Journal Search Engine

to

Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citation PMC Previewer
ISSN : 1225-5009(Print)
ISSN : 2287-772X(Online)
Flower Research Journal Vol.32 No.3 pp.204-213
DOI : https://doi.org/10.11623/frj.2024.32.3.10

Characteristics of Seed Germniation and Stem Cutting Propagation of Minuartia laricina (L.) Mattf., a Native Plant of the Korean Peninsula
한반도 자생식물 너도개미자리의 종자 발아 및 삽목 번식 특성

Dong Gyu Lee1, Chae Won Kim1, Chung Ho Ko2, Seung Youn Lee1,3*
1Department of Horticulture and Breeding, Graduate School of Andong National University, Andong 36792, Korea
2Garden and Plant Resources Division, Korea National Arboretum, Yangpyeong 12519, Korea
3Department of Smart Horticultural Science, Andong National University, Andong 36729, Korea

이동규1, 김채원1, 고충호2, 이승연1,3*
1국립안동대학교 대학원 원예육종학과
2국립수목원 정원식물자원과
3국립안동대학교 스마트원예과학과
Correspondence to Seung Youn Lee Tel: +82-54-820-5472 E-mail: mrbig99@anu.ac.kr ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5677-2171
06/09/2024 25/09/2024

Abstract


The aim of this study was to develop propagation techniques for commercial production of Minuartia laricina (L.) Mattf., a plant native to the Korean. M. laricina is known for its great ornamental potential as a garden plant. Seed propagation experiments were conducted to study the germination characteristics and dormancy types of the seeds. Fresh seeds did not germinate over 12 weeks at any temperature regime, indicating they were physiologically dormancy (PD). Dry after-ripening was used to break dormancy, with seeds subjected to 4 weeks of dry after-ripening followed by germination tests at 20°C, resulting in a germination rate of 76%. Seeds treated with 21 weeks of dry after-ripening had significantly lower germination rates than those treated with 4 weeks. Stem cuttings were used for vegetative propagation experiments to determine the effect of Rootone treatment on rooting and survival. The experiments were conducted over two different periods, on August 26, 2023, and September 6, 2023. The results showed that untreated cuttings had 100% survival and rooting in both experimental periods, while Rootone treated cuttings had significantly lower survival and rooting rates. In conclusion, M.laricina seeds were classified as having PD, and 4 weeks of dry after-ripening effectively broke dormancy. No additional rooting hormone treatment was required for successful stem cuttings propagation of M. laricina.




본 연구는 관상적 가치가 뛰어난 한반도 자생식물 너도개미 자리[Minuartia laricina (L.) Mattf.]의 산업화를 위한 대량 번식 기술을 개발하기 위해 수행되었다. 종자 번식 실험에서는 2023년 8월 16일 형태적으로 완전히 성숙한 종자를 채종하여 사용하였으며, 종자의 내부 형태를 관찰한 결과 배가 완전히 발달하여 미숙배로 인한 형태적 휴면(MD)은 없음을 확인하였다. 또한, 종자를 증류수에 침지시켜 수분 흡수율을 조사한 결과 수분흡수 24시간 후 약 66%의 수분 흡수율을 보여 불투수성 종피에 의한 물리적 휴면(PY)도 없음을 확인하였다. 실온 (22±2℃)에서 후숙처리(Dry after-ripening)를 0, 4, 21주 실시 후 각각 4, 10, 15, 20, 25, 30℃로 설정된 기내 발아 실험을 진행하였다. 실험의 결과, 후숙 4주 처리 후 20℃에 치상한 종자의 발아율이 약 76%로 가장 높았다. 후숙 처리를 하지 않은 종자는 12주 내 어떠한 온도 조건에서도 발아하지 않아 생리적 휴면(PD)으로 판단되었다. 삽목 번식 실험에서는 줄기삽목(Stem-cutting) 방식으로 진행하였고, 루톤 분제 처리가 발근에 미치는 영향을 조사하였다. 루톤 분제를 처리하지 않은 처리구는 발근율과 생존율이 100%로 나타났으며, 루톤 분제가 처리된 삽수는 이들보다 발근율과 생존율이 통계적으로 유의하게 낮았다. 따라서 너도개미자리 종자는 생리적 휴면 종자로 분류 되며, 4주간의 후숙 처리가 휴면 타파에 효과적인 것으로 확인되었다. 또한, 너도개미자리 삽목 번식 시 별도의 발근 촉진제 처리가 필요하지 않음을 확인하였다.


