서 언
나리는 국내 구근의 생산기반이 미비하여 국내 절화 소 비와 수출에 필요한 종구 대부분을 네덜란드에서 수입하 고 있으며, 절화 생산비 중 종구 구입비가 생산비의 55% 를 차지하고 있어 생산농가에 부담을 주고 있다(MAFRA 2014). 따라서 국내에서 육성된 품종을 조기에 보급하기 위하여 구근 증식체계를 확립하는 것은 매우 중요하다.
나리 종구의 효율적인 보급과 대량 생산을 위해서는 개 화용 구근 생산 체계의 확립이 요구된다. 종구의 증식은 조직배양이나 인편번식을 통하여 이루어지며 농가에서는 조직배양보다는 무병구만 확보되면 쉽게 자구를 생산할 수 있는 인편번식이 주로 이용된다(Jeong 1998; Marinangeli and Curvetto 1997). 인편번식에서 자구 형성 효율은 인 편의 크기와 착생 위치, 모구의 생리 상태, 병충해 감염 여부, 저온 및 생장조절물질 처리, 삽상의 용토와 온도, 습 도, 광도 등의 환경에 따라 달라질 수 있다(Chung et al. 1995; Marinangeli et al. 2003; Matsuo and van Tuyl 1986; Suh and Lee 1996). 또한 나리의 계통별로 원산 지가 다르기 때문에 인편번식의 차이를 보이며(Yoo et al. 2011) 일반적으로 나팔나리는 23°C의 항온(Song 2013; Song et al. 2014), 아시아틱나리와 오리엔탈나리는 25°C 의 항온 조건에서 자구형성이 잘 된다고 알려져 있다.
본 연구는 종자로 생산된 분화용 아시아틱나리의 인편 삽에서 적절한 구근 부위 및 효율적인 자구형성조건을 알 아보고자 수행되었다.
재료 및 방법
실험 재료
배양용 인편을 만들기 위한 구근은 한국농수산대학에 서 육성한 아시아틱나리 일대잡종 ‘Deep Red Liasong’을 2014년 개화 후 7월에 수확하였다. 수확한 구근 중에서 둘레가 15cm 이상인 것을 골라 부패병을 방지하기 위해 20L당 캡탄수화제(Nonghyup Chemical, Korea) 200g에 30분간 침지 소독하고, 인편 배양 전에 50일간 4 ± 1°C 에 저장 후 가장 바깥쪽 인편 한 겹과 내부의 작은 인 편을 제외하고 사용하였다.
인편 식재에 사용한 용토는 원예용 피트모스 인공배양 토(Sunshine #4, SunGro Co., Canada)이고, 배양용기는 지름 15cm, 깊이 15cm의 플라스틱 원형화분을 사용하였 다. 화분에 배양토를 채운 후 인편을 식재하고, 2cm의 높 이로 복토하였다. 2014년 9월 11일에 배양을 시작하여 11 월 11일까지 60일간 배양하여 최종 생육조사를 하였다.
구의 부위에 따른 자구형성
구근의 둘레 15cm 이상인 것을 골라 심 부분을 제외 하고 구근의 외부로부터 2겹 단위로 외인편, 중인편, 내인 편으로 분리하였다. 한 개의 구에서 인편을 18개 내외로 채취하였고, 한 개 인편의 평균무게는 외인편이 2 ± 0.3g, 중인편이 1 ± 0.2g, 내인편이 0.7 ± 0.1g이었다.
일반적인 아시아틱나리의 인편삽의 적정온도로 알려져 있 는 23 ± 1에 습도 70%를 유지하는 식물생장상(Growth Chamber HB-301L, Hanbaek Scientific Co., 온도 0~ 60°C, 습도 35 ~ 95%)을 이용하였고, 관수는 15cm의 화분 에 5일 간격으로 100mL씩 하였다.
인편의 식재 깊이에 따른 자구형성
자구형성의 적절한 식재 깊이를 알아보고자 1cm, 2cm 및 3cm 높이로 복토하였다. 용기는 가로 50cm, 세로 30cm, 높이 10cm의 플라스틱 상자를 이용하였다. 기타 관리는 위의 실험과 동일하게 하였다.
인편 삽상의 온도에 따른 자구형성
자구형성의 최적의 온도 조건을 알아보고자 인편 삽상 의 온도를 3가지의 항온과 2가지의 변온에 인편을 배양하 였다. 항온 처리는 20 ± 1.0°C, 23 ± 1.0°C 및 25 ± 1.0°C로 하였고, 변온 처리는 주간 23 ± 1.0°C/야간 13 ± 1.0°C 주간 23 ± 1.0°C 주간/야간 7 ± 1.0°C로 하였다.
