와 PVS3 용액 처리구에서는 약 80%이상으로 훨씬 높은 활력을 보였다. 두 용액 간 종자의 활력은 전반적으로 PVS3가 PVS2 처리보다 높게 나타났다.

후속연구

최종적으로 솜양지꽃 종자의 초저온보존에는 적절한 초저온법과 동결보호제의 적정 농도의 선택, 솜양지꽃의 재생률 급감에 따른 원인 즉 발아억제물질의 축적 또는 2차 휴면 등 생리적 변화에 의한 것인지 또는 앞서 언급한 독성 피해인지는 추후 연구가 요망된다. 본 연구는 초저온 기간이 너무 짧아 초저온보존의 효과가 분명치 않아 상기 초저온 보존 조건으로 솜양지꽃 종자를 장기 보존 연구가 요망된다. 본 연구는 야생 유전자원 보존에 널리 적용될 수 있을 것으로 판단된다.
, 2008). 최종적으로 솜양지꽃 종자의 초저온보존에는 적절한 초저온법과 동결보호제의 적정 농도의 선택, 솜양지꽃의 재생률 급감에 따른 원인 즉 발아억제물질의 축적 또는 2차 휴면 등 생리적 변화에 의한 것인지 또는 앞서 언급한 독성 피해인지는 추후 연구가 요망된다. 본 연구는 초저온 기간이 너무 짧아 초저온보존의 효과가 분명치 않아 상기 초저온 보존 조건으로 솜양지꽃 종자를 장기 보존 연구가 요망된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	솜양지꽃이란 무엇인가?	솜양지꽃(Potentilla discolor Bunge)은 장미과(Rosaceae)에 속하는 다년생 초본식물로, 한방에서는 지혈이나 상처부위의 붓기를 빠지게 하는 효능이 있어 이질, 학질, 토혈, 하혈 등에 약용되며 뿌리는 해열제로 사용되고 있다(Park et al., 2007).
	한방에서 솜양지꽃의 효능은?	솜양지꽃(Potentilla discolor Bunge)은 장미과(Rosaceae)에 속하는 다년생 초본식물로, 한방에서는 지혈이나 상처부위의 붓기를 빠지게 하는 효능이 있어 이질, 학질, 토혈, 하혈 등에 약용되며 뿌리는 해열제로 사용되고 있다(Park et al., 2007).
	대부분의 유전자원을 포장에 식재되어 보존하여 생기는 문제점은?	유전자원은 장기적 보존과 더불어 효율적인 활용이 이루어 져야 하나 대부분의 유전자원은 포장에 식재되어 보존되고 있다. 이러한 보존방법은 토지, 노동력, 관리 등에서 많은 투자가 필요하며, 보존된 식물은 환경 스트레스와 병해충의 위협에 노출되어 있다(Barrientos-Priego et al., 1992).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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