• 원예과학기술지
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• 제32권4호
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• pp.550-557
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• 2014

Heloniopsis koreana and Heloniopsis tubiflora (Melanthiaceae) are endemic herbaceous species of the Korean Peninsula. The Melanthiaceae family has been described as having seeds with small, underdeveloped embryos at the time of dispersal, and morphological (MD) or morphophysiological dormancy (MPD). However, there are few reports on embryo growth, morphology, and seed germination in Heloniopsis species. The aims of this study were to investigate embryo growth and seed dormancy, and to determine the type of dormancy exhibited by these species. The effects of incubation temperatures, light conditions, and gibberellic acid ($GA_3$) on dormancy break and seed germination were tested. Freshly matured seeds of the two species had small embryos that occupied about 9-11% of the length of the endosperm, and which increased by more than 300% in length before radicle emergence, indicating that the embryos are underdeveloped at the time of dispersal. Embryos in the seeds grew under warm temperature regimes (between $25/15^{\circ}C$ and $30/20^{\circ}C$). $GA_3$ application (tested only in the light) overcame seed dormancy and promoted germination. Approximately 30% of the seeds of H. koreana and approximately 40% of the seeds of H. tubiflora germinated in suitable environmental conditions (light and temperature) within 4 weeks. Therefore, 30-40% of the seeds of the two species exhibited MD, and the rest of the seeds had non-deep simple MPD. Light was found to be one of the critical factors for germination because no seed of either of the two Heloniopsis species germinated under constant dark conditions, and thus, these species have the potential to form a persistent soil seed bank. Understanding these germination requirements will help in development of effective strategies to increase the establishment of seedlings in their native habitat.

• 원예과학기술지
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• 제32권3호
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• pp.310-317
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• 2014

많은 백합과, 미나리아재비과 식물들의 종자들은 모식물체에서 미숙배를 가지고 탈리되는 것으로 보고되고 있다. 이러한 종자들은 형태적 또는 형태생리적 휴면을 가지고 있다. 따라서 본 연구는 몇 가지 자생 관상용 Helopniopsis, Thalictrum속 식물의 형태적 종자휴면 연구를 위한 기초자료를 제공하고자 수행하였다. 백합과의 처녀치마와 숙은처녀치마, 미나리아재비과의 금꿩의다리, 자주꿩의다리 및 연잎꿩의다리 종자의 배의 형태와 발아율을 조사하였다. 연구대상 다섯 종 모두 미숙배 종자였다. 백합과의 처녀치마와 숙은처녀치마는 미발달형 배를 가지고 있었다. 미나리아재비과의 꿩의다리 세 종은 모두 미발달형과 직선형의 중간형태로 판단되었다. 연구된 다섯 종 모두 유근이 돌출하기 전에 배가 일정 크기까지 신장하였다. 백합과의 처녀치마와 숙은처녀치마는 30일 동안 각각 22.7%, 40.7% 정도가 발아한 반면, 미나리아재비과의 금꿩의다리, 자주꿩의다리 및 연잎꿩의다리는 각각 12.5%, 3.3% 및 0%가 발아하였다. 따라서 처녀치마와 숙은처녀치마의 종자는 각각 약 78%, 60%정도가 형태생리적 휴면을 보였고, 금꿩의다리, 자주꿩의다리 및 연잎꿩의다리는 각각 약 87%, 96% 및 100%가 형태 생리적 휴면을 보였다. 한 종 내에서도 형태적 휴면과 형태 생리적 휴면을 동시에 가지고 있었다. 따라서 미숙배가 발아 지연의 원인으로 판단되었다. 이 결과들은 추후 한반도 자생식물의 형태학적 종자휴면을 연구하는데 유용한 자료가 될 것이다.

