서 언
카틀레야(Cattleya)는 48여 종을 포함하는 속으로 중앙 및 남아메리카를 중심으로 열대지역에 주로 분포한다 (Pridgeon 2000). 양란 중에서도 꽃의 여왕이라 불릴 정 도로 매우 화려하고 진한 향기를 가지고 있으며, 주로 분 화 또는 절화로 이용된다. 카틀레야는 200여년에 걸쳐 Laelia, Brassavola, Sophronitis, Encyclia 등의 다양한 속간 상호교배로 난과 중에서 가장 거대한 군단을 이룬 다. 이 식물은 크게 외엽의 꽃의 크기가 큰 대형종과 쌍 엽의 크기가 작은 소형종으로 구분할 수 있다(Brian and Wilma 2004). 미니 카틀레야는 소형종에 속하며, 대형종 에 비해 재식밀도가 높고 재배기간이 짧아 소형 화훼에 대한 관심이 증가하고 있는 상황에서 국내 재배면적의 증 가가 예상된다.
겨울철 저온은 고온지역에 자생하는 열대성 난의 재배 에 제한 요인으로 작용한다. 국내에서 많은 면적이 재배 되고 있는 팔레놉시스(Phalaenopsis)의 경우 영양생장을 위해 겨울철에도 27 ~ 29℃를 유지해야 하는(Sakanishi et al. 1980) 어려움이 있으며, 저온에 피해를 받았을 때 잎 표면에 황화 현상과 수침상 등의 증상이 나타났다(Mc Connell and Sheehan 1978). 또한 덴드로비움 팔레놉시스 (Dendrobium phalaenopsis)는 겨울철 온도를 15℃ 이하로 관리하면 맹아가 발생하지 않거나 생장이 늦어진다고 하 였다(Lee et al. 2008). 카틀레야의 경우는 생육 적온이
30℃ 내외로 알려져 있으며, 월동온도가 최저 15 ~ 18℃ 이상 되어야 한다고 보고된 바 있다(Lopez and Runkle 2005). Krizek and Lawson(1974)은 Laeliocattleya에서 주야간 온도가 32/29℃일 때, 24/20℃ 보다 잎이 더 길 고, 신초발생이 많아 생육이 우수하다고 하였다. 또한 신 초발달 시기에는 겨울철 온도를 16℃ 이상으로 유지하 여 재배할 것을 제안하였다(Goh and Arditti 1985). 하 지만 생육을 촉진하기 위해 온도를 높여 재배할 경우 겨 울철 난방비 부담이 커지게 된다. 따라서 난방비를 절약 하기 위해 온실 온도를 낮게 유지하고자 노력하지만 너 무 낮은 온도는 오히려 피해증상으로 상품성을 떨어뜨릴 수 있어 적정수준에서 관리하는 것이 필요하다.
국내에서는 카틀레야에 대한 연구가 거의 수행된 바 없 고, 국외에서 개화유도를 위한 온도 및 일장조건을 구명 하는 연구가 있어 왔다(Rotor 1952). 그러나 다양한 생 태를 가지는 카틀레야에서 미니 품종의 겨울철 재배온도 범위를 구명하는 연구는 찾아보기 어려웠다. 카틀레야속 중 대형종은 고온성으로 육묘기간 중에 높은 온도 조건 이 필요한 반면, 소형종에 속하는 미니 카틀레야는 품종 에 따라 주년 출하가 가능할 뿐 아니라 저온에서도 잘 견디는 품종들이 있지만(Orchid Societies Council of Victoira 1998) 국내에는 이에 대한 연구가 수행된 바가 없다. 또한 소형 화훼에 대한 관심이 고조되고 소비가 점 차 증가하고 있는 상황에서 미니 카틀레야를 겨울철 저 온으로부터 안전하게 생산하기 위한 연구가 필요하다. 따 라서 본 연구에서는 국내에 유통되고 있는 미니 카틀레 야를 중심으로 생육을 위한 최저온도와 저온에 견디는 기 간 및 저온피해 증상 등을 구명하여 품종간에 저온 저 항성을 평가하고자 하였다.
