보고서 정보
주관연구기관 |
서울대학교 Seoul National University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2015-01 |
과제시작연도 |
2013 |
주관부처 |
농림축산식품부 Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs(MAFRA) |
등록번호 |
TRKO201500011198 |
과제고유번호 |
1545007276 |
사업명 |
생명산업기술개발 |
DB 구축일자 |
2015-07-18
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500011198 |
초록
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몇 가지 관상용 춘계단명식물의 고품질 주년생산을 위한 재배 기술 개발 :
IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 연구개발의 결과
가. 종자의 수집, 휴면성 및 기본특성
매자나무과의 한계령풀과 깽깽이풀, 미나리아재비과의 복수초, 매발톱꽃, 동강할미꽃, 바위미나리아재비, 왜미나링아재비, 금꿩의다리, 자주꿩의다리, 연잎꿩의다리, 헬레보루스, 멜란티움과의 큰연영초, 처녀치마, 숙은처녀치마, 백합과의 얼레지 등 총 15종의 종자를 수집하여 기본특성과 휴면성을 조사하였다. 연구대상 15종의 100립중은 다양하게
몇 가지 관상용 춘계단명식물의 고품질 주년생산을 위한 재배 기술 개발 :
IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 연구개발의 결과
가. 종자의 수집, 휴면성 및 기본특성
매자나무과의 한계령풀과 깽깽이풀, 미나리아재비과의 복수초, 매발톱꽃, 동강할미꽃, 바위미나리아재비, 왜미나링아재비, 금꿩의다리, 자주꿩의다리, 연잎꿩의다리, 헬레보루스, 멜란티움과의 큰연영초, 처녀치마, 숙은처녀치마, 백합과의 얼레지 등 총 15종의 종자를 수집하여 기본특성과 휴면성을 조사하였다. 연구대상 15종의 100립중은 다양하게 나타났다. 백합과의 처녀치마와 숙은처녀치마가 14-19mg 정도로 가장 적었고, 반면에 미나리아재비과의 헬레보루스, 매자나무과의 한계령풀, 백합과의 얼레지의 100립중이 가장 높게 나타났다. 연구대상 15종은 개화 시기에는 다소 차이가 있으나, 공통적으로 종자 내부의 배가 미성숙한 상태임을 확인 할 수 있었다. 이러한 미숙배는 종자크기의 약 7-21% 정도 되는 것으로 판단되었다. 그러나 과에 따른 특별한 차이점은 없었다. 본 연구에서 매발톱꽃과 동강할미꽃은 미성숙 배를 가지고 있지만, 30일 내에 대부분의 종자가 발아하였기 때문에 형태적 휴면으로 분류할 수 있었다. 그러나 매자나무과의 깽깽이풀과 한계령풀, 미나리아재비과의 복수초, 바위미나리아재비, 왜미나리아재비, 연잎꿩의다리 및 헬레보루스는 4주내에 전혀 발아하지 않았다. 따라서 형태생리적 휴면으로 분류할 수 있었다. 멜란티움과의 큰연영초, 백합과의 얼레지도 전혀 발아하지 않아 형태생리적 휴면으로 분류할 수 있었다. 미나리아재비과의 꿩의다리 3종과 멜란티움과의 처녀치마와 숙은처녀치마의 경우 4주째 종자의 일부가 발아하였고, 배양기간이 8주까지 길어지면서 발아율이 다소 증가하는 경향을 보였다. 이는 같은 개체군 내에서도 종자휴면을 달리하여 생존하려는 야생식물의 전형적인 특징이라 할 수 있다. 결론적으로 한반도에 자생하는 많은 수의 야생 숙근초화류들의 종자가 모식물체에서 탈리되는 시점에 미숙배를 가지고 있는 것으로 판단되었다.
