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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.52 No.3 pp.39-43
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2018.52.3.39

Effect of the Chilling Treatment of Root Cuttings on Sprouting of the Root Suckers of Populus davidiana Dode

Soon-Ho Kwon1†, Ji-Min Park, Yang-Gil Kim, Hae-In Kang, Da-Bin Yoem, Ki-Won Kim, Kang Kyu-Suk*
Department of Forest Sciences, Seoul National University, Seoul, 08826, Korea
Corresponding author: Kyu-Suk Kang Tel: +82-2-880-4753 Fax: +82-2-873-3560kangks84@snu.ac.kr
January 2, 2018 April 3, 2018 April 12, 2018

Abstract


Populus davidiana Dode is a fast growing species distributed mainly on the mountain area of East Asia. In Korea, it was an important planting species for management and greening during the early National Forest Plans. It is known to propagate well through root cutting because it is difficult to grow by stem cutting. Since the efficiency of obtaining clones is lower than that of stem cuttings, it is necessary to study to increase the productivity of root sucker in order to obtain a large number of individuals when attempting to multiply by using root cutting. For this reason, we were carried out this study to knowthe influence of low-temperature storage treatment on the generation efficiency of root sucker. Root cuttings were obtained from 9 clones including Odae19. In the experiment, the same samples were treated at 4°C and 24°C for 3 weeks, followed by root cutting in a greenhouse and observed for 15 weeks. As a result, the 24°C control group was 1.9 times better than the 4°C treatment group. In the initial amountof 2 weeks, however, treatment group 60% was higher compared to the control group 33.8%. In the treatment group, 95% of the total amount was generated until the 5th week, and then 2 more were added until the 8th. On the other hand, in the control group, 52% of total amount was generated until 5th week, and then root suckers 37 were irregularly added until the 15th. In this study, it was confirmed that the generation of root suckers of P. davidiana Dode with lowtemperature storage treatment stopped earlier than the control group. Further studies are needed to improve the generation amountof root suckers of P. davidiana Dode.



사시나무 근삽수의 저온저장 처리가 클론별 근맹아 발생에 미치는 영향

권 순호, 박 지민, 김 양길, 강 혜인, 염 다빈, 김 기원, 강 규석*
서울대학교 농업생명과학대학 산림과학부

초록


사시나무(Populus davidiana Dode)는 동아시아에 분포하는 산지형 속성수이다. 우리나라에서는 이전 에 치산녹화에 중요한 조림수종이었으며, 줄기 삽목에 의한 증식이 어려워 근삽(Root cutting)을 이용 한 증식이 가능한 것으로 알려져 있다. 근삽은 줄기 삽목에 비하여 클론 개체를 얻는 효율이 낮기 때문 에 근삽을 이용한 개체 증식을 시도할 때 많은 개체를 얻기 위하여는 근맹아 발생량을 높이기 위한 연 구가 필요하다. 이에 본 연구는 사시나무 근삽수의 저온 저장 처리가 근맹아 발생 효율에 미치는 영향 을 알아보고자 수행되었다. 근삽수는 오대 19호를 포함한 총 9개의 클론에서 채취되었다. 실험은 같은 샘플들을 4°C와 24°C의 온도 조건에서 3주간 처리한 다음 항온 유지 온실에서 근삽목을 실시하였고, 15주간 근맹아 발생을 관찰하며 진행되었다. 그 결과, 24°C 대조구는 4°C 처리구에 비하여 총 근맹아 발생량이약 1.9배로 우수하였다. 처리구는 5주차까지 총 발생량의 95%가 발생하고 나서 8주차까지 총 2개가 추가 발생한 후 모든 발생이 멈췄다. 반면에 처리구에서는 5주차까지 총 발생량의 52%가 발생하 였으며, 그 후 14주차까지 37개의 근맹아가 불규칙적으로 추가 발생하였다. 본 실험을 통하여 저온처리 를 한 사시나무 근삽의 근맹아 발생이 대조구에 비해 조기에 멈추는 것을 확인하였다. 향후 사시나무의 근맹아 발생량을 높이기 위해서는 더욱 다양한 후속연구가 필요하다.



    Korea Forest Service
    S111414L070120

    서론

    사시나무(Populus davidiana Dode)는 한반도에 서 식하는 PopulusLeuceTrepidae 아절에 속 하는 사시나무 수종 중 유일하게 국내에 자생하는 수종이다(Cervera et al., 2005). 사시나무는 태백 산맥을 중심으로 건조하고 척박한 산등성, 산복, 계 곡에 적응력이 강하고 잘 자라며, 생장이 왕성하여 중요한 속성수 조림수종 중 하나이다(Noh et al., 1989; eFloras, 2008).

