• 제목/요약/키워드: pollen dimorphism

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Heterostyly and pollen dimorphism of Menyanthes trifoliata

  • Hye-Rin KIM;Kweon HEO
    • 식물분류학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.9-13
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    • 2023
  • Menyanthes trifoliata L., a heterostyly plant, is an endangered species in Korea. Floral morphology has been published for M. trifoliata, but few works have concentrated on pollen dimorphism differences accompanied by floral dimorphism. Here, we conducted a comparative morphological study of two morphs to investigate a dimorphism system with Korean populations. Pollen morphological characteristics were observed with a light microscope and a scanning electron microscope. For the pin type, pollen size is 36.01 ± 2.01 ㎛, whereas for the thrum type it is 41.28 ± 2.58 ㎛ in terms of the equatorial diameter. The two morphs have a small apocolpium field at 5.62 ± 0.30 for the pin type and 6.24 ± 0.70 for the thrum type. The configuration of the aperture was tricolpate with a striate ridge in the two morphs. However, they have different pollen shapes and sizes, stigma shapes, and apocolpium sizes. M. trifoliata only has different pollen sizes and shapes between European populations and Korean populations. Nevertheless, Korean populations also show pollen dimorphism correlated with their floral dimorphism.

Gynodioecy and floral dimorphism of Glechoma longituba (Nakai) Kuprian. (Lamiaceae) in Korea

  • Jang, Tae-Soo;Hong, Suk-Pyo
    • 식물분류학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.202-208
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    • 2011
  • The present study was focused on the careful investigation of Glechoma longituba flowers collected from four populations in Korea to clarify their precise sexual systems. All floral characters of this taxon were examined by using a stereo microscopy. The nutlet size and production were compared between two distinct morphs (i.e., hermaphrodites and females), and pollen viability test of hermaphrodite and intermediate phenotype (i.e., individuals with a mixture of females and perfect flowers) was also observed by light microscopy (LM). All of the investigated floral characters of G. longituba are significantly different from one sexual morph to another. Hermaphroditic plants were larger than the female ones in corolla width and length, calyx length, filament length, anther length, and style length (all P < 0.0001, respectively). However, the nutlet width of the female plants was larger than those of the hermaphrodites (P = 0.013). Nutlet production of females was higher than hermaphrodites in Na-Ju population [H (Hermaphrodite): ca. 17.76%, F (Female): ca. 37.45%], but in Mun-San population was no significant difference between these sexual morphs (H: ca. 57.52%, F: ca. 53.16%). We have found significant differences between the fertile pollen grain of hermaphrodite and sterile pollen grain of intermediate phenotype based on pollen size and viability. The results of the present study suggest that compensation (flower size dimorphism, seed set, and pollen viability) is one of the main mechanisms in order to maintain female plants in gynodioecious G. longituba.

도라지 (Platycodon grandiflorum) 약배양에서 저온처리가 화분 2형현상 및 배형성에 미치는 영향 (Effect of Low Temperature Pretreatment on Pollen Dimorphism and Embryo Formation in Anther Culture of Platycodon grandiflorum)

  • 고정애
    • 식물조직배양학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.149-156
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    • 1999
  • 도라지 약배양에 있어서 저온처리가 화분 2형현상과 배형성에 미치는 영향을 조사하기 위해 1핵성 소포자기의 도라지 약을 0.5 mg/L NAA와 1.0mg/L BA가 첨가된 MS배지에 배양하였다. 저온전처리는 이상화분과 균등분열에 의한 B형 화분, 다핵 및 다세포 화분수를 현저하게 증가시켰는데 특히 8$^{\circ}C$에서 5일간 저온전처리는 배양 전 이상화분이 20.6%가 증가되었고 배양 중에는 54.9%의 캘러스와 9.9%의 배형성율을 나타내 가장 효과적이었다. 배양 중 소포자로부터 배는 첫째. 주로 영양세포가 분열하거나 둘째, 영양세포와 생식세포가 각각 분열하거나 셋째, 균등분열에 의한 영양핵과 동일한 크기의 두 낭세포 모두가 분열하여 배를 형성하는 3가지 경로가 관찰되었다.

