초록 ▼

○ 연구결과
1. 자생 상록양치류의 서식지 환경조사
분포도에 있어서 도깨비고비는 제주도, 울릉도, 거제도, 거문도, 진도, 영광, 백령도, 더부살이고사리는 제주도와 거문도, 골고사리는 울릉도와 제주도, 가는쇠고사리는 제주도와 거문도, 석위는 제주도와 거제도에서 자생하고 있었다. 대부분의 양치식물은 남부이남 지역, 특히 제주도에 많이 분포하고 있으며, 북부지역으로 갈수록 종의 수가 점차적으로 줄어드는 경향을 보였다. 자생지와 비자생지의 기후를 비교한 결과 일사시간을 제외하고 최고기온, 최저기온, 강수량, 상대습도, 평균풍속

○ 연구결과
1. 자생 상록양치류의 서식지 환경조사
분포도에 있어서 도깨비고비는 제주도, 울릉도, 거제도, 거문도, 진도, 영광, 백령도, 더부살이고사리는 제주도와 거문도, 골고사리는 울릉도와 제주도, 가는쇠고사리는 제주도와 거문도, 석위는 제주도와 거제도에서 자생하고 있었다. 대부분의 양치식물은 남부이남 지역, 특히 제주도에 많이 분포하고 있으며, 북부지역으로 갈수록 종의 수가 점차적으로 줄어드는 경향을 보였다. 자생지와 비자생지의 기후를 비교한 결과 일사시간을 제외하고 최고기온, 최저기온, 강수량, 상대습도, 평균풍속이 비자생지에 비해 높은 것으로 나타내었다. 자생지 환경은 자생 상록양치식물의 서식지는 계곡부와 지면보다 70-100cm 낮은 벙커식 환경이 대부분을 차지하였다. 경사도는 1∼5°의 완경사지가 많았고, 방위는 70%가 북동쪽 경사면에 위치하고 있었다. 온도는 16∼28℃범위이었고, 공중습도는 20∼68%이었으며 2,000∼4,000lux 범위의 광도조건에서 많이 분포하고 있었다. 토양수분함량은 31.45∼58.77%이었고 유기물함량은 7.67∼12.47%의 범위이었다. 식생구조는 식생현황에서는 교목층에서 주로 종가시나무가 우점종으로 나타났으며 40∼80%의 울폐도를 나타내었다. 아교목층에서는 3∼5%로 극히 미약하였으며, 단풍나무, 동백나무, 때죽나무, 붉나무 등이 주요수종으로 나타내었다. 관목층에서는 5∼20%의 울폐도를 보였으며 회잎나무, 찔레나무, 쥐똥나무, 호자나무, 백량금 등이 주요 출현종이었다. 초본층에서는 가는쇠고사리, 밤일엽, 큰봉의꼬리, 일색고사리, 족제비고사리, 손고비, 나도히초미 및 관중이 우점종이었다.
2. 벙커식 재배법 확립
인공벙커조건은 비벙커조건보다 광도는 낮으나 공기습도가 높은 것으로 나타내었다. 토양수분함량은 비벙커조건의 주 7회 관수처리를 한 부엽토 단용처리에서 높았다. 토양의 이화학적성질을 분석한 결과, 부엽토 단용처리가 가밀도, 입자밀도, 공극률, 토양전도도, 토양산도, 유기물함량, 전질소함량, 양이온치환용량, 치환성양이온 함량이 다른 토양처리보다 높았다. 도깨비고비(Cyrtomium falcatum)는 비벙커조건의 주 7회 관수처리를 한 부엽토에서 생육이 좋았다. 포자엽수는 벙커조건의 주 2회 관수처리를 한 부엽토에서 증가하였다. 광합성률과 수분이용효율은 비벙커조건의 주 7회 관수처리구에서 높았으며 생리적 요인과 상관성이 높은 생육환경은 관수 주기인 것으로 분석되었다. 더부살이고사리(Polystichum lepidocaulon)는 벙커조건의 주 2회 관수처리구에서는 부엽토 단용처리, 비벙커조건의 주 2회 관수처리구에서는 마사토:부엽토=1:1처리, 비벙커조건의 주 7회 관수처리구에서는 밭흙:마사토:부엽토=1:1:1처리에서 생육이 좋았다. 포자엽수는 비벙커조건의 주 2회 관수처리구의 마사토:부엽토=1:1에서 증가되었다. 광합성률, CO₂흡수율, 수분이용효율은 주 7회 관수처리구의 부엽토 단용처리에서 높았으며, 생리적 요인과 가장 상관관계가 높은 생육환경은 토양처리와 벙커조건인 것으로 조사되었다. 골고사리(Asplenium scolopendrium)는 비벙커조건의 주 7회 관수처리를 한 부엽토 단용처리에서 생육이 좋았다. 포자엽수는 벙커조건의 주 2회 관수처리를 한 부엽토 단용에서 많았고, 광합성률과 CO₂흡수율은 비벙커조건의 주 7회 관수처리를 한 부엽토 단용처리에서 높았다. 생리적 요인과 상관성이 높은 생육환경은 관수주기와 벙커조건인 것으로 분석되었다.
