• 서 언
• 재료 및 방법
• 식물 재료
• 특성조사
• 화분 발아율 및 임성율 조사
• 교배 효율 검정
• 결과 및 고찰
• 품종 특성 조사
• 화분 발아율, 임성율
• 교배결과

서 언

 백합(Lilium spp.)은 백합과(Liliaceae) 백합속(Lilium)에 속하며 아시아 지역을 중심으로 유럽, 북아메리카 등 주로 북반구(10^ο- 60^ο )에 약 100여 종이 자생하고 있는 것으로 알려져 있다. 최근 남반구 아프리카 Zaire 지역에서 백합이 발견되었으며 이를 L. zairii라고 명명하였다(Mynett and Mackiewicz, 1986). 우리나라에는 section Martagon에 속하는 섬말나리(L. hansonii), 하늘말나리(L. tsingtauense), 말나리(L. distichum)와 section Sinomartagon에 속하는 참나리(L. tigrinum), 털중나리(L. amabile), 중나리(L. leichitlinii), 솔나리(L. cernuum), 큰솔나리(L. pumilum), 땅나리(L. callosum), 하늘나리(L. concolor), 날개하늘나리(L. dauricum)(Choi et al., 1996; Lighty, 1969), section Leucolirion에 속하는 흰나리(L. formosanum)(Song, 1996)의 12종이 자생하는 것으로 알려져 있다.

 백합은 종자발아방법, 엽서, 잎의 모양, 종자의 크기, 구근의 형태, 꽃의 밀선, 꽃의 형태, 구근의 색깔, 줄기의 습성, 주두 크기, 상근의 출현여부 등의 15가지 형질과 교잡친화성을 고려하여 Martagon, Pseudolirium, Lilium, Archelirion, Sinomartagon, Leucolirion, Oxypetalum의 7가지 section으로 분류된다(Comber, 1949; De Jong, 1974). 한편, 상업적 재배종은 section Archelirion 내 교잡종들로 구성된 Oriental hybrids, section Sinomartagon 내의 교잡종이 포함된 Asiatic hybrids, section Leucolirion 내 Longiflorum 종에서 유래한 품종들이 대부분이다. 이 중 Oriental hybrid는 꽃이 크고 화색이 대부분 적색, 분홍, 백색으로 이루어지며 초세와 향기가 강한 특징을 가지고 있다(Lim, 2000).

 Oriental hybrid의 육종은 원종 간 교잡을 통해 1991년 처음으로 상향개화성의 ‘Stargazer’를 육성하였다. 이후 ‘Marco Polo’, ‘Noblesse’, ‘Casandra’, ‘Le Reve’, ‘Casa Blanca’ 등의 품종이 육성되었으며, 이 품종들은 내병성, 구근 생산성, 상향개화성의 특징을 가지고 있다(Van Tuyl, 1997). 국내의 백합 육종은 Asiatic hybrid를 중심으로 시도되었으며 원예연구소(현 국립원예특작과학원)에서 1995년부터 2007년까지 Asiatic hybrid, Oriental hybrid, 종간잡종 백합 등 총 53여 품종을 육성하여 증식 및 보급하였다 (National Institute of Horticultural &Herbal Science, 2007). 그러나 Asiatic hybrid의 육성에 비해 Oriental hybrid의 육성은 미흡한 실정이며 이에 따라 신품종 육성을 위한 노력이 더욱 필요하다.

 신품종의 육성을 위해서는 화형, 화색, 화분 임성 등의 기초 특성 조사가 교배육성 전에 반드시 이루어져야하며 이를 토대로 한 체계적인 육성 프로그램이 반드시 필요하다. 이에 본 연구는 백합 교배 육성 시에 필요한 기초정보를 제공하고자 Oriental hybrid 23품종의 특성을 조사하였으며 이를 바탕으로 교배조합을 작성하고 품종간 교배친화성을 조사하였다. 본 연구의 결과는 백합 육종 효율 증진에 도움이 될 것으로 생각된다.

Fig. 1. Pictures of flower used in this study. A. Activa, B. Caruso, C. Casa Blanca, D. Constanta, E. Eton, F. Genova, G. Justina Zantrijus, H. Kabana, I. Key West, J. Marcanti, K. Mambo, L. Marco Polo, M. Medusa, N. Molfetta, O. Nova Zembla, P. Parasol, Q. Red Reflex, R. Rialto, S. Santander, T. Sorbonne, U. Stargazer, V. Striker, W. Viviana Zantriana.