Caryophyllaceae , physiological dormancy , plant growth regulator , vegetative propagation

석죽과 , 생리적 휴면 , 생장조정제 , 영양번식

초록

    서 언

    자생식물이란 각 나라의 산이나 들에 자연 상태로 발생하여 분포하고 있는 식물을 의미한다. 한반도에는 3,954 분류군의 자생식물이 분포하는 것으로 알려져 있다(KNA 2024). 자생식물은 식용, 약용, 관상용 자원식물 등으로 다양하게 활용될 수 있는 잠재력을 지니고 있으며(Chun and Jeong 2012), 오래전부터 식재료와 의약품의 재료로 사용되어 왔다(Arnason et al. 1981). 최근에는 자생식물이 약리적 가치뿐 아니라 관상적 가치를 인정 받아 정원식물로도 활용되고 있다(Rupp et al. 2018). 또한 자생식물은 환경 적응성이 우수하다고 평가되며(Helfand et al. 2006;Kim et al. 2023), 야생 동물에게 필요한 서식지와 먹이를 제공하여 생태계 보존에 기여한다(Burghardt et al. 2009). 따라서 관상적 가치뿐만 아니라 생태적 가치를 지닌 자생식물은 신 관상식물(new ornamental crops)로 개발될 필요가 있다.

    너도개미자리[Minuartia laricina (L.) Mattf.]는 석죽과(Caryophyllaceae)에 속하는 다년생 초본 식물이다. 식물의 높이는 10cm 정도에 이르며, 꽃은 1~5개가 줄기 끝부분에 취산꽃차례로 달리는 형태이다(NIBR 2016). 너도개미자리는 7월부터 10월까지 꽃이 피며, 백두산과 낭림산맥 일대에 자생하는 북방계 식물로 내한성이 강하여 정원 식물로도 활용이 가능하다(KNA 2024). 너도개미자리는 높은 관상적 가치, 환경 적응력이 우수하지만, 대량 번식에 대한 정보가 미흡한 실정이다.

    너도개미자리와 같은 다년생 초본 식물은 일반적으로 종자 번식, 삽목 번식, 조직 배양 등으로 번식된다. 종자 번식의 경우, 같은 나도개미자리속(Minuartia)인 M. gerardii, M. sedoides, M. verna의 종자 발아와 관련한 연구가 진행되었으며(Cummins and Miller 2000;Schwienbacher et al. 2011;Zuur-Isler 1982), 이를 토대로 Baskin and Baskin(2014)은 나도개미자 리속 3종의 종자는 생리적휴면(PD, physiological dormancy)으로 분류하였다. 종자의 휴면은 식물에 있어 중요한 생존 전략이며, 이는 식물이 적합한 환경에서 발아하여 생존율을 높이는 데 기여한다(Baskin and Baskin 2014). 이러한 종자 휴면은 식물의 상업적 생산에 있어 제한요인이다. 그러나 종자의 발아 특성 및 휴면 유형 분류에 대한 연구를 통해 종자 휴면은 극복 가능하다. 다른 번식 방법인 삽목 번식은 종자 번식에 비해 생산 주기가 짧으며, 균일한 개체를 생산하고 특정 유전 형질을 유지 하여 생산할 수 있다는 장점이 있다(Ecker and Barzilay 1993;Rupp et al. 2011). 그러나 아직 나도개미자리속의 삽목 번식에 대한 연구는 보고된 바 없다. 따라서 나도개미자리속의 삽목 번식의 가능 여부를 판단할 수 있는 연구가 필요한 실정이다.

    따라서 본 연구는 너도개미자리의 산업화를 위한 대량번식기술을 확보하기 위해 종자의 휴면 및 발아특성과 삽목 번식 특성을 조사하였다.

    재료 및 방법

    종자를 기반으로 한 번식

    재료

    2023년 8월 16일 국립안동대학교 유전자원 포지에 식재된 너도개미자리(Minuartia laricina)에서 완전히 성숙한 종자를 채종하였다. 채종된 종자는 실험실 내(22±2℃)에서 약 1주간 건조 시킨 뒤 정선하여 본 실험에 사용되었다.

    종자 기본특성

    모체로부터 탈리되는 과정에서 너도개미자리 종자의 형태적 특성을 조사하였다. 버니어캘리퍼스(Digital caliper 150mm, Kangalu, China)를 사용하여 너도개미자리 종자의 길이, 너비를 측정하였으며, 백립중(mg)은 전자저울(PAG214, OHAUS corporation, USA)을 사용하여 측정하였다. USB전자현미경(AM3111 Dino-Lite premier, ANMO Electronics, Taiwan) 을 사용하여 종자의 내･외부 형태를 관찰하였으며, 종자의 내부는 실험용 메스(Surgical Blade No. 10, Feather Safety Razor, Japan)로 종자를 반으로 자른 후 관찰하였다.

    수분 흡수 실험

    채종 직후 정선된 종자를 실험에 사용하여 종자의 수분 흡수율을 조사하였다. 유리 비커(50mL)에 증류수를 종자가 충분히 잠길 정도로 채운 후 종자를 침지시켰다. 실온(22±2℃)에서 100립씩 3 반복으로 관찰하였다. 침지된 종자는 0, 3, 6, 9, 12, 24시간 마다 종자를 비커에서 꺼내어 종자 표면의 수분을 제거한 후 종자의 무게를 측정하였다. 수분 흡수율은 아래의 식으로 계산되었다.

