• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2022.09a
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• pp.71-71
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• 2022

들깨는 잎은 채소, 종자는 기름과 향신료로 이용하는 특용작물로 국립농업과학원 농업유전자원센터에는 국가등록 3,066자원을 보유하고 있다. 들깨 유전자원의 보존기간과 방법에 따라 종자 활력의 차이가 어떻게 변화했는지 알아보기 위해 농업유전자원센터 보존 중인 들깨 유전자원의 발아율을 조사하였다. 온도는 4도, -18도, 밀폐용기 보관하여 보존한 들깨 종자를 10년 보존 후 발아조사를 수행하였다. 발아환경은 페트리디쉬에 거름종이를 깔아 멸균수로 수분을 공급하고, 종자를 50립씩 2반복 치상 후 20도에서 7일, 14일에 조사하였다. 4도에서 보존한 들깨 577자원은 발아율이 85%이상인 자원이 184자원으로 나타났다. -18도에서 보존한 들깨 725자원은 발아율이 85%이상이 자원이 329자원으로 나타났다. 세계적으로 식물유전자원은행에서 양호한 발아율의 기준으로 85%를 사용하는데, 4도 보존 들깨 유전자원들은 조사한 자원의 32%가 양호하였고, -18도 보존 자원들은 45%가 발아 기준을 만족하였다. 들깨유전자원을 10년 주기로 발아율을 조사한 결과 -18도 보존 종자의 발아율이 4도 보존 종자보다 기준발아율이 13% 우수하였으나 두 처리 모두 85% 기준발아율을 만족하는 자원이 50%이하로 나타났다. 본 연구결과는 들깨유전자원을 4도, -18도에서 장기 보존할 때에 종자 활력 예측 및 활력 모니터링 연구에 도움이 될 것이다.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2023.04a
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• pp.27-27
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• 2023

최근 기후위기 등으로 인해 생물다양성 감소 우려가 높아지고 있으며, 식물유전자원 보존의 강화를 위해 수많은 국제협약이 체결되고 있다. 자국의 생물다양성을 보호하고, 전 세계의 기후위기 취약식물의 보존을 위해 대한민국 산림청은 세계 최초로 지하터널형 야생식물종자 영구저장시설인 '시드볼트(Seed Vault)'를 경상북도 봉화에 설립하였다. 시드볼트는 안전한 종자의 저장을 위해 온도 -20℃, 습도 RH 40% 이하를 유지하며, 환경 변화를 최소화하기 위해 매일 시설 점검을 진행하고 있다. 시드볼트의 미션은 '기후위기 대응 생물다양성 확보'이며, 전 세계 종자저장의 선도기관으로 2022년 12월 기준으로 5,424종 192,625점을 확보하였으며, 2030년까지 1만 종 30만 점을 목표로 하고 있다. 전 세계 식물 종의 보호를 위해 국제기구와 협력하고 있으나, 해외 종자의 저장이 더욱 강화되어야 하며, 향후 시드볼트 종자저장 네트워크 구축에 참고하기 위한 해외 사례를 조사하였다. 아시아에서는 중국이 다량의 식물종을 수집하고 있으나, 해당 자료에 대한 공개는 이루어지지 않고 있으며, 일본은 농업식량 식물자원 중심으로 종자를 보존하고 있으며, 태국, 대만, 싱가포르 및 몽골 및 중앙아시아 국가의 종자수집과 보존은 근래 확대되는 추세이다. FAO의 Plant Genetic Resources for Food And Agriculture 관련 수집 자료에 따르면, 아시아지역 25개 국가에서 984,019점의 식물유전자원을 보고하였다. 본 연구를 바탕으로 아시아지역의 종자보존 네트워크를 구축하여 해외 종자의 안전한 저장을 통해 아시아 야생식물자원 다양성 보전 가치를 통합하는 시설로 성장하고자 한다.