재료 및 방법
본 연구에서는 국내에서 유통되고 있는 미니 카틀레야 품 종 중 노란 화색을 가지는 ‘골든보이(Golden Boy)’, ‘옐로 우돌(Yellow Doll)’ 품종과 연두색의 ‘에메랄드(Emerald)’, 분홍 화색의 ‘차밍루비(Charming Ruby)’, ‘러브캡슐(Love Capsule)’, 그리고 붉은 화색인 ‘리틀레드(Little Red)’ 3년 생묘를 실험재료로 사용하였다. 카틀레야는 비교적 두꺼운 잎을 가지는 것이 특징인데 6품종을 잎의 두께에 따라 분 류해보면 ‘차밍루비’가 3mm 내외로 가장 두꺼웠고, ‘옐로 우돌’, ‘러브캡슐’, ‘리틀레드’는 2mm 내외였으며, ‘골든보 이’, ‘에메랄드’가 1mm 내외로 가장 얇은 잎을 가지고 있었다. 시험은 2012년 11월 1일부터 30일 동안 ‘골든 보이’, ‘러브캡슐’, ‘리틀레드’ 세 품종을 이용하여 진행 하였고, 2013년 동일한 시기에 ‘옐로우돌’, ‘에메랄드’, ‘차밍루비’ 세 품종을 추가적으로 수행하였다. 온도처리 는 5, 10, 15℃에서 처리기간을 각각 10, 20, 30일로 처 리하였다. 저온처리가 완료된 실험구는 온실로 옮겨 관 리하면서 피해 증상을 살펴보았고, 2주간격으로 하이포넥 스(20 : 20 : 20)를 2,000배로 희석하여 시비하였다.
챔버 내 환경은 데이타로거(HOBO, Onset Computer, Co., USA)를 이용하여 처리기간 동안의 온도와 상대습 도를 측정하였다. 측정항목 중 엽수, 엽장, 엽폭, 초장은 처리 직후에 조사하였다. 피해엽율은 처리 이후 30일 경 과 시 조사하였는데, 개개의 피해부위를 육안으로 구분하 여 조사하였으며, 전체엽에 대한 피해엽수의 비율을 다음 식에 의하여 계산하였다
I(피해엽율) = (0.05 × 5% 피해엽수 + 0.1 × 10% 피해엽수 + …… 0.9 ×피해엽수 + 1 × 100% 피해엽수)/전체엽수
엽록소 형광값은 휴대용 형광 측정기(OS5P, Opti-Science. Inc, USA)를 이용하여 시료의 동일한 잎에 암적응 클립으로 30분간 적응시킨 후 Fv/Fm값을 측정하였다. 최소 형광값 (Fo)은 0.6kHz 광섬유를 이용하여 0.1μmol • m−2 • s−1 보다 낮은 PPF로 LED를 조사하여 구하였으며, 최대 형광값 (Fm)은 20kHz로 7,000μmol • m−2 • s−1의 포화광을 0.8초 동안 조사하여 구하였다 (Fv/Fm = (Fm-Fo)/Fm).
각각의 시험 처리구는 처리당 10개체가 되도록 완전임 의배치하여 실험을 수행하였으며, 통계 분석은 SAS 9.2 (SAS Institute Inc., Cary, USA)를 이용하여 분산분석한 후, 5% 유의 수준에서 유의성이 있을 경우 처리 평균 에 대해 Duncan의 다중검정을 실시하였
결과 및 고찰
미니 카틀레야 6품종을 5℃에서 각각 10, 20, 30일 처 리 후 피해엽율을 조사한 결과, 처리기간이 길어질수록 피해엽율은 증가하는 경향을 보였다(Fig. 1). 10일 처리 후, ‘리틀레드’ 품종은 80% 이상 저온 피해가 나타난 반 면 ‘러브캡슐’과 ‘차밍루비’ 품종은 10% 미만의 피해율 을 보였고, ‘골든보이’, ‘옐로우돌’, ‘에메랄드’ 품종에서 는 피해율이 나타나지 않았다. 20일 처리 후에는 ‘리틀 레드’ 품종에서 피해율이 더욱 증가하여 98%의 대부분 잎이 탈색되는 피해가 나타났으나(Fig. 2) ‘골든 보이’ 품 종은 피해양상을 거의 보이지 않았고, 나머지 네 품종에 서는 20% 내외의 피해율을 보였다. 30일 처리 후에 ‘차 밍루비’의 피해엽율이 63%로 급격히 증가하였고, ‘옐로우 돌’ 또한 50%의 피해율을 보였지만, ‘에메랄드’와 ‘러브 캡슐’ 품종은 50% 이하의 피해율을 나타냈다. 