    Ws(%) = [(Wh-Wi)/Wi ] × 100

    위 식에서는 Ws는 증가된 종자 무게, Wh는 수분이 공급된 후 종자의 무게, Wi는 초기 건조 종자의 무게를 뜻한다.

    후숙 기간, 배양 온도 및 광 조건에 따른 발아 관찰

    정선된 종자를 0, 4 및 21주 동안 실온(22±2℃)에서 건조하여 후숙 처리(dry after-ripening)를 진행하였다. 후숙 처리가 끝난 종자는 각각 4, 10, 15, 20, 25, 30℃의 온도로 설정된 챔버에 치상하였다. 4℃ 콜드랩챔버(HB-603CM, Hanbaek Scientific Technology, Korea), 10℃ 멀티룸챔버(HB-302S-4, Hanbaek Scientific Technology, Korea) 의 PPFD(photosynthetic photon flux density)는 각각 2.3±0.5, 12.7±1.3μmol·m-2·s-1의 형광등으로 조사되었으며, 15, 20, 25, 30℃ 멀티룸챔버(LMI-3004PL, Daihan Labtech, Korea)의 PPFD는 23.4±1.2μmol·m-2·s-1의 백색 LED로 조사되었다. 실험기간 동안 챔버의 광 주기는 12/12h (명/암)으로 설정되었다. 광 조건에 따른 발아율을 비교하기 위하여 후숙 4주와 21주 처리한 종자를 각각 15, 20, 25, 30℃ 조건에서만 암 조건을 추가적으로 처리하였다. 암 조건은 알루미늄 호일로 90×15mm 페트리 디쉬(10090, SPL, Korea)를 감싸는 것으로 구현하였다.

    후숙 처리 후 각각의 온도 조건에서 배양하기 전 종자를 소독 하였다. 종자를 증류수로 여러번 수세처리 후 에탄올 용액(70%)이 담긴 비커에 10초간 종자를 완전 침지시켰다. 에탄올 처리 후에는 종자를 증류수로 10회 세척한 뒤 폴리에스테르망 주머니에 넣어 2000mg·L-1의 베노밀 수화제[benomyl wettable powder(benomyl 50%), Farm Hannon, Korea] 용액에 24 시간 동안 침지하였다. 베노밀 입자가 침전되지 않도록 교반기 (MSH-20D, DAIHAN-Scientific, Korea)에서 160rpm으로 교반하였다. 베노밀 처리가 끝난 종자는 증류수로 약 2~3회 세척하였다. 소독을 마친 종자는 90×15mm 페트리 디쉬에 90mm 여과지(ADVANTEC No. 2, Advantec Toyo Kaisha, Japan) 2매를 깔고, 충분한 양의 증류수를 주입한 후 치상하였다. 파라필름으로 페트리 디쉬를 밀봉하여 수분 증발을 방지하였다.

    실험은 20립 4 반복으로 하였고 8주간 종자 발아 관찰을 진행하였다. 종자 발아 관찰은 치상 후 일주일 간격으로 진행되었으며, 유근이 3mm 이상 돌출하였을 때를 종자가 발아한 것으로 간주하여 발아율을 조사하였다. 최종 발아율 확인 시점은 종자 발아가 마지막으로 관찰된 날짜로부터 2주 이상 추가적인 발아가 관찰되지 않을 때를 기준으로 하였다. 최종 발아율은 아래의 식으로 계산하였다.

    최종 발아율(%)   =   (발아한 종자의 수/총 배양 종자의 수)×100

    삽목을 기반으로 한 번식

    실험 재료

    2022년 6월에 파종된 너도개미자리 6cm 포트 묘를 2023년 2월 7일 야생화 농가(삼한식물, 용인시)로부터 공급받아 국립안 동대학교 부속 농장 유리온실에서 재배하였다. 5주간의 적응 기간을 거쳐 2023년 3월 24일 12cm 화분에 이식하였다. 이식 후 당해년도 8월 26일, 9월 7일에 가지의 길이가 10cm를 초과한 개체를 삽수로 각각 채취하였다. 채취한 가지는 삽목으로 사용하기 위하여 삽수의 길이가 5~6cm로 되게끔 상단부와 하단부를 절단하였다. 삽목의 수분 흡수를 향상하기 위해 삽수의 하단부를 사선으로 절단하였다. 잎을 제거할 경우 삽수가 끊어지는 현상이 발생하여 잎은 별도로 제거하지 않았다.