3. 분화 재배법 개발
내한성이 비교적 높은 양치식물로는 골고사리, 미역고사리이며 낮은 양치식물로는 도깨비고비, 더부살이고사리, 석위, 버들참빗으로 조사되었으나 노지에서 고사의 원인은 온도 그 자체보다는 겨울철의 낮은 습도와 강한 바람에 의한 피해인 것으로 판단되어 이에 대한 적합한 대책이 있다면 노지에서의 월동도 가능할 것으로 본다. 분화용 토양별 이식기술에 있어 가는쇠고사리의 생육적인 특징이 착생성 일지라도 이식에 있어서는 보수성을 고려한 토양이 더 적합한 것으로 판단되었다.
유식물 생육단계와 활착조건에 있어서 유식물의 활착은 수종에 따라 차이가 있으나 대체적으로 토양자체의 영향보다는 전반적인 수분환경에 영향을 많이 받는 것으로 판단되었다. 또한 유식물에서 상품화하기까지는 약 6개월에서 3년정도 기간이 걸리는 것으로 조사되었다. 적정 분화용 토양에 따른 생육조건에 있어서 도깨비고비의 경우 인공배합토가 도깨비고비의 분화용 용토로 적합한 것으로 나타났으며 애기석위와 손고비는 보수성보다는 배수성을 고려한 토양이 분화용으로 더 적합한 것으로 조사되었다. 기능성 필름을 이용한 분화 상품화 방안 추진에 있어 다습을 요구하는 양치류에 농산물 혹은 식품포장지로 이용되고 있는 기존의 포장지를 적용하여 밀봉포장을 한 후 생육상태와 포장내 기체조성의 변화를 구명하여 자생 양치류의 생육을 증진시키고 포장된 상태로 유통시킬 수 있는 방안을 모색하였다.
4. 실내적응성을 통한 이용활성화
실내조건에서 토양수분함량은 주 2회 관수처리구의 배수층이 있는 피트모스:버미큘라이트:펄라이트=1:1:1처리에서 높았다. 토양의 이화학적 성분을 분석한 결과, 공극률과 토양산도, 치환성양이온함량은 피트모스:버미큘라이트:펄라이트=1:1:1처리에서, 유기물함량, 전질소함량, 양이온치환용량은 마사토:부엽토=1:1처리에서 높은 수준을 보였다. 도깨비고비(Cyrtomium falcatum)의 생육은 주 2회 관수처리구의 배수층이 없는 마사토:부엽토=1:1처리에서 좋았다. 반면, 실내적응성은 배수층이 있는 피트모스:버미큘라이트:펄라이트=1:1:1처리에서 높게 나타내었다. 광합성률은 주 2회 관수처리구의 배수층이 있는 피트모스:버미큘라이트:펄라이트=1:1:1처리에서 높았으며, 광포화점은 160μmol･m^-2･s^-1로 광합성률은 4.98μmol･cm^-2･s^-1 로 측정되었다. 가는쇠고사리(Rumohra aristata)의 생육과 실내적응성은 주 2회 관수처리구의 배수층이 있는 마사토:부엽토=1:1처리에서 생육이 좋았다. 광합성률은 주 7회 관수처리구의 배수층이 있는 마사토:부엽토=1:1처리에서 높았으며 광포화점은 120μmol･cm^-2･s^-1 로 광합성률은 1.93μmol･CO2m^-2･s^-1로 측정되었다. 석위(Pyrrosia lingua)의 신엽수는 주 2회 관수처리구의 배수층이 없는 마사토:부엽토=1:1처리에서 높았으나 전체적인 생육은 매우 저조하였다.
5. 포자배양을 통한 대량생산 기술개발
1) 포자배양에 미치는 배양조건 규명
자생 양치류의 포자체 배양에 적합한 온도 조건을 구명하기 위하여 도깨비고비(Cyrtomium falcatum), 골고사리(Asplenium scolopendrium), 더부살이고사리(Polystichum lepidocaulon)의 3종류를 이용하여 배양한 결과, 전엽체 획득에 있어서 3종 모두 온도가 높아질수록 전엽체 clone형성율이 크게 증가하였다. 즉 도깨비 고비에 있어 15℃ 20%에서 30℃로 증가하였으며, 더부살이고사리에서 15℃ 12.4%에서 30℃ 76.8%로 증가하는 경향을 보였다. shoot수 또한 같은 경향으로 도깨비 고비에서 15℃ 11.0개에서 30℃ 23.3개로 대폭 증가하였다. 온대산 상록 양치류는 25℃ 전후의 적온에서 양호한 것이 일반적이다. 본 실험의 결과에서 성체의 생육 적온 보다 다소 높은 30℃에서 전엽체 형성율 촉진에 효과가 있음을 알 수 있었다.
