종자 소독처리와 광질에 따른 약용작물 잔대 종자의 발아특성 Germination Characteristics of Medicinal Crop Adenophora triphylla var. japonica Hara as Affected by Seed Disinfection and Light Quality원문보기
본 연구는 고부가가치 약용작물인 잔대(Adenophora triphylla var. japonica Hara)의 종자 형태특성과 휴면 유형을 조사하고, 발아율 향상을 위한 소독제와 광질을 선발하기 위해서 수행되었다. 종자 소독은 증류수(대조구), NaClO 4%, $H_2O_2$ 4%와 benomyl$500mg{\cdot}L^{-1}$를 이용하여 실시하였으며, 광질처리는 암조건(control I), 형광등(control II), LEDs[red, blue, green, RB LEDs(red:blue = 8:2, 6:4, 4:6, 2:8)]를 광주기 12/12(light/dark), 광도 $150{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ photosynthetic photon flux density로 설정하였다. 잔대 종자는 emryo (E):seed (S) ratio가 0.4로 미숙배 종자지만 30일 이내에 발아가 되며, 침지 6시간 만에 포화상태에 도달하였다. 종자 소독 후 benomyl 처리에서 곰팡이 발생이 유의적으로 억제되었으며, 최종 발아율이 87%로 가장 높았다. 적색광에서 최종 발아율이 92%로 가장 높았으며, 일일평균발아수는 R2B8에서 가장 적었다. 따라서 잔대 종자는 휴면이 거의 없으며, benomyl 소독제와 적색광이 발아율 향상에 효과적이여, 향후 약용작물 잔대 재배에 이용가치가 높을 것이라 판단된다.
본 연구는 고부가가치 약용작물인 잔대(Adenophora triphylla var. japonica Hara)의 종자 형태특성과 휴면 유형을 조사하고, 발아율 향상을 위한 소독제와 광질을 선발하기 위해서 수행되었다. 종자 소독은 증류수(대조구), NaClO 4%, $H_2O_2$ 4%와 benomyl $500mg{\cdot}L^{-1}$를 이용하여 실시하였으며, 광질처리는 암조건(control I), 형광등(control II), LEDs[red, blue, green, RB LEDs(red:blue = 8:2, 6:4, 4:6, 2:8)]를 광주기 12/12(light/dark), 광도 $150{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ photosynthetic photon flux density로 설정하였다. 잔대 종자는 emryo (E):seed (S) ratio가 0.4로 미숙배 종자지만 30일 이내에 발아가 되며, 침지 6시간 만에 포화상태에 도달하였다. 종자 소독 후 benomyl 처리에서 곰팡이 발생이 유의적으로 억제되었으며, 최종 발아율이 87%로 가장 높았다. 적색광에서 최종 발아율이 92%로 가장 높았으며, 일일평균발아수는 R2B8에서 가장 적었다. 따라서 잔대 종자는 휴면이 거의 없으며, benomyl 소독제와 적색광이 발아율 향상에 효과적이여, 향후 약용작물 잔대 재배에 이용가치가 높을 것이라 판단된다.
This study was performed to investigate the seed morphological characteristics and dormancy type of Adenophora triphylla var. japonica Hara that high valued medicinal crop and to select the disinfectants and light quality for germination rate improvement. The seed disinfection was carried out using ...
This study was performed to investigate the seed morphological characteristics and dormancy type of Adenophora triphylla var. japonica Hara that high valued medicinal crop and to select the disinfectants and light quality for germination rate improvement. The seed disinfection was carried out using distilled water (control), NaClO 4%, $H_2O_2$ 4%, and benomyl $500mg{\cdot}L^{-1}$. The light quality treatments were set to dark condition (control I), fluorescent lamp (control II), LEDs [red, blue, green, and combined RB LEDs (red:blue = 8:2, 6:4, 4:6, 2:8)] with a photoperiod of 12/12 (light/dark) and light intensity $150{\pm}10{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ photosynthetic photon flux density. Although the Adenophora triphylla var. japonica Hara seed was an underdeveloped embryo (E) and seed (S) with an embryo (E):seed (S) ratio of 0.4, it is germinated within 30 days, and seed moisture saturation was reached within 6 hours after immersion. After seed disinfection, the mold incidence rate was significantly inhibited, and the final germination rate was the highest at 87% in the benomyl seed disinfection. The final germination rate was the highest at 92% in the red light, and the mean daily germination was the lowest in the R2B8. Therefore, there is almost no dormancy in the Adenophora triphylla var. japonica Hara seed, and benomyl seed disinfectant and red light were effective in the improvement of germination rate. So it is considered to the high value of use for medicinal crop Adenophora triphylla var. japonica Hara cultivation.
