초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
암술과 수술의 가용성 당함량은 개화당일에 가장 높았으며 개화일수가 경과함에 따라 점차 감소하였다. 약의 가용성 당함량 감소와 함께 화분의 발아율과 화분관신장이 개화당일에 가장 높았으나 개화 후 일수가 증가함에 따라 감소하였다.
3배체 씨없는 수박을 생산하기 위하여 배수성 수박을 유도한 결과, 0.2% 콜히친처리에서 효율이 높았다. 4배체 수박의 특성은 잎과 화경이 크고 과피두께도 두꺼우나, 화분의 개약이 불량하였다.
수박화분은 치상 후 급속하게 발아하기 시작하여 6시간 내에

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
암술과 수술의 가용성 당함량은 개화당일에 가장 높았으며 개화일수가 경과함에 따라 점차 감소하였다. 약의 가용성 당함량 감소와 함께 화분의 발아율과 화분관신장이 개화당일에 가장 높았으나 개화 후 일수가 증가함에 따라 감소하였다.
3배체 씨없는 수박을 생산하기 위하여 배수성 수박을 유도한 결과, 0.2% 콜히친처리에서 효율이 높았다. 4배체 수박의 특성은 잎과 화경이 크고 과피두께도 두꺼우나, 화분의 개약이 불량하였다.
수박화분은 치상 후 급속하게 발아하기 시작하여 6시간 내에 전체 발아한 화분의 90% 이상이 발아하였고, 화분관의 신장은 12～24시간에 급격하게 이루어 졌다. 발아온도는 15℃에서 치상 12시간 후 20%였는데 25℃와 30℃에서는 80%이상이었다. 최적화분 발아율과 발아속도를 나타내는 온도는 25～30℃였다.
화분의 파열, 발아율과 화분관 신장을 고려할 때, 배지에 첨가하는 당의 농도는 20% sucrose일때 가장 안정적인 발아를 보였다. 무기원소 첨가농도는 붕소 100～200 ppm, 칼슘 100～200 ppm, 마그네슘 100 ppm, 칼륨 200 ppm 일 때 발아율이 높고 화분관신장이 빨랐다. 화분발아에 적정한 pH는 6.5～7.0이며, 광이 있을 경우 발아가 저해되었다.
수박화분의 저장 수명은 온도에 따라 큰 차이를 보였는데 20℃에 저장할 경우 저장기간이 경과함에 따라 급격하게 발아력이 감소하여 저장 15일 후의 발아율은 15%미만이었다. 0℃, - 40℃에서는 실리카겔 등으로 건조하게 유지할 경우 저장 30일 이후에도 발아력이 상당한 수준으로 유지되었다. 화분을 수집할 때 습도 및 저장환경을 조절하면 30일 이상 저장 가능할 것으로 판단된다.
재배품종에 따라 화분량과 활력에 차이가 있었는데, 중․소과종이 화분의 생산량이 많고 저장력이 우수한 경향을 보였으며, 특히 소형과종인 ‘복수박’은 화분의 생산량이 많고 비교적 다른품종에 비하여 저장력이 우수하여 수분용 품종으로 적합한 것으로 생각된다.
유기용매를 사용함으로써 약에서 화분을 효과적으로 분리할 수 있지만 급격한 탈수작으로 인하여 유기용매 침지 수일 후에 발아율이 절반으로 감소하여 화분을 장기간 보존하기 위해 유기용매를 사용하는 것은 무리가 있는 것으로 판단된다. 약에서 화분을 분리할 때의 효율성 및 침지 시간에 따른 활력의 저하 등을 고려할 때 수박화분 채취에는 pentane과 ethyl ether가 적합한 것으로 판단된다.
채취시간이 빠를수록 화분량이 많을 뿐만 아니라 화분의 활력이 높지만 채취시간에 따른 화분의 양과 활력 차이가 과실의 착과와 품질에는 큰 영향을 미치지 않는것으로 보인다.
