Effect of Temperature and Various Pre-treatments on Germination of Hippophae rhamnoides Seeds

갈매보리수나무 종자의 온도 및 여러 가지 전처리에 따른 발아반응

This study was carried out to test seed germination responses to temperatures and pre-treatments in Hippophae rhamnoides, which has many abilities in antioxidant activity, soil improvement and erosion control. H. rhamnoides seeds were placed at 10, 15, 20, 25, 30 and $35^{\circ}C$ under light condition. As the results, germination percentage (GP) was the highest at 15 and $20^{\circ}C$, and mean germination time (MGT), germination rate (GR) and germination value (GV) were the highest at $25^{\circ}C$. Quadratic and linear regression model were used to determine the cardinal temperatures such as base ($T_b$), maximum ($T_m$) and optimum ($T_o$) temperature for germination. In quadratic regression model using PG, $T_b$, $T_m$ and $T_o$ was estimated as 0.6, 36.4 and $18.5^{\circ}C$, respectively, and temperature range for germination was $35.8^{\circ}C$. In linear regression model using GR, $T_b$, $T_m$ and $T_o$ was estimated as 8.3, 35.4 and $25.3^{\circ}C$, respectively, and temperature range for germination was $27.2^{\circ}C$. Germination properties were investigated after H. rhamnoides seeds were treated by prechilling (1, 2, 4, 6 and 8 weeks), stratification (2, 4, 6 and 8 weeks), solid matrix priming (seed : carrier : water = 5 : 1 : 7, 8, 9 and 10), osmo-priming (-0.25, -0.5, -1.0 and -1.5 MPa) and calcium chloride ($CaCl_2$) -priming (100, 200, 300 and 400 mM). The highest GP was observed in $CaCl_2$ 300 and 400 mM treatments, and MGT was the shortest in stratification 6 and 8 weeks treatments. GR and GV were the highest and GP was the second highest when seeds were prechilled for 1 and 2 weeks. Consequently, prechilling 1 or 2 weeks treatment was considered as the appropriate method when we contemplate qualitative and quantitative effects in seedling production.

본 연구는 기능성 작물, 사방용 수종, 토양개량 등 활용성이 뛰어난 갈매보리수나무의 유용 유전자원의 장기보존 및 실생번식에 도움을 주고자 종자의 발아 온도조건 및 전처리에 대한 발아특성을 구명하고자 실시되었다. 갈매보리수나무 종자는 $10{\sim}35^{\circ}C$의 온도조건에 치상한 결과, 15, $20^{\circ}C$에서 발아율이 가장 높았으며, 평균발아일수, 발아속도 및 발아치는 $25^{\circ}C$에서 가장 좋은 결과를 나타내었다. 또한 주요 발아온도를 예측하기 위하여 2차 및 선형 회귀분석모델을 이용하였는데, 발아율을 이용한 2차 회귀분석 모델에서는 기준온도 $0.6^{\circ}C$, 최대온도 $36.4^{\circ}C$, 적정온도 $18.5^{\circ}C$로 나타났으며, 발아가능 온도범위는 $35.8^{\circ}C$이었다. 발아속도를 이용한 선형 회귀분석모델에서는 기준온도 $8.3^{\circ}C$, 최대온도 $35.4^{\circ}C$, 적정온도 $25.3^{\circ}C$로 나타났으며, 발아가능 온도범위는 $27.2^{\circ}C$로 분석모델간 차이를 나타내었다. 갈매보리수나무 종자를 생리적 처리 방법인 예냉, 층적 및 priming을 이용하여 전처리한 후 발아특성을 조사한 결과, 발아율에서는 $CaCl_2$ 300, 400 mM priming 처리구에서 가장 높은 수치를 나타내었다. 평균발아일수는 층적 6, 8주 처리구에서 가장 짧게 나타났으나 대조구 보다 발아율이 낮은 것으로 보아 발아일수의 단축 보다는 발아의 종기 종료로 판단되었다. 발아속도 및 발아치의 경우 예냉 1, 2주 처리구에서 가장 높게 나타났으며 발아율 또한 $CaCl_2$ 300, 400 mM 처리구에 이어 높은 수치를 나타내어 유묘 생산시 양적 질적 측면을 고려했을 때 가장 적정한 조건으로 판단 되었다.