1. 종자의 후숙 ( after ripening)

어떤식물에서 생리적으로는 성숙하였지만 형태적으로는 미숙한 상태로 모주로부터 종자

가 떨어지거나 전혀분화가 되지않은 세포 덩어리로 모주로부터 떨어진 경우, 차츰 분화 한 다음 완전한 형태의 종자로 성숙하는 것을 후숙이라한다. 후숙은 종자의 숙도를 균일

하게 하여 발아율, 발아세, 종자의 수명을 높이기 위하여 실시하는 과정으로 대부분의 종 

자는 일정한 후숙을 거쳐야한다. 대개 화곡류의 종자는 15~20℃의 온도범위 에서 1~2개

월 저장하면 최대의 발아율을 나타낸다. 후숙처리의 중요한 요소는 종자의 함수량, 온도

산소등을 들 수 있다.

1) 종자의 함수량

저장중이거나 건조한 토양에서의 종자의 수분함량은 주위환경에 따라달라지며, 주위의 상대습도와 평형점에 달한다. 건조한 종자의 수분함량은 외부 환경에따라

5~15%이다. 건조한 종자의 수분함량 보다 후숙후의 수분함량이 많으면 종자는 활력

을 쉽게 잃게되고 계속하여 종자의 수분함량이 높게 유지되면 제2차 휴면에 들어가게

된다. 종자의 활력을 유지하고, 제2차 휴면을 일으키지 않을정도로 수분함량을 조절하

여 후숙처리를 해야한다.

2) 온도 

후숙의 정도는 온도에 따라서 달라진다. 화곡류의 종자는 30～40℃에 수일간 건조상 태로 두어도 후숙처리가 촉진된다. 저온은 후숙을 방해하고 고온은 휴면 타파를 촉진 시킬수 있다.

3) 산소

후숙은 산소가 많은 대기중에서 촉진되고 산소가 작은곳에서는 억제된다. 벼와 야생 귀리를 질소가스에 간헐적으로 처리한 경우보다 산소를 100% 처리한 환경에서 후숙 율이 배로 증가한다고 함. 즉 호기성의 대사는 후숙과정에서 필수적이라는 것을 알수 있다. 이산화탄소는 고농도에서는 억제적으로 작용하지만 저농도에서는 촉진하는 경 우가 많으며 농도나 처리시간에 따라 촉진 또는 억제적으로 작용한다.

이상과 같은 사실로보아 실제 채종에 있어서 종자발아에 관한 기초적 연구면이나 실 용적 응용면으로 보아 종자의 숙도에 대하여 충분한 유의가 있어야 한다.

2. 종자의 휴면의 형태

휴면은 종자의 성숙과정에 따라 제1차 휴면과 제2차 휴면으로 구분한다.

1) 제1차 휴면

제1차휴면은 가장 일반적인 휴면의 형태이며 이는 다시 종자내의 배, 종피등에 의하 여 일어나는 자발휴면과 종자의 외적 조건 수분, 광, 온도등에 의하여 유기되는 타발 휴면으로 구분한다.

(1) 자발휴면

① 자발휴면이란 : 자발휴면은 종자에서 볼 수 있는 진정한 의미의 휴면으로서 종 자의 유전적인 성질에 따라서 다르다. 어떤종자는 발아 억제물질을 많이 함유 하고 있는데, 이러한 종자는 발아를 위해 그물질을 제거하거나 농도를 줄여야 한다. 이러한 휴면은 자발적인 (내생적인)조절에 의하여 가능하다. 자발휴면은 타발휴면과는 달리 종피에 물리적 변화를 주어야 하며, 미숙한 배의 성숙과 같 은 생리적인 변화와 생장조절 물질의 역할. 온도의 변화, 광선의 노출과 내생적 인 리듬등을 종자의 자발적인 휴면을 일으킨다.

② 배의 미숙과 휴면

어떤식물은 형태적으로 미숙한 상태로 종자가 떨어지는 경우가 있는데, 이들종 자는 휴면상태로되어 발아가 안된다. 이와같이 미숙한 상태로 휴면하는 종자는 미나리아제비과, 질경이과, 장미과, 물푸레나무속 인동과, 동청과의 붓꽃속 및 소나무과의 소나무속종자가 있다. 이와같은 종자가 완숙되기까지는 땅위에 떨 어진 다음 수일내지 수개월이 걸린다. 광선은 배의 성숙에 효과적인 요소이며 종자가 발달할때의 환경조건은 미숙배를 가져올수도있다. 북스칸디니비아에 있 는 유럽소나무와 노르웨이 전나무의 종자는 배의 발달이 완전하지 못한데, 그 이유는 광조건이 발아에 부적합하여 발아가 지연되기 때문이다. 같은 종자라도

남쪽지방에서는 그와 같은 일이 없다고한다.

③ 배 휴면

ⓐ 원인

배 휴면이란 파종당시에 종자가 형태적으로는 완전히 발달해 있지만 발아 에 필요한 외적조건을 주어도 발아하지 않은 경우로서 배 자체의 생리적 

원인에 기인하여 일어나는 휴면이며, 장미과 식물(장미,사과, 복숭아, 배나 무, 메귀리, 차조기, 여뀌 등)에서 이와같은 형의 종자휴면을 볼 수 있다. 이러한 종자는 땅위에 떨어져서 습한 토양으로 덮이고, 겨울철의 저온에 의해 후숙이 진행되어 휴면이 타파되고 이듬해 봄에 발아한다. 고등식물의 

종자휴면은 성장촉진제와 억제제의 상호균형에 의하여 조장된다. 휴면은 성장억제제의 존재  때문이거나 성장촉진제의 부재 때문이라고 할수 있다.

이들의 내생적인 복합물질의 함량은 광선이나 온도와 같은 환경적인 자극 에 의하여 조장된다. 또한 높은 삼투압 때문에 종자의 발아가 억제될 경우 가 있다. 당과 염물질이 고농도 일때는 종자가 물을 흡수할수 없어 발아할

수 없게된다. 이러한 종자는 주위의 삼투압을 제거해 주면 즉시 발아할수

있다.

배 휴면은 발아에 필요할 정도의 완전한 배성숙후에도 발아하지 못할뿐만 

        아니라 배만 절제하여 발아의 최적조건을 부여 하여도 발아하지 못하는 경 우가 있다. 휴면은 배축의 결함으로 절제한 배의 상태에서도 발아할수 없 을 뿐만 아니라 자엽내의 대사적 장해에 의해서도 발아 할수없는 경우를 포함한다. 예를들어 갓수확한 도꼬마리 종자의 배는 휴면하며 절제한 자엽 은 광선에 노출되어도 엽록소를 형성할수 없거나 자랄수없다. 그러나 1년 된 종자는 배휴면이 타파되어 두자엽에서 푸른색을 띠고 자랄수 있다.

배 휴면은 시간에 따라 가변적일수 있다. 어떤식물은 수명이 짦아 단시일 내에 휴면이 타파되어야 독립적으로 살아 남을 수 있다. 서양단풍나무의 배는 성숙후 모식물체에 붙어서 휴면하는데, 종피를 제거한 후에도 발아하 지 않고 휴면상태로 있게된다. 이와 반대로 개암나무 종자는 단기간의 종 피 휴면후에 장기간 배휴면에 들어간다. 이들종자는 갓 수확한 종자일수록

배 휴면은 없고 건조 저장중에 휴면이 서서히 생긴다. 개암나무 종자는 종 피에 의하여 유도된 제2차 배휴면을 하는 대표적인 예이다. 사과는산소의

농도가 낮으면 배휴면을 한다. 산작약, 나리등과 같은 유근의 성장을 쉽게

볼수있지만 상배축이 휴면하는것도 있다. 이를 상배축 휴면이라 한다. 이와 같은 묘는 휴면타파 처리를 하여야 하는데, 보통 저온처리를 하면 상배축 의 성장이 촉진된다. 어떤식물은 유근과 상배축이 동시에 휴면하는것도 

있어 상배축의 정상적인 생육을 위해서는 2차처리를 해야한다. 이러한 경 우의 휴면을 2중휴면(double dormancy)이라고 한다. 배휴면을 하는 식물은 

배를 절제하면 대단히 느리게나마 발아하여 결국 왜소한 식물이 된다(생리 적왜성 식물), 저온처리나 GA처리는 휴면을 완전히 타파하고 생리적인 왜 성을 정상적으로 성장할 수 있는 쪽으로 전환해주는 역할도 한다.

       ⓑ 자엽의 역할

자엽이 휴면하는 배축의 성장억제 작용을 한다는 것은 잘 알려져있는 사실 이나 사철나무 종자는 자엽하나를 제거하면 휴면이 타파되고, 사과는 자엽 의 크기에 따라 휴면의 정도가 달라진다고한다. 휴면하는 종자로부터 채취 한 복숭아의 배로부터 자엽을 제거하면 정상적으로 생장하고, 자엽 절제시 기가 늣어졌을 경우에는 정상생육으로 역전할수 없다.

       ⓒ 억제물질의 역할

자엽을 습한곳에 치상했을 때 배출되어 나오는 억제물질 중의하나가 

ABA이다. 이것은 ABA용액에 치상한 자엽이 신장하여 녹색으로 되지않은 것을 보아서도 알 수 있다. 자엽에있는 억제물질은 배축의 성장을 조절하 는 것으로 생각된다.    

④ 종피에 의한 휴면

  경피종자는 유전하며 환경요소에 의해서도 생길 수 있다. 영양적인 요소도 경피 종자의 생성에 관여하는데, 클림숀크로버의 경우는 Ca의 농도가 퍽높을때에 경피 종자가 많아진다. 개화기, 수확기, 위도 및 기후조건에 따라 경피종자가 생긴다고 하는데, 이들은 광주기와 온도주기에 의하여 얼마만큼의 영향을 받는가에 대해서 는 분명하게 밝혀져 있지않다. 종자의 건조정도도 경피정도에 영향을 끼치는데, 종자의 수분함량이 감소하면 경실과 불투수성이 증가한다.

  건조중 산소의 농도 또한 영향을끼친다. 야생완두의 종피는 진공상태 또는 질소 

환경에서 건조하면 녹색으로 그본래의 색이나며 투과성이 있게된다. 토양수분이

  많거나 소립의 종자이면서 숙도가 높은 종자일수록 경실이 생기는 비율이 높아지 고, 또저장에 의하여 경실화 되는 경우도있다. 앨펄퍼의 종자는 모체에서는 경실 화, 되지 않지만 꼬투리째 저장하면 경실화 정도가 낮고, 꼬투리에서 꺼내면 경실 화가 되기쉽다. 헤어리베치 종자는 고온, 저습 한곳에 저장하면 경실화 되는 것이 많다     

ⓐ 물의 투과성 저해

  어떤 콩과식물의 종자에는 불침투성 때문에 수년간 발아가 지연되는 것이 있다. 예를들어 아카시아 나무의 종자는 20%가 최소한 2년간 휴면하는데, 이는 종피가 

  물을 투과시키지 못하기 때문이며 그중1.5%의 종자는 14년간 휴면하는 경우도있 다고 한다. 

ⓑ 가스의 투과성 저해

   산소 흡수량은 휴면하지 않은 종실에서보다 휴면하는 종실에서 50%높고 완전한 종자에서는 그보다 더높은데, 이러한 차이는 현미상태가 아니라 조곡에서 크게 나타난다. 벼에서 종피에 있는 억제물질의 존재 때문이 아니면 조곡에서 영에서 peroxidase에 의한 산소의 소비와 밀접한 관계가 있다고 보인다. 종피 내부에 CO₂가 축적되어 휴면이 일어나기도 한다. 그러나 다수의 연구자들은 고농도의 CO₂즉 20～40%의 CO₂농도에서도 발아가 가능하다고 한다.      

ⓒ 종피내 억제물질의 존재

휴면의 복잡성이나 정확한 원인을 구명하기 위해 배를 배유로부터 절제하여 따 로 배양 시킬때가 있다. 광선이 있어야만 휴면이 타파되어 발아하는 자작나무의 종자도 배를 절제하여 배양하면 광이없이도 휴면이 타파될수 있다. 종피에 있는 억제물질은 휴면하게 하지만 단독으로 휴면하게 하는 것은 아니라는 것을 알수 있다. 자작나무 종자의 과피(배유)에는 억제물질이 함유되어 있는데, 이것은 절 제한 자작나무 배의 발아를 방해한다. 종자를 반복하여 세척하면 부분적으로 휴 면을 경감시킬수 있는데, 이것은 억제물질이 제거 되기 때문이다. 

ⓓ 억제물질의 방출억제

발아억제 물질은 종자의 바깥조직은 물론 내부조직에도 존재한다. 종피가 완전 히 불침투성의 경계막을 형성하거나 또는 외부로부터 들어오는 공기의 확산능력 이 낮아진 경우에는 배내에 상당량의 억제물질이 축적되어 휴면하게 된다. 절제한 배는 물에 억제물질의 유출을 돕고 발아를 유도한다.

ⓔ 광선을 여과하는 종피

광성, 조도, 파장 및, 일장등이 모두 생리적 휴면(배휴면)을 하는 종자의 발아에 영향을 끼친다. 상추, 자작나무, 버지니아소나무의 종자는 670㎜의 적색광에 처 리하면 종자의 휴면이 타파된다. 

ⓕ 기계적 저항

견과류 식물의 종자는 경실이며 단단한 종피를 가지고 있어 배의 성장을 억제 한다. 이들은 배가 기계적 저항을 극복할 수 있는 충분한 힘을 가지지못하면 발 아 하지 못한다. 종피가 딱딱하여 배의 팽대를 기계적으로 억제하기 때문에 종자가 휴면하게 되는데, 이러한 예는 잡초의 종자나 나팔꽃, 소립의 땅콩종자에 서 볼 수 있다.

⑤ 배 휴면과 종피휴면과의 관계

많은 나무의 종자에서 배휴면과 종피휴면이 동시에 일어나는 것을 볼 수 있다. 절제한 배의 휴면은3～4주간의 층적처리로서 타파시킬수 있는데, 종피를 제거하지 않은 경우에는 3～4개월의 저온처리가 필요하다. 결국 과피도 존재할 경우에는 휴 면 타파에 12개월의 저온처리가 필요하다. 도꼬마리의 갓 수확한 윗부분의 종자는 배 휴면을 한다. 후숙은 이러한 배 휴면을 타파 할수있지만 종피휴면은 여전히 남게 된다. 다수의 목초 종자에서도 이와같은 현상을 볼 수 있다.

⑥ 기타 휴면이 일어나는 원인 

ⓐ 시기 : 서양단풍의 경우 성숙한 종자로부터 절제한 배가 발아하지 못하는 것으 로 보아 배 휴면은 종자의 성숙말기에 시작된다고 할 수 있다.

   ☼ 야생귀리의 Montana계통은 자식성으로 배의 휴면이 깊은데,성숙의 초기단계 에서 휴면이 시작된다.

ⓑ 유전적 요소 : 종자는 3가지 유전적으로 다른 조직으로 구성됨

   ☼ 2배체인 배는 자방의 수정에 의하여 만들어 지고

☼ 3배체인 배유는 1개의 부계 유전자와 2개의 모계 유전자를 가지며

   ☼ 2배체인 종피, 과피 및 외영과 내영등이 모계의 유전적 조성들이다.

  ◉ 휴면은 배 내에서 유전 되고,그밖에 주위의 조직에 의해서도 일어나기 때문에 휴면의 유전은 복잡하게 Mendel의 간단한 유전법칙으로는 휴면을 충분히 설명 할 수없다.

ⓒ 환경적 요인

실제 농민이나 종자의 생산자 및 판매업자들은 품질이 다른 종자가 유전적으로 균일 하지 못한 품종에 의해서 생긴다고 볼 수 있다. 이러한 변이는 발아력, 종 자세, 휴면성의 차이라고 할 수 있다.

ⓓ 상관 효과

   많은 식물종에서 하나의 개체식물의 종자를 만드는 화서나 화형에 따라 휴면성 이 다른데, 이러한 현상은 다형현상 또는 이형현상이라 한다. 밀이나 보리와 같 은 화곡류에 있어서 다형성은 크기가 다른 영과에서 일어나고 휴면은 소수(작은 이삭)가 다를 때 생긴다.

ⓔ 호르몬

휴면은 발아증진 물질과 억제물질의 상호조절에 의하여 일어난다. 주요한 억제 물질은 ABA가 휴면타파제인 Kinetin의 생리적 농도와 관련된 양을 서로 비교 함으로서 휴면종자와 비 휴면종자를 구별할수 있다.

⑦ 내생적 발아 억제물질

 많은 종류의 식물에서 멀리 비산하는 종자는 발아를 억제하는 물질을 함유하고 있 다. 발아억제제는 처음에 과일에서 분리되었는데, 가장먼저 알려진 것은 팥배나무 의 일종인 마가목 과일에서 추출한 pavasorbic acid이다. pavasorbic acid는 잎과 뿌리및 그밖의 다른 부위에서도 발견할수 있다.

3. 종자의 타발휴면

타발휴면은 수분, 광, 온도등이 부적합하여 발아를 할 수 없는 정지상태인 종자 휴식으로 휴지라고 한다. 타발휴면은 종피의 물리적인 성질과 깊은 관계가 있는데, 적당한 광선이 나, 다른 자극적 환경조건의 부여로 해결할수 있다.

1) 타발휴면의 영향요인

타발휴면은 주로 수분, 공기 및 기계적 원인에 기인한다.

(1) 수분

종자의 경실원인은 유전적 원인과 환경적 원인으로 나누어 볼 수 있다. 대부분의 사람들은 종자의 경실은 유전한다고 믿고 있다. 수확전의 환경도 종피의 불투성에 영향을 끼치는데, 재배기술로는 어느정도 보완할수 있다. 종자의 성숙말기의 기상조 건과 토양조건도 휴면에 영향을 끼치는 것으로 알려져 있다. 소립종자인 두과식물(화이트클로버, 레드클로버, 알사이클로버, 앨펠퍼, 자운영 등)의 종자와 콩, 팥, 광 저기등의 종자에는 경실이 많다. 감자, 고구마, 황마, 나팔꽃, 연,오크라등의 종자도 경실이고, 화본과 목초인 딜리스그래스, 바히야그래스등의 종자에서도 경실을 볼수 있다. 이러한 불투수성은 여러 가지 원인에 의하여 유기되는데, 주로 흡수부인 제와 주공 및 봉선에 큐티클층과 책상세포가 잘발달하여 수분의 투과를 저해하는 것으로 알려져 있다. 그러나 비경실의 종자에서는 이들 층이 제를 사이에 두고 결합되어 있지 않다고 한다. 또한 두과식물의 종자에서는 종피에서 suberin이나  lignin또는 cutin이 분비되고, 수박씨의 중심층에서도 cutin이 분비된다고 한다. 그리고 화본과 식물의 종자중 경실종자의 태좌에서는 subrin이 분비 된다고한다 (AOSA).

책상세포안의 두께가 두꺼울수록 그리고 pectin의 함량이 많을수록 경실화 되는 경 향이 많다고 한다. 그밖에 책상세포안의 subrin이 불투성의 원인으로 지적된다. 경 실 종자를 가진 식물은 물의 흡수를 조절하는 특별한 기구를 가지고 있다. 물의 불 투성은 주공 근처에 종피가 틈을 가지고 있어서 이틈이 열려 있어야만 물이 종자속 으로 침투 할수있다. 

(2) 가스 ( O₂)

물과 마찬가지로 산소 역시 선택적으로 투과하며, 물은 투과시켜도 산소는 투과시 키지 못하는 종피가 있을수 있다. 배로부터 가스투과가 제약되는 기구는 가스의 휘 발성과 종자의 조직이 적기 때문에 결정하기가 어렵다. 종피의 불투기성으로 인해 산소의 흡수가 저해되고 CO₂가 축적되어 발아하지 못하는 종자는 흔하지 않지만 보리, 귀리, 도꼬마리, 오이, 커피, 참나무등의 종자가 있고, 그밖의 몇가지 나무의 종자에서도 볼 수 있다. 목초의 종자에서도 두꺼운 종피로 인하여 휴면하는 것을 볼수있는데, 이들종자를 견과라고 한다. 산소를 투과시키지 않은종자로 잘알려져 있 는 것은 도꼬마리의 종자이다. 이삭의 윗부분에 달려있는 소립의 종자일수록 100% 발아 하는데 많은 산소를 필요로하고, 밑부분의 종자는 완전히 발아하는데 6%의 산소를 필요로 한다. 사과도 종피에서 산소를 흡수하기 어려운데 20℃에서 침윤시 키면 산소의 흡수가 어려운 반면, 4℃에서 침윤시키면 오히려 산소 투과율이 증가 한다고 한다. 수박이나 참피나무 및 오이 종자에서는 주심의 막이 불투과성의 원인 이 된다. 예를들어 오이종자의 주심의 막에서 내부의 막은 산소보다 CO₂를 더잘 투과시킨다.

(3) 기계적 저항

종피가 딱딱하여 배의 팽대를 기계적으로 억제하기 때문에 종자가 휴면하거나 물을 흡수 하더라도 종피의 기계적 저항으로 말미암아 배가 함수상태로 휴면하는 것을 여러가지 잡초, 나팔꽃, 땅콩, 복숭아, 체리등의 종자에서 볼 수 있다. 이러한 종자 를 건조 시키거나 30℃의 고온으로 처리하면 교질물이 변화되고 종피의 기계적 저 항력이 약화되어 발아하게 된다. 이들 종자는 종피를 제거함으로서 발아 시킬수 있 다고 생각되지만 경우에 따라서는 종피를 제거할 때 억제물질이 방출되기도 한다. 휴면하는 도꼬마리 종자에 종피가 파열되도록 가벼운 힘을 가하면 휴면이 타파되고 휴면하지 않은 종자에 상처를 준 결과 휴면하는 종자에서 보다 2배정도의 높은 발 아율을 나타내었다고 한다. 따라서 종피의 물리적인 제약은 휴면의 주요인이 아니 며 다른 기작 을 내포하고 있기 때문이라고 할 수있다.

4. 종자의 제2차 휴면

1) 제2차 휴면이 일어나는 원인

성숙한 종자에 없었던 휴면이 어떤원인에 의하여 휴면이 새로 생기게 되면 이를 제2차 휴면이라 한다. 발아에 부적당한 환경으로는 고온, 저온, 습윤, 건조, 암흑, 광, 산소의 부족등을 들 수 있다. 예를들어 저온 (5～15℃)에서 수영의 종자는 제2차 휴면에 들어 가게된다. 제2차 휴면의 유발은 종자가 생리적 성숙에 달한후 1～1.5개월 후에 가능하 다. 물론, 이렇게 하여 생긴 제2차 휴면은 생리적 성숙기에서 제2차 휴면을 위한 처리 시기까지의 기간이 길면 길수록 제2차 휴면기간이 단축된다.

2) 후숙 (after ripening)

어떤 식물에서 생리적으로는 성숙하였지만 형태적으로 미숙한 상태로 모주로부터 종자 가 떨어지거나, 전혀분화 되지않은 세포덩어리로서 모주로부터 떨어진 경우 차츰 분화 한 다음 완전한 형태의 종자로 성숙하는 것을 후숙이라 한다. 대개의 화곡류 종자는 15～20℃의 온도 범위에서 1～2개월 저장하면 최대의 발아율을 나타낸다. 후숙 처리시 의 주요한 요소로는 종자의 수분함량, 온도, 산소등을 들 수 있다. 종자의 수분함량과 온도조건이 산소보다 자연상태로서의 후숙에 더 큰요소가 된다. 

(1) 종자의 수분함량 

저장중이거나 건조한 토양에서 종자의 수분함량은 주위 환경에 따라 달라지며, 주위 의 상대습도와 평형점에 달한다. 건조한 종자의 수분함량을 외부환경 조건에 따라 5～15%이다. 건조한 종자의 수분함량보다 후숙후의 수분함량이 많으면 종자는 활력 을 쉽게 잃게되고, 계속하여 종자의 수분함량이 높게 유지되면 제2차 휴면에 들어가 게 된다. 종자의 활력을 유지하고 제2차 휴면을 일으키지 않을 정도로 수분함량을 조절하여 후숙 처리를 해야한다.

(2) 온도 

후숙의 정도는 온도에 따라서 달라진다. 화곡류의 종자는 30～40℃에 수일간 건조상 태로 두어도 후숙처리가 촉진된다. 저온은 후숙을 방해하고 고온은 후숙을 촉진시킬 수 있다. 

(3) 산소 (O₂)

후숙은 산소가 많은 대기중에서 촉진되고 산소가 적은곳에서는 억제된다. 벼와 야생귀리를 질소가스에 간헐적으로 처리한 경우보다는 산소를 100%처리한 환경에 

서 후숙율이 2배로 증가 하였다고 한다. 즉 호기성의 대사는 후숙과정에서 필수적이 라는 것을 알 수 있다. CO₂는 고농도에서는 억제적으로 작용하지만 저농도에서는 촉진하는 경우가 많으며, 농도나 처리시간에 따라 촉진적 또는 억제적으로 작용한다. 

5. 종자의 휴면타파.   

자연상태에서 타발휴면은 토양을 얼렸다 녹였다 하거나 동물의 소화기관을 통과시키거나 미생물의 활동,산불, 토양산도 및 기타 방법을 이용하여 타파 할 수 있다. 휴면을 타파 하는데는 수년을 걸리는 경우도 있지만 그렇지 않은 경우도 있다. 작물의 종자 중에서 견고한 종자들은 빨리, 그리고 균일하게 발아를 촉진시키고, 휴면타파는 균일한 입묘가 되도록 하기 위하여 흔히 파종전에 상처를 입힌다. 종자를 서로 부딧히거나 마찰을 하여 기계적 손상을 입히고, 그밖에 물리적인 방법으로 진탕(sweet clover), 온탕(ladino clover), 건열(벼), 저온(앨펠퍼), 고압 등을 처리하며, 또 다른 방법은 화학제를 처리하기 도 한다. 

1) 유전적 극복

재배귀리는 휴면성이 얕고 야생귀리는 휴면성이 깊은데, 이들을 상호 교잡한 결과 가 을에 파종하면 겨울 동안에 휴면상태로 지내고 이듬해 봄에 곧 발아하는 것이 있는데, 이것을 dormoat라고한다. 종자의 견고성은 유전하는 것으로 알려져 있다. 예를들어 388개의 콩품종 중에서 80%의 품종이 1～79%에 달하는 견고성의 차이를 보였다고 한 다. 또 견고하지 않은 종자와 견고한 종자사이의 교배에 의하여 견고하지 않거나 중간 정도의 견고한 품종을 얻을 수 있다고 한다. 

2) 등숙환경의 조절

수확전 종자의 발달과 성숙기간중의 환경요인들은 휴면기간에 영향을 끼친다. 봉선화 종자의 휴면은 종자의 형성과 발달기간중 토양의 수분이나 질소함량에 따라 크게 좌우 된다. 즉 종자의 형성과 발달과정중에 물이나 질소의 공급이 잘되는 경우에는 종자의 휴면기간이 짧다. 그러나 캔터키블루그래스에서 성숙기는 수확후 휴면기간에 큰영향을 끼치지 않은 반면, 수확기에 있어서 종자의 수분함량은 휴면과 관계가 있다. 즉 수분함 량이 많을수록 휴면기간이 길어진다. 갓 수확한 밀종자는 18℃이상의 온도에서는 휴면 하지만, 야생귀리 종자는 5～30℃의 넓은 온도범위에서 휴면 한다.

3) 광과 휴면 

어떤 종자는 암 상태에서는 발아하지 않지만 불과 수초만이라도 반복적으로 광선에 노 출시키면 발아한다. 이들 종자에서는 광선이 휴면을 타파시킨다고 한다. (예, 도꼬마리)

휴면중인 종자를 가수화 시키고 백열광을 조사하면 휴면이 타파된다. 어떤종의 종자는 아주 짧은시간, 즉 수초동안 낮은 에너지의 백열광을 조사해도 휴면이 타파된다. 어떤 경우에는 간헐적인 광조사, 또 어떤 것은 일중 광주기에 의하여, 어떤 것은 짧은시간의 광선에 의하여 자극을 받고 장시간의 광조사에 억제 되는것도 있다. 대부분 넓은 광파 장에서는 억제되고 백열광(670㎚)에서는 휴면이 타파된다. 온도와 조도와의 상호관계도 휴면에 영향을 끼친다.이러한 많은 성질의 차이는 하나의 색소체 phytochrome의 기능 으로 이해되고 있다.

◉ 광 발아종자 : 베고니아, 자작나무, 갓, 명아주, 담배, 상추, 뽕나무, 우엉, 차조기 등

◉ 암 발아종자 : 광대나물, 파, 양파, 가지, 수박, 호박, 수세미 등 

◉ 불 감수성   : 화곡류의 대부분종자, 옥수수, 오이, 토마토, 무 등

4) 온도와 휴면

많은 종자들은 침윤전 수주동안 저온처리를 해야 발아하는데, 이들 종자는 저온 때문 에 발아하는 것이 아니라 저온후 다시 고온에 접하였기 때문에 발아하는 것이다. 즉 저온에서 휴면이 타파되고, 고온에서 발아가 원활해지기 때문이다. 종자 내에 발아억제 물질과 촉진물 을 동시에 가지고 있을 경우에는 발아를 위하여 특수한 온도처리를 필 요로 하는때 가 있다. 휴면은 발아촉진 물질 ↔ 억제물질의 상호균형에 의하여 일어나 며 침윤 상태에서는 저온처리를 하거나 침윤시키지 않은 종자를 고온처리 하는 등 온 도 처리로도 휴면을 조절 할수 있다.

(1) 저온처리

많은 식물은 종자에서 침윤상태로 광 처리를 하기전에 5℃에 처리하면 휴면타파에 효과가 크다. 암 상태에서는 발아하지 못하는 종자를 저온에 수일 또는 수주동안 두 면 광 반응과 더불어 휴면을 타파하는데 효과가 크다. 광선과 암조건에서 저온처리 의 효과는 저온에 노출되는 시간에 따라 달라질 수 있다. 스트로브 잣나무의 종자는 32일간의 처리에서만 완전히 휴면이 타파되었다고 한다. 저온처리(chilling)시의 온도 도 휴면타파에 관여하는데, 털비름의 종자는 20℃이하에서 그 효과가 인정되고, 10℃ 에서 144시간 처리하면 암 상태에서도 높은 발아율을 나타냈다고 한다.

(2) 층적저장(stratification)

배 휴면을 하는 종자는 저온에 수일내지 수개월 저장하면 휴면이 타파된다. 이때 0℃ 이하의 저온은 효과가 없고, 0～6℃가 가장 효과적이다. 습한 모래나 이끼와 종자를 엇바꾸어 층상으로 쌓아 올리고 이것을 저온에 두어 휴면을 타파시키는 방법을 층적 처리 또는 습윤저온 처리라고 한다. 층적하면 종자가 발아할 때 필요한 조건이 달라 지는 경우가 있다. 즉 소나무의 일종인 sugar pine은 층적하지 않으면 25℃이상의 온 도에서만 발아하지만, 25℃이하의 온도에서도 발아할 수 없다.

층적의 효과는 종자가 얼마나 오래 휴면 하였는가에 따라서도 다르다. 중국 단풍나무 의 종자는 수확 직후에는 2개월간의 층적이 휴면타파에 필요하지만, 수확후 1년후에 는 층적하지 않아도 발아한다. 배 휴면을 하는 종자의 일반적인 특성으로 오래된 종 자일수록 휴면 지속성이 감소한다. 그러나 휴면이 얼마나 빨리 타파되는가는 식물의 종류에 따라서 다르다. 

(3) 고온에 의한 휴면타파 

Nikolaeva(1939)는 몇가지 목본에서 고온처리가 휴면타파에 효과가 있다는 것을 밝히 었다. 산 사시나무 종자는 발아적온이 20℃에서, 서양 물푸레나무 종자는 20℃에서, 사철나무 종자는 15～20℃에서 1～3개월만에 발아하였다고 한다.

몇몇 초본류 에서도 휴면타파에 온탕처리가 효과적인 것으로 밝혀져 있다. 예를들어 수선화의 종자는 30～38℃의 상온에서는 휴면 하지만 3～4주 동안 26℃에 두었다가 10～15℃에 옮기면 발아가 증진된다. 이러한 현상은 블루베리의 종자에서도 확인 되 었는데, 26～31℃의 최적온도에서 수주간 처리한후 11℃에 둔결과 발아하였다고 한다.

5) 경실종자의 휴면타파 

경실종자의 휴면타파를 위하여 희석한 황산 또는 에탄올을 이용하거나 기계적으로 종 피에 상처를 입히거나, 얼렸다 녹였다 하거나, 광선을 이용하거나, 비벼서 충격을 주거 나 누르는 방법 등을 이용하고 있다. 그러나 이러한 방법은 어디까지나 실험실에서의 

방법이며 어떻게 하면 부드러운 종피 를 자연상태(포장)에서 만들 수 있는가 하는문제 에 대한 연구는 그리 많지않다. 재배포장에서 여러 가지 도구나 기계를 사용하여 기계 적으로 마찰 시킬 수 있는데 이 방법은 바람이나 강우에 의하여 토양입자와 종자가 마 찰 될 때 가능하다. 자연조건과 유사한 조건으로 가장 잘알려져 있는 온도처리 방법은 고온처리법과 저온처리법이 있다. 루핀종자를 변온처리하면 종피의 종류마개를 부수어 물이 그곳을 통해 잘 들어가게 된다. 끓은물에 수분동안 담가두면 종피의 투수성이 커 진다. 열처리에 의하여 영향을 받는종자도 있다. 더운물은 목화종자의 합점마개를 분열 시키고, 자귀나무 종자는 우발적인 산불에 의하여 발아하였다고 한다. 건조한 종자를 태우거나 끓는물에 담그는 방법은 같은 원리에서 비롯되었다고 할 수 있다.

6) 생장조절제에 의한 휴면타파

종자에 처리한 호르몬은 휴면을 타파하여 발아를 촉진시킬 수 있다.

(1) gibberellin

gibberellin은 많은 식물의 종자에 있어서 휴면타파에 효과가 있으며, 심지어 휴면하지 않는 종자에서도 발아 촉진효과가 있다. 휴면하는 종자 중에서 종피휴면을 하는 식물 (보리, 상추 등)은 물론 배 휴면을 하는 야생종자에서도 그 효과가 있는데, 효과적인 농도는10－ⁿ～10－³㏖이다. 

여러종류의 gibberellin으로 시험해본 결과 GA4와 GA7의 혼합처리 에서는 GA3의 단 독 처리에서보다 낮은 농도에서 효과가 컸다고 한다. 완전한 종자에 있어서는 gibberellin이 효과가 적은 경우가 있는데, 그 효과는 가벼운 종피 파상이나 찌르거나 비비는 등과 같은 종피처리에 의해 달라질수 있다. 어떤종자에 있어서는 gibberellin이 종피를 통하여 즉각 침투하지 않는데, 이것은 흥미있는 사실이다. 또한 GA는 thiourea와 같이 발아증진을 위하여 광선과 온도를 대체할 수 있으며 광선과 온도를 필요로 하지 않은 종자들에서도 발아를 증진 시킨다.

(2) cytokinin 

cytokinin은 gibberellin과 ABA를 함께 사용했을 때 ABA와 같은 억제물질을 중화시 키는 역할을 한다. cyctokinin은 광선과 결합했을 때에만 발아를 증진시키는 효과가 있지만 gibberellin은 광선이 있든없든 발아증진 효과가 있다. 적색광은 cyctokinin 이 있을때에는 발아증진 효과가 역전되고, gibberellin은 장파장의 광선이 있을때에는 발 아를 증진 시키지만, gibberellin acid는 발아를 증진시킬수 있는 파장의범위가 넓다.

7) 기타 화학제 에 의한 휴면타파 

(1) ethylene

휴면타파에는 ethylene(C2H4)이 효과가 있는 것으로 알려져 있는데, 가스 상태로나 

ether의 형태로 이용되며, 효과가 인정되는 농도는 0.1～200㎕／ℓ이다.

석죽과의 들개미자리나, 털비름, 흰명아주, 돼지풀 등과같은 잡초종자의 발아증진에 ethylene이 효과가 있다고 알려져 있다. 또한 토양중의 ethylene이 휴면중인 종자에 가스를 부여 하는 것으로 알려져 있다.

(2) auxin

auxin은 gibberellin. cyctokinin. ethylene등과 더불어 휴면타파에  필요한 생장조절 제 로서 세포의 신장을 증진 시켜 준다. 10￣¹㏖에서 휴면타파의 효과가 인정되고 이보다 높은 농도에서는 오히려 억제작용을 한다.

(3) fusicoccin

fusicoccin은 Fusicoccum amygdala 균으로부터 분리 되었는데, ABA에 의하여 억제 와 상추종자의 발아증진에 효과가 크고 옥수수와 무의 발아를 촉진 시킨다. cotylmol과 cotylemin E도 상추종자의 휴면타파에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

(4) 호흡 억제제 

휴면타파에 효과가 있는 호흡억제제로는 시토크롬산화효소인 cyanide, azide, lydo

xylamine, hydrogenphride, carbon monoxide등이 있다. cyanide는 보리나 상추의 종 자와 같은 종피휴면을 하는 종자와 사과와 같은 배휴면을 하는 종자의 절제된 배에 자극을 주어 휴면을 타파한다. 그리고 D- threo- chloramphen은 상추종자의 휴면타파 에 효과가 있는데, 이것은 단백질 합성에 관여하는 것으로 생각된다.

(5) 산 화물

① 산소 ( 0₂) 

휴면의 경감에 높은 농도의 산소가 효과가있다. 산소가 종자의 내부로 들어 가는데, 종피에 의하여 저항을 받는 문제를 극복해주기 때문이다. 종피의 제거로 휴면이 타 파되는 종자는 높은 산소첨가에 의한 효과가 없다.

② 과산화 수소 ( H₂O₂ )

과산화 수소는 호흡촉진제로서 발아를 증진 시킬뿐만 아니라 소독제의역활도 한다.

(6) 질소 복합물

nitrate와 nitrite는 오래전부터 발아촉진제로 알려져 왔으며, 휴면타파의 효과도 인정 되고 있다. 화본과 식물의 종자는 물론 쌍자엽 잡초의 종자에서도 이물질들의 효능 이 인정되고 있는데, hydroxylamine의 효과도 인정되고 있다.

① 질산칼륨 ( KNo₃)

질산칼륨은 목초의 종자나 관목 및 일부채소 종자의 휴면타파에 효과가 있으며 광 의 효과를 증진시켜 준다. 또 GA나 Kinetin과 더불어 담배종자의 발아증진에 상승 적 효과가 있으며 적정처리 농도는 0.1～0.2%로 알려져 있다.

② thiourea

thiourea는 발아에 필요한 광선의 효과를 대체할수 있다. 또 후숙중에 생기는 생장 증진제의 대체 효과도 있고, 상추종자의 발아에 있어서 고온, 침윤을 극복할 수 있 다.

(7) 황 화합물

몇가지 황화합물이 휴면타파에 효과가 있다. 그러나 이들이 왜 효과가 있으며 그들 이 감소시키는 것이 어떤작용 때문인지, 아니면 다른 어떤 성질때문인지는 확실히 밝혀져 있지않다.

(8) 기타 화학제

많은 다른 화학복합물도 휴면을 타파시킬 수 있다. 예를들어 CO₂는 오래 전부터 알려져 있는 휴면타파제이다. 즉 자연상태에서는 찾아볼수 없는 40% 이상의 농도에 서 상추종자의 휴면타파에 효과가 있고, 토양중의 공기 조성에서나 가능한 낮은농도

(0.5～5%)에서도 야생귀리와 셔브클로버의 휴면타파에 효과가 있다.

(9) 휴면유기 물질의 상호작용

광 처리와 같은 하나의 방법에 의해 휴면이 타파되는 경우도 있지만, 여러 가지 다 른요소 (저온, 변온, 후숙처리등)이 복합적으로 관여하여 휴면타파의 효율을 높일수 있다. 그리고 많은 종자들은 건조후 열처리나 여러 가지 화학제의 처리에 의하여 휴 

면을 타파할 수 있지만 광, 저온, 변온등의 처리가 필요하지 않은것도 있다.

6. 종자의 수명에 관여하는 요인 (종자퇴화 원인)

1) 내부요인

종자의 물리적 내지 생리적 상태는 종자의 수명에 영향을 끼친다. 종자가 파열되거나 손상을 입었을 경우에는 정상적인 종자보다 빨리 퇴화된다. 물리적인 증상은 없지만 종자는 생리적으로 지장을 받아 빨리 퇴화 될 수도 있다. 종자가 발육하는 중이거나 또는 생리적으로 완숙하기전에 어떤 나쁜환경에 있게되면 종자의 수명이 짧아진다. 예 를 들어 질소나 칼리 또는 석회의 결핍, 과다한 습기, 높은온도 등은 모두 종자의 수명 에 영향을 끼친다.

2) 상대습도와 온도

상대습도와 온도는 종자의 수명을 좌우하는 중요한 외적 요인으로서 이들은 함께 종자 의 수명에 영향을 끼친다. 대부분의 식물종자는 80%의 상대습도와 25～30℃의 온도에 저장하면 발아력이 빨리 저하된다. 그러나 종자를 50%이하의 상대습도와 5℃이하의 온도조건에 저장하면 10년이상 발아력 을 유지할 수 있다.

3) 저장고내의 가스 

저장고내의 공기조성은 대기의 조성(C0₂0.03%, 질소80%, 산소20%)과 다르며 또한 인 위적으로 변화 시킬수 있다. 저장고내의 산소농도가 대기중의 산소농도보다 높을때에 는 옥수수종자의 경우 퇴화가 촉진되고, 저장고내의 CO₂농도가 대기중의이산화 탄소 의 농도와 같을 때에는 상추, 양파, 레드클로버, 종자의 경우 저장력이 향상되며, 저장 고 내의 질소가스 농도가 대기중의 질소농도와 같을 때에는 밀종자의 경우 퇴화가 시 작 되는 것을 늦출수있지만 일단 퇴화되기 시작하면 종자가 대기중에 있을때와 같이 빨리 진행 되었다고 한다. 질소가스에 로벨리아 종자를 저장하면 발아력이 연장되었지 만, 메도우페스큐나 츄잉페스큐의 종자는 발아력에 아무런 효과가 없었고, 오히려 양파 레드클로버, 캔터키블루그래스 및 양배추의 종자는 퇴화가 촉진되었다고 한다. 또한 종 자를 진공상태에 저장한결과 50여종의 종자가 10년이상 발아력을 유지하였고, 로벨리 아종자 역시 질소가스로 부분 진공하여 저장한결과 발아력이 8년까지 유지되었지만 

－5～5℃의 온도에 저장했을 경우에는 종자를 대기에 또는 CO₂, 질소가스 등이나 진 공상태에 두든 종자의 발아력은 25년 동안 유지시키는데 큰차이가 없었다고 한다.

4) 종자내의 수분

① 종자내의 수분형태

식물조직의 세포내에 있는 물은 매우 복잡한 형태로 존재한다. 식물체 속에있는 물은 결합수, 흡착수, 유리수 등으로 나눈다.

결합수는 아미노그룹등에 긴밀히 결합되어 있어 종자내의 분자가 큰 화합물 곁에 1개 의 층을 형성하고 있고,  흡착수는 결합수 위에서 수산기나 아미드군에 여러층으로 느슨하게 결합되어 있으며 유리수는 종자의 조직사이에 모관력에 의하여 존재하는 모 관수 이다. 그러나 이상과 같은 종자내 수분의 구분은 단순한 표현에 지나지 않는다. 식물과 물사이의 관계는 잘알려져 있지 않지만 물은 종자와 여러면에서 관계를 가지 고 있다. 물은 종자의 조직을 구성하는 화학구조의 일부로 존재하며 수소결합이 그 한 예인데 물은 어떤 단일분자로 존재하지 않는다.

어떤 경우에는 물이 종자내에서 1개로 독립된 분자로도 존재하는데, 이와같은 경우 물분자는 종자내 조직의 배열이나 분자의 구조에 따라 매우 다양성을 가지게 된다. 

때로는 물덩어리로 존재하여 다른내부의 조직과 항상 관련을 가지고 있어 결합수인지 유리수인지 구분하기 어려운 경우도 있다. 

② 수분평형 

종자의 흡습성은 어떤 주어진 상대습도하에서 종자의 수분함량을 조절할수 있도록 해 준다. 종자의 수분평형은 종자가 더이상 수분을 흡수하지 않고 또 잃지도 않을 때 있 게 된다. 종자의 흡습형 커브는 등온흡습곡선 이라고 하는데, 이는 일정한 온도하에서 종자의 수분함량과 상대습도와의 관계를 곡선으로 나타낸 것이다.

이 곡선은 상대습도가 다를 경우 종자가 수분을 흡수하는가 아니면 잃는가를 측정하 여 만든 것 으로서 어떤 주어진 상대습도 하에서 종자의 수분함량을 추정하는데 이용 된다. 이등온 흡습곡선은 S자형을 나타내는데, 3단계로 구분이 된다.

제1단계 : 물이 종자의 화학적구조의 일부로 긴밀히 붙어 있는경우로서 종자의 조직 을 파괴하지 않고는 뗄 수 없는 단계이다. 

제2단계 : 물이 제1단계보다 느슨하게 결합되어 있는 경우로서 대부분의 종자는 이 단계에서 상대습도와 종자의 수분함량이 직선적인 관계를 가진다. 이단계 의 윗부분에서는 종자를 건조시킴으로서 물을 쉽게 빼낼수있지만 아랫부분 은 여간해서 빼낼수없다. 따라서 종자를 저장할 때 종자가 퇴화되는 것은 이 단계의 윗 부분에 있는 물 때문이다.

제3단계 : 물이 종자의 조직내또는 세포사이에 매우 느슨하게 결합되어 있는 경우로 서 건조에 의하여 물을쉽게 제거될수 있고, 또한 종자에서 빨리제거 되지 않으면 종자의 퇴화를 가속화 시킨다.

③ 수분평형 곡선을 좌우하는 요인

㉠ 종자의 화학적 성분

단백질이나 전분의 함량이 많은종자는 지방의 함량이 많은 종자보다 흡습성이 강하 여 수분평형곡선이 높다. 즉 옥수수를 비롯한 몇몇 화곡류의 종자는 아마나 해바라 기 또는 콩과같은 유료작물의 종자에 비하여 동일한 상대습도 하에서 종자내 수분 함량이 높아질수 있다. 따라서 유료작물의 종자는 어떤 일정한 상대습도하에서 보 다 많은 수분을 흡수하여 그것을 단단히 결합하려는 능력이 적으며, 이때 여분의 수분은 잉여수분으로 되어 이것이 종자의 퇴화를 촉진시키는 경우가 있다.

㉡ 온도

종자의 수분평형곡선은 온도의 영향을 약간받는다. 즉 어떤 일정한 상대습도하에서 온도가 상승하면 수분함량은 상대적으로 낮아진다. 대부분의 평형곡선은 25℃에서 만들어 진것이다. 

㉢ 이력현상

방습시의 평형곡선은 흡습시의 평형곡선보다 약간높다. 물을 흡수할때와 방출할 때 에 볼 수 있는 물의 량의 차이를 이력현상 이라한다. 즉 종자가 흡수한 물을 반대 조건하에서 방출한 물의 량과 다르다. 이와같은 현상은 종자의 조직이 물을흡수하 여 불게되면, 새로운 결합수가 붙은극이 종자에 생기기 때문에 이러한 현상이 나타 난다. 이와같은 결과는 종자로 하여금 방습했다해서 쉽게 쭈그러들지 않게하는 원 인이 되기도 한다. 따라서 이력현상은 종자의 조직이 보다 견고한 경우 흡습할때에 만 볼 수 있다.

5) 온도 

외부의 온도가 0℃가 되면 종자의 세포사이에 있는물이 얼어 결정체로 됨으로서 세포 막에 기계적 상처를 주게되고, 나아가 종자의 수분함량이 14%라 하더라도 대개의 저 온 저장고는 상대습도가 비교적 높기 때문에 이와같은 저장고에 종자를두면 얼마 안있 어 종자는 수분의 평형을 이루게된다. 따라서 저온에 종자를 저장할 경우에는 저장고 내의 상대습도를 조절할수 있도록 하거나, 아니면 저장할 종자가 더 이상 수분을 흡수 하지 못하도록 별도의 저장 용기에 넣어 저장고에 저장한다. 온도와 상대습도는 종자 의 대사작용에 각각 다른 영향을 끼친다. 즉 상대습도가 높으면 종자의 수분함량이 증 가하고, 나아가 종자의 가수분해 효소의 작용과 호흡작용이 증가되며, 그결과 유리지방 산의 함량이 증가된다. 한편 온도가 높으면 효소의 작용과 대사작용을 증가시킴으로서 호흡이 증가하여 결국 퇴화가 촉진된다. 따라서 온도와 상대습도가 다같이 종자의 수 명에 영향을 끼치지만 상대습도를 낮게하여 종자의 수분함량을 낮추는 것이 저장고의 온도를 낮추는 것 이상으로 중요하다. 

6) 유전적 요인

같은 조건하에서도 어떤 종자는 저장력이 보다 더크다. 대게 장명 종자들은종피가 단 단하고, 불 투과성이다. 예를들어 칸나, 수련 및 루핀 종자는 500년이상 생명을 유지할 수 있다고 한다. 

반면 단명종자는 상추, 양파, 당근 등과 같은 채소와 호밀과 같은 작물의 종자가 있고 옥수수와 밀은 저장력이 매우강한 귀리에 비하여 수명이 중간정도 이다. 종자의 화학 적 성분이 비슷한 것이라도 종이 다르면 저장력에 차이가 있다. 이는 저장력에 대한 유전적인 이유라고 할 수 있다. 예를들어 츄잉페스큐와 라이그래스가 페스큐보다 저장 력이 휠씬높다. 옥수수의 경우 어떤 계통은 12년간 저장한 후에도 90% 발아한 반면 같은 조건하에서 어떤 계통은 모두죽었다고 한다. 따라서 유전이야말로 종자의 수명에 중요한 요건이라 생각된다. 

7) 미생물

진균이 종자를 침해하는 것은 포장에서 볼수도 있고 저장 중에도 볼 수 있다. 포장에 서 흔히 균이 침해 할 때에는 종자가 수확되기 전이기 때문에 종자의 수분함량이 30～ 35%로 매우높고, 또 대기의 상대습도도 90～95%로 높다. 포장에서 균이 침해 할 때에 는 종자가 성숙할 때 이므로 이때의 침해가 종자의 퇴화에 직접영향을 끼치는 경우는 드물다. 그러나 저장중에 종자를 침해하는 균은 상대습도가 높지않아도 번식하는 특징 이 있기 때문에 이들균은 상대습도가 65～90%이면 언제나 종자를 침해할 수 있다. 저 장 중에 균이 종자를 침해할 수 있는 온도는 약30～33℃이다. (최고55℃, 최저0℃) 균 의 침해를 입은 종자는 물리적인 이유에서 뿐만아니라 균의 침입으로 생긴 유해 독성 물질 등에 의하여 퇴화된다.

8) 기계적 손상

종자를 수확하거나 정선, 포장, 운송시 기계적 손상을 입게된다. 기계적 손상은 즉시

종자의 수명에 영향을 끼치지는 않지만, 저장 기간중에 서서히 종자의 퇴화를 촉진 시 킨다. 종자의 퇴화는 되돌릴수 없는것이고, 또 점진적인 생리적 과정이기 때문에 적은 기계적 손상이라도 처음에는 별로 큰영향을 끼치지 않지만 종자의 저장 기간중에 서서 히 그 피해가 나타나기 시작하여 결국은 종자의 퇴화의 큰 원인이 된다. 기계적 손상 중에서도 종자의 배 부위에 대한 손상은 종자의 수명에 치명적인 영향을 끼친다. 기계 

적인 손상은 균의 침해를 도와 간접적으로 종자의 퇴화를 촉진시키고 종자의 발아촉진 을 위한 인위적인 처리과정 중에서도 볼 수 있다. 인위적인 처리로서는 종피 파상법이 나 기타 화학물질에 의한 처리를 들 수 있다.

9) 종자의 성숙도

포장에서의 대기온도, 토양수분, 식물의 영양상태 및 품종의 유전적 차이는 종자의 성 숙 및 성숙기에 영향을 끼치고, 나아가 종자의 저장력에도 영향을 끼친다. 대기환경조 건이 양호한 경우 종자의 저장력은 종자가 생리적 성숙기에 있거나 또는 건물중이 최 고에 달할 때 가장 높다. 그러나 종자의 생리적 성숙기나 무게는 한 개체에서는 물론 동일한 소수(이삭)중에서도 다르다. 특히 무한화서(배추, 무, 양배추 등)식물에서는 먼 저 수정 한것과 나중에 수정한 것 사이에도 성숙도에 있어서 큰 차이가 있다. 성숙하 지 않은 종자는 물론 성숙한 종자보다 저장력이 낮다. 그밖의 토양의 양분상태도 종자 의 저장력에 영향을 끼친다. 예를들어 질소, 칼리 및 석회가 부족한 영양액에서 재배하 여 수확한 순무나 고추의 종자는 인산이 결핍된 영양액에서 재배하여 수확한 종자보다 저장력이 떨어졌다고 한다.