    근맹아(root sucker)는 뿌리에 있는 부정아 (adventitious bud)에서 생겨난 것이며, 부정아는 줄기 끝이나 엽액에서 유래하지 않고 수목의 오래 된 부위에서 불규칙하게 형성되는 것을 의미한다 (Geisler et al.). 사시나무는 줄기삽목, 조직배양 등 무성증식에 대한 연구가 일부 있었으나 대부분 성공 하지 못하였다(Yu et al., 2001; Haapala et al., 2004; Hartmann et al., 2004). 반면에 근맹아 (root sucker) 발생 능력이 왕성하기 때문에 근삽을 이용한 증식이 가능한 것으로 알려졌다.

    식물의 저온 처리는 개화 촉진이나 맹아 발생량 등 에 다양하게 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 충분히 성숙한 종자 또는 자라고 있는 식물체에 저온 처리 를 하여 개화를 촉진하는 춘화처리(vernalization)는 경단 분열조직에 개화 분화수용력을 부여하는 것으로 알려져 있으며, 효과적인 온도 범위는 빙점 미만에서 부터 10℃까지이며, 1~7℃ 사이의 넓은 최적치를 갖 는다(Lang, 1965). 미국사시나무(trembling aspen, P.tremuloides)에서 일정한 온도차에 따라 장기간 보 관할 경우 온도차가 더 클수록 근맹아 발생이 더 촉 진된다는 연구결과가 있다(Fraser, 2002). 또한, 교 잡종 사시나무(P.tremula L. P.tremuloides Michx.) 의 클론들로부터 얻은 근삽수에서 토양의 온도에 따 라 근맹아 발생의 활성이 다르다는 결과가 보고된 바 있다. 이와 같이 사시나무를 포함한 다양한 식물 에서 발생 및 개화 등 어떠한 조직의 휴면 상태에서 활성을 주기 위하여 저온 저리에 대한 연구가 활발 하게 이루어져왔다.

    본 연구는 사시나무(Populus davidiana Dode) 근 삽수의 저온 저장 처리가 클론별 근맹아 발생을 초 기에 얼마만큼 안정적으로 발생시키는지, 또한 무 처리와 비교하여 어느 정도 근맹아 발생이 우수한 지를 구명하기 위하여 수행되었다. 이러한 연구는 금후 사시나무 우량개체의 대량증식 및 유전체 연 구집단 조성 등에 필요한 기초정보를 제공할 수 있 을 것이다.

    재료 및 방법

    1 공시재료

    사시나무(Populus davidiana Dode)의 근맹아는 경상북도 영주시에 1992년 조성된 속성수 품종육성 시험림에 생육하고 있는 9개 클론으로부터 채취되었 다. 시료채취에 이용된 클론은 팔공1(Palgong1), 팔 공2(Palgong2), 팔공3(Palgong3), 운두2(Wundoo2), 봉현4(Bonghyun4), 대화6(Daewha6), 소광9(Sogwang9), 대화18(Daewha18) 그리고 오대19(Ohdae19)이다. 채 취시기는 11월 중순에 실시하였으며, 근삽수는 각 클론당 직경 약 5cm, 길이 약 1.2m로 채취하였다 (Perala, 1978).

    2 저온 저장 처리 및 근맹아 발생 조사

    채취한 시료는 각 클론별로 수분 유지를 위하여 밀봉한 후 4℃에서 3주간 보관하였고, 대조군은 24℃ 항온실에서 동일하게 3주간 보관하였다. 상 토는 ‘흥농 바이오 상토 1호’를 사용하였다. 각 클 론별 근삽은 20~30cm로 절단하여 4~5조각으로 나눈 후 45cm, 35cm 플레이트에 상토를 담고 심 었다. 근삽은 주간 16시간, 24℃ 그리고 야간 8시 간, 18℃를 유지하고 자동 분무 장치가 있는 온실 에서 실시되었다. 매주 일정한 분무량을 유지하기 위하여 플레이트를 순환 이동시켰다. 클론별 근맹 아 관찰 기간은 총 15주이었으며, 매주 1회씩 총 15회의 근맹아 발생량을 측정하였다.

    결과 및 고찰

    근맹아 발생량은 처리구와 대조구 모두 2주차에 서 가장 높은 수치를 나타내었다(Fig. 1). 처리구의 누적 근맹아는 24개, 대조구는 26개가 발생하여 대 조구가 2개 더 많았다. 그러나 2주차까지의 근맹아 발생율을 비교해 보면 처리구는 총 발생량의 60%, 대조구는 33.8%로 처리구가 초기 발생량의 비율이 대조구와 비교 하였을 때 더 높았다.