자생 상록 양치류의 포자체로 부터 전엽체 형성에 미치는 일장의 영향을 보면, 16시간 일장 하에서 전엽체 clone 형성율이 80.6˜90.0%로 가장 높았다. 암배양(0 일장) 하에서는 형성율이 감소하였다. 또한 shoot수에서도 유사한 경향을 보였으며도깨비고비에서 16시간 일장 12.0개에서 0시간 일장 3.6개로, 골고사리에서 9.3개에서 2.0개로, 더부살이고사리에서는 7.2에서 1.7로 격감하였다. 그러나 24시간 일장하에서는 16시간에 비해 clone형성율이나 형성정도는 감소하였으나 shoot에서 있어서는 유의성이 없었다. 이는 식물체 내의 엽록소 형성이 shoot 형성 정도와 직접적인 관련이 있다고 생각되었다.
2) 적정배지조건 규명
자생 상록 양치류 배양 시에는 포자체로부터 전엽체 형성이 많아 유식물체의 대량생산 체계를 수립하고자 한다. 금년도에는 이들 포자체로부터 전엽체를 유도하고자 하였다. 배지의 종류를 달리하여 도깨비고비, 골고사리, 더부살이고사리의 포자체를 배양해 본 결과, 3종 모두 1/2MS배지에 비해 MS에서 clone 형성율과 shoot수가 높았다. MS배지의 경우에는 배지 구성물질의 농도가 높아질수록 전엽체 형성율이 활발하여 MS배지에서 가장 많은 22.0개의 shoot가 발생하였다. 양치류 포자체 배양에 일반적으로 사용되는 단순배지인 Agar배지에서는 도깨비고비의 경우 MS배지의 배양병당 22.0개에 비해 13.4개로, 골고사리의 경우 21.8개에서 14.8개로, 더부살이 고사리에서는 21.0에서 10.3의 shoot수로 감소하였다. 이는 MS 배지에 첨가된 풍부한 비타민의 영향 때문인 것으로 생각되었다.
3) 적정 생장조절제 조건 규명
생장조절제가 전엽체 형성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 우단일엽(Pyrrosia linearifolia), 버들참빗(Loxogramme salicifolia), 손고비(Colysis elliptica), 반쪽고사리(Pteris dispar)의 포자체를 재료로 하여 오옥신(2.4-D, NAA)과 사이토키닌(Kinetin, 2iP) 0, 0,01, 0,1, 1,0, 10 mM을 단용한 MS배지에서 배양한 결과는 다음과 같다. 우단일엽은 전반적으로 전엽체 형성이 활발하였다. 생장조절제로는 NAA 5˜10mM 첨가구를 제외하고 모든 생장조절제 첨가구에서 무처리에 비해 낮은 전엽체 형성율을 보였다. 2.4-D와 2iP를 첨가한 경우에는 고농도로 갈수록 전엽체의 발생이 급격히 억제되었다. 우단일엽의 경우에는 모든 처리구에서 무처리구와 비교해 보면 감소하여 전엽체 형성에 생장조절제의 효과가 인정되지 않았다. 따라서 전엽체 형성시에 생장조절제의 첨가가 불필요하였다. 버들참빗의 경우에도 모든 처리구에서 무처리구에 비교해 보면 거의 비슷하거나 감소하여 생장조절제의 효과가 전혀 인정되지 않았다. 전엽체 형성수가 가장 양호한 것은 무처리구로 많았다. 오옥신류인 2.4-D에서는 고농도인 10mM에서 억제되는 경향을 보였고, 사이토키닌류인 kinetin과 2iP를 비교하면 2iP에서 다소 높은 경향을 보였다. 이는 2iP의 활성이 kinetin보다 높기 때문이라고 생각된다. 손고비의 경우는 NAA, Kinetin 및 2iP을 첨가하는 경우 농도에 관계없이 무처리에 비해 왕성한 전엽체 형성의 증가를 보였다. 그러나 2.4-D의 첨가는 우단일엽와 같이 고농도로 갈수록 오히려 형성율이 급속히 억제되었다. 전엽체 형성에 있어 2.4-D를 제외하고 종류에 관계없이 농도가 증가할수록 전엽체 형성수가 증가하는 경향으로 최적 조건은 Kinetin 0.01˜10mM에서 전엽체 clone수가 가장 많았다. 반쪽고사리는 2iP를 제외하고 호르몬 첨가시 전엽체의 형성이 증가하였다. 그러나 2iP를 제외하고 고농도의 첨가 시에는 감소하는 경향을 보였다. 전엽체 형성에 가장 양호한 처리구는 2.4-D 0.01mM 첨가구로 11.3개의 clone형성을 보였다. 2.4-D와 2iP를 첨가한 경우에는 고농도로 갈수록 전엽체의 발생이 급격히 억제되었다.
