초록 ▼

○ 연구결과
1. 조직배양에 의한 대량증식
자생나리 8종을 대상으로 고체배지에서 소인경의 형성과 비대, 그리고 액체정치배 양에 의한 비대 효과를 검토하였다.
가. 고체배지에서의 소인경 형성
배양온도의 경우, 20℃에서 소인경 형성율이 높고 형성수가 많았다. 일장의 경우, 말나리 80%, 털중나리 88.3%를 제외하면 대부분의 종의 소인경 형성율은 96.7-100%로 명암이나 일장과는 무관하였다. 그러나 말나리만은 암조건에서 소인경 형성율이 높았다. 소인경의 형성수는 종에 따라 차이가 컸다. 즉, 하늘나리가 4.

○ 연구결과
1. 조직배양에 의한 대량증식
자생나리 8종을 대상으로 고체배지에서 소인경의 형성과 비대, 그리고 액체정치배 양에 의한 비대 효과를 검토하였다.
가. 고체배지에서의 소인경 형성
배양온도의 경우, 20℃에서 소인경 형성율이 높고 형성수가 많았다. 일장의 경우, 말나리 80%, 털중나리 88.3%를 제외하면 대부분의 종의 소인경 형성율은 96.7-100%로 명암이나 일장과는 무관하였다. 그러나 말나리만은 암조건에서 소인경 형성율이 높았다. 소인경의 형성수는 종에 따라 차이가 컸다. 즉, 하늘나리가 4.7개로 가장 많았고, 솔나리, 중나리, 날개하늘나리, 털중나리, 섬말나리, 하늘말나리, 말나리 순이었다.
Sucrose의 경우, 농도에 관계없이 소인경 형성율은 섬말나리 99.2%, 하늘나리, 날개하늘나리, 솔나리 90%, 하늘말나리 85.0%, 중나리 84.3%였으나, 말나리와 털중나리는 각각 52.2%와 30.9%로 매우 낮았다. 소인경의 형성수는 sucrose 농도가 증가할수록 낮아지는 경향이었다.
나. 고체배지에서의 소인경의 비대
배양온도의 경우, 15℃와 30℃에서는 일반적으로 비대가 불량한 편이었다. 날개하늘 나리와 섬말나리는 20℃에서, 솔나리, 하늘나리, 말나리, 하늘말나리, 중나리, 털중나리는 25℃에서 양호하였다. 일장의 경우, 하늘나리, 날개하늘나리, 털중나리는 암조건에서 비대가 잘 이루어졌으나 솔나리, 말나리, 섬말나리, 하늘말나리, 중나리 등 대부분의 나리는 일장이 길어질수록 생체중이 증가하여 24시간 일장 하에서 비대가 가장 잘 이루어졌다. Sucrose의 경우, 농도가 증가할수록 생체중이 증가하여 120g･L^-1 첨가구에서 소인경의 비대가 잘 이루어지는 편이었다. 그러나 솔나리, 하늘말나리, 털중나리는 60g･L^-1 , 날개하늘나리는 90g･L^-1 첨가구에서 양호하였다. 이와 같이 sucrose에 대한 반응은 종별로 다양해 기내 배양시에는 종에 따른 배지 조성의 고려가 반드시 필요할 것으로 생각되었다.
다. 액체정치배양
액체정치배양시 대부분의 나리는 모든 처리구에서 고체배지보다 비대 정도가 양호하였다. MS염의 농도의 경우, 모든 나리에서 MS염의 농도가 증가할수록 생체중이 증가하여 MS 1배일 때 생체중이 가장 양호하였다. 액체정치배양시 250mL 용기에 주입하는 배지량의 경우, 배지의 양이 증가할수록 생존율은 낮아지는 경향이었으며, 하늘나리 50mL를 예외로 하면 날개하늘나리, 섬말나리, 하늘말나리, 중나리, 털중나리는 30mL에서 가장 양호하였다. 액체정치배양시 sucrose 농도의 영향을 보면 모든 농도에서 생존율이 100%으며 60g･L^-1 에서 비대가 양호한 날개하늘나리와 중나리를 제외하면 나머지 나리들은 90g･L^-1 에서 생체중이 가장 무거웠다.