가장 피해 율이 높았던 ‘리틀레드’ 품종은 30일 처리 후 잎에 100% 피해가 나타났다. 10℃에서는 ‘리틀레드’ 품종이 20일 처 리와 30일 처리 후에 10% 미만의 피해율을 보인 것 외 에 다른 품종에서는 피해가 나타나지 않았다. ‘골든보이’ 품종은 30일 처리 후 3% 정도의 피해율만을 보여 저온 에 가장 강한 것으로 여겨졌다. 이를 품종간 잎의 두께 와 비교해 보면, 잎이 가장 두꺼운 ‘차밍루비’ 보다 중 간 두께의 ‘리틀레드’ 품종에서 피해가 가장 크게 나타나 고, 오히려 잎이 얇은 ‘골든보이’ 품종에서는 내성이 가 장 강한 것으로 나타나 잎의 두께와 저온내성 사이의 상 관관계는 발견되지 않았다. 피해 증상으로는 잎이 황색으 로 변하면서 탈리되거나 검은 반점의 수침상이 관찰되었 는데, 이는 덴드로비움에서 온도가 10℃ 이하 조건일 때 잎의 기부가 식물체로부터 분리되거나 탈색되면서 낙엽이 지는 현상과 유사하였다(American Orchid Society 2002). 열대식물에서 저온 피해 시 움푹 파임, 탈색, 수침상, 부 패 등의 증상이 주로 발생하는데 이는 종류나 품종에 따 라 다르고 조직의 특성, 습도와 같은 환경 요인 등의 영 향을 받는다(Wang 1994).
저온 조건을 달리하여 처리 기간에 따른 생육특성을 사한 결과, 처리온도가 낮아지고 기간이 길어질수록 ‘옐 로우돌’, ‘에메랄드’, ‘차밍루비’에서 엽수가 유의적으로 감 소하는 경향을 보였다(Table 1). ‘옐로우돌’ 품종에서 15℃ 10일 처리 후 엽수가 20장 이상이었으나, 5℃ 10일 처 리에서는 16장으로 온도가 감소함에 따라 엽수도 감소하 였다. 이와 유사한 결과로 커피나무에서 온도가 감소함에 따라 생육이 현저히 감소하였는데, 15℃에서는 정상적으 로 생육한 반면 10℃에서는 생육이 억제되어 엽수, 초장 등이 감소하였고, 5℃에서는 생육 저하뿐 아니라 일부는 고사되었다(Yun et al. 2007). ‘차밍루비’ 품종은 온도에 상관없이 저온처리 10일 후에 30장 이상의 엽수를 보였 으나, 처리기간이 길어질수록 엽수가 감소하였다. 초롱꽃의 경우 또한 저온처리기간을 3, 6, 9주로 달리 하였을 때, 기 간이 길어질수록 엽수와 초장 등 생육이 감소한다는 보고 가 있었다(Lee et al. 2011). 5℃ 30일 처리에서는 ‘옐로우 돌’, ‘에메랄드’, ‘차밍루비’ 세 품종 공히 엽수가 각각 8.5, 5, 9장으로 가장 낮았고, 특히 ‘차밍루비’ 품종은 10일 처 리구와 20장 이상의 큰 차이를 보였다. 초장은 ‘에메랄드’ 품종에서 온도가 5℃, 10℃ 일 때, 15℃ 일 때보다 짧 은 것으로 나타났지만 처리기간에 따라서는 차이를 보이 지 않았다. ‘골든보이’ ‘러브캡슐’ ‘리틀레드’에서는 온도 및 기간에 따라 생육의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 엽록소 형광값(Fv/Fm)은 15℃에서 처리 기간 및 품종별 로 뚜렷한 차이를 나타내지 않았으나, 10℃에서 30일 처 리 후 ‘리틀레드’ 품종에서 감소하는 경향을 보였다(Fig. 3). 5℃에서 20일 처리 후에는 ‘리틀레드’와 ‘러브캡슐’ 품종 의 Fv/Fm 값이 10일 처리 후보다 감소하였고, 30일 처 리 후에는 6품종 모두에서 감소하는 경향을 보였는데, 특 히 ‘옐로우돌’, ‘차밍루비’, ‘리틀레드’ 품종에서 뚜렷하게 감소하는 것을 볼 수 있었다. 그 중에서도 ‘리틀레드’ 품 종은 가장 낮은 값을 나타냈고, ‘차밍루비’, ‘옐로우돌’ 품 종 순으로 높게 나타나 이는 앞선 피해엽율의 결과와 일 치하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 이러한 잎 내의 Fv/ Fm 값의 감소는 온도가 낮아지고 처리기간이 길어질수 록 스트레스가 높아지면서 잎의 기공전도도에 영향을 미 쳐 기공 폐쇄를 유도하고 광수용복합체가 외부 광을 제 대로 수용하지 못하기 때문인 것으로 추정된다(Hsu 2007).