6. 전엽체 배양을 통한 증식 기술개발
1) 생장조절제
생장조절제의 전처리가 양치류의 전엽체 형성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 도깨비고비(Cyrtomium falcatum), 골고사리(Asplenium scolopendrium), 더부살이고사리(Polystichum lepidocaulon)의 포자체를 공시재료로 하여 GA3, NAA, BA, Kinetin를 각각 0, 0.5, 1, 2 mM의 농도로 24시간 전처리(pretreatment)한 후 MS배지에 배양한 결과는 다음과 같다. 더부살이고사리는 다소 다른 경향은 있으나 전반적으로 생장조절제 별로 첨가구에서 전엽체의 형성 증가를 보였다. 그러나 고농도에서 전엽체의 형성이 급격히 억제되는 경향을 보였다. 전반적으로 전엽체 형성이 가장 왕성한 처리구는 Kinetin 1 mM의 농도에서 가장 많은 전엽체가 형성되었다.
2) 질소원
질소급원을 배양 초기에 전처리함으로써 전엽체 형성을 촉진하고자 질소원인 KNO3, Ca(NO3)2를 각각 0, 5, 10, 20mM의 농도로 24시간 전처리한 후 MS배지에 배양하였다. 실험 결과 전반적으로 유사한 경향은 보였으나 도깨비고비에서는 Ca(NO3)2 20mM의 농도에서 현저한 증감을 볼 수 있었다. KNO3의 5˜10mM 농도에서도 대조구에 비해 현저한 전엽체 형성의 증가를 보였다.
3) KH₂PO₄
양치류 조직배양에 있어서 KH2PO4의 첨가는 종에 따라 양치류의 포자배양 시전엽체의 증식과 포자체의 형성에 각각 효과적 혹은 억제적으로 작용하는 것으로 알려져 있다. 포자체 배양 이전에 KH2PO4를 0, 5, 10, 20mM의 농도로 24시간 전처리함으로써 공시재료에 있어서는 특히 10˜20mM에서 전엽체의 증식에 효과적임을 알 수 있었다. 위와 같은 결과를 종합하여 볼 때, 포자체 증식을 위한 전처리는 무처리보다 현저한 전엽체 형성을 촉진시키는 것으로 나타났으며, 특히 생장조 절제 전처리보다도 Ca(NO₃)₂ 20mM의 처리구에서 전엽체 형성이 더 크게 증가하여 효과적임을 나타났다. 한편 생장조절제 처리구에서 2mM 농도에서는 전엽체 형성을 억제하는 것으로 나타났으며 이는 지금까지의 결과와는 상반되어 앞으로 이에 대한 검토가 필요하며, 전처리 시 혼용처리도 조사될 필요성이 있는 것으로 사료된다. 또한 포자낭이 달린 잎의 절편을 접종하는 것보다 전반적으로 포자만을 접종하는 방법이 오염율을 줄이는 방법이다. 양치식물은 다습을 요구하는 식물로 재배 시 포장상태에서 오염원을 제거하는 방법이 강구되어야 할 것으로 생각된다.
특히 관수하는 동안 잎에 물이 튀지 않도록 저면관수를 실시하고 먼지와 같은 오염원으로부터 격리시켜 재배하는 것이 좋을 것으로 생각된다.
4) 적정 기본배지의 선정
배지 종류를 달리하여 봉의꼬리, 큰봉의꼬리, 도깨비고비, 더부살이고사리의 전엽체를 배양하여 본 결과 4종 모두 Hyponex 배지에 비해 MS와 Agar배지(1차년도 참조)에서 생체중의 증가가 활발하였다. 특히 봉의꼬리의 경우 Agar배지에서 생체중이 0.58g으로 MS배지의 0.49g보다 다소 양호한 결과를 보였으나, 다른 3종에서는 MS배지와 유사한 특성을 보였다. 이상의 결과를 종합해 보면 4종 모두 전엽체의 증식에 MS와 Agar 배지가 효과적이라는 것을 알 수 있으나, 조직배양에 널리 이용되고 있는 MS배지를 기본 배지로 하는 양호할 것이라 생각된다.