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Persicaria senticosa Nakai의 Dimorphism에 관한 연구 (STUDIES ON THE DIMORPHISM OF THE PERSICARIA SENTICOSA NAKAI)

  • HARN, Chang Yawl
    • Journal of Plant Biology
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    • 제3권1호
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    • pp.16-25
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    • 1960
  • 여뀌과식물(Polygonaceae)의 수정관계 특히 기중 Heterostyle 식물을 연구해 오든중 Persicaria senticosa가 분류학에서는 1형화로 취급되고 있지만 실은 2형화로 되어 있는것을 발견하고 L주, S주에 대해서 그 형태, 수정생리등을 조사해 보았드니 이 생물은 화기구조상으로는 전형적인 이형예식물이지만 수정생리 및 화분관의 행동등으로는 아직 이형예식물로의 분화가 거이 안되고 비이형화의 일반 Polygonum (Persicaria) 속 대부분의 특징인 부분적 타가수정인 자가수정식물의 성질을 거이 전부 보유하고 있는 특수형의 이형예식물이라는 것이 명백히 되었다. 실험결과의 개요를 말하면 다음과 같다. 1) P. senticosa는 화주장, 화사장 속 제일차적 차이가 L, S주간에 \ulcorner저할 뿐만 아니라 이차적 차이에 있어서도 화분입대 같은것은 L, S주간에 분화가 심히 생겨 뚜렸한 이형예식물로 되어 있다. 2) 그러나 동과의 Heterostyle 식물인 P. japonica나 Fagopyrum esculentum에 비하면 아직 형태적으로 훨씩 미분화상태에 있다. 3) 생리적으로는 장주화(L), 단주화개체(S)에서 다 분화가 아직 생겨서 적법, 부적법수분정을 막론하고 수정, 결실이 다 같은 정도로 잘된다. 4) 화분질신장은 적법수분, 부적법수분에서 다 수분후 30분이면 자방까지 도달되는데 비교적 신장속도는 빠른편이다. 5) 신장속도는 적법수분시가 부적법수분시보다 더 속한 경동이 있다. 6) 아 식물은 형태상으로는 장주화, 단주화의 2형화식물로 되어 있지만 기타의 형태, 생태, 생리적분화는 아직 뚜렸하게 되어 있질않아 Heterostyle 식물중에서도 특이한 형상을 나타내고 있는데 이것을 같은 여뀌과의 이형예식물과 비교를 해보면 P. japonica 같은 것은 가장 L, S주간이 분화가 심하게 되어 있는데 반하야 이 P. senticosa 는 화주장, 화사장, 화분립대 이하에는 아직 분화가 되질 않은 특수형의 이형예식물이라고 볼수가 있다. 만일 P. japonica 를 진화형이라고 개정하면 P. senticosa는 원시형이라 하겠고, E. esculentum은 이행형이라고 볼수가 있다.

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여뀌과 이형경식물의 Dinorphism과 Bisexuality의 변화 (STUDIES ON THE DIMORPHISM AND TRANSITION OF BISEXUALITY OF HETEROSTYLOUS POLYGONACEAE)