2. 소인경으로부터의 줄기 유도
하늘나리와 날개하늘나리의 암배양된 소인경은 명배양된 것보다 맹아율과 맹아소요 일수가 빨랐고 줄기출현율도 높았다. 소인경의 크기에 따른 맹아소요일수는 하늘나리의 경우는 소인경의 크기가 작을수록 빨리 맹아되었으나 날개하늘나리는 크기에 따른 맹아소요일수의 변화는 없었다. 줄기출현 능력은 소인경의 크기가 일정 크기 이상일 때 갖추어졌다. 즉 하늘나리와 날개하늘나리 모두 암배양 소인경일 경우 1g 이상에서는 약 50%의 줄기출현율을 나타내었다. 배양시의 광조건이 기내 다음 세대에서의 소인경 비대와 자구형성에 미치는 영향을 보면, 종에 따라 달랐으나 명배양보다 암배양에서, 소인경의 크기가 작을수록 비대율이 높아지는 경향이었고, 자구형성수는 명배양한 소인경에서 더 많았다. 줄기 출현 개체는 인편엽 출현 개체보다 소인경 비대율이 높았고, 소인경 형성이 더 많았다. 명배양보다 암배양에서 생산된 소인경에서 단백질 함량이 많았다.
3. 조직배양 환경과 소인경의 휴면과의 관계
배양조건과 정식후의 생존율은 대부분의 종에서 처리에 관계없이 90% 이상의 생존율을 나타냈다. 배양환경이 나리 소인경의 맹아율에 미치는 영향을 보면, 온도가 낮을수록 즉 15℃에서 배양된 소인경에서 맹아율이 높았다. 일장별로도 종에 따른 차이가 있었다. 즉 솔나리와 섬말나리는 일장에 따른 맹아율의 변화가 없었던 반면, 하늘나리는 명배양한 소인경에서 맹아율이 높았다. Sucrose의 농도는 높아질수록 맹아율이 낮아졌다. 요약하면 온도가 높을수록, 또 sucrose 농도가 높을수록 휴면이 깊어지는 경향이었으나 일장에 대한 반응은 종에 따라 차이가 컸다.
4. 소인경의 휴면타파 기술 확립
날개하늘나리와 섬말나리의 소인경 모두 저온처리 기간이 길어질수록 맹아율이 향상되고 맹아소요일수가 단축되는 경향이었다. 휴면정도가 깊은 섬말나리도 8주간의 저온처리로 소인경의 휴면을 거의 타파할 수 있었다. 생장조절물질의 종류와 온탕처리 온도가 소인경의 휴면타파에 미치는 영향을 검토한 결과, 날개하늘나리는 GA3, 섬말나리는 GA4+7에 의해 맹아율, 즉 휴면타파가 촉진되었다. 이와 같은 결과는 나리의 종류에 따라 휴면타파에 필요한 GA의 종류가 다르다는 것을 의미한다. 휴면타파를 위한 생장조절물질은 체내 생리활성에는 영향을 미치지 않았다.
5. 주년생산을 위한 화아분화 유도 및 장기저장
하늘나리와 날개하늘나리 구근의 화아분화 과정을 광학 현미경과 주사형 전자현미경으로 관찰한 결과, 각 기관의 발생과정은 미분화, 화아창시, 화아시원체, 외화피, 내화피, 수술(외측), 수술(내측), 암술 순으로 두 종 모두 동일하였다. 하늘나리는 습윤냉장 32일째에 화아창시가 이루어지고 정식 후 20일째에 완성되었다. 날개하늘나리는 습윤냉장 시작 전에 화아창시가 이루어져 정식후 4일째에 완성되었다. 날개하늘나리의 화아분화는 저온 하에서 시작하여 고온 하에서 완성되며, 화아의 발달온도는 20-25℃가 적당하였다. 개화유도에 적합한 재배온도에 대한 실험 결과, 두 종 모두 15-25℃ 처리구에서는 생육이 양호하였다. 하늘나리는 온도가 높을수록 맹아율, 개화율, 개화지속기간, 화폭, 소화장, fructose, glucose 및 sucrose 함량이 감소하였고, 맹아소요일수, 개화소요일수는 단축되었다.