재료 및 방법

식물 재료

 경북대학교 부속 실습장의 비닐하우스에서 재배한 ‘Aktiva’, ‘Caruso’, ‘Casa Blanca’, ‘Constanta’, ‘Eton’, ‘Genova’, ‘Justina Zantrijus’, ‘Kabana’, ‘Key West’, ‘Marcanti’, ‘Mambo’, ‘Marco Polo’, ‘Medusa’, ‘Molfetta’, ‘Nova Zembla’, ‘Parasol’, ‘Red Reflex’, ‘Rialto’, ‘Santander’, ‘Sorbonne’, ‘Stargazer’, ‘Striker’, ‘Viviana Zantriana’의 Oriental hybrid 23품종을 사용하였다. 시험재료의 구주는 평균 14-16 cm로 개화 가능 구근을 사용하였다. 상토는 코코피트(25%), 피트모스(40%), 퍼라이트(10%), 버미큐라이(25%)를 혼용하여 사용하였으며 정식상자(가로 56 cm, 세로 36 cm, 높이 20 cm)에 10 cm 간격으로 식재하였다.

특성조사

 경북대학교 부속실습장에서 2009년 3월에 정식하여 만개한 재료를 이용하였으며 개화 소요일(식재 후 첫 개화일까지 소요일수), 화색 조사(RHS color chart), 초장, 내부 반점(3: 매우 많음; 2: 중간; 1: 적음; 0: 없음) 및 향기(5: 매우강함; 4:강함; 3: 중간; 2: 적음; 1: 매우적음), 개화방향(up: 60^ο  이상; side: 60^ο  미만), 화폭(cm), 개화한 꽃의 수, 잎의 방향(up: erect; side: horizontal; down: pendant)을 조사하였다.

화분 발아율 및 임성율 조사

  화분 발아율을 조사하기 위해 개화 당일에 화분을 채취하였으며 Sucrose 100 g·L^-1,- Agar 5g·L^-1 ,H₃ BO₃ 0.02 g·L^-1 로 조성된 배지에 화분을 치상하여 20^οC에서 3시간 발아시킨 후 실체현미경(Stemi 2000-C, Carl Zeiss, Germany)으로 화분관 신장을 관찰하였다. 300개의 화분 중 화분관이 신장한 개체를 검경하여 발아율을 조사하였다. 화분의 임성율을 조사하기 위해 슬라이드에 Alexander’s solution을 적당량 떨어뜨린 후 당일 개화한 화분을 용액과 혼합하여 염색하였다. 300개의 화분 중 붉은색으로 염색된 화분을 임성이 있는 화분으로, 푸른색의 화분을 불임화분으로 구분하여 임성율을 조사하였다.

교배 효율 검정

 모든 교배는 주두수분법(normal-style pollination)을 사용하였다. 자방친의 개화 전 자가수분이 일어나지 않게 주두에 알루미늄 호일을 덮어 두고 교배 당일 붓으로 화분을 묻혀 주두에 수분 후, 알루미늄 호일을 덮어 다른 화분으로부터 보호하였다. 교배조합을 검정하기 위해 모본으로 9품종, 부본으로 5품종을 이용하여 총 11조합, 총 100화를 인공수분하고 결실률을 조사하였다.

결과 및 고찰

품종 특성 조사

 Oriental hybrid 23품종의 특성조사를 실시한 결과는 Table 1과 같다. 23종의 Oriental hybrids의 평균 개화 소요일은 101.5일이었으며 개화소요일은 ‘Viviana Zantriana’가 79일로 가장 짧았고, 개화소요일이 가장 길었던 품종은 115일 만에 개화한 ‘Sorbonne’였다. 국내에서 상업적으로 주로 재배되고 있는 Asiatic hybrid, Oriental hybrid, Longiflorum의 개화소요일은 서로 다르므로(Rhee et al., 2005) 개화소요일에 대한 정보는 다른 section 간의 이입육종이나 또는 동일한 section 내의 품종개량을 위해서 육종가가 원하는 교배조합을 미리 작성하는데 이용할 수 있다(Kim and Park, 2004). 또한 개화 소요일을 바탕으로 정식시기를 조절하여 개화기를 임의로 조절하는데 이용할 수 있으며 교배시기를 조절하는 것이 용이하지 않은 경우 미리 화분을 채취, 저장할 수 있으므로 개화소요일에 대한 정보는 교잡육종의 시행에 있어서 중요한 요소이다.

Table 1. Growth characteristics of the 23 oriental hybrids cultivars.

 초장을 조사한 결과 ‘Caruso’가 36.7 cm로 가장 짧았으며, ‘Medusa’가 100 cm로 가장 길었다. 일반적으로 화훼시장에서 분화용은 초장이 30~50 cm가 넘지않는 것을 요구하고 있어(Lee, 2001), ‘Caruso’를 유전자원으로 사용하여 품종을 개발한다면 분화용 품종개발에 도움이 될 것으로 생각된다.