나. 종자의 휴면타파 기술 개발
매자나무과에 속하는 한계령풀의 종자는 채종시에 종자크기의 약 7% 정도 되는 미성숙배를 가지고 있었다. 자연상태에서 미숙배는 여름철의 고온기를 지나고 가을철에 접어들면서 급속히 신장하였고, 이후 11월에 발아하기 시작하였다. 그러나 유묘가 곧바로 출현하지 않았고 겨울철의 긴 저온기를 거치고 이듬해 봄에 출현하였다. 온도 조건별 실험에서는 15/6℃에 배양한 경우, 20주째 80%이상 발아하였다. 그러나 발아한 종자에서 유묘가 출현하지 않았고, 추가적인 저온처리를 한 경우에만 유묘가 출현하였다. 따라서 한계령풀의 종자는 deep simple epicotyl MPD(형태생리적휴면)로 분류하였다.
미나리아재비과의 연구대상 종들은 대부분 봄에 유묘를 출현시키는 전략을 보였지만, 서로 다른 메커니즘의 종자휴면 유형을 가지고 있었다. 매발톱꽃과 동강할미꽃의 종자는 25/15℃의 고온조건에서 발아가 촉진되었다. 20/10℃, 15/6℃에서는 발아율이 낮았는데 일주일 정도 고온층적처리한 후 배양하면 상대적 저온조건에서도 발아가 촉진되었다. 복수초의 경우, 여름철의 고온기를 지나고 가을철의 중온기가 되면서 배가 급속히 신장하였다. 배가 신장되면서 과피가 열개되었고, 그 상태를 유지하면서 겨울철의 저온기를 지나 휴면이 타파되었으며, GA처리로는 휴면을 타파시키지 못했다. 따라서 복수초 종자는 휴면을 타파시키기 위해, 고온에서 저온으로 이어지는 온도의 순차적 변화가 필수적이으며, 이 결과들을 통하여 deep simple MPD로 분류하였다. 바위미나리아재비 종자는 저온에서 배가 신장하였고, 또한 저온처리를 통해 휴면이 타파되었다. 그러나 GA처리는 휴면을 타파시키지 못했다. 그러나 fluridone 20ppm단일처리, fluridone과 GA 100ppm 조합처리할 경우 발아율이 80%이상 높아졌다. 따라서 deep complex MPD로 분류하였다. 반면, 왜미나리아재비의 경우, 여름철의 고온에서 가을철의 저온으로 가면서 배가 신장하였고, 곧바로 발아하였다. 그러나 유묘출현이 지연되었고, 겨울철의 긴 저온기를 지나고 이듬해 봄에 유묘가 출현하였다. 가을철에 발아된 종자를 실험실 내로 가져와 배양하였을 때, 유근은 지속적으로 신장하였으나, 떡잎이 종자의 외부로 출현하지 않았다. 이는 발아된 이후에도 추가적인 저온을 필요로 하는 배축휴면의 일종으로 deep simple epicotyl MPD로 분류할 수 있었다. 꿩의다리 3종의 경우, 미숙배가 저온에서 발달하였으나, 저온처리 이후에 고온으로 이동할 경우, 배발달이 촉진되어 휴면이 타파되었다. GA처리는 휴면을 효과적으로 타파시켰다. 따라서 non-deep simple MPD로 분류할 수 있었다. 헬레보루스 종자는 매자나무과의 한계령풀과 비슷한 결과를 보여주었다. 다만 GA 1000ppm 처리 후 15/6℃에 배양한 경우 12주째 80% 이상 발아되었다. 휴면유형은 deep simple epicotyl MPD로 분류하였다.
멜란티움과의 처녀치마와 숙은처녀치마 두 종의 경우에도 종자가 미숙배를 갖는다는 것을 확인하였다. 온도와 광조건에 따른 영향에서, 두 종 모두 온도가 5℃에서 30/20℃까지 높아질수록 발아율이 증가하였다. 25/15℃ 암조건에서는 전혀 발아하지 않았다. 이를 통하여 두 종이 암발아 종자임을 알 수 있었다. 처녀치마 종자는 GA 10, 100ppm에 처리한 후에 25℃ 항온조건에 배양하면 80% 이상 발아되었다. 처녀치마 두 종 모두 고온조건에서 배발달이 촉진되었고, 이어서 발아가 진행되었다. 따라서 고온층적처리가 휴면타파에 필수적임을 알 수 있고, GA처리를 통해 어느 정도 휴면이 타파된다는 결과를 통해 종자가 non-deep simple MPD의 휴면 유형을 보인다고 결론지을 수 있었다. 실용적인 측면에서 번식을 할 때, 종자가 미세종자이며, 광발아종자였던 점을 감안하여 피복되지 않도록 주의해야 한다는 점을 알 수 있었다.