7. 종자의 저장

1) 저장고 저장

대부분 식물의 종자는 저장고내 대기의 온도와 상대습도를 조절함으로서 장기간 저장 할 수 있는데, 저장고의 대기조절은 시설비용이 많이든다. 그리고 열대 지방에서는 귀중 한 종자를 보존 하려면 온도와 상대습도를 조절한 저장고에 종자를 저장해야한다.

대기조절에 의한 종자의 저장에 있어서는 다음과 같은점 을 고려해야 한다.

① 저장할 종자의 형태

종자의 형태는 경제적으로 저장할 가치가있는 종자를 대상으로 해야한다. 즉 종자의 값이 월등이 비싸서 저장가치가 높으며, 종자는 저장력이 높고 저장하기 쉬운 형태이 어야 하고, 저장한후 일반 곡물로서의 가치가 있어야한다.

② 저장기간 

종자를 저장하기 위하여 얼마나 오랫동안 저장고를 가동시켜야 하는가는 경제적인 면 에서 중요하다. 종자의 저장기간은 외부의 환경조건에 따라서도 차이가 있다. 즉 온도 가 낮을 때에는 온도가 높은 지역에서 보다 저장비용을 절약할수 있다.

③ 종자의 질적내용

흔히들 양질의 종자보다는 저질의 종자를 저장할 때 더효과적 이라고 믿고 있다. 그러 나 종자의 질에 따라 저장력에 차이가 있다. 즉 저질의 종자는 양질의 종자에 비하여 시간이 경과함에 따라 발아율이 현저히 떨어진다는 것이다.

④ 종자무게의 변화 

수분함량이 많은 종자를 상대습도가 40%인 저장고에 저장하면 수분평형으로 인하여 종자의  수분함량이 10%가 될 때까지 종자의 무게가 감소된다. 종자의 무게가 감소됨 에 따라 크기도 감소하여 많은 량의 종자를 저장 할 수 있다.

⑤ 대기조절의 가능성

대기조절은 저장고내의 상대습도가 낮고 온도도 낮아야 가능하지만 과연 필요한 상대 습도와 온도는 얼마나 되어야 하는가하는 문제가있다. 대개 옥수수, 밀, 보리, 수수  등 의 종자는 수분함량이 12～13%일 때 상온에서도 발아력이나 발아세를 1년동안 유지할 수 있다. 그러나 1년이상 장기간 저장할때에는 종자의 수분함량을 11%이하로 하고 온 도 도 20℃이하가 될 수있도록 해야한다. 콩종자는 20℃의 온도와 50%의 상대습도에 서 18～20개월 저장할 수 있다. 

2) 밀봉저장 

근래에와서 종자를 내습성이 있는 용기나 밀봉용기에 저장하는 방법이 이용되고 있다. 이와같은 용기를 사용하는 이유는 우선 종자를 일정한 수분 조건하에서 안전하게 저장 하기 위해서이다. 밀봉용기에 저장하는 종자는 보통의 상온에서 저장하는 종자보다 수 분함량이 2～3%낮아야 한다.

3) 습도조절과 용기저장

종자저장고내의 수분을 완전히 제거하면 제습제를 비롯한 많은 시설이 필요하다. 대부 분의 종자회사나 종자를 보관하는 기관에서는 유전자원을 비롯한 유용한 종자를 장기간 저장하기 위하여 상대습도와 온도를 어느 정도 조절할 수 있는 저장실을 가지고 있다. 미국의 콜로라도주 포트콜린에 있는 미국 농무성의 종자저장 실험실은 온도와 습도를 임의로 조절하여 많은 식물의 유용 유전자원을 거의 영구적으로 저장하고 있다.

필요한 시설이 되어있지 않은 곳에서는 건조제와 같은 화학물 질을 넣어 밀봉한 용기를 이용하여 습도를 조절할수 있고, 때로는 포화된 염용액을 이 용하기도 한다. 예를들어 황산을 이용하기도 하는데, 이때에는 상대습도가 너무 낮아질 염려가 있어 황산에 물을 넣어 희석하여 상대습도를 조절하기도 한다. 황산은 매우 독 성이 강하므로 인체는 물론 종자에도 직접 닿지 않도록 해야한다. 포화염액은 종자나 인체에  그리 유독하지 않지만, 상대습도를 조절하기 위해서는 다른종류의 염을 사용해 야 한다. 흔히 이용되고있는 종자 건조제는 실리카겔이다. 실리카겔은 코발트 염소를 처 리하여 상대습도가 45% 이상되면 적색으로 변한다. 이와같은 건조제를 이용한 경우에 는 대개 종자 10㎏용기에 건조제를 1㎏을 넣는다. 건조제의 색이 변색되지 않은이상 용 기내의 상대습도는 45%이하가 되고, 종자의 수명이 몇 년동안 유지된다. 건조제를 이용 하는 장점은 시설비가 많이드는 저장고가 필요없고 상대습도가 45%이하로 유지되기 때 문에 균의 피해를 막을 수 있다는 점이다. 단점이라면 건조제의 변색정도를 수시로 관 찰해야 하는 단점이 있다. 

8. 종자의 퇴화증상

종자의 확실한 퇴화는 발아중 또는 유묘가 성장할 때 알 수 있다. 이와같은 경우에은 복 잡한 방법에 의하여 퇴화의 증상을 확인할 수밖에 없다. 이와같은 종자의 퇴화증상은 생 장시험 이나 분석법에 의하여 확인할 수 있다. 

1) 효소활성의 저하

퇴화하는 종자의 초기검사에는 저장양분의 분해나 새로운 생합성에 관여하는 여러효소 들의 활성을 측정한다. 효소의 활성을 측정하는 방법에는 생화학적인 방법인 

tetrezolium 검사와 glutamic acid decarhoxylase활성(GADA)검사가 있다. 그 밖의 종자 의 퇴화에 관련성 있는 효소로는 cutalase, peroxidase, phenolase, amylase 및 cytochrome oxidase와 같은 산화효소가 있다. 

2) 호흡의 저하

호흡은 저장양분의 분해를 위한 여러 가지 효소들의 활동이라고 할수 있으며 따라서 종 자가 퇴화됨에 따라 호흡역시 저하되고, 마지막에는 발아가 되지않는다. 그러나 발아능 력을 완전히 상실하기전, 즉 퇴화가 되기전 발아초기 단계에서는 호흡량은 종자세와 밀 접한 관계가 있다. 퇴화와 관련이 있는 소위 호흡계수(respiratory quotient:RQ)로 알수 있는데, 호흡계수는 종자로부터 나온 CO₂의 량을 호흡에 이용한 산소의 량으로 나눈 값이다. 종자가 퇴화되면 호흡계수가 1.5이상으로 높아지는데, 그 이유는 산소의 량보다 배출하는 CO₂의 량이 많기 때문이다. 이와같이 퇴화종자의 호흡저하는 미토콘드리아 내부에 있는 크리스티의 막 구조가 분해되기 때문인 것으로 생각된다.

3) 종자 침출액의 증가

퇴화된 종자에서는 흔히 볼 수 있는 현상은 종자를 물에 담갔을 때 종자 침출액이 많아 지는 것이다. 따라서 퇴화의 정도는 종자 침출액의 농도와 관련이 있다고 할 수 있다. 이때 침출액은 종자의 막이 분해되어 종자내에서 나온 것으로 그농도는 전기전도율을 검사하거나 또는 가용성 당의 함량을 측정함으로서 알 수 있다.

4) 유리 지방산의 증가

종자내에서 유리지방산이 증가하는 이유는 대부분의 종자에서 균이 침입하기 때문인데, 이와같은 이유 때문에 종자가 퇴화하려면 적어도 종자의 수분함량이 12%이상 이어야한 다. 침입한 균이 직접 지방을 분해하여 유리지방산을 증가시킨다는 보고도 있고, 유리지 방 산이 1%이상 함유되어 있는 면화의 종자는 발아하지 않았다는 보고도 있다.

5) 변색 

대부분의 종자가 노화되면 과피의 색이 갈색으로 변한다. 한 연구결과 에서는 종자가 퇴화됨에 따라 배가 갈색으로 변하여 과피의 색과 발아와 유묘세 사이에는 일정한 관계 가 있었다고한다. 이와같이 과피색의 변화로 크림손크로버의 발아력이 크고 작은 것을 확인 할 수 있다.

6) 기타 증상 

종자의 퇴화는 결국 발아와 기타 식물의 정상적인 생장발달에 영향을 끼친다. 우선 나 타나는 증상으로는 유묘의 출현율이 지연되고, 그 다음에는 유묘의 생장이나 발아가 늣 어진다. 종자가 퇴화됨에 따라 종자가 발아할 수 있는 환경의 범위가 좁아지는데, 이와 같은 증상은 종자의 퇴화초기에 나타나며, 포장 발아가 전혀 안되는 경우도있다. 또 다 른 퇴화 증상으로는 종자가 발아중 또는 유묘의 생장초기에 여러 가지 불리한 환경조건 에 견디는 힘이 적어진다. 종자퇴화의 또다른 증상은 수량이 적어진다는 것이다. 이와같 은 퇴화에 의한 수량감소는 발아나 또는 유묘세에 있어서의 퇴화증상으로는 분명히 나 타나지 않을때도 있다. 묵은 양파의 종자에서는 토양을 뚫고나올 때 자엽축이 생기지 않고, 묵은 조롱박의 종자에서는 과피를 파열시켜 자엽이 비정상적으로 출현하는 경우 

도 있다. 

9. tetrazolium 종자세 검사

tetrazolum 검사는1940년대초 독일에서 Georg Lakon(1928)이 셀레늄에 종자를 처리하 여 죽은종자와 산종자를 확인하면서 발전된 방법으로(TZ)이 보다 효력이  있기 때문에 오늘날에는 전세계를 통해 널리 이용되고 있다. tetrazolium검사는 경우에 따라서는 수개 월씩 걸리는 발아검사보다 빨리 알 수 있어서 quick test라 부르기도 한다. 따라서 tetrazolium검사방법은 종자를 빨리 파종하거나 다른곳으로 보내고자 할 때 매우 유용한 방법이다. 이 방법은 발아능의 변화과정을 추적하는 기술 및 발아 불능의 원인을 추정하 는 방법으로 가치가 있다.

1) 원리

tetrazolum검사는 함수상태에 있는 종자의 호흡여부로 배의 살아있는 조직과 죽은 조 직을 구별하는 것으로서 호흡할 때에  관여하는 많은 효소 중에서 탈수소효소 (dehydrogenase)의 활성을 추정하여 종자의 호흡율 내지는 발아능을 측정한다. 호흡의 결과로 생긴 탈수소 효소와 무색의 tetrazolum용액이 함께 있으면 환원상태로 있는 탈 수소 효소로부터 수소이온이 산화상태의 tetrazolum과 결합하여 붉은색의 fomazan이 된다. 따라서 종자의 발아능은 배 부위의 착색 형태와 착색정도에 따라 추정된다.

2) 방법

먼저 종자를 페이퍼타월 위에 놓고 말아서 함수상태로 발아온도에서 16～18시간 두어 충분히 흡수시킨다. 경우에 따라서는 종자가tetrazoium용액과 직접 접촉하기 쉽게 종 자의 일부 또는 반을 자르거나, 구멍을 뚫거나, 종피를 제거한다. 물에 담갔던 종자를 꺼내어 0.1～1%의 tetrazolum용액에 종자를 넣어 35℃의 항온기 내에서 착색 되도록 한다. 종자의 배부위를 잘랐던 것은 2시간정도, 보통은 6시간 정도이면 착색되는데, 너 무 오래두면 진하게 착색되어 판별하기 어려운 경우도 있다. 종자가 착색되면 꺼내어 마르지 않을 정도의 수분이 있는 상태에서 조사한다.

3) 평가

종자의 살아있는 조직은 붉게 착색되어 정상적인 묘를 만들 수 있는 종자와 비정상적 인 종자를 구별할 수 있지만 종자의 발아능 을 추정하는데는 경험이 필요하다. 살아있 는 건전한 종자는 tetrazolum을 서서히 흡수하며, 손상을 입었거나, 오래되었거나, 언 종자의 배보다도 오히려 엷게 착색되기도 한다. 종자 중에는 완전히 죽은 것도 아니고 그렇다고 해서 완전히 산것도 아닌 것이 있다. tetrazolum검사는 배의 죽은 부위와 살 아 있는 부위를 착색형태와 그 정도에 따라 가려내고 종자가 정상적인 유묘를 만들 수 있는지를 검사하는 것이다. 배의 분열하는 배세포부위가 착색되지 않거나 또는 비정상 적으로 착색되면 종자의 발아능이 약한 것이다. 따라서 종자 검사자는 배의 세포분열 부위가 어딘지를 잘 알아야하고, 나아가 착색의 형태를보아 종자의 발아능을 해석할수 있어야한다. tetrzalum검사의 결과를 해석할 경우에는 종자의 연 조직이나 상처 또는 벌래의 피해를 입은 부위 등에 대해서도 유념해야 하는데, 이상과 같은 요인들에 대해 잘 알지 못하여 건전한 종자를 발아할 수 없는 종자라고 잘못 평가하는 수도 있다.

4) 장점과 단점

tetrazolum 검사의 가장 유리한 장점은 발아능을 조기 검사할 수 있다는 것이고, 휴면 

하는 종자이든 휴면하지 않는 종자이든 모두 검사할 수 있다는 것이 이 방법의 장점이 다. 실제로 tetrazolum검사와 발아검사를 병행하면 휴면종자를 검사하는데 매우 효과 적인데, 발아검사로 즉시 발아율을 알 수 있고 tetrazolum검사로는 죽은종자가 얼마나 되는지를 알 수 있어 이 두 검사의 차이가 바로 휴면종자의 비율을 나타낸다. tetrazolum검사의 불리한점은 그 방법이 좀 어렵고, 또한 결과를 해석하는데 경험을 요 한다는 것이다.

10. 종자퇴화의 원인

종자의 퇴화의 증상을 유발시키는 기본요인들을 이해하는 것이 종자의 퇴화를 연구하는 데 매우 중요하다. 종자의 퇴화는 어느 한가지 단일 원인에 의해 일어난다고 보기보다 는 여러 가지 원인들이 복합적으로 결부되어 일어난다고 생각된다.

1) 저장양분의 고갈

이설은 종자의 퇴화에 관한 매우 오래된 설로서 엄밀한 근거를 가지고 있는 것은 아니 다. 즉 대부분의 종자는 원래 수 천년을 살 수 있는 양분을 가지고 있다고 한다. 고대 무덤 속에는 1,000～2,000년 동안 뭍혀 있던 밀종자도 비록 살아있지는 않았어도 대부 분의 양분이 그대로 저장되어 있었다고 한다. 건조한 종자내 에서는 생화학적인 분해 가 매우 적기 때문에 생화학적 분해 과정만이 종자내 저장양분의 고갈원인이 된다고 할 수 없다. 

2) 분열세포 조직의 기아

이설은 1971년 미국 농무성에서 실시한 종자의 품질에 관한 발표회에서 나온 것이다. 그러나 그 원리는 저장양분의 고갈설 보다 일찍논의 되었다. 이설에 의하면 호흡은 저 장 양분의 이용에 관여하는 조직들을 고갈시킴으로서 양분이 배에 도달하지 못한다는 것이다. 또다른 연구결과에 의하면 충분한 저장 에너지가 있는 곳으로부터 매우 가까 이에 있는 분열세포 들이라도 어떤 양분의 고갈이나 상해에 의해 죽게되어 분열세포 들이 ADP를ATP로 다시 전환시키지 못해 에너지가 고갈되어 죽게된다는 것이다.

3) 유해물질의 축적

이설은 저장고내의 종자가 수분함량이 적은 상태에서 호흡과 효소의 활성이 저하되면 결국 종자의 발아력을 감소시키는 유해물질이 축적된다는 것이다. 묵은 밀종자의 배를 노화되지 않은 밀종자의 배유에 이식 시키고, 또 반대로 노화되지 않은 배를 묵은종자 의 배유에 옮기면 모두 발아력과 유묘세가 저하되는데, 이는 노화된 조직내 유해물질 이 축적되어 있기 때문이다. 유해물질의 하나로는 억제하는 abscisic acid를 들 수 있 다.

4) 발아유도 기구의 분해

이설은 발아를 맨처음 유도하는 어떤 생화학적 기구가 정상적인 기능을 발휘하지 못하 고 퇴화되어 버린다는 설이다. 예를들어 gibberellin과 cytokinin은 발아를 유도하는 물 질이라고 생각된다. 이설을 뒷 밭침 해주는 것으로 어떤 생장 호르몬을 처리한 결과 종자의 발아력이 향상되었다고 한다. 즉 유채의 종자에 에틸렌가스를 처리한 결과 정 상적으로 발아 하였다고 한다. 또한 gibberellin이 일부 노화된 셀러리 종자의 발아와 유묘세 를 향상시켰다는 보고도 있다. 

5) 리보솜 분리의 저해 

최근 연구결과에 의하면 리보솜은 발아에 필요한 새로운 단백질을 합성 하기전에  즉 mRNA가 리보솜에 결합하기전에 우선 분리되어야 한다는 것이다. 그런데, 묵은 종자 에서는 리보솜이 분리되지 않아 단백질이 합성되지 않는다. 이설에 대해서는 충분히 연구된 봐 없지만 여하튼 노화된 종자 일수록 리보솜이 분리되지 않아 결국 종자가 퇴 화 된다는 것이다.

6) 효소의 분해와 불활성

효소의 활성 저하는 종자의 노화에서 볼 수 있는 독특한 현상이다. 그러나 효소의 활 성 저하는 기타 다른 변화의 결과이지 그 자체가 퇴화의 주원인이 된다고는 할수없다. 종자에서 효소의 활성저하를 퇴화하는 종자에서 흔히 볼 수 있다. 종자에서 효소의 활 성 저하는 호흡량을 감소시키고 나아가 ATP의 생성과 발아하는 종자에 필요한 양분 의 공급을 감소 시킨다. 

7) 지질의 자동산화 

대사나 또는 방사선의 이온화에 의해 생긴 자유래디컬의 유해한 부작용이 축적되어 종 자의 퇴화를 유도 한다는 것이다. 지질이 자동산화 될 때 생기는 어떤 짧은 래디칼은 단백질이나 효소 등 다른 여러 물질에 유해한 작용을 한다. 

8) 가수분해 효소의 형성과 활성화

종자내 수분함량이 발아에 필요한 수준으로 됨에 따라 가수분해 효소가 활성화 된다. 만일 종자내의 수분이 발아에 충분하도록 공급되면 정상적으로 발아하지만 수분이 계 속해서 적당하게 공급되지 않으면 종자는 그때까지 양분의 분해에 에너지의 소비와 분 해 산물의 축적으로 퇴화하게 된다.

9) 균의 침입

종자내 수분함량이 14～15%일 때에는 대기의 상대습도가 75%일때와 잘 평형을 이루 지만 14～15%이상 일때에는 균의 침입에 의한 퇴화가 문제된다. 균의 침입은 배와 과 피색을 변화시켜 퇴화는 물론 질적 저하를 초래한다. 저장중 종자를 침해하는 세균에 대해서는 연구성과가 많지 않지만, 대개 저장고 내에서 자라는 세균은 저장고내의 온 도를 55～75℃까지 올라 가게하여 종자퇴화의 간접적인 원인이 되기도 한다

10) 기능상의 구조변화

종자가 퇴화됨에 따라 세포막이 선택적 투과성을 잃게되어 세포질 에있는 대사물질이 세포사이로 용출되어 나온다. 이와같이 세포막이 파괴내지 변화는 세포막을 구성하고 있는 인지질이 phospholpase에 의해 가수분해 되거나 또는 인지질이 자동산화 됨으로 서 생긴다. 엄밀한 의미에서는 이것이 퇴화의 원인이라기 보다는 결과라고 할 수 있 다.

11) 유전적 퇴화

정상적인 종자 조직의 세포기능을 방해하는 일종의 체세포적 돌연변이에 의해 종자가 퇴화되는 경우가 있다. 퇴화되는 종자에서는 체세포의 돌연변이에 의하여 염색체 이상 이 생기는 경우를 흔히 볼 수 있다. 염색체의 비정상적인 결합과 절단현상이 X- 선을 처리해준 종자나 묵은 종자에서 많이 관찰된다. 유전적 원인에 의해 종자가 퇴화되는 소위 유전적 퇴화설에 대한 다음과 같은 연구보고가 있다.

① 묵은 종자에서 추출한 물질은 새로운 종자의 발아를 억제한다.

② 종자의 돌연변이는 오래된 종자일수록 크고, 또한 발아력이 감소되는것과 관계가 

있다. 

③ 묵은 종자에서 더 많은 자연돌연변이가 관찰되며, 이는 세포분열 전기에 염색체가 절단되는 것으로 확인 할 수 있다. 

④ 묵은 종자가 발아했을 때 신초 끝과 뿌리 끝에서 보여주는 차이는 방사선을 처리 했을 때 이들이 보여주는 차이와 대동소이 하다.

11. 종자산업 법에서 신품종 보호요건 

종자산업 법에서 정한 품종의 보호요건은 신규성, 구별성, 균일성, 안정성, 1개의 고유한 품종명칭 등 5가지이며 이 요건을 갖추어야 품종 보호권이 부여 될 수 있다.

1) 신규성 : 신규성이란 기존에 알려져 있지 않은 새로운 품종을 말하는데, 품종보호 출 원일 이전에 우리나라에서는 1년, 그 밖의 국가에서는 4년이상 당해종자 또 는 수확물이 이용을 목적으로 양도되지 아니한 경우에 신규성을 갖춘 것으 로 본다. 과수 및 임목의 경우는 6년 이상으로 한다.

2) 구별성 : 구별성이란 일반인에게 알려져 있는 품종과 한가지 이상의 주요한 특성이 명확히 구별되는 것을 말한다.

3) 균일성 : 균일성이란 품종의 본질적인 특성이 충분히 균일한 경우를 말한다. 즉 이형 주의 수가 균일성 판정기준의 수치를 초과하지 말아야 한다. 예컨데 표본수 가 36～82개일 때 이형주 수는 2개까지는 균일하다고 본다. 

4) 안정성 : 안정성이란 품종의 본질적인 특성이 반복적으로 증식된 후에도 그 특성이 변하지 않은 경우로 1년차 시험의 안정성 판정결과와 2년차 이상 안정성시 험 결과가 같아야 한다.

5) 1개의 고유한 명칭 : 종자산업 법에서는 품종보호를 받기 위하여 출원하는 품종, 종자 를 생산, 판매, 하기 위하여 신고하는 품종은 1개의 고유한 품종명칭을 가지 도록 정하였다. 따라서 외국에 A라는 품종명칭으로 등록한 다음 우리나라 에서는 B라는 품종 명칭으로 등록할수 없다. 종자산업 법에서는 고유한 품 종 명칭으로 인정하지 않은 사항을 규정하였는데, 예를들면 숫자 또는 기호 로만 표시한 품종명칭은 고유한 품종 명칭으로 등록할 수 없다.

12. 종자의 활력검사

1) 투시법 : 광선을 투과시켜서 발아의 유무를 알기 위한 방법

2) 절단법 : 배를 절단하여 배의 색깔로 판단

3) 가열 튀김법 : 가열한 철판위에 종자를 놓고 활력이 있는종자는 잘튀는 성질을 이용

4) 비중법 : 비중의 차이로 ( 벼의 염수선 방법 )

5) 효소 검출법 : 효소 작용의 유무를 가지고 확인하는 방법

6) 호흡 검정법 : 호흡의 정도를 가지고 확인하는 방법

7) 생체 염색법 : 인디코카민 등의 색소에의한 염색상황을 검정하여 판정

8) 환원법 : 배의 호흡으로 특정 화학물질을 환원시켜 그의 정색반응으로 검정하는 방법

9) X선 조사법 : 죽은조직과 살아있는 조직에 여러 가지 금속염을 처리 했을때 흡수되는 차이를 X선으로 검사하는 방법

10) TTC 검사 : TZ 1%용액에 침지하여 살아있는 종자는 적색으로 염색되고, 죽은종자 는 무색이다.

11) 텔루루산소다 및 알켈루루산 검사 : 미리 24～48시간 침지후 칼로 종자를 절단한후 1%의 텔루루산 소다에 처리 → 전체착색, 암갈색(흑색)은 건전한 종자 일부또는 무 착색종자는 죽은종자 

13. 인공 종자란 ? 

조직배양에서 생긴 배양체가 일반종자와 다른점은 종피와 배유가 없고 유전적 특성이 양친과 똑같다는 것이다. 조직배양으로 유기된 배양체 또는 아주 작은 묘조(plantlet)를 대량으로 증식하여 특별히 고안된 캡슐속에 넣어 자연종자와 같이 포장에 직접 파종할 수 있도록 한 것을 인공종자(artificial seeds)라 한다. 인공종자의 캡슐을 구성하는 물질 은 외부 환경 스트레스를 방지할수 있는 내성을 가져야 하고, 통기성이 좋아야하며, 각 종 영양물질을 포함하고 그것을 녹일 수 있는 용해성 등을 갖추어야한다. 캡슐제로는 가장 많이 쓰이는 것은 알긴산으로서 이것은 해초 갈조류의 엽상체로부터 얻는다. 인공 종자는 육종과 재배면 에서 유리하게 이용 될 수 있다. 육종적 으로는 우수한 F1 식물 체로부터 유전적으로 동일한 인공종자를 대량생산 할수 있으므로 매년 F1종자를 얻기 위한 교배를 할필요가 없다. 또한 유전자 조작이나 세포융합에 의해 육성된 새로운 식 물을 인공종자로 신속하게 대량 할수 있을 것이다. 재배면에서는 영양번식하는 식물로 부터  인공종자를 대량생산하면 종자와 똑같이 파종, 운송, 저장 등이 가능하게된다. 또 한  인공종자의 캡슐내에 농약, 비료, 제초제 및 생장조절물질이나, 약독 바이러스 등을 포함시켜 발아와 생육을 촉진할수도 있을 것이다. 우리나라에서는 감자의 plantlet로 인 공 종자를 개발하였다. 인공종자의 캡슐은 보통2～4% 알긴산 나트륨을 50～100mM CaCl₂용액에 5～60분간 처리하여 gel로 된 것을 사용하는데, 알긴산 칼슘은 수화물이 고 보습력이 약하여 외부로부터 오염되기 쉬워서 이것을 보호하기 위한 외곽물질이 필 요하다. 외곽 물질은 생분해성 중합체를 재료로 사용한다. 

14. 채종지 조건

채종지 의 조건을 크게 기상조건과 경제적 조건 종장(種場)의 영향 등으로 구분한다. 

1) 기상조건 (기온, 강우, 일장, 토양) 

① 기온

채종 재배에서는 과실, 종자 등의 생식기관의 발육을 촉진하여야 하기 때문에 일반재 배와 채종 재배에서는 적지조건이 다르게 된다. 따라서 재배양식상으로도 청과 생산 과 종자생산은 별개의 형식을 택할 경우가 많다. 한편 일반채소 재배의 규모가 커짐 

에 따라 수송원예 지대로서 산지가 형성되면서 종자생산도 집단적으로 전업화 되어야 하기 때문에 채종지의 조건이 중요하게 된 것이다. 채종지의 조건으로서 가장 중요한 것이 기상조건이며 그중에서도 기온이다. 기온은 개화, 수정, 결실 등의 작물생리의 부분적인 면에 직접적으로 영향을 미치는 경우와 생육전반에 걸쳐 영향을 미치는 경 우가 있다. 예를들면 강남콩은 화분의 발아적온이 20～25℃로 서늘한 지대가 채종적 지로 되어 있기 때문에 그 이상의 고온이 되면 결실불량 상태가 되어 채종량이 감소 하게 된다. 십자화과 채소와 같이 무한화서인 것은 개화 등숙기간이 길어져서 당년의 기온이 부적당 하면 채종량이 감소되는 경우도 있다. 배추는 인공 기상실내에서 채종 할 경우 봄부터 여름에 걸쳐 기온의 상승이 완만한 조건하에서 채종량이 많고 대립의 종자도 생긴다. 주야간의 기온의 교차도 종자의 등숙에 영향을 미친다. 저온 감응성 채소 등은 월동시와 그 전후의 기온이 크게 영향을 미치게 된다. 즉 배추, 무 등의 십 자화과 채소는 늣가을에 화아가 분화되고 2～3월에 종자 수량을 결정짖는 액화아의 형성이 왕성해지므로 이시기의 기온이나 기온변화의 영향이 크게 나타난다. 그리고 이들은 월동을 하여야하며 대 면적을 차지하게 되므로 겨울철에 온난한 남부 지방이 어야 한다. 월동을 하지않고 봄에 파종하여 화아분화시켜 채종할 경우에는 봄에 온난 한 기온이 장기간 계속되는 곳이 적당하다. 우리나라는 겨울철의 저온 때문에 노지에 서 월동시켜야 할 것은 대부분 남부지방에서 채종하게 된다.

② 강우 

개화기부터 종자 등숙기 까지의 강우는 종자의 수량과 품질에 크게 영향을 미친다. 이 시기에 건조한곳이 적당하다. 개화기에 강우가 많으면 수습에 약한 화분을 갖는 양파와 같은 것은 심한 타격을 받는다. 이는 화분이 습기에 약하여 수정능력이 약화 되며 병의 발생이 많기 때문이다. 개화기의 월 강우량이 150㎚이하이어야 양파의 채 종 적지가 될 수 있다. 당근에 있어서도 채종기가 장마기에 처하게 되므로 강우량이 적은 곳을 택하여야 한다. 장마가 계속되면 다습에 의한 병해 외에 일조부족에 의한 종자 저장양분의 축적 불량으로 충실한 종자를 얻을 수 없으며 조제시 및 추숙도 순 조 롭지 못하여 품질이 나빠진다. 십자화과 채소에있어 엄한기의 수분 요구도는 적으 나 식물체 내에서 화아의 형성, 발육이 진행되는 2～3월의 심한 토양건조는 채종량을 감소시키는 결과가 된다. 이 시기에 건조가 상습적으로 일어나는 곳은 피하거나 건조 하지 않은 적지를 선택하여 채종해야 한다. 

③ 일장

채종 재배에서 인위적으로 일장은 조절할수 없으나 일장이 화아형성 및 추대에 크게 관여하며 더욱이 모본 생육시의 생태적 조건으로 중요하기 때문에 입지조건을 크게 고려 하여야 한다. 예를들면 북유럽에 발달한 시금치의 만추대성인 king of denmark 는 장일 적응성을 갖고있어 추대, 개화를 위해서는 16시간 이상의 일장을 필요로 하 기 때문에 고위도 지방이 아니면 자연조건 하에서는 정상적인 채종이 곤란하다.

④ 토양

채종재배라 하더라도 청과재배와 큰 차이가 없다. 일반적으로 작물의 생육을 촉진할 수 있는 조건 즉 지력이 있는 중토이면서 배수가 잘되고 보수력이 있는 것이 요구된 다. 근채류 등에 있어서는 청과재배의 토양조건 전부가 채종재배의 조건이 안되는 경 우도 있으므로 어떤 조건하에서는 타조건만 갖추게 하면 된다.

2) 경제적 조건 

채종재배 기간은 과채류에 있어서는 청과재배와 비슷하나 근채류는 상당히 길다. 종류 에 따라서는 거의 1년이 소요되는 것도 있다. 그리고 채종종자의 수송은 청과물에 비 하면 비교가 안될 정도로 용이하므로 채종지는 도시주변의 지가 및 노임이 비싼곳 보 다는 도시에서 떨어진 지역이 적지라고 본다. 작부체계로 보아 유리한 경우는 도시부 근에서 채종하기도 한다. 그러나 채종기가 빨라야만 경제적으로 유리한 경우가 있다. 즉 종자의 유통과정이 상당한 기간을 요하며 청과재배의 파종기에 재배가의 손에 종자 가 들어갈수 없는 경우이다. 특히 추파용에 이런 문제가 나타나기 쉽다. 즉 난지에서 채종된 종자가 고위도 지방에서는 일찍 파종되어야할 경우 미처 채종이 안되거나 보급 할 시간적 여유가 없으면 곤란하다. 양파는 강우량이 적은 한냉지가 적지인 것 같으나 이곳에서 파종되면 너무늣어 파종기에 맞출수 없으며 또한 저온으로 노지월동이 어려 워 결국 따뜻한 곳으로 옮겨지게 되는 것이다. 타가수정성인 종류에서는 교잡방지가 종자의 유전적 품질을 유지하는데. 중요하기 때문에 섬이나 산간지를 이용하게 된다. 역사적인 경과를 거쳐 성립된 본장의 채종지라 하더라도 모본생산 조건외에는 적지가 아닌 경우가 있으므로 대량의 판매종자를 목적으로한 채종재배가 보통재배와 분리되어 야 할 경우 자연 채종지가 이동하게 된다. 기상조건과 관련 되거나 병충해가 적어야 하는데, 일반적으로 재배기간이 긴 채종재배에서는 그 피해가 심하여 청과재배에서 문 제가 안되는 병이 크게 문제화 되는 것이 있다. 그리고 채종을 장기간 실시하여 병충 해의 밀도가 높아지면 옛 산지로 부터 새로운 채종지로 채종재배가 이동하게 된다.

3) 종장의 영향

① 토양 및 비료조건

토양 및 비료등 환경조건이 좋으면 일반적으로 충실한 대립의 종자가 채종되며 대립 종자는 저장양분도 많고 초기생육도 좋은 것으로 알려져 있다. 무, 우엉, 당근 등에 서 대립종자는 추대율이 많다고 하는데, 이것은 초기생육이 좋아 저온감응이 잘되기 때문이며 유전적인 것은 아니다. 토양, 비료조건을 달리하면서 동일장소에서 채종한 종자의 소질을 비교하여 보면 토양 및 비료요소가 적합한 경우에는 대립종자가 생산 된다. 그런데 대립종자의 절대수는 비료조건이 좋을수록 많으나 비료조건에 대한 대 립종자의 비율이 높아지는 것은 아니다. 

토양조건에 따라 종자의 크기에 차이가 생기는 이유는 비료의 3요소보다 석회의 영 향 이외에 미량요소도 크게 관계한다. 즉 강남콩이나 완두는 종자중에 0.5㎍의 Mo를 

함유할 때에는 정상생육이 진행되는 것이며, 일반판매용 종자에는 Mo함량에 큰 차 이가 있다. 많은 경우에는 3～5㎍까지 함유 할때가 있으며 이와같은 것은 차세대의 

생육시의 Mo부족을 느끼지 않아 생산성이 높아진다는 것이다. 이와같이 미량요소가 때로는 질적으로 종자를 통하여 차대의 영양상태에 차이를 나타나게 하는 것은 주목 할만한 것이다. 

② 온도 및 일장 등의 후작용

온도 및 일장조건은 생산되는 종자의 크기를 달리하게 되며 이것또한 차대의 생산력 에 영향을 미침이 일반적이다. 또한 등숙기의 온도가 종자의 vernazation과 관계하며 차세대 식물의 생육에도 영향을 미친다. 생육기간의 전기간을 다른 온도 및 일장조 건 하에서 대두종자는 그 후작용이 종자의 크기로 나타나며, 소립화된 것일수록 후 작용이 크고 오래 지속되므로 생산력에는 소립의 영향이 아주 불리하다. 또한 단일 

처리로 개화기를 빨리한 것일수록 차대의 개화가 늣어지며, 장일처리에 의하여 개화 가 늣어진 경우에는 오히려 개화가 빨라진 것으로 알려져 있다.

③ 자연교잡에 의한 품종의 퇴화

타가 수정성 작물은 이품종과의 자연교잡이 일어나기 쉽다. 새로운 채종지에서는 재 래종이나 채종포 이외의 작물의 교잡을 막아야함은 물론이다. 그러나 십자화과 채소 의 채종에 있어서 집단 외부로부터의 자연교잡율은 예상외로 적다. 퇴화의 원인은 이와같이 교잡에 의함보다는 원종포 에서의 선발이 불충분 하였기 때문에 집단내의 불량계와 교잡에서 일어나는 퇴화가 더 큰문제가 되므로 이형주 제거를 철저히 하여 품종의 퇴화를 방지하는데 유의 하여야 한다.

④ 선발의 결함에 의한 품종퇴화 

무의 시무대근 에서 종장에 따라 또는 종자크기에 따라 추대율에 차가 있음이 알려 지고 있다. 특히 소립종자는 추대율이 낮다고한다. 예취시기가 빨라 소립화 된 것이 추대가 적다고 한다. 그런데 추대가 적은 이유는 종자의크기 뿐만 아니라 그 외의 원인에 의한것이라고 생각된다. 또한 시무대근에서 일부 (場)장변지에 있어서 추대가 많다는 것은 採種法의 미비로부터 유전적 형질의 퇴화에 의하게 된것인지 종자의 대 소자체만은 아닌 것이다. 양파에 있어서도 채종지에서 모본의 선발을 잘못하면 소구 만을 채종 모본으로 하여 품종이 퇴화하는 경우가 있다. 즉 대구를 사용하여 채종하 면 추대가 많아진다고 하는데 이것은 대구이기 때문에 종자가 충실하게 되고, 종자 가 충실하기 때문에 가을에 파종하면 모가 크게자라 저온감응이 용이하게 되어 추대 가 많아지는 것인지 대구 그 자체의 영향은 아닌 것이다.

15. 종자의 수분검사

수분검사용 종자표본은 순도검사용 표본추출 방법에 따라 추출하되, 대기에 노출되는 시간은 가능한 한 짦게하여 수분을 방지할수 있는 플라스틱병 또는 플라스틱 주머니나 유리병 및 밀페할수 있는 알루미늄통 등에 가득차게 신속히 담아 방수할수 있는 용기에 넣어 지체없이 종자 검사실로 보낸다. 수분검사는 도착당일에 하는 것이 원칙이지만, 불 가피한 경우에는 데시케이터에 넣어 보관한후 다음날 일찍 한다.

1) 수분검사의 방법

① 수분 측정기의 이용

종자 표본의 수분함량과 직접적인 관계가 있는 물리적 성질을 측정하는 방법에는 전 기 전도율과 전기 절연성을 이용하는 두가지가 있다. 종자는 기기에 따라 분쇄하거나 그대로 쓰이거나 하는데, 시료가 측정챔버 내면에 접촉되면 수분함량이 눈금이나 수 치로 직접 나타낸다. 시료량은 기기에 따라 다르지만 10～250g이 필요하다.

수분 측정기는 외부의 상대습도와 온도에 대한 보정이 필요하며, 규칙적으로 표준방 법(오븐방법)과 비교해야 하지만 신속한 측정방법 임에는 틀림없다. 최근에는 적외선 곡물 수분측정기를 이용하기도 한다.

② 건조기 방법 

건조기 방법은 종자내 수분 함량을 측정하는 표준방법 인데, 4～5g의 종자를 거친상 태로 갈아 무게를 달고 건조기 안에서 130～133℃에 1시간(화곡류는 2시간, 옥수수는 4시간)동안 건조시켜후 꺼내어 데시케이터에서 식힌다음(30～45분)무게를 측정한다.

건조전과 건조후의 무게의 차가 수분량이 되는데, 이를 건조전의 무게에 대한 백분율 로 나타낸다. 이방법은 정확하기는 하지만 측정시간이 긴 단점이 있다. ISTA규정에 서는 시료를 103±2℃에서 17±1시간 건조하는 방법이 제시되어 있다.

2) 수분측정 절차 

수분측정에는 실내공기의 이동이 심하지 않으면서 환풍할 필요가없고 상대습도의 영향 이 적은 청결한 장소와 조사에 사용한 건조기, 분쇄기, 체, 데시케이터, 수분측정기, 천 칭, 스푼, 핀셋, 플라스틱 주머니, 유리접시, 밀폐할 수 있는 알루미늄 종자통, 표찰 등 이 필요하다.

① 표준절차

수분측정기로 측정한 종자의 수분함량이 17%이하(콩10%, 벼13%)일 때에는 건조기를 130～133℃로 미리 작동시켜 놓고 종자와 종자통, 종자통의 뚜껑 등을 용기 가까이에 준비 한다. 분쇄기가 청결한가를 점검하고, 작동시킨 다음 잘섞은 종자를 두스푼 유리 접시에 담아 분쇄기에 부어 분쇄한다. 분쇄시료의 일부를 취하여 미리 무게를 확인한 종자통에 넣고 뚜껑을 포함한 무게를 측정한다 (소수점 아래 3자리 까지)

종자 뚜껑이 열린 상태로 유리접시 등의 용기에 종자통을 균일하게 놓고 건조기에 넣 어 1시간 건조 시킨후 종자통의 뚜껑을 덮고 꺼내어 데시게이터에 놓고 식힌다. 이때 시료가 공기에 접하는 시간을 가능한 한 단축시켜야 하며, 다시 종자통 그대로 무게 를 달아 수분함량을 소수점 한자리까지 구한다. 만일 반복검사간의 차이가 0.2%보다 클 경우에는 다시 검사하여야 한다.

( M₂－ M₃)

◆ 수분함량(%) 〓                   × 100

M₂ － M₁ 

M₁ = 종자통 만의 무게          M₂ = 건조전 종자를 포함한 통의무게

M₃ = 건조후 종자를 포함한 통의 무게

② 예건 처리후 절차 

종자수분함량이 17%이상(콩10%, 벼13%이상)이면 분쇄 하기전에 먼저 건조시켜야 한 다. 5g정도의 시료를 2개 취하여 무게를 확인한 종자통에 넣어 소수점 3자리 까지 무 게를 달고 실온에서 1일정도 건조 시킨후 다시 종자를 포함한 통의 무게를 달아 수분 손실량을 백분율로 나타낸다. 이 수분 함량이17% 이하이면 전량을 분쇄하여 표준절 차에 따라 검사한다. 예건에 의하여 수분 일부가 제거되고 오븐건조에 의하여 나머지 가 제거 되므로 전체 종자의 수분함량은 다음과 같이 구한다.

S₁×  S₂

◆ 수분함량(%) = S₁+ S₂-  

                  100

S₁= 예건할 때 측정한 수분함량      S₂ = 오븐 건조시에 측정한 수분함량

16. 격리법 (화분오염 방지) 

1) 차단 격리법

① 피대법

육종이나 원종의 경우, 또는 F₁의 계통유지나 1과당 종자수가 비교적 많은 과채류에 사용되는 경우가 많다. 과채류의 가지, 참외, 수박, 오이, 호박 등과 같이 한 개의 꽃을 대상으로 하는경우와 토마토와 같이 1개화방을 대상으로 하는 경우, 양배추, 배추, 무, 당근, 양파와 같이 집합한 꽃의 일부또는 전체를 피대하는 경우가 있다.

봉지의 재료는 유산지, 로루지 등을 사용한다. 플라스틱 필름과 같이 투명한 것은 일광 의 직사에 의하여 내부의 온도가 높아지므로 피하는 것이 좋다.

♣ 피대법의 주의점

㉠ 개화전일에 양성화 또는 단성화에서는 자화의 화뢰와 웅화(교배용의 것만)피대한 다. 고정종의 경우에는 제웅을 하지 않으나 인공교배의 경우는 제웅한 것을 피대 한다. 박과 채소중에서 참외와 멜론에 있어서 자화나 웅화는 구별된다. 자화에도 웅예가 있으므로 웅예의 유무를 피대전에 반드시 확인하여야 한다.

일반적으로 인공 교배시 에는 제웅→피대→교배→피대등 작업이 불편하나 양배추, 

무, 배추, 양파들의 고정종 채종시는 다만 피대만 하고 개화시 봉지 위에서 가볍게 두둘겨 주거나, 파리나 꿀벌을 몸을 깨끗이 한 것을 2～3마리 정도 넣어주기도 한 다.

㉡ 피대를 하면 봉지내부의 온도가 지나치게 높아져서 수정이나 과실발육이 불량해 지므로 필요없는한 장기간의 피대는 피 함이좋으며, 타화분의 혼입의 우려가 없으 면 곧 피대를 제거해야 한다. 수박이나 호박에서 예를들면 개화 익일에는 웅화는 이미 수정력이 없어지므로 곧 피대를 제거한다. 그러나 가지는 개화후 3일까지, 양 배추는 5일 이상 수정력을 보유함으로 이들 자화의 수정능력 보유기간을 고려해야 한다.

㉢ 봉지내부는 고온 다습화 되는 것이 보통이므로 식물조직이 약화되어 병의 발생이 많아지는 경우가 있으며 또는 진딧물과 같은 해충의 피해도 심하므로 피대 전에 충분한 방제조치를 취해야 한다.

㉣ 망실에서 보다 노지에서는 특히 바람에 의하여 꽃이나 화경이 부러질 우려가 많 은데 가능하면 지주를 세워줌이 좋다.

② 망상 (網箱)

양배추, 배추, 무와같이 개화기간이 긴 것을 일일이 봉지를 씌우기가 어려운 경우 망 상을 사용한다. 착과나 종자의 충실면으로 유리하나 경비가 드는 것이 단점이다. 망 은 가는 철사 망이나 ＃300이상의 한냉사를 사용한다.

③ 망실 (網室)

시설물의 내부에 들어가 작업할 수 있도록 만들어진 것이다. 규모가 적은 것부터 큰 것까지 있으나 큰 것이 능률적이다. 망의 재료는 망상에서와 같이 ＃300의 한냉사가 사용된다. 작업의 능률을 높이고, 작물의 생육을 좋게하기 위해서는 지붕에 비닐을 씌우면 좋다. 망실은 이상과 같이 유리한점이 있으나 실제에 있어서는 몇가지 문제 점이 있다. 

♣ 망실의 문제점 

㉠ 망실은 노지와는 달리 통풍과 일광의 투과가 나빠 작물 생육에 해가 나타나기 쉬우므로 필요한 기간만 망을 씌운다. 그러기 위해서는 대부분 노지에서 盆재 배로 하고 개화기에 망실내로 반입해 주면 효과적이다.

㉡ 한 망실내 에는 개화기가 같으며 교잡의 우려가 있는 것은 함께 넣어서는 안 된다.

㉢ 망실내에서 가지과채소와 같이 자가수분을 원칙으로 하는 것은 제외하고 인공 수분을 필요로 한다. 고정종의 채종시 인공수분이 당연하나 꿀벌을 넣을 경우 벌 상자로부터 곧바로 망실에 넣는 것이 좋지않다. 다른종류의 화분이 섞여질 우려가 있으므로 얼마동안 격리 시켰다가 넣거나 분무기로 물을 뿌려 화분을 파열 시킨뒤에 방사해야 한다.

㉣ 배추나 양배추등은 원래 충매화이나 때때로 풍매가 이루어 지는 경우가 있다. 따라서 십자화과 채소를 주체로하는 망실은 풍매를 피할 수 있는 조치가 필요 하게 된다. 

2) 화판 제거법 (花辦除去法)

인공교배에 있어서 피대를 일일이 하는 것은 노력도 많이들고 생리면으로도 불리함이 일반적이다. 따라서 가능하면 피대를 하지않은 것이 좋다. 토마도, 가지, 오이에서는 화판을 절제하기만 하면 곤충이 날아들지 않으므로 다른화분에 의한 교잡의 우려가 없다. 더욱이 가지는 개화전일부터 상당한 수분력이 있으므로 봉우리때에 제웅과 동시에 교배하고 화판을 절제하면 봉지를 안씌어도 교잡의 우려가 없게된다. 이와같 이 무대 뇌수분에서는 개화인공수분에 비하여 약3배의 교배능율이 있어 종자의 생산 비를 경감시킬 수 있게된다. 그러나 원종채종시는 그래도 교잡의 위험이 있으므로 엄 중하게 봉지를 씌워 채종하여야 한다.

3) 웅화, 웅예제거법(雄花, 雄蕊 除去法)

자웅이화 식물인 오이, 수박에서의 1대잡종 채종에 있어서  모주의 웅화를 개화전에 일제히 摘除하고 미리 근처에 심어둔 부계의 웅화를 인공수분내지 자연수분에 의하여 교배를 시키면 모주에 열린과실은 전부F₁종자인 것이다. 이런 경우 모주의 웅화를 남겨놓지 않도록 해야한다. 이때 희망하는 부계통 이외의 교잡원을 충분한 격리가 되 어 있어야 한다. 토마토의 1대잡종량산의 경우에는 타품종과의 교잡의 우려가 없는 산간지 에서 전일 전부 제웅해두고 다음날 제웅한 꽃에 인공교배를 하여 채종의 능율 을 높인다. 그리고 자웅이주 식물인 시금치의 경우는 웅주를 솎아버리면 간단히 1대 잡종이 채종 되는데 현재 이 방법으로 량산 되고 있다.

4) 거리 격리법 (距離 隔離法)

채종포에 있어서 타품종과의 격리거리는 종류와 품종에 따라 다르며 채종포의 크기와 장해물 또는 풍향등에 따라 다른 것이 일반적이다. 그러나 일반적으로는 가지나 토마 토는 혼식 하였을때는 교잡의 우려가 있으나 실제 일반집단 채종시에는 교잡의 우려 가 없다. 십자화과 채소의 종류간의 격리거리는 50～100m정도면 가능하다. 과채류에 서 타가수정성의것도 100m, 자가수정성인 것은 50m, 양파류는100m, 당근, 우엉등은 500m의 격리가 필요하다고 하나, 자연교잡율은 격리거리로만 판단되는 것이 아니기 

때문에 뚜렷한 기준을 세울수없다. 따라서 종자법에서는 십자화과 500～1,000m 가지 과채소 100～200m, 박과채소 500～1,000m, 백합과 200～300m, 산형화과 200～300m, 기타채소 500～1,000m이상 격리시켜 교잡위험 거리를 피하도록 하여야 한다.

5) 시간 격리법

개화기가 다른것도 격리의 일종이므로 개화기에 차이가 나게하면 교잡의 위험은 없다

채종포의 개화기와 교잡의 위험이 있는것과의 차이가 있으면 교잡율의 위험은 없다. 따라서 춘화처리나 육묘 또는 생장조절제 처리 등에 의하여 개화기를 타품종과 일치 않되도록 개화기를 조절하는것도 효과적이다. 같은 채종포에서는 초기의 것보다 말기 에 개화하는 것이 교잡율이 떨어지는 경우가 있다. 즉 수박이나 호박 등에서와 같이 말기에 가면 웅화가 많이 나타나고, 집단내에서의 수정의 기회가 훨씬많기 때문이다. 또한 채종포의 중앙에서도 때로는 높은 교잡율이 나타나는 경우가 있는데, 이것은 개 화가 빨라 집단내의 타 웅화가 피기전에 하나 둘씩 개화할 경우에 잡종이 많으므로 어느정도 개화가 진전될때 까지의  개화한 것은 적화하도록 할 것이다.

17. 개화기 조절 (양친계통의 개화기 일치 방법)

특성이 다른 품종간의 교잡에 있어서는 우수한 1대잡종의 채종이 가능하나 양친계통간 의 개화기 차이가 생겨 채종량이 적어지거나 또는 내혼 개체가 많아 F₁출현율이 낮아 지는 경우가 많다.

육종에서는 개화기 조절을 요하는 개체가 적으며 또한 비용이 문제가 안되나 F₁종자 의 량산에 있어서는 개화기 조절이 경제적이어야 한다. 이와같은 것은 품종간 또는 계 통간에서의 문제이나 종류를 달리 할 때에도 종간 잡종을 만들려면 개화기가 일치되어 야 한다. 또한 개화기에 있어서 자, 웅화의 개화기가 다르면 교배를 할수없다. 예를들면 오이나 호박 등에서 이른봄 자화가 먼저 개화하기 때문에 웅화용으로 별도로 육성하여 화분친으로 이용해야 될 경우가 있다.

1) 상적 발육현상 (십자화과 채소)

① 종자 춘화형 식물

식물체가 어릴때부터 저온에 감응하여 추대하게되는 배추, 무, 순무 등은 저온감응의 제1상과 장일, 고온의 제2상이 완결해야 정상적인 추대, 개화가 되는 것이다. 이와같 은 제1차적으로 제1상의 저온 요구의 대소에 의한다. 따라서 제1상, 제2상중 조절이 용이한 방법을 택하여 개화기를 조절하여야 한다.

② 녹식물 춘화형 식물

식물체가 어느정도 커진뒤에 저온에 감응하여 추대되는 것으로 양배추를 예로 들 수 있다. 이와같은 것들은 제1상의 앞에 기본영양 생장상이 있다는 것이 종자 춘화형과 다르다. 즉 기본영양 생장기를 지난다음 온도감응상(제1상)을 지나야하고 그 다음에 일장 감응상(제2상)을 지나야 추대, 개화하게 되는데 품종간의 차이는 이와같은 과정 에서 나타나므로 이것들을 고려하면 개화기를 조절 할수 있는 것이다. 

③ 무 춘화형 식물

2개의 genom을 갖고있는 서양유채와 같은 것은 제1상의 저온감응상의 요구가 없고 

제2상의 일장 감응기에 의하므로 이런 것들은 교배에 있어서 개화기를 조절할 수 있 는 것이다. 

2) 파종기에 의한 조절

개화기가 늣어지는 것은 일찍 파종하여 개화기를 일치시킨다. 무, 배추 등과 같은 종 자 춘화형 채소는 이것에 의한 조절이 용이하나 양배추와 같이 기본 영양생장기가 필 요 한것은 용이하지 않다. 상추와 같은 것은 적산온도에 의함으로 파종기에 의한 조절이 가능하다.그런데 시금치와 같이 유묘기에 저온처리를 하면 시금치 본래의 화 성에 요하는 일장시간 보다 3～4시간 단축 할수있어 이것과 병행하면 개화기의 조절 은 용이한 편이다.