    근맹아 발생은 처리구는 8주차에서 멈췄고, 대조 구는 15주차까지 발생이 지속되었다(Fig. 1). 처리 구는 5주차부터 근맹아 발생이 급격하게 줄어드는 것을 볼 수 있으며, 5주차까지 누적 발생량은 전체 발생량의 95%를 차지하였다. 그에 반해 대조구는 5주차까지 전체 발생량의 약 52%가 발생하여 절반 을 조금 넘어선 발생량을 보였다.

    또한 처리구의 클론간 발생량의 평균치는 점차 줄 어드는 추세를 보이나 대조구는 평균치가 시간의 흐 름에 따라 불규칙 적이었다(Fig. 1). 각 주마다 클론 들의 발생량 평균 그래프를 보면 처리구의 발생 능 력이 초기에 최대치가 되고 그 이후 빠르게 안정화 되는 것을 확인 할 수 있었으며, 대조구와 비교하여 초기의 발생능력이 일정하게 높아진 것으로 추정할 수 있었다.

    처리구와 대조구의 비교에서 발생량, 발생시기 등 에 있어 클론 간 차이가 존재했다. 처리구의 발생 종 료 시기가 대조구보다 빠른 클론들은 팔공1, 팔공3, 봉현4, 소광9, 대화18 그리고 오대19 등 총 여섯 클 론이었다. 반면에 팔공2, 운두2 그리고 대화6 총 세 클론은 처리구가 대조구보다 발생 종료 시기가 느렸 다. 처리구와 대조구의 발생 종료 시기가 가장 많이 차이가 나는 클론은 오대19로 12주의 차이가 났다. 그 다음으로는 소광9가 10주 차이, 봉현4가 9주 차 이, 대화18이 4주간의 차이를 보였다.

    처리구의 발생량이 대조구보다 많은 클론은 팔공1, 팔공2 그리고 대화6 등 세 클론이었다. 처리구와 대 조구의 발생량이 같은 클론은 운두2였다. 대조구의 발 생량이 처리구보다 많은 클론은 팔공3, 봉현4, 소 광9, 대화18 그리고 오대19 총 5개 클론이었다. 팔 공1은 처리구의 발생량이 대조구의 150%였으며, 대 화6은 133.3%, 그리고 팔공2는 대조구에서 근맹아 가 발생하지 않았다. 팔공3은 66.7%로 처리구의 발 생량이 대조구에 비하여 50%가 넘는 클론은 팔공3 이 유일했다. 대화18은 45%, 봉현4는 42.9%, 소광9 는 25%, 오대19는 10%를 나타냈다. 처리구의 근맹 아 발생 시기가 빠르면서 발생량 이 많은 클론은 팔 공1이었다.

    본 실험에서는 처리구의 근삽수가 처리하지 않은 근삽수보다 초기 근맹아 발생량이 균일하다는 결과 를 통하여 근맹아의 발생 시기는 앞당길 수 있었으 나 대조군과 비교하여 발생량이 절반 수준에 그쳤 다. 근삽의 저온처리로 대조군과의 발생량이 비슷하 거나 넘어서는 효과를 얻은 클론은 팔공1이 유일했 다. 처리구와 대조구내에서 사시나무 클론들이 서로 다른 특성을 나타냈으며, 저온 저장 처리에 반응하 는 정도가 클론별로 차이가 있다는 것을 알 수 있었 다. 또한, 발생량을 보면 대조구와 처리구 모두 2주 차까지의 초기 발생량이 가장 많은 것을 확인할 수 있다(Fig. 1). 근삽목을 실시한 후 토양의 영양과 수 분 함유량에 따른 생리 활성이 초기에 가장 활발한 것으로 유추해볼 수 있으며, 처리구를 대조구에 비 추어볼 때 저온 처리가 생리 활성을 초기에만 나타 내게 하거나 전체적으로 내려가게 하는 역할을 하는 것을 확인할 수 있었다.

    근삽목의 근맹아를 이용한 클론 증식을 경제적, 효율적인 측면에서 고려하면 단기간에 다량의 근맹 아를 얻어야 한다. 샘플 규모를 확대하고, 근삽수의 저온 저장 처리 조건 변화 및 영양공급, 호르몬 처 리 등 통한 발생 촉진 등 다양한 조건에서 연구하 고, 팔공1과 같이 저온 저장 처리에 따른 발생 기간 단축과 발생 활성이 증가하는 두가지 특성을 지닌 클론을 선발하는 후속 연구가 추가적으로 필요할 것 으로 판단된다.

    감사의 글

    본 연구는 산림청 임업기술연구개발사업의 ‘산림 자원 유전체 해독 연구사업’ 과제(과제번호 S111414L 070120)의 지원에 의해 이루어진 연구결과의 일부 를 발표한 것임.

    Figure

    JALS-52-39_F1.gif

    The number of sprout(bar) and the means of root suckers(bold line), (a)low-temperature storage treatment at 4℃ and (b)non-treatment. Percentage is Daily sprout quantity.

    Table

    Reference

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