한편 하늘나리, 중나리, 참나리 및 땅나리 소인경을 장기저장 한 결과, 종류별로 봉오리 형성율에 차이가 있었다. 참나리의 경우 100% 봉오리가 형성되었고 화폭, 개화 지속일수 등 품질에 큰 영향을 미치지 않았다. 땅나리의 경우는 6개월 저온저장후 봉오리 형성율이 20-40%로 가장 낮았다. 그러나 저온저장 기간과 온도를 조절함으로서 피해를 최소화할 수 있었다. 따라서 저장기간, 저장온도를 자생나리 종류별로 조절해 줌으로서 장기저장에 의해 주년 생산체계 확립이 가능할 것으로 판단되었다.
6. 생장억제제를 이용한 초장억제
생장억제제에 의한 하늘나리와 날개하늘나리의 초장억제 실험결과, 종에 관계없이 관주처리는 ancymidol 25mg･L^-1 , 분무처리는 diniconazole 50mg･L^-1 가 효과적이었다.
침지처리시에는 날개하늘나리 diniconazole 50mg･L^-1 , 하늘나리 uniconazole 25-100mg･L^-1 에 의해 초장의 억제효과가 컸으나 맹아율이 낮아 보다 저농도에서 검토할 필요가 있을 것으로 생각되었다. 반면 분무처리시 말나리는 생장억제제 에 대한 반응이 둔감하여 보다 고농도에서 검포할 필요가 있었다. 참나리의 초장억제 효과는 자생나리 가운데 가장 컸다. 이상에서와 같이 종이나 약제, 처리방법에 따라 생장의 억제정도가 달랐으나 모든 자생나리는 적절한 약제와 처리방법을 달리 해줌으로써 초장을 크게 억제할 수 있어 분화용으로 상품화 가능하였다. 그리고 diniconazole 처리에 의해서 줄기 세포의 크기와 길이가 줄어들었으며, 잎 세포의 크기에는 큰 변화가 없었다.
7. 배양토의 선발
자생나리의 분화생산을 위해서는 인공용토의 사용이 필수적이다. 인공용토의 종류별, 배합비율별 자생나리의 생육에 미치는 영향을 조사하여 최적의 인공용토를 선발하기 위해 실험 중에 있다.
8. 자생나리의 향기분석
냉동재료를 사용하여 중나리, 하늘나리, 하늘말나리, 섬말나리 및 털중나리의 휘발성 향기성분을 분석한 결과, hexanal, nonanal 등의 aldehyde류 28종, β-ionone 등의 ketone류 9종, linalool 등의 alcohol류 8종, methyl hexanoate 등의 ester류 5종, 2-furoic acid 등의 acid류 5종, 2-pentyl furan 등의 furan류 3종 및 기타 2종 등 60종의 화합물을 추정 또는 동정하였다. 종류별로는 향기성분에 차이가 컸다. 한편 생화를 사용하여 중나리, 아시아틱나리 ‘Connecticut King’, 오리엔탈나리 ‘Casa Blanca’의 휘발성 향기성분을 비교해본 결과, 중나리에서는 hexanal, heptanal 등의 aldehyde류 20종, benzyl alcohol 등의 alcohol류 9종, hydrocarbon류 8종(이 중에 테르펜 탄화수소 3종), hexyl acetate 등의 ester류 7종, linalool oxide 등의 ketone류 4종, acid류 3종, furan류 3종 및 기타 2종 등 56종, 아시아틱나리에서는 hexanal 등의 aldehyde류 16종, hydrocarbon류 12종(이 중에 테르펜 탄화수소 5종), phenylethyl alcohol 등의 alcohol류 8종, octanoic acid 등의 acid류 7종, ketone류 4종, furan류 3종, ester류 2종 및 기타 4종 등 56종의 화합물을 추정 또는 동정하였다. 오리엔탈나리의 휘발성 성분은 91종의 화합물이 동정 또는 추정되었다. 연속 증류추출로 얻어진 중나리, 아시아틱나리 및 오리엔탈나리의 휘발성 성분 농축물 수량은 각각 1.58mg%, 1.63mg% 및 2.59mg%으로 자생나리의 수량은 가장 적었으며 아시아틱나리와는 큰 차이가 없었으나 오리엔탈나리의 향기 수량은 현저하게 많았다.

