초록 ▼

『자생수종의 Gene Bank 조성시험(2001~2009)』 과제는 현지내 보존이 어려운 자생수종 및 소멸위기 유전자원을 수집․분석․평가하여 현지외 보존원을 조성하는 한편 종자은행을 구축하고 유전자원의 장기저장 기술을 확립하여 유전자원을 효율적으로 관리하기 위한 데이터베이스 구축을 목표로 한다.
이를 위한 국가 생물유전자원 보존 Net-Work 구축에 대비 산림유전자원 보존센터로서의 기반조성을 위하여 “산림유전자원 정보관리시스템”을 구축하였다. 기후변화 및 자원화 대상 산림유전자원 확보를 위하여 임목을 대상으로 64과 153속

『자생수종의 Gene Bank 조성시험(2001~2009)』 과제는 현지내 보존이 어려운 자생수종 및 소멸위기 유전자원을 수집․분석․평가하여 현지외 보존원을 조성하는 한편 종자은행을 구축하고 유전자원의 장기저장 기술을 확립하여 유전자원을 효율적으로 관리하기 위한 데이터베이스 구축을 목표로 한다.
이를 위한 국가 생물유전자원 보존 Net-Work 구축에 대비 산림유전자원 보존센터로서의 기반조성을 위하여 “산림유전자원 정보관리시스템”을 구축하였다. 기후변화 및 자원화 대상 산림유전자원 확보를 위하여 임목을 대상으로 64과 153속 305종 6,720개체에서 종자유전자원을 수집특성평가를 실시한 후 저온저장고(-18℃)에 바코드(관리번호)를 부착 저장관리하고 있다. 또한 저장된 모든 산림종자들은 등록정보, 관리정보,수집정보 및 특성정보 등을 정보화하여 DB을 구축하였다.
Germplasm 보존기술 개발을 위하여 소나무 등 23수종을 대상으로 수종별 저장방법 및 저장기간에 따른 종자저장성 및 활력을 검정하였으며, 특히 실온 저장기간이 소나무 종자는 5년, 삼나무 종자는 3년, 편백 종자는 4년 이상이면 활력이 모두 소실되었으며 수종간에 많은 차이를 나타냈다. 종자 저장성 평가를 위한 삼나무 등 10수종에 대한 노화촉진검사 결과 처리기간이 길수록 노화로 세포질 대사물질이 용출되어 전기전도도가 높아졌으며 용출액 중 무기염류의 종류는 수종간 상이하였으나, 해송, 참느릅나무등의 종자는 마그네슘이온이 활력감소와 비례하여 증가하는 것이 확인되었다. 계수나무, 배롱나무, 보리수나무, 참느릅나무, 피2자생수종의 Gene Bank 조성시험라칸다, 팥배나무는 처리기간이 길수록 전해질 누출량이 증가하였으며, 종자내 탄수화물 조성 변화는 특히, 참느릅나무, 배롱나무, 보리수나무에 서는 glucose가 증가하고 sucrose는 감소되는 반면 계수나무, 팥배나무, 피라칸다에서는 상반되는 경향을 보였다. 또한 구상나무 등 7수종에 대하여 종자활력에 따른 종자누출액의 전기전도도, 무기염류, 탄수화물, 항산화효소 등을 조사한 결과 수종간 많은 차이를 나타냈다. 저장종자들은 주로 물질대사과정의 저하와 세포막의 쇠퇴로 활력 저하가 발생하는데 이러한 저장종자들에 대한 파종시 활력회복 방안 마련을 위하여 삼나무,해송, 분비나무에 대해 전처리(프라이밍, 호르몬, 예냉 등) 결과 활력회복에 효과가 있는 것으로 나타났다. 산림종자유전자원의 장기저장을 위해 37수종을 대상으로 초저온저장(-196℃) 실험결과 철쭉, 해송, 리기다소나무, 박달나무, 양버즘나무, 가문비나무, 넓은잎말발돌이, 눈측백나무,느릅나무, 느티나무, 만병초, 배롱나무, 사시나무, 오동나무, 주엽나무,쥐똥나무, 진달래, 측백나무, 피라칸다, 호랑버들, 회양목, 히어리는 초저온저장이 가능한 산림수종으로 판명되었다.
경제적 이용가치가 크거나 현지내 보존만으로는 소멸 위험이 높은 자생 산림유전자원의 보존전략 수립 및 이용을 위해서 유전자원 특성을 조사한 결과 벚나무속, 녹나무과, 상록성 참나무과에 대한 개화결실 특성은 조사된 모든 분류군에서 종간 개화시기, 종자성숙시기, 실중에서 현저한 차이를 나타냈다. 만병초, 땃두릅나무, 눈측백나무, 산딸나무, 망개나무, 고로쇠나무, 산겨릅나무, 분비나무, 구상나무, 가문비나무 천연집단에 대한 지리적 변이와 집단유전변이 분석을 통해 수종별 보존 및 자원화를 위한 기초 자료 확보와 유전자보존림 후보집단을 선정하였다. 또한 단계적 판별분석을 이용 분비나무와 구상나무의 수종간 식별에 도움을 주는 침엽지수, 침엽두께, 총상지수, 수지구거리, 기공열수, 종자날개폭 및 포침길이 등 7개 분류 지표를 선정 유효 형질로 판명하였다. 갯대추 등 4수종을 대상으로 현지외 보존을 위한 표본전략 추출전략 수립을 위하여 공간적 자기상관 분석을 통한 유전적으로 상이한 개체선발특성을 구명하였다.
