참지네고사리의 포자발아, 전엽체 및 포자체 번식에 영향을 미치는 배양 조건

Culture Conditions Affecting Spore Germination, Prothallus Propagation and Sporophyte Formation of Dryopteris nipponensis Koidz.

본 연구는 참지네고사리의 기내 포자발아, 전엽체 증식 및 포자체 형성에 적합한 배지 및 배양토를 구명하고 균일묘를 생산하고자 수행되었다. 포자는 배지의 종류와 농도에 관계없이 모든 처리구에서 발아율이 우수하였다. 그 중 Knop배지에서는 MS 계열 배지에 비해 전엽체로의 발달이 빠르게 진행되었다. 포자를 발아시켜 획득한 전엽체를 재료로 배지의 구성물질을 달리하여 배양하였다. 전엽체의 증식율은 Knop배지에 비해 낮았으나, 장정기 등 생식기관의 형성이 활발한 1MS배지가 전엽체 증식용 배지로 적합한 것으로 생각되었다. 또한 MS배지의 sucrose 농도는 2%, 총 질소급원의 농도는 60mM, $NH_4{^+}$와 $NO_3{^-}$의 비율을 20:40mM로 조절하는 것이 전엽체의 생육 및 형태형성에 효과적이었다. 포자체 형성에 적합한 배양토를 선발하기 위하여 믹서기로 분쇄한 전엽체를 인공토양(원예상토, 피트모스, 펄라이트, 마사토)을 단용 또는 혼용한 토양에 분주하여 14주간 재배하였다. 그 결과, 원예상토를 사용한 처리구에서 포자체의 형성 및 생육이 우수하였으며, 특히 원예상토와 마사토를 2:1(v:v)로 혼용하였을 때 포자체의 형성(0.83개/$cm^2$)이 가장 왕성하였다.

We investigated a suitable method for in vitro germination of spores, propagation of prothalli, and the formation of sporophytes in the fern Dryopteris nipponensis Koidz. Spore germination rate was relatively high regardless of culture medium. Prothallus development was faster in Knop medium than in Murashige and Skoog (MS) media. Prothalli used in all experiments were obtained from germinated spores, and were cultivated in different concentrations of media components. The active formation of sexual organs such as antheridium made 1MS medium suitable for prothallus propagation, although there was a lower propagation ratio compared to Knop medium. Growth and morphogenesis of prothalli were most effective on 1MS medium containing 2% sucrose, and 60 mM of total nitrogen source with 20:40 mM ratio of $NH_4{^+}:NO_3{^-}$. To select a suitable soil composition for sporophyte formation, ground prothalli were cultivated on single and mixed soils using bed soil, peat moss, perlite, and decomposed granite for 14 weeks. Bed soil promoted sporophyte formation and growth regardless of single or mixed use. In particular, a mixture of bed soil and decomposed granite in a 2:1 ratio (v:v) led to accelerated sporophyte formation ($0.83/cm^2$).