Abstract ▼

Ⅳ. The result of research and development and suggestion for its application.
1. The result of research and development
A. Mass propagation by tissue culture
We examined 8 species of native lilies for formation and enlargement of the bulblet in case solid medium, and the effect in case liqu

Ⅳ. The result of research and development and suggestion for its application.
1. The result of research and development
A. Mass propagation by tissue culture
We examined 8 species of native lilies for formation and enlargement of the bulblet in case solid medium, and the effect in case liquid static culture.
1) Formation of the bulblet in case solid medium
In case culture temperature, we had the higher rate and increased the number of bulblet formation at 20℃. Most of the species excepting 80% of L. distichum and 88.3% of L. amabile were not affected by the day length, showing 96.7-100% of the formation. On the contrary, the rate of bulblet formation of L. distichum was high in the dark condition. The number of bulblet formation significantly differed in each species; L. concolor var. parthneion was the largest and it ranked in order like L. cernuum, L.maximowitzii, L. davuricum, L. amabile, L. hansonii, L. miquelianum, and L.distichum. In case Sucrose, concentration did not affect on the bulb formation rate, resulting in significantly high rate like 99.2% of L. hansonii, 90% of L. concolor var. parthneion, L. davuricum, and L. cernuum, 85.0% of L. miquelianum, and 84.3% of L. maximowitzii. However, it showed quite low rate of 52..2% of L. distichum and 30.9% of L. amabile respectively. The higher Sucrose concentration, the less the number of bulblet formation tended to be.
2) Bulblet enlargement in solid medium
In case culture temperature, generally bulb enlargement tended to be ineffective between 15℃ and 30℃. The effective temperature was at 20 ℃ in case L. davuricum and L. hansonii and at 25℃ in case L. cernuum, L.concolor var. parthneion, L. distichum, L. miquelianum, L. maximowitzii, and L. amabile. On the occasion of day length, bulblet enlargement of L.concolor var. parthneion, and L. davuricum was promoted well in the dark condition, but that of most of lilies such as L. amabile, L. cernuum, L.distichum, L. distichum, L. miquelianum, and L. maximowitzii was promoted in the light condition for 24 hours because of its increasing fresh weight by having longer and longer day length. In case Sucrose, as concentration increased, the fresh weight increased and the bulblet enlargement promoted well at the added bulb of 120g‧L^-1. However, L. cernuum, L. miquelianum, and L. amabile were good at the added bulb of 60g‧L^-1 and L. davuricum was good at the added bulb of 90g‧L^-1. Likewise, the reaction to sucrose was different according to each species. So it was thought to consider necessarily composition of medium according to its species in vitro culture.
3) Liquid static culture
In case MS salt concentration in liquid static culture, as MS salt concentration increased, fresh weight increased among all lilies and it was the most effective at MS 1 time strength. Bulblet enlargement of most of Lilium was promoted well in liquid medium than in solid liquid for all treatments. In case the quantity of medium infused into 250 mL container in liquid static culture, as the quantity of medium increased, the survival rate tended to decrease. and with the exception of 50mL of L. concolor var.parthneion, L. davuricum, L. distichum, L. miquelianum, L. maximowitzii and L. amabile were the best at 30 mL. All of the sucrose concentration in liquid static culture resulted in 100% of survival rate. Sucrose concentration affected fresh weight of Lilium and resulted in the heaviest weight in concentration of 90g‧L^-1 excepting L. davuricum and L. maximowitzii which were the heaviest in 60g‧L^-1.
B. Shoot induction from a bulblet
Bulblets of L. concolor var. parthneion and L. davuricum growed in dark culture showed faster rate and days of sprouting than those growed in light culture. Days of sprouting according to size of a bulblet were that L.concolor var. parthneion was examined to be promoted well in its smaller bulblet, and on the contrary, L. davuricum was consistent regardless of size of a bulblet. The ability of stem emergency required specific size of a bulblet. In case the effect which the light condition in culture had on the bulblet enlargement and the bulblet formation in vitro next generation, though it differed from each species, the smaller the size of a bulblet was, the higher the rate of enlargement tended to be in dark culture rather in light culture and the number of a bulblet increased in light culture. In case the number of stem emergence, the rate of bulblet enlargement was higher than the number of scaly leaf emergence. The bulblet produced in dark culture rather than in light culture contained higher protein.