본 연구에서는 이러한 형태적 또는 형태생리적 휴면이 자연상태에서 어떻게 조절되는지 알아보고자, 종자의 내생호르몬을 분석하였다. 미숙배를 갖는 종자였지만 발아와 유묘출현이 30일 이내에 완료되었던 매발톱꽃의 경우, 종자가 자연상태에 파종된 이후, ABA함량과 민감도가 급속히 감소하였고, 반면에 GA함량은 급속히 증가하였다. 그러나 배달달과 발아가 자연상태에서 상당히 지연되었던 복수초의 경우는, 여름철의 고온조건이 ABA 함량을 감소시켰고 이어지는 가을철의 중온이 GA 함량을 증가시켰다. 배발달이 완성된 이후 ABA 함량은 다시 증가하였고 GA 함량은 감소했는데, 겨울철의 저온조건이 ABA함량을 낮추고, GA 함량을 높이는데 중요한 역할을 하였다. GA4가 주요하게 작용하였다.
다. 개화조절을 통한 주년재배기술 개발
얼레지의 경우, 6월경 즉, 지상부의 잎이 휴면에 들어가는 시기에 이미 지하부 구근 내부에는 화아 분화가 유도되고 있었다. 6월 28일에는 꽃잎, 수술 및 암술이 유도되기 시작하였다. 7월 말이 되면서 각 기관의 형태가 뚜렸해지기 시작하였다. 8월이 되면서 화아가 급속히 신장하였고 12월 까지 지속적으로 신장하였다. 10월경에는 각 기관의 색깔이 변하기 시작하여 붉은색을 띄기 시작하였고, 모양이 뚜렷하게 발달하였다. 입실시기에 따른 휴면타파 양상을 조사한 결과, 9월 28일부터 12월 28일까지 입실한 경우, 맹아율이 15% 미만이었다. 그러나 1월 25일부터 입실한 경우는 100% 맹아되었다. 따라서 얼레지 구근의 내재휴면을 타파시키기 위한 저온 요구도는 12월 말에서 1월 말 사이 기간에 충족되는 것으로 판단되었다. 인공 저온처리한 실험 결과, 10월 12일에는 5℃에 12주 이상 처리해야 80% 가까이 맹아되었고, 11월 16일에는 8주 이상 처리해야 80% 가까이 맹아되었다. 저온처리 기간을 chill unit으로 계산한 결과 저온요구 시간이 1,483 - 1,794 시간을 충족시켜 주는 것이 얼레지 구근의 휴면을 타파시키는데 효과적일 것으로 판단된다.
처녀치마의 화아분화를 관찰한 결과, 4월 28일에는 정단분열조직이 둥근형태를 띄었는데, 5월 30일에는 각 기관으로 분화할 원기들이 형성되었다. 이 원기들은 6월 27일이 되면서 더욱 뚜렷하게 발달하였고 이후 7월말이 되면서 꽃잎, 암술 및 수술이 완전하게 발달하였다. 이후 8월 말이 되면서 각 기관들이 길어지기 시작하였고, 10월경에는 각 기관의 색깔이 변화하기 시작하였으며, 11월에는 특히 수술의 색깔이 보래색으로 변화되었다. 따라서 처녀치마의 화아분화는 5월달에 유도되고 6월에 분화가 완료되며, 7-8월에 발달이 완료되는 것으로 판단되었다.
입실시기에 따른 휴면타파 유무를 조사한 결과, 9월과 10월에 입실한 경우, 맹아율이 50% 미만이었다. 그러나 11월 29일에 입실한 경우, 60% 이상 높아졌고, 12월 27일 이후에는 100% 맹아하였다. 맹아소요일수는 12월부터 입실한 경우에는 거의 20일 정도면 대부분이 맹아되었다.