고절위로 갈수록 화분량과 화분의 활력이 높아져, 착과마디 주위에서 채취한 것이 화분량이 가장 많았고 화분의 활력도 가장 높았으나 과실의 착과 이후 급격하게 화분의 양과 활력이 감소하였다. 수분 및 착과 이후 대부분의 동화산물이 과실로 재분배되기 때문에 화분의 생성을 비롯한 새로운 꽃의 발육이 부진해 지는 것으로 생각된다.
유기용매의 종류에 따라 화분의 채취량이 달랐으며, 유기용매 침지 시간이 증가할 수록 화분의 활력이 감소되었다. Pentane, ethyl ether 가 다른 유기용매들에 비하여 화분의 채취효율이 높았으며 화분의 활력에 큰 장해를 주지 않았다.
정식 후 AgNO3와 GA3의 엽면살포로 수꽃의 비율이 증가하였는데, 특히 GA3100ppm 엽면처리구에서 암꽃 : 수꽃 비율이 1 : 8.1로 무처리구 보다 수꽃이 3.1배 많았다. 그러나 화분의 발아율과 화분의 양, 화분관 신장에는 큰 차이가 없었다.
칼슘과 붕소의 엽면시비로 화분의 양과 활력이 현저하게 증대되었다. 엽면시비 후 일수가 경과함에 따라 화분의 양과 화분활력이 증대되어 엽면시비 25일 후 최대치가 되었다, 1회 엽면시비하는 것보다 2회 엽면시비하는것이 발아율을 약 20% 증대시켰으며 화분량 증대에도 매우 효과적이었다.
재배중의 기온이 높을수록 화분의 생산량이 증대되었으나 발아율과 화분관 신장에는 큰 영향을 미치지 않았다.
인공수분시 석송자 및 광물질인 micro-cel E 등과 같은 미립물질을 혼합하여 인공수분할 경우 과실의 특성이나 품질에 큰 영향을 미치지 않았지만 착과율이 다소 낮게 나타났다.
수박의 개화습성을 보면 주로 새벽에 개화하며, 오전에는 수정능력이 양호하지만 오후에는 갑자기 떨어진다. 수꽃의 수명은 약 1일정도로 짧다. 암꽃은 초기에는 수직방향으로 개화하다가 수정이 되면서 과경이 신장하고 지면으로 굽게된다. 수꽃의 화분이 암꽃의 주두에 충분한 양이 있어야 기형과의 발생율이 감소된다.
씨없는 수박의 소비율은 점차 증가 추세에 있는데 여러 가지 방법을 통하여 씨없는 수박을 유도할 수 있다. CPPU를 이용한 씨없는 수박은 50 ppm 자방처리에서 착과 및 상품과율이 높았으며, 1000 ppm 처리에서는 거의 열과되는 현상을 보였다. 또한 CPPU 처리에서는 수확기가 무처리보다 5일가량 지연되는 경향을 보였으며, 과피두께도 두껍게 나타났다. Soft X-ray 조사화분을 이용한 씨없는 수박은 무처리 구에 비하여 당도가 1oBX 정도 상승되었으나 오염으로 인해 종실률이 30%정도를 보였다.
처리별 과중은 초기에는 CPPU 처리에서 높은 경향이었으나 수확기에는 큰 차이가없었다.
화분에 관련한 홈페이지는 www.watermelonflower.re.kr로 착과기술 및 수박의 영농상담이 이루어지고 있다.

Abstract ▼

Worldwide watermelon is the second largest vegetavle after tomatoes and Korea ranks 17th in world's production. Watermelon is an important vegetable crop and has very high per capita consumption (16～18 kg) in Korea. The major province of watermelon production in Republic of korea is Kyongnam (31.0%)

Worldwide watermelon is the second largest vegetavle after tomatoes and Korea ranks 17th in world's production. Watermelon is an important vegetable crop and has very high per capita consumption (16～18 kg) in Korea. The major province of watermelon production in Republic of korea is Kyongnam (31.0%).