3) 적심에 의한 조절

십자화과나 상추와 같은 무한화서인 것은 조건이 양호하면 제2차, 제3차로 강한 측지 화수(花穗)가 발육하여 비교적 늣게까지 개화한다. 따라서 적심에 의해서 개화기를 어 느 정도 조절할 수 있다. 개화가 빠른계통에는 추대전에 왕성한 비효가 나타나도록 질소비료를 충분히 주고 화경이 신장을 시작하면 될 수 있는 한 강한 적심을 하면 된 다. 

4) 생장조절제에 의한 조절

식물 생장 조절제에 의하여 개화를 지연 또는 촉진시켜 개화기를 일치시킨다. 무에서 의 예를들어 보면 근래 서울봄무와 시무대근을 이용한 1대잡종 봄무(대형 봄무)가 보 급 되고 있는데, 서울 봄무는 저온에 비교적 민감하여 추대개화가 빠른데 비하여 시 무대근은 대단히 둔감하여 파종이 같을 경우에는 개화기가 일치하지 않아 잡종율과 채종량이 심하게 떨어진다. 이와같은 경우 파종기 만으로는 여러 가지 어려운점이 있 어 GA처리로 개화를 촉진시켜 교잡율을 높이고 있다. MH는 개화기를 지연 시키며 B- 9에 의해서도 추대가 억제된다고 한다. 즉 온도10℃, 수은등12,000lux하에서 장일구 (14시간 일장), 단일구(8시간 일장)인 조건하에서 GA를 처리하고 추대개화에 미치는 영향을 보면 GA가 유효함을 알 수 있다.  GA처리구가 추대가 빠른데, 장일+GA에서 는 GA처리로 1주일 추대가 촉진되었으나, 단일+GA에서는 단일 무처리에 비하여 13 주간 이나 추대가 빨랐음을 알 수 있다. 

5) 성 표현 조절

교배를 위해서는 자화가 적은 품종이나 웅화 착생비율이 낮은 품종에서 자화의 착생 절위를 낮추고 자화의 착생비율을 높이기 위해서 식물생장 조절제 처리 또는 저온 및 단일처리 등이 이용되고 있다. 반대로 웅화의 착생이 적은 것에 있어서 그 비율이 높 아야  교배가 가능한 경우 등에는 성표현의 조절이 필요하게 된다. 식물생장 조절제 의 이용으로는 NAA, GA, ethephon, B- 9 등이 이용되고 있다. GA는 웅화의 비율을 증가시키고 기타는 자화착생 비율을 증가시킨다. 오이에는 GA를 살포하면 자화분화 가 억제되고 웅화절이 증가한다. 오이에 대한 NAA의 처리는 GA와 반대로 자화의 착생을 촉진시킨다.

6) 비배법

일반적으로 비료, 특히 질소비료를 많이 이용하였을 때에는 개화기가 지연되는 경우 가 많다. 즉 영양체의 발육이 왕성하여 분얼하는 작물에서는 늦게까지 분얼하므로 개화가 늦어진다. 이와 반대로 비료분이 적을 때에는 빨리 개화하는 경향이 있으므 로 이 점을 이용하여 개화기를 조절할 수 있다.

7) 온실법

개화가 주로 온도에 관계되는 것에서는 온실을 사용하는 일도 흔히있다. 즉 한쪽은 비교적 서늘해 졌을 때 개화하고 다른한쪽은 따뜻해졌을 때 개화하는 경우 이들을 교배하고자 할 때에는 온실을 사용한다. 그러므로, 온실에서 개화시킬 것은 온실에서 노지에서 개화시킬 것은 노지에서 개화시키도록 한다. 이와 같은 방법은 주로 가을, 겨울 또는 봄에 걸쳐서 이용되는데 온실시설을 요하는 것이 난점이다.

8) 재식지법

재식지법은 개화하는데 비교적 서늘한 환경을 필요로 할 경우 이것을 높은 산과 같 은 서늘한 곳에서 재배하는 방법이다. 즉 평지에서는 온도가 너무 높아 개화하지 않 는다거나, 지나치게 빨리 개화한다거나 또는 감자의 경우와 같이 온도가 너무 높으 면 개화후 결실이 잘안되는 경우에 고산의 서늘한 지대에서 재배함으로서 적기에 개 화 결실 시키기도 하고, 또 평지에서 재배한 것과 개화기를 조절하여 교배시키기도 한다. 

9) 접목의 응용

과수류 에서 볼 수 있는바와 같이 접을 붙이면 C/N율에 변화가 생기고 일반적으로 개화가 촉진되는데, 이와 같은 현상을 이용하여 개화가 곤란한 작물을 개화시킴으로 서 교배할 수 있게 되었다. 

18. 종자 발아력의 유지 

종자가 휴면하고 있는 기간과 휴면중의 종자의 활성을 지니고 있는 기간은 휴면 종자를 조사하는 과정에서 중요한 문제이다. 이 문제는 휴면종자라는 점만이 아니라 농업상으 로도 종자가 건조상태에서 얼마나 장기간 보존 될 수 있느냐라는 문제와도 관계를 갖는 다. 종자가 발아력을 갖는 기간은 작물의 종류에 따라, 품종에 따라 크게 다르다.

괭이밥의 종자는 꼬투리(삭과:蒴果:capsule)에서 종자를 꺼낸 직후에는 발아가 잘되지만 건조하면 죽는다. 어떤 종의 버드나무 종자도 성숙직후에는 파종하면 12시간 내에 발아 하지만, 수일이 지나면 발아하는데 시일을 요하고 더욱 일수가 경과하면 발아하지 않게 된다. 자작나무, 가시나무와 같은 대부분의 나무의 종자는 가을에 열매가 떨어지면 겨울 을 지나 이듬해 봄까지 추위에서 죽지 않고 살아있다. 보리수, 단풍나무, 오리나무, 낙엽 송, 스트로브소나무 등의 종자는 1～3년간의 수명을 가지며, 물푸레나무와 scot소나무의 종자는 4년간을 생존하며, 가문비나무는 5년간의 생존기간을 갖는다.

보통의 곡립은 더욱 오랜 기간을 생존한다. 종이 봉투에 넣어 책상서랍에 보관한 밀, 보 리의 종자가 10년을 지나도 70～90%의 발아율을 보이나, 같은 조건하에서도 호밀종자 는 발아능력을 잃는다. 일반적으로 대두종자는 수명이 길고 기타 수련과, 아욱과의 종자 도 수명이 길었다. 

앞에서 기술한 수명이 긴 종자는 일반적으로 하나의 특색을 지니고 있다. 이들 종자는 반드시 물을 투과시키지 않는 딱딱한 종피를 가지고 있으며, 아울러 기체도 투과하기 어렵다. 그러나 불 투과성의 종피를 지니지 않은 종자도 수년간의 휴면을 하는것도 있 다. 실제로 토양 깊숙히 뭍힌 잡초 등의 종자가 여러해 동안 뭍혀 있다가 지표면으로 나타나면 발아한다는 보고는 많다. 

peter는 20～46년 전에 밭이었던 경지가 삼림지대가 된 토양을 24㎝깊이까지 파내어서 그 속에 있던 종자를 발아시켜 본즉 그 전에 밭에서 발생했던 잡초가 발아함을 발견했 다. 즉 밭이었던 때의 종자들이 휴면하고 있었음을 확인한 것이다. 많은 종자가 보통의 조건하에서 생명력을 잃는 것은 호흡의 재료를 소비하기 때문이 아니다. 생명력을 잃은 종자라도 호흡의 재료는 살아있는 종자와 큰 차이가 없이 보존하는 경우가 많다. 또한 저장물질을 이동 가능한 형태로 변화시키는 효소가 없어져서 생명력을 잃는 것도 아니 다. 종자는 생명력을 잃고 수년간을 지나도 효소가 종자에서 활성인 상태로 있음도 확 인되고 있다. 건조상태에서 저장된 종자가 생명력을 잃는 것은 배의 원형질 단백질이 변하여 응고하기 때문으로 생각된다. 

여러 단계의 온도(50～100℃)에 밀 종자를 보관해서 종자내의 단백질의 응고 시간과 종 자의 생존기간을 비교한바, 양자간에는 평행관계가 있음이 확인되었다.

19. 종자 발아의 환경조건

종자가 발아하기 위해서는 외부환경이 필요하다. 어미 식물에서 종자가 익은 뒤에는 종 자 내부에는 수분함량이 매우 낮게되고 거의 모든 생활기능이 정지되며, 이러한 휴지 상 태에서 수개월 또는 수년씩 기다리게 된다. 이와 같이 건조종자가 발아하려면 가장먼저 수분이 충분히 있어야하고 온도가 따뜻하며 외부공기가 쉽사리 내부로 스며들어야 다시 정상적인 대사활동을 시작하고 싹이 트게된다. 또 어떤 종의 종자들은 반드시 광선을 쪼 인 후에야 발아를 하기도 한다.

1) 수분

성숙한 종자나 저장상태의 종자는 완전히 말라있는 것 같아 보이지만 실제 어느 정도의 수분을 함유하고 있다. 종자의 수분함량은 생장중의 식물체 수분함량 보다 월등히 낮아 피마자의 종자는 중량의 6.5%정도의 수분만을 포함하고 있으나, 그 종자에서 발아한 어 린 식물은 92.7%나 수분을 가지고 있다. 이것을 미루어 보면 종자가 발아하여 식물로 자 라 나려면 외부에서 다량의 수분을 공급받을 필요가 있음을 알 수 있다. 

건조한 종자가 물기에 젖으면 종피가 부드러위 지고 내부로 물이 흡수되어 조직이 팽창 하며 종자 전체로는 팽윤 현상을 나타나게 된다. 종자의 내용 물질중 수분의 대한 팽윤 의 정도는 단백질이 가장크고 전분이 그 다음이고 셀로로우스가 가장 적다. 그리하여 셀 로로우스가 주성분으로 되어 있는 종피는 배나 배유가 팽창할 때 쉽게 파괴되어 산소를 비롯한 외부 공기의 유입을 쉽게 해준다. 또 흡수시 종자의 용적의 증대는 단백질이 많 이 함유된 대두종자가 전분을 다량 함유한 화곡류 종자보다 훨씬 크다. 종자가 충분히 수분을 흡수하게 되면 내부세포 들의 원형질은 수화도가 높아져 ‘겔’상태로 되고 건조시 에는 불활성이던 효소들이 물로인해 활성을 회복하여 저장양분을 가수분해 하거나 그 밖의 여러 가지 생체의 대사작용을 촉매하게 된다.

2) 온도

종자에 수분을 충분히 공급하더라도 온도가 너무 낮거나 너무 높은 상태에서는 발아를 할 수 없다. 발아가 일어나려면 작물마다 어느 적당한 온도의 범위가 존재하며 발아가 가장 잘 일어나는 온도 또는 발아율이 가장 높은 온도를 최적온도라고 한다. 최적온도 를 중심으로 발아할 수 있는 온도를 최적 발아온도, 가장 높은 쪽의 온도를 최고 발아 온도라고 한다. 최저 발아온도의 예로 보아 보리. 밀은 3～5℃, 벼. 목화는 10～12℃, 참 외. 오이는 16℃이고 최적온도는 많은 작물에서 25～30℃의 범위이지만 배추, 시금치 같 은 작물은 10℃전후이며, 콩 같은 것은 35℃인 작물도 있다. 

일반적으로 작물의 원산지에 따라 온대원산인 작물의 종자는 아열대나 열대원산 인 것 보다 낮은 온도에서 발아한다.  벼와 같이 저위도 지방에서 고위도 지방까지 널리 재배 되는 작물은 품종에 따라 발아온도의 차이가 상당히 크다. 특히 저온에서 발아될 경우 품종간 차이가 크게 나타나 일반적으로 고위도 産, 한지산의 것은 저온에서도 발아가 빠르나, 저위도산. 열대산은 그렇지 못하다.

발아온도가 항상 일정하게 유지될 때 즉 항온보다는 일중 온도가 변화하는 변온에서 발 아가 촉진되는 식물들이 있는데, 특히 잡초종자에서 흔히 볼 수 있다. 이것은 잡초가 야 생성이 강하고 환경조건에 훨씬 민감하기 때문이다. 작물 중에서도 호박, 참외, 가지, 토 마도 같은 식물들에는 변온이 효과적이다. 발아촉진에 쓰이는 변온은 15～30℃, 20～3 0℃, 15～25℃들로서 저온에서 약16시간, 고온에서 8시간으로 조합시켜 처리한다.

3) 산소 

발아란 살아있는 세포들에 관련된 현상이지 죽어있는 조직에서는 일어날 수 없는 것이 다. 따라서 이들 살아있는 세포들은 발아하는 데에 많은 에너지를 필요로 하고, 이 에너 지를 얻는 과정이 바로 산화현상인 호흡 또는 발효인 것이다. 건조상태의 종자는 모든 생활현상이 지극히 미약하고 에너지 소모가 매우 적어서 오랜 기간 동안 삶을 유지할수 있는 것이다. 일반 종자가 수분을 흡수하게 되면 종피가 부드러워 지고 내부로의 공기 유통이 가능해져 활발하게 생활하는 조직들은 산소를 흡수하고 탄산가스를 방출하게 된 다. 밀의 종자에 수분 흡수량과 호흡상태를 실험하였을 때 함수량이 종자 건물중의 15%이상 높아지면 호흡작용도 급격히 높아진다. 아울러 공기의 조성에 따라 작물종자 의 발아는 영향을 받는데, 대기중 정상적인 산소의 농도인 20%보다 높은 상태에서 화 곡류 종자들은 발아가 증가하는 경향을 나타내고, 이보다 낮은 산소에서는 일반적으로 감소한다. 이와 같이 산소는 종자가 정상적으로 발아하는데 없어서는 안되는 것이므로 발아시 에 충분한 산소가 공급 되도록 해야한다.

밭작물의 경우 산소가 부족하여 발아가 저조한 경우는 적지만 파종을 너무 땅속깊이 하 여 복토가 너무 두터울 경우 지표에서 산소가 잘 확산되지 못하여 발아가 저해되는 수 가 있다. 또 물 속에서 발아시키는 경우 호흡이 곤란하여 발아가 잘 안되는 것이 일반 적이다. 그러나 벼와 같이 습생식물은 발아시 산소의 요구량이 적어 물에 녹아있는 산 소만으로 충분하며, 또 산소 없이도 필요한 에너지를 생산하는 무기호흡도 비교적 잘 이루어 진다.

4) 광선 

많은 작물들의 종자는 발아에 필수적으로 수분, 온도, 산소의 3가지만 만족되면 광선이 비치든, 또는 어둠 속이든 상관없이 싹이 트기 시작한다. 반면 일부작물은 암흑속에서만 발아하는가 하면 반드시 광이 비추어야만 발아하는 작물들이 있다. 광에 대한 종자의 

발아 반응을 나누어 발아가 광에 민감한 반응을 보이는 광감응 종자와 광에 대한 반응 을 나타내지 않는 광 불감응 종자로 구별된다. 나아가 광감응 종자는 광에 의하여 발아 가 촉진되는 광 발아종자와 광에 의하여 발아가 억제되는 암 발아종자로 구분된다. ① 광 감응 종자 (light sensitive seeds)

㉠ 광 발아종자 : 빛이 발아를 촉진시키는 작물(담배, 상추, 뽕나무, 차조기, 우엉등)

㉡ 암 “  : 빛에서 발아가 억제되는 작물(파, 양파, 가지, 수박, 호박, 수세미, 오이등) ② 광 불감 종자 (light insensitive seeds)

광의 존재 유무에 관계없이 발아하는 작물(화곡류, 대다수의 두과 작물등), 그러나 잡 초들은 광 발아성 종자로서 잡초종자가 땅속 깊이 묻히면 장기간 휴면상태로 지내다 가 흙이 파헤쳐져 종자가 지표 가까이 나오면 종자가 광에 감응하여 발아가 시작된 다. 따라서 광 발아성 작물종자는 파종후 복토를 두텁게하면 발아가 불량해지기 때문 에 파종할 때 필요한 광선이 종자에 닿을 수 있도록 얕게 묻어야하고, 암 발아종자는 광이 닿지 않도록 깊이 묻을 필요가 있다.

◐ 光의 照射시간

광 발아종자는 어두운곳 보다는 밝은 곳에서 발아가 촉진되지만 많은 광발아 종자는 계속적인 광보다는 어느기간 광선에 노출시켰다가 그후 어두운곳에 두면 광의효과가 명확히 나타난다. 담배가 전형적인 예로서 계속적인 광보다 약광이라도 순간적인 조사만으로도 효과가 있다. 황색종의 담배는 200lux의 광에 1/300초의 노출만으로도 최고 발아율(80%)의 절반 정도가 발아하였다. 이것은 사진의 필름에 못지않은 높은 광 감응력을 지닌다고 할 수 있다. 일반적으로 광 발아종자의 광 발아촉진 효과 는 건조한 상태에서는 나타나지 않고 반드시 수분을 충분히 흡수하여 팽윤된 종자에 서 나타날 수 있다. 

◐ 광의 波長 

실험실에서 인공조명을 이용하여 여러 가지 파장의 광을 종자에 조사 하였을 때 다 른 파장의 광선은 발아에 각각 달리 작용하는 것으로 알려졌다. 담배, 상추와 같은 광 발아종자를 물에 담가 흡수 시킨후 적색광(660㎜)에 조사하면 발아가 일어나지만 적색광 직후에 사람 눈에 보이지 않은 초적색광(730㎜)에 조사하면 적색광의 효과는 완전히 소실되고 만다. 그러나 적색광을 다시 조사하면 발아할수 있게된다. 그리하여 적색광의 발아촉진 작용과 원적색광의 발아억제 작용은 동일한 종자에 대하여 가역 적으로 작용하고, 두 종류의 광을 교대로 조사하는 경우 최후의 조사에 의한 광에 따라 발아여부가 결정된다. 태양에는 적색광과 원적색광이 동시에 존재하지만 적색 광의 작용이 우세하여 발아가 촉진된다. 

20. 종자의 발아과정( 방통, 재식p190)

종자가 발아를 시작하면 먼저 수분을 충분히 흡수하여 극히 미약하던 호흡 등 대사작용 이 되살아 나게된다. 발아시의 대사작용은 저장물질을 용해하는 분해작용과 분해된 물질 을 이용하여 새로운 물질을 만드는 합성작용이 동시에 일어나게 된다. 외형상으로는 종 피를 뚫고 어린뿌리와 어린눈이 출현하고 자라는 최초의 생명현상이다.

1) 수분의 흡수

종자의 발아는 수분 흡수에서 시작된다. 건조종자가 흡수하는 수분의 량은 상당히 많 으며 옥수수, 밀, 보리와 같은 화곡류의 종자는 건물중의 50%전후의 수분만 흡수하지 만 콩, 완두 등 두류종자는 150～200%까지 수분을 흡수하여 부피가 증가된다. 수분흡 수량은 종자의 크기, 물과의 접촉상태, 내용물의 수화도, 수분포텐셜의 차이에 따라 결 정 되어져 종자 외부에서 내부로 수분이 이동한다. 수분흡수는 종피 전체를 통하여 일 어 나지만 두과에서는 주공 부분이 타 종피부위 보다 훨씬 왕성하게 일어난다.

♣ 종자의 수분흡수 3단계

1. 제1상 : 급속한 흡수로서 종자의 수분 포텐셜에 따라 물리적으로 일어나는 현상이 다. 종자의 생사에 관계없이 일어난다.

2. 제2상 : 흡수의 증가가 일시적으로 정체하고 발아준비를 위한 대사작용이 활발해진 다. 죽은 종자와 발아하지 않은 종자는 이 단계에서 멈춘다.

3. 제3상 : 다시 흡수가 활발해지고 배의 생장이 나타나는 단계이다.

이러한 흡수는 종자내부 조직에 따라 흡수량과 흡수양상이 다르다. 배는 배유에 비하 여 훨씬 많은량의 물을 흡수하는데, 제1상은 약 18시간이 소요되며, 제2상은 그후 약 6 시간동안 흡수가 정지하였다가, 제3상에 들어서면 배는 생장을 시작하여 다량의 물을 흡수하나 배유는 거의 변화가 없다고 한다. 

작물종자를 일제히 그리고 빨리 발아시키기 위하여 파종 하기전에 종자를 물에 담그는 침종법 이 있다. 논벼는 침종을 하여 발아에 필요한 물을 흡수 시킴으로서 못자리에서 종자가 빨리 자리를 잡고 발아하게 하여 이 시기의 기상재해를 피할수 있게한다. 

그러나 두과의 종자들은 침종시키면 내부의 발아물질들이 바깥으로 유출되어 도리어 해로운 것으로 알려져 있다. 이때 유실되는 물질에는 일부의 당, 유기산, 아미노산과 핵산 물질이 있으며, 아울러 휴면에 관여하는 물질 역시 물에 용해되어 바깥으로 용출 된다. 

2) 산소(기체)의 교환과 호흡작용

건조종자는 종자의 안팎으로 기체의 이동이 극히 적다. 그러나 물의 흡수가 일어나면 기체의 방출이 급격히 증가 하는데, 특히 탄산가스의 방출은 종피가 파괴 되기 전이라 도 급속히 높아진다. 종자의 내부조직 속의 콜로이드에 결합되어 있던 기체의 방출은 순전히 물리적 작용인 것이다. 이러한 현상은 다른 종자들을 물속에 넣었을 때 기포가 형성되는 것과 같은 원리이다. 종피가 존재할 때에는 종자 내부로 산소가 확산하는 데 에 종피가 장애물이 되어 확산속도가 느려진다. 일단 종피가 물에 젖으면 내부조직이 팽창됨에 따라 파열되어 공기의 유입이 자유로와 지고 산소의 흡입량이 증가하여 호흡 이 왕성하게 된다.

♣ 발아종자의 산소소모의 양상 (4기로 구분)

1. 제1상 : 흡수와 더불어 산소흡수가 급속히 증가하는 시기로서 배에 존재하는 당을 이용한 호기성 호흡이 일어난다. 

2. 제2상 : 산소흡수가 더 이상증가 하지 않고 정체하는 시기로서 종피가 파열 되었을 때는 나타나지 않는다.

3. 제3상 : 호흡이 다시 증가하는 시기로서 종피의 파열과 거의 일치하여 일어나며 신 생 미토콘드리아의 호흡계가 활동을 시작하여 배유나 떡잎의 저장양분을 소모시킨 다. 

4. 제4상 : 호흡이 다시 감소하여 배유나 떡잎의 저장양분이 거의 소모된 상태이다.

☞ 위의 산소호흡의 각 상은 수분흡수의 상들과 서로 동시에 관찰될 수 있는 현상 이다. 

3) 저장물질의 분해와 이전 

흡수와 더불어 수화도가 증가된 종자 내부에서는 가수분해 효소들의 작용이 급속히 왕 성해 진다. 배유나 떡잎의 저장 양분중 전분은 아밀라제, 말타아제들이 포도당으로 분 해하고, 단백질은 프로테아제가 아미노산으로, 지방은 리파아제가 글리세린과 지방산으 로 각각 분해한다. 분자량이 큰 물질들인 저장양분이 가수분해되어 분자량이 작아지고 수용성 물질로 변하여 배 쪽으로 이동하게 된다. 이때 고 에너지 인산결합체인 ATP가 생성되고, 이들 ATP를 이용하여 배에서 새로운 조직이 형성된다.

이와 같은 저장양분의 소화(digestion)에 큰 역할을 담당하는 조직은 벼, 밀, 옥수수 같 은 곡물종자에서는 배반의 표피세포들이다. 배반은 배와 배유의 가운데 위치하여 흡수 가 진행되면 배반으로부터 지베렐린의 상당량이 방출되어 호분층으로 확산되고, 가수 분해 효소들 특히 α- amylase나 프로테아제를 합성 하도록 유도한다. 새로이 만들어진 이들 효소들과 아울러 세포막을 녹이는 시스티아제(cystase)를 배유조직으로 분비하여 배유세포의 세포막을 파괴하고 전분 등 저장물질을 용해시킨다.

수용성 형태의 저장 양분들은 배쪽으로 이동을 하는데, 이때 배반이 이들을 다시 흡수 하고 배쪽으로 전달하는 중계의 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 아직 배에는 통도조 직 이 분화되어 있지 않으므로 세포간의 양분확산에 의하여 생장하는 조직으로 이전된 다. 배로 이동해온 물질들은 단백질을 합성하여 세포분열을 활발히 하고 신생조직을 만들어 생장을 시작한다. 단백질의 합성이 일어나기 이전에 배에서 기존하였던 m- RNA와 r- RNA등이 활성을 되찾고, 새로운 DNA, RNA, 핵산물질들의 합성도 일어 난다. 발아현상은 기존의 유전정보가 프로그램하여 놓은대로 외부환경조건이 허용하는 한 한치의 착오없이 진행되어 간다.

4) 배의 성장

배의 성장은 처음에는 흡수에 따른 세포크기의 증대와 잇달아 일어나는 세포분열과 신 장으로서 이루어진다. 땅위로 떡잎을 발생시키는 수박종자가 저장조직과 생장조직과는 수분을 공급하기 시작한 날로부터 11일만에 어린 식물은 자급영양의 상태가 되었다. 떡잎에서 배축으로 전류된 물질의 약¼정도는 그 동안의 호흡에 쓰여 졌으며 타작물의 종자에서도 비슷한 양의 호흡소모가 있는 것으로 알려져 있다. 한편 배유나 떡잎의 저 장 조직에서는 전분, 당, 지방, 단백질 등 쉽게 동원할 수 있는 성분들은 생장하는 유 묘 쪽으로 이동해 버리고 세포막을 형성하였던 셀로로오스, 헤미셀로로오스와 약간의 이동되지 못한 물질들이 잔류할 뿐이다. 밀의 유묘가 자라 완전한 자급영양을 이루고 독립적으로 생활할 수 있을때는 제2엽이 완전히 자라고 제3엽이 갓 나올 무렵의 시기 에 해당한다. 어린식물이 저장양분에 의존하여 자라다가 스스로 자급영양을 이루는 시 기는 영양의 전환기로서 이유기에 해당하며, 이때 불량한 환경에 처하면 실패할 위험 

이 큰 시기이다.

◐ 발아의 과정동안 관여하는 식물호르몬의 작용은 다음과 같다.

1. 지베렐린이 소화작용을 하는 가수분해 효소들을 활성화 시킨다.

2. 사이토키이닌은 세포분열을 촉진하여 유근과 유아를 생장시킨다.

3. 옥신은 세포신장을 촉진시키고 뿌리는 지하로, 어린싹은 지상으로 자라게 한다.

종자의 저장물질들은 유묘의 초기 생육에 필요한 성분비로서 볼 때 탄수화물이나 지방 에 치우쳐 있고 주요한 무기 성분들은 미흡한 상태이다. 따라서 많은 작물의 경우 유 근의 신장이 지상부 발달보다 우선적으로 이루어지고 새로운 뿌리를 통하여 수분은 물 론 질소나 인산 등 무기성분의 확보가 가능해진다. 다시말하면 유묘는 지상부의 광합 성을 충분히 이루기전에 무기성분과 수분의 흡수를 시작하여 지하부의 자립을 먼저 유 지 한다. 

5) 유묘의 출현

발아는 외형상으로는 유근이 종피 바깥으로 돌출할때를 뜻하지만, 작물을 재배하는 입 장에서는 땅위로 유아나 초엽이 출현하고 생장을 시작하는 것을 의미한다. 종자가 발 아하여 흙을 뚫고 땅위로 돋아난 유묘(seedling)는 작물 종류에 따라 배유 또는 떡잎 자체이거나 배유나 떡잎은 땅속에 남겨두고 새로이 자란 유아인 경우로 나누어 진다. 배유나 떡잎이 땅위로 출현하는 경우는 하배축이 신장한 결과로 이러한 형태를 지상형 이라 하며, 배유나 떡잎은 땅속에 남겨두고 유아의 하부조직인 상배축이 신장하여 유 아가 땅위로 나타나는 형태를 지하형이라 한다. 종자에서 발아한 어린작물이 지상에서 종자의 저장양분에 의존하지 않고 독립하여 살아가려면 토양의 무게와 압력을 헤치고 안전하게 출아 하여야 한다. 두과작물을 포함한 쌍떡잎 식물들이 발아할때에는 반드시 줄기의 선단이 갈고리 모양으로 구부러져서 지표를 향하여 자란다. 이것을 유아의 갈 고리라 부르며 식물이 땅속에서 발아해 나올 때 흙을 밀어 젖히고 안전하게 출아하는 데, 중요한 역할을 하고 있다.

유근에 있어 유아 또는 배축이 신장하여 유묘가 땅위로 출현하면 지상부 조직은 엽록 소를 형성하여 광합성을 시작하고 지하부는 종자근을 발생시키고 수분과 무기성분을 

흡수하여 영양적으로 종자의 저장양분에서 독립하게 된다.

21. 작물의 결실생리 (방통, 재식 p246)

식물의 생장점에서 분화는 화아 또는 유수(幼穗)는 점차 발육하여 각종의 생식기관을 형 성하고 나아가 꽃받침, 꽃잎, 암술, 수술 등을 완성하며 그 뒤 개화가 나타난다. 꽃이피면 수분(pollintion)과 수정(pertization)이 이루어지고 종자와 열매가 발달한다.

1) 열매의 발육과 종자형성

수분이 일어나면 자방이 발육하여 열매가 형성된다. 이때 화분이나 발육중인 종자에서 옥신과 같은 생장촉진 호르몬이 자방으로 공급되어야 한다. 많은 식물에서 수분이 일 어나지 않으면 자방의 발육이 일어나지 않을 뿐만 아니라 모식물에 붙어있는 부분에서 이층이 형성되어 탈락하게 된다. 반면 단위결과를 하는 종들에서는 수정이 되지 않더 

라도 또 종자가 자라지 않아도 과실은 발육하고 성숙 할 수 있다. 이런 종류의 식물들 은 대개 배주의 수가 많으며 바나나, 파인애풀처럼 수분되지 않아도 과실이 발육하는 작물들, 화분관이 신장하고 자방이 발육을 개시하나 화분관은 도중에 신장이 중단되고 배주에 이르지 못하는 3배체 식물들, 과실은 계속 성숙하지만 종자는 발육을 멈추어 버리는 포도나 버찌가 있다. 오이의 한종은 수분전에 자방이 급속히 생장하고 수분 후 에도 생장은 계속되어 열매가 성숙되지만 수분이 되지않은 자방은 생장이 정지하고 말 라버려 모식물에서 탈락한다.

수분되지 않은 자방에 합성옥신을 처리하면 자방의 세포분열이 촉진되고 단위결과가 일어난다. 과실이 발육하려면 옥신의 공급과 동시에 많은 양분의 공급이 필요하다. 여 기에 필요한 양분은 주로 광합성을 통하여 생산된 동화물질이나 저장되었던 물질들이 잎 이나 가지를 거쳐 과실과 종자로 이동되어 온 것이다. 발육중의 종자나 과실로 이 동되는 동화 생산물은 대부분이 열매나 이삭에서 가까운 잎들에서 공급되지만 보리의 이삭과 까락 도 중요한 동화물질의 공급기관 인 것이 밝혀져 있다. 

2) 열매의 성숙

열매의 성숙과정은 건과(dry fruit)와 육과(flesh fruit)에 따라 다르다. 화곡류나 두류의 열매와 같은 건과는 열매가 생장, 성숙하는 과정에서 자방벽이 건조한 과피로 변화하 거나 과수류의 열매들인 육과(肉果)는 자방벽이 발달하여 다육다즙(多肉多汁)한 과실 로 변한다.

♣ 과수류의 많은 종류에서 육과의 발육, 성숙과정을 다음3단계로 구분(복숭아의 예)

제1기에는 자방벽이 발달하여 과실의 크기가 급격히 증대하고 동시에 주심 또는 주피 의 부분도 급속히 발달한다. 이 기간동안 주심과 주피는 완성되어 종피를 만들지만 과육은 최종크기의 반 정도밖에 못자라고 있다.

제2기에는 과실의 발육속도가 매우 저하하고 반면 이 기간에 배는 급속히 자라 제2기 의 마지막에 완성된 크기에 도달한다. 

제3기에는 과피가 다시 급속히 발육하여 성숙기까지 크기가 증가한다. 그래서 제1기 는 종피의 형성기, 제2기는 배의 형성기, 제3기는 과실의 비대기로 특정 지울 수 있 다.  과피가 발육하여 과실이 성숙하는 동안 과피의 착색이 일어나고 과육은 부드럽 고 두터워 지는데 이때 당류의 축적과 과당, 포도당, 설탕으로 전환이 일어난다.

과실의 호흡은 과실의 발육과 더불어 감소하여 성숙직전에 최저로 되고 성숙기에 들면 서 상승하여 완숙기에 최대(climacteric rise)에 이르고 다시 서서히 감소한다. 그러나 감귤류 만은 climacteric rise가 인정되지 않고 과실의 발육과 동시에 호흡도 상승하여 성숙기에 최고에 달한다.

다수의 과채류나 과수에서는 과실의 성숙은 모식물에 달려있는 동안 일어나다가 모수 에서 떨어져도 계속 진행된다. 그러나 avocado같은 식물은 과실의 성숙이 나무에 달려 있는 기간에는 일어나지 않고 비대만 하다가 나무에서 떨어진후 성숙이 진행된다. 과 실의 발육과 더불어 종자에서는 종피, 배유, 배가 형성되어 배나 배유 또는 자엽에는 전분, 지방질, 단백질 등 저장물질이 집적되고 종자는 성숙과 함께 수분함량이 점차 줄 어 들어 끝내 휴면에 들어간다.

22. 작물의 노화 생리

식물의 개체, 기관 또는 조직과 조직을 구성하는 세포들은 분열되어 생장과 발육을 끝내 면 각각의 기능은 점차 저하하기 시작한다. 즉 모든 생물에서 나타나는 현상으로 시간이 경과하면 생리적으로 노쇠(老衰)가 따르게 마련이다. 나이가 들면서 생리적 기능이 저하 하는 것을 노화(senescence)라 부르며, 나이가 먹는 것을(aging)과 반드시 병행하는 것은 아니라 분명하게 구별하기는 어렵다. 개체나 기관이 생장의 기간을 지나 생장속도가 ‘0’ 에 이를때를 시작으로 하여 노화라고 부르며 멀지않아 기관이나 조직의 생리적 기능이 약화되어 식물체로부터 탈락이 일어나고 죽어가게 된다.

1) 작물의 노화현상

노화란 작물의 잎, 줄기, 꽃, 열매, 뿌리 등 모든 부분에서 일어나지만 각각의 노화는 서로 다른 시기에서 일어나고 있다. 다년생 초본류는 해마다 지상부는 노화하여 죽지 만 뿌리는 죽지않고 살아남는다. 다년생 낙엽수에서는 잎은 노화하여 죽고 낙엽이 되 지만 눈(芽)들은 휴면상태로 월동하여 줄기나 뿌리는 살아 남았다가 이듬해 다시 생육 을 되풀이 한다.  노화란 식물의 일생을 짜놓은 프로그램중 하나의 과정으로 이르기 전 과정(前 過程)이다. 또한 노화는 식물의 생태적 적응과 식물체 내부의 생리적 효율 이라는 이점으로 작용하기도 한다. 즉 노화된 기관으로부터 볼 때 질소성분 등의 영양 성분이 생장하고 있는 기관으로 보내져 전 식물체로서 볼 때 영양성분이 매우 효율적 으로 이용되는 것이다. 광저기(vignasesquipedalis)는 지상발아형의 두과 쌍자엽 식물로 서 상배축의 생장을 위하여 하배축 세포의 RNA가 분해되어 상배축으로 이동되고 이 용 되는 것은 그의 한 예이다.

잎(葉)들이 노화하면 식물체에 동화산물은 공급하지 못하게 되고 식물체가 잎을 지닐 필요가 없어지며 낙엽이 되어 떨어진다. 또 노화는 생태적으로 식물에 유리하게 작용 하는데, 귀리는 한여름에 들어서면서 노화가 진행되어 과도한 수분부족 상태를 회피할 수 있다. 귀리가 생육이 활발한 시기에 한발의 피해를 받으면 생장이 심하게 저해되고 수량의 감소가 극심하지만 이들의 생육은 더위가 시작되기 전에 끝나고 더위가 심해짐 에 따라 노화도 진행되는 것이다.

생식기관의 분화와 생장이 영양기관의 노화를 유도한다는 사실은 옛부터 많은 연구자 에 의하여 알려져 왔다, 토마토는 그의 줄기의 생장이 정지하면 바로 노화를 하지만 형성된 꽃은 잘라내면 그의 줄기의 생장은 다시 회복되고 더 오랫동안 영양생장을 연 장 할 수 있다. 꽃이 핀 뒤에 과실을 제거해 버려도 비슷한 영향을 볼 수 있는데, 식물 의 키는 과실을 열리게 할 때보다 훨씬 커졌다.

생식 생장이 개시되어 식물체가 노화하고 죽게되는 것은 독일의 H.Molisch(1938)에 따 르면 꽃이나 과실의 생장을 위하여 영양기관으로 공급되던 영양분이 생식기관으로 옮 겨가기 때문이라고 설명하였다. 그러나 최초로 영양기관이 생식기관을 형성하면 노화 가 되는 것은 영양성분의 상실만이 아니라 꽃에서 형성되는 생장억제 물질이 영양기관 으로 전달되기 때문으로 알려졌다.

시금치에서 꽃을 제거하면 암수의 상관없이 노화가 억제되고 꽃을 피우면 긴 꽃대가 신장하므로 영양분이 그 부분으로 이동되는 것은 사실이다. 그러나 시금치에 GA을 처 리하면 꽃대가 나오지만 꽃은 피지않고 노화도 일어나지 않는다. 따라서 꽃을 피우는 것은 노화와 죽음으로 진행되는 단계인 것이다.

2) 기관의 노화

잎은 그의 엽면적이 최대에 도달하기 직전에 광합성 능력이 최대에 달한다. 그후 광합 성 능력, 호흡량, RNA량, 단백질 함량 등은 점차 저하하고 노화의 말기에는 엽록소가 퇴화하여 황색 또는 적색의 색소가 나타나고 그 뒤에 엽은 죽고만다. 과실이 생장하여 최대의 크기에 도달하면 점차 성숙의 단계로 접어든다. 사과에서는 사과산이 소실되고, 당이 늘며 세포벽사이의 분해가 일어나 기계적으로 연약해 진다. 성숙이 어느 시기에 이르면 급격히 호흡이 상승하여 climacteric rise에 이르고 이후부터 과실은 후숙에 들 어 간다. 

기관의 노화는 그 기관 자체의 생리적 활성이 저하하여 일어나는 경우와 그 기관 이외 의 부분의 영향을 받아 일어나는 두 가지 경우로 구별할 수 있다. 앞의 경우의 예는 과실이고, 뒤의 경우의 예는 엽(葉)이 된다. 과실의 성숙과 노화는 종자의 발육과 관계 가 있으나 그 밖의 부분과는 거의 독립적으로 진행된다.

반면 엽은 독자적으로 자체의 생리 활성만으로 노화한다고 말할 수 없다. 잎에서 코르 크 천공기를 사용하여 원형으로 절편(切片)을 떼내면 나머지 잎은 황색으로 변색하여 노화하고 그 다음 낙엽이 되지만 떼낸 잎의 절편은 오랫동안 녹색을 유지한다. 즉 잎 의 노화는 식물체의 다른 부위의 생리적 과정에 의하여 제어되는 것 같다. 콩의 제1엽 은 발아 후 약40일경 노화하나, 제4,5엽이 출현하기 전에 콩의 줄기의 선단부를 잘라버 리면 제1엽의 노화는 완전히 방지 될 수 있다. 이러한 현상은 자엽에서도 일어나는데, 보통 콩의 경우 발아후 7일경이면 자엽이 노화 되지만 정단부를 절제하면 노화는 일어 나지 않고 도리어 자엽의 생장이 촉진되어 그 크기는 정상의 자엽의 몇배의 크기로 자 란다. 이 경우 줄기의 선단부의 생장점에서 생장저해 물질이 생산되는 것으로 생각된 다. 꽃의 형성은 영양기관의 생장을 억제하고 잎의 노화는 꽃에서 생장저해 물질이 생 산 되기 때문이라고 해석한다. 

잎의 노화는 생장점뿐만 아니라 뿌리의 존재도 깊은 관계를 갖고 있다. 담배잎은 잘라 내면 잎은 점차 퇴색하여 노화하지만 잎자루의 기부에 뿌리를 발생시키면 잎의 노화는 억제된다. 즉 잎의 노화를 조절하는 기능은 생장점과 뿌리 양쪽에 있으며 식물이 꽃을 피우고 나아가 열매를 맺으면 뿌리의 활성도 저하한다.

잎이나 생장점 등 영양기관의 노화를 방지하는 물질에는 뿌리에서 합성되는 cytokinin 이란 물질이 알려져 있다. 잘래낸 담배의 잎을cytokinin으로 처리하면 처리부분의 RNA나 단백질 함량이 그밖의 부분보다 높게 나타나고 노화가 지연 되는데, 이 물질이 많이 함유된 조직이나 기관은 타 부위의 영양성분을 빨아들이게 하고 합성기능을 높게 유지하여 노화를 방지한다고 생각하고 있다. 또 cytokinin은 보리의 잘라낸 잎에서 핵 산분해 효소의 활성을 저해 한다고 알려져 있다. 콩의 꼬투리(夾)에는 cytokinin은 노 화 방지에 효과가 없고 옥신은 효과가 있다. 이와 같이 노화방지에 효과가 있는 호르 몬은 기관이나 종류에 따라 다르며 생장, 분화의 최종단계에서 어느 기관이나 개체의 노화는 몇 가지 호르몬의 밸런스에 따라 조절될 수 있다. 

23. 채종재배 에서의 유의사항(일반적 사항) : 종자p248

일반적으로 작물 생산재배는 수량 및 이용대상 생산물의 품질향상을 위한 집중적인 생산 관리를 하는데 비하여, 종자 생산재배는 우선 유전적으로 순수하고 생리적으로 충실하며 병충에 오염되지 않은 종자로서 품질이 보장되어야 하고, 수량도 수준이상으로 높여 종 자 생산의 경제성이 맞는 생산관리가 이루어져야한다. 따라서 파종기, 재식밀도 등이 채 종 재배에 알맞도록 변경되기도 하며, 시비량도 과용되지 않고, 도복이 철저하게 예방되 어야 한다. 

작물의 발육과정에서 특성이 잘 발현되는 유묘기와 개화기에는 세심한 관찰을 통해 이병 주를 제거하고, 또 잡초와 병충을 방제하기 위하여 농약이나 생장 조정제를 사용 할 때 에도 작물의 발육단계를 정확하게 진단하고 옳은 사용법에 따라 처리해야 한다. 

채종 재배법은 작물의 종류 및 육성한 품종의 육종기술에 따라 차이가 있지만 공통적인 것은 품종의 순도와 종자의 활력을 유지시키는 것이다.

1) 증식 포장의 결정

종자 생산에는 전년도에 재배한 묵은 종자에서 자란 이품종 또는 이종의 자생식물에서 성숙한 종자의 혼입이 예상될 수 있어, 한 장소에서 전년도와 동일한 작물의 종자를 생산하는 것은 품종 혼입의 원인이 될 수 있다. 다년생의 식물이 문제가 되는 경우에 는 경운 과정에서 이를 철저히 제거 해야한다.

작물을 베어 탈곡하기까지 쌓아 놓았던 포장에는 종자가 많이 떨어져 있기 쉬우므로 이러한 포장은 채종 포장으로 적합하지 못하다. 옥수수의 흑수병, 크로버의 부패병과 같은 종자의 전염병은 토양속에 오랫동안 살아남아 있으므로 이들 병에 걸리기 쉬운 작물을 이용하여 확인해야 한다. 채종할 작물과 잡초의 성숙기가 같아서 함께 수확되 고 또 종자를 분리하기 어려울 경우에는 채종대상 작물에서 제외 되어야한다.

2) 파종기와 파종량

작물의 생육에 영향을 끼치는 주요 기상요인은 온도와 수분이므로 발아로부터 수확에 이르기까지 이 두 요인을 가장 잘 이용할 수 있는 시기로 파종기를 조정한다. 한 계절 내에 종실을 수확하는 1년생 작물의 파종기는 큰 변동이 없으므로 그 지역의 관행 재배법에 준하는 것이 보통이다. 

소립의 종자를 파종하기 위해서는 포장준비를 정밀하게 할 필요가 있지만, 옥수수와 같은 대립의 종자는 반드시 그렇게 할 필요는 없다. 파종의 깊이는 종자의 크기와 파 종 할 때의 포장조건 및 기후에 영향을 받게된다. 몇 종의 사료작물을 제외한 대개의 종자는 산파보다는 조파를 한다. 조파의 장점은 종자 소요량이 적고, 보다 고르게 파종 할 수 있으며, 이형주를 제거하거나 관찰할 때 통로로 이용할 수 있다.

옥수수 교잡종의 종자를 채종 할 때에는 두계통의 개화기를 같게하기 위하여 단기간(5 일)에 파종을 끝내야 한다. 또 화분친과 자방친의 개화기를 일치하기 위하여 각 계통 의 파종기를 달리할 수 도 있고, 때로는 화분친 열을 쉽게 알아보도록  해바라기의 종 자를 섞어 파종하기도 한다. 파종할 종자는 필요에 따라 살균제 또는 살충제를 처리하 여 반드시 완전하게 봉한 상태로 운반하여 포장에서 파종하기 전에 개봉하는 것이 종 자의 혼입을 방지하는 면에서 확실하다. 그리고 용기의 표찰은 확인 한 후 기록 보관 하여 문제 발생시에 대비한다. 단위 면적당 파종량에 의하여 작물개체 집단의 밀도가 결정된다. 개화할 무렵에 지면이 피복 될 수 있으면 최소 파종량이라고 하기에 충분하 

다고  할 수 있다. 잡초방제를 위하여 파종량은 식물체의 생장습성을 변형시키기에 알 맞아야 한다. 박파하면 작물에 넓은 공간을 주어 작물내에 적절한 광의 강도를 허용하 여 박파에 따른 여러개의 측지나 얼지가 생겨 박파함으로서 적어진 주간수를 보상하고 동시에 측지나 얼지는 비슷한 수의꽃과 종자를 생산할수 있으며 또한 토양수분의 요구 량도 밀파한 작물보다 적다. 그러나 생육형의 단점은 개화시작을 지연시키고, 특히 주 간보다 측지의 개화가 더늣어 종자가 식물체 전체에서 균일하게 성숙하지 못하며, 또 생육 전반에 걸쳐 잡초와의 경쟁에 부적합 하다.

밀파는 과밀에 따라 줄기당 꽃수가 적고 종자가 달리는 비율이 낮은 약한 개체가 많게 된다. 작물의 생육공간의 속이 과밀하여 습하게 되면 곤충에 의한 수분이 불리하고, 곰 팡이의 발생이 조장되며, 등숙도 지연되므로 수확을 어렵게 한다.

3) 수분과 격리재배

일반적으로 종자로 발육하는 것은 정상적인 수정을 전제로 하며, 이것은 화분이 주두 에 옮겨진 다음에 일어난다. 화분은 곤충이 매개하거나 바람에 의해 비산 되면서 주두 에 옮겨진다. 채종 재배에서는 화분매개가 풍매, 충매 또는 인위적이든 간에 일정한 품 종(또는개체)의 화분만이 수분 되도록 하여야 한다. 따라서 다른화분이 혼입되어 수정 되는 것을 방지하기 위하여 다른 식물과 격리시키는 것이 중요하다.

수분의 대상이 되는 화분은 충분히 공급되게 하고 적극적으로 주변에 있는 동일작물의 다른 품종이나 야생종으로 부터의 화분오염을 방지할수 있는 시간적, 공간적 격리가 필요하다. 개화기를 앞당기거나 늦춤으로서 다른 화분의 혼입을 시간적으로 방지할 수 도 있다. 

풍매화는 바람의 방향과 세기 및 차단시킬 수 있는 차폐물의 종류에 따라 화분의 비산 거리가 영향을 받게되고, 충매화는 매개곤충의 활동범위를 감안하여 오염원 식물과 일 정한 공간적인 간격으로 다른 花粉의 혼입을 방지한다.

4) 시비와 관수

작물의 발육중 영양생장기에는 종자를 달리게하는 식물체의 구조를 만들기 위하여 충 분한 량의 질소, 인산, 칼리와 같은 무기 영양분이 요구된다. 일반적으로 시비량은 지 역별 재배방법에 따라 작물에 권장된 량을 기초로 한다. 질소질 비료는 초기 생장기에 시용해야 하지만, 필요에 따라 추비로 시용하기도 한다. 인산과 칼리질 비료는 채종재 배에서 더 중요하며, 특히 두류는 그 영향이 크게 나타난다. 이들 비료는 작물의 전 생 육기간 동안 요구되는 충분한 량을 파종기에 시용한다. 

화곡류의 작물에서 과다한 질소 시용은 잎에 병을 유발시키고, 과도한 영양생장과 도 복의 원인이 되며, 종자의 수명을 단축시키는 원인이 된다. 질소의 과용으로 인해 도복 이 심하고 또 경우에 의하여 더 악화되면 많은 분얼이 죽게되고, 병원균이 서식하게 되며, 이러한환경에서 성숙한 종자는 그 질이 낮아질 수밖에 없다. 화본과 작물에서 도 복의 또다른 피해는 식물체 하부에 광을 투과 시킴으로서 후기 분얼을 조장하는데, 이 들 분얼에서는 성숙한 종자를 생산할 수 없어 오히려 광합성 산물의 경합만을 가져올 뿐이다. 

관수는 스프링쿨러(sprinkler)를 이용하거나 지표면위로 흘러 댈수 있는데, 공중살포는 잎에 생기는 병과 종자의 점염병을 조장할수 있고 수정에도 지장이 될 수있어 일반적 으로 자연관수가 유리하지만, 수면을 통하여 다른 종자가 유입될 수도 있으므로 주의 해야 한다. 

♣ 관수는 작물발육의 4단계에 적합하도록 실시한다.

1. 개화시기까지 영양생장기에는 충분한 물을 공급한다.

2. 개화기에 어느 정도의 수분부족은 종자의 결실을 조장하므로 수분공급을 제한한 다. 

3. 종자발육의 초기 단계에서는 관수를 충분히 한다. 이 시기에는 가능한 한 최대의 종자수를 확보하기 위하여 어떤 장해도 받지 않아야 한다.

4. 등숙기에는 관개할 필요가 없고, 오히려 약간의 수분결핍은 등숙을 조장하기도 한다 

5) 병과 해충

한 작물에 병과 해충이 발생하는 것은 기후조건과 토양속에 병균과 해충이 어느정도 존재하는가에 따라 영향을 받게 되므로 종자를 증식할 대상 지역이나 포장을 선택할 때 이점은 고려하여야 한다. 식량작물과 사료작물의 채종 재배에서는 일반재배와 같은 기본적인 방제법이 적용된다. 윤작이나 경운으로 식물체의 그루터기를 묻는 것은 전작 기 작물로부터 매개되는 병해의 위험을 감소시키고, 종자의 소독이나 살충 및 살균제 의 살포는 일반적인 방제법과 같다.

채종재배에서는 격리에 의하여 외부의 화분을 차단하는 것과 같은 방법으로 몇몇 공기 점염병이나 해충 매개 점염병으로부터 보호되어야 하는데, 화곡류의 흑수병은 균이 만 든 포자에 의해 전염되는 것으로 개화기에 이들 포자가 바람에 의해 이웃 작물에 전파 된다. 사탕무의 모자이크병은 바이러스가 원인이 되는데, 이 바이러스는 잎에 있는 진 딧물에 의하여 매개되므로 발병지로부터 적어도 1㎞이상 격리 시켜야 한다.

6) 이형주의 제거

잡초와 이종 및 동종의 다른품종 그리고 품종내의 유전적 변이체를 이형주라고 한다. 종자 생산과정에서 종자의 모양과 크기가 채종 종자와 비슷하면 함께 수확되어 문제가 된다. 특히 종실작물은 이형 주를 극히 제한하고 있다. 채종 포장에서 천천히 걸어다니 면서 식별 할 수 있는 이형주만을 제거한다.

순계와 같은 균일한 집단에서는 적은 특성에 의해서도 판단할 수 있지만 합성 품종과 같은 것은 판단이 거의 불가능 하다.

24. 종자소독의 방법 및 기구(종자p313)

저장중인 종자를 가해하는 진균으로는 부패균인 aspergilluse의 약12종과 penicllium의 몇 종이 있는데, 이 들 균은 모두 수확후 종자에 침입한다. 종자소독 하는 방법에는 약제소 독, 열소독, 생물적 방제법 등이 있다.