C. Correlation between tissue culture condition and bulblet's dormancy As a result of the examination of the survival rate of a bulblet according to culture condition of Lilium, as culture temperature increased, the survival rate tended to decrease and the day length and Sucrose concentration were unrelated to the survival rate in culture regardless of species. The culture condition and the survival rate after planting resulted in the survival rate higher than 90% among most species regardless of treatment. In case the effect which culture condition had on the sprouting rate of lilies bulblet, the bulblet that was cultured at lower temperature, namely at 15℃ showed higher sprouting rate. Day light showed different effect according to species. The sprouting rate of L. cernuum and L.hansonii was consistent regardless of day length while the bulblet of L.concolor var. parthneion in light culture showed higher rate of sprouting. As sucrose concentration increased, the sprouting rate decreased. In brief, the higher the temperature was, the higher sucrose concentration was, the deeper the dormancy tended to be. However, the reaction to day length was considerably different according to species.
D. Establishment of bulblet's dormancy- breaking -technology The bulblet of both L. davuricum and L. hansonii tended to enhance the sprouting rate and shorten days of sprouting as the period of cold treatment was getting longer and longer. Even L. hansonii that takes quite long period of time of dormancy could nearly break the bulblet dormancy by the cold treatment for 8 weeks. As a result of the examination of the effect which the sort of the plant growth regulator and the temperature of warm bath treatment had on the bulblet dormancy breaking, the rate of sprouting, namely, the rate of dormancy breaking was promoted by GA3 in L.davuricum and by GA4+7 in L. hansonii. It showed that the different sort of GA was required according to species. However, the plant growth regulator for dormancy breaking did not make effect on plant physiological activation.
E. Induction of flower bud differentiation and the long term preservation for year round production
As a result of observing the process of flower bud differentiation of bulbes of L. concolor var. parthneion and L. davuricum by the light microscope and the scanning electron microscope, the occurrence course of each organ was identical in those two species in succession of undifferentiation, early phase of flower bud differentiation, initial primordia, outer perianth, inner perianth, stamen (outer side), stamen (inner side), and pistil. Flower bud initiation of L. concolor var. parthneion occurred on the 32 days after wet cold storage and completed on the 20 days after planting.
That of L. davuricum appeared prior to wet cold storage and perfected on the 4 days after planting. Flower bud differentiation of L. davuricum initiated at low temperature and completed at high temperature and the appropriate temperature range for flower bud development was from 20℃ to 25℃. As a result of the experiment on the appropriate growth temperature for flowering induction, both species growed well from 15℃ to 25℃. In case L. concolor var. parthneion, higher and higher temperature led to decrease sprouting rate, flowering rate, flowering maintenance period, flower width, floret length, fructose, glucose, and sucrose content and to shorten the number of days of sprouting and flowering.
In the mean time, as a result of long term storage of bulblets of L.concolor var. parthneion, L. maximowitzii, L. lancifolium, and L. callosum, there were difference in bud formation rate according to species. In case L.lancifolium, 100% of bud were formed and the quality like the flower diameter and sustaining days of flowering was not significantly affected. In case L. callosum, bud formation rate was the lowest at 20-40% on the 6 months after cold temperature storage. However, we could minimize damage by regulating the period of cold temperature storage and temperature. Accordingly, it was judged that we could establish the year round production system by long term storage by controlling storage period and temperature according to species of native lilies.
F. Plant height control using the plant growth inhibitor
As a result of the examination on plant height control of L. concolor and L. davuricum using the plant growth inhibitor, the 50mg‧L^-1 of diniconazole spray and 2th 5mg‧L^-1 of ancymidol drenching treatment were effective regardless of species. Even though, the plant height was significantly controlled by diniconazole 50mg‧L^-1 soaking treatment for L.davuricum and 25-100mg‧L^-1 of uniconazole treatment for L. concolor, the sprouting rate was low. Therefore, it was thought that the examination at a low concentration should be considered. On the contrary, L. distichum is needed to be detected at a much higher concentration owing to insensitive reaction to the growth inhibitor. L. lancifolium was the most effective in plant growth control among native lilies. And diniconazole treatment diminished size and length of stem cell, but it did not make much effect on leaf cell size.