Other important provinces include Chungnam (16.0%), Kyongbuk (13.6%), Jeonbuk (13.1%), and Jeonnam (11.0%). It has been changed from open field to greenhouse culture. Now the greenhouse culture is the 81.0% of the total watermelon cultivation. One of the characteristics of Korean watermelon culture is that most of the watermelons are being produced in protected cultivation (high tunnels) due to adverse climate and disease threat. Low temperature, high humidity and cloudy/rainy weather influence both on insects activity and anther dehiscence and results in poor fruit set. Watermelon is cultivated round the year under forced, semi-forced, open and retard cultures and hence fruit prices vary according to culture system. Whereas, most of problem is that male flower has trouble with indehiscence in this seasons. Expecially, triploid seedless watermelons need diploid pollen stimulus for fruit development.
Objective of this research was to find the best way to collect and store pollen grains for using them at bed conditions for pollination and to investigate pollen amount and viability of several different watermelon cultivars.
Soluble solid content in both pistil and stamen, pollen germination and pollen tube elongation reached the highest level at the day of flowering and then gradually decreased thereafter.
Ninety percent of freshly collected watermelon pollen was germinated in 6 hours after bedding and rapid pollen tube elongation was observed from 12 to 24 hours. Low temperature retarded pollen germination. When pollen was incubated at 15℃, only 20% of pollen was germinated after 12 hours and then remained constant. Pollen germination and pollen tube growth were stimulated in temperature range of 25～35℃.
Considering the rupture of pollen grain, germination rate, and pollen tube elongation during incubation, pollen germination was optimum on the medium containing 20% sucrose, 100～200 ppm each of B and Ca, 100 ppm Mg, and 200 ppm K with pH 6.5～7.
Pollen germinability was highly affected by storage temperature and duration. Pollen showed only 15% of germination after a 15 day-storage at 20℃. When pollens were stored with silica gel as a drying agent, stored pollens well maintained their germinability after a 30 day-storage at 0 and -40℃. This result suggest the possibility of pollen storage for commercial purpose.
Pollen amount and germinability differed between cultivar. Small fruit cultivars had more pollen and higher storability than big fruit cultivars. 'Bocksuback', a small fruit cultivar, could be the most suitable pollinizer because it showed the highest amount of pollen and storability compared to the others.
Even though organic solvents were effective to collect pollens from anther, they were not ideal storage agent for watermelon pollen because they damaged the epidermal tissue of pollens severly after several days and germination percentage of pollen decreased 50% of control. The most effective organic solvents for collecting pollen were pentane and ethyl ether.
Pollen germination rate was higher when collected in the early morning and it decreased as pollen collection time delayed. The pollen collected in the morning showed 30% higher germination rate than the pollen collected at noon. However, pollen collecting time did not appear to affect fruit setting and quality.
Both pollen amount and germinability were higher in the flowers around the node of fruit setting. As fruit was growing, the amount and germinability of pollen were sharply decreased. The decrease of pollen production and germinability after fruit setting seemed to be correlated with assimilate partitioning : assimilates would be distributed more to the fruit than flower and subsequently development of male flower impaired.
Amount of pollen varied depending on organic solvents and vitality of pollen decreased as immersion time increased. Among organic solvents as pollen collecting agent, pentane and ethyl ether were most effective in maintaining pollen viability and in collecting pollen.
The number of male flower increased with the AgNO₃ and GA₃ foliar applications. The number of male flowers in the GA3 (100 ppm) foliar application was 3.1 time higher than control. However, the foliar applications did not affect pollen germinability, amount and tube growth compared with control.
Foliar applications of Ca and B increased pollen amount and viability. The amount and viability of pollen increased and reached the highest level 25 days after application. In the comparison of the frequency of application, percentage of pollen germination was 20% higher in two time-application than in one time-application. Higher temperature in plastic film house increased the amount of pollen grain but did not affect on pollen germinability and tube growth.
To produce Diploid parthenocarpic fruits by pollination with soft-X irradiated pollen, pollen collection and storage is a general practice. The pistillate flower and the staminate flower just blew them open the same day. The anthers had dehisced when the corolla expanded, but the pollen remained on the anthers in sticky masses. The stigma was receptive throughout the day although most pollination took place in the forenoon. Large, sticky pollen grains and an adhesive stigma signal is the necessity for active pollen transfer between flowers for pollination.