This study was performed to investigate the seed morphological characteristics and dormancy type of Adenophora triphylla var. japonica Hara that high valued medicinal crop and to select the disinfectants and light quality for germination rate improvement. The seed disinfection was carried out using distilled water (control), NaClO 4%, $H_2O_2$ 4%, and benomyl $500mg{\cdot}L^{-1}$. The light quality treatments were set to dark condition (control I), fluorescent lamp (control II), LEDs [red, blue, green, and combined RB LEDs (red:blue = 8:2, 6:4, 4:6, 2:8)] with a photoperiod of 12/12 (light/dark) and light intensity $150{\pm}10{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ photosynthetic photon flux density. Although the Adenophora triphylla var. japonica Hara seed was an underdeveloped embryo (E) and seed (S) with an embryo (E):seed (S) ratio of 0.4, it is germinated within 30 days, and seed moisture saturation was reached within 6 hours after immersion. After seed disinfection, the mold incidence rate was significantly inhibited, and the final germination rate was the highest at 87% in the benomyl seed disinfection. The final germination rate was the highest at 92% in the red light, and the mean daily germination was the lowest in the R2B8. Therefore, there is almost no dormancy in the Adenophora triphylla var. japonica Hara seed, and benomyl seed disinfectant and red light were effective in the improvement of germination rate. So it is considered to the high value of use for medicinal crop Adenophora triphylla var. japonica Hara cultivation.
화학적 처리 방법으로는 아세트산(C2H4O2, acetic acid), 염소(Cl, chlorine), 오존수(ozone water), 차아염소산나트륨(NaClO, sodium hypochlorite), 과산화수소(H2O2, hydrogen peroxide), 에탄올(C2H6O, ethanol) 등이 있고(Delaquis 등, 1999; Fett, 2002; Kim과 Kim, 2001;Kim 등, 2001; Hwang과 Choi, 2008), 물리적 처리 방법은 온탕 침지법, 냉수 온탕 침지법, 건열처리법 등이 있다. 따라서 본 연구의 목적은 고부가가치 작물인 잔대의 종자 휴면특성을 조사하고, 광질과 소독처리에 따른 잔대 종자의 발아특성을 구명하기 위해 수행되었다.
제안 방법
소독제 종류에 따라 잔대 종자의 일반 세균수(total plate count), 곰팡이 발생률(incidence rate of mold), 그리고 발아특성을 조사하기 위해 차아염소산나트륨(NaClO)(Yuhanrox, Yuhanclorox Co. Ltd., Seoul, Korea)4%, 과산화수소(H2O2)(Hydrogen peroxide, Daejung chemicals& metals Co. LTd., Siheung, Korea) 4%와 베노밀 수화제(Farmhannong Benomyl, Farm Hannong Co. Ltd.,Seoul, Korea)를 500mg·L-1으로 희석하여 사용하였고, 대조구로는 증류수를 이용하였다. 잔대 종자를 소독제 또는 증류수에 5분간 침종시킨 후 증류수에 10회 이상 세척하여 petri-dish에 filter paper 2장을 깔고 100립씩 4반복으로 치상하였고, 건조하지 않도록 증류수를 보충해주었다.
소독제의 종류와 광질에 따른 잔대의 초기 발아율(initial germination)은 파종 후 4일째까지 발아된 종자 수를 조사하였고, 최종 발아율(final germination)은 파종 후 10일째까지의 총 발아 수를 조사하였다. 최종 발아율에 대한 50% 발아에 소요되는 일수(T50), 일일 평균발아수(mean daily germination, MDG), 총 공시 종자 수 대비 가장 많이 발아한 날까지의 총 발아 종자 수 비율인 발아속도(germination energy, GE)를 계산하였다(Edward,1934; Gordon, 1971).
대상 데이터
잔대 종자는 평균 길이 1.3mm, 폭 0.6mm, 1,000립중이 252mg이며, E:S ratio가 0.4로 배의 크기가 종자 크기의 50%를 넘지 않고 종피가 짙은 갈색의 타원형 미세 종자이다(Table 1과 Fig. 2). Martin(1946)에 의하면 종자 내의 배 크기가 작고 종자의 하단부에 위치한 기저형(basal type), 배의 길이가 길어 종피를 따라 휘거나 말려 배가 배유를 감싸고 있는 형태인 지협형(pheripheral type), 배가 배유 가운데를 관통하는 형태인 중축형(axile type)으로 배의 형태에 따라 종자가 크게 3가지로 분류된다.