    발근촉진제가 삽수 발근에 미치는 영향

    본 실험에서는 루톤 분제[1-naphthylactamide dispersible powder(1-naphthylactamide 0.4%), ISK Bioscience, Korea]를 사용하여 발근제 처리를 진행하였다. 루톤 분제의 유효 성분은 Naphtaleneacetic acid(NAA; 1-naphthylactamide)으로 식물의 뿌리 생성을 촉진하는 합성 옥신류의 생장조정제이다. NAA는 식물의 세포 분열과 신장을 자극하여 새로운 뿌리 형성을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 루톤 분제의 처리는 삽목의 기부에 분제를 충분히 뭍혀주는 방식으로 진행하였다. 실험은 8월 26일(Experiment 1)과 9월 7일(Experiment 2)에 진행되었다. 8월 26일에 진행된 실험에서 루톤 처리구의 일부 개체가 삽목 1주 후에 고사하는 것을 확인하였다. 이에 따라 처리에 따른 차이를 검증하기 위하여 기존과 같은 방식의 실험을 9월 7일(Experiment 2)에 재실시하였다.

    삽목 환경

    실험은 국립안동대학교 유리온실 내 비치된 삽목상에서 진행 되었다. 삽목상은 PE 필름으로 밀폐된 터널 형태로 제작되었으며, 과도한 증산작용으로 인한 삽수의 엽이 탈리되는 것을 방지하기 위해 PE 필름 위에 75% 차광망을 추가로 덮어주었다. 또한, 유리온실 내에서 고온으로 인한 식물 피해를 방지하기 위해 20℃로 설정된 산업용 에어컨(CPC-F7200A, Caros Co., Korea)을 상시 작동시켰으며, 상대 습도가 80% 미만일 경우에는 산업용 가습기(MH-601A, Mtechwin, Korea)가 가동되었다. 실험 기간 동안 삽목상 내부의 기온, 지온, 광도, 상대 습도는 데이터로거(Watchdog 1650 Micro Station, Spectrum Technologies, USA)를 사용하여 10분 간격으로 측정하였고, 일평균기온, 일평균지온, 일일적산광량, 일평균습도로 나타내 었다(Table 1).

    삽목 배지는 원예용 상토(Baroker, Seoul Bio, Korea; 제오라이트 4%, 펄라이트 7%, 질석 6%, 코코피트 68%, 피트모스 14.73%, 비료 0.201%, 습윤제 0.064%, pH 조절제 0.005%)와 펄라이트(Ecolite #3, Homan, Korea)를 1:1 비율로 혼합하여 105공 트레이에 충진하여 사용하였다. 관수는 주 3회 수돗물을 분사하였다.

    생육 조사

    삽목 후 12주 차에 고사한 개체를 제외한 모든 개체의 생존율, 발근율, 근수, 근장, 뿌리 생체 중, 뿌리 건물 중, 신초(new shoot) 수 및 신초 길이를 조사하였다. 부정근이 5mm 이상 자랐을 경우 발근한 것으로 간주하였으며, 새로운 가지가 3mm 이상 생성되었을 경우에 신초로 간주하였다. 근장과 신초 길이는 각 개체의 가장 긴 부분을 측정하였다. 뿌리의 건물 중은 건조기(HB-502M, Hanbaek Scientific Technology, Korea)에서 80℃로 3일간 건조 후 무게를 측정하였다.

    데이터 분석

    발아 실험은 20립 4 반복의 완전임의배치법으로 수행되었으며, 삽목 실험은 처리별 20개체씩 3 반복의 난괴법으로 수행되었다. 실험에서 조사된 데이터의 통계처리는 각 처리별로 SAS 9.4(SAS Inst. Inc., Cary, NC, USA)를 사용하여 분산분석 (ANOVA)을 실시하였다. 발아 실험의 결과는 Duncan’s multiple range test(p<0.05)를 통해 각 처리간의 유의성을 검증하였다. 삽목 실험의 결과는 t test(p<0.05)로 각 처리간의 유의성을 검증하였다. 실험에서 조사된 결과는 SigmaPlot 12.5(Grafiti LLC., Palo Alto, CA, USA)를 통해 그래프로 제시하였다.

    결과 및 고찰

    종자 기본특성

    본 연구에서 2023년 8월 16일 채종 직후 너도개미자리의 종자를 관찰하였다. 종자의 길이와 너비는 각각 1.15±0.04mm, 0.77±0.03mm이었으며, 백립중은 6.5±0.2mg이었다(Table 2). 너도개미자리의 꽃은 4월 말에 개화를 시작하여 7월 말에 폐화되었다. 8월 초에 폐화 후 채집 당시 열매의 형태는 삭과(capsule)였으며, 열매 속의 종자는 대부분 완전히 성숙한 상태였다. 같은 나도개미자리속의 Minuartia verna(Lee and Chung 2022)와 M. arctica(KNA 2017)는 개화 후 채종시점에 삭과가 열린 상태로 완전히 종자가 성숙되는 것으로 알려져 있다. 또한 M. verna 종자의 외형은 신장형(reniform)이며, 표면 무늬는 구릉상-기둥형(colliculate-collumellate)으로 보고된 바 있다 (Song et al. 2015). 같은 석죽과인 Arenaria juncea와 Lychnis wilfordii 종자 내부 배의 형태는 지협형(peripheral)으로 보고 되었다(KNA 2017). 본 연구에서 관찰된 너도개미자리 종자의 형태적 특성은 신장형의 외형과 표면은 구릉상-기둥형 무늬였다. 종자를 반으로 갈라 내부 형태를 관찰한 결과, 배는 완전히 발달하여 종피를 따라 휘어있는 지협형이었(Fig. 1A, 1B).