Pollen dehydration was essential for storage and organic solvents made it possible to collect and store pollens for longer period of times. Pollen germination and growth of pollen tubes are, in principle, necessary for fertilization, fruit development and seed formation. Studies on in vitro germination and pollen tube growth are very useful for explaining the lack of fertility and are generally believed to provide best estimate of pollen viability in vivo.
Soft X-ray irradiated pollen and CPPU were evaluated to produce diploid seedless watermelon. Pollen was irradiated with soft X-ray at 800 Gy before pollination. Three concentrations of CPPU were applied as 50 ppm sprayed on ovary, 100 ppm rubbed on female flower pedicel and 1000 ppm applied on both sides of shoot near female flower attachment. Seedlessness was almost similar in all CPPU treatments (95%). Total soluble solids (TSS) and rind thickness were slightly higher in CPPU treated fruits than control. Similarly X-ray irradiated pollen also depicted higher TSS (12.0 Bx) than control (10.8) but yielded similar fruit weight. However, higher concentration of CPPU showed cracks in fruits (95%). In a second set of experiment, CPPU (50 ppm), soft X-ray irradiated pollen (800 Gy) and combined application of both X-ray (800 Gy) pollen and CPPU (50 ppm) were compared. The combined application yielded more fruit set (90%), seedlessness (95%), TSS (11.8 Bx) and marketable fruits (90%). CPPU (50 ppm) showed higher rind thickness (13.7 mm), harvest time (50 days after anthesis) and large aborted seeds than X-ray treatment. This also indicated high sink strength up to 15 days post anthesis but over all fruit weight was at par.
A homepage related to watermelon pollen has seen running at www.watermelonflower.re.kr We could discuss with watermelon growers on fruit setting techniques and useful information on Korean watermelon industry.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 14
• 목차 ... 16
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 20
• 제 1 절 연구개발의 목표 ... 20
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 21
• 제 3 절 연구개발의 내용 및 범위 ... 23
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 28
• 제 1 절 화분의 활력증진 ... 28
• 제 2 절 화분의 저장 ... 30
• 제 3 절 화분의 채취 기술 ... 31
• 제 4 절 화분의 산업적 활용 ... 32
• 제 5 절 화분산업의 전망과 기술도입의 타당성 ... 34
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 38
• 제 1 절 화분의 활력증진 및 저장기술 확립 ... 38
• 1. 화분의 특성 및 분류 ... 44
• 2. 적정 발아조건 ... 52
• 3. 화분의 활력 증진 ... 61
• 4. 화분의 저장 ... 65
• 5. 품종에 따른 화분의 채취와 저장성 ... 70
• 6. 유기용매를 이용한 저장 ... 73
• 제 2 절 화분의 채취 및 대량생산기술 개발 ... 79
• 1. 채취시기와 채취 방법에 따른 화분의 채취량과 활력 ... 84
• 2. 수꽃의 착화마디에 따른 화분의 양과 활력 ... 88
• 3. 유기용매를 이용한 화분 채취 ... 91
• 4. 화분 생산량 증대 ... 96
• 5. 인공수분 기술 ... 108
• 제 3 절 화분의 산업적 활용 ... 111
• 1. 산업적 이용을 위한 실태조사 ... 115
• 2. 개화습성 및 행동 ... 119
• 3. 씨없는 수박 생산 ... 132
• 4. 화분의 종류와 양이 과실 발육에 미치는 영향 ... 136
• 5. 수분용 품종 선발 ... 139
• 6. 인터넷 홈페이지 구축 ... 145
• 7. 적요 ... 150
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 151
• 제 1 절 연구개발목표의 달성도 ... 151
• 제 2 절 관련분야의 기술발전에의 기여도 ... 152
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 153
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술 정보 ... 154
• 제 7 장 참고문헌 ... 155
• 끝페이지 ... 162