• 한국자원식물학회지
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• 제36권6호
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• pp.580-587
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• 2023

Androsace septentrionalis is a grass species restricted to North Korea; however, it is at the brink of extinction due to habitat loss and environmental changes caused by natural disasters and anthropogenic activities. This study was conducted to characterize the dormancy conditions of A. septentrionalis in an effort to conserve this North Korean plant resource. For this purpose, the morphological characteristics and vigor of A. septentrionalis seeds were examined, and its germination characteristics under different temperature conditions (15/6℃ and 25/15℃ ), low-temperature stratification, and gibberellin (GA₃) treatment were determined. The results revealed that A. septentrionalis exhibits non-deep type morpho-physiological dormancy, and low-temperature stratification treatment was not effective in breaking the dormancy of A. septentrionalis seeds. Meanwhile, GA₃ treatment significantly increased the mean germination time, rate, and speed of the seeds. The optimal conditions for the germination of A. septentrionalis seeds were 25/15℃ fluctuating temperature and 500 mg·L¹ GA₃ treatment. The results of this study are useful for the mass propagation of A. septentrionalis.

• 한국동물학회지
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• 제32권1호
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• pp.55-73
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• 1989

Tryptophan 또는 serotonin을 계란에 투여하고 배양하였을 때의 초기 계배의 뇌형성에 미치는 영향을 관찰한 결과, 뇌의 신경세포는 핵막의 불규칙하고 핵응축현상이 심하며 염색질이 핵막에 응집되고 인도 분해되었으며 핵막이 팽출되어 생긴 수포가 형성되었다. 그리고 조면소포체와 골지체는 심하게 확장되어 있었고, 미토콘드리아는 팽윤화된 것이 많았으며 신경세관의 발달이 매우 미비하였다. 즉 이와 같은 현상은 특히 초기 1-2일간 배양 계배에서 극심하였다. Tryptophan 또는 serotonin을 투여한 후 18시간 배양한 배반엽의 간충 세포는 대조군에 비하여 세포질이 미숙하였고, 세포내 소기관이 크게 손상되어 있었으며 난황과립의 분해가 대조군에 비하여 지연되고 있음을 알 수 있었으며, 24-72시간 배양한 배반엽의 암대의 미세융모는 대조군에 비하여 현저하게 길이가 짧고 발달이 미비하였다. 또한 Tryptophan 또는 serotonin을 투여한 계배의 경우 배반엽의 크기, 투명대 및 배의 크기가 대조군에 비하여 작았으며, serotonin 처리군의 경우가 더욱 작았다. 또한 단백질 및 핵산 함량이 대조군에 비하여 훨씬 낮았고 tubulin 합성량도 크게 저하되었음이 확인되었다. 위와 같은 실험결과는 과량의 tryptophan 또는 serotonin이 난황과립 분해를 지연시켜 결과적으로 단백질 합성을 억제함으로서 tubulin합성이 저하되고, 이로 인하여 미세소관의 형성과 미세융모의 발달과 기능이 부진하여 형태형성에 이상을 초래하는 것으로 사료된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권4호
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• pp.404-410
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• 2019

본 연구는 고부가가치 약용작물인 잔대(Adenophora triphylla var. japonica Hara)의 종자 형태특성과 휴면 유형을 조사하고, 발아율 향상을 위한 소독제와 광질을 선발하기 위해서 수행되었다. 종자 소독은 증류수(대조구), NaClO 4%, $H_2O_2$ 4%와 benomyl $500mg{\cdot}L^{-1}$를 이용하여 실시하였으며, 광질처리는 암조건(control I), 형광등(control II), LEDs[red, blue, green, RB LEDs(red:blue = 8:2, 6:4, 4:6, 2:8)]를 광주기 12/12(light/dark), 광도 $150{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ photosynthetic photon flux density로 설정하였다. 잔대 종자는 emryo (E):seed (S) ratio가 0.4로 미숙배 종자지만 30일 이내에 발아가 되며, 침지 6시간 만에 포화상태에 도달하였다. 종자 소독 후 benomyl 처리에서 곰팡이 발생이 유의적으로 억제되었으며, 최종 발아율이 87%로 가장 높았다. 적색광에서 최종 발아율이 92%로 가장 높았으며, 일일평균발아수는 R2B8에서 가장 적었다. 따라서 잔대 종자는 휴면이 거의 없으며, benomyl 소독제와 적색광이 발아율 향상에 효과적이여, 향후 약용작물 잔대 재배에 이용가치가 높을 것이라 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제102권2호
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• pp.204-209
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• 2013