5) 적정 질소공급원
양치류의 전엽체 배양에 적합한 질소공급원의 조성을 구명하기 위하여 MS배지를 기본으로 NH3Cl를 암모니아태 질소의 공급원으로 KNO3를 질산태 질소의 공급원으로 하여 봉의꼬리, 큰봉의꼬리, 도깨비고비, 더부살이고사리의 전엽체를 NH4+:NO3-의 농도비 60:0 50:10 40:20 30:30 20:40 10:50 0:60으로 처리하여 배양 하였다. 실험의 결과는 전반적으로 NO3-가 40mM까지는 NH4+가 감소함과 동시에 NO3-이 증가함으로 생체중이 증가하는 경향을 보였다. 전체 첨가 질소량이 NH4+:NO3-이 20:40mM로 첨가된 실험구에서 생체중이 가장 양호하였는데, 큰봉 의꼬리에서는 NH4+:NO3-이 60:0보다 20:40mM에서 생체중이 1.48g으로 4.1배로 증가를 보여 가장 양호하였다. 그러나 봉의꼬리에서는 0:60에서도 현저한 증가를 보여 추후 종에 따른 차이점이 있는지는 검토되어야 할 것이다.
6) 적정 탄소원
탄소원이 전엽체 증식에 미치는 영향을 알아보기 위하여 탄소원인 sobitol, mannitol, fructose, glucose, sucrose를 0, 1, 3, 4%의 농도로 첨가한 MS배지에 봉의꼬리와 큰봉의꼬리를 배양한 결과는 Fig. 2-5와 같다. 여러 종류의 당을 처리한 결과 fructose와 glucose에서는 당을 첨가하지 않은 처리구에서 가장 낮은 생체중의 증가율을 나타냈다. 봉의꼬리는 mannitol 3% 첨가구에서 대조구에 비해 4.1배 증가하였다. 큰봉의꼬리의 경우에는 sucrose 농도별로 전엽체의 증식에 큰 차이를 보였는데, 3% 첨가구에서 대조구에 비해 7.7배로 전엽체의 증식이 가장 양호하였으며 고농도로 갈수록 다소 생체중이 저하되었다.
7) 적정 NaH2PO4
봉의꼬리, 큰봉의꼬리, 도깨비고비, 더부살이고사리의 전엽체를 공시재료로 하여 NaH2PO4를 각각 0, 100, 200mg/ℓ 첨가한 MS배지에 배양한 결과는 다음과 같다. 봉의꼬리는 대조구에 비해 100˜200 mg/L 농도에 관계없이 생체중이 1.06˜ 1.13g으로 대조구에 비해 4.4˜4.7배의 비슷한 생체중의 증가를 보였다. 더부살이고 사리의 경우에는 도깨비고비에 비해 전반적으로 생체중의 증가율이 100mg/L 첨가구에서 가장 양성한 생체중 증가율을 보였다. NaH2PO4의 첨가는 종에 따라 다소 다른 효과에 관한 연구보고가 있어 품종간의 특성을 고려하여 사용되어야 할 것이다. 본 공시재료에 있어서는 전엽체의 증식에 효과적이다.
8) 적정 생장조절제
생장조절제가 전엽체 형성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 우단일엽(Pyrrosia linearifolia), 버들참빗(Loxogramme salicifolia), 손고비(Colysis elliptica), 반쪽고사리(Pteris dispar), 도깨비고비(Cyrtomium falcatum), 골고사리(Asplenium scolopendrium), 더부살이고사리(Polystichum lepidocaulon)의 포자체를 재료로 하여 오옥신(2.4-D, NAA)과 사이토키닌(Kinetin, 2iP) 0, 0,01, 0,1, 1,0, 10 mM을 단용한 MS배지에서 배양한 결과는 다음과 같다. 생장조절제가 양치류의 전엽체 증식에 미치는 영향을 규명하기 위하여 골고사리, 버들참빗, 돌담고사리 및 손고비의 전엽체를 재료로 하여 2,4-D, NAA, BA, Kinetin 및 2ip를 0˜10 mg/ℓ의 농도로 첨가한 MS배지에 배양한 결과는 다음과 같다. 꼬리고사리과의 골고 사리는 전반적으로 다른 종에 비해 전엽체의 증식이 현저하였다. 생장조절제를 각각 비교하면 옥신류가 사이토키닌류보다 효과적임을 알 수 있으며, 버들참빗에서는 예외적이지만 무처리에서도 높은 전엽체의 증식율을 나타내고 있다. 전엽체 증식이 가장 양호한 처리구는 골고사리와 버들참빗은 NAA 0.1mg/L에서, 돌담고사리 경우에는 Kinetin 0.01˜10mg/L와 NAA 0.01˜1mg/L에서 농도가 차이를 볼 수 없었다. 손고비에서는 전반적으로 무처리구에서 전엽체 증식이 가장 현저하였다.