1) 약제소독

종자소독에 널리 이용되고 있는 유기약제와 무기약제가 있지만, 무기약제는 약해를 유 발시키기 쉽다는 등의 결점이 있어 현재는 거의 이용하고 있지않다. 유기약제에는 수 은이 함유되어 있는것과 수은이 함유되어 있지 않는 것이 있는데, 전자는 종피내 100 μ두께 속까지 쉽게 침투하지만, 잔류독성 때문에 사용금지 또는 제한을 받고 있다. 진 균에 대하여 현재benomyl, thiophanate 및 그의 복합제가 최고로 널리 이용되고 있다. 특이 한 것은 담자균에 유효한 carboxyl 및 mepronil, 벼의 호마엽고병에 효과가 있는 benthiasol, alternaria 등에서 오는iprozone 등이 있고, 치아 염소산염 및 각종 동제도 진균에 유효하다. 세균에 대하여서는 치아염소산염, amobam, polycarbamte 각종동제 및 항생물질이 유효하며 5%의 염산도 사용되고 있다. 항생물질 중에는 식물독성을 나 타내는 것이있고, 그 독성의 경감에는 chloroform, 망간염, 칼슘염, 염소산염 등이 유효 하다. 벼에는 유기수은제를 대체할수 있는 소독약제로서 Benlate- T, Homai, Buson- 30, Sportak, Mercrom등이 도열병균과 키다리병균에 대하여 효과가 크고 깨씨 무늬병균에 대하여 Benlate- T 수은제 및 Homai수화제가 효과가 크다. 약제처리의 형 태는 수화제, 유제, 분제가 있고 또 slurry로 처리한것도 있다. 보리종자의 소독약제로 서 Sisthane과 Benlate- T는 보리의 겉 깜부기병과 줄무늬에 대하여 Vitathiram과 같은 것이 방제효과가 있고, Baytan U는 보리의 겉깜부기병에는 효과적이지만 보리의 줄무 늬병에는 효과가 낮다. 

① 액제(liquids) : 액제는 물에 녹여 사용하는 것으로 종자를 30분내지 1시간 침지하 여, 종자내부에 스며들어 표면에 균일하게 약제가 닿으므로 좋은 방법이지만, 건조 시킨후 파종하게 되므로 시간이 소요되는 결점이 있다. 농축액의 휘발성 살균제를 가미하는 것으로 대부분의 종자에 적용되며 panogen75와 seresan75 등이 있다.

② 분의(dusts) : 종자와 분제를 용기에 넣고 흔들어 종자의 표면에 분제가 부착되도록

하는 것으로 간단하지만, 대량 처리시에는 분제를 흡입할 염려가 있으므로 주의해 야하고, 작업장에 집진 및 환기장치가 필요한 결점이 있다.

③ 도말(slurry method) : 약 1%의 물에 약제를 녹인 현탁액으로 완전히 두껍게 바르 는 것으로 도말 처리기라고 하는 특수 기계를 이용하면 작업을 안전하게 할수 있 고 약을 정확하고 균일하게 바를 수 있으며, 건조가 불필요한 등의 장점이 있다.

④ 환약(pelleting) : 보통의 토양중의 생물체나 새 또는 쥐의 피해를 막기위해 사용하 는 약제로 소나무나 침엽수의 그을음병의 방제에 이용되고 있다. 그 밖의 밀폐 용 기 중에서 훈증하는 산화에틸렌, 산화프로필렌, 포름알데히드, 이지화수소 등이 사 용된다. 이들 훈증제는 진균, 세균 및 많은 종류의 해충에 유효하지만 농도, 시간, 온도 및 종자의 함수량에 대하여 주의하지 않으면 종자의 발아에 나쁜 영향을 끼 친다. 바이러스에 대한 완전한 소독제는 없지만 종자의 표면 또는 종피내 바이러 스에 대하여는 제3인산소다(3～10%), Teepol(계면활성제:10%), 염산(5～10%) 등이 유효하다. 이들 약제는 바이러스 입자를 붕괴시켜 활성을 잃어버리게 한다.

※ 종자소독은 병해를 방제하는 효과와 동시에 종자 자체에 대하여 정도의 차이는 있지만 약해를 일으킨다.

♣ 종자소독 약제의 구비조건

1. 병균에 대하여 효과적이어야 한다.

2. 식물(종자)에는 비교적 해롭지 않아야 한다.

3. 인체에 해가 없어야 한다.

4. 종자의 저장 기간중에 비교적 오랫동안 약효가 지속되어야 한다.

5. 사용이 편리하여야 한다.

6. 경제성이 있어야 한다.

불행히도 위의 조건을 모두 충족시키는 약제는 없다.

2) 열 소독

열 소독은 종자의 깊숙한 부분에 존재하는 병균에도 유효하며, 침투성 약제가 적어 진 오늘날에는 중요한 종자소독 방법이다. 이 방법은 종자내의 깊은 곳에 있는 병원 체를 죽이는데 쓰이며. 냉수, 온탕 또는 냉수 온탕침법, 자외선, 적외선, X- 선의 조사 와 건조 등이 이용되는데, 토양전염 생물체에는 효과가 없고 종자내부와 겉의 생물 체에만 효과가 있다.

① 습열 : 냉수온탕침법 또는 풍여온탕법은 옛날부터 이용해온 방법이다. 종자내부 깊숙히 잠재해있는 병균을 죽이는 방법으로 온도와 처리시간은 작물과 병에따라 다르며, 1950년 이후에는 널리 이용되지 않는다. 즉 온도조절, 처리시간, 살균온도 와 위험온도와의 폭이좁고 시설이 필요하며, 소량의 종자에만 쓰이는 단점이 있 다. 고구마 종서의 검은무늬병균은 47～48℃의 온탕에 40분간 침지하고 맥류의 깜부기병균도 종자내부에 잠복해 있어서 일반적으로 외부 소독만으로는 효과가 없기 때문에 이 방법이 널리 이용되어 왔지만 번거로워 현재는 잘 이용하지 않 고, 카보람분제(Vitathiran)등의 약제 소독방법을 주로 이용하고 있다.

이 방법은 보통 세균성 병해에 효과적이다. 습열의 변법으로서 증기에 의한 소독 이 있다. 증기 소독법은 종자를 침지하는 것이 아니기 때문에 대립 두류의 종자 에서도 해가없고, 또 소독후의 건조도 용이하다. 

열처리를 한 종자는 발아율이 저하되는 경우도 있다. Ralph(1978)은 55℃의 온탕 에 30분간 처리했을 때 발아율이 94.8%에서 46.2%까지 떨어진 양배추의 종자를 PEG 6,000의 - 11bar용액에 14일간 처리하여 발아율을 72%까지 회복 시켰다. 이 때 발아속도도 빨랐다고 한다.

② 건열 : 종자내의 바이러스의 불활성에 건열이 유효하다는 것이 알려진 이래, 진균 과 세균에 대해서도 건열처리가 시도되고 있는데, 건열의 온도는60～80℃가 많이 이용되고 있다. 건열처리를 한 종자는 충분히 건조시키지 않으면 안된다. 그 밖의 7～8월의 높은 태양열을 이용하는 소독이나 바이러스 보균종자 등에 이용하는 건 열소독 등이 있다.

3) 생물적 방제

토양중의 미생물은 서로 균형을 이루고 존재하기 때문에 유해 미생물에 대한 길항 미생물도 존재하고 있다. 길항균의 종자 또는 토양접종에 의해 입고병이 감소되는 것만은 아니고 식물체의 생육이 양호해져서 결국 수량에까지 영향을 끼치는 경우가 많다. 

그 원인을 들어보면 다음과 같다.

1. 길항성의 미생물이나 비기생성의 유해근권 미생물의 생육을 억제한다.

2. 길항 세균이 gibberellin, auxin등의 생육촉진 물질을 분비한다.

3. 길항 세균이 공중 질소를 고정시킨다.

4. 토양중의 비 가급태의 양분을 가급태로 변화 시킨다.

4) 기타 종자 소독법

① 발효법 : 일부 채소종자의 병 방제를 위하여 종자와 과육을 21℃ 정도의 온도 에서 72시간 발효 시킨후 채종 한다. 

② 훈증법 : 종자속의 선충은 methylebromide로 훈증하면 종자에 상처를 입히지 않 고 죽일 수 있다. 그 방법으로는 300㎥의 면적에 562.5g의 농도로 12～15시간 처리한다.

25. 종자(발아능:seed viability)발아검사

종자의 발아능은 종자가 살아있고 대사작용을 할 수 있으며, 발아하여 유묘의 성장에 필요한 효소를 가지고 있는 정도를 뜻할때도 있는데, 이러한 의미로 본다면 죽은조직 과 살아있는 조직을 함께 가지고 있을 때에는 발아 할 수도 있고, 발아 할 수 없을 때 도 있다.

종자가 수확 하기전 모체 식물에 있을 때에는 거의 발아하지 않지만, 실은 어느 종자이 든 생리적으로 성숙한 것이면 최고의 발아능을 갖게되며, 생리적 성숙 다음부터는 종자 의 발아능이 점차 감소되는데, 그 감소속도는 종자가 처해있는 환경에 따라 다르다.

1) 표준 발아검사

발아 검사는 종자의 발아능을 알기 위해 가장 흔히 사용되고 있다. 이와 같이 발아능 을 알기 위해 발아시험은 흔히 하게 되므로 발아와 발아능을 동일시하는 경향도 있지 만, 여기에서는 종자의 발아능을 추정하기 위한 하나의 수단으로 본다.

발아는 여러 가지 뜻으로 사용되고 있어서 혼동하기 쉬운데 미국의 공인 종자 검사자 협회(AOSA)에 의하면 “종자가 배로부터 적합한 환경조건 하에서 정상적인 식물로 계 속 발육할수 있는 능력을 지닌 중요한 식물의 구조가 출현 발달하는 것” 이라며 ①발 아 할 수 있는 기본구조를 가졌는지? ②적합한 조건하에서 이들 구조가 정상적인 식물 로 자랄 수 있는지의 두 가지 기본 개념은 가진다. 즉 완전한 뿌리와 줄기를 가지고 있어 좋은 조건하에서 정상적인 생장을 할 수 있는 능력을 가진 배식물의 출현을 발아 라고 보고 있다. 

국제종자 검사자 협회(internatianal seed testing association:ISTA)와 AOSA는 종자의 발아검사를 위한 일련의 표준조건을 마련하여 제시해 왔는데, 농작물 원예작물 화훼 및 수목의 종자에 대해 각각의 종자가 최대의 발아를 위해서는 어떤 발아조건 이어야 하는지에 대하여 휴면하는 종자의 처리를 포함한 제반 방법을 규정하고 있다.

2) 표준 발아검사의 절차

AOSA는 발아검사 절차에 관한 규정을 크게 농작물의 종자, 채소 및 초본류의 종자, 화훼종자, 수목의 종자 등으로  구분하여 수록하였다.

① 종자 준비

순도검사를 마친 정립종자를 무작위로 최소한 400립을 추출하여 100립씩 4반복으로 치상 한다. 순도조사를 하지 않을 때에는 시료가 많으면 균분기를 사용하고, 시료가 적으면 손으로 섞어서 추출한다. 발아조사의 결과는 발아 종자수를 백분율로 나타내 고, 소수점 이하 반올림 한다.

② 치상재료 및 치상방법

종자의 치상에는 샬레, 흡습지, 여과지, 발아지, 모래, 탈지면, 면포 등의 재료가 사용 된다. 이들 재료는 ① 발아하는 유묘에 유독하지 않아야 하고 ② 병원성의 미생물이 나 포자가 없어야하고 ③ 발아를 위해 적당한 투기성(透氣性)과 보수성이 있어야 한 다.

㉠ 여과지 : 보통 whatman 2호가 사용 된다.

㉡ 샬레(petri dish:P) : 샬레 안에 2～3매의 여과지나 흡습지 또는 15㎜두께의 토사 위에 치상하고, 습도는 너무 많지 않도록 하며, 다시 급수 할 때는 스포이드를 사 용하고 뚜껑을 덮어둔다. 

㉢ 흡습지(blotter) : 종자를 흡습지 위에 치상하거나(top of blotter:TB)흡습지 사이 에 치상 하거나(between blotter:B)또는 큰 발아지 사이에 치상하여 말아 세우거 나(paper tweling:T)한다.

㉣ 모래와 흙(S) : 모래는 0.8㎜의 체로 거르고 0.5㎜의 체위에 남는 것을 살균하여 사용하며 종자의 상면이 모래의 표면과 밀착 되도록 치상 한다. 

③ 수분과 통기 

종자의 건조를 막기 위해서는 발아 매체에 수분을 항상 공급하여야 한다. 그러나 수 분은 종자의 통기에 지장을 주어 발아를 억제하는 경우도 있고(가지, 수박, 시금치 등)조사 도중에 수분을 제한하면 2차 휴면에 들어 가는것(무 등)도 있으므로 주의해 야 한다. 어떤 종류의 종자이든 발아기간중 매일매일 수분량을 점검해야 한다. 겨울 철에는 발아상 내의 온도와 실온이 달라 상대습도가 낮아지고 발아상이 마르기 쉬우 므로 주의 해야한다. 

AOSA은 발아중 상대습도를 95%로 유지하고 치상 재료로부터 손실되는 수분을 가 능한 한 최소화 시키도록 권장하고 있다. 여과지를 사용 할 때는 최초의 급수량으로 지름이 9㎝인 여과지 2매에 대하여 4㎖, 지름이 12.5㎝인 여과지 2매에 대하여 8㎖정 도가 알맞지만 종이를 눌렀을 때 손가락 주위에 물의 피막이 형성될 정도이면 된다. 그리고 모래를 사용 할 때에는 콩이나 단옥수수는 모래 용수량의 60%정도, 그 밖의 채소종자는 모래 용수량의 50%정도가 적당하다.

④ 온도

온도는 발아조사의 조건 중 가장 중요한 것이며, 이는 온도설비 없이는 조절이 불가 능 한데, AOSA에서는 규정온도로부터 ±1℃의 변이차만 허용하고 있다. 규정온도 표시가 단수인 숫자는 항온을, 복수의 숫자(ex20～30)는 변온을 의미하는데, 첫 번째 온도를 1일중 약16시간, 두 번째 온도를 1일중 약 8시간으로 조절한다. 이와 같은 표 시가 없는 변온은 보통 고온에 8시간(주간), 저온에 16시간(야간)으로 하지만, 조사도 

중에 당일 변온을 못할 경우에는 저온상태로 둔다. 발아상에서 고온을 만날 경우 화 곡류와 벼과목초의 종자와 같이 2차휴면에 들어가는 것도 있다.

⑤ 광(光)

광은 대개의 목초종자에 필요하며, 대다수의 목본 및 관목의 종자나 일부채소(셀러 리, 상추 등)의 종자도 광을 필요로 한다. 빛의 파장과 빛의 강도에 대한 연구는 만 지 않으며, 형광이 자연일광 대신 이용되고 있지만 발열시 냉각시켜야 하고 발아상 을 건조시키는 등의 결점이 잇다. 

암 발아종자인 수박, 호박, 무 등의 종자는 암흑하에서 발아조사를 하며, 조명을 필 요로 하는 작물과 동시에 조사할 경우에는 후자를 유리 또는 투명한 플라스틱의 샬 레에 넣어 조사하고, 전자는 알마아트제의 샬레에 넣어 조사한다. AOSA는 810～ 1,600lux(75～150footcandle)의 광을 대개 광발아 종자는 발아중 어느 한 시기에만 광을 필요로 하는데, 보통 하루중 8시간의 광이면 족하다.

⑥ 휴면타파 

어떤 종의 종자에서는 발아나 또는 휴면타파를 위해서는 특수한 조건이 요구된다. 질산칼륨(KNo₃)0.2%과 과산화수소(H₂O₂)가 보통 휴면종자의 발아증진에 이용되 며, 그 밖에도 thiourea, ethephon, ethylene, gibberllin등을 처리 하기도 한다. 종자의 휴면을 타파하기 위한 대표적인 것으로서는 예냉(prechilling)을 들수 있는데, 보통 상온에서 흡습시킨 종자를 발아지에 치상하여 2～5℃에서 일정기간 경과시킨 다음 발아적온에 규정기간 동안 둔다. 비록 예냉이나 층적(statification)이 발아기간을 더 깊게 하지만 종자의 휴면타파를 위해 필요하다. 그 밖에도 고온처리, 예건 (predrying), 광처리 등의 작업이 이용되고 있다.

⑦ 발아조사 기간

불량한 묘까지 발아 할 수 있도록 충분한 기간을 준다. 중간 조사일(frist count)과 최종 조사일(final count)로 구분하는데, 중간 조사는 필요에 따라 실시하고, 발아한 유묘의 수분부족이나 병 감염과 같은 기대하지 않았던 문제가 발생했을 경우에는 규 정 보다 1～3일 후에 실시한다.

⑧ 발아 묘의 판별

발아 묘는 정상묘(normal seeding)와 비 정상묘(abnormal seeding)로 구분하고, 발아 하지 않은 종자는 경실종자(hard seed), 휴면종자(dormant seed, fresh seed) 및 죽 은 종자로 구분한다.

26. 종자세 검사 (종자p166)

종자세는 퇴화 과정 중 일어나는 측정 가능요소를 정량적으로 도출하여 검사하는데, 종 자세 검사는 발아검사 보다 종자내부의 변화를 더 민감하게 나타내므로 발아력의 손실에 앞서서 일어나는 어떠한 변화도 종자세 검사방법으로 활용 할 수 있다.

조기에 측정할 수 있는 방법일수록 종자세 검사법으로 더욱 적합한데, 세포막의 변화는 발아력의 상실에 앞서 일어나므로 이것을 측정하는 것이 효과적이다.

1) 종자세 검사방법의 요건

종자세 검사법은 종자 생산자나 소비자 모두에게 만족스럽고 유용해야 하며 그러기 위 해서는 다음과 같은 기본적인 요건을 갖추어야 한다.

① 경비가 적게들어야 한다.→ 종자검사에 한정된 예산을 고려할 때, 검사에 필요한 경 비가 적게 들어야 할뿐만 아니라 노력과 부대시설도 적게들어야 한다.

② 신속하게 할 수 있어야 한다. → 최소의 시간과 면적에서 이루어지면 이상적이다. 종 자 생산자는 종자세 검사결과를 신속히 알아야만 시장 경쟁력을 높일 수 있다.

③ 간단해야 한다. → 가능하면 단순하여 특수한 훈련을 받은 사람이나 능력이 있는 사 람이 아니더라도 수행할 수 있어야 한다. 

④ 객관성이 있어야 한다. → 검사는 표준화가 쉽도록 지표를 양적 또는 숫자로 표현해 야하며 종자 검사자의 주관적인 해석을 피해야 한다.

⑤ 재현성이 있어야 한다. → 만약 검사결과가 복잡한 검사방법 또는 주관적인 해석때 문에 재현할 수 없다면 의미가 없다. 

⑥ 포장출현과 상관이 있어야 한다. → 종자세 검사결과와 포장출현과의 상관이 높아 포장출현을 예측할 수 있을 때 종자세 검사방법으로서의 가치를 인정받을 수 있다.

2) 종자세의 평가방법

표준발아 검사(standard germination test)는 종자세 검정방법으로서 필수적이지만 최 적 발아조건에서 실시 하므로서 포장조건이 최적에 가까울 때는 그 결과가 포장출현과 잘 맞는 반면, 포장조건이 최적에 미치지 못 할 때는 포장출현을 과대평가 하게 된다. 그러므로, 광범위한 포장조건에서 보다 더 정확하게 예측하기 위해서는 몇 가지 다른 검사를 해야한다. 

종자세 검사방법 중에서 종자 검사자와 국제 종자검사 기구에 의해 인정받고있는 몇 가지는 다음과 같다. 

① 저온검사(cold germination test)

저온검사는 종자의 발아에 나쁜 조건을 주어 검정하는 가장 오래된 검사법중의 하나 로 옥수수나 콩에 보편적으로 이용되고 있다. 우선 종자를 페이퍼 타월위에 놓고 흙 을 덮어 일정기간 동안 저온에 두어 흡습 시키고 온도 및 미생물의 장해를 받게 한 다음 발아적온에 옮겨 발아시킨다. 저온검사의 가장 큰 어려움은 토양의 균일성을 보 장할 수 없다는 것이다. 즉 토양수분, PH, 입자구성, 병원 미생물의 분포 등이 달라 검사결과가 같지 않은 어려움이 있어 버미큘라이트 등을 사용하거나 식물이 자라는 포장의 토양을 채취하여 시험하는 것이 좋은 방법으로 알려져 있다. 이와 같은 점을 감안하더라도 저온검사는 포장조건과 가장 유사한 검사법으로 포장 출현율 등을 잘 반영해 주는 것으로 알려져 있다. 그리고 종자 검사실에서 종자세의 순서를 정하는데 에도 유용한 검사법 이다. 

② 노화촉진 검사(acceleratad aging test)

노화촉진 검사는 종자세 검사법 중에서 가장 장점이 많다. 미시피대학에서 Delouche 등에 의해 고안된 이 방법은 흡수시키지 않은 종자를 고온, 다습한조건(41℃,상대습도 100%)에 3～4일간 처리 한 후 발아에 적합한 조건에서 발아시키는 방법으로서 어느 정도 노화된 종자의 품질을 비교할 수 있으며, 저장능력의 평가는 물론 종자의 퇴화 과정에서의 생리적, 생화학적 변화를 탐색할 수도 있다. 

노화촉진 검사는 신속하고, 비용이 적게들며, 간편하고, 모든 식물의 종자에 적용할 수 있다. 또한 개체 하나 하나의 평가도 가능하고, 시험이 정확한가를 알기 위한 부차 적인 시험이 필요 없다. 그러나 이들 결과의 재현성만을 문제로 남아있다. 최근에는 처리 직전의 종자의 수분함량을 조절하여 노화 처리하는 방법이 제시되고 있다. 이러 한 요소들이 표준화 될 때 노화촉진 검사는 종자세 검사방법중 가장 실현 가능성이 높은 방법이 될 수 있을 것이다.

③ 전기 전도율 검사(conducihivity test)

종자세가 낮은 종자는 저장중 퇴화와 기계적 상처로 세포막이 파괴, 분해된다. 종자를 물에 담그면 세포막의 구조가 나쁜 종자일 경우 종자내 물질이 밖으로 침출되어 나오 는데, 이들이 지닌 전하를 전기 전도계로 측정하는 방법이 전기 전도율검사이다. 

이 방법은 신속하고 정확하며 비용이 적게들고 간편 하지만, 초기 종자의 수분함량과 종자의 크기가 침출량에 영향을 끼치기 때문에 앞으로 더욱 연구가 필요하다. 또 항 생제 등으로 종자를 소독하였을 때에도 전기 전도도에 영향을 끼치므로 측정 하기전 에 이들 약제를 제거시킬 필요가 있다.  또 다른 단점으로는 검사결과가 공시된 종자 들의 평균 전도치로 나타나고 있어 마치 공시종자가 모두가 동일한 정도로 퇴화되어 침출된 내용물의 양이 종자마다 같게 해석되는 것이다. 최근에는 개별종자의 전기전 도 도 검사결과를 얻을 수 있게 되었다. 

④ 저온 발아검사(cool germination test)

저온 검사법과는 달리 저온발아 검사는 온도만 발아적온보다 낮게(18℃)할뿐 그 밖의 조건은 모두 표준발아검사에 준하여 수행한다. 목화와 같은 작물은 종자세가 낮은 경 우 이러한 조건에서 묘의 생장정도가 감소되고 발아가 불량해진다. 표준발아검사와 유사하여 정상묘의 해석에 같은 기준을 적용할 수 있지만, 현재는 목화의 종자에만 이용되고 일반적으로는 통용되지 않고 있다.

⑤ 유묘 생장검사(seedling growth rate test)

종자세가 높은 종자는 새로운 물질을 효율적으로 합성하여 발육하는 배축에 신속히 전달할 수 있으므로 건물중이 빨리 증가한다. 이점에 근거하여 유묘의 생장정도를 건 물중(㎎)/발아가능 유묘수로 나타낸다. 유묘생장 검사는 표준 발아검사를 하여 발아평 가를 한 후 정상묘의 배생장 부분을 저장기관(자엽 또는 배유)으로부터 분리하여 비 커에 넣고 80℃에서24시간 건조시켜 건물중을 측정한다. 

이 방법은 포장의 영양생장과 밀접한 관계가 있어 좋은 방법이지만, 수분과 광도에 있어서 아주적은 차이라도 유묘의 생장에 크게 차이를 보일 수 있고, 또한 유묘의 생 장정도가 유전적으로 조절되는 특수한 경우도 있어 연구가 더 필요하다.

⑥ 유묘판별 검사(seedling vigor classcation test) 

표준 발아검사에서 유묘를 정상묘와 비 정상묘로 나누는데, 유묘판별 검사에서는 정 상를 다시 양묘와 불량묘로 분류한다. 이 방법은 다른장치가 더 필요한것도 아니지만 

양묘와 불량묘의 구분한계가 아직 분명하지 않은 문제가 남아 있다.

⑦ teterazolium종자세 검사

teterazolium 종자세검사는 종자의 품질분석에 가장효과 적인 방법중의 하나이다. 살 아 있는 조직에 탈수소 효소의 활동으로 방출된 수소이온이 teterazolium분자와 결합 하여 불용성인 붉은색의 formazan이 형성되는데, 착색의 정도, 형태 등에 따라 평가 하여 종자를 강세에서 약세까지 구분한다. 

이 방법도 여전히 표준화에는 문제가 남아있다. 즉 종자 검사자의 능력과 잔류독성의 검출 및 휴면의 판정에 어려움이 있다.

⑧ 발아속도 검사(speed of germination)

발아속도 검사는 오래된 종자세 검사방법중의 하나인데, 흔히 총 발아는 비슷하지만 발아속도와 생장에 있어서는 차이가 있다고 알려져 있다. 여러 가지 발아속도 검사방 법이 제시되어 있는데, 발아율이 90%에 소요되는 일수 또는 발아율이 50%에 소요되 는 일수 등이 그 예로서 다음과 같은 공식이 제시되어 왔다.

최초조사일의 정상묘의 수           최종조사일의 정상묘의 수 

◉ 발아속도 =                            +  + 

최초조사 일수                        최종조사 일수

표준발아 검사에서는 보통 중간조사(first count)와 최종조사(final count)를 실시하는 데, 종자 치상후 발아검사 규정이 정하는 중간조사시의 정상묘의 백분율을 종자세 지 수로 쓰이는 방법도 있다. 이 방법은 유묘판별 검사법보다 신속하지만 최종조사시의 양묘가 포함되지 않은 점이 다르다. 콩에서는 이 중간 조사법(4일째)이 종자세를 평가 하는데 좋다고 하며, 발아속도가 빠른 것이 잎의발달, 건물중의 축적, 수량 등에서 발 아속도가 늣은것에 비하여 월등하다.

⑨ 와사검사(brick test) 

와사검사는 일명 Hiltner검사라고도 하며, 처음에는 곡류에 종자 전염하는 fusarium의 감염 여부를 알고자 고안한 방법이었지만 후에 종자의 불량묘 검사에 이용되었다. 이 방법은 곡류의 서리해, 수발아 피해 및 온탕처리 피해 등의 검사에 유용하다.

종자를 축축한 벽돌가루나 모래가 들어있는 용기에 파종하고 축축한 벽돌가루를 3㎝ 두께로 덮은 다음 실온의 암소에서 일정기간 발아시키면 병원균에 감염되었거나, 기 계적 상처를 입었거나 또는 저장중에 퇴화된 종자는 덮은 벽돌가루를 뚫고 올라오지 못한다. 이 검사는 북아메리카주에서는 크게 이용되고 있지 않는데, 그 이유는 표준발 아 검사보다 종자세에 대한 별다른 정보를 더 얻을수 없고, 비용이 많이들며, 면적이 많이 소요되고, 결과에 변이가 크며, 벽돌가루를 구하기 어렵고, 용기를 씻거나 건조 시키는 등의 번거로움 때문이다.

⑩ 삼투압 검사

포장에서 파종한 종자가 한발(旱魃)조건에 처하면 포장 출현율이 떨어진다. 이와 같이 건조 조건은 실험실에서 토양, 토양용액 및 기타 용액을 이용하여 유기 시킬 수 있는 데, 토양조건의 표준화가 어렵기 때문에 용액처리가 좋다.

종자를 sodium, chloride, glycerol, sucrose, polyethleneglycol(PEG), manaitol등을 이 용하여 일정한 삼투압으로 조절한 용액에서 발아시킨다. 일부 분자량이 적은 삼투물 질(sucrose, sodium, chloride, glycerol 등)은 발아중인 종자내로 침투하여 독성을 나 타내므로 분자량이 많은(4,000 또는 그이상)PEG가 한발조건을 유기하는데 자주 쓰인 

다. 삼투용액에서는 종자의 발아속도가 현저히 늣어지고 유아의 출현이 유근보다 더 영향을 받는다. 종자세가 높은 종자는 삼투압에 대한 저항이 크기 때문에 이 방법이 종자세 검사방법으로 이용되는데, 삼투압이 온도에 따라 현저하게 변동하는 등의 문 제가 있다.

⑪ 호흡검사(respiration test)

종자의 발아와 유묘의 생장에서는 호흡을 통한 대사적 에너지가 필요함으로 발아종자 의 호흡량 저하는 유묘생장의 감소에 앞서 나타난다. 발아 시작후 처음 18시간 동안 호흡을 조사해본 결과 옥수수, 수수, 밀 및 무의 종자에서는 감마방사능피해, 그리고 리마밀과 카카오의 종자에서는 냉해에 의한 종자세가 저하되었다고 한다. 호흡과 흡 습 및 유묘의 생장은 정(正)의 상관관계가 있지만 확인할 수 없다는 보고도 있다.

호흡검사는 신속하고 정량화가 가능하지만, 호흡 측정기와 훈련이 필요하고 기계적인 상해를 입은종자(종자세가 낮은종자)의 경우 호흡량의 증가하는 등의 문제가 있다.

⑫ ATP검사(adenosine triphosphate level test) 

ATP는 종자의 발아 과정중에 세포내 생리적 대사, 생합성의 조절 또는 단백질 합성 의 에너지원으로 ATP가 필요 하는데, 근거를 두고 발아과정중 유아에서의 ATP함량 의 변화를 확인하는 방법이다.

⑬ GADA검사(glutimic acid decarboxylase activity)

종자내 giutimic acid는 decarboxylase의 호흡기질로 이용되어 이산화탄소를 발생시키 고, 따라서 이 효소의 활력차이는 이산화탄소의 발생량에 차이를 가져온다.

Grabe(1970)는 보리의 종자에서GADA가 높으면 포장 출현율이 높다고 하였다. 따라 서 GADA검사는 보리의 종자세 검사에 적용할 수 있다는 것을 시사해 주었으며, 특 히 이 방법은 종자의 저장능력의 평가에 적합한 방법이라고 한다.

⑭ glucose대사검사(glucose metobolism test)

glucose대사 검사는 종자의 발아에 있어 평균대사 반응을 측정하는 방법으로서 단백 질이나 다당류의 합성과 더불어 호흡대사의 능력을 측정한다. Burris(1969)등은 발아 중인 콩에 glucose를 흡수시켜 그 대사작용에 대하여 연구해본 결과 glucose는 모든 대사작용에 기본 물질이 되고, glucose가 아미노산이나 지방산으로 합성된다고 하였 다. 따라서 흡수된glucose가 재침출되지 않을수록 종자세가 높은 것으로 평가된다.

27. 종자 전염병의 검정방법(종자p300)

작물의 종자 전염병의 발생으로 야기되는 식물병과 작물 생산수량 손실의 심각성에 대하 여는 두 말할 나위도 없으며, 외국의 병원체가 우리나라의 농업에 잠재적 위험이 된다는 것을 충분히 이해함으로서 종자에 대한 적합한 검역대책이 강구되어야 할 것이다.

◉ 종자병의 검정은 다음과 같은 검정과 아울러 생각할 수 있다.

1. 종자의 증식 과정중 엄격한 통제하에 건전한 종자를 생산하기 위한 종자생산과 관 련된 검정.

2. 재배가치의 양식에 따른 질에 대한 종자검정.

3. 종자소독의 필요에 대한 종자검정.

4. 종자의 수입 및 수출을 위한 종자검정.

5. 종자의 저장력에 대한 검정.

1) 배양법

① 한천 배지검정

종자 전염병균을 확인하는데 이용되고 있는 가장 간단하고 보편적인 방법을 한천배지 검정법 이다. 한천배지는 적당한 물과 영양물질을 혼합하고 한천분말을 녹여 만든다. 이 혼합물은 고압 솥에서 15～20분간 멸균 소독하여 약50℃까지 식힌 다음 항생제를 첨가하고 다시 식힌 후 사용 하기 전20분간 굳게 놓아 식힌다.

검정하고자하는 종자는sodium hypochlorite(NaCl)의 chlorine1%용액에 1분동안 침지 하여 표면을 소독한다. 종자의 표면 깊숙히 오염되어 있는 종자는 농도가 진한용액 (즉 5.25%의chlorine용액)을 처리하여 소독한다.

종자표면 소독은 대개 무생성의 미생물을 제거함으로서 종자내부에 침입해 있는 균들 을 잘 자라게 하여 이들의 확인을 용이하게 하는데 그 목적이 있다. 배양기에 옮긴 종자는 다시20～25℃의 발아상에서 5～8일간 배양하여 균사의 자라는 모습이나 또는 형성상태를 조사한다.

② 흡수지 배양검정 

흡수지 배양검정은 종자를 흡수지나 여과지의 축축한 층에 놓고 균류의 성장을 촉진 시키는 조건으로 배양하는 점에서 발아시험과 기술적으로 유사하다. 이 방법은 종자 를 항생물질로 처리한 흡수지(일종의 발아지)에 놓고 병균들의 영양생장 모습과 생식 생장의 형태를 조사하는 것이다.

그 방법은 소독한 물로 흡수지가 흠뻑젖어 포화상태가 되게한 후 과다한 물은 흘러내 리게 하여 종자를 핀셋, 진공종자 계수기, 이식판으로 이식한다. 종자는 서로 접촉되 지 않도록 균일한 간격으로 놓아야 한다.

묘의 생장이 왕성할 경우에는 해석의 어려움이 있다. 이와 같은 경우에는 2,4- D sodium salt를 0.2%를 첨가함으로서 해결할 수 있다. 유묘의 생장은 정상적으로 배양 하기전에 - 15℃에서 24시간 노출시켜 사실상 24시간(옥수수는48～72시간)동안 종자를 침윤상태로 냉동시킴으로서 억제할 수 있다. (정상 배양조건은 20～25℃에서 12시간 은 광조건, 12시간은 암상태로 NUV광환경으로5～7일간 처리함). 많은 균류의 소포자 는 청색광과 어둠을 바꾸어 줌으로서 생장이 촉진된다. 이렇게 처리함으로서 한천배 지 시험과 같은 해석을 내릴수 있다. 

흡수지 배양검정에는 다음과 같은 흡지법(습지법)과 냉동 흡지법(냉동 습지법)이 있 다.

㉠ 흡지법(blotter method) : 3매의 여과지가 깔려있는 지름 9㎝의 플라스틱 페트리접 시에 종자를 같은 간격으로 치상한 후 병원균의 포자형성을 촉진시키기 위해 근 자외선 광이 12시간마다 조사되는 20℃의 항온실에 7일간 둔다. 배양온도는 아열 대성 작물은28℃, 맥류는10～15℃로 하고, 병원체 검사는 저 배율의 실체현미경으 로 하되 同 定이 불가능할 때에는 포자를 따서 다시 고 배율로 검정한다. 이때 1 개의 포자가 검출되어도 이 병된 것으로 간주한다. 

㉡ 냉동 흡지법(deep freezing blotter method): 흡지법의 변법으로 맥류 등에 이용되 고 있다. 근 자외선 광이 설치되어 있는 항온실에 24시간 두었다가 꺼내어 - 20℃ 의 냉동실에 24시간둔 다음 다시 20℃의 항온실로 옮겨 5일간 두었다가 조사한다.

이 방법은 벼의 도열병, 콩의 미이라병균, 참깨의 흑반병균, 반점병균 및 엽고병균 의 검정에 이용되고 있다.

2) 무 배양 검정법 

① 수세 검정

수세검정은 진균의 포자나 균사 등이 종자에 부착되어 있는 것을 살균수로 씻고 원 심 분리함으로서 밑부분에 침전된 것을 살균수로 희석하여 혈구 계수기로 포자수를 검지하는 방법인데, 깜부기병의 오염도를 측정하는데 주로 이용되고 있다.

대부분의 종자 전염균체는 종자의 표본에서 눈으로도 쉽게 검사할 수 있고, 특별히 무 배양 기술에 의해서도 알 수 있다. 맥각병이나 밀의 깜부기병의 조사에 효과적으 로 어떤 종자가 어떤 균에 감염되어 있는지 그 증상을 관찰하면 된다. 이들은 과피 나 영(穎)을 깜부기균으로 가득 덮는다. 깜부기병의 포자가 탈곡시 터져서 다른종자 로 퍼지고 이것이 穎에 붙어 다음 발아시 전염원이 된다. 물론 이들 포자는 종자의 표면에서 쉽게 관찰할 수 있다. 

♣ 깜부기병균을 검사하고 정량화 하는 방법을 들어보면 다음과 같다.

1. 소량의 세척제를 희석한 물에 종자를 담가 수분동안 흔들어 종자표면의 포자를 씻는다.

2. 씻은 물을 다시 원심분리기에 넣어 균을 분리하여 확대경이나 현미경으로 관찰 한다.

3. 병균을 관찰할 때 일정간격으로 선이 그어진 슬라이드위에 놓고보면 병균의 량 도 알 수 있다. 

② 유묘 병징조사 

유묘 병징조사는 자연조건에서 상당히 가까운 방법으로 종자를 멸균한 토양이나, 벽 돌가루, 또는 모래나 그 밖의 유사한 매체에 치상하고 표준 환경조건에서 생육시켜 포장상태의 발병정도와 비교 분석하는 방법이다. 이 조사방법은 3～4㎜이하의 소독 한 습한 벽돌가루에 종자를 치상하는 방법으로서 일명 Hillth's beickstone방법이라 고도 한다. 또한 소독한 종자를 모래에 치상하는 방법도 있는데, 이 방법은 습한 조 건에서 3～4㎝두께로 포화상태의 모래를 덮어 조사한다. 또 표준토양을 이용하는 방 법으로 보통clay4 : peat6의 비율로 섞은 토양을 이용하기도 한다. 그 밖의 china clay와 같은 다른 발아매체를 이용하는 방법, 일부의 종자를 소독 처리하여 소독처 리 하지 않은 종자와 병의 발생정도를 실험실에서 비교함으로서 포장에서의 발병예 찰 에 도움이 되도록하는 방법, 또 시험관을 한천 배지상에서의 유묘의 병징을 조사 하는 방법 등도 있다.

③ 독성 검사

독성 검사는 흡수지 배양검정이나 한천 배지검정에 의해 감지된 병원체를 격리시키 는 것으로서 확인을 위해 한천배지에서 병원체를 배양하고(포자의 영양생장), 병리적 증상을 관찰하기 위해 건전한 식물(보통 유묘)에 접종 시킨후 계속하여 적당한 배지 에 다시 격리시켜 배양한다. 이 방법은 Koch의 가정에 따른 방법인데, 병원체의 명 확한 확인 방법의 하나이다. 접종은 주사나 다른방법(기계적 마찰에 의해분사. 살포 함)에 의한다.

④ 생육검사

생육검사는 바이러스병 또는 세균병의 조사에 있어서 가장 안전한 방법으로서 이 방 법은 blotter방법 및 한천배지 검정법과 유묘병징조사방법에 의하여incubationehlsms 기간보다 더 오랫동안 기다려야 병징을 알 수 있는 종자 점염병의 경우에 관찰할 수 있는 이점이 있다. 병징이 나타나기도 전에 어린 식물이 자라는 경우가 많다. 이 방 법은 콩의colletotrich dematium이나 강남콩의 불마름병의 검사에 효과가 크다.

⑤ 생물학적 검정

생물학적 검정은 실험실 밖에서 키워 검정하고, 실험실 내에서 직접종자를 검정하는 두 가지 방법을 말한다. 식물을 직접 키워 검정하는 방법에서는 비 정상의 출현종자 를 눈으로 보아 검정한다. 비정상의 출현 종자를 포함하여 소독한 발아배지에 심고 묘의 발아 및 생장에 적합한 온도와 광 조건을 주어 유묘에서 나타나는 증상을 조심 스럽게 관찰한다. 종자를 생물학적 검정은 간단하고, 비용이 적게들며, 종자 하나하 나에 대하여 검정할 수 있는 방법으로서 감염된 종자로부터 종자 상태로나 또는 유 묘를 갈아서 건전한 묘에 기계적으로 감염시켜 나타나는 증상을 점진적으로 관찰한 다. 직접 종자로 시험할 때에는 정상종자로 보이든 비정상종자로 보이든 모든 종자 를 수용체 매체에 담그거나 지시약 또는 시험식물에 접종시킨 slurry에 심는다. 종자 전염 바이러스는 시험되는 유묘에 특정한 증상을 보임으로서 나타난다. 완두종자의 종자 전염 모자이크바이러스 검정이나 상추의 모자이크바이러스의 감염여부를 알기 위한 상추종자의 선별에도 이용된다.

3) 박테리오파지에 의한 검정

박테리오파지(bacteriophage)에 의한 검정방법 역시 혈철학적 검정방법과 마찬가지로 침해하는 균을 확인하기 위해 두 종류의 생물사이에 특수반응을 보는 것이다. 즉 세균 을 확인하기 위하여 특수한 파지(phage)바이러스를 종자가 있는 한천배지에 첨가한다. 이때 만일 한천배지에 세균이 있다면 세균과 바이러스 사이의 영양관계 때문에 배지상 에 맑은 파지상이 나타나게 된다. 

이 검정기술은 오염된 세균이 없을 때에는 매우 효과적인 방법이라고 생각되지만, 보 통 파지상이 있어 이 방법만으로는 해석하기 어려운 경우가 있다.

4) 혈청학적 검정

세균병원균의 혈청학적 검정법은 항원과 항체 사이의 반응에 따라 종자를 검정하는 방 법으로서 세균과 바이러스를 확인하는데 흔히 이용되고 있다. 항원(바이러스나 세균)을 동물(보통 토끼)의 혈액에 주사하여 특수한 항체를 가지는 항혈청을 먼저 만들어야 한 다. 항원이 토끼의 피속에 들어가면 토끼의 피에서는 항체가 만들어지는데, 이때 항혈 청을 다시 토끼에서 뽑아야한다. 이 항혈청은 종자에 있는 세균이나 바이러스의 확인 을 위해 소위 침봉검사에 의해 이용될 수 있다. 

만일 항체에 항원이 모두 있다면 한천 내에서 침강하므로 침강이 일어나지 않으면 동 일한 세균이나 바이러스가 없다고 할 수 있다. 이와 같이 혈청학적 검정을 위해서는 각각 세균이나 바이러스에 독특한 항혈청을 만들어야하는 어려운 점이 있다. 그러나 일단 만들어 놓은 항혈청은 장기간 냉동 보존하여 필요시 이용할 수 있다.

5) 직접검사

① 식물주사 검사

이 방법은 간단하고 편리한 방법으로서 우선 검사하고자하는 종자를 병균에 오염되지 않은 물에 몇 시간 담갔다가 종자로부터 누출되어 나온 즙액을 건강한 유묘에 주사하 거나 종자를 용액상태로 갈아 주사하기도 한다. 주사할 때에는 용액이 묘의 사관부에 닿도록 해야 전체식물에 퍼지게 된다. 주사한 다음 병의 발생 및 발달과정을 조사하 면 된다. 바이러스 확인에 이용되는 또 다른 방법으로서 종자를 갈아 나온 즙액을 묘 의 잎에다 바르기도 한다. 이때에는 즙액이 잎에 잘 붙도록 먼저 기계적 상처를 잎에 주기도 한다. 이와 같은 검사를 위해서는 건전한 식물체가 있어야한다. 같은 종의 건 전한 식물은 온실이나 기타 무균실에서 길러 2～4주후 접종하는데, 접종후 적어도 3 주일은 지나야 병징이 나타난다.

② 지표식물 접종법

TMV(담배모자이크바이러스)에 이병된 토마토종자의 검사는 토마토 종자 50개를 단 위로하여 1.5㎖의 살균수를 넣고 부순다음 지표식물인 Nicotiana glutinosa에 접종하 여 확인한다. 줄무늬모자이크병에 이병된 종자는 400개의 종자를 단위로 하여 발아후 어린잎을 잘라 즙액을 내고 latex혼탁액과 혼합하여 반응이 양성일 때 이병으로 판단 한다. 

③ 종자 전염성 선충의 검사

이 방법은 밀에서와 같이 충맥각, 목초균핵, 깜부기 덩어리 등을 검사하여 종자 전염 성 선충을 확인하는 방법으로서 직접검사(dry inspection)법이라고 한다. 

병자각(柄子殼)을 쉽게 관찰하기 위해 종자를 물 속에 넣어두면 병 포자의 누출현상 을 볼수 있다. 이 방법은 간편하지만 일부 병에만 적용되는 것이 결점이다.

28. 작물의 영양번식(방통, 재배범론p308)

1) 영양번식의 의의와 이점

영양기관을 번식에 이용하는 영양번식(vegetative propagation)은 감자의 덩이줄기나 고구마의 덩이뿌리와 같이 모체에서 자연적으로 생성, 분리된 것을 이용하는 자연 영 양 번식법(natural propagation)이 있으며. 포도, 감, 사과, 장미 등과 같이 영양체의 재 생 또는 분생의 기능을 이용하여 인공적으로 영양체를 분활해서 번식시키는 인공 영양 번식법이 있다. 인공 영양번식법에은  분주(포기나누기), 삽목(꺾꽃이), 취목(휘묻이), 접목 등의 여러 방식이 있다. 

♣ 영양번식의 이점

1. 보통재배로는 채종이 곤란한 작물로서 영양번식이 용이한 것(고구마, 감자, 마늘)

2. 우량한 상태의 유전질을 쉽게 영속적으로 유지시킬 수 있다.(고구마, 감자, 각종과 수 등의 작물)

3. 종자 번식보다 생육이 왕성하여 짧은 기간 내에 수확이 가능하며 수량도 증가된 다.(감자, 모시풀, 화훼, 과수 등)

4. 암그루나 숫 그루 어느한쪽 그루만을 재배할 경우 이용된다. (호프는 암그루가 재 배되는데, 종자에서는 암수가 함께 나오므로 암그루만 영양 번식시킨다.) 

5. 접목을 하면 수세의 조절, 풍토에 대한 적응성의 증대, 병충해 저항성의 증대, 결 과의 촉진, 품질의 향상, 수세의 회복 등을 기대할 수 있다)

2) 영양번식에 의한 육묘방법

인공 영양번식법으로는 작물을 번식시키는 방법에는 분주, 삽목, 취목, 접목 등의 방법 이 쓰이는데 자세히 설명하면 다음과 같다.

① 분주(division)

모주에서 발생하는 흡지(sucker)를 뿌리가 달린채로 분리하여 번식시키는 것을 분주 라고 한다. 분주시기는 화아분화 및 개화시기에 따라 결정되는데 대개 춘기분주(3월 하～ 4월상순: 철쭉, 조팝나무, 수국, 라일락), 하기분주(6월～7월상순: 아이리스, 배롱 나무, 석류나무), 추기분주(9월상～9월하순: 소철, 영산홍, 황매화, 작약)로 구분한다.

② 삽목(cutting) 

모체에서 분리해낸 영양체의 일부를 삽상에 심어서 뿌리를 내리도록 하여 독립개체로 번식시키는 것을 삽목이라 한다. 삽목은 영양체의 어떠한 부분을 하느냐에 따라 엽삽 (leaf cutting: 베고니아, 페라고늄 등), 근삽(root cutting: 자두, 앵두, 땅두릅, 사과, 감, 오동나무 등), 지삽(stem cutting: 포도, 무화과 등)으로 구분한다.

지삽에 있어서는 카네이션, 페라고늄, 코레우스, 페추니아 등의 경우처럼 다년생의 초본 녹지를 삽목하는 것을  녹지삽이라 하며 포도, 무화과 등과 같이 묵은가지를 삽 목하는 것을 경지삽 또는 숙지삽이라하고 인과류, 핵과류, 감귤류 등에서와 같이 1년 미만의 새가지를 삽목하는 것을 신초삽(년 경지삽)이라 한다. 포도에서는 눈(芽)하나 만을 가진 줄기를 삽목하는 경우도 있는데, 이것을 1아삽 또는 단아삽 이라고 한다.

삽목을 하면 삽수의 조건에 따라서도 다르고 또 삽상의 조건에 따라서도 다르다. 따 라서 삽수의 선택과 삽상의 조건을 알맞게해야 삽목에 성공한다. 또한 발근을 촉진시 키기 위해서 발근 촉진호르몬과 그 밖의 처리를 한다. 삽수의 발근을 쉽게 시키기 위 하여 삽상을 이용하게 된다. 삽상은 통기, 즉 산소와 습도 및 온도를 조절할 수 있어 야 한다. 이 세가지 조건이 갖추어지면 근원체(根原體)의 활동과 그 형성이 활발하다. 삽상에 모래를 많이 쓰는 것은 배수와 통기를 좋게하고 지온을 높이는데, 유리 하기 때문에 항상 관수에 주의하지 않으면 건조하기 쉽다.

③ 취목(layering)

식물의 가지 또는 줄기의 조직은 외부환경의 영향에 의해서 부정근(adventitiouse root)를 발생하는 성질이 있다. 따라서 식물의 가지를 모체에서 분리시키지 않은채로 흙에 묻거나 그 밖의 적당한 조건 즉 암흑상태와 습기 및 공기 등을 주어 발근시킨 다음 잘라내서 독립적으로  번식시키는 것으로 다음과 같은 방법이 있다.

▣ 취목의 방법

1. 성토법(盛土法)

모식물의 기부에 새로운 측지를 나오게 한후 끝이 보일정도로 흙을 덮어서 뿌리 가 내린후 잘라서 번식 시키는 방법으로 뽕나무, 사과나무, 환엽해당, 양앵두, 자 두 등에서 실시된다. 

2. 휘묻이 법

휘묻이 법은 언지법(偃枝法)이라고도 하며 가지를 위에서 일부만을 흙속에 묻는 방법이며 모양에 따라서 보통법, 선취법, 파상휘묻이법, 당취목법 등으로 구분된 다. 보통법은 가지를 보통으로 휘어서 일부를 흙 속에 묻는 방법으로 포도, 자 두, 양앵두 등에서 이용된다. 선취법은 가지의 선단부를 휘어서 묻는 방법으로 나무딸기에서 이용된다. 파상휘묻이법은 긴가지를 휘어서 하곡부마다 흙을 덮어 한 가지에서 여러개 취목하는 방법으로 포도 등에서 이용된다.

3. 고취법(高取法)

고취법은 양취법 이라고도 하며 고무나무와 같은 관상수목에서 지조를 땅속에 묻을 수 없는 경우에 높은 곳에서 발근 시켜 취목 하는 방법이다. 발근 시키고 자하는 부분에 둘로 쪼갠다음  대통, 분, 거적을대고  그 속에 축축한 흙(진흙) 을 넣거나 물이끼로 싸서 발근시킨 다음 그 밑으로부터 잘라내서 번식시킨다. 이때 발근 시키고자하는 부분에 미리 절상, 환상박피 등을 해두면 발근이 촉진 된다. 

④ 접목(grafting)

두 가지 식물의 영양체를 형성층이 서로 밀착하도록 접합으로서 상호 유착하여 생리 작용이 원활하게 교류되어 독립개체를 형성하도록 하는 것을 접목이라 하며 정부(頂 部)가 되는 부분을 접수(scion)라 하고 기부가 되는 부분을 대목(stock)이라한다. 접목 은 실시 한 후 접합되어 생리작용의 교류가 원만하게 이루어지는 것을 활착 한다고 하며, 접목한 것이 잘 활착하고 그 뒤의 발육과 결실이 좋은 것을 접목친화 (graft- affinity)라 한다. 

접목방법은 대목이 포장에 있는 채로 접목하는 거접과 대목을 파내서 접목하는 양접 의 구별이 있으며, 접목의 시기에 따라서 춘, 하, 추접의 구별이 있다. 또한 대목의 위 치에 따라서 고접, 복접, 근두접, 근접의 구별이 있으며, 접수에 따라서 지접, 아접으 로 구별하고, 지접에서는 접목을 하는방법에 따라서 피하접, 할접, 복접, 고접, 절접으 로 구별하기도 하며, 접목방식에 따라서 뿌리가 있는 두 식물을 접합시켜 활착케하는 쌍접(기접, 호접, 수접)과 뿌리가 없는 두 식물의 가지끼리 접목하는 삽목접, 동일식물 의 줄기와 뿌리의 중간에 가지 또는 B/C형식으로 하여 중간대목(B)을 두 식물의 중 간에 삽입하는 이중접 등의 구별이 있다. 

접목을 하면 접수와 대목이 서로 작용하여 접목을 하지 않았을 때에 비하여 형태적, 생리적인 변이를 나타내게 되는데, 이것을 접목변이(groft variation)이라 한다. 접목변 이는 재배적으로 유리한 방향과 불리한 방향이 있게되는데, 유리한 방향을 이용하는 것이 접목의 이점 또는 목적이 된다.

♣접목의 이점(목적)]

1. 결과(結果)촉진 : 실생묘를 이용하는것에 비하여 접목묘를 이용하면 결과에 소요 되는 연수를 일본배에서는 7～8년에서 3～4년으로 단축되고, 감에서는 10년에서 

4～5년으로 단축된다. 