인공저온 처리를 통한 휴면타파 실험결과, 10월 18일에 입실한 경우, 5℃에 8주 이상 처리해야 맹아소요일수도 짧고 잎의 생장이 정상적으로 이루어졌다. 11월 15일에는 5℃에 4주 이상 처리해야 맹아소요일수도 짧고 지상부 생육이 정상적으로 이루어졌다. 저온처리 기간을 chill unit으로 계산한 결과 저온요구 시간이 1,176 시간으로 판단되었다.
몇 가지 관상용 춘계단명식물의 급속 대량증식 기술 개발 :
Ⅳ. 연구개발결과
1. 처녀치마(Heloniopsis koreana) 번식법 개발
삽수조제 방법에 따른 잎 부위 별 발근효과를 알아보기 위한 실험에서 전체 잎을 기부만 절단하여 이용한 처리가 가장 높은 발근율을 나타냈다. 삽목용토에 따른 발근효과를 알아보기 위한 실험에서 버미큘라이트 처리가 가장 높은 발근율을 나타내었으며 그 다음으로 마사토가 높은 발근율을 나타내었다. 원예용 상토, 피트모스 및 펄라이트 처리는 생육이 전반적으로 좋지않았다. 생장조절제의 종류 및 농도에 따른 발근효과를 알아보기 위한 실험에서 NAA 100, 500㎎․L-1 처리에서 가장 증가된 발근율을 나타내었다. IBA 처리는 NAA 처리 및 루톤처리에 비해 발근 및 생장이 좋지 않았다. NAA 처리 및 IBA 처리 모두 생장조절제 농도가 높아질수록 발근율이 안 좋은 경향을 나타내었다.
2. 개느삼(Echinosophora koreensis) 번식법 개발
개느삼의 줄기 삽목 시 배양토 종류에 따른 발근효과를 알아보기 위한 실험에서 원예용 상토 처리에서는 발근이 되지 않았으며 모래 처리와 모래+원예용 상토 혼용 처리에서는 모두 40%의 발근율을 보여주었다. 경삽 시 생장조절제의 종류 및 농도에 따른 발근효과를 알아보기 위한 실험 결과 IBA 100, 200㎎․L-1 처리에서 발근이 되었지만 무처리와 NAA 처리에서는 전혀 발근되지 않았다. 근삽 시 생장조절제의 종류에 따른 신초 및 뿌리 발생효과를 알아보기 위한 실험 결과 IBA 100㎎․L-1 처리에서 신초 발생율이 가장 증가되었으며 신초의 생장도 증가되었고 그 다음으로 NAA 100㎎․L-1 처리가 좋았다.
3. 금꿩의다리(Thalictrum rochebrunianum var. grandisepalum) 육묘법 개발
플러그 트레이 육묘 시 용토에 따른 생육 특성에 있어서 금꿩의다리는 버미큘라이트:피트모스:펄라이트 =1:1:1(V:Pt:Pr)처리와 원예용 상토 처리가 모래 처리에 비해 생육이 증가되었으며, 뿌리수도 두 처리 모두 모래 처리에 비하여 많이 증가되었다. 비료수준에 따른 생육특성을 알아보기 위한 실험결과, 모든 처리가 무처리인 대조구에 비해 생육이 증가되었다. Hyponex 1000배 처리에서 가장 증가되는 결과를 나타내었다. 차광율에 따른 생육을 알아보기 위한 실험결과, 금꿩의다리는 35% 차광처리 시 모든 생육이 다른 처리에 비해 증가되는 결과를 나타내었다.
4. 자주꿩의다리(Thalictrum uchiyamai) 육묘법 개발
플러그 트레이 육묘 시 용토에 따른 생육 특성에 있어서 원예용 상토 처리에서 다른 처리에 비해 지상부와 지하부 생체중과 건물중 모두 생육이 증가되었다. 모래 처리는 V:Pt:Pr 처리에 비해 신초길이 및 엽수는 증가되었으나 잎의 크기, 뿌리의 생장과 전체 무게는 감소하였다. 비료수준에 따른 생육특성을 알아보기 위한 실험결과를 보면, 무처리인 대조구에 비해 모든 처리에서 생육이 증가되는 결과를 나타내었다. 차광율에 따른 생육을 알아보기 위한 실험결과를 보면, 55% 차광처리 시 신초길이가 가장 증가되었으며, 그 다음으로 75% 차광처리, 35% 차광처리 순으로 나타났다. 생체중 및 건물중에 있어서도 55% 차광처리 시 가장 증가되는 결과를 나타내었다.