공시재료에 있어 2,4-D를 첨가한 경우에는 고농도로 갈수록 전엽체의 증식이 급격히 억제되었다. 일반적인 조직배양에서 널리 이용되는 생장조절제의 이용은 무처리구에서의 전엽체 증식율을 비교하면서 생장조절제의 필요성에 관하여 세부적인 연구가 진행되어야 할 것이다.
9) 배양 광환경
배양 광환경이 양치류의 전엽체 증식에 미치는 영향을 구명하기 위하여 봉의꼬리, 큰봉의꼬리, 골고사리 및 도깨비고비의 전엽체를 재료로 하여 11000 Lux, 500Lux, 암상태 하에서 배양하였다. 배양시 광조건의 영향에 따른 증식율을 보면 1,000 Lux의 광도에서 배양한 것이 증식율이 가장 높았으며, 광도가 낮아지고 암상태 기간이 긴 경우에는 증식율이 낮아지는 것을 나타났다.
10) 전엽체 증식의 배양방법
전엽체의 배양방법인 고체배양과 액체배양을 구분하여 실시하여 전엽체의 증식에 미치는 영향을 알아보기 위하여 봉의꼬리, 큰봉의꼬리, 골고사리, 도깨비고비, 더부살이고사리를 공시재료로 하여 실험한 결과는 다음과 같다. 전반적으로 공시재료에 있어 고체배양에서 생체중의 증가가 현저하였다. 특히 큰봉의꼬리의 경우에는 액체배양에서는 1.59g에 비해 고체배양에서는 3.34g으로 2.1배의 증가를 볼 수 있었다.
7. 배양된 양치류의 적정 순화 조건 구명
1)자생상록 양치류의 순화기에 이식용토 종류를 달리하여 더부살이고사리 외 4종의 상록자생 양치류의 전엽체를 이식함에 있어 전반적으로 상토+마사+펄라이트(2:1:1) 조합에서 포자체의 형성과 생장이 양호하였다.
2)자생상록 양치류의 순화용토 내에 적합한 pH는 공시식물 종에 따라 적성 pH의 요구성이 pH 5.5∼7.5로 다양하게 보였으며, 순화기에 차광 효과는 30%와 50% 차광에서 무차광구에 비해 포자체 형성과 생장이 증가하였다. 또한 순화기의 관비에 관한 효과는 Ammonium nitrate 0.5 g/L 첨가가 순화기에 효과적임을 알 수 있었다.

Abstract ▼

Ⅳ. Results
1. Habitat characteristics and vegetation structure of fern native to Korea
The research carried out to define the environmental characteristic and vegetation structure of the evergreen fern habitat in Jejudo. It were surveyed their growth conditions in various habitats, including t

Ⅳ. Results
1. Habitat characteristics and vegetation structure of fern native to Korea
The research carried out to define the environmental characteristic and vegetation structure of the evergreen fern habitat in Jejudo. It were surveyed their growth conditions in various habitats, including topographical features, vegetation structure, air temperature, relative humidity, fluctuations of light intensity, water content and organic matter content of soil.
Direction of the native habitat 70% being located in the north and east-facing slopes, 30% was appearing in southern exposure. The gradient was ranged from 0 to 30°, and temperature was ranged from 16 to 28℃(average 22.3℃). Relative humidity was ranged 20 to 68% shows an average 36%. Light intensities of the native habitat is high most showed 60,000 to 80,000lux. It was ranging generally from 300 to 4,000lux. Soil water contents ranged from 31.45 to 58.77%, organic matter contents from 7.67 to 12.47%. Within a unit of 25㎡, the surveyed vegetation structure include a tall-tree layer with 40∼80% coverage such as Quercus galuca and Castanopsis cuspidata, a sub-tall-tree layer with 3∼5% coverage including Camellia japonica, Staphylea bumalda and Sambucus williamsii, a shrub layer with 5∼20% coverage, and a grass layer with a cover rate of 40∼95%. The research prepared the base for the growth conditions for the native habitat environment of the evergreen fern plant. Continuous monitoring and accumulation of status data are necessary to use the evergreen fern as revegetation materials.