 잎의 방향은 ‘Caruso’, ‘Eton’, ‘Santander’가 상향, ‘Mambo’는 하향으로 조사되었으며 나머지 품종은 모두 측향으로 관찰되었다. 잎의 상향성은 상품 포장이나 수송 시 상품가치 결정에 크게 작용하므로 상향성을 가진 개체를 품종개발에 이용해야 할 것이다.

 측상향개화(60^ο 이상)한 품종은 ‘Aktiva’ 외 12품종이었으며 ‘Caruso’ 외 9품종은 측향개화(60^ο 미만) 하는 것으로 조사되었다. 상향개화성은 관상가치를 높이고, 수송 시 같은 공간에 많은 양을 출하할 수 있을뿐만 아니라, 상처를 방지할 수 있기 때문에 중요하다(Kim and Park, 2004). 세계적인 백합 육종 추세도 상향개화를 목적으로 하기 때문에 본 연구의 연구결과에서 관찰된 상향개화 백합을 육종에 적극적으로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

 화폭은 ‘Molfetta’가 13.5 cm로 가장 좁았으며 ‘Sorbonne’가 21cm로 가장 넓게 나타났다. 꽃수는 대부분의 품종이 3~5개 정도 달리는 개화양상을 나타냈고, 향기는 ‘Parasol’, ‘Aktiva’가 가장 약했고, ‘Medusa’가 가장 강한 것으로 조사되었다. 화색은 White, Pink, Red로 분리되었으며 White 계열은 ‘Casa Blanca’ 외 4품종, Red 계열은 ‘Kavana’ 외 6품종, Pink 계열은 ‘Aktiva’ 외 10품종으로 나타났다.

 반점이 없는 품종이 ‘Caruso’ 외 9품종이었으며, 반점이 있는 품종이 ‘Aktiva’ 외 14품종에서 관찰되었다. 보다 나은 관상적인 측면에서 꽃잎에 반점이 없는 방향으로 육종이 이루어지고 있는 추세이므로(Lee, 2001) 반점이 없는 품종을 유전자원으로 활용하여 품종개발을 할 수 있을 것으로 생각된다.

화분 발아율, 임성율

 개화당일, Oriental hybrid 품종의 화분을 채취하여 발아율, 임성율을 조사한 결과는 다음과 같다(Table 2). 화분 임성율은 ‘Red Reflex’(2%), ‘Key West’(37%)를 제외한 대부분 품종은 70% 이상의 높은 임성율을 나타내었다. 임성율이 낮은 ‘Red Reflex’와 ‘Key West’의 화분은 비정상 화분이 많이 관찰되었다(Fig. 2.). 발아율은 ‘Eton’이 70%로 가장 높았으며 ‘Caruso’ 외 5품종이 20% 미만의 낮은 발아율을 보였다. ‘Nova Zembla’의 경우 임성율은 높았으나(85%) 발아율은 1%로 현저한 차이를 나타내었다. Alexander’s solution과 같은 염색액을 이용하면 정상화분의 비율을 예측할 수 있는 화분의 임성을 쉽게 관찰할 수 있으나 임성을 가진 화분이 모두 발아하는 것이 아니므로(Hwang et al., 2010)  고효율의 육종을 위해서는 교배 전에 임성율 뿐만아니라 발아율 측정도 동시에 이루어져야 할 것으로 생각된다.

Table 2. Viability and germination rate of pollen in oriental hybrids.

Fig. 2. Pollen viability (A, 2%) and germination (B, 0%) rate on ‘Red Reflex’. Normal and abnormal pollens showed red(arrow head) and green color (arrow), respectively. Most of the pollens did not germinate on the germination media (B).

교배결과

 23종의 조사 품종 중 일부 품종을 모본 혹은 부본으로 선택하여 교배를 실시한 결과는 Table 3과 같다. 발아율이 60% 이상인 ‘Viviana Zantriana’, ‘Morco Polo’를 부본으로 사용한 결과 결실률이 10~100%이었다. 이처럼 결실률이 비교적 광범위하게 나타난 이유는 품종간의 친화성에 따른 결과로 생각된다. 그러나 발아율이 0%였던 ‘Red Reflex’의 경우 부본으로 사용되었을 때는 결실률이 0%로 나타났다. 품종간의 친화성에 의해 결실률이 다양하게 관찰되어지나 화분발아율이 낮은 품종을 부본친으로 사용할 경우 결실률이 확연히 떨어지는바 화분의 발아율의 낮은 품종은 부본보다는 모본으로 사용하는 것이 육종을 하는데 있어서 효율적일 것이라 판단된다.

Table 3. Number of seed sets after pollination as affected by pollen germination.