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 도라지(Platycodon grandiflorum A. DC)는 한국, 일본 및 중국의 산간지방에 널리 자생하는 식물로(Lim, 1971) 그 사용 용도에 따라 화훼용으로 주로 사용되는 용담과 Eustoma속과 약용과 나물용으로 사용되는 초롱꽃과 도라지로 구별 할 수 있다. 최근 들어 소득 수준의 향상과 평균 수명의 연장으로 건강식품과 약용작물에 대한 수요가 증가하는 가운데 초롱꽃과 도라지의 재배 면적이 해마다 증가세를 보이고 있다(Kim & Cho, 2011).

 작물 재배에서 많은 수량을 내기 위한 첫번째 단계로 충분한 입묘율을 확보(Kang & Yoon, 2003)하는 것이다. 따라서 지금까지 종자의 발아율과 입묘율을 높이기 위한 방법으로 priming 처리(Fuji et al., 2000; Moon, 1998)는 종자의 수분흡수를 조장함으로써 종자내 대사작용의 활성과 기간을 충분히 확보하여 발아를 촉진시키며, 저온처리(Vincet et al., 1979)는 종자의 휴면을 타파 하여 발아를 향상시키는 것으로 알려져 있으며 인위적으로 휴면을 타파하기 위해서 1-8℃의 저온에서 1개월에서 3개월 정도 처리하는 것이 일반적이다. 그러나 이러한 처리는 식물의 종에 따라 처리온도와 기간이 달라지는 것으로 보고되고 있다(Salisbury & Ross, 1992; Lee et al., 2003a; 2003b; La & Jeong, 2008). Gibberellin 처리(Gaspar et al.,1975)는 배의 휴면과 여타 원인에 의해 유발되는 종자휴면을 타파하여 발아율을 증진시킬 뿐만 아니라 층적 또는 저온, priming 처리를 대체하는 효과(Bewley and Blak, 1982)도 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 종자처리는 대부분 종자침종 과정을 통해 이루어지기 때문에 종자를 포장, 보관 및 유통을 위해서는 종자 처리 후 건조시킬 필요가 있다. 이때 종자처리의 효과가 상실되지 않아야 한다. 건조 과정에서 파종 전 종자처리의 효과가 상실되지 않는다면 종자 산업의 경제적 파급효과가 클 것으로 예상(Kang et al, 2003)된다.

 본 실험은 저온처리기간과 발아온도에 따른 도라지 종자의 발아율에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다.

재료 및 방법

 실험재료로 이용된 종자는 2011년 11월에 합천농협 종묘사에서 구입한 종자를 사용하였으며, 실험에 이용시까지 4℃종자 저장고에 보관 하였다.

실험방법

 도라지 종자는 정선 후 저온 처리하였으며, 저온처리는 실온에서 24시간 동안 증류수에 침지한 후 종자 표면의 물기를제거하고 필터 페이퍼로 포장하여 수분이 증발하지 않게 Petri dish에 넣어 파라필름으로 봉합하여 4℃에 보관하였다. 저온저장 기간은 1, 2, 3주간 저온처리를 하거나 또는 하지 않은 무처리 등 4로 구분하여 발아실험을 수행하였다. 파종전 종자 처리 후 건조는 건조기 30℃에서 4시간 건조하였으며, 기준은 Kang 등(2002)의 방법을 변형하여 실시하였다. 수분함량은 1시간 간격으로 9회에 걸쳐 조사 하였다. 발아시험 시기를 맞추기 위해 저장기간이 긴 것부터 저온처리를 실시하였다. 발아 항온기 온도는 20, 25, 30℃에서 각각 10일간 시험을 수행하였다.

관리 및 조사

 발아실험은 직경 9 cm Petri dish에 여과지 2매 위에 처리종자를 반복당 100립씩 3반복으로 치상하고 마이크로 피펫을 이용 증류수 5 ml씩 분주하고 파라필름으로 수분이 증발하지 않게 Petri dish를 밀봉하였다. 발아실험 중 수분이 부족한 것은 마이크로 피펫을 이용하여 1 ml씩 증류수를 공급하였으며, 기타 발아실험과 발아율 조사는 International Seed Testing Association (ISTA) rule (1985) 에 준하여 실시하였다. 한편 발아율은 유근이 1 mm 이상 돌출한 것을 발아개체로 하여 매일 발아개체를 조사한 후 전체에 대한 비율로, 발아속도지수(PI)는 Σ[(T-ti+1)ni] 식에서 ti: 치상 후 조사일수, ni: 조사당일 발아수, T: 총 조사일수로 계산하였다. Data 분석은 SAS 9.1 프로그램을 사용하여 최소유의차검정(Least significant difference test; LSD test)을 하였으며, 그림은 sigmaplot 10.1 프로그램을 사용하였다.

결과 및 고찰

종자 건조

 파종 전 종자처리가 이루어진 종자는 유통과정의 안전성과 일정기간 저장을 위하여 반드시 건조가 이루어져야 한다(Kang et al., 2003; Cho et al., 2011). 따라서 도라지 종자의 건조를 30℃에서 건조하면서 매 시간마다 수분함량을 측정하였던바 수분 변화는(Fig. 1) 건조 후 3시간 만에 가장 낮은 것으로 나타났으며, 이러한 결과는 Cho et al., (2011) priming 참깨 종자에서 30℃로 3시간 건조하였을 때 priming 처리전 수분함량과 같아졌다는 연구결과와 같았으며 이후 9시간까지 종자의 수분함량에 변화가 나타나지 않았다. 하지만 종자의 안전성을 위해 4시간 건조하는 것이 바람직하다(Kang et al., 2002).