2. Development of bunker type cultivation
Light intensity was lower in non-bunker condition than in non-bunker condition, but air humidity was higher. soil moisture content was higher in the leaf mold of bunker condition irrigated after 2 times/week. The results of physicochemical analysis of soil showed that bulk density, particle density, porosity, pH, EC, organic matter content, total nitrogen, CEC, Exch-Ca, Exch-Mg and Exch-K were higher in leaf mold. In case of Cyrtomium falcatum, it grew well in the leaf mold of non-bunker condition irrigated after 7 times per week. Number of fronds with sori were highest in the leaf mold of bunker condition irrigated after 2 times per week. Photosynthetic rate(Pn) and water use efficiency(WUE) were highest in non-bunker condition irrigated after 7 times per week. Physical variable was most highly correlated with irrigation times. In case of Polystichum lepidocaulon, it grew well in leaf mold of bunker condition irrigated after 2 times per week, sand: leaf mold = 1: 1 of non-bunker condition irrigated after 2 times per week, and field soil :sand :leaf mold = 1: 1: 1 of non-bunker condition irrigated after 7 times per week. Number of fronds with sori were highest in non-bunker condition irrigated after 2 times per week. Photosynthetic rate(Pn), CO₂ absorption rate(CO₂), and water use efficiency(WUE) were highest in leaf mold of non-bunker condition irrigated after 7 times per week. Physical variable was most highly correlated with bunker condition and soil media. In case of Asplenium scolopendrium, it grew well in the leaf mold of non-bunker condition irrigated after 7 times per week.
3. Development of cultivation for containers
The survey showed that pteridophytes with relatively high cold resistance includes Asplenium scolopendrium and Polypodium vulgare and those with low cold resistance are Cyrtomium falcatum, Polystichum lepidocaulon, Pyrrosia linguagr, and Diplazium subsinuatum. It was judged that the causes of withering at bare grounds are low humidity and strong wind rather than temperature itself. Therefore, if appropriate measures are provided, wintering at bare grounds may be possible. In transplantation technology by pot soil, although the growing features of Rumohra aristata is epiphytic, it was judged that soil considering water retention appeared more suitable. In the growing phases and rooting conditions of sporelings, although it varies depending on species, the rooting of sporelings seemed to be affected more by overall moisture environment rather than by soil itself. The survey also showed that it takes about six months to three years for the commercialization of sporelings. As for growing conditions in accordance with adequate soil for potting, in the case of Cyrtomium falcatum, artificial compost seemed more suitable. In the cases of Pyrrosia petiolosa and Colysis elliptica, soil considering drainage rather than water retention appeared more appropriate for potting. As for commercializing potted plants using functional films, a way to promote growth and facilitate distribution in a packaged form was explored by sealing ferns native to Korea, which requires high moisture, with existing wrappers used for packing agricultural products and foods and understanding the growing status and changes in air creation within the packages.
4. Development of feasibility plant for indoor plant
In indoor condition, soil water volume was highest in the drainage layer-peatmoss: vermiculite: perlite = 1: 1: 1 treatment of irrigation 2 times per week. The result of an analysis on physicochemical analysis of soil showed that porosity, pH and Exch-Ca, Exch-Mg and Exch-K were high peatmoss: vermiculite: perlite = 1: 1: 1 treatment and organic matter content, total nitrogen and CEC were high sand: leaf mold = 1: 1 treatment. In overall, the level of avail-P was very low. Cyrtomium falcatum grew well in the sand:leaf mold = 1: 1 treatment of irrigation 2 times per week. On the other hand, indoor adaptability was highest in drainage layer-peatmoss: vermiculite: perlite = 1:1:1 treatment. Photosynthetic rate(Pn) was highest in the drainage layer-peatmoss: vermiculite: perlite = 1:1:1 treatment of irrigation 2 times per week. Light saturation point was measured at 160㎛ol.cm^-2.s^-1 and photosynthetic rate was at 4.98 ㎛ol.cm^-2.s^-1. In case of Rumohra aristata, growth and indoor adaptability were good in the drainage layer-sand: leaf mold = 1: 1 treatment of irrigation 2 times per week. Photosynthetic rate was highest in the drainage layer-sand: leaf mold = 1: 1 treatment irrigation 7 times per week. Light saturation point was measured at 120㎛ol.cm^-2.s^-1 and photosynthetic rate was at 1.93㎛ol.cm^-2.s^-1. Pyrrosia lingua's new fronds was highest in non-drainage layer-sand: leaf mold = 1: 1 treatment of irrigation 2 times per week. However, In overall, growth of Pyrrosia linguagr was worse in indoor condition. Wavelengths were measured as control=570∼580, red=600∼610nm, yellow=550∼580nm, green=500∼510nm and blue=430∼440nm between different color film. The order of photon flux density was red>yellow>control>green>blue in the decrease. Although there was no difference in the growth of Cyrtomium falcatum depending on light quality, in case of fronds with sori and new fronds, there were highest in red film. Fresh weight was no significant of treatment, but dry weight was increased green>control>yellow>blue> red in order. In case of Rumohra aristata, there was no difference in its growth, however, number of total fronds was highest in green film. Although fresh weight was increased yellow film and dry weight was highest green film, there was no significant.