5. 연잎꿩의다리(Thalictrum coreanum) 육묘법 개발
플러그 트레이 육묘 시 용토에 따른 생육 특성에 있어서 원예용 상토 처리가 가장 생육이 증가되었으며 그 다음으로 V:Pt:Pr 처리가 생육이 증가되었고 모래 처리가 생육이 가장 저조하였다. 플러그 트레이 육묘 시 차광율에 따른 생육을 알아보기 위한 실험결과를 보면, 연잎꿩의다리는 35% 차광처리 시 다른 처리에 비해 전반적으로 생장이 가장 증가되는 결과를 보여 주었으며, 55% 차광처리가 두 번째로 생육이 증가되었다.
6. 바위미나리아재비(Ranunculus crucilobus) 육묘법 개발
플러그 트레이 육묘 시 용토에 따른 생육 특성에 있어서 바위미나리아재비는 V:Pt:Pr 처리시 초장이 가장 증가되었으며, 그 다음으로 원예용 상토가 초장이 증가되는 결과를 나타내었으며 질석 처리 시 초장이 가장 짧았다. 비료수준에 따른 생육특성을 알아보기 위한 실험결과, 무처리인 대조구에 비해 모든 처리에서 생육이 증가되는 결과를 나타내었다. 특히, Hyponex 1000배 및 2000배 처리에서 다른 처리에 비해 전반적인 생육이 증가되었으며 두 처리 간에는 생육이 크게 차이가 나지 않았다. 차광율에 따른 생육을 알아보기 위한 실험결과를 보면, 35% 차광처리가 가장 생육이 증가되는 결과를 나타내었다.
7. 매발톱꽃(Aquilegia buergeriana var. oxysepala) 육묘법 개발
매발톱꽃은 원예용 상토 처리 시 다른 처리에 비해 생육이 가장 증가되었으며 모래처리가 생육이 가장 억제 되었다. 플러그 트레이 육묘 시 비료수준에 따른 생육특성을 알아보기 위한 실험결과를 보면, Hyponex 500배 처리가 전체적인 생육이 가장 증가되었으며 그 다음으로 Hyponex 1000배 처리가 증가되었다. 차광율에 따른 매발톱꽃 생육을 알아보기 위한 실험결과를 보면, 35% 차광처리가 다른 처리에 비해서 생육이 월등히 증가되는 결과를 나타내었다.
8. 동강할미꽃(Pulsatilla tongkangensis) 육묘법 개발
플러그 트레이 육묘 시 용토에 따른 생육 특성에 있어서 전반적으로 보았을 때 펄라이트 처리를 제외하고 모든 처리에서 비교적 생육이 비슷하게 나타났는데 그 중 모래 처리에서 생육이 다소 증가되는 결과를 나타내었다. 비료수준에 따른 생육특성을 알아보기 위한 실험결과를 보면, 무처리에 비해 모든 처리에서 생육이 증가되는 결과를 나타내었다. Hyponex 500배 처리시 신초길이 및 엽수, 뿌리길이가 다른 처리에 비해 가장 증가되는 결과를 나타내었고 그 다음으로 Hyponex 1000배 처리가 생육이 증가되는 결과를 나타내었다. 차광율에 따른 동강할미꽃 생육을 알아보기 위한 실험결과를 보면, 신초길이를 제외하고는 35% 차광처리가 다른 처리에 비해 모든 생육이 증가되는 결과를 나타내었다.
9. 처녀치마(Heloniopsis koreana) 육묘법 개발
플러그 트레이 육묘 시 비료수준에 따른 생육특성을 알아보기 위한 실험결과를 보면, 무처리에 비해 모든 처리에서 생육이 증가되는 결과를 나타내었다. 그 중 Hyponex 1000배 처리 시 다른 처리에 비해 생육이 가장 증가되었다. 차광율에 따른 생육을 알아보기 위한 실험결과를 보면, 55% 차광 처리시 다른 처리와 비교해서 전반적인 생육이 증가되었다.