관수 주기에 따른 자구형성
자구형성의 적정 관수 주기를 알아보고자 식물생장상 에 배양중인 15cm 화분에 2일, 4일, 6일 및 8일을 주기 로 매회마다 50mL씩 관수하였다. 관수 주기 실험은 23 ± 1.0°C가 유지되는 식물생장상(Growth Chamber HB- 301L, Hanbaek Scientific Co., 온도 0 ~ 60°C, 습도 35 ~ 95%)을 이용하였다.
생장조절물질 처리에 따른 자구형성
자구형성에 생장조절물질 처리가 미치는 영향을 알아보고 자 인편을 분리 후 GA3(Gibberellic acid 98.0%, Samchun Pure Chemical Co., Korea) 50mg • L−1, 100mg • L−1 및 200mg • L−1을, NAA(1-Naphthalene Acetic Acid 98.0%, Samchun Pure Chemical Co., Korea) 50mg • L−1, 100mg • L−1 및 200mg • L−1을, IBA(3-Indole butyric Acid 98.1%, Samchun Pure Chemical Co., Korea) 50mg • L−1, 100mg • L−1 및 200mg • L−1을 처리하였다. 조제된 인편은 생장조절물질 수용액에 1시간 침지하고, 음지에 5시간 정 도 건조시킨 후 식재하였다.
인편의 식재방법에 따른 자구형성
인편의 식재방법에 따른 자구의 발생을 알아보고자 인 편의 분리 부분이 아래로 가도록(standing), 분리 부분이 위로 가도록(reversing), 분리 부분이 옆으로 가도록(side standing) 하고 인편의 곡선면을 기준으로 볼록하도록(upper to back), 오목하도록(upper to front) 식재하였다. 인편 식 재 용기는 길이 50cm, 세로 30cm 및 높이 10cm의 플라 스틱 상자를 이용하였다.
인편의 부위별 절단에 따른 자구형성
인편의 부위별 절단처리가 자구형성에 미치는 영향을 알아보고자 메스를 이용하여 인편을 상하 및 좌우 1/2 과 1/3로 등분하여 절단하였다. 등분된 인편은 음지에서 5시간 정도 건조시킨 후 지름 15cm, 높이 15cm 플라스 틱 화분에 식재하고 2cm 두께로 복토하였다.
형성된 자구 조사
인편 식재 60일 후에 각 처리별로 5개체씩 3반복하여 15개체를 대상으로 조사하였다. 인편에서 형성된 자구의 발생비율은 처리 개수에서 형성된 자구의 비율이다. 자 구의 생장을 위하여 자구의 지름 및 높이를 캘리퍼스로 측정하였고, 발생된 뿌리의 길이 및 개수를 조사하였다.
통계 분석
통계 분석용 프로그램인 SAS package(statistical analysis system, version 9.2, SAS Institute Inc., Covy, NC, USA) 를 이용하여 실시하였으며 각 처리간의 유의성은 DMRT (Duncan’s new multiple range test) 5% 수준에서 실시 하였다.
결과 및 고찰
구의 부위에 따른 자구형성
구근의 부위에 따른 자구의 형성을 조사한 결과, 외인 편은 처리된 인편의 40.3%에서 자구가 형성되었고 중인 편은 87.6%가 형성되었으며 내인편에서는 83.0%가 형성 되었다(Table 1, Fig. 1). 하지만 외인편은 형성된 자구의 개수가 1.6개로서 중인편과 내인편의 1.4개보다 많았다. 한 편, 자구의 크기는 중인편의 자구가 지름 7.6mm, 길이 11.6mm로 내인편과 외인편의 자구보다 크게 나타났다. 뿌 리는 내인편이 1.4개, 길이 32.0mm로 중인편 2.4개, 길 이 47.2mm와 외인편 2.2개, 길이 48.0mm보다 작았다.
본 실험에서 외인편은 중인편과 내인편에 비하여 반 이 하로 자구 형성이 되지 않았다. 그러나 오리엔탈나리와 나팔나리 인편삽에서는 내부보다 외부 또는 중부 인편에 서 자구가 잘 형성되는 것으로 알려져 있다(Chung et al. 1995; Marinangeli et al. 2003; Song 2013). 그 중에서 중부인편에서 자구가 가장 잘 형성되는데 그 원인은 외 인편의 경우 모구 생장 시에 토양과 직접 접촉하고 있 어 병해충에 노출되고, 바이러스의 감염률이 높으며(Kim et al. 2000), 수확 및 처리 과정에서 물리적 상처로 자 구의 형성에 좋지 않은 영향을 준 것으로 추정되며 내 인편은 외인편에 비하여 크기가 50%이상 인편의 크기가 작아 함유한 영양분인 탄수화물이 적어서 중인편이나 외 인편의 것보다 개수와 크기가 작아진 것으로 보인다(Jeong 1998; Yoo and Kim 2006). 따라서 인편삽에 사용할 구 의 권장 부위는 중인편 다음은 외인편, 내인편 순으로 판 단된다. 이러한 결과는 Marinangeli et al.(2003)과 Yoo et al.(2005)의 연구 결과와도 일치한다.