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.36 no.4
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• pp.256-262
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• 2017

BACKGROUND: Seed of perilla (Perilla frutescens var. japonica Hara) is short-lived in conventional storage conditions. For long-term conservation of plant species, cryopreservation is the method currently available. This study was performed to find out reliable methods for a long-term storage of seeds of perilla as a genetic resource. METHODS AND RESULTS: Using seeds of 9 perilla cultivars, the effects of desiccation, aging, and cryopreservation on seed germinability and ascorbate peroxidase activity in the seeds were investigated. Initial germinability of the seeds was various, and dry seeds of all cultivars survived cryopreservation without loss of viability. The highest germination was achieved at 4-5% moisture content, and stimulatory effect of cryogenic temperature on the seed germination was observed in some cultivars. Accelerated aging of perilla seeds led to reduction in germination and ascorbate peroxidase activity, and the susceptibility of seeds to aging was different among the tested cultivars. No significant difference in germination was observed for the aged seeds of control and liquid nitrogen exposed. CONCLUSION: The results of this study suggest that cryopreservation at 4-5% moisture content would be a suitable method for long-term conservation of perilla seeds without detrimental effects on germination.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2019.04a
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• pp.82-82
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• 2019

종자은행은 종자를 보존하는 가장 경제적이고 효율적인 보전방법이지만, 수종에 따라 저장특성의 차이가 커서 수종별 저장방법의 확립이 필요하다. 초저온저장 방법은 세포 분열, 대사 작용을 정지 상태로 유지하므로 현재까지 장기간 보존을 위한 비용이 효율적이며 안정적인 방법이다. 공시재료는 멸종위기 야생식물 등 22종을 대상으로 하였다. 액체질소에 7일간 종자를 침지한 후 $37^{\circ}C$ 항온수조에서 10분간 해동하였다. 휴면이 있는 수종은 파종 전 종자를 저온습윤 하였고, 저온습윤 처리 후에도 휴면타파 되지 않는 수종은 농황산, 지베렐린을 개별 또는 혼용으로 처리하였다. 발아 및 유묘 평가는 $25^{\circ}C/20^{\circ}C$(광12h/암12h)조건에서 진행하였으며, 매일 28일차까지 발아조사를 수행한 후 평가하였다. 진달래속의 꼬리진달래와 철쭉이 초저온 민감성을 보였으며, 오리나무속의 물오리나무, 사방오리는 부분 민감성을 보였다. 민산초나무는 지하부건물중이 유의하게 감소한 결과를 보였으며, 이외의 수종은 초저온 민감성을 보이지 않았으므로 장기보존을 위한 초저온 동결보존이 가능한 것으로 보였다.

• Korean Journal of Plant Resources
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• v.14 no.3
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• pp.251-258
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• 2001

Predehydration effects for cryopreservation in -196$^{\circ}C$ liquid nitrogen were studied in Korean native Aquilegia buergeriana var. oxysepala Kitamura and A. flabellata var. pumila Kudo seeds. Aquilegia species seeds were adjusted to moisture contents between 3.2 and 9.7% by air dry treatments. Seeds were placed in paper envelopes after submerged in liquid nitrogen and rewarming in 38 $^{\circ}C$ water. Seeds moisture contents by duration of drying were identified as controlling factors in the survival of Aquilegia species seeds for cryopreservation. Aquilegia species seeds having approximate 5% moisture content were able to withstand cooling to -l96$^{\circ}C$. Undehydrated seeds of Aquilegia buergeriana var. oxysepala Kitamura after being cryopreservated in liquid nitrogen have a 10.9% of moisture content and show 52.5% in germination. But, Aquilegia buergeriana var. oxysepala Kitamura seeds dehydrated by drying for 60 min. to have 6.0% of moisture content before cryopreservation show 84.7% in germination test. Properly dehydrated seeds after being stored in liquid nitrogen showed over 60% in germination rate and also shows an uniform sprouting time,11~13 days in average. Any morphologically deformity in germinating beds has not been observed. Results from this study suggest that Aquilegia species seeds can cryopreservation in liquid nitrogen if the seed moisture content is controled by a proper amount of dehydration.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2020.08a
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• pp.10-10
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• 2020