10. 헬레보루스(Helleborus orientalis) 육묘법 개발
플러그 트레이 육묘 시 차광율에 따른 헬레보루스 생육을 알아보기 위한 실험결과를 보면, 35% 차광처리 시 생육이 가장 증가되었다. 생체중 및 건물중에 있어서도 35% 차광처리가 가장 증가되었으며 그 다음으로 55%, 75% 순으로 나타났다.
11. 얼레지(Erythronium japonicum) 육묘법 개발
육묘 시 차광율에 따른 얼레지 생육을 알아보기 위한 실험결과를 보면, 75% 차광처리 시 인경의 생육이 가장 증가되었으며 그 다음으로 55% 차광처리가 증가되었다. 인경의 무게에 있어서는 55% 차광처리시 생체중이 가장 증가되었으며 그 다음으로 75% 차광처리가 증가되었다. 35% 차광처리 시 생육이 가장 저조하였다.
Abstract
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몇 가지 관상용 춘계단명식물의 고품질 주년생산을 위한 재배 기술 개발 :
1. Seeds Collection and Characteristics of Ornamental Spring Ephemerals Native to Korea Many species in Berberidaceae, Ranunculaceae, Melanthiaceae and Liliaceae have underdeveloped embryos at seed dispersal from mother plants. The seeds with underdevelope
몇 가지 관상용 춘계단명식물의 고품질 주년생산을 위한 재배 기술 개발 :
1. Seeds Collection and Characteristics of Ornamental Spring Ephemerals Native to Korea Many species in Berberidaceae, Ranunculaceae, Melanthiaceae and Liliaceae have underdeveloped embryos at seed dispersal from mother plants. The seeds with underdeveloped embryos at maturity have morphological (MD) or morphophysiological dormancy (MPD). This study was conducted to find basic information for the research of morphological dormancy of seeds in 15 herbaceous species of four plant families (Berberidaceae, Ranunculaceae, Melanthiceae, and Liliaceae) native to the Korean peninsula. Seeds of two Berberidaceae species (Leontice microrhyncha and Jeffersonia dubia), eight Ranunculaceae species (Adonis amurensis, Aquilegia buergeriana, Pulsatilla tonkangensis, Ranunculus crucilobus, R. franchetii, Thalictrum rochenbrunianum, T. uchiyamai, T. coreanum, and Helleborus orientalis), three Melanthiaceae species (Heloniopsis koreana, H. tubiflora, and Trillium tschonoskii), and one Liliaceae species (Erythronium japonicum) were collected, and embryo morphology and seed germination were investigated in the controlled laboratory conditions.
All seeds of 14 species had underdeveloped embryos which occupied about 7-20% of the full seed length at maturity. The seeds of L. microrhyncha, J. dubia, A. amurensis, A. buergeriana, R. crucilobus, R. franchetii, E. japonicum, T. tschonoskii, H. koreana, and H. tubiflora had rudimentary embryos at maturity. On the other hand, the seeds of P. tonkangensis, T. rochenbrunianum, T. uchiyamai, and T. coreanum had intermediate type between rudimentary and linear embryo. After 30 days, the seeds of A. buergeriana, P. tonkangensis, H. koreana, H. tubiflora, T. rochenbrunianum, and T. uchiyamai germinated to 92%, 84%, 22%, 40%, 12%, and 3%, respectively. On the other hand, no seeds of the other nine species germinated within 4 weeks. Seeds which did not germinate within 30 days are said to have MD. Thus, most of the seeds of A. buergeriana and P. tonkangensis have MD, whereas the seeds of L. microrhyncha, J. dubia, A. amurensis, R. crucilobus, R. franchetii, E. japonicum, T. tschonoskii, T. coreanum, and H. orientalis have MPD.
