본 연구의 목적은 온탕침지와 pH교정석회유황합제 처리에 의한 상추 유기종자의 곰팡이와 세균의 소독효과 및 발아율에 미치는 영향을 검정하고자 하였다. 상추종자에 Alternaria sp.가 53.3% 감염되어 있었고 Aspergillus sp.와 Cladosporium sp.은 각각 14.5%와 5.4% 감염되어 있었다. 세균은 형태적으로 Pseudomonas sp., 한 종만 분리되었으며 16.5%가 감염되어 있었다. 상추종자 소독에 효과적인 온탕침지조건을 탐색하고자 온탕의 온도조건(45℃, 50℃, 55℃, 60℃)에 따른 소독효과를 조사하였다. 온탕침지 온도와 처리시간이 증가함에 따라 곰팡이와 세균에 대한 살균효과는 증가하였으나 종자의 발아율은 급격히 감소하였다. 온탕침지 단독처리는 50℃ 온탕에서 20분간 처리할 경우 상추종자의 살균효과와 발아율이 각각 91.1%로 가장 우수하였다. 상추종자 소독을 위한 온탕침지와 pH교정석회유황합제교호처리는 50℃의 온탕침지 조건에서는 10분간 처리하는 것이 상추종자의 살균효과와 발아율이 각각 100%와 97.6%로 가장 높았다. 본 연구결과는 종자 표면뿐만 아니라 종자내의 곰팡이나 세균을 살균할 수 있는 기술개발에 기여할 수 있을 것으로 생각한다.
본 연구에서는 초분광 반사광 영상기술을 이용하여 비파괴적으로 상추의 건전종자와 퇴화종자를 선별하는 기술을 개발하고자 하였다. 750~1000nm의 근적외선 초분광 반사광 영상의 분광데이터를 이용하여 상추의 발아종자와 불발아 종자를 판별하는 PLS-DA 모델을 개발하고 개발된 모델의 성능 평가를 실시하였다. 모델 calibration의 판별 정확도는 81.6%였으며, test의 결과는 81.2%의 판별 정확도를 보였다. 또한 개발된 PLS-DA 모델을 적용한 초분광 반사광 영상을 이용하여 대량의 불발아 종자를 동시에 영상으로 검출 가능한 영상처리 알고리즘을 개발하였다. 초분광 반사광 영상에 PLS-DA 모델이 적용된 영상을 이용한 검출 정확도는 91%로 나타났으며, 이는 초분광 반사광 영상을 이용하여 대량의 상추 종자의 비파괴 품질선별에 이용될 수 있음을 보여 주었다.
비파괴적인 방법으로 활력이 높은 종자를 선별하는 방법을 개발하기 위하여, 참깨, 파, 상추 종자를 상대습도 90%, 온도 45$^{\circ}C$에서 인위적으로 퇴화시켜 활력이 다른 종자를 물에 침지하였을 때 종자가 분비하는 당, 아미노산, 단백질의 양과 속도 등을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 참깨 종자는 활력과 침지시간에 관계없이 당, 아미노산, 단백질을 거의 분비하지 않았다. 2. 파의 죽은 종자는 건전종자나 활력이 중인 종자보다 아미노산을 더 많이 분비하였으나 전당과 단백질 분비량은 크지 않았다. 3. 상추의 죽은 종자는 당, 아미노산, 단백질을 모두 많이 분비하였다. 건전종자와 활력이 중인 종자는 당은 거의 분비하지 않았으나 아미노산과 단백질은 다소 많이 분비하였다.
상추종자는 크기가 불균일하여 기계화 파종이 어렵다. 펠렛의 목적은 종자크기를 증가시켜 기계화 파종을 가능하게 하여 파종과 솎음노력을 절감하고 종자를 절약하는데 있다. 펠렛 접착제 종류 및 농도에 따라 발아율과 발아일수에는 큰 차이가 있었다. 사용된 접착제 가운데 polyvinyl alcohol(PVA)에서 전반적으로 발아가 원활하였고 다음이 polyvinyl pyrrolidone(PVP), hydroxyethyl cellulose(HEC), methyl cellulose(MC), tween 80 순으로 나타났다. 펠렛 파복물질의 종류에 따라 발아율이 달랐는데 전반적으로 diatomaceous earth 및 talc + calcium carbonate가 다른 펠렛 피복물질에 비해 발아율도 높고 발아일수도 다눅되어 상추의 종자 펠렛에 적합한 피복물질이었다. 반면 Limestone, calcium oxide, bentonite 등은 발아율이 저조하였다. 상추종자는 펠렛 후 종자의 크기가 33배 증가되었다. 펠렛종자에 영양물질 첨가는 발아율이 약간 감소되었고, 발아일수도 지연되는 경향이었다. 첨가되는 영양물질의 급원에 따라서도 펠렛종자의 발아력에도 차이가 있었는데, 대체적으로 MS medium이 monosodium phosphate 보다 발아억제 정도가 낮았다. Priming 후 펠렛된 종자는 무처리 종자를 펠렛한 경우에 비해 발아율이 높았고 조기발아 하였다.