    종자의 휴면은 형태적 휴면(morphological dormancy, MD), 물리적 휴면(physical dormancy, PY), 생리적 휴면(physiological dormancy, PD), 형태생리적 휴면(morphophysiological dormancy, MPD), 조합휴면(PY+PD) 등 다섯 가지 유형으로 분류할 수 있다(Baskin and Baskin 2014). 채종 시점에 종자가 미숙배를 가질 경우, 발아하기 위해서는 추가적인 배의 신장이 필요하다. 이러한 종자는 형태적 휴면을 지니는 종자로 분류 되며, 미숙배의 판단 기준은 상대적 크기가 아닌 추가적인 배의 신장이 발아하기 직전까지 발생하는 것을 의미한다(Baskin and Baskin 2014). 너도개미자리 종자의 경우 채종 시점부터 발아 직전 단계까지 추가적인 배의 신장이 관찰되지 않았다 (Fig. 1A, 1C). 따라서 너도개미자리는 완전히 발달한 배를 가지고 있으므로 미숙배로 인한 형태적 휴면이 없음을 확인하였다.

    수분 흡수 실험

    너도개미자리 종자의 수분 흡수율은 6시간만에 초기 종자 무게 대비 약 46% 증가하여, 9시간 이후부터는 포화상태가 되었다 (Fig. 2). Baskin and Baksin(2004)은 종자 내부로 수분이 흡수되지 못하여 발아가 억제되거나 지연되는 현상을 물리적 휴면으로 정의하며, 수분 흡수율이 초기 건조 종자 무게에 비하여 약 20% 이상 증가한 경우 종피가 투수성인 종자로 분류한다. 너도 개미자리와 같은 속인 M. Arenaria 종자의 종피는 투수성으로 보고된 바 있다(Martin 1946). 너도개미자리 종자의 최종 수분 흡수율은 약 66%로, 투수성 종피를 가진 종자로 판단된다. 따라서 너도개미자리 종자는 물리적 휴면이 없는 것으로 판단되었다.

    후숙 기간, 배양 온도 및 광 조건에 따른 발아 관찰

    후숙 처리(dry after-ripening, DAR)를 하지 않은 종자 (fresh seed)는 치상 후 8주의 관찰 기간 동안에 모든 온도 조건에서 발아하지 않았다(Fig. 3). Baskin and Baksin(2004)에 따르면 완전히 발달한 배를 가진 종자가 30일 이내에 발아하지 않으면 생리적 휴면이라 한다. Martin(1946)은 M. arenaria의 종자 내부 형태가 완전히 발달한 배의 형태(fully developed embryo)로 보고하였으며, 이를 참고하여 Baskin and Baskin and Baksin(2014)은 나도개미자리속인 M. arenaria는 생리적 휴면 또는 비휴면(non-dormant, ND) 종자로 분류하였다. 따라서 너도개미자리 종자에 생리적 휴면이 존재하여 발아하지 못한 것으로 판단하였다.

    4주간 후숙 처리 후 명 조건에서 4, 10, 15, 20, 25, 30℃에 배양한 결과, 8주 후에 발근율은 각각 0, 16.1, 50.8, 76.0, 72.0, 60.4%였으며, 21주간 후숙 처리한 종자는 0, 9.6, 29.9, 36.1, 24.9, 25.4%였다(Fig. 3). 광 조건에 따라 처리간의 유의한 차이는 없었다(Fig. 3). 생리적 휴면은 휴면의 깊이에 따라 non-deep, intermediate, deep type의 세 가지 유형으로 분류 할 수 있다(Baskin and Baskin 2004;Geneve 2003). Non-deep PD는 GA 처리나 짧은 기간(2개월 이내)의 저온 습윤 처리 또는 후숙 처리(DAR)를 통해 휴면이 타파된다. Intermediate PD는 휴면을 타파하기 위해 저온 습윤 처리 기간이 최소 2~3개월 요구되며, 후숙 처리는 저온 습윤 처리 기간을 단축할 수 있다. GA 처리는 일부 종에서만 효과가 있다. Deep PD는 휴면을 타파하기 위해 최소 3~4개월의 저온 습윤 처리가 요구되며, GA 처리는 효과가 없다. 같은 속의 M. rubra 는 1, 5, 12, 20℃의 모든 온도 조건에서 발아율이 0%였다(Bell and Bliss 1980). M. rubra와 같이 고위도 지역 또는 고산지대에 서식하는 종들은 가을에 발아하는 종보다 생존에 유리한 봄 또는 여름에 발아하는 종이 더 많은 것으로 보고되며, 이러한 특성의 종자들은 생리적 휴면이 있는 것으로 보고되었다(Baskin and Baskin 2014;Körner 2003). 또한 Schwienbacher et al.(2011)에 따르면 고산지대에 서식하는 M. gerardii은 갓 채종한 종자의 발아율이 10% 미만이었으며 저온 습윤 처리는 발아율 향상에 효과가 없어 deep PD로 분류하였다. 본 실험의 결과, 4주간 후숙 처리 후 20, 25℃에서 약 72~76%의 높은 발아율을 보였다. 따라서 너도개미자 종자를 생리적 휴면이 일정 부분 타파되어 non-deep PD로 분류하였다.