  • Harn, Chang-Yawl
    • Journal of Plant Biology
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    • 제3권2호
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    • pp.6-18
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    • 1960
  • The present experiments were designed in order to clarify the differences between the long and short styled plants and the transgressive gradition in the degree of dimorphism among the three heterostylous species of the Polygonus, P. japonica, F. esculentum, and P. senticosa, based on investigations regarding the floral structure, ecological and physiological traits, the results of which are summarized as follows: (1) P. japonica, although it exhibits typical dimorphism, has undergone so high a differentiation between long and short styled that its long styled individuals behave as if they were female; and short styled individuals as if male. In long-styled individuals, filament, anther, and pollen grains show signs of degeneration, most of the pollen being abortive. On the other hand, in short styled individuals, the filament, anther, and pollen grains have attained remarkable development; the pollen grians are large and fertile. In short-plant the fertilized flowers readily drop off in every stage of their embryo development. This species has completely lost the self-fertile property, which is characteristic of the non-dimorphic Polygonum genus. Although this specsei typically exhibits the physiological characteristics of the non-dimorphic Polygonum genus. Although this specisei typically exhibits the physiological characteristics of dimorphism in controlled pollination, the short-styled individuals bear no seed in nature, thus misleading taxonomists to idenfity the short-styled plant as male. 2) The morphological feature of the flower organ of P. senticosa obviously indicates definite dimorphism. Physiologically, however, no differentiation towards dimorphism was observed, the species still retaining, both in long and short-individuals, the self-fertile property common to the Polygonum genus. Elaborate examinations revealed that regardless of the modes of pollination, both fertiization and seed setting flourish, no differentiation betwen legitimate and illegitimate unions being recognizable. This sort of physiological property has not been observed in the investigations of other heterostylous plants. It is assumed that this species is differentiated structurally into dimorphism, but not yet physiologically. In nature, however, this plant would have more opportunities to be cross-pollinated, i.e., legitimately combined, than self-pollinated because of the development of two forms of flowers. 3) In terms of heterostylism, the F. esculentum just occupies the intermediate position between P. japonica and P. senticosa structurally, ecologically, and physiologically. Doescription of some of the physiological behavior of the plant will suffice to demonstrate the above facts. While P. japonica has completely lost its self-fertile property, P. senticosa still retains it wolly. In F. esculentum 2-6% of self-fertility is the result in illegitimate combination. There occur occasionally hereditary self fertile individuals among some of the F. or 20 min. irradiation plot, when they reach any stage of the same bacterial population. In addition to this increase of total population in the plots with the more dose of UV light irradiation, it seems that the more dose of UV light irradiation is the more shortened the generation time of Azotobacter. Therefore, it is clear that variation of reproductive rate must be, mere or less, due to the genetic effects induced by UV light irradiation. On the other hand, the lag phase or logarithmic growth phase in nonirradiated culture is shortened prominently, and this must be due to the difference in bacterial number of the original inoculm. The generation time of Azotobacter is shortened by exogeneous treatment of nuclei acid derivatives, and the degree is greater in case of DNA derivatives than RNA dervatives. W.H. Price reported that the rate of ribose nucleic acid to protein in Staphylococcus muscae is proportional to the generation time: that is the faster the cell can form ribose nucleic acid, the more rapid its growth. This explains the shortening of generation time by exogeneous RNA derivatives in this work reasonably. On the other hand, it is well known that the desoxyribose nuclic acid content per cell is constant and independent of the generation time. A.D. Laren and W.N. Takahashi reported that the infectious RNA from TMV is 6 times as sensitive to inactivation by UV as it is in the form of intact virus, and that inactivation of infectious TMV involves onlu a local change on RNA chain. But, the effect of exogeneous DNA in this work suggests that irradiated living cell which cotain DNA bring about some change on DNA moleculs as well as RNA molecules. And if the mutagenic effects of UV take into consideration, it is very reasonable. Therefore, it is clear that the variation of the generation time by UV irradiation is, more or less, due to the genetic effects. Therefore, it seems that the shortness of the average lifewpan of Azotobacter by UV irradiation is resulted not only from the influence of the environmental conditions, but also from the variation of genetic factor of the individual.

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잔디의 약배양에 있어서 살정제 처리에 의한 Larger-sized Pollen의 발생빈도 증가 및 캘러스 유도 (Increase of Larger-sized Pollen Number by Gametocide and Callus Induction in Anther Culture of Zoysia japonica Steud.)

  • 조문수;정의동;예병쾌;안병준;최준수
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제30권1호
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    • pp.35-40
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    • 2003
  • 잔디에 있어서 larger-sized pollen의 발생빈도에 대한 살정제 처리효과 및 캘러스 유기 조건을 조사하기 위하여 실험을 수행하였다. 약 안의 화분을 절취하여 화분의 생존력 및 dimorphism현상을 조사한 결과, 2가지 화분의 형태가 관찰되었다. 하나는 크기에 있어서 상대적으로 크며 (직경 30~36 $\mu\textrm{m}$) 연하게 염색되었고 크기가 작은 다른 화분 (직경 15~20$\mu\textrm{m}$)은 진하게 염색되었으며 amyloplast가 많이 산재해 있는 것으로 나타났다. 잔디의 약에서 배발생화분으로 추정되는 크기가 큰 화분 (larger-sized pollen)은 존재하고 있으나 그 수에 있어서는 약 1% 이하로 극히 적은 것으로 나타났다. 크기가 큰 화분의 발생빈도수를 높이기 위하여 약 4$0^{\circ}C$의 주간과 15$^{\circ}C$이상의 야간 온도 조건에서 재배된 잔디의 mid booting stage에서 GA$_3$50mg/L+0.1 mL/L Tween 20을 충분하게 엽면에 살포하였다. GA$_3$의 경우 mid booting stage에서 50mg/L의 농도로 처리하였을 때 크기가 큰 화분의 빈도가 25.4%로 가장 높게 나타났다. 위의 조건에서 처리된 약에서만 AA기본고체배지+8.0 mg/L 2,4-D+0.2 mg/L kinetin 배지에서 캘러스가 형성되었으나 캘러스 형성률은 약 1.0%로 매우 저조한 것으로 나타났다.