Fig. 1. Change in the moisture content of imbibed Platycodon Graniflorum seeds to different drying hours.

발아율과 발아속도지수

 저온처리기간과 발아온도에 따른 발아율과 발아속도지수를 보면(Table 1), 발아온도 20℃과 25℃에서 81.2%와 80.8%의 발아율을 보였으며, 두 온도간 발아율에서는 유의성이 인정되지 않았다. 발아온도 30℃에서 68.4%의 발아율로 가장 낮았으며 20℃과 25℃에서의 발아율과는 유의적인 차이가 인정되었다. 발아온도에 따른 발아율은 온도가 높을수록 발아율이 떨어지는 경향을 보였다. 저온처리기간에 따른 발아율은 저온처리 1주와 2주가 82.3%로 나타났으며, 3주는 80.1%로 저온처리 기간별로는 통계적 유의성이 인정되지 않았다. 무처리의 발아율은 62.3%로 저온처리에 비해 발아율이 현저히 낮아 유의성이 인정되었다. 따라서 파종 전 적정 저온처리 기간은 1주가 적당할 것으로 사료된다.

Table 1. Seed germination of Platycodon grandiflorum as affected by germination temperature and chilling treatment.

 저온저장기간과 발아온도간의 상호작용은 고도의 유의성(P < 0.001)을 나타내었다. 발아온도에 따른 발아속도 지수는 발아온도 25℃에서 464.3으로 가장 높았으며, 발아온도 20℃, 30℃에서는 각각 421.7, 344.4 순으로 발아속도 지수가 낮아졌다. 저온저장기간에 따른 발아속도 지수는 3주, 2주, 1주, 그리고 무처리 순으로 각각 462.4, 445.8, 428.7 그리고 303.9로 저장기간이 짧을수록 발아속도 지수가 낮아졌다. 발아속도 지수의 저온처리기간과 발아온도에 따른 상호작용에서는 고도의 유의성(P < 0.001)이 인정되었다.

 저온처리기간에 따른 온도별 발아율과 발아속도지는 Fig. 2.로 나타내었다. 저온처리 2주에 발아온도 20℃에서 86.3%로 발아율이 가장 높은 반면 대조구 무처리 30℃에서 39.7%로 발아율이 가장 낮았다. 발아속도 지수는 저온처리 3주에 발아 온도 25℃에서 502.7로 가장 높게 나타났다.

Fig. 2. Influences of percent germination (L) and Promptness index (R) bychilling + dry treatment and germination temperature in Platycodon grandiflorum.

건조 후 발아율과 발아속도지수

 저온처리 +건조에서 발아온도를 달리하여 발아시험을 수행한 결과 발아온도 20℃에서 78.9%로 가장 높게 나타났으며 25℃, 30℃에서 발아율은 각각 76.4, 61.6%로 나타났다(Table 2). 저온처리기간에 따른 발아율은 무처리가 55.6%, 1주는 82.6% 2주는 72.4% 그리고 3주는 78.6%로 나타났다. 저온처리 +건조에서 온도에 따른 발아율은 건조전과 비교해 5.2% 낮아졌으며, 저온처리기간에 따른 발아율은 건조전과 비교해 4.4% 낮아지는 반면 무처리는 10.7% 낮아졌다. 저온처리 후 건조과정에서 발아율이 떨어졌지만 유통상의 잇점을 고려하면 문제가 되지 않을 것으로 사료된다. 저온저장기간과 발아온도간의 상호작용은 고도의 유의성(P<0.001)을 나타내었다. Kang 등(2002)은 초롱꽃과 약용작물에서 GA3를 0.1 mM 농도에서 4일간 침종한 것이 발아율이 높았다고 보고하고 있으며, 본 실험에서는 GA₃ 효과 대신에 저온처리 하는 것도 도라지 발아에 효과가 있는 것으로 나타났다. 저온처리 후 건조에 따른 발아속도지수는 25℃, 20℃ 그리고 30℃에서 각각 448.0, 427.7 그리고 319.9로 나타났다(Table 2). 저온처리+건조에 따른 발아속도지수는 3주가 460.8로 가장 높았으며, 무처리가 278.0으로 가장 낮게 나타났다. 발아속도지수의 저온 처리기간과 발아온도에 따른 상호작용은 유의성(P < 0.05)이 인정되었다.

Table 2. Seed germination of Platycodon grandiflorum as affected by germination temperature and dry treatment after chilling treatment.

 저온처리 후 건조하여 저온처리기간에 따른 온도별 발아율은 건조전과 달리 저온 1주 25℃에서 90.5%로 발아율이 가장 높았으며, 무처리에서 발아율이 가장 낮게 나타났다(Fig. 3). 발아속도지수도 저온처리 1주에 발아온도 25℃에서 524.8로 가장 높게 나타났다.

Fig. 3. Influences of percent germination (L) and Promptness index (R) by chilling treatment and germination temperature in Platycodon grandiflorum.

사 사

 본 연구는 농촌진흥청지원 경남도라지산학협력단 연구비지원(과제번호 pj 008801)과 경남과학기술대학교 ‘13년도기성회 연구비지원에 의해 수행된 결과로 이에 감사를 드립니다.