2. 수세조절 : 서양배를 마르멜로 대목에 또는 사과를 파라다이스 대목에 접목하면 현저히 왜화하여 결과 연령이 단축되고 관리도 편리하다. 이러한 대목을 왜성대 목(왜화대목:dwarf stocks)이라고 한다. 살구를 일본종 자두의 대목에, 또는 앵두 를 복숭아의 대목에 접목하면 지상부의 생육이 왕성하고 수령도 현저히 길어지는 데, 이러한 대목을 강화대목(vigorating stock)이라 한다.

3. 풍토 적응성의 증대

복숭아나 자두는 알칼리성 토양에 대한 저항력이 약하며, 이들은 모두가 공대의 경우에는 생육이 억제되는 경향이 현저한데, 이 경우 알칼리성에 대하여 저항력 이 강한 개복숭아(野生桃)를 대목으로 하면 정상으로 발육한다. 토양의 건조에 대 해서는 내건성 대목, 저온에 대해서는 내한성 대목이 이용된다. 감나무를 고염나 무의 대목에 접목하면 내한성이 증대 된다.

4. 병충해 저항성의 증대

포도의 뿌리 진딧물인 피록세라(phlloxera)는 vitis rupertris, V.Berlandieri V.Riparia등의 저항성 대목에 접목하면 경감되며, 사과의 면충은 Winter Mazestin, Northern spy, 환엽해당 등의 저항성 대목에 접목하면 경감된다. 토마 토의 풋마름병, 위축병은 야생 토마토(OTB계 품종)에 , 수박의 덩굴쪼갬병은 박, 호박 등에 접목하면 회피, 경감된다. 

5. 결과향상

온주밀감은 유자를 대목으로 하는 것 보다 탱자나무를 대목으로 하는 것이 과피 가 매끄럽고 착색이 좋으며 감미도 좋고 성숙도 빠르다.

6. 수세의 회복 또는 품종의 갱신

탱자나무 대목에 접목된 온주밀감이 노쇠 했을 때 유자의 뿌리를 접목해 주면 수 세가 회복된다. 또 감이 탄저병으로 땅주위의 부분이 상했을 때 환부를 깎아버리 고 소독한 다음 건전한 부분에 교접하면 수세가 회복된다. 전부터 재배해 온 품 종이 시대적으로 맞지 않아 서서히 일부품종을 갱신하고자 하는 경우에도 교접을 한다.

⑤ 조직배양(tissue culture)

식물조직의 일부를 무균 하에서 배양하여 조직 자체의 증식생장 그리고 나가서 각종 조직 및 기관의 분화, 발달에 의하여 완전한 개체를 육성하는 방법이 있는데, 이것을 조직배양이라 한다. 조직배양의 재료로는 단세포, 영양기관, 병적조직, 생식기관, 전 체식물등 여러종류가 있고 영양기관에서도 뿌리, 잎, 떡잎, 줄기, 눈등의 기관이 배양 되며 생식기관에서도 꽃, 과실, 배주, 배, 배유, 과피, 약, 화분 등의 여러기관이 배양 된다. 

♣ 세포나 조직의 배양은 다음과 같은 경우에 유용하게 이용될 수 있다.

1. 세포의 증식, 기관의 분화, 조직의 생장등 식물의 발생과 형태형성 및 발육의 과정과 이에 관여하는 영양물질, 비타민, 호르몬의 역할, 환경조건등에 대한 기본적인 연구가 가능하다.

2. 번식이 곤란한 관상식물을 단시일에 대량으로 육성할수 있다.

3. 세포돌연변이를 분리해서 이용할 수 있다. 

4. 바이러스나 그 밖의 병에 걸리지 않은 신 개체를 육성할 수 있다. 

5. 사탕수수의 자당, 약용작물의 알카로이드(alkaloid),  화곡류의 전분, 수목의 리 그린, 비타민등의 특수물질이 세포나 조직배양에 의한 생합성에 의해서 공업 적 생산이 가능하다.

6. 농약에 대한 독성이나 방사능에 대한 감수성을 세포나 조직배양물을 이용해서 간편하게 검정할 수 있다.

배 배양은 나리, 목화, 벼등에 대하여 정상적으로 자라 생육하지 못하는 잡종 종자는 배 배양을 통하여 잡종식물을 얻을 수 있다. 나리, 장미, 복숭아 등은 배 배양에 의 하여 결과 연령을 단축하여 잡종연한을 단축시킬 수 있고, 양 앵두 등은 자식배를 퇴화하기 전에 분리, 배양하면 새로운 개체를 육성할 수 있다.

약배양은 벼, 담배, 감자, 십자화 등의 자가불화합성인 식물에서 새로운 개체를 분리 육성할 수 있으며 잡종식물의 약 배양으로 반수체를 얻고 이의 염색체를 배가시키면 유전적으로 완전히 순수한 이배체식물이 얻어지므로 육종연한을 단축시킬 수 있다. 

29. 육묘의 목적 및 의의(방통 재배범론 P314)

작물재배에 있어서 번식용으로 쓰이는 어린 식물을 묘(seedling sprout)라고 한다. 묘는 묘상에서 주도한 관리하에 양성되며 나중에 본포에 이식하게 된다.

♣ 육묘의 목적

1. 직파가 불리한 경우 : 딸기, 고구마, 과수 등에서 직파하면 심히 불리하므로 육묘 이식을 하는 것이 경제적인 재배법이다.

2. 증수(增收) : 과채류, 벼, 콩, 맥류 등에서 직파 하는 것 보다 육묘이식을 하는 것이 생육이 조장되어 증수되며, 또한 생육기간의 연장으로 증수된다. 

3. 조기수확 : 과채류 등에서 조기에 육묘해서 이식하면 수확기가 극히 빨라져서 유리 하다.

4. 토지 이용도의 증대 : 벼에서 육묘이식을 하면 벼와 맥류, 감자 등 1년 2작이 가능 하게 된다. 채소에서도 육묘이식에 의해서 토지이용도를 높일 수 있다.

5. 재해방지 : 육묘이식을 하면 직파 하는 것보다 집약관리가 가능하여 병충해, 한해, 냉해 등을 방지하기 쉽다. 벼에서는 도복이 경감되고 감자의 가을 재배에서는 고온 에 의한 장해가 경감된다.

6. 용수 절약 : 벼에서 못자리기간 동안의 본답 용수가 절약될 수 있다.

7. 노력 절감 : 직파해서 처음부터 넓은 본포에서 관리하는 것보다 중경제초등에 소요 되는 노력이 절감된다.

8. 추대 방지 : 봄결구배추(春播結球白寀)를 고온육묘해서 이식하면 직파할 때 포장에 서 냉온 의 시기에 저온감응하여 추대하고 결구하지 못하는 현상을 방지할 수 있 다.

9. 종자의 절약 : 직파하는 것보다 종자량이 훨씬 적게 들어서 비싼 종자의 경우에는 크게 유리하다. 

30.작물의 개화기 조절

작물의 개화기를 조절하는 데는 여러 가지 조건이 있다. 즉 화아분화를 일으키는 조건 중 중요한 것은 일장효과(photoperiodism), 버널리제이션(vernalization), 감온성(sensitvity for temperature), 그리고 작물체내의 탄수화물과 질소량과의 비율 즉 C- N 율 (carbon- nitrogen ratio) 등이다.

1) 일장(day- length)이란 1일 24시간중의 명암비율을 말하는데 명기가 암기보다 길 때를 장일이라 하고 짧을 때를 단일이라 한다. 작물은 장일 상태에 개화가 촉진되는 것은 장일식물,  단일상태에서 개화가 촉진되는 것을 단일식물이라 한다. 따라서 개화를 적 절히 조절하기 위해서는 작물의 일장 반응을 잘 알아야 한다. 

벼, 조, 옥수수 등은 단일형에 속하고 완두, 시금치, 추파 맥류 등은 장일형에 속한다. 

2) 버널리제이션

작물의 개화를 유도 또는 촉진하기 위하여 생육의 일정시기(주로 초기)에 일정한 온도 처리(주로 저온 처리)를 하는 것을 버널리제이션 또는 춘화처리라 한다. 이는 추파 호맥 을 1～2℃에서 발아시킨 후 춘파하였을 때 정상적으로 출수 개화하는 것으로부터 발견 되었으며 Lysenko는 최아종자의 저온처리에 의하여 추파성의 화곡류를 추파성화하는 방법을 제시하였다. 이처럼 종자에 처리하는 것을 종자버널제이션(seedvernalization), 양배추와 같이 줄기의 굵기가 6mm 이상인 녹체기에 처리하는 것을 녹체버널리제이션 (green piant vernalization) 이라 한다.

3) 감온성

작물은 대체로 저온에서 생육하는 경우보다도 적온에 달할 때까지는 고온에서 생육하는 것이 생육 및 출수, 개화가 빨라진다. 이와 같이 작물이 고온에서 생육하게 되면 출수, 개화가 빨라지는 성질을 감온성이라 한다.

4) C- N율

여러 작물에 있어 개화, 결실에 C- N율이 적용될 수 있는 경우도 많다. 과수재배에서 환 상박피(girding, ringing)나 각절을 하여 그 윗부분에 탄수화물의 축적을 유도, 촉진하든 지, 고구마 순을 나팔꽃 대목에 접목하여 덩이뿌리의 형성 비대를 막고 지상부의 탄수 화물 축적을 조장하든지 하면 개화, 결실이 조장된다. 

31. 작물의 불임성(不姙性):(재식 p250)

1) 불임성과 그 원인

불임성(sterility)이란 종자를 얻을 수 없기 때문에 다음대의 식물이 생기지 못하는 모 든 경우를 말한다. 따라서 영양생장만을 하여 생식생장으로 전환할 수 없고, 영양의 과 부족 때문에 화아분화가 이루어지지 않는 경우도 포함된다.

불임성은 그 기구상으로 보아 생식기관 형성의 이상에 기인하는 발생적 불임성 (generation sterility), 생식기관의 형태에 기인하는 형태적 불임성, 생식기관에는 형태 적으로나 기능적으로 아무 이상이 없는데도 불구하고 불임이 되는 생리적 불임성 등으 로 구별할 수 있다.

① 발생 및 형태적 결함에 의한 불임성

성적 결함(缺陷)이 암수 어느 한쪽의 생식기관에 나타는 경우로서 자성기관(雌性器 官)의 결함에 의한 것을 자성 불임성(female sterility)이라 하고, 웅성기관의 결함에 의한 것을 웅성 불임성(male sterility)이라고 한다. 어느 경우이든 모두 자, 웅예가 형태적으로 퇴화 되어있다. 이를테면, 중판화(重瓣花)에 있어서 웅예가 위웅예(僞雄 蕊)로 변화되고, 다시 화판화(花瓣化)되어 겹꽃이 되는 등의 심한 형태적인 성적결함 을 나타내는 것으로부터 약(葯)이 외관상 아무런 이상이 없으나 그 내부에 정상적인 기능이 있는 화분을 가지지 않은 화분불임성과 같은 세포학적 기구에 의한 불임성에 이르기까지 각종 발생 및 형태적 결함을 들 수 있다. 이것은 자예에 있어서도 마찬 가지이다 

② 생리적 불임성

암수 양 생식기관이 모두 그 형태나 기능에는 이상이 없지만 어떤 원인으로 수정이 방해되어 불임이 되는 수가 있다. 이때 암수 양 생식기관 사이에 기계적으로 수분이 되지 않아 수정이 되지 않은 경우, 예를 들면 자웅이숙(雌雄異熟)으로서 웅예선숙 또 는 자예선숙이거나 자. 웅예의 성숙에 지속(遲速)이 있어 수정이 방해되는 것 등이 있다. 또 장벽수정이라 하여 자. 웅예의 상호위치나 구조로 말미암아 자가수분이 되 지 않는 것도 있는데, 이와 같은 경우에는 이것을 기계적 불임성 이라고 한다. 이에 대하여 정상적인 수분이 이루어지더라도 어떤 수분조합(受粉組合)의 경우만은 수정 이 되지 않는 생리적 불임성이 있는데, 이와 같은 경우는 일종의 위임성으로서 이것 을 특히 불화합성 이라고 하며, 자가불화합성과 타가 불화합성으로 구별한다.

그 밖에 수정이 제대로 되어 접합자가 생기지만 후에 퇴화되어 종자를 형성하지 못 하는 경우, 종자가 성숙하더라도 잡종성 및 그 밖의 원인으로 발아하지 못하거나 발 아가 곤란하기 때문에 다음대의 식물을 얻을 수 없는 경우, 또 종자가 발아하여 어 느 정도 생육하더라도 그 개체가 연약하여 다음대의 식물을 얻을 수 없는 경우 등도 있다. 

2) 웅성불임성(male sterility 또는 pollen sterility)

넓은 뜻으로서의 웅성불임성은 웅성기관의 이상이 원인으로서 종자가 형성되지 않아 다음대의 식물을 얻을 수 없는 경우를 말한다. 따라서 암수로 나뉘어진 화기(花器)를 가지고 있는 식물에 있어서 웅성기관이 기능을 발휘할 수 없는 모든 경우가 이에 해당 한다. 즉 선천적 또는 형태적인 웅성기관의 완전한 퇴화 또는 웅예의  화판화 등은 물 론 웅성쪽에 그 원인이 태반이 있다고 생각되는 불화합성 및 그 밖의 영양의 불균형, 온도 및 기타 기상조건이나 화학적 영향에 의한 웅성기관의 불완전 및 그 기능의 불완 전 또는 일시적인 기능정지 등에 의한 불임성에 이르기까지 모두 이에 포함된다.

이에 대하여 좁은 뜻으로서의 웅성 불임성이란 화분불임을 가르킨다고 보는 것이 타당 할 것이다. 즉 같은 꽃 또는 같은 개체의 웅성 기관은 형태적으로나 생리적으로 건전 한 기능을 가지고 있는데, 화분 쪽에만 결함이 있는 경우, 다시 말하면 일종의 웅성의 성적결함이 있는 경우를 말하는 것이다. 더구나 이 화분불임은 보통 유전적인 것이다. 그런데 유전적인 불임 특히 염색체의 이상에 의한 불임은 이론적으로 말하면 암수 양 기관에 같은 정도로 나타나야 하지만, 이 화분불임은 특수한 유전인자가 있어서 화분 에만 불임이 나타나는 점에서 특이하게 취급된다.

식물체에 방사선을 쬐면 돌연변이(突然變異)를 일으켜 염색체가 형질적으로 변화됨으 

로서 웅성불임이 되는 경우가 종종 있으며, 이염화수소, ether, gibberellin 등을 개화 하기전 또는 개화시에 살포하여 인위적으로 웅성불임(花粉 不完全)을 유발하여 농작물 의 잡종강세(heterosis)를 위한 종자를 얻을 수 있다.

3) 불화합성(incompatibility)

식물의 불화합성이란 생식기관이 암수 모두 형태적 또는 기능적으로 완전하여 다른 것 들과 교배할 때 수정이 잘되어 종자를 형성함에도 불구하고 어떤 특정한 것들과 교배 될 경우에는 수정이 이루어지지 않아 결국 종자가 생성되지 않기 때문에 다음대의 식 물을 얻을 수 없는 현상을 말한다. 식물의 불화합성은 교배의 대상에 따라 다음과 같 이 크게 자가불화합성, 이형예불화합성, 타가불화합성의 3군으로 분류한다.

① 자가불화합성(self- incompatibility)

자가불화합성이란 꽃이 완전하고 그 자.웅예가 모두 수정능력을 지니고 있어서 이계 (異系) 또는 이품종의 꽃과 교배할 경우에는 수정이 잘 이루어지지만 같은 꽃속의 암수끼리 교배할 경우 또는 순계나 영양계(clone)의 같은 그루 및 같은 품종내의 꽃 끼리 교배할 경우에는 불임이 되는 것을 말한다.

자가불화합성은 자가수정을 회피하려는 진화의 한 수단이며, 식물에서는 널리 볼 수 있다. 특히 원예작물 및 화초류에서 나타나기 때문에 재배상 또는 육종상 중대한 의 의를 지니고 있다. 자가불화합성은 근본적으로는 유전인자에 의해서 나타나지만 그 생리학적인 기구로서는 다음과 같은 경우를 생각할 수 있다.

1. 수분된 화분이 주두(암술머리)에서 발아가 저지되는 경우(무)또는 화분은 정상적 으로 발아하지만 화분관의 신장이 화주(암술대)속에서 저지되는 경우(호밀)

2. 화분관의 신장도 정상적으로 이루어지고 수정도 제대로 되지만 그 후의 발육이 저해되어 종자가 생성되지 않는 경우(Gasteria)

한편 식물생화학적 입장에서는 화분의 불발아 또는 화분관 신장의 지연정지의 원인 에 대하여 다음과 같은 여러 가지 학설이 있다.

1. 억제물질가설 및 auxin설 : 아직 생화학적으로 증명이 되어 있지 않아서 추론에 지나지 못하고 있다. 

2. 면역설 : 화분관에서 항체원이 생겨 그것이 화주조직 내에서 항체를 형성함으로 서 화분관의 신장이 정지된다는 설이다.

3. 소모설 : 화분관이 신장할 때 어떤 특수물질이 소모되는데, 이 물질은 타가수분 할 때 보다 자가수분할 때 더 심하게 소모됨으로서 화분관이 신장하지 못하고, 또 이 물질은 효소적 성질을 지니고 있어서 화주의 유도조직을 분해하여 화분관 의 신장을 용이하게 하지만, 그 일부분은 화주의 유도조직에 있는 동일한 유전자 로 말미암아 생성되는 특수물질에 의하여 불활성화되기 때문에 자가수분이 이루 어지지 못하고 불임을 초래하게 되는 것이 아닌가라고 추측하는 설이다.

4. 영양 불균형설

영양이 균형을 이루지 못함으로서 불임이 된다는 설이다. 예를 들면 화분립 내에 있는 저장물질이 부족하면 화분은 발아하지만 화분관이 신장하지 못한다.

자가불화합성인 식물이라 하더라도 자화수분에 의해 절대로 결실이 안 되는 것은 아 니다. 때로는 일부 결실이 되기도 하는데, 이와 같은 현상을 위임성(僞稔性)이라고 한다. 위임의 정도는 토양 함수량, 온도 등의 외계 상태에 따라서 달라진다. 위임이 생기는 원인은 억제물질의 분비량이 적어지거나 또는 화분의 생장을 억제하는 항체 

물질의 작용이 약화된 결과 임성이 나타나게 되는 것이라고 설명하고 있다.

그리고, 화뢰(花蕾)가 충분히 발육하지 않고, 따라서 억제 또는 항체물질도 아직 생 성되지 않은 경우에 나타나는 현상을 뇌수정(蕾受精)이라고 하며, 꽃이 시들어감에 따라 자가화합성으로 기울어지는 현상을 말기수정이라고 한다. 이것도 역시 末季에 가까워져 억제 또는 항체물질의 힘이 약해짐으로서 나타나는 것이다.

② 이형예 불화합성(heterostyly- incompatibility)

이형예불화합성이란 같은 그루의 꽃 또는 같은 종류의 식물 그루사이에 있는 꽃에 있어서 자. 웅예의 대소에 의하여 어떤 특정한 조합의 교배, 예를 들면 동형의 자. 웅예 간의 교배에 있어서만 불임이고, 그 반대의 경우에는 가임인 현상을 말한다.

종전에는 이것을 이형 화주성이라고 하였지만 화주의 길이가 다르면 웅예의 크기나 화사(花絲)의 길이가 다른 이형약(異型葯)을 나타내는 것이 보통이므로 근래에 와서 는 이것을 이형예 불화합성이라고 부르게 되었다.

Darwin(1877)은 길이가 다른 두 가지 화주가있는 이형예 식물이 있다고 보고하였고, 1897년에는 길이가 다른 세 가지 화주가 있는 3이형예식물이 있다고 보고하였다. 지 금까지 알려져있는 이형예 식물이 속해있는 과명을 들어보면 다음과 같다.

1. 2이형예식물 : 아마과, 부처꽃과, 취란화과, 갯질경이과, 지치과, 현삼과 등

2. 3이형예식물 : 괭이밥과, 아마과, 부처꽃과 등

3. 쌍이형예식물 : 아마과의 한종(Linaceae)

이형예식물에 있어서는 자.웅예의 길이가 같은 경우는 드물다. 보통 장화주화에 있어 서는 화사가 짧기 때문에 약이 낮은 위치에 있게되고, 이와 반대로 단화주화에 있어 서는 화사가 길기 때문에 약이 높은 위치에 있게 된다.

3이형예 식물은 장, 중, 단의 세가지 화주가 있는데, 여기에 고, 저의 두 가지 화사가 조합되거나, 장화주화의 약은 중.저, 중화주화의 약은 고. 저, 단화주화의 약은 고.중 의 두 가지가 각각 조합되어 있다. 그리고 쌍이형예 식물은 화주의 길이에는 장. 단 이 있지만 약의 높이에는 그다지 차이가 없거나 또는 반대로 화주의 길이에는 장. 단이 없고, 약의 높이에만 고. 저가 있다.

요컨데 같은 꽃에서는 화두와 약이 같은 높이에 놓여지지 않고, 같은 높이의 자. 웅 예 사이에서는 불임이 되는데, 이것을 부 적정수분이라고 한다. 예를 들면 장화주× 고위 약 또는 단화주×저위 약의 경우에는 불임이 된다. 이에 반하여 높이가 다른 자. 웅예 사이에서는 가임이 되는데, 예를 들면, 장 화주×저위 약 또는 단 화주×고 위 약의 경우에는 가임이 된다.

Darwin은 이형예 식물의 적정 및 부 적정수분에서 가임 또는 불임이 되는 기구에 대하여 연구한 결과 불임의 원인이 화분립의 크기와 화주의 높이 및 주두에 있는 세 포의 크기 등의 상호관계에 있다고 하였다.

③ 타가 불화합성(cross- incompatibility)

타가 불화합성은 계통간의 불화합성을 말하며, 이것은 교잡불임성과는 다르다. 교잡 하면 유연이 먼 것은 친화력이 약하여 수정이 이루어지지 않고 종자도 생성되지 않는다. 이와 같은 것들을 당연히 불임이 될 것이라고 믿어지기 때문인지는 몰라도 그 기구에 대하여 깊이 조사된바가 없다. 다만 원형질 특히 단백질의 종류와 성질이 다르기 때문이라고 알려져 있다. 그러나 자가불화합성 식물을 서로 교배할 경우 어 떤 계통간에는 화합성을 나타내고, 또 어떤 계통간에는 불화합성을 나타내는 경우가 

있다. 이와 같이 같은 품종 내에서도 계통에 따라서 화합성을 나타내는 것과 불화합 성을 나타내는 것이 있는데, 후자의 경우를 타가 불화합성이라고 한다. 따라서 품종 간, 종간 등의 교잡불임성과는 구별되어야 할 것이다.

4) 단위생식(apomixis 또는 apogamy)

단위생식이란 수분하는 일이 없이 또는 수분이 되더라도 수정이 완전히 이루어지지 않 은 채 암수 어느 한쪽의 생식세포가 단독으로 발육하여 다음대의 식물체가 될 배를 형 성하는 것을 말한다. 흔히 단위생식이라고 하면 처녀생식을 상기하거나 단위생식이 처 녀생식 이라고 생각하기 쉽지만, 사실은 단위생식이 이루어지는 방법에는 여러 가지가 있으며, 그 중에서도 처녀생식으로 단위생식이 이루어지는 경우가 가장 많기 때문에 그와 같은 생각을 갖게 되는 것이다. 

난세포나 정핵 중에서 어느 1개가 단독으로 발달하여 배(胚)가되고 그것이 종자로 발 육하는 것이 단위생식이기는 하지만 이와 같은 경우 보통 수분 및 수정이 필요하다. 그러나 민들레와 같은 정상적인 유성생식을 하지 않고 오로지 단위생식만 하는 것은 수분을 필요로 하지 않는다. 이와 같은 식물에 있어서는 개약(開葯)이 되지 않기 때문 에 수분이 되지 않지만, 자성배우체는 감수분열도 하지 않고 전형적인 8핵을 형성하여 3x(2n=24)의 종자를 만든다. 또한 난과에 속하는 Nigritella nigra는 수정하는 일이 없 이 주심세포가 발육하여 배낭속에 측배를 형성함으로서 종자를 형성한다.

단위생식에는 자성 핵만이 발달하여 배가 형성되는 자성핵 단위생식과 웅성핵만이 발 달하여 배가 형성되는 웅성핵단위생식의 두 가지가 있다. 보통은 자성핵에 의한 단위 생식이 많이 이루어지므로 단위생식을 parthe- nogenesis라고 불렀으나 세포학, 핵학 등이 발달함에 따라서 웅성핵단위생식도 Nicotiana 및 Crepis 등에서 발견되었으므로 이와 같은 단위생식은 무접합생식(apomixis)이라고 부르는 것이 좋을 것 같다.

주심, 주피 등의 세포가 발육하여 배로 되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는 수분 및 수정이 이루어지지 않더라도 자주적으로 분화. 발육할 수 있지만, 이때에도 배가 성숙 하려면 수정의 자극(刺戟)이 필요한 것 같다. 밀감류의 다배조직세포에서 형성된 이들 새로운 배는 모두 2배성이라고 한다.

흔히 배우체로부터 형성된 새로운 배와 배우체 이외의 것으로부터 형성된 새로운 배가 공존하여 배의 수가 복수로 되는 예가 많은데, 이와 같은 것을 다배라고 부른다. 그 밖 에 모체의 꽃이 형성되는 부분에서 주아(bulbil)가 발생하여 그것이 발육해서 새로운 개체로 되는 모체발아식물(母體發芽植物 : viviparous plant; 마늘, 백합 등)의 생식방 법도 일종의 단위생식이라고 할 수 있을 것이다. 단위생식으로 생긴 개체는 반수체 일 

수밖에 없으므로 인위적으로 반수체를 만들어 낼 수 있다면 식물의 단위생식의 생리에 큰 도움이 될 것은 물론이고, 유전적으로 호모(homo)인 개체, 즉 순계를 만드는 일도 수월하게 되어 유전적으로나 육종학적으로 공헌하는 바가 클 것이다. 반수체를 만드는 데는 화아의 고온, 저온 및 X선처리, 화분의 X선조사, 지연수분, 약품처리 등이 가능성 이 있는 방법이라고 할 수 있다. 

32. 종자의 발아촉진물질(종자p131)

몇 가지 화학물질은 발아를 촉진시키거나  또는 유묘의 세력을 높여 주며, 때로는 광의 효과를 증가시키고 또한 광의 효과나 저온의 층적효과를 대체시켜 준다.

1) gibberellin

1955년 이후 gibberellin은 종자의 발아를 촉진시키는 것으로 알려져 왔다. 이와 같은 gibberellin의 발아촉진효과는 많은 식물에서 확인된바 있다. thiourea와 더불어 특별한 경우에는 gibberellin을 이용할 뿐이지 일반적인 발아시험에는 널리 이용되지 않고 있 다. 현재 적어도 13가지의 gibberellin이 발아를 촉진시키는 것으로 알려져 있으며, 그 중에서 가장 많이 이용되고 있는 gibberellin은 GA₃이다. 

thiourea와 같이 gibberellin도 역시종자의 발아를 촉진시키는 광과 온도를 대체시킬 수 있고, 또한 광이나 온도를 필요로 하지 않은 종자에 대해서도 gibberellin은 발아를 촉 진 시킨다. 과거에는 침윤 종자에 미치는 gibberellin과 적색광의 효과가 동일한 것으로 생각하였지만, 현재에는 이들이 전혀 동일한 것이 아니고 부분적으로 동일할 뿐이어서 이 가운데 하나가 다른 하나를 대체할 수 있을 뿐이라고 믿고 있다.

gibberellin은 자연상태에서 종자의 발아를 조절하는데 중요한 것으로 믿고 있다. 자연 상태에서 gibberellin과 같은 물질이 후숙 또는 발아 기간중에 계속 생산된다고 믿고있 으며, 이와 같은 gibberellin과 같은 물질을 콩이나 상추를 비롯한 여러 식물에서 분리 해 내고 있다. 

2) cytokinin

내생적 호르몬의 또 다른 그룹은 몇 가지 종에서 발아를 증진시켜 주는 cytokinin이다. kinetin은 cytokinin으로서 가장 잘 알려져 있는 것이다. cytokinin이 종자의 발아를 조 절하는 기구에 대해서는 잘 알려져 있지 않지만, 지금까지 알려진 것으로는 다음과 같 은 것이 있다. 

① 轉寫觸媒作用(전사촉매작용): ribosomal preparation에 cytokinin의 결합은 밀종자의 배에서 보고된바 있다. 여기에서 cytokinin의 역할은 특수한 유전자를 발현시킨다고 한다. 

② 運搬觸媒作用(운반촉매작용): cytokinin은 밀에서 배의t- RNA와 결합되어 있으며, 그들의 초기 codon letter로서 uridine이라 불리는 t- RNA종과 항상 결합되어 있다. 리보솜은 uridine에 기인된 특수한 구조로  추측하는데, 이 uridine codon은 codon 을 받아들일 수 있는 t- RNA를 조절하는 기능을 지니고 있다. 따라서 단백질을 합 성하는 매체역활을 한다.

③ 膜透過性調節作用(막투과성조절작용): cytokinin은 많은 phytochrome의 조절과정에 영향을 끼치는 것으로보고 있다(Thomas1977), phytochrome이 세포막에 위치하여 그것의 reorientation을 통해 막투과성을 바꾸어주기 때문에 cytokinin은 그들의 막 투과성의 효과로 종자의 발아에 촉매역활을 한다고 생각된다. 이러한 체계의 발아 첫 단계에서 gibberellin을 배유로부터 호분층으로 이동 방출하는 역할을 한다.

종자의 발아증진에 있어서 cytokinin의 역할의 원리는 아직도 완전히 밝혀지지 않고 있다. 그러나, cytokinin은 sugar maple. Laucadendrom daphnoides. Protea compacta 등과 같이 예냉을 요하는 식물의 종자에 있어서 휴면을 타파하기도 하고, 상추나 셀 러리와 같은 광을 요하는 식물에 있어서도 종자의 휴면을 타파해주는 것으로 알려져 있다. 

3) ethylene(C2H4)

ethylene은 과실의 성숙이나 눈의 휴면 또는 잎의 이층형성에 효과가 있을 뿐만 아니 라 종자의 발아를 촉진시키는 것으로 알려져 있고, 휴면상태의 종자에만 영향을 줄 뿐 만 아니라 나아가 종자의 휴면을 조절하는 것으로도 알려져 있다. 또한, ethylene은 미 숙 종자는 물론 묵은 종자의 발아를 촉진시키고 휴면상태에 있는 종자의 auxin의 양을 조절하는 것으로 생각되며, 여러 식물에서 종자가 발아할 때 ethylene이 방출된다. 그 밖의 ethylene은 상추종자의 발아에 있어서 gibberellin이나 적색광과 더불어 상승제적 역할을 한다. 

4) 과산화 수소(H2O2)

침엽수, 콩과식물, 토마토 및 보리와 같은 몇몇 식물에 있어서는 과산화수소가 종자의 발아를 촉진시킬 뿐만 아니라 나아가 유묘의 세력을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 이때 과산화수소는 종자의 호흡을 촉진시키고, 나아가 호흡의 증가는 저장양분의 분해 를 촉진시키며 유묘의 생장에 필요한 에너지와 양분을 더욱 빠르게 공급해 준다. 과거 에는 과산화수소가 침엽수 종자의 발아능력을 빨리 알기 위해 실험실에서 이용되어 왔 다. 과산화수소는 또한 살균제의 역할을 하여 종자의 표면이나 발아지 위에서 자라는 세균들을 억제시키는 데 이용되기도 한다. 

5) auxin

auxin이나 기타 생장조절 물질은 식물이나 종자를 구성하고 있는 물질중의 일부이다. 종자의 일부 구성물질 또는 생장조절물질로서 auxin이 종자의 발아에 관여하는 것은 당연한 것이라 생각된다. auxin의 하나로 가장 잘 알려져 있는IAA는10- ¹㏖의 농도로 도 상추종자의 발아를 촉진시키는데, 이와 같은 IAA의 효과는 또한 온도에 따라서도 달라진다. IAA의 처리농도와 작용에 대해서는 잘 알려져 있지 않지만, 너무 높은 농도 는 발아를 억제시키는 반면, 낮은 농도는 일반적으로 발아를 촉진시킨다고 한다. 또한 IAA는 종자의 발아에 있어서 광과도 상호작용을 하는 것으로 알려져 있고, auxin이 종자의 발아를 약간 증가 시켰다는 보고도 있다. 

6) 질산칼륨(KNO₃)

질산칼륨은 종자의 발아를 촉진시키는데 널리 이용되고 있다. 발아시험에 흔히 이용되 는 KNO₃의 농도는 0.1～1.0%인데, 이는 미국의 공인종자검사자협회(AOSA)와 국제 종자검사협회(ISTA)에서 추천하고 있는 농도이다. KNO₃의 효과를 보여주고 있는 대 부분의 종자는 또한 광에 대해서도 민감하다. 따라서 과거에는 KNO₃가 광의 대체시 킬 수 없고, 다만 광의 효과를 증가시킬 뿐이라고 알고 있었다. 한편 KNO₃는 라이그 래스종자의 발아를 억제시키는 광의 영향을 완전히 막을 수 있다고 한다. 어떤 식물에 서는 종자의 발아에 미치는 온도의 효과를 KNO₃의 처리로 변경시킬 수 있는데, 이 는 미국에서 목초를 가지고 DSURN한 결과이다. 또한 KNO₃는 담배종자의 발아를 촉진시키는 데 있어서 gibberellin acid나 kinetin과 상승적으로 작용한다.

그러나 KNO₃는 어떤 식물에서 종자의 발아를 저해시키기도 한다. 그 한예로 KNO₃ 

는 상추종자의 발아를 억제시키는데, 이와 같은 사실은 상추의 종자가 발아하는데 광 과 저온을 필요로 하는 식물이라는 것을 감안한다면 약간 의외라고 생각된다.

7) thiourea

thiourea는 KNO₃와 같이 종자의 발아시험에 널리 이용되고 있지는 않지만, 많은 종 자의 발아를 촉진시킨다. KNO₃와는 달리 thiourea는 발아에 필요한 광과 온도를  대 

체할 수 있다. 특히 종자의 성숙기간 중에 자연적으로 일어나는 생리적 과정에 필요한 광과 온도의 효과를 thiourea도 가지고 있다. thiourea는 특히 종자의 層積時(층적시)자 연적으로 생기는 성장 촉진물질과 동일한 효과를 가진 것으로 알려져 있다.

8) 기타 발아촉진 물질

그 밖의 종자의 발아를 촉진시키는 예로서 겨우살이와 같은 기생식물은 어떤 물질을 분비하여 기생식물 종자의 발아를 촉진시키고, 일종의 페놀화합물인 scopoletin은 식물 의 성장억제물질로 더 잘 알려져 있지만 묵은 겨자 종자의 발아를 촉진시킨다고 한다.

33. 종자의 품종검사(종자p346)

작물의 품종간에는 형태적으로 매우 비슷한 점이 많아 구별하기 어렵다. 신품종은 근소 한 유전적 차이를 바탕으로 이루어지는 것이 보통이므로 이를 추적하기는 쉽지 않다. 유 전적으로 약간 차이가 있는 것을 식물전체를 놓고 볼 때에도 구별하기 어려운데, 종자만 을 보고 구별한다는 것은 더욱 어렵다. 종전에는 품종의 분화가 그다지 많지 않았고 품 종간에 비교적 커다란 차이가 있었으므로 품종검사(variety test)가 그다지 어렵지 않게 생각하였지만, 오늘날에는 육종이 다양하게 이루어져 품종수도 많아지고, 또 각 품종이 외관상 차이나 유묘의 형태적 차이로 했는데, 오늘날에는 전생육검사(grow- out test)로 포장에 파종 재배하여 식물을 수확 할 때까지 조사 평가하는 방법이나 또는 생화학적 내 지 세포학적 검사방법을 이용한다. 

1) 종자의 특성조사

이 방법은 가장 간단하고 오래된 품종검사 방법이다. 예를 들어 콩의 품종인 Chippewa64는 흑색의 제점을 가지므로 다른 색의 제점을 가진 품종과 쉽게 구별된다. 물론, 똑같이 흑색 제점을 가진 다름 품종과 구별하기 위해서는 좀더 복잡한 검사를 해야한다. 종자의 크기도 주요 특성이기는 하지만 환경의 영향을 크게 받으므로 다른 특성과 병행하여 조사해야 하는데, 종피색, 합점의 모양, 영의 특성, 까락의 장단, 모용 (毛茸)의 유무 등이 대상이 된다.

2) 유묘의 특성조사

유묘의 특성으로 품종을 검사하는 것은 종자의 특성을 조사할 때보다 더 많은 정보를 얻을 수 있어 유리하고, 전생육검사보다 조사기간이 짧다. 유묘의 특성으로는 잎의 빛 깔, 잎하부의 빛깔, 엽맥의 형태, 절간의 길이, 모용, 잎의모양, 엽신의 무게 등이 있다.

3) 전 생육검사 

충분한 시간이 있다면 종자를 온실 또는 포장에 심어 전 생육검사 과정을 통하여 품종 의 특성이 잘 나타나는 시기에 조사하여 품종을 확인하는 것이 종자나 유묘검정보다 더 유리하다. 개화기(꽃의 빛깔), 결실종자의 특성(모용,엽고)등과 같은 특성들을 조사 한다. 유럽에서는 오래 전부터 품종 등록법 이나 품종 보호법 내지는 종자관리에 관한 높은 인식과 함께 이를 발전시켜 왔는데, 이 검사방법이 보다 더 보강되어 실시되어야 할 필요성이 점차 증대되고 있다. 

4) 자외선 검사법

자외선 검사법은 자외선 하에서 螢光(형광)을 내는 물질을 가진 종자 및 유묘를 검사 하는데 이용된다. 귀리의 어떤 품종은 영에 형광물질을 가지고 있다. 그러나 형광을 내 는 품종이 다수일 때에는 품종구별의 효율이 떨어져 오직 형광을 내는 것과 형광을 내 지 않는 것을 구별할 때에만 유효하다. 라이그래스의 경우 1년생과 다년생의 구별에 이 방법이 오랫동안 이용되어 왔는데, 1년생은 모두 뿌리에 형광물질을 가지고 있는데 반하여 다년생은 형광물질을 가지고 있지 않기 때문이다. 까락(芒)이 있으면 1년생이라 고 구별할 수도 있지만, 까락은 때로는 부러져 없어질 수도 있으므로 까락의 유무만 가지고 구별하는 것은 곤란하다. 

최근에는 1년생과 다년생 사이에서 품종이 육성되어 형광물질의 양도 0에서 100%까지 분포되어 있고, 또 형광물질이 1년생인가 아니면 다년생인가 하는 것과는 관련되어 있 지도 않아 형광물질에 의한 품종검사가 곤란하게 되었다.

그러나 각 품종이 원래 유전적으로 함유하고 있는 형광물질의 양만 정확히 알면 이에 의하여 품종을 확인할 수 있는 가능성은 있다. 귀리는 종피에 함유되어 있는 형광물질 로 구별하는데 반하여, 라이그래스는 여과지에서 발아시킨 5～10일된 유묘의 뿌리가 발아지에 닿은 곳에서 분비하는 형광물질인 annuoline으로 구별한다.

5) 화학적 검사

종자를 어떤 화학물질에 처리했을 때 다른 품종과 확연히 구별되는 반응에 의하여 품 종을 검사하는 이상적인 방법은 아직 없고, 다만 페놀검사를 블루그래스와 밀에 이용 하고 있을 뿐이다. 즉 약1%의 페놀용액을 처리한 발아지에 종자를 4시간 동안 두면 종자가 착색되는데, 이때 착색되는 부위, 정도 등에 따라 품종을 구별한다.

블루그래스는 배가 있는 부위가 착색되는 품종과 착색되지 않는 품종이 있고, 밀의 경 우에는 전 종피가 착색되는데, 착색되는 정도가 진한 품종, 약간인 품종, 약한품종 및 착색되지 않은 품종으로 구별된다.

6) 염색체수의 조사

새로운 4배체의 화본과 및 콩과목초가 육성되었는데, 간단히 뿌리 끝 세포의 염색체수 를 조사하여 2배체인가 4배체인가를 구별할 수 있다. 그러나 염색체수가 동일한 품종 에는 이 방법을 적용할 수 없으며, 2배체와 4배체의 종자가 섞여 있을 때에는 이 방법 으로 혼합되어 있다는 것을 확인할 수 있다. 이 방법은 염색체수가 증가할수록 염색체 를 세기에 어려운 불편이 있다.

7) 전기 영동검사 

품종확인의 최신방법으로 종자는 물론 다른 식물체의 부위에 대해서도 할 수 있는 방 법인 식물의 protein- iso- enzyme을 검사하는 전기영동검사가 있다. 라이그래스에 이용 된 이후 많은 연구가 이루어 졌으며 특히 종자보호법이 발효된 이후 종자의 구분 및 확인을 위해 큰 관심을 가지게 되었다.

전기영동법은 한천과 같은 배지 위에서 전기장을 만들어 종자의 단백질을 극성에 따라 이동하게 함으로서 여러 가지 종자내 단백질을 분리 구분하는데, 단백질이 양성인 것 은 배지 상에서 음극쪽으로 이동하고, 단백질이 음성인 것은 양극 쪽으로 이동한다. 이 와 같이 하여 종자내 단백질을 구분한 다음 착색시켜 사진을 찍어 이미 알고 있는 품 종의 단백질과 비교한다.

8) 크로마토 그래피검사

薄層(박층)크로마토 그래피방법이 콩과 밀의 품종을 구별하는데 효과가 있다고 알려져 있으며, 종이 크로마토 그래피가 십자화과의 품종을 구별하는데 이용되고 있다. 그러나 품종검사에 이와 같은 크로마토 그래피가 일반화 되기는 어렵다. 왜냐하면 시간이 오 래 걸리고 또 품종에 따라 식별할 수 있는 크로마토그래피 양상을 보여준다고 할 수 없기 때문이다. 물론, 여러 가지 특수방법 즉 흡수용매, 발색약, 자외선 등을 이용하여 분석효과를 높일 수 있다면 이용할 수 있을 것이다.

9) 기타 세포학적 검사

세포학적 검사법은 앞으로 이용될 전망이 크다. 특히 염색체이상을 유기하여 새로운 품종(예: 내병성 품종)을 육성했을 경우에는 품종확인을 위해 세포학적 검정법이 유효 적절히 이용될 수 있을 것이다.

염색체의 결손, 중복, 역위 및 전좌의 어디에 해당하는가를 비교하여 이를 품종확인에 이용한다. 

10) 내병성 품종

겉으로 보기에는 비슷한 품종이라 하더라도 병균을 접종하면 내병성 품종과 이병성 품 종을 구별할 수 있다. 이 방법은 콩의 Phytophthora와 옥수수의 호마엽고병에 대한 내 병성 및 이병성의 품종을 구별하는데, 이용하고 있다.

34. 종자의 검사기관(檢査機關)(종자p350)

1) 국립농산물 검사소

우리나라의 주요 농산물의 종자를 검사하는 기관은 국립농산물검사소이다. 농산물검사 의 출발은 1909년 12월 목포상업회의소가 현미검사규칙을 정하여 1911년부터 실시한 것에서 비롯된다. 

1922년 6월에 공포된 수도채종답보조규칙에 준하여 종자가 증식 보급되었으며, 1962년 1월 주요농작물종자법이 공포되어 이 법에 의해 각급 종자의 실내 및 포장검사가 강화 되었고, 1969년 8월에는 주요농작물종자법 시행규칙이, 또 1975년 8월에는 주요농작물 종자검사실시요령이 제정되었다. 우량 종자의 생산 및 공급을 위하여 1974년 11월에 국립종자공급소 직제가 공포되어 현재는 3개 작물시험장이 기본식물을, 각도 농업기술 원이 원원종을, 각도 농산물 원종장이 원종을, 국립종자 공급소가 보급종을 담당 생산 하고, 종자검사는 국립농산물검사소에서 담당하고 있다. 최근 농산물검사소는 국제종자 검사협회(ISTA)의 회원으로 가입하여 종자검사와 국제협력단계에 들어섰다.

2) 국제종자검사협회(International Seed Testing Association;ISTA)

국제수준에서 종자검사를 관할하는 기구로는 국제종자검사협회가 있으며, 이 협회의 설립목적은 다음과 같다. 

♣ ISTA의 설립목적

1. 종자조사에 필요한 제반법규를 정한다.

2. 종자검사에 필요한 제반 기술을 표준화한다.

3. 종자에 관한 연구를 한다.

4. 종자의 개량을 위해 다른 국제기관과 협력한다.

ISTA는 1900년대초에 설립되었는데, 그 당시 몇몇 유럽의 종자실험실에서 일하던 종 자 기술자들은 각국간에 종자검사에 관한 정보의 교환이 필요하다고 생각하였고, 국제 종자 무역에 있어 각국간에 종자의 품질에 관한 개념상에 어떤 표준화가 있어야 한다 고 느끼게 되었다. 이와 같은 필요성에 따라 1905년 비엔나에서 유럽종자검사협회를 조직할 것을 계획하고, 1906년 독일의 함브르크에서 종자검사회가 조직되었다. 1910년 에는 두 번째 회의가 개최되었고, 1921년에는 코펜하겐에서 3차 종자검사회의가 Peterson교수에 의해 소집되었으며, 유럽 종자검사회가 형성될 때 까지는 유럽의 여러 사정으로 인해 별로 진전이 없었다. 유럽 종자검사회의 주최 아래 4차 국제종자검사회 의가 1924년 영국의 캠브리지에서 열렸는데, 이 회의에서 공식적인 국제종자검사협회 가 출범하게 되었다. 

이후 ISTA는 여러 면에서 성장 발전하여 명실공히 국제적 기구로 발전하게 되었으며, ISTA의 회원국은 현재 53개국에 이르렀고 117개의 지역종자 검사실험실을 가지게 되었다.

♣ ISTA가 그 동안 성취한 실적은 다음과 같다.

1. 지역검사실험실 사이에 종자검사결과를 일정한 단위로 촉구함과 동시에 국가간 종자이동을 원활히 하고 농민들로 하여금 어떠한 나라에서도 좋은 종자를 얻을 수 있도록 노력하고 있다.

2. 종자 과학자나 기술자가 가지고 있는 제반 문제를 회합을 통해 해결할 수 있는 길을 터놓았다. 종자 검사법을 초안하고 해석함으로서 농민을 보호할 수 있는 종 자법을 만드는데 필요한 기초사항을 마련해 주었다.

3. 종자검사의 결과와 실험포장에서의 결과를 연결 지움으로서 농민들로 하여금 우 량한 종자의 가치를 인식시키는데 도움을 주었다.

4. 아프리카나 아시아 또는 남아메리카에서와 같이 농업이 빨리 부상하는 지역에서 훈련과정과 위크샵을 가지도록 하였다.

5. 종자에 관한 기본지식을 함양하는데 도움을 주었다. 

ISTA는 3년마다 세계의 다른 여러 지역에서 회의를 개최하여 각 회원국으로부터 과 학적 기술적 연구결과를 들으며 상호간의 정보교환과 이해증진에 필요한 토론자와 위 원회를 조직하도록 해주고 있다. ISTA의 활동사항은 Seed Science and Technology(1972년 이전에는 ISTA Proceed- ings)에 보고하고 있다.

3) 공인종자 검사자 협회(Association of Official Seed Analysts;AOSA)

공인종자 검사자협회 는 미국과 캐나다의 주나 연방 또는 대학의 종자실험실에 있는 종자 검사자들로 구성되어 있다. 이 협회는 미국과 캐나다에서 종자검사에 관한 제반 사항을 오늘날처럼 고도로 복잡한 수준까지 발전시키는데 크게 공헌하였다. 이 협회의 가장 큰 공헌은 종자검사에 관한 법규와 방법을 발전시키고 해석을 표준화 했다는데 있다. 또한 이 협회는 각 주에서 종자법을 입법화 시키고 나아가 연방수준에서도 종자 에 관한 법을 입법화 시키는데 크게 공헌 하였다. 

AOSA의Referee Committee는 문제가 되는 종자의 분석을 각각의 실험실에 의뢰하고, 이와 같이 함으로서 각각의 다른 실험의 분석방법과 분석결과를 종합하여 표준화 한 다. AOSA는 1908년에 16주의 대표가 모여 워싱턴에서 정식 설립하였으며, 매년 연례 

회의를 가지고, 회의의 의사록과 발표된 논문은 journal of seed technology(1976년 이 전에는 AOSA Proceedings)에 게재하고 있다. 또한 AOSA는 종자검사에 관한 그 밖 의 여러 가지 많은 출판물을 출간하고 있다.

35. 종자 발아력(germination ability)의 검정(식.생p177) 

대부분의 종자는 보통 발아시험에 의하여 발아력을 확인할 수 있지만, 휴면종자는 발아 가 몹시 지연되기 때문에 이 방법에 의하여 발아력을 알기는 곤란하다. 발아시험에 의하 지 않고 신속하게 발아력의 유무를 알아내는 방법에는 다음과 같은 것들이 있다. 

1) 세포의 반투성에 의한 검정

죽은 종자의 배유나 배세포의 세포막은 반투성이 상실되어 있기 때문에 살아있는 종자 에 비하여 외부에서 색소 및 그 밖의 물질이 들어가기 쉽고, 또한 종자의 내용물이 외 부로 나가기 쉽다. 이와 같은 성질을 이용하여 발아력을 검정하는 방법이 많이 이용 되고 있다. 

① 침출액의 성상에 의한 방법 

종자를 증류수에 침지한 후 그 액에 과망간산칼륨의 묽은 용액을 가하면 죽은 종자가 많을수록 그 액의 탈색이 빨리 된다.

② 배의 염색에 의한 방법

종자를 3시간 정도 물에 침지한 후 배를 꺼내어 그것을 indigo carmine 0.05%액에 4 시간정도 침지해 두면 발아력이 있는 것은 물이 들지 않고 발아력이 없는 것은 물이 든다. 

2) 효소의 활력에 의한 검정법 (catalase에 의한 방법)

종자를 1일간 32℃의 온탕에 침지해두면 죽은 종자일 경우에는 酵素(효소)인 catalase 의 함량이 감소되고 반대로 살아있는 종자일 경우에는 함량이 증가된다고 한다.

3) 조직의 환원력에 의한 검정법

① dinitrobenzol에 의한 방법

종자를 dinitrobenzol용액에 침지하면 종자의 세포가 살아있을 경우에는 그 호흡작용 에 의해 이것이 환원되어 nitrophenyllhydroxylamin으로 된다. 여기에 다시 암모늄의 희석용액을 작용시키면 정색반응(呈色反應)을 일으켜 발아력이 있는 종자가 자색으로 변화된다. 

② nitrum tellurate에 의한 방법 

3～4시간 흡습시킨 종자의 배를 노출시켜 natriumm tellurate 1%액에 넣었다가 꺼내 어 여과지위에 나란히 놓고 48시간 동안 온실에 방치하면 반응이 나타나서 살아있는 종자의 배는 監흑색으로 변화되고, 활력이 없는 죽은 종자의 배는 변화되지 않는다.

③ tetrazolium에 의한 방법

종자의 호흡으로 생산되는 수소가 무색의 tetrazolium액과 화합하여 홍색으로 나타낸 다. 죽은 종자는 무색으로 변화되고, 건전한 종자는 진홍색, 그리고 죽은 종자는  배 유가 옅은 홍색을 나타낸다. 

4) 배의 발아에 의한 검정법

배를 꺼내어 발아상에 두면 휴면종자라 하더라도 앞에서 설명한 바와 같이 살아있는 것은 서서히 생장한다. 이와 같은 상태를 관찰함으로서 휴면종자의 발아력을 빨리 검 정할 수 있는데, 이 방법은 다른 방법에 비하여 신뢰도가 높다.

36. 삽목이론

줄기삽목(stem cutting)이나 엽아삽(leaf- bud cutting)에서는 줄기가 될 원조직은 눈(芽) 을 뜻한다. 즉 줄기는 이미 존재함으로, 다만 뿌리만 나면 되는 것이다. 근삽(root cutting)에서는 줄기가 새로 형성되어야만 하고, 이에 앞서서 부정아가 발생해야 한다. 엽삽(leaf cutting)에서는 뿌리와 줄기가 새로 형성되어야 한다. 다행하게도 대부분의 세 포는 그것이 성숙한 식물체에 있는 것일지라도 재 분열 능력은 가 질 수 있어 필요한 뿌리와 가지를 발생시킬 수 있으므로, 삽목에 의한 번식이 가능하게 된다. 사실상 한 개 의 생활체 세포는 모 식물과 비슷한 새로운 식물체를 만들어 내는데 필요한 정보를 함 유하고 있다. 

삽목은 대개 쌍자엽 식물에 적용되는 번식법이지만, 아스파라거스와 같은 단자엽 식물 도 좋은 조건만 갖추어지면 삽목번식이 가능하다. 또 옥수수 줄기의 아랫쪽 절간에서는 지주근이 잘 나타나는데, 이와 같이 단자엽 식물에서도 부정근을 잘 내는 것이 있다.

1) 해부적으로 본 발근기구

① 줄기삽목(또는 지삽목:stem cutting)

부정근이 발달할 수 있는 조직상의 원기를 이해하려면 먼저 줄기의 내부조직에 대한 지식이 있어야한다. 삽수에 있어서 부정근의 발달과정은 다음의 3단계로 나누어 생 각할 수 있다.