Persicaria Japonica (MISSNER) Gross et Nakai의 이형화와 수정력에 관한 연구 (STUDIES ON THE DIMORPHISM AND FERTILITY OF PERSICARIA JAPONICA (MEISSNER) GROSS ET NAKAI)

  • HARN, Chang Yawl
    • Journal of Plant Biology
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    • 제3권1호
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    • pp.1-15
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    • 1960
  • P. japonica가 분류학에서 말하는거와 같이 리웅이주가 않이고 이형호장물이라는 것을 훌견하고 수년간 이 식물의 장주화개체, 단주화개체간의 화기의 형태, 수정력, 화분관의 행동 및 L, S주의 화분의 임, 불임등을 조사해 보았드니 이 식물은 이형수장물중에서도 L, S주간의 분화가 가장 심하게 되어 있어 일부기관이나 기능은 웅웅이주와 같이 변해버린 특수한 이형수장물이라는 것이 명백히 되었고 이 장물은 장물조포체세대의 성의 분화가 생기는데 이형현상을 거쳐서 되는 경우도 있지 않나 하는 것을 가정케하는 한 증거가 될수 있다고 생각된다. 또한 여뀌과의 다른 이형예장물인 F. esculentum이나 P. senticosa와 비교해 보면 이 장물이 가장 L, S 주간의 분화가 심하고 F. esculentum은 중간, P. senticosa는 가장 미분화상태에 있어 삼종외 여뀌과 이형예장물간에 그 분화의 정도에 gradation이 생겨 있다. 이제 실험결과릎 요약하면 다음과 같다. 1) P. japonica는 화주장, 화사장, 등의 제일차의 형태적 차이뿐만 않이라 제이차적 형이도 대단히 심한 Dimorphism을 나타내고 있다. 2) L, S주의 화기의 차이는 동과의 타이형예작물에 비해 극경호 분화되어 있다. 3) L, S주의 웅예를 보면 S주는 대단히 발달되어 있는 반면에 L주의 웅예는 애예된것 같은 느낌을 주고 있다. 4) 적법수분에 의하면 L, S주가 다 결실이 잘 되지만 불적법수분에서는 수정결실이 전혀 안된다. 수정생리상으로도 뚜렷한 이형예작물이다. 5) 자가가임의 성질 또는 동형화간의 수정력은 완전히 상실하고 있다. 여뀌과의 타이형예작물과는 이 점에 차이가 심하다. 6) 자연상태하에 있어서는 S주는 결실이 거이 안되어 마치 \ulcorner주와와 같은 외관을 나태내고 있다. 7) 인공수분에서는 $L{\times}S$$S{\times}L$ 주 수정결실이 다 되어 S주의 행동은 자연상태하에서 와는 대단히 상이하다. 8) L주에 비해 S주는 수정후 용과가 더 심하다. 9) 화분관의 행동은 수정력과 완전히 일치된다. 즉 L-selfing, $L{\times}L$, S-selfing, $S{\times}S$등의 부적법 수분에서는 화분관은 화주의 미중에서 정지되지만 $L{\times}S$, $S{\times}L$,에서는 수분 약 40-50분 후이면 화분관은 자방까지 도달된다. 10) S주는 웅본으로 오인되어 있지만 인위적법수분을 하면 수정력이나 화분관의 행동은 L주에서와 동일하다. 11) S화분은 완전하지만 L화분은 약 70%가 내용공허한 Adortive pollen 이다. 12) L화분중 나머지 30%도 S화분에 비해서 염색도가 낮은것이 많고 S화분 같이 농염되는 것은 극히 소수이다. 13) 본장물은 분화가 고도로 진행된 전형적인 이형예작물이여 마치 Dimorphism 에서 Dioecious 에로 이행되는 수가 있다는 것을 표시하는 증거가 되는 것 같다.

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벼의 소포자 배양을 통한 식물체 재분화 (Plant Regeneration from Rice Microspore Cultures)

  • 김영수
    • Journal of Plant Biology
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    • 제36권2호
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    • pp.183-192
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    • 1993
  • Efficient plant regeneration system was established through the culture of rice (Oryza sativa L.) microspores. Microspores released by anther shedding culture developed into proembryos and calluses in B5 medium within two weeks of culture. The optimal hormone and carbon sources were dependent on the genotypes used. Microspore's viability decreased rapidly in culture time, therefore less than 3% of the total microspores were viable at the 9th day when the first microspore division was observed. Of two types of microspores (pollen dimorphism) observed in culture, only the P-grain, larger microspores than normal one was able to divide. Using 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) fluorescence staining, it was confirmed that the symmetrical division of uninucleate microspore was the first step leading to continuous microspore development. Microspore-derived proembryos and calluses were regenerated to plants in N6 medium containing 1 mg/L NAA and 5 mg/L kinetin, and 78.3% of the regenerated plants were haploids.