데이터처리
모든 발아실험은 100립씩 4반복으로 수행하였으며, 실험결과의 통계분석은 SAS 프로그램(SAS 9.4, SAS Institute Inc., USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였고, 평균 간 비교는 던컨의 다중검정(Duncan’smultiple range test)을 이용하여 5% 유의수준에서 각 처리 간 유의성을 검증하였다. 그래프는 SigmaPlot 프로그램(Sigma Plot 12.
성능/효과
결과적으로 본 연구에서 잔대는 1mm 내외의 미세 종자임을 알 수 있었고, 휴면하지 않거나 휴면을 하더라도 매우 얕은 휴면을 하는 것으로 판단된다. 또한 benomyl 소독제는 잔대종자의 곰팡이 발생을 억제하고 발아율 향상에 효과적인 소독제로써 약용작물 잔대 생산에 이용이 가능할 것으로 판단된다.
결과적으로 본 연구에서 잔대는 1mm 내외의 미세 종자임을 알 수 있었고, 휴면하지 않거나 휴면을 하더라도 매우 얕은 휴면을 하는 것으로 판단된다. 또한 benomyl 소독제는 잔대종자의 곰팡이 발생을 억제하고 발아율 향상에 효과적인 소독제로써 약용작물 잔대 생산에 이용이 가능할 것으로 판단된다. 뿐만 아니라, 잔대 종자는 광에 크게 영향을 받지 않지만 적색광에서 가장 발아율이 우수한 것을 확인하였다.
3%로 높았으나 파종 3일째는광질과 관계없이 100% 발아되었다고 보고되었다(Cho 등, 2008). 본 연구에서는 적색광에서 가장 발아율이 높았으나 모든 처리구에서 70% 이상의 발아율을 보여 잔대 종자는 광의 유무와 광질 등에 크게 영향을 받지 않는 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
잔대의 어린 싹과 뿌리는 어떻게 이용되어지고 있나?
잔대는 한국, 중국, 일본 등지에 분포하고 있으며, 배수가 양호하고 양지바른 산기슭에서 주로 자생한다. 이른 봄에 나오는 어린싹은 나물로 이용되어지며, 뿌리는 ‘사삼’이라 하여 인삼과 비슷한 약효가 있는 것으로 알려져 식용 및 약용작물로써 이용되고 있다(Ham 등, 2009a; Park, 2010). 잔대는 saponin, inulin, polysthicol, lupenone, daucosterol 등을 함유하고 있으며(Gorovoi 등, 1971), 잔대 에탄올 추출물과 그 분획물의 항돌연변이와 항종양 효과(Ham 등,2009b)와 잔대 뿌리의 에틸아세테이트 추출물의 항산화 효과 등이 보고되어 있다(Choi 등, 2008).
잔대란 무엇인가?
잔대(Adenophora triphylla var. japonica Hara)는 초롱과 다년생 초본식물로써, 털잔대, 넓은잔대, 왕잔대 등 국내에 10종 이상이 자생하고 있다. 잔대는 한국, 중국, 일본 등지에 분포하고 있으며, 배수가 양호하고 양지바른 산기슭에서 주로 자생한다.
잔대 에탄올 추출물과 그 분획물의 효능은?
이른 봄에 나오는 어린싹은 나물로 이용되어지며, 뿌리는 ‘사삼’이라 하여 인삼과 비슷한 약효가 있는 것으로 알려져 식용 및 약용작물로써 이용되고 있다(Ham 등, 2009a; Park, 2010). 잔대는 saponin, inulin, polysthicol, lupenone, daucosterol 등을 함유하고 있으며(Gorovoi 등, 1971), 잔대 에탄올 추출물과 그 분획물의 항돌연변이와 항종양 효과(Ham 등,2009b)와 잔대 뿌리의 에틸아세테이트 추출물의 항산화 효과 등이 보고되어 있다(Choi 등, 2008). 또한 잔대는 해독과 거담 개선, 뇌신경세포 보호 등의 효과가 있어 한방 약재로써 소비가 증가되고 있다(Choi 등, 2008; Chung 등, 2016a, 2016b).
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