1. 분열세포군(원근기:root inital)이 나타나고, 이것이 세포적 분화단계에 이르는 때 이다. 

2. 이들 세포군의 근기(root primordia)로 분화하는 단계이다.

3. 새로운 뿌리(new roots)가 자라서 밖으로 나타나는 단계이다. 이때에는 다른 줄기 조직이 파열되고 삽수의 통도조직은 유관계 조직과 연결을 이루게 된다.

㉠ 근기의 형성

대부분의 식물은 삽목을 하면 부정근이 형성된다. 대부분의 부정근은 삽목을 한 뒤에 나타난다. 그래서 이것을 흔히 수 근기(induced root)또는 상처근(wound root)이라고 한다. 그것은 삽수가 마련될 때 또는 공중취목이 될 때 항상 상처를 받기 때문이다. 부정근이 발생하는 시원은 분열기능을 지니고 있는 세포군이며, 이 세포군이 만들어진 조직상의 위치는 식물의 종류에 따라 다르다. 초본식물에 있어 서는 이러한 세포군은 유관속 사이의 조직으로서 피층에 접한 부분이다. 이세포군 이 곧 원근기인데, 분열을 계속해서 다수의 작은 세포군을 형성하고, 새로운 근기 

로 발달해 간다. 이것을 이미 설명한바와 같이 부정근의 시작이다. 세포가 분열해 서 근단을 형성하고, 새 근기안에 유관속이 발달하고 가까운 곳에 이미 존재하던 유관속과 연락이 된다. 

근단부는 성장을 계속해서 피층과 표피계를 뚫고 밖으로 나오게되고, 줄기에 대해 서 발근 각도가 직각으로 된다. 이 결과 부정근이 줄기에서 나올때에는 그것은 내 생적인 것이다. 즉 뿌리가 줄기조직의 내부에서 생겨 그것이 밖으로 나오게 된다. 그러나 tamarix의 가지 삽목에 있어서는 이러한 근원기는 피목에서 생기고, 그 뒤 전 형성층대가 삽수 줄기내의 해당조직에 연결하게 된다. 국화의 삽수에서 부정근 이 먼저 생기는곳은 유관속간 부위이다. 카네이션 삽수의 원근기는 섬유소내에 있 는 유세포층에서 시작되는데, 뿌리의 끝이 발달하여 이 섬유세포대에 이르게 되면 그것을 뚫지는 못하고 방향을 아래로 돌려서 삽수의 하단에서부터 나타나게 된다. 호박과 토마토의 부정근의 기원은 인피 유세포 이다. 

줄기가 어리면 근기는 유관속계의 바깥쪽에 가까운곳에 위치하며, 줄기가 오래된 것이면 근기는 더 안쪽에 발달하나, 대개는 유관속 형성층에 가까운곳에서 발달한 다. 다년생 목본식물은 줄기안에 한층 또는 여러층의 제2기 목부와 사부가 존재하 는데, 근기는 대개 어린 제2기 사부에 나오지만, 그 밖의 조직인 방사조직. 유조직. 수조직(髓組織) 등에서도 뿌리가 발달한다. 삽목을 한후 근기가 발달하게 될 때까 지의 기간은 일정하지 않으며, 국화에서는 삽목한지 3일만에 이미 근기가 현미경 으로 관찰되고 카네이션은 5일만에, 장미는 7일만에 이러한 사실이 관찰된다. 뿌리 가 외부로 나타나기 까지에는 국화는 10일, 카네이션과 장미는 20일정도가 소요된 다.

㉡ 기성원근기 

몇가지 식물에서는 줄기가 발달하는 도중에 이미 그 안에 원근기를 가지고 있어 우리가 삽수를 마련할 때에는 벌써 줄기내에 뿌리의 원근기가 있는 것이다. 이것 을 기성원근기(기성원근기 또는 잠재적 근기로 표현 되기도 한다. 따라서 기성 원 근기로 할것이냐 또는 근기의 상태에 있느냐에 따라 정해질 문제이다. 여기서는 일단 기성 원근기로 하기로함)라 하며 줄기가 삽목 될 때까지 휴면상태로 있게 된 다. 그러나 이것을 알맞은 환경조건에 두면 뿌리로 발달해서 부정근으로 된다. 대 개 발근이 잘되는 버드나무류, 포풀러류, 수국류 등은 기성 원근기를 가지고 있다. 이와 같은 기성 원근기의 시점은 일반줄기(삽수)에서 부정근이 형성되는 조직의 위치와 같은 것이다. 버드나무와 사시나무의 어떤 종류는 엽적(葉跡)이나 지적(枝 跡)에서 나온 수(髓)와 형성층이 모여서 기성 원근기를 형성하는 일이 있다. 사과 나무나 마르멜로는 이러한 잠재성 기성 원근기로 말미암아 혹(burr knots)처럼 조 직이 밖으로 튀어나온다. 이러한 기성 원근기는 오래된 조직에 더 많으므로, 그러 한 식물의 줄기 삽목을 할 때에는 1년생 가지만을 가지고 삽목을 할것이 아니라, 약간의 2년생 조직을 붙여서 소위 발꿈치(heel)모양으로 붙여 주면 발근율이 향상 된다. 즉 이 2년생 조직이 더 많은 기성 원근기가 존재한다.

버드나무에는 이 기성원근기가 나무위에서는 끝내 휴면상태를 계속하고 다년간 내 피 조직에 싸여 있게된다. 버드나무의 기성 원근기를 관찰 하려면 수피를 벗기고 목부를 보면 돌기(突起)를 볼 수 있으며 반대로 이부분에 해당하는 수피 부분은 움푹파인 자리를 볼 수 있다. 바로 목부의 이 돌기가 기성 원근기인데, 삽목을 하 

면 이것이 발달해서 뿌리가 된다.

기성 원근기를 가지고 있는 수종으로 삽목시험을 할 때 고려해야 할 것은 각종 발 근 촉진 처리가 원근기를 유기 시킨다는 것 보다 근기의 발달에 영향을 준다는 점 이다. 

㉢ 캘러스(callus;유상조직)

삽수를 알맞은 환경에서 삽목하면 대개 하부의 절단면에서 캘러스 조직이 발달한 다. 캘러스 조직은 목화의 정도를 다르게 하는 각종 세포가 불규칙하게 배열된 것 이다. 이 캘러스 조직은 유관 형성층과 그 부근에 있는 사부세포에서 발달하는 수 도 있고, 그 밖에 피층세포 수 등에서도 캘러스 조직을 형성하데 이바지 한다. 때 로는 뿌리가 캘러스 조직을 지나서 밖으로 나타나므로 발근에는 캘러스 조직의 형 성이 필요한 것이라는 느낌을 가지게 한다. 그러나 캘러스 형성과 부정근의 형성 은 비슷한 삽수의 내적 생리상태와 환경조건의 영향을 받으므로 흔히 동시에 나타 나는 현상이나, 본질적으로는 구별될 수 있는 현상이며, 서로 관계가 없는 것이다.

발근이 빨리 되지 않은 수종에서는 캘러스가 형성된다는 것이 각종 병균의 침해를 막으므로 발근에 유리한 영향을 주게된다. 그러나 캘러스가 형성됨으로서 삽수의 수분흡수가 잘되지 않아서 발근을 불리하게 하는 경우도 있다. 삽목상의 PH가 형 성되는 캘러스의 형에 영향을 주고, 이것이 새로 만들어지는 뿌리의 출현에 영향 을 주는 것으로 알려지고 있다. 

② 엽삽(葉揷;leaf cutting)

단자엽 식물과 쌍자엽 식물을 포함한 다수의 식물은 엽삽이 가능하다. 엽삽을 했을 때 새 줄기와 새 뿌리의 기원은 구구하지만 대체로 제1기 분열조직에서 발달하는 것 과 제2기 분열조직에서 발달하는 두가지 군으로 나눌수 있다. 그런데 보통은 제2기 분열조직에서 새 뿌리가 발달한다. 제1기 분열조직은 생장점 부근의 분열조직으로 된 세포들이고 성장과 함께 쉬지 않고 그대로 분열을 계속하는 조직이다. 그런데 제 2기 분열조직은 제1기 분열조직의 세포가 분화해서 어느 정도 성숙조직으로 되지만, 때에 따라서는 이것이 다시 분열할수 있는 능력을 되찾아서 새로운 세포를 만들어 낼 때 그러한 세포조직을 뜻한다.

㉠ 제1기 분열조직을 가진 엽삽수 

kalanchoe pinnata의 자른 잎 주위에 작은 어린 식물이 붙어있는 것을 볼 수 있다. 이것은 흔히 엽배(foliar embryo)에서 발달한 것으로 말하고 있다. 엽배는 아직 잎 이 어릴 때 잎가에 있는 작은 세포군에서 발달한 것이다. 잎이 점점 커지면 엽배 는 발달해서 2개의 어린잎과 2개의 근기를 형성하고 잎 사이에는 유경(幼莖)이 생 기며, 엽맥쪽으로 뻗어나가는 1개의발(foot)이 발달한다. 잎이 성숙하게 되면 엽배 의 세포분열은 중지되고 휴면상태로 들어간다. 만일 잎을 떼어서 습한 상토위에 놓으면 곧 어린 식물이 잎의 표피를 뚫고 밖으로 나타나서 2～3일 안으로 눈으로 볼 수 있을 정도의 크기에 달한다. 그리고 밑으로 뿌리를 내리게되고 수주일 뒤에 는 원래의 잎은 죽게되지만, 그 잎의 둘레에는 다수의 새로운 식물이 나타난다. 이 들 어린 식물은 잠재해있는 제1기 분열조직에서 발달한 것이다. 다시 말하면 잎 주위에 있는 세포는 성숙세포가 아니고 제1기 분열조직에 해당하는 것이다. 이러 한 예는 몇 가지 식물에서도 볼 수 있다. 

㉡ 제2기 분열조직을 가진 엽삽수

렉스베고니아, 아프리카바이올렛, 산세비에리아, 백합, crassula류 등의 식물은 엽 삽을 하면 엽신의 아랫쪽 또는 엽병을 형성하고 있는 성숙세포가 분열해서(제2기 분열) 새로운 개체를 만든다.

고구마는 엽삽을 하면 제2기 분열조직의 활동에 의해서 절단면에 캘러스 조직이 생기고 이 캘러스가 분화해서 새로운 뿌리와 줄기를 발생한다. 또 sedum류를 엽 삽하면 엽병의 아래쪽에 곧 두꺼운 캘러스 조직이 발달하고, 캘러스 조직이 분화 해서 4～5개의 뿌리를 낸다. 그 뒤 경기(莖基:stem primordia)가 캘러스의 위쪽 측 면에서 발달하여 위로 나타나 줄기로 된다.

백합류에 있어서 눈의 원기는 인편의 위쪽에있는 유세포군에서 만들어지고, 뿌리 의 원기는 아래쪽에 있는 유세포군에 기원한다. 모인편은 영양공급원의 역할을 한 다. 어린 인경의 유관속계는 모인편과는 독립적이며, 끝내는 시들고 없어진다. 

아프리칸바이올렛은 엽삽에 있어서는 새뿌리와 새순은 잎에있는 성숙세포에서 분 열 세포가 형성됨 으로서 발달하게 된다. 뿌리의 형성은 표피세포 또는 표피세포 의 바로 밑에 있는 박막세포군(薄膜細胞群)에 기원하는 내생근이다. 새순(new shoot)은 표피세포 또는 표피세포의 바로 밑에있는 피층에서 생겨난다. 뿌리가 나 타나고 곁뿌리를 형성하며 새순이 나오기 전 수주일 동안 자람을 계속한다. 원래 의 잎이 어린식물에 영양을 공급하는 구실을 하지만 나중에는 시들어 없어지고 만 다. 엽삽을 하면 부정아 보다는 부정근이 더 잘 발달하게 된다. 동백이나 무화과의 일종은 삽수를 마련할 때 곁눈을 가지는 약간 오래된 가지를 쓰는 것이 좋다. 그 까닭은 엽병의 기부에서 부정근이 발달할 수 있으나 줄기의 형성이 어렵기 때문이 다. 사실 어떤 식물은 뿌리가 나서 수년간 생활할 수 있어도 줄기가 형성되지 못 하는 것이 있다. 벤젤아데닌으로서의 사이토키닌으로 처리하면 눈과 새순을 유기 시킬 수도 있다. 

③ 근삽(root cutting) 

근삽에서는 첫째로 줄기의 조직이 형성되어야 하고, 때로는 부정근이 발생해야 한다. 대개의 식물은 삽수로 사용한 뿌리에서 부정아를 잘 형성해야 한다. 특히 뿌리에 상 처를 주면 뿌리에서 부정아가 더 잘 생긴다. 어린뿌리에서는 이러한 부정아는 유관 속 형성층 부근에 있는 내초에서 생기기도 한다. 내초는 내피의 바로 안쪽에 있는 유조직으로서 1내지 수개의 세포층으로 되어 있다. 오래된 삽수 뿌리에서는 코르크 형성층에서 캘러스와 같은 자람이 있고, 이에서 외생적으로 새 뿌리가 나타나기도 한다. 눈의 원기도 상부 캘러스에서 발달하는 수가 있다. 뿌리를 사이토키닌으로 처 리하면  뿌리 삽수에서 눈의 형성이 촉진된다. 그러나 IAA와 같은 옥신(auxin)으로 처리했을 때는 줄기의 발생이 억제되었다. 새로운 뿌리를 만들기 위한 분열조직의 형성은 대체로 부정아의 형성보다 더 어렵다. 뿌리 삽수에 부착해 있는 묵은 측근내 의 잠재성 원근기가 발달해서 새로운 뿌리로 될 수 있으며 부정근으로서의 새 뿌리 가 아닐수 있다. 일반적으로 이러한 곁뿌리는 중심 유관속 주위에 인접하는 내초나 내피의 성숙세포에 유래한다.

뿌리 삽수에서 부정근의 원근기가 유관속 형성층에서 만들어지는 사례가 관찰되고 있다. 무균 양료배지에 뿌리의 단편을 두어 이에서 형성되는 곁뿌리의 기원을 조사 해 보면, 뿌리형성에는 옥신. 무기양료. 그리고 탄소원으로서 스크로우스(sucrose)의 

존재가 필요하였다. 

뿌리 삽수에서 새 식물이 생겨나는 과정은 식물의 종류에 따라서 다르다. 가장 보편 적인 것은 근삽을 했을 때 먼저 부정아가 발달하고 다음에 새 줄기의 아랫부분에서 뿌리가 나타나는 것이다. 어떤 식물에서는 처음의 줄기가 나타날 때 이미 발달한 근 계를 가지는 것이다. 또 어떤 식물에서는 개체에 따라 뿌리가 먼저 나기도 해서 일 정한 경향을 가지지 않은 것도있다. 어떤 것은 왕성한 가지를 내지만, 뿌리를 내지 못해서 결국 죽게되는 것도 있고, 이와 반대인 경우도 있다. 대부분의 식물은 근삽을 했을 때 뿌리나 줄기를 모두 내지 못하고 다만 절단된 뿌리 조직만이 상당한 기간동 안 생명력을 유지하기도 한다. 어린 실생묘의 뿌리를 잘라서 삽목하면 늙은 나무에 서 채취한 삽수보다 더 쉽게 번식이 가능하다. 늙은 나무에서 뿌리 삽수를 채취하면 발근 능력이 매우 저하되는 것이 흔히 볼 수 있다. 이것은 가지 삽목에서도 마찬가 지이지만 유성현상(幼性現象)이 관여되는 것으로 본다.

무성번식의 중요한 이점이 하나는 모식물의 형질이 그대로 전해지는데 있다고 하지 만 근삽을 하면 반드시 이와 같이 되지는 않는다. 주록(周綠)키메라 조직을 가지고 있는 식물은 내부와 외부조직사이의 유전형질이 서로 다르므로, 근삽을 하면 새로 나타나는 식물은 모식물의 그것과는 다른 것으로 될 수 있다. 예를 들면 가시가 없 는 boysenberry를 가지 삽목이나 엽아삽목으로 번식시키면 가시가 없는 것으로 되 지만, 근삽으로 번식시키면 가시가 있는 것이 생긴다. 

뿌리 삽수에 발근 촉진 호르몬을 사용하면, 때로는 효과를 나타내는 수도 있으나 가 지 삽목이나 엽삽의 경우에 비하면 효과가 매우낮다. 특히 엽삽에서는 호르몬 처리 에 의해서 근기가 비교적 잘 발달한다. 그러나 근삽에서는 부정아의 발생은 원하는 것인데, 이때의 호르몬 처리는 그다지 효과를 나타내지 않고 있다. 사실 그런 약제는 오히려 부정아의 발생을 억제하는 작용을 하게 된다.

2) 생리적으로 본 삽수의 발근 기구

식물체내에서 생성되는 호르몬의 성질을 지니고 있는 각종의 물질은 어떤 농도에서는 부정근의 원기를 유기 하는데 큰 효과를 가지는 것이 있고, 그렇지 못한것도 있다. 이 호르몬의 효과에 관한 연구가 많이되고 있다. 

식물호르몬(plant hormone)과 생장조절 물질(growth regulater)을 구별할 필요가 있는 데, 먼저 모든 호르몬은 생장을 조절하지만, 모든 생장조절 물질은 호르몬일 수는 없 다. 옥신, 사이토키닌, 지베렐린, 아브시스산(ABA)과 같은 억제물질, 그리고 에틸렌과 같은 각종 생장 조절물질은 발근에 영향을 준다. 이중에서 옥신은 발근에 가장 큰 영 향을 끼친다. 이 밖에도 식물체 내에서 생기는 자연 성분으로서 발근에 큰 영향을 주 는 것이 있다. 

① auxin

1930년대의 중반부터 옥신의 생리작용에 관한 연구가 많이 진행되어 옥신을 식물의 줄기의 자람, 근계의 형성, 곁눈의 형성 억제, 잎과 열매의 이층형성, 형성층 세포의 합성 등 식믈의 각종 생리작용에 관계된다는 사실이 밝혀졌다. 

1934년에 인돌아시트산(IAA)이 식물체 내에서 자연적으로 생성되는 물질이고, 이것이 상당한 옥신효과를 나타내는 사실이 구명되었으며, 그 뒤 부정근 형성을 촉진하는 효 과가 발견되었다.  IAA의 이러한 작용은 황화처리된 콩의 유경(幼莖)을 일정한 조건 하에서 생물검정을 함으로서 해명이 되었다. 그리고 줄기내에 기성원근기가 형성될 

때에도 이것은 식물체내의 내생적 옥신과 그 효과를 돕는 auxin synergist의 영향을 받는 것이 명백하고, 이러한 물질들은 근기 형성에 관여되는 리보핵산(RNA)의 형성 을 돕게된다. 식물체내에서 자연적으로 생성되는 옥신은 주로 정아와 어린잎에서 만 들어지고 대개 아래쪽으로 이동하는 성질을 가지고 있다. 그러나 인공적으로 호르몬 을 삽수의 하단에 대량 공급하면 상부로 이동하는 일이 있고, 통로는 목부라고 생각 된다. 앞에 것은 향기적(向基的)이동이라 하고 뒤에것은 향정적(向頂的)이동이라 한 다. 화분을 추출하거나 다른 식물체를 추출해서 그 발근의 효과를 조사해 보면, 옥신 이 있어야만 발근효과가 있음이 입증되었다. 옥신의 존재는 주로 avena test로서도 알 수 있다. 또 발근 촉진물질은 옥신의 역할을 하고 있다는 것이 알려졌다. 인돌아세 트산(IAA)은 자연적으로 생성되는 옥신이라는 것이 확인되었지만, 人尿(인뇨)로 Rhizopus를 배양 할 때에도 이것이 얻어진다. 옥신의 농도가 높으면 부정근의 형성은 잘 되나 눈의 형성은 억제된다. 다른 식물의 성분인 아데닌이나 키네틴의 양이 거의 비슷하면 캘러스만 발달하고 기관의 분해는 되지 않는다.

② cytokinin 

세포의 자람과 분화에 관계되는 식물생장 호르몬이나 제아틴(zeatin), 키네틴(kinetin) 그리고 6- 벤젤아데닌과 같은 자연 또는 인공 합성물질은 사이토키닌으로 작용을 한 다. 일반적으로 합성된 사이토키닌을 주면 근기의 발생에는 아무런 영향을 주지 않는 다. 그러나 콩의 어린줄기 삽수(위에있는 잎과 눈은 따버린)에 저 농도의 사이토키닌 을 주면 뿌리의 발생이 촉진되었고, 고농도에서는 억제의 효과가 나타났다. 그러나 어 느 정도 성숙한 콩의 줄기를 삽수로 했을 때에는 이러한 억제는 나타나지 않았다. 그 래서 사이토키닌류가 삽수의 발근에 미치는 영향은 삽수의 어떤 발육단계와 또 그농 도에 관계됨을 알수 있다. 사이토키닌류는 눈의 발생을 크게 촉진한다. 예를 들면 2년 생 초본식물인 Isatis tinctoria의 뿌리 삽수를 멸균양료배지에 놓고 발육을 시켰을 때, 배지에 키네틴을 넣지 않으면 줄기는 발생하지 않는다.

엽삽은 뿌리와 순(shoot) 모두를 발생시켜야 하기 때문에 옥신↔사이토키닌의 상호관 련을 연구하는데 알맞은 재료이다. 베고니아(begenia)의 엽삽을 무균배지에 했을 때 사이토키닌을 13ppm의 고농도로 주면 눈의 형성은 촉진되고 뿌리의 형성은 억제되었 다. 그러나 저농도의 옥신으로 처리했을 때에는 반대의 효과가 나타났다. 그리고 옥신 과 사이토키닌사이에는 상호작용이 있었다. 약 2ppm의 낮은  농도로서는 IAA가 눈 의 형성을 촉진했고 또 사이토키닌의 영향을 도왔다. 그리고 약 0.8ppm의 낮은 농도 의 키네틴은 IAA의 발근 효과를 촉진했다. 온도는 이러한 효과에 영향을 주는 인자 인데, 27℃에서는 눈의 형성을 억제하고, 뿌리의 형성에 미치는 사이토키닌의 억제효 과도 감소 시켰다. 그러나 이 온도에서는 장일조건일 때에는 옥신의 효과는 촉진되었 고, 15℃에서는 그렇지 못했다.

광도가 낮을 때에는 옥신의 수준과 재생능력은 온도의 영향을 받지 않았다. 이런 것 을 종합해 볼 때, 베고니아의 엽삽수의 재생능력은 계절의 변화에 크게 영향 되는 것 같고 이것은 온도, 일장, 광도 등의 복잡한 상호관련에 원인하는 것으로, 결국 이 러한 인자들은 내생적 옥신과 생장조절 물질의 수준을 조절하는데 있다. 

③ gibberellin

지베렐린은 1939년에 일본에서 처음으로 자연 생성물질의 1군으로서 주로 줄기의 신 장 생장을 촉진하는 효과를 가진 것으로 알려지고 있다. 비교적 높은 농도로는 부정 

근의 형성이 항상저지 된다. 이것은 직접적인 국소 효과를 가지는 것으로 초기의 세 포 분열을 막기 때문에, 성숙한 줄기조직이 분열능력을 가진 상태로 옮겨갈수 없다. 지베렐린은 핵산과 단백질의 합성을 조절하는 기능을 가졌고, 이러한 기능을 통해서 뿌리의 형성을 억제하는 것으로 생각되고 있다. 저온도에서는 콩의 삽수의 발근을 촉 진하고 있다. 베고니아의 엽삽에서 지베렐린은 부정아와 부정근의 형성을 모두 억제 했고, 이것은 눈과 뿌리의 원기를 만드는 세포분열을 억제한데 원인이 있다고 생각된 다. 버드나무의 줄기 삽수에서 지베렐린은 근기의 형성에 관여하는 옥신 활성을 억제 하고 있다. 조직내 지베렐린의 수준을 낮게하면 삽수의 부정근 형성이 촉진될 수 있 다. 실제로 지베렐린의 활성에 간섭하는 각종 화학물질이 발근 시험에 사용되고 있는 데, 예를 들면 alar(SADH), ABA, 고나도트로핀, 지베렐린 길항물질로서 EL531이 있 다. 

④ 그 밖의 식물체내의 생성물질

많은 화합물이 각종 조직의 추출물에서 얻어지고 있는데(그 중에는 화학적 성질이 밝 혀 진것도 있다) 부정근의 발생에 영향을 주는 것이 있다. 이러한 화합물의 몇 가지 는 다음에 설명하는 발근 조인자와 같은 것으로 믿어지고 있다. 발근에 영향을 주는 많은 물질이 추출되고 있는데, 그 생리적 기작에는 독특한 것이 있다. 따라서 발근에 관계되는 이 신비한 물질의 탐색에 있어서는 신중한 해명이 요구된다.

㉠ 에틸렌(ethylene:C2H4)

식물체내에서 생성되는 것으로, 이것은 여러 가지 점에서 호르몬과 같은 작용을 하 나 호르몬의 정의에 꼭 맞는 그러한 물질은 아니다. 옥신 처리는 에틸렌의 생성을 조절하고 이 에텔렌이 뿌리의 발달을 촉진하는 옥신의 기능에 관여함이 알려졌다.

Kawase는 버드나무의 삽수를 물속에서 원심력을 가하거나 침지 함으로서 조직내에 에틸렌의 생성을 촉진시켰고, 뿌리의 발달 효과도 볼 수 있었다. 이것은 에틸렌의 생 성과 에틸렌에 의한 뿌리의 발달사이에 어떤 인과관계가 있을 가능성을 제시한 것이 다.

㉡ 헬리안진(heliangine)

3) 조직과 삽수발근과의 관계

삽수가 부정근을 발생시키는 능력(란이성)은 생화학적 인자에 관련시키지만 발근과 조 직과의 관계도 간과(看過)할수 없는 것이다. 어떤 식물에는 기성근기가 있는가 하면 어 떤 식물에서는 그런 것이 없고, 조직에 어떤 변화가 초래되어야만 발근이 되는 사실이 있다. 포도나무를 삽목을 해보면 삽수의 줄기를 따라 한줄로 발근하는데, 이것은 그와 같이 배열된 제1차 방사조직에 관계되고 있다. 사부와 피층사이에 위치하는 후막조직 륜은 부정근이 발생하는 부위의 바깥쪽에 있는 것인데 이것이 발근에 대한 해부 조직 적인 장벽으로 될 수 있다. 후막세포는 전면이 비후하고 곳곳에 막공이 있는데, 이것이 모여서 후막조직을 만들며, 이것은 기계적 조직이다. 올리브 삽수를 연구한 것인데, 이 후막조직이 륜상(輪狀)으로 연결되어 있으면 발근이 어렵고 그렇지 않고 후막조직륜이 곳곳에서 끊어져서 불연속적인 경우에는 발근이 잘 된다는 관찰이 있다. 발근이 어려 운 엽삽수도 후막조직이 연속륜을 만들고 있기 때문인데, 이것을 분무상에 삽목하면 방사 유조직 세포가 활발한 분얼을 해서 후막 조직륜을 깨트리고 조직적으로 발근이 어려운 삽수의 발근을 가능하게 만든다.

줄기내에 목화된 조직초가 있으면 뿌리의 형성에 장벽이 될 수 있다. 그러나 이점에 관해서 예외가 많기 때문에, 발근 곤란성의 주요 원인으로 삼기에는 무리가 있다. 영국 담쟁이의 성숙상을 삽수 발근이 어려운 것인데, Girouard의 연구에 의하면, 담쟁이 줄 기의 피층 조직에는 불연속적인 후막 섬유 세포군이 대단히 많지만, 부정근이 그사이 를 뚫고 나가는데 어려움이 없었다. 그래서 이 경우에는 발근율이 낮은 이유로서 다른 인자를 내세워야 한다고 믿어진다. 발근이 쉽게되는 카네이션의 재배 품종에서 관련된 것을 보면, 줄기에 후막조직대가 있는데, 뿌리가 나타날 때에는 이 조직대를 피해서 뿌 리가 하향해서 자라고 마침내는 삽수의 하단을 통해서 밖으로 나타난다. 다른 식물에 있어서도 후막조직륜이 두꺼워 그것을 뚫기 어려운 것일 때에는 발근의 경과가 카네이 션과 비슷한 현상을 나타낼 것이다. 발근성 이라는 것은 뿌리의 출현을 막아버리는 후 막 조직륜에 관련시키는 것보다는 근원기의 형성에 결부시키는 것이 더 옳을 것이다.

4) 극성(極性)

줄기와 뿌리에 관련되는 극성은 삽수의 발근과 매우 깊은 관련성을 가지고 있다. 경삽 수에 있어서는 줄기의 끝 쪽에 가까운 초극(경극)에서 줄기를 발생시키고 근관부에 가 까운 기극(근극)에서는 뿌리를 낸다. 뿌리 삽수에 있어서는 초극에서 뿌리를 기극에서 는 줄기를 발생시킨다. 삽수를 중력 방향에 대해서 역위(逆位)로 두더라도 이 관계에는 변화가 없다. 줄기 삽수는 강력한 극성을, 뿌리는 약한 극성을 가지며, 잎은 더욱 약한 극성을 가진다고 하였다. 흔히 관찰할 수 있는 것으로서 엽삽수에서는 같은 부위에서 뿌리도 나고 줄기도 나는 일이 있다. 이것은 엽삽수의 극성이 매우 미약하다는 것을 뜻한다. 옥신의 전류에 관한 극성의 강도는 식물의 조직에 따라 다르며, 특히 엽병에서 는 약하게 나타난다. 옥신의 극성적 이동은 활발한 전류과정이며, 이것은 분비작용에 의한 것이다. 1개의 세포의 구조 내용으로 보아도 이러한 극성이 적용될 수 있음이 관찰되고 있다. 

5) 삽수의 발근에 관여하는 인자

발근의 란이성은 수종 및 재배품종의 차이에 따라 크게 변이를 보이고, 같은 계통이라 도 개체에 따라 발근성에는 차이가 있다. 따라서 어떤 클론의 발근이 더 잘되느냐 안 되느냐 하는 것은  예측할 수가 없다. 대체로 식물의 분류를 따져서 대체적인 것은 말 할 수가 있지만 각 클론에 대한 것은 시험을 해보아야 한다. 경제식물에 대해서는 이 러한 연구가 많이 되고 있다. 그 결과를 보면 어떤 식물은 별다른 시설과 처리를 하지 않아도 발근이 잘 되는 것이 있고 또 어떤 식물은 모든 조건을 갖추어야만 발근이 되 는 것이 있다.

① 삽수재료의 선택

㉠ 식물의 생리적 조건

삽수를 채취한 모식물의 그 당시의 영양조건에 따라 삽수는 발근에 상당한 영향을 받는다. Kraus와 kraybill의 토마토 삽수에 대한 연구를 보면

탄수화물이 많으나 질소의 함량이 적은 황색경(黃色莖)토마토는 발근이 잘 되어 약 한 가지를 발생하나, 탄수화물이 많고 질소의 함량이 더 많은 녹색경 토마토는 뿌 리는  약하고 강한 줄기가 발달하였다. 탄수화물의 함량이 대단히 적고 질소의 함 량이 많은 유연(幼軟)한 녹색경 토마토는 뿌리와 줄기를 모두 내지 못한 채로 썩고 말았다. 탄수화물의 량은 삽수를 조제할 때를 기준으로 하여 생각한다면, 삽수조직 의 경도를 가지고 따지면 된다. 이런 점에서는 모과나무의 삽수가 가장 진전한 예 

로 생각된다. 즉 탄수화물의 함량이 적으면 조직이 연해지고, 많으면 단단해서 잘 굽혀지지 않고 오히려 부러지기 쉽다. 그러나 세포의 성숙 즉 세포막의 목화에 의 한 조직의 경화와는 구별이 되어야 한다. 삽수체 내의 녹말의 함량을 더 정확하게 알려면 요오드검정을 해야한다. 신선한 삽수의 절단면을 요오드가 0.2%인 요오드화 칼륨 수용액에 1분동안 담가서 그 변색의 정도를 관찰한다. 색깔이 진할수록 녹말 의 함량이 더 많다. 대체로 녹말의 함량은 다, 중, 소로 나눌 수 있다. 포도나무에 대한 조사 결과를 보면 녹말의 함량이 많은 것은 63%의 발근율을 나타냈고  보통 인 것은 35%, 함량이 낮은 것은 17%를 나타낸 예가 있다.

생울타리나 용기에서 자라는 생장속도가 느린 나무는 탄수화물이 많이 축적되므로 발근이 쉽게되고 야외에서 영양상태가 좋아서 무성하게 자라는 나무에서는 삽수를 채취하면 오히려 발근이 어렵다. 포도나무 삽수의 발근은 질소이외의 다른 원소 함 량이 영향을 많이 받는다. 즉 인산, 칼륨, 마그네슘 또는 칼슘 등이 부족한 곳에서 자라는 나무에서 삽수를 채취하면 발근이 어렵다. 그러나 모식물의 질소함량이 감 소 되면 발근은 촉진된다. 질소함량이 한계를 넘을 정도로 부족하면 발근이 억제된 다. 

♠ 삽수체 내의 질소함량을 적게하고 탄수화물의 함량을 많게해서 발근을 돕는 방법 1. 모식물 에 질소를 적게주어서 탄수화물의 축적을 더욱 높여 주도록 한다. 질소비 료를 주지 않고 나무가 충분한 광선하에서 광합성을 정상적으로 한다 →근계의 발달이 어느정도 제한을 받으면 질소의 흡수량이 감소 될 것이고, 그 결과 상대 적으로 탄수화물의 함량은 높아진다.

2. 삽수의 영양상태를 고려해서 질소의 함량이 적은 것을 골라서 사용한다. 수관의 상부에서 왕성한 성장을 하고 있는 연한가지 보다는 낮은 곳에서 자라는 성장이 약한 곁가지를 사용하는 것이 더 좋다.

3. 동일한 가지에서도 양료 함량을 고려해서 삽수를 조제한다.  가령 장미류 라면 한가지에서도 기부에서 끝 쪽으로 갈수록 총 질소량이 증가된다. 이와는 반대로 녹말의 함량은 점차로 감소되고 있다. 따라서 기부쪽에서 삽수를 마련하려면 질 소의 함량은 적고 탄수화물이 많아서 발근이 잘되는 삽수를 얻을수 있다.

포도나무에 Zn비료을 주고 삽수를 채취한 것은 더욱 높은 발근율을 나타냈고, 발근 량도 대비구에 비해서 양호하였다. 이것은 옥신의 선구물질인 트립토판(tryptophan) 의 수준을 증가 시켰고, 그 결과 체내 옥신의 생산량을 증대 시킨데 기인한다고 본 다. 즉 트립토판의 생산에는 Zn이 요구되기 때문이다.

㉡ 황화처리(黃化處理;etiolation)

줄기 삽수의 부정근 발생을 돕기 위하여 황화처리를 한다. 삽수식물을 고랑에 묻거 나 흙으로 덮어서 맹아지 삽목(萌芽枝挿木)을 하는 것은 그 조직이 땅속의 암흑상 태에서 발달하게 되는 것이고, 이것은 곧 줄기조직의 황화처리에 해당한다. 가지 삽 목을 할 때 그 하단이 땅속으로 들어가 햇볕을 받지 못하는 것도 황화처리를 받는 것이 된다. 황화처리란 광선을 차단해서 암흑상태에서 식물조직을 발달시키는 것을 말한다. 황화처리를 하면 그 부분의 조직은 연해지고 엽록소가 결핍되어 황백색으 로 되며, 줄기의 절간이 더 길어지는 현상이 나타난다.

발근을 시키기 위해서 황화처리를 할 때에는 생장의 초기에 그것을 암흑상태에 두 었다가 그 부분을 채취해서 삽수로 사용한다. 삽수의 하단은 황화처리를 시키고 그 

이상의 부분은 햇볕을 받게해서 정상적으로 발육을 시킨다. 일정기간 동안 황화처 리를 한 다음 삽목을 하면 황화처리를 받은 부분에서 발근하게 된다. 광선의 부족 이 줄기내에 근기(根基)를 형성시키는데  유리한 작용을 하는 것 같다. 그 원인은 아직 확실하지 않으나 생각컨데 발근 호르몬의 생성, 이동이 광선의 유무에 관계되 는 것 같다. 황화처리에 의해서 무기양료의 상태가 달라지고 삽수의 조직에도 변화 를 주어서 근기 형성을 유리하게 하는 것으로 생각된다. 무궁화나 콩의 삽수에 대 해서 연구된 것인데 황화처리가 되면 녹말의 함량, 조직의 기계적 강도, 세포막의 두께, 세포막 침전물, 그리고 유관계 조직이 대비구에 비하여 감소된다고 한다.

줄기에 탄수화물이 많으면 발근이 잘되는 경향이 있으므로 줄기를 박피하거나 긴박 하면 수관에서 생성된 전분류의 하강을 막아서 부정근의 발생에 유리하게 되는 것 으로 생각된다.

㉢ 유성인자(幼性因子;juvenility factor)

발근이 어려운 식물에 있어서는 모식물의 연령이 삽수의 발근에 중대한 영향을 준 다. 대개 어린나무에서 채취한 삽수 일수록 발근이 더 잘된다. 이것은 유성인자라하 고, 뿌리와 줄기에 모두 적용되는 요소이다. 소나무, 사과나무, 배나무, 유카리, 더글 러스피어 등과 침엽수. 활엽수에서 조사된 것을 보면 연령이 높을수록 발근이 어려 웠다. 같은 나무에서도 1년생가지는 2년생 가지 보다 발근율이 더욱 높았다. 사과나 무에서도 어린 나무에서 삽수를 채취하면 발근이 잘 되나 늙은 나무에서 채취하면 발근율이 많이 떨어졌다. 이와 같은 경향은 삽수에 옥신을 처리해도 여전히 그대로 나타난다. 침엽수종과 활엽수종에 발근이 대단히 어려운 것이 있는데, 이의 가장 중 요한 원인은 삽수가 채취된 모식물의 연령이다. 발근과 관련시킨 유성인자는 나무 가 노령으로 되어감에 따라 발근억제 물질이 더 많이 생성하는데 있는 것으로 설명 된다. 식물의 유상(幼相)과 노상(老相)은 잎의 크기와 모양, 가시의 유무, 절간의 길 이 등으로 구별된다. 사과나무의 예를 들어보면 어린나무의 잎은 얇고 연모(軟毛)가 적게 나지만 늙은 나무의 잎은 두껍고 털이 많다. 다른 식물은 어린나무는 잎이 작 아지고, 늙어지면 잎이 커지는 경향이 있기도 한다. 수령이 증가하면 삽수 발근 능 력이 감소되는데, 그 까닭은 하나는 페놀물질의 함유량이 감소되는데 있다고 본다. 페놀물질은 발근에 관련해서 옥신 조인자(助因子)로나 상조인자로 작용하는 것으로 인정되고 있다. 몇 가지 물질에 대해서 조사된 것을 보면 성숙상의 개체에는 유상 (幼相)의 그것보다 저농도의 페놀 물질이 함유되어 있었다. 성숙묘에서 발근이 용이 한 유성의 가지나 줄기를 얻으려면 주간이나 가지를 절단하고 그 부근에서 맹아지 를 발생시켜서 그것을 삽수로 사용하면 된다. 사과나무는 뿌리의 일부분을 통기가 잘되는 습한 물이끼에 싸서 밀폐된 온실의 상토(모래)위에 놓고 관계습도를 높게 유지하면서 약22℃의 저열을 가하면 뿌리가 발생하게 된다. 이 부정지는 유성을 가 지게 되므로 부정근의 발생이 쉽게 이루어진다. 늙은 나무에서 유성의 가지를 얻는 또 다른 방법으로는 돌기조직에서 나온 어린가지를 삽수로 사용하는 것이 있다. 나 무의 줄기를 어느정도 제거하거나 눈을 잘라주면 수간에 그러한 돌기조직이 나타나 는데, 여기서 부정지가 발생하게 된다. 이 부정지를 삽수로 사용하면 발근이 더 잘 된다 돌기조직에서 나온 부정지를 발근 시키고, 그것을 다시 맹아지 취목법에 의해 서  발근시키면 형태적 유성의 현상이 계속 유지된다. 즉 맹아지 취목에 의해서 번 식을 시키면 유성이 계속 된다.

㉣ 삽수용 지조의 선택

삽수용 재료에는 어린 것, 성숙한 것, 연한 것, 단단한 것, 등 변화가 많다. 발근에 영향을 끼치는 많은 인자가 이에 수반하므로, 식물의 종류에 따라 삽수재료의 선택 은 다르게 해야한다. 한식물체에서 얻어진 가장 적당한 삽수조건도 다른 식물에서 는 적용될 수 없는 경우도 있고, 그대로 준용해서 좋은 결과를 주는 수도 있다.

ⓐ 삽수가 채취된 모수의 개체성 : 같은 수종이라도 개체에 따라 삽수 발근의 난이 성에 차이가 있다. 이때 모식물은 종자로 번식될 것이다. 즉 종자로 증식된 식물은 개체성에 있어서 여러 가지 변이를 나타내므로 발근성에 그 차이가 나타나는 것도 별로 이상한 현상은 아니다. 클론간에도 발근의 차이가 관찰된다. 삼림수목은 대개 종자로 번식된 것이므로 그것을 삽목해 보면 그러한 개체차가 인정된다. 예를들면 독일가문비나무, 스트로브 소나무, 로부타단풍나무 등은 발근능력에 있어서 개체차 가심하다.

ⓑ 주지와 측지의 차이 : 자두나무의 당년생 가지를 삽목하여 그 발근 상태를 보면 주지에서보다 측지에서 딴 것이 발근이 매우 양호했다. 이때 두가지 품종에 대해 서 조사했는데, 주지에서는 평균10%의 발근율을 보였고, 성장중의 측지에서는 19%의 발근율을 보였으며, 성장이 중지 상태에 있는 측지에서는 35%의 발근율을 보였다. 전나무와 리기다소나무에 대해서 주지와 측지를 삽목한 성적에 의하면, 측 지가 더 양호한 발근율을 보였다. 스트로브소나무와 독일가문비 나무도 옥신을 처 리를 하든 주지보다는 측지를 사용할 때 더욱 높은 발근율을 보였다. 어떤 식물에 있어서는 위로 바르게 성장하고 있는 주륜지 대신에 측지를 삽수로 사용하면 삽목 묘의 생장형이 달라진다는 사실이 있다. 알려진 사실이지만  횡적지를 쓰느냐 수평지를 쓰느냐에 따라서 묘형이 다르게 나타난다. 즉 직립성인 삽목묘를 얻으려 면 주목, 향나무의 측지를 사용하지 말고, 직립성인 주지나 직립성 측지를 사용해 야 한다.

ⓒ 가지부위에 따른 차이 : 삽수를 마련할 때 목본식물의 휴면지는 처음에 1m 또 는 그 이상으로 길게 잘라서 이것을 몇 개로 분단하여 삽수로 하는데, 한 가지에 서 보통 4～8개의 삽수를 얻는다. 이와 같이 긴가지는 화학적 조성이 가지 밑쪽에 서부터 끝쪽으로 가면서 변화하고, 이러한 차이가 분단된 삽수의 발근에도 영향을 주게 된다. 대개는 가지의 기부에서 얻은 삽수가 높은 발근율을 보인다. 기성원근 기를 가진 수종에서는 가지의 기부에 그 수가 더 많고, 끝으로 갈수록 그 수가 적 어 진다. 따라서 기성근기를 가지는 기부에 위와 같은 사실이 그대로 부합된다. 이 에 반해 벗나무에 대해서 조사된 것을 보면, 오히려 가지 끝에서 얻어진 삽수의 발근이 더 양호하다. 목본성식물의  가지에서도 기부에 채취한 삽수는 탄수화물이 더 축적되어 있고, 또 약간의 기성근기도 있어서 눈과 잎에서 생성된 호르몬의 영 향을 받아 발근이 더 잘되는 것으로 생각된다. 낙엽성 수목에 있어서는 당년생 가 지를 삽수로 사용한 때에는 그 생리적 조건은 전혀 다르게 된다. 즉 그런 가지에 는 탄수화물의 저장이나 기성근기 등이 있을수 없다. 그러나 이런가지 끝에서 채 취된 삽수가 발근이 잘 되는 이유는 그곳에서 발근 호르몬의 농도가 높은데 있다 고 생각된다.

ⓓ 영양지와 생식지

삽수의 마련시기에 있어서 발근이 잘 되는 식물이면 영양지든 생식지든 상관이 

없지만 발근이 어려운 수종에서는 문제가 된다. 예를 들어 blueberry의 휴면지를 삽목할 때 꽃눈만을 가진 삽수는 발근이 거의 되지 않는다. 그러나 영양지만을 삽 수로 사용하면 39%나 발근한 예 가있다.  만일 삽수에 한두개의 꽃눈만이 있으면 전혀 발근하지 않는다. 또 삽목하기전 꽃눈을 가지는 삽수자체의 생리상태와 조직 에 있어서 어떤 특이한 점을 가지는 것 같다. 철쭉류에서는 일찍 꽃눈을  제거하 면 발근이 향상되고 영양아를 제거하면 발근이 감소되는 현상이 관찰된다. 꽃눈을 뒤에가서 제거해도 발근이 촉진되고 있다. 이것은 발근에 관여하는 물질과 경쟁이 되는 그러한 물질이 제거되는데 있는 것으로 생각된다. 대개의 식물은 경삽을 하 거나 근삽을 할 때 삽수를 개화기에 채취하는 것보다 개화기를 전후해서 채취하는 것이 더 높은 발근율을 나타낸다. 옥신과 관련해서 만일 식물체내에 옥신의 농도 가 높은 수준에 있으면 부정근의 형성에는 유리하나 꽃눈의 형성에는 억제적 효과 가 나타난다.

ⓔ 종삽목(heel cutting)의 효과 : 삽수를 마련할 때 하단에 성숙조직의 일부를 붙 이고 종삽목을 하면 발근율이 향상되고 있다. 휴면지 삽목을 할 때에는 이런점이 고려되어야 하는데, 이것은 기성근기가 있기때문 이라고  생각된다. 모과나무에서 이런 경향이 나타나고 있다.

㉤ 바이러스의 유무

클론을 열처리해서 바이러스를 제거하는 방법이 사용되고 있지만, 바이러스가 있으 면 부정근의 발생을 억제하는 효과가 있다. 이런 사실은 사과나무 등에서 관찰되고 있다. 즉 바이러스가 없는 깨끗한 모주(clean stock)에서 삽수를 얻으면 발근이 잘 되고 이병주의 삽수는 발근이 불량하다. 바이러스의 존재는 발근율을 저하시킬 뿐 만 아니라 발근량도 빈약하게 된다.

㉥ 삽수채취의 시기

삽수를 채취하는 시기는 삽수의 발근과 밀접한 관계가 있다. 삽목은 1년을 통해서 어느 때나 할 수 있다. 낙엽수종의 휴면지 삽목은 삽수가 휴면중에 있을 때 따야하 고, 잎이 달린 미숙지삽수 또는 반숙지 삽수는 식물의 생육 기간중에 채취한다.

쥐똥나무는 1년중 어느때 삽목해도 발근이 잘 되지만, 식물에 따라서는 삽목의 적 기가 있다. 낙엽성 활엽수는 봄이나 여름에 미숙지를 채취해서 삽목한 것이 겨울에 딴 숙지보다 발근이 대체로 잘 된다. 그래서 발근이 어려운 식물은 때에따라 미숙 지를 사용하지 않으면 안된다. 사과나무 몇 가지 품종에 대해서 실시한 미숙지 삽 목시험의 결과에 의하면 일반적으로 삽수의 연령이 많아지는데 따라 발근촉진제의 효과가 감소되고 있다. 이때 연령이 1～2년을 뜻하는 것이 아니고 불과 1개월 차이 만 있어도 발근에 대한 반응이 다르게 나타난다.

② 삽수의 처리 

㉠ 눈(芽)과 잎의 효과

삽수에 눈이 있으면 그것이 발근에 유리하고, 특히 눈이 활동하기 시작하는 때에 채취하여 삽목하면 발근이 잘 되는 경우가 있다. 삽수를 마련할 때 제거하면 뿌리 가나지 않은 수가 있고, 특히 기성근기가 없는 수종에 있어서는 이러한 경향이 뚜 렸하다. 바로 눈아래에 있는 껍질을 벗겨주면 발근량이 감소되는데, 이것은 눈에서 생성된 발근에 유리한 물질이 사부를 통해서 발근 부위나 삽수 아랫쪽으로 이동하 는 것을 암시 하는 것이다.

겨울에 삽수를 채취하면 눈이 휴면상태에 있기 때문에 바로 발근에 이롭게 작용할 수는 없고 봄이되어 눈이 활동을 시작할 직전이라면 발근을 증진시키는 역할을 하 는데 유리해 진다. 삽수에 잎을 붙여주는 것이 발근에 효과적이다. 즉 잎은 광합성 을 해서 탄수화물을 만들고, 이것이 발근에 이롭게 이용된다. 잎이 없는 삽수이면 삽목하기 전에 삽수에 당류를 공급해주면 발근량이 향상된다. 당류의 생성도 중요 한 것이지만, 그 보다는 발근에 더 큰영향을 끼치는 것은 잎과 눈에서 만들어지는 옥신의 작용이다. 잎과 눈은 옥신 생성의 핵(核)이라고 할 수 있는데, 그것이  향기 적 이동을 해서 발근을 촉진한다.

㉡ 가상(加傷:wounding)

철쭉류, 향나무 등은 삽수의 아래에 상처를 내면 그것이 발근에 효과를 준다. 특히 삽수의 아래쪽에 약간의 오래된 조직이 붙어 있을 경우에는 이 효과가 더욱 크다 즉 상처를 받음으로서 상처를 중심으로 해서 캘러스 조직이 더 왕성하게 만들어지 고 뿌리도 더 많이 난다. 그 원인은 상처 부근에 옥신과 탄수화물이 더욱 축적되고 호흡율도 증가하는데 있다.

상부조직(傷部組織)은 에틸렌의 생성을 촉진하고 에틸렌은 부정근의 형성을 돕는다. 상처를 입은 삽수는 그렇지 않은것에 비해서 삽목상에서 수분흡수가 더 왕성하다. 이러한 까닭은 삽수 아래에 인공적으로 호르몬이나 양료을 공급하면 상처를 가진 것이 더 잘 흡수하게 되는 것이다. 어떤 식물은 줄기 조직에는 강인한 섬유 세포로 된 후막세포 조직륜이 있다. 이 조직륜의 위치는 부정근이 만들어지는 외측의 피층 이다. 그런데 부정근이 만들어져도 그것이 이 조직대를 기계적으로 뚫지 못하는 어 려움이 있다. 만일 여기에 얕은 상처를 넣어주면 이 조직의 대륜(大輪)이 여러곳에 서 단절되고, 그 결과 부정근이 쉽게 외부로 나타날 수 있다.

㉢ 생장조절 및 그 밖의 물질

ⓐ 생장 조절제

인공적으로 합성된 발근 촉진효과를 가진 생장조절제(옥신)가 줄기삽목의 발근에 적용되기 이전에 여러 가지 다른 화학물질이 그러한 목적으로 시도되었다.

ⓑ 비타민 처리

비타민B1은 대부분 식물의 단절된 뿌리를 무균배지에 두었을 때 그 자람을 위해 필요한 것으로 되어 있다. 비타민B1은 식물의 잎에서 생성되고 뿌리쪽으로 내려 가서  그곳의 기관 발달에 이용된다. 삽수의 발근이 호르몬 처리에 의해서 시작 되지만, 비타민B1의 부족으로 정상적인 발달을 할수 있을때가 있다. 따라서 비타 민B1이 공급되면 발근이 정상적으로 된다.

ⓒ 무균 양료처리

삽수를 질소 화합물에 처리하면 발근이 촉진된다는 사실이 보고되고 있다. 특히 철쭉류의 삽수는 유기 또는 무기 질소화합물로 처리하면 뿌리가 잘나고, 콩의 엽 삽수를 사용해서 실험실에서 유기질소의 처리로 발근을 시켜보면 아스파라긴과 아데닌 등은 발근을 돕는 것으로 나타난다. 붕소도 몇 가지 식물에 대해서 발근 촉진효과를 보여주고 있다. 붕소는 근기형성을 돕는 것이 아니고 뿌리의 자람을 돕는 것이다.

ⓓ 살균제 처리 

삽목상에 삽목된 삽수는 발근할 때까지  각종균의 침해를 받게된다. 이때 살균제 

로 처리하면 보호 될 수 있고, 그 결과 발근율이 향상된다. 이 살균제가 단순히 균으로부터 보호하는 작용만을 하는지 또는 발근촉진의 효과도 가지고 있는지 아 니면 두 가지 기능을 모두 가지고 있는지에 대해서 논의가 있었다.

③ 발근과 환경인자

㉠ 수분관계

삽수에 잎이 달려있으면 뿌리를 나게 하는데 큰 도움이 되지만, 잎을 통한 수분 의 증산이 많아서 뿌리가 나기도 전에 삽수가 고사하는 일이 있다. 삽수에는 뿌 리가 없기 때문에 잎에 수분의 공급이 잘 될 수 없지만, 잎의 증산 능력에는 변 화가 없다. 뿌리가 빨리나면 곧 물을 흡수해서 증산량을 보충할 수 있으나  발근 이 늣게되는 식물에서는 잎의 증산량을 억제해서 뿌리가 날때까지 삽수의 건조를 막아야 한다. 삽수의 잎에서 증산을 최소한으로 억제하려면 삽목상 주위의 공기 의 수증기압을 엽내조직의 세포간극의 수증기압과 같게 해줄 필요가 있다.