카틀레야 군단에서 Sophronitis와 Laelia속에 포함되는 종이나 교배종들은 저온에 강하고, 야간의 서리에 노출 된 환경에서도 크게 피해를 받지 않는다는 보고가 있 었는데, 쌍엽이면서 꽃이 작은 미니 카틀레야 대부분이 Sophronitis와 Laelia속에 포함되거나 이를 모부본으로 하는 교배종들이 많아 미니 카틀레야가 대형 카틀레야에 비해 저온에 비교적 강하다고 하였다(Orchid Societies Council of Victoira 1998). 본 연구결과를 통하여 국내에서 유통되 고 있는 미니 카틀레야 6품종 중 ‘골든보이’ 품종이 저온 에 가장 강한 것을 확인하였고, ‘리틀레드’ 품종이 가장 높은 피해율을 보여 저온에 가장 약한 것을 알 수 있었 다. 또한 품종에 따라 차이는 있었지만 미니 카틀레야의 겨울철 재배 시 최저 10℃ 이상의 온도로 관리할 것을 권장하며, 그 이하의 온도에서는 장기간 노출되지 않도 록 관리하는 것이 필요하다. 추후 저온에 강하거나 약한 미니 카틀레야와 Sophronitis 혹은 Laelia속에 포함되는 종 들과의 유연관계를 조사할 예정이며, 최근 세포질 내 칼슘 농도 변화가 온도 센서의 역할뿐 아니라(Eric and Zachowski 2010), 저온의 신호를 생체 내로 전달하는 2차 신호전달 자로 잘 알려져 있어(Harsh 2003) 저온에 강하거나 약 한 미니 카틀레야의 세포질 내 칼슘농도 변화를 확인해 볼 필요가 있다.
초 록
본 연구는 국내에서 유통되고 있는 미니 카틀레야 6품 종의 생육 최저온도와 기간 및 저온 피해증상을 통하여 저 온 저항성을 평가하고자 하였다. ‘골든보이’, ‘옐로우돌’, ‘에메랄드’, ‘차밍루비’, ‘러브캡슐’, ‘리틀레드’ 6품종을 실 험재료로 사용하였으며, 온도처리는 5, 10, 15℃에서 각 각 10, 20, 30일로 기간을 달리하여 생장상에서 처리하 였다. 5℃에서 6품종 모두 처리기간이 길어질수록 피해 엽율이 증가하였고, 피해증상으로는 잎이 황색으로 변하 면서 탈리되거나 검은 수침상이 관찰되었다. 특히 6품종 중 ‘골든보이’ 품종은 5℃ 30일 처리에서 3%의 피해율 을 보인 반면, ‘리틀레드’ 품종에서는 100%의 피해율을 나타냈다. 또한 온도가 낮아지고 기간이 길어질수록 ‘옐 로우돌’, ‘에메랄드’, ‘차밍루비’에서 엽수가 유의적으로 감 소하여 5℃ 30일 처리에서 엽수가 가장 적었다. 엽록소 형광값(Fv/Fm)은 5℃ 20일 처리에서 10일 처리보다 감 소하는 경향을 보였고, 30일 처리구에서는 품종별로 ‘리 틀레드’ 품종이 가장 낮은 값을 나타냈고, ‘에메랄드’와 ‘골든보이’에서 높게 나타났는데, 이는 피해엽율의 결과 와 일치하였다. 10℃와 15℃에서는 처리기간에 따라 큰 변화를 보이지 않았다. 따라서 6품종 중 ‘골든보이’ 품 종이 저온에 가장 강한 특성을 가지고 있었고, ‘리틀레 드’ 품종은 저온에 가장 약한 것으로 여겨졌다. 또한 품 종에 따라 차이는 있지만 미니 카틀레야의 겨울철 재배 시 최저 10℃ 이상의 온도로 관리할 것을 권장하며, 그 이하 의 온도에서는 장기간 노출되지 않도록 관리하는 것이 필 요하다.
추가 주요어:
저온처리, 엽피해, 엽록소형광, 난