5. Establishment of spore culture in vitro
The pretreatment of growth regulators, up to 1mM kinetin, was enhanced the formation of prothallus and sporeling in Cyrtomium falcatum, Asplenium scolopendrium, except for Polystichum lepidocaulon. The pretreatment of 5～10mM KNO₃ for prothallus and sporeling formation were favorable in Cyrtomium falcatum, but higher concentration (20mM) of Ca(NO₃)₂ was favorable, when compared to the control. In the case of KH₂PO₄ pretreatment, prothallus and sporeling formation were more effective on the pretreatment supplemented with 10～20mM than the control in each species. The effect of 30℃ temperature and 16 hour light periods at early stage was showed to have higher prothallus and sporeling formation respectively to the other treatments. In general, Basal MS medium was more effective to form prothallus clone and shoots than 1/2 MS, but agar medium was more effective than MS in Asplenium scolopendrium and Polystichum lepidocaulon.
6. Establishment prothallus culture in vitro
Prothallus growth was promoted on Hyponex media, but the fresh weight of prothallus was higher at 0.58g than that of MS medium in Pteris multifida. No significant differences between agar and MS were detected in Pteris cretica, Cyrtomium falcatum and Polystichum lepidocaulon. The growth response of prothallus was most stimulated, up to 40mM NO₃-, when decreased the concentration of NH₄⁺ and increased the concentration of NO₃^-. Favorable fresh weight and its growth were achieved when grown on the media with 20:40 in the rate of NH₄⁺:NO₃^-, as well as on 60:0 in Pteris cretica, but enhanced the growth of Pteris multifida. The fresh weight of prothallus was very effective on the media with 3% mannitol in Pteris multifida, and 3% sucrose in Pteris cretica. The addition of NaH₂PO₄ 100mg/L was favorable for the growth of prothallus in Polystichum lepidocaulon, but high NaH₂PO₄ concentration of 100～200mg/L resulted in increased growth response in Pteris multifida.
Each species had a different response to growth regulators. Development of prothallus in Asplenium scolopendrium and Loxogramme salicifolia were promoted on the MS medium supplemented with 0.1 mg/L NAA, but inhibited the addition of 2,4-D. However, prothallus growth of Asplenium sarelii was favorable on the MS media supplemented with 0.01～10mg/L kinetin and 0.01～1mg/L NAA, but the other growth regulators were inhibitory in Colysis elliptica. The growth of prothallus were higher under light of 1,000 Lux condition than in dark. Light condition of 1,000 Lux was more effective for the prothallus proliferation in Pteris multifida, Pteris cretica, Asplenium scolopendrium and Cyrtomium falcatum. Culture of Solid medium was better than liquid medium in Pteris multifida, Asplenium scolopendrium and Cyrtomium falcatum, in particular, showed 2.1 times higher than those in Pteris cretica.
7. Establishment of acclimation stages
The prothallus grown on soil in vivo were transferred into culture bottles filled with artificial soil wetted with Hoogland solution. The effects of soil composition were varied. The cultural media (compost:masa:perlite, 2:1:1) seemed to be the most suitable for the prothallus growth and shoot formation in Pteris cretica, Diplazium lanceum, Asplenium scolopendrium, Cyrtomium falcatum, except for Polystichum lepidocaulon. In the condition of acclimation stage, these results showed that the rate of shading in 30～50% were more effective for the prothallus growth and shoot formation. Althrough the plantlets grew at wide range of pH, cultural media supplemented with 0.5g/L ammonium nitrate were occurred simultaneously.
8. Proposals for its application
○ To distribute the final report for this project to the related organization and individuals concerned
○ Application to producers, research organization and greenhouse industry concerned
○ Introducing and consulting, the factorial production technique for producers
○ Contribution to the scientific development by publishing research achievement to scientific journals, except for the results related to the patents.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 13
• CONTENTS ... 20
• 목차 ... 21
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 22
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 22
• 제2절 연구개발의 목표 및 내용 ... 25
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 27
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 29
• 제1절 자생 양치식물의 서식지 환경조사 ... 29
• 제2절 벙커식 재배법 개발 ... 48
• 제3절 분화재배법 개발 ... 87
• 제4절 실내적응성을 통한 실내식물 이용활성화 ... 103
• 제5절 포자배양을 통한 대량생산 기술개발 ... 138
• 제6절 전엽체 배양을 통한 증식 기술개발 ... 153
• 제7절 배양된 양치식물의 적정 순화 조건 구명 ... 166
• 제4장 참고문헌 ... 192
• 끝페이지 ... 201