On the other hand, the seeds of H. koreana, H. tubiflora, T. rochenbrunianum, and T. uchiyamai have about 78%, 60%, 87%, and 96% MPD. There was a different level of dormancy (MD and MPD) within the same seed population examined, indicating different adaptation strategies of wild plants in the natural environment.
2. Development of A Dormancy Breaking Technique in Seeds of Ornamental Spring Ephemerals Native to Korea
Seeds of Leontice microrhyncha had deep simple epicotyl MPD (morphophysiological dormancy).
For breaking dormancy, seeds required both warm followed by cold temperature sequences. After radicle emergence, cold stratification at 5℃ was essential for breaking secondary epicotyl dormancy.
Seeds of Adonis amurensis had deep simple MPD. Embryos grew at relatively warm temperatures, and seeds germinated after warm followed by cold temperature sequences. GA did not overcome the dormancy. Seeds of Ranuculus crucilobus had deep complex MPD. Embryo growth occurred at cold temperature (5℃), and seed dormancy was broken by cold stratification. GA did not overcome the dormancy. On the other hand, seeds of R. franchetii had deep simple epicotyl MPD. Embryos in the seeds grew at relatively warm temperature in early autumn, and germination occurred in late autumn. Germinated seeds required cold stratification for seedling emergence. In three Thalictrum species, seeds had non-deep simple MPD. Embryo growth occurred at low temperatures, but it was more promoted when the seeds were transferred from low to high temperatures. Seeds required only a cold stratification to break dormancy, and GA substituted for cold stratification. In two Heloniopsis species, embryos in the seeds grew under warm temperature regimes (between 25/15℃ and 30/20℃). GA3 (tested only in the light) overcame seed dormancy and promoted germination. Light was found to be one of the critical factors for germination because no seed of either two Heloniopsis species germinated under constant dark conditions, and thus, these species have the potential to form a persistent soil seed bank. Thus, the seeds had non-deep simple MPD.
MD and MPD were regulated by phytohormones (ABA and GAs). In A. buergeriana seeds (MD), ABA content and sensitivity decreased rapidly, and GA content and sensitivity increased rapidly after burial. On the other hand, in A. amurensis seeds (MPD), ABA content decreased drastically after burial, but GA content did not increase before the seeds experienced temperature changes from high temperatures in summer to medium temperatures in autumn in nature. When underdeveloped embryos grew rapidly, ABA was non-detectable and GA content increased. But, the seeds remained ungerminated during cold season in winter. When the seeds started to germinate after cold period in winter, GA content increased rapidly. GA4 played a key role in stimulating embryo growth and germination in both MD and MPD. The changes of GA/ABA ratio were similar to the changes of embryo growth and germination in the buried seeds.
3. Development of Year-round Cultivation Technique by Dormancy Control
Flower bud initiation and differentiation in Erythronium japonicum were observed in May, and from June to July, respectively, followed by flower bud elongation in August. Sprouting and bud break did not occur throughout the experiment when dormant bulbs were transferred from September 28 (0 CCU) to November 30 (450 CCU). However, all plants sprouted when the dormant bulbs were transferred after January 25 (1,794 CCU). Prolonged cold storage also promoted sprouting of dormant E. japonicum. No cold storage or 4 weeks (672 CCU) of cold storage at 5℃ on October 12 did not induce sprouting and bud break. However, when the dormant bulbs were stored at 5℃ for 12 weeks (2,061 CCU) on October 12, percent sprouting increased to 72.7%. Chilling treatment for 8 weeks (1,483 CCU) or 12 weeks (2,155 CCU) at 5℃ on November 16 resulted in 72.7 and 100% sprouting, respectively. In conclusion, at least 1,483 - 1,794 CCU may be recommended for dormancy breaking in the forcing culture of E. japonicum.
In Heloniopsis koreana, flower bud initiation and differentiation were observed on May 30 and June 27, respectively. In late July, petal, stamen, and pistil were developed. When dormant plants were transferred on December 27 from an open field to greenhouse, 100% of the plant sprouted.