현지외 보존원 조성 및 관리를 위하여 눈측백나무 등 5개 수종에 대한 유․무성 증식법을 개발하였으며, 유전다양성 평가 및 표본추출 전략에 의하여 수집된 유전자원을 이용하여 현지외 보존원 조성시 안정적유전다양성 유지를 위한 현지외 조성전략을 산딸나무를 예시로 개발하였다. 유전자보존림은 2009년까지 눈측백나무, 망개나무 등 36수종 151집단 423가계 89클론 16,830본 15ha를 조성하였다.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 발간사 ... 3
• 목차 ... 5
• 요약 ... 9
• 1. 연구목적 ... 12
• 2. 연구사업 개요 ... 12
• 가. 연구배경 ... 12
• 나. 기술동향 분석 ... 13
• 다. SWOT 분석 ... 14
• 3. 수행방법 ... 15
• 가. 산림유전자원 수집 및 DB 구축 ... 15
• 나. 유전자원 저장 및 평가 기술 개발 ... 15
• 다. 현지외 보존을 위한 유전자원 특성 평가 ... 16
• 라. 현지외 보존을 위한 표본추출 전략 개발 ... 16
• 마. 현지외 보존원 조성 및 관리 ... 16
• 4. 연구결과 및 고찰 ... 18
• 가. 산림유전자원 수집 및 DB 구축 ... 18
• (1) 산림유전자원 정보관리시스템 구축 ... 18
• (가) DB 구축 내용 및 검색 필드 ... 19
• (2) 산림종자유전자원 수집 및 DB 구축 ... 23
• (가) 연도별 DB 구축 및 저장 현황 ... 24
• 나. 유전자원 저장 및 평가기술 개발 ... 25
• (1) 종자 저장성 평가 ... 25
• (가) 벚나무속 ... 25
• (나) 물푸레나무, 산초나무, 고추나무 ... 26
• (다) 꽃단풍나무 ... 27
• (라) 소나무, 리기테다소나무, 삼나무, 편백 ... 28
• (마) 구상나무 등 13수종 ... 31
• (2) 종자 활력평가 기술 ... 32
• (가) 인공노화 종자의 활력 ... 32
• ① 리기다소나무 ... 32
• ② 물푸레나무 ... 34
• ③ 삼나무, 해송 ... 35
• ④ 계수나무 등 6수종 ... 36
• (나) 전처리 종자의 활력 ... 39
• ① 삼나무, 구상나무, 분비나무 ... 39
• (다) 초저온 (-196℃) 처리 종자의 활력 ... 41
• ① 다릅나무 ... 41
• ② 졸참나무, 루브라참나무 ... 42
• ③ 꽃단풍나무 ... 43
• ④ 삼나무 ... 45
• ⑤ 철쭉 등 5수종 ... 45
• ⑥ 가문비나무 등 27수종 ... 46
• (라) 종자활력 관련 물질 검정 ... 48
• ① 꽃단풍나무 ... 48
• ② 구상나무 등 6수종 ... 49
• 다. 현지외 보존을 위한 유전자원 특성 평가 ... 53
• (1) 녹나무과 ... 53
• (2) 벚나무속 ... 54
• (3) 상록 참나무과 ... 55
• (4) 만병초 ... 55
• (5) 땃두릅나무 ... 57
• (6) 산딸나무 ... 58
• (7) 분비나무.구상나무 ... 63
• (8) 망개나무 ... 71
• (9) 가문비나무 ... 79
• (10) 고로쇠나무 ... 85
• (11) 눈측백나무 ... 91
• (12) 산겨릅나무 ... 94
• 라. 현지외 보존을 위한 표본추출 전략 개발 ... 98
• (1) 안면도 소나무 ... 98
• (2) 갯대추나무 ... 99
• (3) 황근 ... 100
• (4) 눈측백나무 ... 102
• 마. 현지외 보존원 조성 및 관리 ... 103
• (1) 유.무성 증식법 개발 ... 103
• (가) 눈측백나무 ... 103
• (나) 눈향나무 ... 105
• (다) 청사조 ... 107
• (라) 먹넌출 ... 108
• (마) 산겨릅나무 ... 110
• (2) 현지외 보존원 조성전략 개발 ... 111
• (가) 산딸나무 ... 111
• 5. 결론 ... 117
• 6. 활용계획 ... 125
• 7. 참고문헌 ... 126
• 8. 연구성과 ... 130