본 연구는 우리나라 특산 수종으로 종자 발아가 어려운 말오줌나무 종자의 휴면유형을 구명하기 위해 수행되었다. 말오줌나무 종자를 $25/15^{\circ}C$와 $5^{\circ}C$에서 습윤상태로 각각 0, 6, 12주 처리한 후, 15/6, 20/10, $25/15^{\circ}C$와 30/$20^{\circ}C$에서 14시간 광조건으로 발아실험을 진행하였다. $GA_3$가 종자에 미치는 영향을 알아보기 위해 0, 100, 500, 1000 ppm 을 처리하여 각각 $25/15^{\circ}C$와 $5^{\circ}C$에서 발아시켰다. 또한 $25/15^{\circ}C$와 $5^{\circ}C$에서 종자의 배발달 변화를 관찰하였다. 말오줌나무 종자는 $15/6^{\circ}C$에서 12주 저온 층적처리($5^{\circ}C$)가 33.4%, $20/10^{\circ}C$에서는 6주 고온 층적처리($25/15^{\circ}C$) + 12주 저온 층적처리가 25.4%로 발아하였다. $25/15^{\circ}C$에서 말오줌나무 종자는 12주 고온 층적처리 + 6주 저온 층적처리가 26.0%, 30/$20^{\circ}C$에서 12주 고온 층적처리+ 12주 저온 층적처리에서 28.2% 발아하였다. 반면 고온 층적처리 0, 6 또는 12주 처리에서는 모든 온도조건에서 발아하지 않았다. 선형의 배는 $25/15^{\circ}C$와 $5^{\circ}C$에서 배양 약 60일부터 신장되기 시작하였으며, 배양 69일째 배의 길이는 1.4 mm에서 각각 약 1.50, 1.62 mm로 증가하여, $25/15^{\circ}C$에서보다 $5^{\circ}C$에서 더욱 촉진되었다. $GA_3$는 말오줌나무 종자의 휴면을 효과적으로 타파하였다. $25/15^{\circ}C$에서 $GA_3$ 500 ppm 처리구가 40.0%의 발아율을 나타냈으며, $5^{\circ}C$에서는 $GA_3$ 100 ppm에서 62.7% 발아하였다. 이상의 결과로 말오줌나무 종자는 nondeep complex morphophysiological dormancy(MPD)와 intermediate complex MPD의 휴면유형을 모두 가지고 있다고 판단된다.

• 식물조직배양학회지
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• 제24권3호
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• pp.167-173
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• 1997

The embryogenic callus (EC), from which somatic embryos could be induced, was compared with nonembryogenic callus(NE) to study the origin and features of totipotent cell in water dropwort (Oenanthe stolonifera DC). To induce and maintain of EC and the NE, meristematic stem and immature floret were inoculated in MS media supplemented with 1 mg/L 2,4-D, and with 2.5 mg/L NAA and 5mg/L BA, respectively, The EC was not induced from the NE even after subculturing in MS medium supplemented with 1 mg/L 2,4-D. Plantlets were not regenerated from the NE in hormone-free medium. In histochemical comparison of the EC with the NE by light microscopy, the EC had smaller cells in size, dense cytoplasm, and more starch granules of cells compared to the NE cells. The cell from the EC, as observed by transmission electron microscopy, had smaller vaculoes, well developed ribosomes, mitochondria, and endoplasmic reticulum, whereas the cells from the NE had larger vacuoles and underdeveloped organelles. In protein pattern from NE, EC and Somatic embryo (SE), as analyzed by SDS polyacrylamide gel electrophoresis, different proteins specific for tissue were observed: 17 and 28 KD for NE, 50, 52, 57, 66, 68 KD for EC and 20 KD for SE. DNA polymorphism was also observed between EC and NE as analyzed by RAPD (randomly amplified polymorphic DNA) method. The origin of totipotent stem cell and the relationship between irreversible genomic change arose in differentiation and the loss of totipotency in plant were discussed.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제43권2호
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• pp.254-262
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• 2019