전 지구적으로 생물다양성의 지속적인 감소 추세에 따른 생물자원의 중요성이 증가하는 시점에서, 식물 유전자원의 종 다양성 보존과 지속가능한 이용을 위한 체계적이고 현실적인 방안 마련이 절실한 실정이다. 국내에서도 2017년에 유전자원 접근 및 이익 공유에 대한 나고야 의정서가 발효됨에 따라 식물유래 BT산업 소재의 국내 자급이 불가피해진 상황이며, 더불어 국토의 생태복원에 적합한 식물 소재 개발의 중요성이 대두되면서 자생식물의 종자 수급기반 대책은 국가적 차원에서 중대한 과제라 할 수 있다. 우리나라는 면적 대비 높은 식물 종 다양성을 보이며, 이는 종자의 휴면유형 또한 다양하고 복잡할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 식물유전자원으로써의 보존 및 국가 경제적 이익을 위한 종자 활용, 산업화를 위해서는 종자의 생리적 특성에 기반 한 데이터베이스의 축적과 효과적인 활용을 위한 종자 휴면유형 분류 및 적정 휴면타파 조건을 확립할 필요가 있다. 현재까지 다양한 식물종에서 종자 휴면의 하위 카테고리가 계속적으로 세부 분류되고 있으나, 아직까지 밝혀지지 않은 세부 휴면유형에 의해 많은 유용 식물자원의 활용이 제한적이다. 종자의 휴면유형은 크게 외생휴면(Exogenous dormancy)과 내생휴면(Endogenous dormancy)으로 분류되며, 국내에서는 내생휴면에 대한 연구가 주를 이루고 있다. 한편 외생휴면은 물리적 휴면(Physical dormancy), 기계적 휴면(Mechanical dormancy) 및 화학적 휴면(Chemical dormancy)으로 세부 분류되며, 기계적 휴면과 화학적 휴면은 내생휴면인 생리적 휴면(Physiological dormancy)에 포함되어야 한다는 의견도 있다. 물리적 휴면 종자에서는 water-gap 복합체의 존재 등에서 원인을 찾을 수 있으나, 발아억제 호르몬에 기인하는 화학적 휴면 및 종(과)피 또는 배유에 의한 기계적 휴면은 배의 성장잠재력과 발달에 의해 타파될 수 있다. 이와 같이 실제로 많은 식물 종에서 다양하게 존재하는 외생휴면 유형에 대해 내생휴면과는 명확히 다른 방식으로 접근되어야 하므로, 다년간의 체계적 연구를 통해 미흡한 종자생리 연구 분야를 보완하고 자생식물의 종자 활용도를 높일 수 있을 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2018.04a
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• pp.6-6
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• 2018

백두대간은 백두산에서 시작된 큰 산줄기로 금강산, 설악산, 덕유산 등을 거쳐 지리산까지 이어지는 우리나라 중심 산줄기이다. 백두대간은 우리 민족 고유의 사회 문화적 가치는 물론 자연 생태적 측면에서 매우 중요한 지역이다. 백두산에서 지리산까지 약 1,400km, 남한 지역은 약 700km가 남북으로 길게 연결되어 우리나라 주요 산들을 연결하는 한반도 중심축을 형성하고 있다. 백두대간은 생물다양성의 보고이자 주요강의 발원지로 중요한 역할을 하고 있다. 이러한 주요 지역에 위치함 국립백두대간수목원은 수목원 정원의 조성 및 진흥에 관한 법률에 근거하여 기후대 및 식생권역별 국가수목원의 확충 계획에 따라 온대 북부 권역에 조성되었다. 백두대간 산림생물 다양성 유지와 산림생물자원의 보전 및 활용을 위한 다양한 연구를 수행하고 있다. 국립백두대간수목원의 시드볼트는 생물다양성 보존과 산림생물유전자원의 지속가능한 활용을 위하여 종자보존 협력 네트워크를 구축 하고 있다. 또한 아시아를 포함한 전세계 야생 종자를 수집하기 위한 기후대 생태권역별 종합계획 수립과 표준화 모델 개발을 통해 체계적인 협력체를 구축 중이다. 종자의 안정적인 장기 보존을 위한 형태학적, 분자생물학적 연구를 통해 종자의 저장특성 연구 및 수명연구를 통해 예측 모델을 연구하며 이를 기반으로 생태계 복원을 위한 종자 활용 연구를 수행하고 있다. 국립백두대간수목원은 백두대간 생물종의 조사, 생태계 보전 복원연구를 위한 현지 조사, 서식지외 보전 기관 역할, 유용자원 발굴 및 연구 등 백두대간 생물다양성 보전을 위한 다양한 역할을 하고 있다.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2022.09a
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• pp.67-67
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• 2022