상추를 포함한 4종의 식물의 수용 및 에탄올 추출액이 상추종자의 발아와 생장에 미치는 영향을 조사한 결과는 다음과 같다. l. 은행, 상추, 돼지풀, 달맞이꽃의 수용 추출물은 상추종자의 발아 및 생장율을 현저하게 억제되는 경향을 보여 억제물질을 함유하고 있음을 알 수 있었다. 2. 추출용매별로는 에탄올 추출액이 수용추출액보다 억제효과가 큰 것으로 나타났다. 3. 공시식물의 종류에 관계없이 추출물의 농도 10%가 상추의 발아와 생장을 가장 크게 억제시켰고 희석되어질수록 그 효과는 낮아졌다.
상추에 particle bombardment를 이용한 배추 Glutathione Reductase (GR)유전자의 형질전환효율 향상 및 형질전환체의 유전분석에 관한 실험을 수행하여 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. Particle bombardment 이용시 사출 전 4시간, 사출 후 16시간 동안 삼투조절제인 0.6M serbitolfmannitol 을 처리하여 형질전환시킨 상추 자엽조직에서 GUS 반응 spot이 가장 많았다. 0.3, 0.6, 1.5 kbp로 나타나는 3가지 종류의 primer를 사용하여 PCR한 결과 각각의 primer에 homology를 타나내는 band를 확인하여 355 promoter와 BcGRl유전자가 삽입이 된 것을 확인하였다. 형질전환된 상추의 자식 종자를 채종하여 kanamycin 200mg/L이 첨가된 MS배지에 파종하여 형질전환시키지 않은 상추의 자식 종자와 비교해 본 결과, 형질전환된 상추의 종자에서 발아된 유묘의 약 70%정도가 kanamycin에 대해 내성을 나타내었다.
가시상추는 도로변, 초지, 철도변, 주택가, 밭둑 등 도처에서 생육하는 생태계교란식물 중의 하나이다. 가시상추는 일반적으로 가을에 발생하여 로제트 형태로 월동하고 이듬해 초여름에 꽃을 피고 종자를 맺는다. 가시상추의 종자는 20℃ 이상만 되면 휴면성이 없이 즉시 발아할 수 있다. 가시상추 종자 속의 내생세균에 의해 가뭄 견딤성이 강해 도로변에서도 잘 생육할 수 있다. 가시상추는 50주 m-2이상의 밀도에서 콩 수확량의 60~80% 손실을 일으킬 뿐만 아니라, 다른 생태계교란식물의 선구자 역할을 하여 토착식물과 경쟁하기 때문에 제거하는 것이 좋다. 여러 가지 방제방법 중 화학적 방제법이 가장 효과적이고 널리 사용되고 있다. 토양처리제인 oxyfluorfen와 pendimethalin 등이 가시상추의 발생을 억제하였다. 경엽처리제는 glyphosate, glufosinate-ammonium이 많이 사용되고 있다. 경엽처리제 중 2,4-D, dicamba, MCPA 등에 저항성을 보이는 가시상추가 발생하였기에 작용점이 다른 제초제 살포를 권장하고 있다.
본 실험은 상추의 춘파재배 시 종자의 건열처리 및 저온 처리에 따른 상추품종의 반응을 조사하고자 수행하였다. 추대반응은 저온처리, 무처리 및 건열처리 순으로 빨랐다. 초장은 저온처리에 의해 5-10 cm 가량 더 커졌으나 건열처리는 몇몇 품종의 경우 오히려 생육을 억제하였다. 건열처리와 저온처리의 차이는 정식 후 시간이 경과함에 따라 점차 상쇄되었다. 생체중은 모든 처리구간의 차이가 뚜렷하지 않았다. 'Red Gyeolku'는 매우 빠른 추대성을 나타내었으며 특히 저온처리에 의해 초장의 생육이 촉진되었다. 그러나 'Cheongchima'는 다양한 종자처리 이후에도 추대율이 높지않아 만추대성 품종으로 여겨졌다.
인삼재배지 180지점으로부터 토양을 채취하여 토양산도, 유기물함량 및 유효인산함량을 측정한 결과 재배년수별 유의한 차이는 나타나지 않았다. 채취한 토양의 메탄올추출액으로 상추종자 발아실험을 실시한 결과 $5{\sim}6$년 재배지의 토양에서 종자발아나 유묘생장을 강하게 억제하는 토양추출액을 선발하였다. 선발된 토양 추출액중 발아와 유묘생장을 억제하였던 추출액은 인삼배양세포의 활력을 최대 90%까지 억제하였으나 전해물질의 누출은 증가하지 않았다. 토양추출액으로 세가지 종류의 항산화 효소 활성을 측정한 결과 superoxide dismutase는 거의 영향을 받지 않았으나, 상추유묘의 생체중억제형 토양추출액을 처리한 인삼배양세포의 peroxidase의 활성이 현저하게 억제되었고, catalase의 활성은 발아억제형 및 생체중억제형 토양추출액 모두에서 유의한 억제를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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