인편의 식재 깊이에 따른 자구형성
인편 식재 깊이 1cm, 2cm 및 3cm에 따른 자구형성을 조사한 결과, 식재 깊이에 따라 자구의 개수는 2.6~2.8 개이었고, 자구의 직경은 8.2mm ~ 9.3mm이었으며, 뿌리의 수는 7.5개 ~ 8.2개로 처리간에 큰 차이가 없었다. 그러나 깊이 1cm의 맹아율은 61.3%이었고, 깊이 2cm는 21.2%, 깊이 3cm는 맹아의 출현이 없었다(Table 2, Fig. 2).
나리는 휴면을 하기 때문에 맹아 및 줄기의 생장을 위해 서는 인위적인 저온 처리가 필수이다(Weiler and Langhans 1968). 형성된 자구에 초엽이 생기면 오히려 저온 처리시 잎 이 상하기 때문에 자구의 형성과정에서 잎이 발생하는 것 은 바람직하지 않다. 그러므로 인편 식재를 너무 얕게 하 면 자구가 생장하면서 지상으로 노출될 수도 있다는 것 을 감안하여 식재 깊이는 3cm가 적당하다고 판단된다.
인편 삽상의 온도에 따른 자구형성
인편 삽상의 온도를 20°C, 23°C, 25°C 및 28°C의 항 온 처리와, 주/야 온도를 23/13°C 및 23/7°C로 변온 처 리하였을 때, 자구의 형성은 항온 23°C와 주/야 23/13°C 의 변온 처리가 인편당 2.6개와 2.4개로 가장 많았고, 자 구의 크기 및 뿌리의 생장도 양호한 것으로 나타났다 (Table 3). 한편 28°C 및 주/야 23/7°C의 변온 처리는 자구 수가 1.2~1.5개로 낮고, 자구 및 뿌리의 생장이 저 조하였다. 이와 같이 인편 배양에는 28°C는 높고, 주/야 23/7°C는 온도의 격차가 심하여 자구의 생장이 불량한 것 으로 나타났다.
나리류의 인편삽 적정 온도는 품종에 따라 약간의 차이 가 있는 것으로 알려져 있다. 오리엔탈나리인 ‘Siberia’ 품 종은 20 ~ 25°C, ‘Casablanca’ 품종은 25°C에서(Park 1992; Park 1996; Yoo and Kim 2006), 나팔나리인 ‘Gelria’ 품 종은 25°C에서, 아시아틱나리인 ‘Connecticut King’ 품종 은 20°C에서 자구형성이 증가하였다(Park 1996). 본 실험 의 결과, 아시아틱나리인 ‘Deep Red Liasong’ 품종의 인 편 배양에 적당한 온도는 23°C로 정온을 유지하거나 야 간온도를 10°C 정도로 낮게 유지하는 것이 바람직하다.
관수 주기에 따른 자구형성
관수 주기에 따른 자구의 형성을 조사한 결과 2일 간 격으로 관수 처리된 인편에서 2.8개가 형성되었으며 4일 간격 처리는 2.8개, 6일 간격 처리는 2.6개이었고, 8일 간 격은 2.2개이었다. 이와 같이 2일에서 6일 간격의 관수에 서는 자구 발생의 수는 차이가 없었으나 8일은 다소 적 었다. 자구의 직경은 6.0mm에서 7.0mm, 높이는 11.1mm 에서 12.8mm로 처리간에 차이가 없었다. 뿌리의 생장은 모 든 처리에서 뿌리 개수는 2.6개에서 3.0개, 길이는 38.0mm 에서 40.6mm 사이로 크게 차이가 없었다(Table 4).
배양토 내에 수분함량이 60%로 적당할 때 자구의 형 성 및 자구의 생장이 양호하다고 하였는데(Yoo and Kim 2006) 본 실험에서는 2일에서 6일 간격의 관수처리간에 차이 없이 자구가 형성되었다. 인편 삽에서 25°C의 온 도를 자구형성에 유지하는 조건에서 자주 관수하여 지나 치게 과습이 되면 인편에 병이 발생할 수도 있고 상할 수도 있다. 본 연구에서 2일에서 6일 간격의 관수에서 자 구 형성의 차이를 보이고 있지 않았으므로 6일 간격의 관수가 바람직한 것으로 판단된다.