G. Selection of compound soil
The use of artificial soil is essential for pot plant production of native Lilium. We are under study to select the most appropriate artificial soil by examining the effect on the growth of native Lilium according to the kind and compounded proportion of artificial soil.
H. Fragrance analysis of native Lilium
As a result of the analysis of volatile aromatic ingredient of L.maximowitzii, L. miquelianum, L. hansonii, and L. amabile using frozen materials, 60 kinds of compound were estimated or identified, which were 28 aldehyde of hexanal, nonanal, and etc., 9 ketone of β-ionone and etc., 8 alcohol of linalool and etc., 5 ester of methyl hexanoate and etc., 5 acid of 2-furoic acid and etc., 3 furan of 2-pentyl furan and etc., and 2 of the others. Aromatic ingredient was considerably diverse according to species.
As a result of the analysis of volatile aromatic ingredient of L. maximowitzii, L. Asiatic Hybrids and L. Oriental Hybrids using fresh flower, in case L. maximowitzii, 56 kinds of compound were estimated or identified, which were 20 aldehyde of hexanal, heptanal, and etc., 9 alcohol of benzyl alcohol and etc., 8 hydrocarbon including 3 terpene hydrocarbon, 7 ester of hexyl acetate and etc., 4 ketone of linalool oxide and etc., 3 acid, 3 furan, and 2 of the others. In case L. Asiatic Hybrids, 56 kinds of compound were also estimated or identified, which were 16 aldehyde of hexanal and etc., 12 hydrocarbon including 5 terpene hydrocarbon, 8 alcohol of phenylethyl alcohol and etc., 7 acid of octanoic acid and etc., 4 ketone, 3 furan, 2 ester, and 4 of the others. Lastly in case L. Oriental Hybrids' volatile ingredient, 91 kinds of compound were estimated or identified. The volume of volatile ingredient's enriched materials of L. maximowitzii, L. Asiatic Hybrids ‘Connecticut King and L. Oriental Hybrids ‘Casa Blanca’ extracted from continuous distillation was 1.58 mg%, 1.63 mg% and 2.59 mg% respectively.
In conclusion the volume of L. maximowitzii was the lowest and not a bit different from that of L. Asiatic Hybrids 'Connecticut King but that of L.Oriental Hybrids Casa Blanca was abundant significantly.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 2
• 제출문 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 11
• CONTENTS ... 20
• 목차 ... 21
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 22
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 22
• 제2절 연구개발의 목적 및 범위 ... 24
• 제2장 국내ㆍ외 기술개발 현황 ... 27
• 제1절 국내ㆍ외 기술개발 현황 ... 27
• 제2절 현 기술상태의 문제점 ... 28
• 제3절 앞으로의 전망 ... 28
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 30
• 제1절 조직배양에 의한 대량증식 ... 30
• 제2절 소인경으로부터의 줄기 유도 ... 60
• 제3절 조직배양 환경과 소인경의 휴면과의 관계 ... 81
• 제4절 소인경의 휴면타파 기술 확립 ... 99
• 제5절 주년생산을 위한 화아분화 유도 및 장기저장 ... 117
• 제6절 생장억제제를 이용한 초장억제 ... 145
• 제7절 배양토의 선발 ... 180
• 제8절 자생나리의 향기분석 ... 183
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 197
• 제1절 조직배양에 의한 대량증식체계 ... 197
• 제2절 소인경의 휴면타파기술 확립과 주년생산체계 ... 197
• 제3절 분화류 생산을 위한 체계확립 ... 198
• 제4절 자생나리의 향기 분석 ... 199
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획 ... 200
• 제1절 자생나리 조직배양기술의 보급 ... 200
• 제2절 자생나리의 분화류 생산시스템 보급 ... 200
• 제3절 자생나리 향기의 가공산업 추진 ... 200
• 제4절 학회 발표 및 특허 신청 ... 201
• 제6장 참고문헌 ... 202
• 끝페이지 ... 219