Background: To exploit the ornamental and medicinal purposes of Lonicera harae Makino, L. subsessilis Rehder, L. praeflorens Batalin, and L. insularis Nakai, native to Korea, it is necessary to understand their seed ecology for propagation. In this study, we investigated the seed dormancy type and germination characteristics of seeds of the four Korean native Lonicera species. Results: The seeds of the four Lonicera species imbibed water readily, suggesting that the species do not have physical dormancy. Furthermore, the seeds exhibited underdeveloped embryos with only about 15-25% of the length of the seeds at dispersal. The embryos grew to the critical length with approximately 50-80% of the length of the seeds' development before radicle protrusion. Further, 94.4% and 61.1% of freshly matured seeds of L. insularis and L. harae germinated within 4 weeks after sowing at 15 ℃ and 20 ℃, respectively. Contrarily, L. praeflorens and L. subsessilis seeds did not germinate within 4 weeks under all temperature treatments. At 15 ℃, L. praeflorens seeds started to germinate from 5 weeks and the final germination rate was 51.1% at 13 weeks. At 15 ℃, L. subsessilis seeds started to germinate from 5 weeks after sowing and the final germination rate was 85.6% at 17 weeks after sowing. Embryo growth and germination of L. praeflorens and L. subsessilis occurred at a relatively high temperature (≥ 15 ℃). Conclusions: Overall, L. insularis seeds have only morphological dormancy. The seeds of L. harae have approximately 60% and 40% of morphological dormancy and morphophysiological dormancy, respectively. Contrarily, L. praeflorens and L. subsessilis exhibited non-deep simple-type morphophysiological dormancy that requires relatively high temperature (≥ 15 ℃) for embryo growth and dormancy breaking. The optimum temperature for the germination of seeds of L. insularis, L. harae, L. praeflorens, and L. subsessilis was 15 ℃, 20 ℃, 15 ℃, and 20 ℃, respectively. There was interspecific variation in seed dormancy and germination patterns in the four Lonicera species. The difference in these characteristics within the four Lonicera species could be useful for understanding the seed ecophysiological mechanisms of Lonicera species.

• 한국자원식물학회지
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• 제37권1호
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• pp.79-86
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• 2024

본 연구는 북한 식물자원 큰금매화의 종자 번식을 위해 발아에 대한 기초자료를 제시하고자 수행되었다. 큰금매화 종자의 형태적 특성과 활력을 검정하였고, 변온 조건(15/6℃ & 25/15℃), 저온층적처리 및 GA₃ 처리에 따른 발아 특성을 조사하였다. 연구 결과, 저온층적처리는 큰금매화 종자의 휴면타파에 효과가 없었다. GA₃ 처리는 큰금매화 종자의 발아율을 현저히 증가시켰고, 평균발아일수와 발아세 또한 유의미하게 향상시켰다. 한편, 15/6℃ 조건에 비해 25/15℃ 조건에서는 큰금매화 종자에 대한 GA₃ 처리의 효과가 감소하였다. 큰금매화 종자는 Nondeep-type의 형태·생리적휴면(MPD)을 가지는 것으로 판단되었고, 본 연구에서 가장 효율적인 발아 조건은 15/6℃ 변온조건과 GA₃ 500 mg·L^-1 처리로 확인되었다. 이러한 본 연구의 결과는 고산성 북방계 식물인 큰금매화의 대량증식에 유용한 자료가 될 것이다.