    발근촉진제가 삽수 발근에 미치는 영향

    너도개미자리 삽목 실험에서 대조군의 생존율과 발근율은 Expt. 1과 Expt. 2에서 모두 100%였다. 그러나 루톤 처리는 대조군에 비해 발근율과 생존율이 유의하게 낮았다(Fig. 5). 발근한 개체의 지하부와 지상부 생육 조사 결과, Expt. 2에서 대조군의 근 수, 측지 수 및 측지 길이가 유의하게 높았다(Fig. 6).

    옥신은 삽수의 기부에서 캘러스 형성 및 부정근 발생을 유도하는 호르몬으로 옥신계 생장조정제는 삽목 시 발근율을 향상 시키기 위해 흔히 사용된다(Gardner et al. 2017;Litwack 2005). Clematis ‘Honora’ 삽목 시에 루톤 분제를 처리 할 경우 무처리구 보다 발근율이 높다고 보고된 바 있다(Kil et al. 2014). Song et al.(2019)에 따르면, Patrinia rupestris에 루톤 분제를 처리 하였을 때 무처리구와 비교하여 발근율과 생존율에서 유의한 차이가 없는 경우도 보고된 바 있다. 또한, 옥신이 일정 수준 이상의 농도가 높게 될 경우 산화 스트레스와 생육에 부정적인 영향을 유발하여 뿌리 생육 억제 및 세포 사멸을 초래할 수 있다(Chadwick and Brug 1967;Flasinski and Hac-Wydro 2014).

    본 실험 결과, 너도개미자리 삽목 시 루톤 처리구는 대조군에 비해 낮은 생존율과 발근율을 보였다. 이는 루톤 분제를 직접 기부에 처리함으로써 발생한 상대적 고농도의 옥신이 뿌리 생육 억제를 유발한 것으로 판단된다. Justamante et al.(2022)에 따르면 같은 벚나무속(Prunus)인 5종은 같은 속의 분류군이라도 유전자형에 따라 옥신 처리에 대한 발근 효과가 다르게 나타 난다고 보고된 바 있다. 이러한 결과는 옥신 처리의 효과가 식물 종마다 다르게 나타날 수 있음을 의미한다.

    너도개미자리는 온전한 묘를 생산하는데 있어 별도의 발근제 처리가 필요하지 않으므로 생산 원가를 절감하는 효과가 있다. 그러나 균일한 묘의 생산을 위해 다양한 유형의 옥신 및 농도 등 처리 방법에 관한 연구가 추가적으로 수행되어야 한다.

    결 론

    너도개미자리의 종자 번식 실험 결과, 너도개미자리 종자는 생리적 휴면으로 분류 하였다. 4주간의 후숙 처리는 휴면 타파에 효과적이였으며, 20℃ 및 25℃에 배양 하였을 때 발아율이 높았다. 종자 파종 시 적절한 온도와 후숙 처리가 종자 발아에 중요한 요인임을 확인하였으며, 추가적인 휴면타파법 개발이 이루어져야 한다. 삽목 번식의 경우 별도의 발근제 처리 없이도 온전한 묘를 생산할 수 있었다. 이러한 결과는 너도개미자리의 번식 전략을 수립하는 데 있어 종자 번식과 삽목 번식 모두 유용한 방법임을 확인 할 수 있었다(Fig. 7).

    사 사

    본 연구는 국립수목원 ‘산림유용자원 식물 지속적 활용기반 구축을 위한 증식기술 개발’ 연구 및 한국연구재단 이공분야 대학중점연구소지원사업 3P(Pollinator,Plant Production) Meta Network (NRF-2018R1A6A1A03024862) 연구의 지원에 의하여 수행되었음. 연구를 수행하는 데 도움을 주신 국립 안동대학교 원예육종학과 화훼 및 조경식물학 연구실 김재희, 손연화 연구원님께 감사드립니다.