온실이나 삽목상에서 관계습도를 높게 유지하는 실제 방법으로서는 벽이나 바닥 에 물을 충분히 뿌려주는 일이다. 온실 같은데는 자동 분무기가 사용되고 있다. 이와 같은 습도 조절장치를 사용하면 쉽게 관계습도를 높게 유지할 수 있다.

㉡ 분무번식(mist propagation)

1940년경부터 분무상에서 엽삽수의 발근을 향상시키는 기술이 발달하기 시작했는 데, 이것은 식물번식의 기술을 크게 향상시켰다. 분무장치는 잎의 표면에 얇은 수 막을 형성해서 수증기압을 유지하게 할뿐만 아니라, 공기와 잎의 온도를 낮게해 서 잎의 증산량을 감소시킨다. 분무상에 있는 삽수의 잎은 그렇지 않은 잎에 비 해서5～8℃정도 낮고, 기온의 변화도 적다. 분무장치의 냉각효과로 말미암아 삽목 상을 일광의 직사 아래 두더라도 잎의 온도가 그다지 올라가지 않는다. 햇볕을 받으면 광합성 작용을 그 만큼 더 할 수있어 삽수의 발근에 그 만큼 더 도움이 된다. 여기서 설명하는 분무(mist)는 습도를 높게 유지한다는 것과 엄연히 다르 다. 분무장치를 사용하면 엽삽수의 발근에는 이상적인 조건을 줄수 있다. 증산량 은 적으나 광도를 높게 할수있어 광합성이 왕성해지나 삽수체의 온도가 저하 되 므로 호흡량이 감소된다. 그러나 밀폐된 번식상의 내부에서는 온도가 상승하므로 통기장치와 해가림이 필요하다. 이렇게 하지 않으면 삽수가 고사하게 된다. 온도 가 높으면 증산량이 많아지고 호흡량은 증가한다. 이 결과 저장양료의 소비량이 합성량을 초과 함으로 삽수는 결국에는 죽게된다. 

분무장치를 사용하면 병균이 많이 발생할 것 같이 생각되나, 실제에 있어서는 반 대현상이 나타난다. 예를들어 온실에서 장미를 삽목할 때 분무장치를 사용하면 백분병이 발생하지 않으나 사용하지 않으면 이 병이 나타난다. 그 이유는 백분병 의 포자는 자유수 안에서는 발아할 수 없는데 있다. 다른 병균도 비슷한 이유로 발생하지 못하게 되는 것으로 생각된다. 

㉢ 온도

대개의 삽수는 주간기온이 21～27℃, 야온이 15～21℃일 때 발근이 잘 된다. 그 중에는 더 낮은 기온에서 발근이 되는 것도 있다. 온도가 너무 높으면 눈이 뿌리 의 발달에 앞서서 발육하게 되므로 삽수는 수분을 잃게되어 결국 고사하게 된다. 때로는 삽목상에 저열을 공급하여 발근 부위의 지온을 삽수의 지상부보다 높게하 여 눈이 트지 못하게 하고 발근만을 촉진하는 수도 있다. 이와같이 온도가 발근 

에 주는 영향은 적지 않으며 눈과 줄기의 발달에 앞서 근 형성을 촉진하는 것은 매우 중요한 일이다. 약 21℃의 저열을 일정하게 유지해 주면 지온의 변화가 있 는 것 보다 발근에는 유리하다.

㉣ 광선(light)

광선이 삽수의 발근에 주는 효과는 식물의 종류와 삽수의 조제방법에 따라 다르 다. 햇볕을 막아서 조직을 황화처리 해주면 발근이 잘 되는 수가 있다. 그리고 엽 삽수에서는 광선을 받아 광합성을 해서 발근하는데 에너지원이 되게 해야한다. 광선은 적어도 옥신의 생성에 필요한 존재이고 발근에 도움을 주었으나 옥신이 외부로부터 충분히 공급되었을 때에는 광선의 존재가 발근을 억제한다고 볼 수 있다. 잎이 없는 휴면지 삽수는 기성 옥신을 저장하고 있는 것이므로 어두운 곳 에서 발근이 될 수 있다. 잎이 많은 소형의 삽수는 옥신과 저장한 탄수화 물의 양이 적으므로 발근에 필요한 옥신과 탄수화물의 형성을 위해서 광선이 필 요하다. 모 식물이 생육하는 동안 일장을 다르게 해 주면 그 나무에서 채취한 삽 수의 발근 반응에 차이가 있다고 한다. 요컨데 일장은 탄수화물의 축적에 관계되 므로 그 축적에 가장 유리한 일장이 곧 삽수의 발근에도 도움이 될것으로 본다. 

삽수의 발근에 도움이 되는 일장은 근기형성에도 도움이 된다는 사실이 몇 가지 식물에서 조사되고 있다. 대개 단일조건 보다는 장일 또는 계속조명이 더 효과적 이다. 

㉤ 삽목상의 조건

삽수에 대하여 삽목상은 3가지 기능을 가지고 있다. 

1. 발근기간을 통해서 삽수를 기계적으로 지지한다.

2. 삽수에 수분을 공급하며

3. 삽수의 아랫부분에 공기를 공급한다.

따라서 좋은 삽목상이란 보수력이 높고, 통기가 잘되며 배수도 잘 되는 것을 말 한다. 조직이 유연한 미숙지나 반숙지 삽수에 대해서는 토양균류가 없어야한다. 삽목용 상토가 발근율에도 영향을 주지만 형성되는 근계에도 변이를 준다. 즉 사 토에서 발근한 것은 뿌리가 길고 엉성하며, 부러지기 쉽다. 반대로 토탄을 상토로 쓰면 뿌리의 분지가 심하고 가늘고 길며, 뒤의 경우가 더좋은 근계로 취급된다.

상토의 종류에 따라 근계에 차이가 있는 것은 함수량의 차이에서 온다. 토탄과 모래의 함수량과 공기량을 조사해보면 단위 용적에서 토탄을 모래보다 공기가 2 배가 더 많고 수분은 모래의 3배에 달하고 있다. 따라서 좋은 근계는 다량의 수 분과 공기를 가지는 상토와 관계가 있음을 알 수 있다. 발근에 산소의 공급이 필 요하나 식물의 종류에 따라 그 요구도가 다르다. 버드나무의 삽수는 산소의 농도 가 1ppm에 지나지 않은 물 속에서 발근이 되는가 하면, 영국 담쟁이의 경우는 10ppm에 달해야 발근이 정상적으로 된다.

삽수의 길이에 의한 발근율을 보면 삽수의 길이가 짧을 때 발근율이 더 좋았다. 이것은 삽수의 길이와는 관계없이 남겨둔 침엽(針葉)의 양이 모두 비슷햇기 때문 에 탄수화물의 생성량과 저장량, 그리고 옥신의 생성량에 차이가 없는데도 삽수 의 길이가 길면 그만큼 물질이 하강하는 거리가 길어서 발근에 불리했다고 생각 이 된다. 

37. 접목의 이점

1) 클론의 보존

삽목, 취목, 분주 또는 다른 무성번식의 방식으로는 증식이 잘 될 수 없는 경우가 있다. 아몬드, 호도나무 등 그 밖의 몇 가지 정원수종은 삽목으로는 증식이 잘 안되므로 대개 접목에 의해서 번식시키고 있다. 물론 삽목과 취목으로 어느정도의 수량은 증식이 될 수 있으나 실지로 양묘 업자들은 희망하는 대목을 선택해서 접목으로 대량생산을 하고 있다. 

2) 대목(접목)의 효과 

삽목으로 번식이 용이한 식물에 있어서도 대목의 형질이 접수에 유리하게 작용할 때 그 효과를 노려서 접목하는 일이 있다. 만일 동일 품종을 대목으로 쓰면 이런 이점은 얻을 수 없다. 접목용 대목 중에는 습한 중점토에 견딜 수 있는 형질을 가지는 것이 있고, 또 병해충 저항성을 가지는 것도 있다. 또 대목의 선택여하에 따라 접목된 식물의 성장이 매우 왕성하게 되는 것도 있고, 반대로 왜성으로 되는 것, 감귤류에서는 대목이 접수의 열매의 크기와 질에 영향을 끼치는 것도 있다. 

대목은 실생묘(seeding)와 영양계(clone)로 나눌 수 있다. 영양계 대목은 삽목묘나 취목 묘로 양성된 것이다. 실생묘는 그 자체에 변이가 많으므로 실생대목에 접한 접목묘도 변이를 나타내게 된다. 따라서 접목은 될 수 있는대로 영양계 대목을 이용하는 것이 좋 다. 그러나 실지로는 주로 실생묘를 대목으로 쓰고 있는데 그 이유는 경제적으로 쉽게 대량 생산 할 수 있고, 또 대목에 기인하는 접목묘의 변이가 크게 문제시되지 않기 때 문이다. 그리고 포장에서 이상한 개체나 불순한 것은 그때 폐기하게 되므로 실생묘를 대목재료로 쓸 수 있는 것이다. 문제는 토양조건과 같은 환경이고, 대목으로 실생묘를 사용하는 것이 그다지 문제가 되지 않는다. 

대목과 접수사이에 다른 접수를 넣음으로서 별다른 효과를 얻을수도 있다. 예를들면 장 미를 접할 때 직립성인 목본성 장미를 중간 접수로 사용하면 이것이 접수에 영향을 주 어 직립성인 생육형을 나타내게 된다. 이중 접목을 하지 않고는 도저히 이와 같은 효과 를 얻을 수 없다. 

3) 고접에 의한 품종갱신

과수원의 과목의 일부 또는 전체가 원하지 않은 품종일때가 있다. 즉 고목일수도 있고, 생산력이 빈약, 불량품종, 불량한 수령, 이병성 및 충해 등으로 쓸모가 적은 나무로 되 는 수가 있다. 친화력을 가지는 품종이 있을 때에는 이런 것을 접수로해서 고접을 하면 그러한 결점을 보완할 수 있다. 몇 가지의 나무를 골라 수분품종의 접수를 고접해주면 타가수분이 잘 되고 결실율을 높일수가 있다. 또 고립목(孤立木)으로 서 있는 과목이 타 가수분이 되지 않아 결실이 불충분할 때에는 수분품종의 접수를 고접해서 결실을 도울 수 있다. 호랑가시나무와 은행나무처럼 자웅이주인 경우, 수나무가 부근에 없어서 암나 무의 개화 결실이 잘 되지 않는 때에도 암나무의 몇 개의 가지에 수나무를 고접하면 타 가수분을 도울수 있다.

4) 결실촉진

어린 묘목을 선발해서 육종을 하고자 할 경우 그대로 두면 결실하는데 5～10년이 걸리 는 일이 있다. 그러나 묘목의 가지를 채취해서 오래된 나무의 가지에 접을하면 대목은 근계가 이미 충분한 상태에 있어 개화, 결실이 크게 촉진된다. 그러므로 육종의 좋은 수 단이 될 수 있다. 때로는 1개의 늙은 대목에 수개 품종의 접수를 붙여서 그 결과를 관 

찰 할 수도 있다. 그러나 대목이나 접수중에 바이러스를 가지는 것이 있으면 그것이 다 른 품종의 접수에까지 전염되므로 항상 좋은 방법이라고는 할 수 없다.

실생묘의 상태로 키워서 좋은 형질을 나타내지 못하고 친화성을 가지는 대목에 접목을 해야만 원하는 특성과 수형을 가지게 되는 것이 있다. 예컨데 니시니아타 라일락과 라 일락을 교잡하면 그 사이에 잡종라일락이 생기는데 이것을 중국라일락이라 한다. 그러 나 중국라일락은 생활력이 왕성하지 못해서 불과 2～3년이면 죽게된다. 그런데 중국라 일락은 정향나무에 아접을 하면 오래 살수도 있고, 수세도 왕성해진다.

5) 특수한 식물형

대목과 접수를 선택함으로서 이상한 형을 가진 식물을 만들어 낼 수 있다. 그 예로서 목본성 장미, 가지가 처지는 벗나무와 자작나무 등을 들 수 있다. 

6) 상면의 보철(傷面의 補綴)

나무의 가지나 줄기가 쥐, 토끼, 동상, 사람의 부주의로 수피가 상처를 입는 일이 있다. 이것을 교접(bridge- grafting)으로서 보철해 주면 그 나무의 생명을 구 할 수 있다. 

7) 바이러스의 연구

바이러스 병원체는 접목을 함으로서 한 나무에서 다른 나무로 전염이 된다. 접목번식에 서 문제가 되는 것은 바이러스 병원체를 가진 개체가 외관상으로는 정상을 보이므로 이 것을 모르고 증식에 사용하는 일이 있다. 그래서 클론전체가 바이러스를 가지게 되는 일이 있다. 바이러스를 가지면서도 정상상태로 보이는 품종의 보균성을 알려면 접목을 해서 검사해야 한다. 즉 검증하고자 하는 식물의 접수를 다른 식물의 대목 즉 바이러스 를 가지면 병징을 잘 나타내는 대목에 접해서 보균성을 쉽게 발견할 수 있다. 이러한 수단을 인덱싱(indering)이라고 한다. 접목을 통해서 바이러스의 유무를 검정하는 수단 을 말한다. 병징이 없는 보균식물에 잠재하는 바이러스의 존재를 알기 위해서 접목을 할 때에는 영구적인 접목친화성 같은 것을 생각할 필요가 있다. 예를 들면 복숭아, 자 두, 아몬드, 살구나무의 바이러스를 인덱싱하기 위해서는 벗나무에 접을 한다. 장기적인 접목친화성은 없지만 일시적이나마 불화합성이 보이지 않고 바이러스의 전염의 병징이 나타나므로 인덱싱이 될 수 있다.

38. 접목유합에 미치는 인자.

접목의 결과는 어느때나 똑같은 성적으로 나타나는 것이 아니다. 어떤 때에는 접목율이 상당히 높은가하면 또 어떤 때에는 거의 실패하는 경우가 있다. 이것은 접목 유합에 미치 는 인자가 한두가지가 아니라는데 원인이 있다.

1) 불화합성(incompatibility)

대목과 접수사이의 접목 불화합성은 접목이 전혀 안되거나 접목율이 낮거나 또는 접목 이 된 뒤에 그것이 정상개체로 생활을 유지 못하는 사실 등으로 입증된다. 접목을 하기 전에 먼저 접목화합성에 대해서 알고 있어야 한다. 화합성이 없는 것이나 인연이 먼 개 체를 서로 접하는 것은 뜻이 없는 일이기 때문이다.

2) 식물의 종류

접목화합성이 없는 경우라도 식물의 종류에 따라 원래 접목이 어려운 것이 있고, 또 잘 되는 것이 있다. 접목이 어려운 예로는 호도나무류, 참나무, 너도 밤나무류가 있다. 이러 한 나무들도 일단 접목이 되기만 하면 그 뒤의 성장은 잘 된다. 사과나무류나 배나무류 는 고접이 어렵지 않고 또 좋은 접목율을 얻을 수 있으나 복숭아나 살구나무류와 같은 핵과류는 고접의 기술도 더 어렵고 접목율도 낮으므로 특히 주의해야 한다.

복숭아나무에 고접을 할 때 복숭아나무를 대목으로 하는 것보다는 친화성이 있는 자두 나무에 붙이는 것이 더 좋은 결과를 가져온다. 식물의 종류에 따라 가장 알맞는 접목법 이 거의 정해져 있다. 어떤 식물은 아접이 잘 되는가 하면 또 다른 식물은 절접이 잘 되는 등의 경향이 있다. 이와 같이 식물의 종류 또는 재배품종간에 있어서 접목이 잘되 고안되고는 그 사이에 캘러스 조직이 잘 형성될 수 있느냐에 관계되는 것으로 믿어지고 있다. 캘러스 조직이 먼저 만들어 져야만 접목 유합이 될 수 있기 때문이다.

3) 접목을 전후한 온도, 습도 및 산소조건

캘러스 조직이 발달하는 데에는 몇 가지 환경조건이 갖추어져야 한다. 그 중에서 온도 는 캘러스 조직의 발달에 큰 영향을 끼친다. 사과나무를 예로들면 온도가 0℃보다 낮거 나 40℃보다 높으면 캘러스가 발달하지 않으며 만일 발달한다고 하더라도 그 양은 보잘 것이 없다. 5℃부근의 온도로도 캘러스의 형성은 잘 되지 않는다. 32℃이상일 때는 캘러 스의 형성이 늦고 이보다 온도가 높아지는데 따라 그 정도가 더욱 약해지며, 40℃에서 는 세포가 죽게된다. 그러나 5～32℃사이에서는 온도의 상승과 캘러스의 생성량은 비례 한다. 온실의 벤치에서 접을할 때 접한 식물을 저온(8～10℃)에 몇 개월 동안 두면 그 사이에는 캘러스가 형성되지 않는다. 따라서 캘러스의 신속한 생성을 이루려면 단기간 더 높은 온도에 두도록 해야한다. 근접을 했을 때 캘러스가 너무 많이 생겨서 접착에 이롭지 못한 때가 있다. 이것을 캘러스절(callus knots)이라 하는데, 병종으로 오인되는 수가 있다. 캘러스의 생성이 지나쳐서 접착에 지장을 주는 수종에 대해서는 낮은 온도 를 유지하여 캘러스가 발달을 억제하도록 한다. 특히 호도나무는 접목을 한 뒤 유합이 일어나는 기간동안의 온도가 접목율에 크게 영향을 준다는 사실이 알려져 있다. 즉 접 을하고 나서부터는 온도가 25～30℃사이로 유지 되어야하며 그 이상이거나 그 이하이면 접목의 성적이 저하하게 된다.

포도의 벤치 접목에서의 적온은 21～23℃이고, 30℃이상이면 연한 캘러스가 지나치게 형성되고, 접이 되었더라도 그 뒤 옮겨 심을 때 그곳이 부러지기 쉽다. 21℃이하의 온도 에서는 캘러스의 형성이 지연되고, 15℃이하에서는 거의 캘러스가 형성을 중지상태에 들어간다. 유조직 세포는 캘러스 형성에 중요한 역할을 하지만, 그 세포막이 얇고 연하 기 때문에 건조에 대해서 매우 약하여 건조한 공기중에 오랫동안 노출하게 되면 곧 말 라 죽게된다. 이것은 사과나무의 접목에 미치는 공중습도의 상관에서 밝혀진 것이다. 즉 공중습도가 포화점 이하이면 캘러스의 형성이 억제되고, 습도의 저하에 따라 세포의 건 조가 증가되었다. 관계습도를 100%로 유지하는 것보다는 오히려 캘러스가 형성될 면에 수막이 존재하는 것이 캘러스의 풍부한 생성을 위해서 이롭다. 접목을 하고 나서는 어 떤 수단을 써서라도 높은 습도를 유지해야 한다. 만일 그렇지 못하면 접목유합이 잘되 지 않는다. 접을하고 나서 그곳에 접밀을 칠해서 완전히 덮어주면 접목부위의 수분상태 가 알맞게 유지되어 접목유합이 잘 된다. 시들은 세포보다는 수분을 충분히 가져 팽대 해 있는 세포가 캘러스를 더 빨리 만든다. 유럽물푸레 나무에서는 삭면부근의 수분전위 

가 감소되는 데에  따라 삭면에 생기는 캘러스의 량도 크게 줄어들었다. 포리에틸렌이 접목유합을 사용되고 있다. 접목을하고 그 부분에 습한 물이끼를 대고 포리에틸렌으로 싸주면 내부의 관계습도가 100%으로 유지된다. 포리에틸렌은 산소와 이산화탄소 즉 공 기 유통에 큰지장이 있으나 습기를 유지하는 데에는 크게 도움이 된다. 따라서 물이끼 를 쓰지 않고 포리에틸렌만을 단독으로 사용하는 경우도 있는데, 이것은 매우 효과적이 다. 근접(根接)한 것은 접밀을 칠하지 않고 캘러스 형성기간 동안 습한곳에 둔다. 즉 무 게로 보아서  건조한 토탄에 같은 량의 물을 부어 축축하게 하고 그 안에 근접한 것을 두면 습도조건과 통기조건이 알맞아서 캘러스 형성에 도움을 준다.

접목유합에는 산소가 필요하다. 즉 왕성한 세포분열과 성장에는 호흡이 필요함으로 자 연히 산소의 소모가 많아지게 된다. 식물의 종류에 따라서는 공기중의 산소량 보다는 더 적은 량으로도 캘러스의  형성이 여전히 진행되는 것이 있으나 다른 식물의 경우를 보면 접밀을 칠해서    접목부위를 산소의 공급으로부터 차단하는 것보다는 높은 관계 습도를 유지한 공기중에 그냥 두는 것이 더 좋은 결과를 가져왔다. 즉 이것은 곧 캘러 스의 형성에 다량의 산소가 필요한 것을 뜻한다.  접밀로서  접목부위를   봉하였을 때 캘러스가   형성되지 않는 것은 산소가 제한인자로서 작용한 것으로 본다. 특히 포도나 무의 접목에는 이러한 경향이 더욱 뚜렷이 나타난다. 따라서 접목유착의 성과를 올리려 면 접밀 같은 것을 사용해서 공기의 유입을 차단하는 일은 없도록 해야한다.

4) 대목의 생활력

접목한 시기의 대목의 생리상태가 접목율에 크게 영향을 준다. 특히 아접과 박접을 할 때에는 대목이 왕성한 세포분열을 하고 껍질이 목부에 잘 박리 되어야한다. 

봄이 되어 새로운 세포가 만들어지면 수피는 잘 분리될 수 있다. 봄이되어 눈의 생리적 활동도 시작된다. 즉 눈의 아랫쪽 조직에서 형성층의 활동이 시작하게 되면 형성층의 활동이 계속되어 줄기의 아랫쪽으로 진행된다. 이러한 활동은 트고있는 눈에서 생기는 옥신이나 지베렐린의 자극을 받아 이루어진다.

캘러스 조직의 왕성한 분열은 눈이 트기 직전 또는 눈이 트는 동안 인 봄철에 이루어지 며, 이것은 접목 유합에  크게 영향을 끼치는 인자가 된다. 그리고 그 후 봄, 가을로 시 기가 경과하는데, 따라 분열능력이 줄어든다. 늦겨울이 되면 다시 캘러스 조직의 분열이 왕성해 지는데 이 때에는 눈의 휴면성의 타파와는 더 관계가 없다.

늦 여름철에  포장에서 아접을 할 때에는 접목작업을 전후해서 충분히 관수해야 하며 만일 이 기간 중에  건조가 오래되면 대목의 성장에 지장을 받게되고, 형성층의 분열 활동도 미약해져서 결국 접목율이 저하하게 된다. 형성층의 활동이  미약해지면 껍질의 박리가 어려워져서 접아의  삽입에 지장을 받게된다.

봄에 대목의 생리활동이 왕성활 때 접목을 하면 오히려 접착이 잘 안되는 경우가 있다. 호도, 단풍, 포도나무와 같은 것은 이때 근압이 높아지고 수액의 분비가 왕성해서 이른 바 일비(溢泌:bleeding)현상이 나타나기 때문에 접목이 어렵게 된다. 이 때에는 대목에 있어서는 접목부위 이하의 줄기의 목부에 이르는 부분에 절상(切像)을 내어  그 곳에서 수액이 배출되도록 하고 그 뒤 접목한다.

대목의 생리가 지나치게 왕성한 시기나 또는 뿌리가 자라지 못하고 있는 생리현상이 약 한 시기에는 복접을 하게 되는데 이 때에는 대목의 윗 부분을 그대로 남겨 둔다.

5) 접목기술

접목기술에는 어떤 표준적인 방법이 있지만 여러 가지 방법도 있어 이것이 접목의 성 

과에 영향을 끼치고 있다. 접목시 접수의 형성층이 서로 맞지 않으면 접목기술로는 옳 지 못하다. 이러할 때에도 접순은 성장을 계속하고 유합이 진행된다. 그러나 접수에 큰 잎들이 생겨나고 온도가 올라가서 증산이 많아지면 수분의 조절이 되지않아 결국 접수 가 죽게된다. 접목기술이 나쁘면 유합이 지연되어 수주일간 또는 거의 1년이나 걸리는 일이 있는데, 이것은 결코 접목 불화합성이라는 원인에 오는 것이 아니라 일단 접착이 이루어지면 그 뒤의 성장은 정상적으로 진행된다. 콩의 접목시험에 의하면 가령 줄기 를 잘라서   그것을 다시 그 자리에 접을 할 때 하나는 형성층이 서로 맞도록 잘 붙이 고  또 하나는 고의적으로 잘 안맞도록 하고, 접이 된 뒤의 최후의 성장량에는 별 차 이가 없다.  다만 접착을 잘 시킨 것은 일찍부터 성장을 시작하고, 잘 맞지 않은 것은 초기 성장에는  뒤떨어지지만 나중에 가서는 같을 정도로 성장한다.

6) 바이러스의 감염 및 병충해

바이러스에  감염된 접목재료를 사용하면 유합에 지장을 주어 접목율에 영향을 준다. 예를 들면  sweet cherry를 아접한 경우 접눈이 바이러스를 가지고 있을 때에는 가지 고 있지 않을 때에 비해서 접목율이 낮아 90%에 비해서 60%밖에 되지 않는다.

때로는 접목부분으로부터 병균이 들어가는 경우가 있다. 이 때에는 살균제를 뿌려야한 다.  접목용 테이프에 염화수은을 침투시킨 것을 사용하면 효과가 있다. 중남미 지방에 서는 고무나무의 일종을 아접법으로 번식시키고 있다. 보통의 아접법으로는 병균이 절 단면으로 들어가 접목의 성과를 얻을 수가 없는데, 살균제를 사용하면 이것을 방지 할 수 있다. 

7) 호르몬제 등의 사용

호르몬 등 약제의 사용과 접목율과의 관계는 아직 확실하지 않지만 라놀린만을 칠해서 사과나무의 접목이 더 잘 되었다는 예가 있고, 라놀린에 인돌아세트산을 넣어서 효과 를 보지 못했다는 예도 있다. 그런가 하면 복숭아, 사과, 살구, 배나무 등에서 주륜의 되는 가지의 선단에 상처를 내고 그곳에 인돌아세트산을 넣은 라놀린을 칠하면 수피 부근이나 다른 상처 부분에 캘러스의 생성이 더욱 촉진되었다는 예도 있다.

39. 접목이 가능한 범위

접목이 되려면 첫째로 형성층 부근에 있는 캘러스 형성조직을 서로 접착시켜야 하므로 접 목은 대개 피자 식물중 쌍자엽 식물과 침엽수류의 단자엽 식물에 국한 되고 있다. 즉 목 부와 사부의 사이의 유관 형성층이 연결되어 있다. 그러나 피자식물중의 유관 형성층이 없어 접목이 불가능한 것으로 생각되고 있다. 그러나 단자엽식물중  에서도  줄기부분이 서로 접착된 보고도 있다. 즉 마디의 바로  위에 있는 분열조직을 이용해서 접이 된 예가 있는데, 접목율은 그다지 높지 않다.

접목을 하기 전에  접수와 대목이 서로 접이 될 수 있는 가능성을 알아야 한다. 접목 친 화성에 대한 일정한 경향이 있는 것은 아니지만 대체로 두 식물이 분류학상 가까우면 접 

목이 더 잘된다. 그러나 예외가 있는데 그것은 식물의 분류는 기준이 주는 생식기관과 형 태에 있지만 접목의 성과는 그보다도 식물의 영양기관의 생리에 더 관계되기 때문이다.

대목과 접수의 유전성에 따라 몇 가지 용어가 쓰이고 있다. 대목과 접수의 유전형이 같을 때에는 동질적 접목이라 하고, 종이 같을 때에는 동종내 접목이라 하며, 종이 서로 다르거 나 때로는 속과 과를 다르게 하는 경우 이것을 이질적 접목이라 한다.

1) 클론내의 접목

이것은 접수가 얻어진 대목에 그 접수를 접합할 때를 말한다. 클론이 같으면 개체가 다 르 더라도  그것은 동일 클론내의 접목으로 된다.

2) 클론간의 접목

과목류에서는 동일 수종에 속하는 이체 클론간에 접목이 실시되고 있는데, 과목 생산에 는 지장이 없다. 그런데 삼림수목 중에서 특히 더글러스 피어는 동일 수종인 때에도 서 로 다른 개체를 접목할 때 그 사이에 불화합성이 있어 문제로 되고 있다. 즉 더글러스 피어의 클론을 더글러스 피어의 대목에 접할 때 문제가 있다.

3) 종간 접목

속이 같고  종이 다른 식물체간의 접목인데, 접목친화성이 반드시 좋다고는 할 수 없다. 어떤 종간접목은 잘 되나, 또 다른 종간 접목은 접목이 되지 않는 경우가 있다. 귤속에 속하는 종들은 서로 접목이 잘 된다. 아몬드의 재배품종, 살구, 유럽자두, 일본자두는 종 이 다른 복숭아나무에 접목이 실시되고 있다. 아몬드와 살구나무는 같은 속의 수종이지 만 서로 접목이 잘 되지 않는다. 또 하나의 예로서 일본자두나무의 한 품종인 beauty는 아몬드에 접목이 잘 되지만 다른 품종인 santarosa는 아몬드에 접이 잘 되지 않는다. 접수로 쓰이는 품종이 가지는 접목불화합성은 대목인 실생묘의 변이에도 관계된다. 예 를 들면 st.Julien 자두나무의 실생묘를 선발해서 A,B,C,D로하고 이것은 무성번식을 시 켜서 클론을 대목으로 사용 하였는데, 여기에 동일품종의 복숭아나무를 아접하면 A와C 는 친화성을 나타내지만, B와D는 친화성을 나타내지 않았다는 사실이 있다. 이것은 실 생묘 자체가 접목 친화성의 변이를 가진다는 예이다.

종간 접목의 어떤 경우에는 A/B라는 접목은 되어도 B/A라는 접목은 안 되는 수가 있 다. 여기서 분자에 해당하는 것은 접수를 뜻하고, 분모는 대목이다. (이것은 국제적으로 공통된 접목 기호) 

4) 속간 접목

과가 같고 속이 다른 식물간의 접목은 대체로 좋은 성과를 거두기 어렵다. 때로는 접목 에 지장이 없는 일도 있으나, 대개는 실패로 돌아간다. 탱자나무는 귤속의 대목으로 사 용되며 접목묘의 왜성화를 가져오는 효과를 가지고 있다. 배나무의 어떤 재배품종은 마 르멜로의 대목에 접을 하면 왜성으로 되기 때문에 오래 전부터 이러한 접목으로 실시되 고 있다. 그러나 마르멜로는 배나무 대목에 접목이 되지 않는다.

가지과의 어떤 식물은 속간접목이 잘 되고 있다. 토마토가 jimcm weed, 담배, 꽈리 및 감자에 접이 된다.  이러한 접목조합을 intergeneric gratting으로 표현하기도 한다.

5) 과간 접목

과가 다른 식물은 접목이 안 되는 것으로 알려져 있으나 white sweet clover(콩과)가 해바라기(국화과)에 접이 되고 있다. 이때 割接(할접)으로서 유관속계가 서로 연결이 되 었다. 즉 클로바의 삽수를 髓柔組織(수유조직)에 끼웠더니 5개월 동안 정상적인 성장을 하였다. 그러나 목본식물에서는 과간 접목이 성공한 사실이 아직없다. 과간 접목을 

interfamily grafting 이라고 표현한다. 위에서 설명한 것 중에서 종간접목, 속간접목, 과 간접목은 모두 이질적 접목이다. 같은 종에 속하는 식물이라도 개체 사이에는 형질상의 차이가 있고, 엄격하게 따지면 서로 이질적인 것이다. 이때에는 동종내 접목이라 하여 이질적 접목과 구별된다.

40. 접목 불화합성

두 종류의 식물이 접목되어 하나의 식물체로 잘 성장할 수 있으면 이 능력을 화합성이라 하고 그 반대가 불화합성이다. 그러나 불화합성과 화합성의 한계는 뚜렷하지 않다. 접수와 대목이 서로 유연성이 가까우면 접목이 잘된다. 그러나 A/B는 되어도 B/A는 안 되는 경 우가 있다. 즉 역접(逆接)이 불가능할 때가 있다. 또 접이 된 뒤 수 주일이나 수년간 정상 적으로 성장을 하다가 그 뒤 접목된 자리가 부러지거나 접수가 죽게되는 일이 있다. 오랫 동안 성장을 계속하고 숙기에 도달한 나무가 바람으로 넘어질 때 접목부위에서 깨끗이 부 러지는 경우도 있다. 

접이 된 후에 여러 가지 이상한 특성이 나타나는 일이 많다. 즉 왜성, 황엽, 지나친 비대 생장 등을 볼 수 있다. 이런 증세가 나타나면 그 접착은 오래 계속 될 수 없고 어느때 엔 가는 접수가 죽게된다. 그리고 근연 식물로서 접이 잘 될듯하면서도 전혀 안 되는 일이 있다. 또 접착이 되더라도 접착율이 매우 낮을 때 가 있다.

1) 불화합성의 형(型)

Mosse는 과목류의 접목 불화합성을 다음 두 가지로 나누고 있다. 즉 이전성 불화합성 과 접촉성 불화합성이다. 모든 불화합성은 이 두 가지형에 소속시킬 수 있다. 

① 이전성 불화합성

이전성 불화합성은 중간대목을 사용했을지라도 그 불화합성을 극복할 수 없는 경우이 다. 이것은 대목과 접수사이에 불화합성을 일으킬 수 있는 작용이 중간대목을 지나 접수나 대목에 전달 될 수 있는 경우이다. 이러한 불화합성에는 환피부의 퇴화가 있 게 되며, 수피 부분에 갈색 또는 흑갈색의 줄무늬가 생긴다. 이 결과 접목부위를 통한 탄수화물의 이동이 제한되어 위쪽에는 축적이 있게되고, 아랫쪽에는 감소가 나타난다.

역접을 하면 화합성을 보일 수 있다. 이러한 형의 불화합성에 속하는 각종의 접목조 합에서는 피부조직의 파괴 정도에 따라 접목이 전적으로 안 되는 경우도 있고, 조직 이 꼬여서 접착이 기계적으로 약하게 되는 경우도 있다. 또 강한 정상적 접착을 보이 는 때도 있다. 이러한 접목조합의 예는 myrobalan B 자두나무 대목에 Hales early복 숭아 나무를 접목했을 때인데, 이 접목은 조직이 꼬여서 접착이 약하게 된다. 복숭아 나무의 접수 아랫쪽에 녹말이 과다 축적이 있게되고, 그 사이에 양쪽모두에 친화성이 있는 brompton 자두나무를 중간대목으로 해서 Hales early복숭아 나무와 myrobalan 자두나무 중간대목에 녹말의 축적이 일어났다.

바이러스에 원인하는 불화합성의 경우에도 전이성 불화합성으로 볼 수 있다. 접목조 

합의 한쪽이 바이러스를 보유하나 증세는 나타나지 않고, 상대편은 감수성을 보이는 일이있다. 이 접목 불화합성은 접수에서 생산되는 어떤 성분이 대목에 유독한 것으로 믿어 졌다. 그 뒤 연구결과 접수에서 만들어진다는 유독 물질이 다른 것이 아니고 바 이러스 임이 밝혀졌다. 접수는 바이러스에 견딜 수 있지만, 대목은 견딜 수 없는데 원 인이 있다. 

② 접촉성 불화합성

접수와 대목이 직접 접촉함으로서 나타나는 불화합성이다. 이때 양쪽에 화합성을 보 이는 중간대목을 넣어주면 불화합성이 해소될 수 있다. 이러한 불화합성이 있으면 접 목부위의 접착이 기계적으로 약하게 된다. 접목유합이 강하게 되는 경우도 있으나 형 성층과 유관조직의 연결이 깨지게 된다. 접목 후 시간이 경과함에 따라 접수와 대목 의 해부 조직적인 차이에 비례해서 외부로 불화합병징이 나타나게 된다. 접목부위를 통해서 양분의 전류가 되지 않으므로 나중에는 대목쪽의 근계에 양분의 부족이 크게 된다. 예로서 barthlett(williams)배나무/quince대목의 접목조합을 들 수 있다. 그런데 이때 old home(또는beurre hardy)배나무를 중간대목으로 해서 화합 가교를 하면 세가 지 조합간에 완전한 화합성이 나타나고, 그 뒤의 나무의 자람은 정상적으로 된다.

접촉성 불화합성에는 유조직 또는 피부조직의 두 가지 조직이 접목부위에서 대량으로 생산되어(정상적인 분화가 아님) 접수와 대목간의 정상적인 유관계의 연결이 잘 되지 않는다. 때로는 도관이 캘러스 조직의 덩어리 부근에 연결되기도 하고, 어떤 경우에는 유관조직이 꼬이게 된다. 그러나 이때에도 접수와 대목간의 유조직층은 서로 연결되 고 있다. 접수와 대목의 형성층 부분은 접목부위에서 유세포조직 이외의 것은 만들 수 없고, 접수와 대목사이에 이러한 세포층이 계속 만들어 지게 된다.

접목부위의 유착이 잘 안 되는 이유에 대해서 연구가 되어 있는데, 가령 배나무/사과 나무와 같은 불화합조합이 조합적 조합과 크게 다른 것은 형성층 연결의 실패에 있 다. 그 해의 생육기간 말기에 가서 형성층내의 파괴가 온다. 처음에는 재유착 (regrafring)도 일어나지만 나무가 늙어 가는데 따라 재 접착은 잘 되지 않는다. 그리 고 접수와 대목이 비대해 지는데 따라 또 형성층의 기능부진에 따라 그들 사이에 따 로 목화된 연조직층 남기게 된다. 또 수피조직이 함입(陷入)하는 일이있다. 이러한 예 는 사과/배나무 또는 자두/벗나무 등의 불화합성 접목조합에서 관찰되고 있다. 어떤 경우에는 수피조직이 접수와 대목의 형성층이 위치해야 할 곳까지 들어가는 일이 있 다. 다만 그 사이에는 유조직 세포가 발달 연결되어 나무가 자라는데 필요한 수분과 양분을 통과시킨다. 그러나 접수와 대목사이에 들어간 수피조직은 기계적으로 약한 층을 만들게 된다. 그 후 지상부가 자라게되어 바람의 압력을 더 받게되면 접목부위 의 파괴가 오게된다. 

2) 불화합성의 증상

접목 불화합성에 원인 하는 접목부위의 비정상성은 외형상 볼 수 있는 증상으로 나타난 다. 

♣ 접목 불화합성과 관련된 증상

1. 접목 율이 낮거나 접착이 안 되는 경우 

2. 접착된 뒤 조숙해서 죽게되는 경우 : 묘 포장에서 1～2년 후 죽게된다.

3. 수세가 현저히 약해지거나 성장이 잘 안되거나 잎의 황변, 조기낙엽이 되는 경우 

4. 대목과 접수의 성장속도 또는 생활력에 차이가 심한 경우

5. 봄, 가을에 영양생장의 시작과 끝나는 시기가 대목과 접수사이에 큰 차이를 보이는 경우

6. 접목부위의 윗 부분 또는 아랫 부분이 팽대 하는 경우 

그러나 다음 두 가지 조건은 접목 불화합성을 가장 잘 나타내주는 증상이다.

① 접목한 몇 년 뒤에 접목한 부위가 떨어지게 되고, 더우기 그 부분이 매끈한 면을 나 타내는 경우인데, 접한 1～2년 뒤에 이와 같은 현상이 나타나는 수가 있다. 예를 들면 아몬드 대목에 살구나무를 접하면 이러한 현상을 나타내는 수가 있다. 그러나 자두나 무의 뿌리를 대목으로 해서 살구나무를 접하면 결실기에 도달해서 접목부위가 깨끗이 떨어지는 경우가 있다. 

② 접목부위의 조직이 정상적으로 분화하지 않고, 그 사이에 수피조직이나 유조직이 있 을 경우이다. 과거부터 접목 불화합성의 가장 대표적인 특징으로는 접목부위에 생기 는 유조직이 지적되고 있다. 이러한 조직은 대목과 접수사이의 유관계의 연락을 방해 하게 된다. 때로는 유세포군 안에 유관계 조직이 발달해서 연결을 차단하는 예도 있 다. 더욱 심한 경우에는 유관조직이 비틀어지고, 그 사이에있는 유조직층으로 연결되 는 일이 있다. 대목과 접수사이에 있는 형성층에서 유조직 세포가 만들어지므로 접착 부분에만 이러한 조직이 있게된다.

접착부위가 팽대 해지는 것도 어느 정도  불화합성을 나타내는 것으로 생각된다. 그 러나 다른 점은 모두 정상적이고 다만 팽대(膨大)현상만이 존재하는 것이라면 그것을 가지고 접목 불화합성의 증거로 내세울 수 없다. 사과나무와 배나무 사이의 접목 불 화합성을 연구한 결과를 보면, 접목부의 팽대 현상과 불화합성 사이에는 아무런 상관 이 없다. 즉 사과나무의 대목에 배나무를 접했더니 접목 불화합성이 크게 나타났지만 조직의 팽대현상은 나타나지 않았고, 불화합성이 전혀 보이지 않은 접목 조합의 접착 부위에 심한 팽대 현상이 나타나기도 했다.

접목 불화합성이 양분 전류와 관계되는 예로는 다만 사부조직의 斷絶(단절)에 의해 생리현상이 불리하게 되는 경우가 있다. 즉 복숭아나무와 마리아 자두나무는 접목 불 화합성을 가지는 조합인데, 복숭아나무의 눈을 자두나무 대목에 접하면 잘 접착이 되 나 2년째가 되면 접착부위가 비대해진다. 그리고 잎이 고사하고 결국 접수가 죽게된 다. 이것을 조직상으로 보면 목부의 연결은 잘 되고 있는데, 사부의 연결이 되지 않았 다. 결국 대목이 양분의 공급을 받지 못해서 근부가 죽게되고, 나중에는 접수 부분까 지 고사를 면하지 못했다. 그러나 대목에 잎을 가지는 맹아지가 있으면 양분을 자급 할 수 있어 끝내 고사하는 일은 없을 것이다. 

3) 지발적(遲發的) 불화합성의 증상

접목을 헸을 때 접수와 대목이 어느 기간 동안 정상적으로 성장은 하나, 뒤에 가서 문 제를 일으키는 일이 간혹 있다. 이것을 지연적 불화합성이라고 하고 흔히 검은줄 (black- line)로 표현하는데 호도나무에서 볼 수 있다.

불화합성이 있어도 정상적인 성장을 하고 15～20년까지는 결실도 잘된다. 그런데 뒤에 형성층과 인피부 세포의 얇은 층이 접목 부위에서 죽게된다. 처음에는 한곳에 이러한 사점이 나타났다가 이것이 확대되면서 결국 나무의 줄기를 일주하여 박피현상이 온다. 수직선으로 본 사조직(死組織)의 넓이는 30㎝에 이르기도 하는데, 접목부위의 위쪽 식물 체는 죽게된다. 그러나 대목은 살아남아서 맹아를 발생시킨다. 이때 바이러스 감염도 생 각 되지만 그러한 증거는 발견되지 않았다. 불화합성관계는 접수(클론)와 대목의 종류에 

따라 증세가 나타나는데, 시간적 차이가 있다. 예를 들면 배나무의 품종bristol cross를 마르멜로의 뿌리에 접을 했을 때 정상적인 접목유착이 되는 것으로 알려 졌으나 그후 약 30년이 지나서 지발적 불화합성을 나타냈다. 그래서 양쪽에 화합성을 가지는 중간대 목 beurr'e hardt의 사용이 필요하게 되었다. 이와 같이 변화를 보이는 이유로서 돌연변 이 또는 접목체의 어느 부분에 바이러스가 잠재해 있을 가능성도 있다.

반대 방향의 돌연변이 즉 불화합성이 화합성으로 되는 변화의 예는 suiss bartalett배나 무의 클론에서 볼 수 있다. 즉 이것을 마르멜로에 접목했을 때 화합성이 나타나고 있다. 그런데 bartlett/마르멜로의 접목조합은 오래 전부터 불화합성이라는 것이 잘 알려져 있 었다 

4) 접목 불화합성의 원인 

접목 불화합성은 대목과 접수의 유전적 차이에 있다는 것은 명백하다. 어떤 특수한 경 우에 관한 기구의 설명은 아직 미흡한 상태이다. 유전적 차이가 있는 다수의 식물을 사 용해서 접목을 하면 생리적, 생화학적, 해부학적 내용에서 폭넓은 변화가 나타나고 있는 데, 그 상호반응은 유리한 것, 불리한 것 등 가지각색이다. 접목 불화합성을 설명하는 몇 가지 학설이 제기되고 있으나 모두 결점을 지니고있어 완전한 것은 못된다.

그 중의 하나는 접수와 대목의 생장특성의 차이를 들고 있다. 즉 발육세력에 큰 차이가 있거나 접목을 했을 당시 발육의 시작이 계절적으로 매우 다르거나, 가을이 되어 휴면 기에 들어가는 시차가 있거나 하면 접목 불화합성이 있을 수 있다. 이점에서 보면 대목 과 접수의 성장률이 비슷해야 하고 발육의 시작과 중지가 계절적으로 동시에 일어나야 한다. 그러나 실지에 있어서는 이 설과 부합하지 않을 경우가 있다. 즉 대목과 접수의 성장 특성이 매우 달라서 불화합성의 충분한 원인이 될 수 있다고 믿어지는 것도 접목 이 지장 없이 되는 것이 있다. 또 성장률과 생육의 계절적 과정에 거의 차이가 없으면 서도 접목의 불화합성이 항상 나타나는 경우가 있다. 물론 접목 부위를 사이에 두고 상, 하 부분의 굵기에 차이가 있으면 이것이 불화합성의 정도에 영향을 줄 수 있지만, 이것 이 접목 불화합성의 근본적인 원인이 될 수 없다. 

형성층의 활동은 봄에 접수 쪽의 눈이 먼저 팽창하는 것으로 시작되는데 이 활동이 아 래로 진전되어 접목부위 까지 이르게 되고, 다음에는 대목 쪽의 형성층에 활성을 주게 된다. 이때 대목과 화합성이 있든 없든 이러한 생리활동은 진전된다. 접수와 대목의 형 성층이 활동을 개시하는 시기의 차이가 접목 불화합성에 관여된다고 인정할 수는 없다. 

다음은 불화합성의 원인이 대목과 접수의 생리적 및 생화학적 차이에 있다는 설이다. 이 설은 불화합성의 원인이 영양 적인데 있다는 것이다. 예를 들면 muskmelon/figleaf gourd는 속간 접목이 가능하며 어느 정도 성장을 계속하다가 그 뒤 갑자기 고사한다. 그러나 역접목인 figleaf gourd/muskmelon은 접목이 가능하다. muskmelon/figleaf gourd의 접목에서도 대목에 잎을 4～5매 이상 남겨두면 지장이 없다. 그 원인은 muskmelon이 호르몬과 필수양분을 생성하지 못하는데 있고, 대목에 잎을 남겨두면 그 러한 구실을 할 수 있다고 믿어진다. 이러한 경우는 복숭아/mariamma 자두나무의 접목 부분은 목부의 연락은 되나 사부의 연락이 되지 않고 나무가 륜상박피를 한 경우와 같 은 현상을 나타낸다. 사부의 발달, 단백질의 함유량, 성장률 등에서 대목이 접수보다 훨 씬 더 불리한 상태에 놓이게 되는 것을 보면 대목이 1차 적으로 영향을 받고, 다음 결 과로서 접수가 2차 적인 영향을 받는 것으로 생각된다. 이 사실은 접수부분을 제거 함 으로서 대목의 성장이 정상화되는 것으로서 더욱 확증되었다. 이것은 접수에서 생성된 

유독 물질이 대목에 유입되는 것이 아닌가 생각된다. 

다음에는 접수나 대목에 유독 물질이 생겨서 서로 발육을 억제하거나 또는 접수나 대목 을 죽게하는 일이 있다. 바이러스도 이에 관계되는 것으로 생각되고 있다. 즉 한쪽에 있 던 바이러스가 다른쪽에 들어가서 그곳의 세포를 침해할 수 있기 때문이다. 바이러스를 가지는 대목에 접목을 하면 접수 전체가 바이러스를 가지게 된다. 접수가 바이러스를 가질 때 대목이 그로 말미암아 말라죽는 일이 있는데, 대목의 종류에 따라서는 바이러 스에 저항성이 강한 것도 있고, 약한 것도 있다. 바이러스의 작용이 가끔 단순한 유독 물질처럼 취급되어 혼동되는 일이 있다.

생화학적으로 품종 또는 종의 유연 관계를 조사 할 수 있는데, 이것이 곧 접목의 친화 성을 설명하는 재료가 되기도 한다. 동물의 혈액과 세균의 관계에서 소위 항원항체 반 응에 고도의 특이성을 가진다는 사실이 알려져 있다. 물론, 식물체의 추출액 에는 항원 성 물질(단백질) 이외에도 비 특이적인 반응을 일으키는 물질이 거의 항상 포함되어 있 고, 때로는 항원항체 반응 그 자체를 저해하는 물질을 함유하는 일이 있다. 단백질의 이 동 식별이  혈청학적 수단 즉 항원항체 반응의 수단을 통해서 이룩하게 되었는데, 그 이론적 근거는 단백질의 종류 또는 품종적 특이성에 있다. 단백질 용액, 세균, 혈구 등 을 동물의 몸 안에 주입하면 면역의 이론에 의해서 이것을 용해하고, 또 파괴 할 수 있 는 능력을 가진 일종의 물질, 즉 항체(antibody)가 생기는데 이것은 시험관 안에서도 항 원, 즉 면역원과 작용해서 그 능력을 나타낸다.

이의 반응으로 응집반응, 침강반응, 용혈반응, 용균반응 등의 여러 가지 면역반응을 보 이게 된다. 항체는 특이성을 가지고 있어, 해당하는 항원에 대해서는 강하게 반응하나 관계없는 즉 인연이 먼 항원에 대해서는 일반적으로 반응하지 않는 사실이 인정되고 있 다. 즉 A단백질에 대한 항혈청(항체)은 A단백질과 강하게 반응하고, 이와 어느 정도 관 계 있는 B단백질과는 어느 정도 반응하며, 이것과 인연이 먼 C단백질과는 반응하지 않 는다. 그래서 이러한 반응의 강도로서 단백질 또는 생물의 친소관계를 따질 수 있고, 접 목 친화성을 이에 관련시켜서 설명하기도 한다.

리그닌의 생성이 억제되면 접목유착도 약해진다. 인접하는 세포에서 그 막이 리그린화 한다는 것은 화합적 접목유착을 가져오는 기본과정으로 보아야 한다. 배나무/마르멜로 의 접목부위에서 갈색물질의 축적이 보이는데, 이것은 아르부틴(arbtin)이 가수분해되고 히드로퀴논(hydraquinone)이 산화되는데 있다. 산화물질은 접목부위 세포의 리그린화를 억제한다. 그러나 접목 화합성이 있는 재배품종은 이러한 산화물질의 생성을 감소시키 고, 불화합성이 있는 것은 그렇지 않다.

5) 불화합성 접목조합의 예지

접목조합을 사전에 믿을 수 있는 방법으로 조사해서 화합성의 정도를 미리 알 수 있다 면 경제적으로 크게 도움이 될 수 있다. 새로운 클론의 대목이 있으면 더욱 바람직하다. 현재 여러 가지 방법이 연구되고 있으나 아직 완전히 신뢰할 만한 것은 없다. 포장에서 자란 어린 수묘를 대상으로 대목과 접수의 불화합성의 평가방법이 실험실에서 연구된바 있다. 그 방법으로는 접목 부위를 통한 수분 통도 도의 측정, 접목부위의 외관적 관찰, 접목부위의 현미조직적(顯嶶組織的)관찰, 파괴에 대한 저항력 조사 등이 있다. 생화학적 방법으로는 배나무/마르멜로의 접목 불화합성에 대한 그로코시드와 프루나신의 함량분 석이 있다. 화합성이 있는 마르멜로는 푸르나신의 함량이적고(0.33ppm) 불화합성의 대 근(籉根)에는 그 함량이 높다(3.8ppm) 따라서 마르멜로의 푸르나신 함량분석은 배나무/ 

마르멜로의 접목 불화합성의 정도를 판단하는 좋은 방법이 될 수 있다. 2년생 살구나무 접수를 배나무 실생묘에 접을 했을 때  불량한 접목유착을 탐색하는 지표로서 5가지의 특성을 내세웠는데, 이것이 그 뒤의 접목식물의 자람과 상관을 가지고 있다는 연구가 있다. 그 결론으로는 어린나무 접목부위에서 내피조직의  불연속은 육안으로 관찰하는 것이 가장 간편한 방법이다. 이러한 조사로서 그 나무를 죽이는 것도 아니므로 불화합 성을 조사하는데 가장 실제적인 방법이다. 수피조직의 불연속이 내피의 천공(穿孔)으로 나타나는데, 이것은 접목부위의  수피를 약간 벗김으로서 알 수 있다.