먹넌출은 국내에서 안면도에서만 자생하는 희귀식물로, 항산화, 미백, 항암 효능이 밝혀져 유용식물자원으로의 활용이 기대되나 IUCN(세계자연보전연맹) 기준 취약종(VU)으로 분류되어 생명자원의 현지 내, 현지외 보존 필요성이 크다. 따라서 본 연구는 먹넌출의 종자를 이용한 보존과 증식을 위해 기초자료를 확보하고자 하였다. 이를 위해 열매의 성숙도에 따른 형태적 특성과 활력 차이를 비교하고, 종자의 발아 조건 구명을 위해 휴면 종류와 발아 적온을 조사하였다. 먼저 열매 성숙도에 따른 형태적 특성과 활력 조사 결과, 열매가 부분적으로 성숙한 적색 단계는 완전히 성숙한 흑색 단계와 비교하여 종자 무게와 배길이에서 차이가 거의 나타나지 않았고 충실도가 80%, 충실 종자의 활력이 100%로 나타났다. 따라서 종자 채취 시 열매가 흑색으로 성숙하여 떨어지기 전인 적색 단계에서 채취하여도 종자를 이용한 증식에 문제가 없을 것으로 보인다. 또한 먹넌출 종자는 딱딱한 과피로 덮여있지만 수분 흡수를 가능하게 하는 조직을 가지고 있어 물리적 휴면에 해당하지 않았으나 생리적 휴면을 가지고 있었으며, 휴면 타파에는 GA3 1000ppm 처리가 가장 효과적이었다. 또한 발아 온도는 10℃ 12시간, 20℃ 12시간인 변온 조건에서 가장 높은 발아율을 보였다. 본 결과를 먹넌출 종자 수집과 증식에 참고 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE
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• v.59 no.3
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• pp.230-238
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• 2014

The purpose of this study was to develop the cost-effective and efficiency seed longevity prediction method of rice (Oryza sativa L.) germplasm for viability monitoring. To find an optimum predicting method for rice seed longevity at genebank, an accelerated ageing (AA) test, a controlled deterioration (CD) test and a dry-heat treatment (DHT) were conducted to the four groups of rice germplasm based on ecotype, such as Indica, Japonica, Javanica and Tongil type. Among the three artificial aging treatments, the dry-heat treatment of 36 hours at $90^{\circ}C$ is suggested as a routine predictive test method of rice germplasm longevity at a genebank. The distribution of germination rate on 3,066 accessions which conserved 26.5 years at $4^{\circ}C$ showed similar trend with the result of distribution by dry-heat treatment at $90^{\circ}C$ on 36 hours using 106 accessions of rice selected samples which composed four ecotype groups. The results show that the dry-heat treatment affect not only predicting the rice seed longevity but also determining effective interval for monitoring germination of rice germplasm in genebanks.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.112 no.4
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• pp.442-450
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• 2023

This study sought to determine the desiccation tolerance and storage behavior of Sarcandra glabra seeds to assist in the establishment of an ex-situ conservation strategy for the species. The basic germination characteristics of S. glabra seeds were investigated. Subsequently, the seeds were dried to various desiccation levels to allow for analysis of their germination characteristics and seed integrity. In addition, the seeds were subjected to germination tests after being stored for different durations. The initial seed moisture content following the removal of the fleshy fruit was 32.8%, and the fresh seeds maintained their seed viability even after a decrease in the seed moisture content to 4.8%, while the germination percentage was 81.0%. The germination percentage of the seeds decreased to 55.0% and 30.0% when they were desiccated to moisture contents of 2.3% and 2.2%, respectively. By contrast, when the stored seeds were desiccated, they maintained their seed viability and vigor at a moisture content of 18.6%; however, when the moisture content decreased below 5.0%, both the seed viability and vigor significantly declined and the germination percentage fell below 20.0%. Furthermore, analysis of the seed leachate revealed that the decrease in the seed viability and vigor was associated with both increased electrical conductivity and increased concentrations of inorganic compounds such as potassium and calcium. In conclusion, the findings of this study show S. glabra seeds to possess desiccation tolerance that falls somewhere between the recalcitrant and intermediate seed types, with the observed variations depending on the degree of deterioration.