    Figure

    FRJ-32-3-204_F1.gif

    Light microscope images of Minuartia laricina (L.) Mattf. germination. A seed (A), inside of seed and embryo (B), germination (C - D) and a seedling (E). Scale bars are 0.5 mm (A - B), 1 mm (C - D), and 1 cm (E).

    FRJ-32-3-204_F2.gif

    Water absorption rate of Minuartia laricina (L.) Mattf. seeds soaked with distilled water for 0 - 24 hours. Error bars indicate mean ± SE of three replicates. Three replicates of 100 seeds each were used for imbibition test.

    FRJ-32-3-204_F3.gif

    Germination of Minuartia laricina (L.) Mattf. seeds at 8 weeks after dry after-ripening, temperature, and light treatments. Dry after-ripening treatment was conducted at room temperatures (22 ± 2℃) for 0 weeks (fresh seeds), 4 weeks, and 21 weeks. Following the treatment, the seeds were incubated in light at six temperature regimes (4, 10, 15, 20, 25, or 30℃). In addition, seeds were subjected to dry after-ripening treatments for 4 and 21 weeks and then incubated in darkness only at 15, 20, 25, or 30°C. Error bars indicate mean ± SE of four replications. #: no seeds germinated in this treatment. The different letters indicate significantly differences at p < 0.05 (Duncan’s multiple range tests). Uppercase letters indicate significant differences among different dry after-ripening periods within the same temperature condition, while lowercase letters indicate significant differences among different temperature treatments after 4 weeks of dry after-ripening. NS, *, **, *** means non-significant or significant at p < 0.05, 0.01, and 0.001, respectively (ANOVA test).

    FRJ-32-3-204_F4.gif

    Adventitious root formation of Minuartia laricina (L.) Mattf. cuttings as affected by Rootone treatments in expt. 1 and expt. 2. Three bloks of 20 cuttings each were used for the effects of plant growth regulator test.

    FRJ-32-3-204_F5.gif

    Effects of a rooting promoter on survival (A) and rooting (B) of Minuartia laricina (L.) Mattf. cuttings. Each parameter was investigated at 12 weeks after treatments. Error bars indicate mean ± SE of three blocks. Three blocks of 20 cuttings each were used. The different letters indicate significantly differences at p < 0.05 according to the t-tests.

    FRJ-32-3-204_F6.gif

    Effects of a rooting promoter treatment on rooting traits of Minuartia laricina (L.) Mattf. cuttings. Number of roots (A), length of roots (B), root fresh mass (C), root dry mass (D), number of shoots (E), and length of shoots (F) of Minuartia laricina. (L.) Mattf. cuttings were observed at 12 weeks after treatments. Error bars indicate mean ± SE of three blocks. Three blocks of 20 cuttings each were used. The different letters indicate significantly differences at p < 0.05 according to the t-tests.

    FRJ-32-3-204_F7.gif

    Images of Minuartia laricina (L.) Mattf. propagules from seeds (A and B) and stem cuttings (C and D).

    Table

    Environmental conditions in cuttings bench during propagation period.

    <sup>z</sup>Means ± SE of daily air, and daily soil temperature, daily light integral (DLI), and relative humidity (RH).

    Seed characteristics of Minuartia laricina (L.) Mattf.

    <sup>z</sup>Values of length is expressed as mean ± SE (n = 10).
    <sup>y</sup>Values of width is expressed as mean ± SE (n = 10).
    <sup>x</sup>Values are expressed as mean ± SE (n = 3).