생장조절물질 처리에 따른 자구형성
생장조절물질 처리에 따른 자구의 형성을 조사한 결과, GA3처리에서 50mg • L−1과 100mg • L−1에서는 자구의 형성 이 1.4개, 200mg • L−1에서 1.0개이었고 IBA에서는 50mg • L−1에서 0.8개, 100mg • L−1과 200mg • L−1에서 0.2개이었 으며 NAA에서는 50mg • L−1에서 1.4개, 100mg • L−1에서 0.6개, 200mg • L−1에서 0.2개로 나타났다. 모든 처리에서 대조구보다 자구형성이 낮으며 농도가 증가할수록 자구 의 형성이 감소하였다. 그러나 뿌리의 길이나 개수가 IBA 와 NAA는 고농도에서 뿌리의 개수가 증가하고 길이는 감소하였다(Table 5).
Lee et al.(1995)의 연구결과에 의하면 인편의 기내배 양에서 NAA 0.2mg • L−1와 IBA 0.1mg • L−1는 자구형성 을 촉진시킨다고 하였다. 하지만 본 실험의 인편배양에 서는 이러한 생장조절물질들이 자구의 형성을 감소시켰 으며 뿌리의 발달에는 영향을 주었다. NAA와 IBA는 옥 신 계통의 생장촉진물질로 일반적으로 삽수의 발근에는 크 게 작용하지만(Hwang et al. 2015; Lee et al. 1999; Shim et al. 1985; Yoo and Kim 1996), 나리 인편의 자 구형성에는 크게 영향을 주지 않는 것으로 보인다. 따라 서 나리의 인편 삽은 위와 같은 생장조절제의 처리는 자 구 형성율을 높이지 못하므로 처리하지 않는 것이 바람 직하다고 판단된다.
인편의 식재방법에 따른 자구형성
인편 식재 방법에 따른 자구의 발생을 조사한 결과, 모 든 식재방법에서 자구의 발생은 1.8 ~ 2.0개와 뿌리 개수 5.3~6.4개, 뿌리 길이 60.2 ~ 69.0mm로 식재방법 간에 차 이가 크지 않았다. 하지만 등을 위로(upper to back)한 처 리에서는 잎이 발생하지 않았으며 자구의 크기가 지름 9.2mm, 높이 14.7mm로 다른 처리의 평균 지름 8.15mm, 높이 12.5mm보다 크게 나타났다(Table 6, Fig. 3).
인편의 식재 방법에 따라 자구의 수 및 생장에 차이 는 없었으나 등을 위로(upper to back) 한 처리에서는 잎 의 출현이 되지 않았는데, 인편체가 자구를 덮고 있어 잎 발생을 억제시킨 것으로 보인다. 식재 깊이와 마찬가지 로 잎 발생을 억제하기 위해서는 인편의 등을 위로(upper to back)가게 식재하는 것이 효과적이다.
인편의 부위별 절단에 따른 자구형성
인편의 부위별 절단에 따른 자구형성을 조사한 결과, 상 하 1/2과 1/3로 절단하였을 때 인편의 기부에서는 자구형 성이 2.3 ~ 2.4개로 대조구의 2.5개와 같은 수준이었다. 하 지만 인편을 1/2과 1/3로 절단하였을 때 자구의 크기가 지름 5.9mm와 4.3mm, 높이 9.3mm와 7.0mm로 대조구 6.3mm와 10.7mm보다 작게 형성되었고 상단에서는 전혀 자구가 형성되지 않았으며 중단에서는 0.2개가 형성되었 으나 크기가 지름 1.2mm, 높이 1.2mm로 매우 작게 형 성되었다.
한편 인편을 좌우로 1/2로 절단하였을 때 좌편과 우편 의 자구는 1.1과 1.0개로 차이가 없었고, 1/3로 절단하 였을 때 좌편, 중편, 우편의 자구형성 개수가 0.5 ~ 0.6 개로 처리 간에 차이가 없었으며 자구의 크기와 뿌리 개 수, 길이도 2등분보다 3등분에서 작게 나타났으나 부위 별로는 차이가 없었다(Table 7).
인편 절단 조직의 기내배양에서 기부가 아닌 인편 부 위에서도 분화가 가능하다고 하였으나(Lee et al. 1995), 기외에서는 인편의 자구형성은 인편을 떼어낸 기부에서 주로 이루어지고, 기부에서 멀어질수록 자구의 형성률이 낮아진다. 따라서 인편을 조제할 때 인편의 기부를 중심 으로 배양을 할 필요가 있고, 이 부분의 손실이 없도록 주의하는 것이 중요하다.