Days to sprouting was about 20 days when transferred on December 27. On October 18, 8 weeks of cold storage at 5℃ was required for breaking dormancy and normal growth. On November 15, 4 weeks of cold storage at 5℃ was required for breaking dormancy and normal growth. In conclusion, at least 1,176 CCU may be recommended for dormancy breaking in the forcing culture of H. koreana.
몇 가지 관상용 춘계단명식물의 급속 대량증식 기술 개발 :
1. Heloniopsis koreana Fuse, N. S. Lee & M. N. Tamura is native to Korea and has a great potential to become a new ornamental plant for decorative purposes in gardens, in pots and landscape due to attractive reddish-purple flowers and evergreen leaves.
Therefore, we observed the effects of leaf parts and growing media on rooting and shooting of H. koreana for leaf cutting propagation. Leaves cut by five different ways (lower half, upper half, vertical, half horizontal, and horizontal) were examined for rooting and shooting. Leaves were cut in half horizontally to create a leaf part of lower half and upper half. Leaves were also cut in half in the vertical direction for half horizontal. Whole leaf including the leaf tip and the basal part was used for vertical and horizontal. Five different rooting media (horticultural media, decomposed granite, vermiculite, peatmoss, and perlite) were used for growing media experiment. In the effect of leaf parts, both rooting rate and root growth were the best when whole leaf was used in either vertical direction or horizontal direction. The presence of the tip and the basal part of leaf enhanced rooting rate and root growth. When vermiculite and decomposed granite were used for leaf cutting propagation, rooting rate and root growth were significantly increased. In the leaves rooted, newly formed shoots were observed at the base of leaves.
2. We observed the effects of growing media and concentration of plant growth regulators on rooting and shooting of Echinosophora koreensis for leaf or root cutting propagation. In the effect of growing media, both rooting rate and root growth were the best when sand or sand+horticultural media were as horticultural media. In the effect of plant growth regulators, shoot development of the experimental results increased when IBA 100㎎․L-1 was preated at planting.
3. Thalictrum species belongs to the Ranunculaceae and are perennial landscape plants which are available in the garden and potted plants. This experiment was conducted to find out the basic data for the growth effects of culture media, fertilizer levels and shading rate in seedling plug cell tray in Thalictrum rochebrunianum, T. uchiyamai, and T. coreanum. In the experiment of cultural media, growth characteristics of T. rochebrunianum were better in horticultural substrate or soil mixture (vermiculite:peatmoss:perlite = 1:1:1) rather than sand only treatment. Growth characteristics of T. uchiyamai and T. coreanum were generally better in horticultural substrate. For T. rochebrunianum and T. uchiyamai, growth increased by all fertilizer level treatments as compared with non-treatment.
Hyponex at 1000 dilution rate showed the highest growth. All growth increased in 35% shading as compared with other treatments for T. rochebrunianum and T. coreanum. But, for T. uchiyamai growth increased in 55% shading. In general, growth of three Thalictrum species was worse in 75% shading, as compared with other shading rates. Based on the results, Thalictrum species seedling can be produced by planting in horticultural substrate with 35-55% shading and fertilization of Hyponex of 1000 dilutoin rate by using plug tray.
4. In the experiment of cultural media, growth characteristics of Ranunculus crucilobus were better in V:Pt:Pr than other treatments. And, growth increased by all fertilizer level treatments as compared with non-treatment.
5. In the effect of cultural media, growth characteristics of Aquilegia buergeriana var. oxysepala were better in horticultural substrate than other treatments. Hyponex at 1000 dilution rate showed the highest growth. All growth increased in 35% shading as compared with other treatments.
6. In the experiment of cultural media, growth characteristics of Pulsatilla tongkangensis were better in sand than other treatments. For Pulsatilla tongkangensis, growth increased by all fertilizer level treatments as compared with non-treatment. Hyponex 500 dilution rate showed the highest growth.
7. For Heloniopsis koreana, growth increased by all fertilizer level treatments as compared with non-treatment. Hyponex 1000 dilution rate showed the highest growth. All growth increased in 35% shading as compared with other treatments.
8. For Helleborus orientalis, growth increased by 35% shading as compared with other treatments.
9. In the experiment of shading rate, growth characteristics of Erythronium japonicum were better in 35% shading than other treatments.
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