    Reference

    1. Arnason T , Hebda RJ , Johns T (1981) Use of plants for food and medicine by native peoples of eastern Canada. Can J Bot 59:2189-2325
    2. Baskin CC , Baskin JM (2014) Seeds: Ecology, biogeography, evolution of dormancy and germination. Academic Press, San Diego, CA, USA
    3. Baskin JM , Baskin CC (2004) A classification system for seed dormancy. Seed Sci Res 14:1-16
    4. Bell KL , Bliss LC (1980) Plant reproduction in a high arctic environment. Arct Alp Res 12:1-10
    5. Burghardt KT , Tallamy DW , Gregory Shriver W (2009) Impact of native plants on bird and butterfly biodiversity in suburban landscapes. Conserv Biol 23:219-224
    6. Chadwick AV , Burg SP (1967) An explanation of the inhibition of root growth caused by indole-3-acetic acid. Plant Physiol 42:415-420
    7. Chun IJ , Jeong JH (2012) Domestication and cultivation status of native plants in Korea. Food Preserv Process Ind 11:3-6
    8. Cummins RP , Miller GR (2000) The role of chilling in the germination of some Scottish montane species. Bot J Scotl 52:171-185
    9. Ecker R , Barzilay A (1993) Propagation of Asclepias tuberosa from short root segments. Sci Hortic 56:171-174
    10. Flasiński M , Hąc-Wydro K (2014) Natural vs synthetic auxin: Studies on the interactions between plant hormones and biological membrane lipids. Environ Res 133:123-134
    11. Gardner FP , Pearce RB , Mitchell RL (2017) Physiology of crop plants. Scientific Publishers, India
    12. Geneve RL (2003) Impact of temperature on seed dormancy. HortScience 38:336-341
    13. Helfand GE , Park JS , Nassauer JI , Kosek S (2006) The economics of native plants in residential landscape designs. Landsc Urban Plan 78:229-240
    14. Hu J , Mitchum MG , Barnaby N , Ayele BT , Ogawa M , Nam E , Lai WC , Hanada A , Alonso JM , Ecker JR , Swain SM , Yamaguchi S , Kamiya Y , Sun TP (2008) Potential sites of bioactive gibberellin production during reproductive growth in Arabidopsis. Plant Cell 20:320-336
    15. Justamante MS , Mhimdi M , Molina-Pérez M , Albacete A , Moreno MÁ , Mataix I , Pérez-Pérez JM (2022) Effects of auxin (Indole-3-butyric Acid) on adventitious root formation in peach-based Prunus rootstocks. Plants 11:913
    16. Kil MJ , Yoo BS , Kwon YS , Choi SY (2014) Effective cutting length and NAA concentration for water cutting propagation in Clematis. Korean J Bio-Environ Con 23:288-292
    17. Kim KD , Kim YS , Lee JH (2023) Growth response and duarablility of landscape of ornamental miscantus sinensis cultivars to drought, rain fall and low temperature condition. Korean J Envrion Agric 42:311-323
    18. Korea National Arboretum (KNA) (2017) Seed atlas of Korea. Sumeunki Publishing Co, Seoul, Korea
    19. Korea National Arboretum (KNA) (2024) Korean plant names index. Accessed Jun. 2024, http://www.nature.go.kr/kpni/index.do
    20. Körner C (2003) Alpine plant life: Functional plant ecology of high mountain ecosystems. Springer, New York, USA
    21. Lee SY , Chung JM (2022) Characteristics of habitat and seed germination of a rare and an endemic plant, Minuartia verna var. coreana (Nakai) H. Hara in the Korean peninsula. Flower Res J 30:10-17
    22. Litwack G (2005) Plant hormones. Gulf Professional Publishing, San Diego, CA, USA
    23. Martin AC (1946) The comparative internal morphology of seeds. Am Midl Nat 36:513-660
    24. National Institute of Biological Resources (NIBR) (2016) National biodiversity information sharing system. Accessed Jun. 2024, https://species.nibr.go.kr/home/mainHome.do?cont_link=009&subMenu=009002&contCd=009002&pageMode=view&ktsn=120000060765
    25. Rupp LA , Anderson RM , Klett J , Love SL , Goodspeed J , Gunnell J (2018) Native and adapted plant introduction for low-water landscaping. HortTechnology 28: 431-435
    26. Rupp LA , Varga WA , Anderson D (2011) Selection and vegetative propagation of native woody plants for water-wise landscaping. Nat Resour Environ Issues 17:28
    27. Schwienbacher E , Navarro-Cano JA , Neuner G , Erschbamer B (2011) Seed dormancy in alpine species. Flora 206:845-856
    28. Song JH , Kim JM , Ok MK , Hong SP (2015) Comparative seed morphology of the tribe Alsineae (Caryophyllaceae) in Korea and its taxonomic implications. Korean J Plant Taxon 45:369-379
    29. Song SJ , Ko CH , Shin US , Oh HJ , Kim SY , Lee SY (2019) Successful stem cutting propagation of Patrinia rupestris for horticulture. Rhizosphere 9:90-92
    30. Zuur-Isler D (1982) Germinating behaviour and early life phases of some species from alpine serpentine soils. Ber Geobot Inst ETH Stiftung Rubel 49:76-107
    
    1. SEARCH

    2. Journal Abbreviation : 'Flower Res. J.'
      Frequency : Quarterly
      Doi Prefix : 10.11623/frj.
      ISSN : 1225-5009 (Print) / 2287-772X (Online)
      Year of Launching : 1991
      Publisher : The Korean Society for Floricultural Science
      Indexed/Tracked/Covered By :

    3. Online Submission

      submission.ijfs.org

    4. Template DOWNLOAD

      Original Research
      Articles      국문 영문
      Review Articles 리뷰
      ★NEWTechnical Reports단보
      New Cultivar
      Introduction       품종

    5. 논문유사도검사

    6. KSFS

      Korean Society for
      Floricultural Science

    7. Contact Us
      Flower Research Journal

      - Tel: +82-54-820-5472
      - E-mail: kafid@hanmail.net