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대추의 성숙중에 일어나는 연화현상에 관한 연구

  • 손미애;김광수
    • 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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    • 한국식품저장유통학회 1994년도 정기총회 및 제4차 학술발표회
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    • pp.23-24
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    • 1994
  • 본 연구는 성숙과의 저장중에 세포벽분해효소가 세포벽을 분해해서 물성의 변화를 유발함으로 일어나는 과실의 연과가 품질과 저장성의 저하 뿐만 아니라 영양적, 경제적 손실을 초래한다는 점을 고려하여 대추의 성숙중에 일어나는 연화현상을 연구하고자 성숙에 따른 경도, 세포벽분해효소의 활성, 세포벽 다당류 pectin질, 비섬유성 중성당 및 조직의 변화를 조사하였다. 경도는 대추의 숙성에 따라 감소하였고, polygalacturonase와 $\beta$-galactosidase의 활성은 각각 변색기와 완숙기에 나타난 이후 급격히 증가하였다. 세포벽 다당류인 pectin질과 알칼리 지용성 hemicellulose는 완숙기가지 증가햐였으나 cellulose는 완숙기에 산가용성 hemicellulose와 cellulose를 제외한 세포벽 다당류의 함량은 다소 감소하였다. 대추의 세포벽 비섬유성 중성당으로 rhamnose, arabinose, xylose, mannose, galactose, glucose가 동정되었고, 성숙동안에 pectin질에서는 arabinose, mannose, galactose와 총 비섬유성 중성당의 함량이 감소하였고, 산가용성 hemicellulose에서는 xylose와 mannose가 뚜렸하게 증가하였으나 중성당은 변화없었으며, 알칼리 가용성 hemicellulose에서는 성숙에 따른 변화가 거의 없었다. pectin질의 경우 수용성 pectin, EDTA 용해성 pectin 및 총 pectin은 성숙중에 증가하는 경향이있으나 불용성 pectin은 감소하는 경향이였으며 과숙기에는 불용성 psctin EDTA용해성 pectin 및 총 pectin의 함량은 모두 현저히 감소하였다. 대추의 성숙중 조직에서는 pectin질로 구성된 중충의 붕괴현상이 뚜렸하게 나타났다.발이 절실히 필요한 실정이다. 이러한 배경으로 본 강연에서는 효소적갈변 저해제의 개발과 그들의 식품가공에의 적용 현환 및 화장품, 의약품으로의 응용에 대해 설명하고자 한다.L주에 비해 S주는 수정후 용과가 더 심하다. 9) 화분관의 행동은 수정력과 완전히 일치된다. 즉 L-selfing, $L{\times}L$, S-selfing, $S{\times}S$등의 부적법 수분에서는 화분관은 화주의 미중에서 정지되지만 $L{\times}S$, $S{\times}L$,에서는 수분 약 40-50분 후이면 화분관은 자방까지 도달된다. 10) S주는 웅본으로 오인되어 있지만 인위적법수분을 하면 수정력이나 화분관의 행동은 L주에서와 동일하다. 11) S화분은 완전하지만 L화분은 약 70%가 내용공허한 Adortive pollen 이다. 12) L화분중 나머지 30%도 S화분에 비해서 염색도가 낮은것이 많고 S화분 같이 농염되는 것은 극히 소수이다. 13) 본장물은 분화가 고도로 진행된 전형적인 이형예작물이여 마치 Dimorphism 에서 Dioecious 에로 이행되는 수가 있다는 것을 표시하는 증거가 되는 것 같다. 다소 높은 산소농도 3%~5% 이산화탄소 농도 5~8%에서 저장하는 것이 효과적일 것으로 판단되었다.철쭉군목으로 대표되나 군단이 하의 군목들은 다소 차이를 보이는 것으로 나타났다. 중간상인이론의 수정이 필요하다고 본다.가\ulcorner 본 논문에서는 표면적 형태에도 불구하고 [-wh]의미의 겹의문사는 병렬적 관계의 합성어가 아니라 내부구조를 지니지 않은 단순한 단어(minimal $X^{0}$ elements)로 가정한다. 즉, [+wh] 의미의 겹의문사는 동일한 구성요 소를 지닌 병렬적 합성어([

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