Physiology of Strobilus Initiation in Slash Pine II. Ovulate Strobilus Initiation in Relation to Carbohydrate and Nitrogen Metabolism of Terminal Buds

슬래쉬소나무의 화아원기(花芽原基) 형성(形成)의 생리학적(生理學的) 연구(硏究) (II) - 정아(頂芽)의 탄수화물(炭水化物)과 질소(窒素) 신진대사(新陳代謝)와 자화(雌花) 원기형성(原基形成)과의 관계(關係)

Soluble carbohydrates and free amino acids in the terminal buds of Pinus elliottii were analyzed to understand the nutritional status of the buds during the period of female strobilus initiation. Grafted, 18-year-old slash pine trees in a seed orchard were divided into two groups, abundant-flowering (AFG) and poor-flowering group (PFG) according to their flowering history. Four types of terminal buds, with two types from each group, were examined: (1) large buds in upper crown (female-producing buds) and small buds in lower crown (male-producing) in AFG, (2) large buds in upper crown (vegetative buds) and small buds in lower crown (male-producing) in PFG. Bud samples were collected four times from late July to early September. Free sugars and free amino acids (75% ethanol-soluble) were determined by gas chromatography and automatic analysis, respectively. Sugar content in the large buds of both groups was greater than in the small buds of the same group. Fructose and glucose were major sugars found in the bud tissue. Arginine was the most abundant amino acid in all four types of buds, with the concentration increased from 23% in late July to 60% in early September. Arginine and total amino acid content in the female-producing buds of AFG was much lower than three other types of buds. When female-producing buds and male-producing buds of AFG were compared in their arginine content, the former contained about same amount as the latter in late July, but showed one-fourth of the latter in early September. The low level of argining in the female-producing buds suggested a minimal or negative role of arginine in the initiation of female flower primordia. A higher sugar to amino acid ratio was observed with female-producing buds of AFG than with vegetative or male-producing buds of either flowering group. The low amino acid content in the female­producing buds suggested that initiation of female strobilus primordia was associated with temporary reduction in the metabolic activity of the buds.

슬래쉬 소나무의 화아원기(花芽原基) 형성(形成) 기간(期間) 중(中)에 정아(頂芽)의 영양(營養) 상태(狀態)를 구명(究明)하기 위하여, 정아(頂芽)의 탄수화물(炭水化物)과 아미노산의 함량을 조사(調査)하였다. 접목(接木)으로 조성된, 18년생(年生) 슬래쉬 소나무를 개화량(開花量)의 다소(多少)에 따라 다수개화(多數開花) 그룹과 소수개화(少數開花) 그룹으로 나누고, 각 그룹에서 각각 두 개(二個)씩의 정아형(頂芽型)을 선택하였다. 즉 (1) 다수개화(多數開花) 그룹에서 수관상부(樹冠上部)에 있는 대아(大芽) (자화생산(雌花生産))와 하부(下部)에 있는 소아(小芽) (웅화생산(雄花生産)), (2) 소수(少數) 개화(開花) 그룹에서 수관상부(樹冠上部)에 있는 대아(大芽) (영양아(營養芽))와 하부(下部)에 있는 소아(小芽)(웅화생산(雄花生産))의 도합 4가지였다. 7월(月) 하순부터 9월(月)상순 사이에, 정아(頂芽)를 4회(回) 채취하여 75% 에칠알콜로 추출하고, 탄수화물(炭水化物)은 가스크로마토그래피로, 아미노산은 자동분석기(自動分析器)로 분석(分析)하였다. 두 그룹의 대아(大芽)는 각각 같은 그룹의 소아(小芽)보다 당(糖)의 함량(含量)이 많았으며, 4그룹에서 공(共)히 fructose와 glucose가 주성분(主成分)을 이루고 있었다. 아미노산 중(中)에서는 arginine의 함량(含量)이 가장 많았으며, 4그룹의 평균치(平均値)로 볼 때 7월(月)에 23%에서 9월(月)에 60%로 증가(增加)하였다. 웅화(雄花)를 생산(生産)하는 정아(頂芽)의 arginine과 총(總) 아미노산의 함량은 다른 세그룹의 함량(含量)보다 훨씬 적었다. 다수개화(多數開花) 그룹내의 두 정아형(頂芽型)을 비교할 때, 자화(雌花)눈의 arginine 양(量)은 7월(月)에 웅화(雄花)눈과 거의 같았으나, 9월(月)에는 자화(雌花)눈이 웅화(雄花)눈보다 사배(四倍)의 arginine을 함유(含有)하고 있었다. 이로 미루어 보아, arginine은 자화(雌花)의 원기형성(原基形成)에 직접 관여하지 않는 것으로 사료된다. 자화(雌花)를 생산(生産)하는 정아(頂芽)는 낮은 아미노산의 함량(含量)으로 인(因)하여, 탄수화물(炭水化物)과 아마노산의 비율(比率)(C/N율(率))이 원기형성(原基形成) 기간(其間) 동안에 아주 높은 것으로 나타났으며, 이는 자화(雌花)의 원기형성(原基形成)은 일시적(一時的)인 신진대사(新陣代謝) 활동(活動)의 감소(減少)를 동반(同伴)하는 것 같다.