6) 불화합성의 교정 

접목을 하고 난 뒤 그것이 불화합성 조합이라는 것이 알려지고 아직 죽지 않았거나 접 착부가 이탈하기 전이라면 대목과 접수에 친화성을 가지는 품종을 사용해서 교접(僑接) 으로 그것을 교정해 줄 수 있다. 특히 불화합성이 접촉에 원인이 있을 때에는 교접으로 교정해 줄 수 있다. 대목을 잘못 사용해서 불화합성이 지발적으로 나타날 때에는 호접 을 해서 교정할 수 있다. 호접으로서는 충분히 지지할 수 있을 때까지 부러지지 않으면 이러한 수정은 가능하다.

41. 대목이 접수에 주는 영향

1) 수형과 성장특성에 주는 영향

나무 크기의 조정이나 수형에 관련되는 변화는 대목이 접수 품종에 미치는 가장 중요한 효과의 하나이다. 대목은 접수식물의 생활력을 변경시킬 수 있어 왜성으로 되게 하기도 하고, 때로는 거대형으로 되게 하기도 한다. 특수한 대목을 사용해서 수형을 변화시키는 일은 고대부터 알려지고 있다. 대목이 수세에 미치는 영향은 접수의 종류, 토양조건 등 환경인자에 의해서 좌우될 수 있다. 영국의 East Malling연구소에서는 대목이 수형이나 수세에 주는 영향력에 따라 사과나무의 대목을 왜성(very dwarfing), 반왜성 (semi- dwarfing), 강건성(vigorous), 그리고 초강건(very vigorous)의 네가지로 구분했 다. sweet cherry의 접수 품종의 크기에 미치는 대목의 효과도 조사되어 18C 때부터 이 용되고 있다. 외관상으로 뚜렷한 증세를 나타내지 않더라도 바이러스가 잠재해 있으면 수형이 왜성으로 되는 수가 있다. 그래서 영양계로 번식되는 개체에서는 바이러스 때문 에 모두가 왜성을 나타내는 일이 있다.

새로운 대목 클론을 개발했을 때 그것이 왜성효과 또는 생활력을 줄이는 효과가 있는지 를 알아내는 일이 중요하다. 영국에서 연구된바에 의하면 사과나무의 경우 왜성효과를 나타낼 수 있는 대목식물은 겉 뿌리에 있어 목부에 대한 피부의 비율이 높았다. 그러나 강건성 대목에서는 피부보다는 목부의 비율이 더 높았다. 왜성 사과나무 대목의 경우에 는 생활세포가 아닌 목화조직이 더 많은 비율로 나타났다.

접수의 수용성 추출물이 전기 전도율도 대목의 왜성 또는 강건성에 따라 다르게 나타났 다. 즉 왜성대목이 사용 되었을 경우에는 전기전도율이 상당히 높았다. 만일 왜성 대목 쪽의 가지에 더 많은 생활세포가 있고, 생활력을 가진 원형질이 더 많고, 따라서 전해질 이 더 많이 함유된다면 이것은 전도율에 비례될 수 있다. 다른 연구방법을 보면 생활하 고 있는 가지의 전기전도율을 그 대목의 생활력에 관련시킨 것이 있다. 왜성대목의 가 지는 낮은 전기저항을 보였으나, 강건성 대목의 가지는 높은 저항성을 보였다.

2) 화아형성, 조기결실 및 수량

접목을 함으로서 개화, 결실이 빨라지고 또 결실량을 많게 하는 효과를 얻을 수 있다. 이것은 접목부위 조직의 연락이 완전하게 되지 않아 개화 결실을 촉진하는 수단으로 사 용되는 륜상박피와 비슷한 효과를 가져와서 결실이 더 잘되는 것으로 생각된다.

감나무는 접을하면 개화와 결실이 촉진된다. 일본감의 품종인 Hachiya를 감나무, 고욤 나무 및 미국 감나무의 대목에 접을 해서 결실상태를 조사한 것이 있다. 감나무/고욤나 무는 감나무/감나무보다 개화량은 더 많았으나 성숙기의 착과량이 적었고, 감나무/미국 감나무의 접목조합은 개화량도 적었지만 숙시(熟柿)의 수량도 매우 적었다.

왜성대목을 사용하면 접수의 일반적인 수세와 영양기관의 발달에 제한을 주게된다. 이 것이 원인이 되어 탄수화물이 축적되게 되고, 꽃눈의 분화와 결실에 이용되어 조기착과 를 보게된다. 즉 대목의 왜성이 강할수록 착과 연령이 일찍오게 된다. 반대로 대목이 왕 성한 수세를 가진 클론이면 그 만큼 접수에도 영향을 끼치게되어 영양생장이 오랫동안 왕성하게 계속되고 결실연령이 늦어진다.

포도나무도 접을 하면 결실량이 증가하는 것으로 잘 알려져 있다. 그 자체를 대목용 품 종으로 하여도(공대 또는 공침이라 한다)결실량이 증가된다. 미국에서 조사된 것을 보면 concord vine은 대목의 품종에 따라 다르지만, 접을 하면 6년만의 수량을 표준으로 할 때 30～150%가 더 증수되었다. 수세가 강건한 나무를 대목으로 하여 접을 하면 수형이 크게되며 장기적으로 볼 때 더 많은 결실을 할 수도 있다. 반면에 왜성대목을 사용하면 결실량이 많으므로 밀식 해서 총수량을 더 얻을 수 있다. 

3) 열매의 크기, 품질, 숙기에 주는 효과

대목이 접수 품종의 열매에 주는 영향은 구구하다. 낙엽성 과수에서는 대목이 직접 열 매의 크기와 품질에 어떤 변화를 주는 일은 드물고, 다만 왜성에 기인하는 2차적인 영 향으로서 과형이 커지는 경우가 있다. 이것은 영양기관의 성장이 억제됨으로서 축적된 탄수화물이 열매의 발육에 이용되기 때문이다. 대목식물의 열매가 가지는 특성이 접수 의 열매에 그대로 옮겨가는 일은 거의 없다. 즉 마르멜로를 대목으로 해서 배나무를 접 목 하면, 마르멜로의 향기와 신맛이 배에 전달되지 않고, 또 복숭아나무에 아몬드를 접 하면 복숭아 성질이 아몬드에 나타나는 일은 없다. 열매의 성질이 서로 혼합되는 일은 없지만, 대목이 접수의 열매 형질에 변화를 가져오는 일은 있다. 예를 들면 배나무에는 black- end병이 있다. 이것은 배나무 열매의 선단부 즉 꽃받침(calyx)의 부분이 검게되는 병인데, pyruse serotina를 대목으로 사용하면 Bartlett의 dfuao에 이병이 나타난다. 대 목 식물 열매의 형질이 다만 열매에만 이러한 영향을 주고, 다른점은 모두 정상이다. 

다음에 흥미 있는 예로서 토마토/흰 독말풀의 접목조합이 있다. 흰 독말풀은 선충에 대 해서 저항성이 강하기 때문에, 외국에서는 실지로 이러한 접목조합이 쓰이고 있다. 흰 독말풀은 유독한 알칼로이드를 포함하고 있는데, 이러한 물질이 토마토에 전해지느냐 하는 것이 문제가 된다. 실지조사에 의하면 유독 물질이 전류하고 있다. 즉 흰 독말풀에 

토마토를 접하면 토마토 열매의 알칼로이드 함량이 1.77～13.00mgs/1bs나 되고, 접을 하지 않으면 전혀 알칼로이드가 함유되지 않는다. 토마토를 담배 대목에 접을 하면 토 마토의 잎에 니코틴이 축적되고, 또 토마토 대목에 담배를 접하면 토마토대목과 담배의 접수에 전혀 니코틴이 발견되지 않는다. 이것은 담배는 니코틴의 생성부위가 뿌리에 있 고 잎에 있는 것이 아니라는 것을 증명하는 것으로 매우 흥미 있는 사실이다.

4) 대목이 접수품종에 주는 그 밖의 효과

여기서 다룰 수 있는 것은 내한성, 내병성 그리고 열매의 숙기 같은 것이다.

밀감을 탱자나무에 접하면 내한성이 더욱 강해지는 사실이 알려져 있는데, 그 밖에도 이러한 예는 적지 않다. 그러나 사과나무대목의 내한성의 강약이 접수에 영향을 주지 않는 것으로 알려지고 있다. 열매의 숙기가 빠른 대목에 접을 하면 식물 열매의 숙기도 빨라진다는 보고가 있다. 그러나 자두나무에 대해서 조사한 결과를 보면 열매의 숙기가 빨라지는 이유로서 접목의 불화합성, 비정상적인 접착, 그리고 부분적인 사부의 단절 등 이 있다. 대목은 종류에 따라 토양조건에 대한 반응이 다르게 나타나므로, 이것이 자연 히 접수에까지 영향을 끼치는 일이 있다. 대목으로서 아몬드나 미도발란 자두나무를 사 용하면 살구나무나 marianna자두나무보다 붕소에 대한 내독성이 더 강함을 알 수 있다. 핵과류의 접목에서 자두나무, 살구나무, 복숭아나무, 아몬드가 대목으로 사용되고 있는 데, 대목의 종류에 따라 토양상태에 따른 반응을 보이고 있다. 따라서 대목의 종류에 따 라 접수의 생리도 달라질 것이라 생각된다. 예를 들면 자두나무는 내습성이 강하고 다 음이 복숭아나무와 살구나무이고, 아몬드는 습기에 가장 약한데, 이것이 접목식물에 영 향을 주게된다. 석회질 토양에서는 석회에 기인하는 위황병이 생기는 일이 있는데, 이것 이 대목의 품종과 큰 관계가 있을 수 있다. 그리고 대목품종의 내병성에도 관련되고 있 다. 토마토에 담배를 접했을 때 토마토의 종류에 따라 담배종자의 발아기간, 그리고 그 종자에 유래하는 유묘의 발육에 차이가 있게된다. 이것은 대목이 접수의 영양기관의 발 육에만 관계되는 것이 아니라 종자에까지 영향을 끼쳐 생식기관에 변이를 주는 좋은 예 라 할 수 있다. 

42. 과수류의 기접법(寄椄法;approach grafting)

이 방법은 독립적으로 생활하고 있는 두 식물을 서로 접착시키는 것인데, 접착이 된 뒤에 는 접목부위의 위쪽의 대목부분을 잘라내고 또 그 아래의 접수부분을 잘라버리는 것이다. 때로는 이와 같은 절단을 한꺼번에 하는 것이 아니라, 몇 번에 나누어서 하는 수도 있다. 다른 접목법으로는 성공하기 어려운 식물에 기접법이 적용되고 있다. 기접을 하기 위해서 는 또 작업을 편리하기 위해서는 두 식물을 폿트 같은 곳에 미리 심어두는 것이 보통이 다. 기접법은 1년중 어느 때나 실시할 수 있으나, 역시 생리적 활동이 왕성할 때 하는 것 이 유착이 더 빨리 된다. 다른 접목에서도 그러하지만 삭면을 서로 일치시키고 건조를 막 기 위해서 접밀을 칠한다.

◐ 기접법의 방법(변법) 

1) 첨접식(添接式)기접법 : splicecl approach graft

대목과 접수의 굵기가 비슷한 것이 좋다. 접착부분에서는 양쪽의 목부가 드러날 정도로 2～3cm의 깊이로 깎고 서로 붙인다. 양 삭면의 크기를 비슷하게 하고, 또 매끈하게 해 야만 서로 접착이 잘된다. 접착을 시킨 뒤에 라피아(raffia)나 나일론 끈으로 묶은다음 접목부 전체에 접밀을 칠한다. 접착이 끝나기까지는 상당한 시간이 필요하지만, 접착이 된 뒤에는 접목부위 아래쪽에 있는 접수부분과 위쪽에 있는 대목부분을 잘라버린다. 대 목의 근계 발달에 비해서 접수식물의 엽량(葉量)이 너무 많아 수분의 균형이 어려울 때 에는 잎의 일부분을 따버리는 것도 좋다.

2) 설접식(舌接式)기접법 : tongued approach graft

설접식은 첨접식과 거의 비슷하나, 제1차 삭면을 만든 다음 대목 쪽에는 아래쪽으로, 접 수쪽에는 위쪽으로 제2차의 칼자국을 내어 얇은 혀(thin tongue)를 만드는 점이 다르다. 이 혀를 서로 물리게 하면 단단한 접착이 이루어진다. 이 방법은 특히 바이러스 감염조 사를 위한 딸기류의 접에 알맞다. 그 밖에도 줄기가 가는 목본식물의 접에도 사용할 수 있는데, 이 때에는 혀 안쪽 목부의 일부를 제거해서 혀가 서로 잘 물리게 한다. 이 방법 은 대개 연하고 가는 식물에 이용되므로 탄력성이 있는 비닐 끈이나 고무 끈으로 묶는 다. 제1차 삭면의 길이는 굵기에 따라 일정하지 않으나 대개 2.5～3.5cm로 하고 혀의 길이는 1.0～1.5cm로 한다.

3) 삽입식(揷入式)기접법 : imlay approach graft

대목의 수피가 접수의 그것보다 두꺼울 때 이 방법이 적용된다. 즉 대목에 평행선으로 칼자국을 내고 그 사이에 있는 껍질을 제거한다. 나무의 생리적 활동이 왕성해야만 이 러한 작업이 쉽게 될 수 있다. 이때 만들어진 홈(slot)의 넓이는 접목할 접수의 크기와 같게 한다. 삽수에도 얕고 긴 삭면을 만들어 홈안에 밀어 넣을 수 있게 한다. 밀어 넣은 다음에는 2～3개의 구두 못을 박아서 고정하고 접밀을 칠한다. 접이 된뒤에는 대목의 윗 부분과 아랫부분을 잘라 버린다. 

43. 접수의 채취와 저장

활엽수의 접목은 대게 늦가을이나 초봄에 하므로 사용할 접수는 지난해에 자란 가지에서 알맞은 것을 골라 잘 저장하였다가 사용해야 한다. 그러나 유연한 초목성의 것은 저장을 피하고 접할 당시에 채취해야 한다. 또 상록 활엽수도 접수 저장은 필요 없고, 생리적 활 동이 시작하기 조금 전에 따서 접을 하면 된다. 주의할 것은 가지의 하부나 곁가지는 휴 면성을 더 띠고 있으므로 그러한 부분을 접수로 이용하도록 한다. 채취할 때에는 잎을 따 버리는 것을 잊지 말아야한다. 

◆  목본식물에서 접수 채취 시 주의할 점

1. 어느 수종을 막론하고 대게 1년생 가지를 사용한다. 무화과와 같이 2년생 가지가 오 히려 더 좋은 경우도 있지만 되도록 이면 오래된 가지를 사용하지 않도록 한다.

2. 건전하고 발육이 잘 된 영양아를 가진 것을 택하고 화아를 가진 것을 버린다. 영양아 

는 세장하고 끝이 뾰족한데, 꽃눈은 둥글고 비대하므로 쉽게 구별 할 수가 있다.

3. 접수를 지나치게 유연하지 않고 발육이 왕성한 맹아지가 알맞다. 이러한 가지를 얻으 려면 지난해 겨울에 줄기를 강하게 전지해 주면 그와 같은 가지가 여름동안 많이 발 생하게 된다. 이때 조심할 것은 뿌리 쪽에서 난 맹아지를 쓰면 안 되는데 이것은 대 목에서 나온 것 일수 있기 때문이다.

4. 지름이 0.6～1.2cm, 길이가 50～100cm인 것이 적당하고 가지의 중간 부분의 것이 좋 으며 선단부 1/3은 좋지 않다. 선단부가 좋지 않은 것은 조직이 연해서 수조직의 비 율이 높고, 탄수화물의 저장이 부족하기 때문이다. 눈 사이, 즉 절간이 좁고 잘 성숙 한 가지를 고르도록 한다. 

5. 접수를 얻을 모수의 품종이나 계통이 확실하고 좋은 형질을 나타내는 건전한 나무에 서 따야한다. 바이러스 피해를 받은 나무는 피하도록 한다. 감귤류와 같이 아조변이가 많은 것은 과원의 여러 나무에서 채취하는 것보다는 그중 결실이 양호한 나무에서 얻 는 것이 더 유리하다. 결실이 풍부한 나무에서 접수를 따서 접목을 하여도 그것이 모 두 모수와 같은 결실성을 보이는 것이 아니므로, 그러한 것을 꼭 써야 할 필요는 없 다. 결실되고  있는 나무부터 접수를 따야 하는 것은, 다만 열매에 의해서 그 계통을 확인할 수 있는 장점이 있기 때문이다.

6. 초봄에 접목할 낙엽 활엽수는 접하기 전 휴면 기간에 채취해야 한다. 기온이 너무 저 하해서 가지가 동결되었을 때에는 채취하지 않아야 하고 또 동해가 예상되는 가지는 사용하지 않아야 한다. 냉해가 우려되는 추운 지방에서는 초겨울 낙엽이 진 뒤에 채 취해서 움 속 같은데 넣어서 저장해 두는 것이 좋다. 대개 접할 수 주 일전에 채취해 서 저장한다. 

저장환경으로는 눈의 발육이 억제되고 약간의 습도가 있어 접수가 건조하지 않도록 해야 한다. 접수는 25～100개씩 다발로 묶고 방수지(防水紙)로 싼다. 그 안에 톱밥, 이끼, 토탄 또는 가는 대패 밥 같은 것을 물에 추겨서 넣어둔다. 모래는 사용하지 않은 것이 좋은데, 모래를 쓰면 가지에 모래가 묻어 칼질을 할 때 칼날이 손상되는 결점이 있다. 톱밥과 같 은 충전물질(充塡物質)이 과습하면 저온에 저장하더라도 병균이 발생해서 접수를 해하며 특히 눈을 상하게 한다. 건조의 해 보다는 과습의 해를  더 받게 되므로, 건조만 막을 정 도의 약간의 습도를 유지하게 해서 포장한다. 장기간 저장해야 할 경우에는 적어도 2～3 주일마다 한번씩 검사를 해보고 건습상태(乾濕狀態)를 조절해야한다. 눈이 팽창하는 것 같 으면  곧 온도가 더 낮은 곳으로 옮겨야 한다. 소형의 비닐 주머니는 소량의 접수저장에 적당하며, 거의 수분의 손실은 없다. 그리고 저장 재료에는 반드시 표지를 붙여서 식별이 되게해 둔다. 저장온도는 매우 중요한데, 2～3주간의 단기 저장이면 5～10℃의 냉장온도로 도 지장이 없다. 그러나 1～3개월의 장기 저장일 때는 약0℃로 유지되는 곳에 저장해야 한다. 이 정도라야만 눈의 휴면성의 계속된다. 눈이 이미 생리적 활동을 개시할 정도로 된 것을 접목에 사용하면 대개 실패로 돌아간다. 이런 것을 접수로 사용하면 유착이 되기전 에 잎이 자라서 접수내의 수분을 증산시키므로 말라 죽게된다. 냉장시설이 없으면 접수를 땅속 30～40cm의 깊이에 묻어두는 수도 있다. 이때 동결을 피 할 수 있는 깊이라야 하며 대개 건물 또는 울타리의 북쪽 햇볕이 쬐지 않는 곳이 적당하다. 묻은 후에는 물이 괴어 서 과온 되지 않도록 잘 관리 해야한다.

44. 화아분화에 영향을 끼치는 요인(종.생p25)

고등식물의 1년생은 종자의 발아, 이것의 분화 경엽의 완성으로 영양체를 완성하며 개체 가 성숙된다. 영양체의 완성이 가까워지면 영양상으로부터 생식상으로  생육상이 전환한 다. 1년생 초본은 생식생장이 완료되어 종자가 성숙되면 개체는 고사하는데, 대부분의 식 물은 영양생장과 생식생장에 약간의 차이는 있으나 동시에 이루어지기  때문에 외관상 명 확하지 않다. 그러나 월동성 작물에는 영양생장기의 대부분은 근엽으로 叢葉狀態(총엽상 태)로 월동하고, 봄에 생식생장기로 전환하여 추대개화 한다. 이 경우는 생육상의 전환이 명확하게 나타난다. 영양생장으로부터 생식생장에의 전환의 원인, 기구에 대하여 많이 밝 혀지고 있으나 불명확한 점이 많다. 

1. C/N율이 적당하여야 한다. 체내의 탄수화물의 량과 질이다. 우선 탄수화물이 어느정 도 축적되어야하며 질소 화합물은 탄수화물의 축적을 지원할 만큼의 량만 있으면 되 고, 과잉 상태는 좋지 않다. 

2. 식물 생장조절 물질의 영향이 크다. 즉 화성물질이 작용하려면 어느 정도의 auxin이 있어야 작용하는데, 장일성 식물은 장일 상태에서는  auxin이 적정농도가 되나 단일 상태에서는 부족상태가 되어 화성에 이르지 못한다. 반대로 단일성 식물에서 보면 단 일 상태에서는 적정농도가 되어 화성이 유기 되나 장일 상태가 되면 과잉상태가 되어 화성이 오히려 억제된다. 또한 중일성 식물은 언제나 적정농도 범위 내에 있기 때문 에 다른 내적 조건에 의하여 이루어진다. 따라서 단일성 식물에서는 auxin을 보급하 는 것은 화성을 억제하게 되며 auti- auxin 및 auti- gibberllin의 처리는 화성을 촉진하 게 된다. 장일성 식물에서는 auxin의 살포로 화성을 촉진하게 된다. auxin상 물질에는 IAA, NAA등이 있으며 anti- auxin에는 MH, auti- gibberllin에는 ethrel, B- 9, CCC, phosfon- D등이 있다. 

3. 온도의 영향

생식상에의 전환의 외적 조건으로서 저온의 영향을 들 수 있다. 묘가 일정기간 어느 일정한 저온 하에 놓이게 되는 것이 요건이 된다. 이것을 춘화처리라고 하며, 이 처리 에 의하여 감응하는 발육상을 감온상(제1상)이라고 한다. 이와 같은 식물은 일정의 한 계온도 이하에 처하지 않으면 화성이 일어나지 않는다. 그런데 이 감응시기가 어린묘 때 인 것을 seed vernalization이라고 하고, 어느정도 자란 뒤 감응하는 것을 greem plant vernalization이라고 한다. seed vernalization에 속하는 것으로는 무, 배추 등을 들 수 있으며, green plant vernalization에 속하는 것으로 양배추, 양파, 당근, 우엉 등 을 들 수 있다. 이것 외에 감온상으로 보아 제3군에 속하는 것이 있다. 이것은 저온에 감응하여 제1상에 드는 것이 미약하여 저온처리의 유무와 추대의 관계가 없는 것으로 남방원산의 채소(남방형 무 등)가 이에 속한다.

다음은 4군에 속하는 것인데, 이것은 제1상으로 전환에 저온이 필요 없을뿐더러 오히 려 고온처리를 필요로 하는 것이다. 이것에 속하는 것으로는 상추, 옥수수 등을 들 수 있으며 고온이 계속되면 추대가 빨라진다. 저온처리 대신에 연속하여 명소(明所)에 두 는 처리를 하면 화성에 이르는 것이 있는데, 이것을 light vernalizotion이라고 한다. 

ethylene등의 처리로 종자나 식물체의 발육을 촉진하면 화성을 촉진시킬 수 있는데, 이것을 chemical vernalization 이라고 한다.

4. 생식상의 전환에 영향을 미치는 외적조건의 제2조건으로 일장을 들 수 있다.

이것은 광주성이라고 하며, 식물체에는 단일성식물, 장일성식물, 정일성식물, 중간성 

식물과 4계 개화성 식물이 있다. 단일성 작물로서는 만생대두, 딸기, 외류 등을 들수 있으며, 장일성 작물로서는 완두, 시금치 등이 있다. 정일성 작물은 12시간이라든가 하는 일정한 일장하 에서만 화성이 유기 되는 것으로 이것은 단일성의 일형으로 생각 되는 것이다. 중간성 작물로서는 고추, 토마토, 호박, 양파, 당근, 상치 등을 들 수 있 는데, 이것들은 일장에 무관하여 체내 조건이나 온도조건에만 감응하는 것이라 생각 된다. 이상과 같은 조건의 복합상태로서 영양상으로부터 생식상으로 전환하여 화아가 분화되는 것이다. 화아분화가 되었다 해서 곧 개화가 되는 것은 아니다. 화아가 분화 되어도 그 후의 여러 조건이 적합하여야 추대 개화하게 된다. 즉 화아분화와 개화와 는 별도의 것으로 생각해야 한다.

화아분화    ⇒      화기의 완성  ⇒            추대        ⇒    개화

(제1상:감온상)       (제2상:감광상)  (토마도,고추등 추대않은 것 제외) 

이와 같이 생육 제1상이 되는 화아분화기 후의 발육상이 제2상인데 제1상과 제2상이 뚜렷이 구별이 안 되는 것도 있다. 제2상은 대부분 고온 또는 장일의 조건으로 촉진 되는데, 일반적으로 란지형 품종은 고온촉진형이며 한지형 품종은 장일 촉진형이다. 따라서 화아분화 후의 발육단계를 순조롭게 하려면 각 발육기에 최적조건을 가질 수 있게 하는 환경의 조절이 필요한 것이다. 인위적으로 화성유기 및 추대개화를 시도할 경우 자연상태에서 채종하는 것보다는 다량의 채종에는 불리하나 원원종 채종의 경우 와 같이 교잡을 극도로 억제하면서 필요한 종자 획득만을 위한 경우는 실용적이며 기 타 개화기가 크게 차이가 나는 품종간에서 개화기 조절에 의한 교잡을 가능케 하는데

실용화되고 있다. 

45. 인공수분시 문제점(종.생p78)

1) 재배관리면

채종 재배는 청과재배보다 수확기의 기후가 큰 영향을 미친다. 채종기가 늦으면 교배기 및 성숙기가 고온이며, 다우(多雨)의 시기가 되어 병해 및 영양관계로 종자의 임실이 불 량해진다. 따라서 약간 일찍 재배에 들어감이 효과적이다. 입지적으로 준 고랭지나 해안 지방의 서늘한 지대가 환영을 받는다.

F1채종시의 양친 재식비율은 단위면적당의 채종능율을 높이기 위해서는 가지, 토마토는 10～20%의 부본(父本)을 심으면 호박과 같이 초기에 웅화가 적은 것은 웅화용을 10일 정도 조기에 파종하도록 한다. 

교배화의 선발에서 세력이 약한 것은 낙과하므로 포기를 튼튼히 키워야하며 약한 꽃은 과감하게 적제한다. 즉 토마토나 가지에서 단화주화는 낙과가 심하므로 이것을 솎아 버 려야 한다. 또한 오이, 참외 등에서는 개화시 자방이 작은 것은 낙과함으로 이런 것들을 피하고 착과 가능성이 있는 것만 남기고 교배를 실시해야 한다. 자방의 크기와 착과율 과의 관계를 보면 수박에서는 특대70.7%, 대54.3%, 중42.4%, 소7.1%라는 보고를 보아도

알 수 있다. 오이 등에서 연속적으로 자화가 붙을 경우 연속적인 착과는 기대하기 어려 

우므로 작물체의 영양을 보아 적절한 교배가 필요하다. 1주에서의 착과 절위가 너무 낮 으면 영양관계로 과실의 발육이 불량해지며 너무 높으면 고온기가 되어 또한 장해가 나 타나므로 교배 절위도 조절해야 한다.

2) 수분시의 기후

수분기간에 비가 오면 결실이 불량해 진다. 따라서 개화기가 우기에 들지 않도록 채종 기를 적절히 조정 해야한다. 또한 수분시기의 비는 직접적으로 교배작업을 방해하며 간 접 적으로는 착과율을 저하시킨다. 착과율이 떨어지는 이유는 일광의 조도가 낮아 생리 기능이 떨어지는데, 개화전 5일간의 우량과 0.64의 상관관계가 있다고 한다. 화분에 빗 물이 직접 닿으면 양파의 화분은 파열되어 기능을 상실하게 된다.

3) 수분시각

박과 채소에서는 수분시각에 따라 착과율에 차이가 많은데 착과율만이 아니라 과실당의 종자수도 차이가 많다. 수박이나 호박 등은 오전 8시까지는 수정이 용이하나 오후가 되 면 화분의 활력이 급격히 감퇴한다. 고온이면 화분의 활력저하가 더욱 심하므로 일기가 맑고 고온일 때는 수분을 일찍 완료하여야 한다. 토마토에서는 30℃가 넘으면 과당 종 자수가 급격히 감소됨이 인정되고 있다. 오이의 화분은 오후가 되면 수정력이 거의 상 실되나 화분을 우물 속 같은 곳에 저장해 두면 저녁때에 뇌수분을 할 수 있다. 토마토 의 화분은 염화 칼슘의 용기에서는 1주간의 저장이 가능하다. 당일 개화한 것이 효과 적이다.

4) 뇌수분과 노화수분

토마토나 가지의 교배시 뇌수분을 하고 화판만 제거하면 피대를 하지 않아도 교잡율이 낮아 실용성이 있는 것이다. 또한 제웅을 하였거나 개화당일 비에 의하여 수분을 할 수 없을 때에는 다음날 2일분을 함께 수분하면 능율적이다. 그런데 뇌수분의 가능성은 가 지에서는 실용성이 있으며 호박, 토마토는 약간 효과적이다. 오이는 실용성이 없다. 따 라서 종류에 따라 기상의 장해나 작업의 지장 등에 대하여 뇌수분이나 노화수분의 방법 을 병용하여 채종의 안정과 능율을 기하여야 한다. 십자화과 채소는 뇌수분에 의하여 자식을 계속하고 불화합성을 이용하여 F1채종을 하고 있다. 이것은 불화합성을 이용하 여 교배 작업을 생력화한 결과가 된다. 뇌수분에 의한 원종 채종은 숙련된 사람이면 1 분에 20화, 1일에 9,000화, 1기 20일간에 3.7～7.4ℓ을 채종할 수 있게된다. 이것을 복교 잡(double cross)으로 F1을 채종할 경우에는 채종량이 비약적으로 증가하여 원원종의 10만 배나 채종할 수 있다.

46. 웅성 불임주의 발현 및 유기와 그의 유지 증식(종.생p36)

세포질 유전과 핵 유전에 의해 발현되는 웅성 불임주의 발견 방법은 양파를 예로 들면 자 가수분 시킨 개체의 재배중인 밭에서 우선 화기를 육안으로 검사해서 비교적 작고 약간 퇴색된 것을 찾아내고 여기에서 생성된 화분을 검경하여 발육이 안된 것을 일단 웅성 불 임주로 본다. 그리고 이 그루에 여러 개체의 화분을 교배하여 결실케 하고 이 종자를 다 

음해에 파종하여 임성을 검사하며 또한 상호교배시의 임성도 조사한다. 즉 새로 발견된 것이 웅성 불임 주라면 Smsms일 것이며 여기에 여러 개체의 화분을 교배할 경우 Smsms×Nmsms이면 F1은 Smsms로 전부 웅성 불임이 된다. Smsms×NMsMs, SMsMs 이면 F1은 Smsms이므로 가임이며 이의 F2에서는 SMsMs:SMsms:Smms가 1:2:1로 나타 나서 외관상으로는 가임:불임이 3:1로 나타난다. Smsms×NMsms, SMsms이면 F1은 SMsMs(1):SmSms(1)로 분리되어 가임:불임이 1:1로 나타나므로 이와 같은 분리상태로 보 아 세포질과 핵 유전자의 유전자형을 확인할 수 있게되는 것이다. 그리고 Smsms의 유지 증식 방법은 Nmsms를 확인하여 이로 Smsms×Nmsms의 방식으로 교배를 계속하면 Smsms의 유지증식이 가능하다. 세포질 유전에 의한 웅성 불임주의 색출방법은 핵 유전 자가 관여하지 않기 때문에 세포질만 불임이면 화분의 검경으로 곧 확인 할 수 있다. 유 지증식 방법은 어떠한 것이라도 가임성의 화분이면 가능하다.

핵 유전에 의한 웅성 불임성의 색출방법은 자가수분하고 차대의 임성을 검정하면 된다. 즉 MSMS×MSMS이면 차대의 F1은 전부 가임이 된다. MSms×Msms이면 차대는 MSMS(1):MSms(2):msms(1)로 되어 가임:불임이 3:1로 나타나므로 차대의 1/3은 웅성 불 임이 된다. 그러나 이의 유지방법은 msms×MSms밖에 없으며 차대는 항상 MSms와 msms가 1:1로 나타난다. 개화전에는 육안으로 감별할 수 없으므로 육안으로 감별할 수 있는 marker- gene이 있어야 유묘시에 가려 낼 수 있어 증식이 가능해진다. 웅성 불임성 을 필요로 하는 품종에서 인위적으로 작출해 낼 수 만 있다면 그의 이용이 크게 기대된 다. 웅성 불임주의 유기를 위하여 종자나 유식물에 대하여 X- Ray조사나 CO2조사, P32처 리 등이 효과적이다. 토마토의 웅성 불임 유기 예를 보면 X- Ray를 초당 63.63×10¹²㎠ 로 25시간 조사로서 단성 열성인자에 의한 웅성 불임주를 작출한 바 있고,  수박종자에 gamma Ray64.000r처리로 2대에 가서 단성 열성인자에 의한 웅성 불임주를 작출한바 있다. 또한 purple cauliflower에서도 많은 돌연변이가 나타나나 불임의 것은 웅성 불임이 며 웅성 불임은 적으나 이것은 단성인자에 의하여 발현된다.

토마토의 1화방 착생시에 10Kr의 x- Ray를 1일 1～2Kr선량으로 조사하면 생장점과 자라 나고 있는 액아는 고사하나 조사 종료후 1개월이면 엽액으로부터 재생지에 불임화가 발현 되는데, 이것도 단성열성인자에 의하여 웅성불임성을 나타낸다. 최근에는 유전적이 아니고 당대에서만 웅성 불임개체를 인위적으로 만들어내는 chemical control이 이루어 지고 있 다. α- NAA나 MH외에 gibberllin(GA)등이 이용되고 있다. 즉 상추에 300～500ppm의 GA를 살포하여 웅성 불임성을 유기하여 F1채종을 가능케 한 바 있다. 고추에 2염화 프로 피온산 소다를 250ppm3회 또는 1,250ppm의 1회 엽면 살포로 웅성 불임주를 작출 한 바 있다. 그런데 이 약제의 처리로서 약이 아주 황백화하고 약의 열 개가 억제되어 불임이 되는 것이다. 이는 약의 열 개만 억제되는 것이지 화분립은 정상적인 것이다.

47. 모본의 유지방법(종.생p95)

선발된 모본은 채종에 이용하는 한편 우수한 형질을 구비한 모본 으로서 유지 되어야한 다. 모본의 유지는 그 번식법에 따라 상당히 다르다. 영양번식을 하는 채소 중에서 타가수 정성인 것은 타품종과 교잡을 함으로 모본 유지를 위하여 격리시키고 피대를 하여야 한 다. 십자화과 채소를 중심으로 한 엽근채류와 박과 채소는 타가 수정성이기 때문에 모본 의 유지가 약간 복잡하다. 이와 같은 것들은 일반적으로 육종법의 일종인 분형법이나 집 단 도태법과 비슷한 방법을 쓴다. 따라서 실질적으로 채종하면서 육종도 겸하고있는 결과 가 된다. 

타가 수정성 채소에서 교잡을 막고 자식을 계속하면 자식약세 또는 내혼약세에 의하여 실 용성이 없는 것으로 되는 경우가 많다.(당근, 양파, 무, 파 등) 따라서 모본의 유지라 하더 라도 유전적으로 동일한 것을 유지하는 것이 아니고 실용성 있게 유지하는 방법이 있어야 한다. 특히 십자화과 에서의 불임성 이용에 의한 1대잡종 채종용의 모본의 유지에 특별한 주의가 필요하다. 따라서 양배추에서는 액아에 의한 영양번식을 하게되며 자가불화합성인 것에 있어서는 뇌수분에 의한다. 이때 약세가 나타나면 동일품종에서 계통이 다른 것 사 이(실용형질에 있어 양 계통에 차이가 없어야함)의 교잡에 의한다.

양파에 있어서도 자식약세가 나타나므로 모본의 유지는 영양번식으로 하기도 한다. 즉 분 구에 의하거나 화구(花球)의 소화경을 절단처리 하여 headset top onion을 만들게 하여 이것으로 영양번식을 하기도 한다. 즉 추대하여 화구가 출현하고 화구상의 소화가 총포로 부터 나오기 시작할 때 소화경을 기부로부터 0.5～1.0nn정도 남기고 절단하면 그 곳에 자 구(子球)가 형성되므로 이것을 채취하여 심으면 된다. 

십자화과 채소는 자가불화합성과 자식약세 관계로 우량모본 유지가 어렵다. 따라서 채종 재배는 일반적으로 집단선발법과 모계 선발법에 의한다. 집단선발법은 모본포에 다수의 개체를 재식한다. 이 경우 청과재배에 준 하나 특성을 발휘할 수 있도록 재식거리도 넓혀 준다. 그리고 추대로 도태하여야할 경우에는 파종을 약간 이르게 하여 추대성 도태를 할 기회를 만들어야 한다. 이와 같이 재식된 것 중에서 품종의 특성을 충분히 발휘하는 개체 만을 선발하여 모본으로 한다. 선발된 모본 중에서 가장 우수한 개체를 특선 모본이라 한 다. 선발된 모본을 격리된 곳에 심는데, 그 모본포의 중앙에 특선 모본을 심는데 모본포의 개체를 300본 이상으로 하면 특선 모본을 30본으로 한다. 이렇게 하여 얻어진 종자중 보 통 모본으로부터 채종된 것을 일반채종용의 원종으로 하고 특선 모본으로부터 채종한 것 을 원원종으로 하여 다음해의 모본포용으로 이용한다. 모본 선발은 집단선발법과 비슷하 나 특선 모본으로부터 채종한 경우에 개체별로 채종하여 모본포에 파종할 경우에는 모본 별로 재식하여 모본의 량부(良否)를 계통별로 감정한다. 계통전체를 통하여 우량계통을 선 발한다. 이때 우량개체가 있다하더라도 그것이 불량 계통 중에 있다면 제외하는 것이다. 여러 개통중 특히 우량한 계통의 모본을 원원종포에 심고 기타의 것은 원종포에 전부 심 는다. 원원종포에 심어진 것 중에서 특히 좋은 개체의 종자를 각 모본별로 모본포에 심어 재차 계통 선발을 한다. 원종포와 원원종포의 나머지 종자는 일반 채종용 원종으로 한다. 이와 같은 과정을 되풀이하는 것이다.

48. 도입 육종법 (육종p156) 

농작물이나 가축을 다른 지방이나 나라에서 도입하여 그가 지니고 있는 특성 또는 유전질 을 새로운 육종재료로 이용하거나 도입품종을 그대로 실용재배에 제공하는 경우 이것을 도입육종(breeding by introduction)이라고 한다. Vavilov의 유전자 중심지 설은 육종소재 로서의 변이형을 수집하는데 큰 의의가 있고, 개량종에서는 없어져가고 있는 우성 유전자 를 수집하는데 큰 성과를 거두고 있다. 또한 신 가축이나 신 작물을 도입하여 바로 이용 하는 일도 적지않게 되었는데, 이와 같은 일은 실천하는데는 막대한 경비와 노력이 필요 하므로 국가적인 사업으로 적극 추진 되어야할 것이다.

1) 식물의 유전자원과 도입

① 유전자원

지구상에는 수많은 생물들이 생존하고 있다. 즉 80여만 종의 동물과 식물이 그 것이 다. 오늘날 우리가 재배하고 있는 농작물도 당초 야생의 것이 인류의 의식적 선택에 의하여 보다 나은 것이 재배작물로 성립되어 왔고, 앞으로도 계속해서 새로운 작물이 나 품종이 육성되어 나갈 것이다. 따라서 육종소재가 될 수 있는 유전자원의 파악과 보존, 그리고 그들의 이용이 매우 중요시된다. 육종의 소재가 될 수 있는 유전자원은 수집 보존되면서 이용되어야 하므로 수집된 유전자원의 조사 및 평가는 정해진 기준 에 의하는 것이 바람직하고, 유전자원은 가능한 한 원상태로 보존되어야 한다.

② 식물의 도입 

많은 종류의 유전자를 가지고 있는 소위 유전자풀(gene pool)을 만들기 위한 새로운 우량 우성유전자의 도입 또는 신품종의 도입은 나라와 나라사이의 교환이나 증여를 통해 이루어지기도 하고, 여행자나 시찰자의 손을 거쳐서 이루어 지기도하며, 원산지 탐구를 위하여 조직된 탐험대에 의하여 이루어지기도 한다.

미국의 식물 도입사업은 1839년부터 시작되었으며, 1898년 종자 도입국이 설치된 후 부터는 보다 적극적으로 조직화되어 현재까지 25만종에 달하는 새로운 종류와 품종을 외국에서 도입하여 큰 성과를 거두었는데, 그 예로서는 한국, 중국, 일본에서 가져간 콩을 들 수 있다. 일본에서는 명치유신 이후 많은 작물을 도입하였는데, 사과, 양 앵 두, 토마토 등 많은 서양과일 및 채소는 그 당시에 도입하여 재배된 작물들이고 그 후에도 밀의 근연 야생종을 중앙아시아와 중 근동지방에서 십자화과 작물의 근연 야 생종을 지중해 연안에서 재배벼의 근연 야생종을 열대아시아, 아프리카, 유기니, 중남 아메리카 등지를 탐색하여 수집하고 연구재료로 사용하고 있으며, 현재 일본의 농업 기술 연구소에는 대규모의 종자 저장장치(gene bank)를 가지고 있다. 

우리나라에 있어서는 신라 선덕여왕이 공주때 당나라 사신이 모란(牧丹)의 종자를 가 져왔다고 하며, 신라 흥덕왕때 대겸이 중국에서 차(茶)의 종자를 가져와 지리산에 재 배 하였으니 하동 쌍계사 근방이 시배지로서 오늘날에도 그 생산지로서 유명하다. 1365년 문익점이 원나라 사신으로 갔다가 목화씨를 가져오기도 하였고, 그 후 1763년 (조선 영조 때)통신사 조엄이 대마도에서 고구마를 가져왔다. 오늘날 작물로서 재배되 고 있는 중요 작물들의 대부분이 이와 같은 도입에 의한 것이다. 현재 우리나라에서 는 약 250종의 작물이 재배되고 있으며, 많은 채소류 특히 사료작물의 대부분은 근래 에 들어 도입되었다. 브라질의 커피, 실론의 차, 말레이시아의 고무나무는 모두 외국 에서 도입된 작물이지만 현재는 그 나라의 중요 산업작물로 되어있다.

2) 유전자원의 보존

수집한 유전자원은 가능한 한 원상태로 보존해야 한다. 채집지와 다른 환경에서는 세대의  경과에 따라 유전자 조성이 달라지기도 하고, 채종 및 재식되는 개체수가 적을 때에는 집단내의 특수한 유전자 조성의 것만 보존되기도 하며, 더욱이 세대가 경과되는 동안 소위 기회적 변동이 일어나 원래의 유전자조성과 다른 집단이 남을 수도 있다. 이와 같이 보전 기간중의 변질을 방지하기 위하여 수집한 종자 등을 필요량만큼 저장해 두는것이 안전하다. 실용 면에서, 많은 작물에 대하여 5～10℃의 저온에서 6～7%의 수분함량으로 종자를 저장해 두면 발아력이 있는 종자를 상당히 오랜 기간동안 저장할 수 있다. 저장 중에는 소량의 종자로 발아력을 검정하기도 하지만 종자가 생존능력의 한계점 근방에서 돌연변이가 일어나는 점에 주의해야한다. 지하경이나 괴근을 보존할 경우 생체대로 장기간 보존하는 것이 매우 곤란하므로 생체조직의 일부를 배양기 위에서 보존하는 방법이 연구되고 있다. 육종가는 육종소재로서 새로운 유전자 조성을 가진 개체를 선발하기 위해서는 항상 많은 품종을 보존하여 관찰조사를 할 필요가 있다. 이와 같이 하기 위해서는 품종 보존포장이 가까이 있어야하고, 유전자 조성이 달라지지 않은 개체를 보존하기 위해서는 상당수의 개체를 재식 해야 하며, 특히 타식성 작물이나 과목류의 보존을 위해서는 많은 면적과 노력, 그리고 경비가 필요하게 된다.

3) 도입과 도입후의 처리

도입하는 식물이나 종자 또는 구근 같은 것을 통관시 검사를 하여 병해충의 침입을 방지해야 하며, 검사에 합격한 것을 격리실이나 도입포장(導入圃場)에 넣어서 여러 가지 조작을 해야한다. 즉 영양 번식성 작물의 묘목이나 구근 및 종자 번식성 작물에서 특히 병충해의 침입이 우려되는 종자는 격리된 유리실 속에서 시험재배를 하여 병해충의 발생이나 기타 관련된 사항에 대하여 엄격한 검사를 해야한다. 격리실에서 건전하다고 생각되는 묘목 또는 종자는 도입포장에서 재배하며, 여기에서는 특성조사와 함께 유지증식을 꾀한다.

도입된 작물은 모든 내력과 특성이 기록 보존되며, 곡류의 특성조사의 주요항목은 내 병충성, 내한성, 줄기의 강약, 성숙기, 탈립성, 까락의 유무, 종자의 색깔, 수량 등이 고, 사료작물의 경우에는 총성(叢性), 내한성, 재생력, 영양가, 맛 등이며, 작물의 종류 와 그 장래성에 따라서도 다르다. 도입포장에서의 초 연도에는 외부적 특성과 균일성 그리고 유망성에 대한 간단한 조사를 하고 다음해부터는 상세한 특성조사를 하여 유 망한 것을 증식한다. 유망한 작물이나 계통은 시험기관에 그 종자를 배급한다. 생태 적인 조건이 다른 고장에서 순화(馴化)시키는데 힘써야 한다.

49. 잡종강세(hybrid vigor) (육종p222)

1) 잡종강세의 표현

다른 품종 또는 계통간에 교잡을 하였을 때 잡종 제1대의 생물이 양친의 어느 것 보다 왕성한 생활양상을 나타낼 경우가 있는데, 이 현상을 잡종강세라 하고 잡종강세가 일 어나는 기구를 heterosis또는 잡종 강세성 이라고 한다. 잡종 강세현상은 일반적으로 F1개체에만 나타나며, 자식의 결과 후기세대의 생활력은 세대를 경과함에 따라 점점 떨어진다. 이 현상은 1763년 Kolreater에 의하여 처음 기록되었고, 150년 후에 Hayes 와 East에 의하여 증명되었다.

◉ F1이 나타내는 잡종강세의 표현에는 주로 다음과 같은 것이 있다.

1. 잡종식물은 키가 크고, 줄기와 잎의 발육이 왕성하다. 옥수수의 잡종종자는 자가수 분을 계속한 것 보다 180%의 증수가 나타났으며, 또 종자의 무게가 5～35%나 많 았다고 한다. 

2. 잡종강세 식물(heterotic plant)은 개화와 성숙기가 촉진된다. Darwin은 여러종에 속한 품종간의 28개 잡종은 관찰한 결과 그중 81%가 양친보다 빨리 개화하고, Kolreuter나 Gartner는 보통2～3년이 되어 개화하는 다년생 초본이 당년에 개화 한 것을 예시하였다. 그러나 잡종은 모두 개화가 촉진되는 것이 아니고 때로는 지연되기도 하고 양친의 중간을 나타내는 경우도 있다. 

3. 잡종식물은 외계의 불량조건에 대한 저항성이 강하다. 옥수수의 깜부기병이나 진딧 물에 대한 피해는 잡종에서는 매우 드물며, 담배에서는 내한성이 강해진다. 

잡종강세 현상은 Ashby(1937)에 의하면 배시기에 이미 나타난다고 하였으며, 옥수수와 토마토의 배시기에 배가 벌써 양친식물보다 큰 것을 보았고, 잡종강세는 속간잡종에서 도 나타난다고 하였다. 

2) 잡종강세의 기구

잡종강세가 일어나는 원인에 대한 유전학적 해석은 아직 가설의 상태에 지나지 않는다. 잡종강세 원인을 설명하기 위하여 제창된 학설에는 ① 양친에서 전해지는 핵내 유전자 의 상호작용에 의한다는 설과 ② 세포질과 핵내 유전자의 양쪽물질의 작용에 의한다는 설명이 있다. 전자는 비대립 유전자의 잡종에 의한다는 생각과 대립유전자내의 작용에 의한다는 생각에서 설명하는 설이다. 

비대립 유전자간의 작용에 의한 설명에는 우성유전자 연관설, 유전자 작용의 상승효과 등이 있고, 대립유전자내의 작용에 의한다는 설명에는 이형(hetero)설, 복대립 유전자설, 초우성설 등이 있으며, 세포질과 핵내 유전자와의 양쪽물질의 작용에 의한다고하는 설 에는 kappert의 세포질 효과설 이 있다.

① 우성 유전자 연관설

우성유전자 연관설은 jones(1917)에 의한 설로서 대립관계가 없는 우성유전자가 F1에 모여 그들의 상호작용에 의하여 생활력이 왕성해진다는 설이다. 이 설에는 ⓐ 생활에 유리한 유전자는 우성, 불리한 유전자는 열성이고 ⓑ 생활력이나 생산성에 관여하는 유전자가 많이 있어서 일정한 염색체 위에 이들 우성유전자가 연관하고 있으며 ⓒ 양 친에서는 각각 다른 우성유전자와 열성유전자를 가지고 각각 일정한 생활력을 가지고 있지만 ⓓ 이것을 교잡하면 F1은 양친에서 비대립의 우성 유전자가 모여 그 결과 각 각 대립하는 열성유전자의 표현은 억제되고, 많은 우성유전자의 표현으로 생활력이 왕성해 진다고 한다. 이 설에 의하면 이론적으로는 우성 유전자만의 개체를 고정 시 

킬 수 있다고 보겠지만 실제로는 관여하는 유전자가 많고 교차와 같은 것도 생기기도 하여 F1과 같은 개체를 고정시킬 수 있는 가능성은 거의 없다.

② 유전자 작용의 상승효과

Power(1944)는 토마토의 자식계통간 교잡실험을 하여 토마토의 수량구성요소인 과실 의수와 중량은 양친의 평균보다 매우 떨어져 있는데도 불구하고, 수량은 양친의 어느 것 보다 많아 잡종강세 현상을 나타내었으므로 앞에서 말한 Jones의 설을 확대하여 유전자간에는 상가적 작용뿐만 아니라 상승적 효과가 일어날 경우 개개의 유전자는 부분적 우성이라도 이들 유전자의 상호작용에 의하여 나타나는 형질은 유전자가 상승 적으로 작용하여 잡종강세를 나타낸다고 한다. 

③ 이형 접합성 설

이형 접합성 설은 shull(1914)이 발표한 학설로서 대립유전자간 동형이 아니고 이형일 때에는 그 생리작용에 큰 자극을 받게 되므로 생물의 발육이 촉진된다는 설이다.

④ 복 대립 유전자 설

복 대립 유전자 설은East(1936)의 학설로서 우성이나 열성관계가 인정되지 않고 누적 적 효과를 나타내는 유전자가 복 대립 유전자이며, 이들이 각각 다른 어떤 생리적 영 향을 끼친다는 것이다. 이 복 대립 유전자가 이형일 때에는 각자는 독립적인 기능을 나타내는데, 이들 특정한 기능의 상승적 결과로서 표현형이 나타난다고 하였다.

⑤ 초 우성 설 (over dominance)

Hull(1946)은 Aa가 AA와 aa의 범위를 넘는 변이를 나타내는 경우 이것을 초우 성 이라고 하고, 초우성에 의하여 잡종강세가 일어난다고 하였다.

⑥ 세포질의 효과 

Kappert(1948)는 잡종강세에 대하여 세포질의 효과를 주장하였다. Whaley(1952)는 잡 종강세의 발현이 발아 후 수 시간 내에 일어나고, 이때의 유리한 조건이 그 후의 생 활력을 왕성하게 하는 것으로 제일먼저 효소계의 활성의 강세, 대사작용의 이행 및 전화, 저장물질 이용 등의 생리작용이 증대하고, 다음 계속해서 세포의 분화 활동이 일어난다. 한번 생장점의 활동이 일어나면 다음부터는 양분의 흡수량도 많아지고 세 포 원형질의 증가가 일어나 결과적으로 강세현상이 일어난다고 생각하였다.

Robin(1940)은 F1에 있어서 생리적 활동을 촉진하는 어떤 특수한 효소작용 또는 생 리 물질이 있다고 생각하고, 이들 물질은 F1에 있어서의 유전자간 또는 유전자와 세 포질 간의 상호작용에 의하여 생성되는 것이라고 생각하였다.

50. 신품종의 특성유지(육종p341) 

1) 품종의 퇴화 

신품종이 지니고 있는 우량한 특성을 유지하면서 그 종자를 증식하려면 품종이 퇴화하 는 원인을 밝히는 동시에 이에 대한 대책을 강구하여야 한다. 품종의 퇴화를 유전적인 퇴화, 생리적 퇴화, 병리적인 퇴화의 3가지로 대별할 수 있는데, 유전적인 퇴화로는 돌 연변이, 자연교잡, 이형 유전자형의 분리 등을 들 수 있고, 생리적인 퇴화로는 콩의 채 종을 밭에서 하는 것 보다 논에서 하는 것이 생산력이 우수한 경우와 같은 토양 적인 퇴화 등을 들 수 있으며, 병리적인 퇴화로는 감자의 바이러스 병에 의한 퇴화 등을 들 수 있다. 

① 돌연변이에 의한 퇴화 

자연 돌연변이의 발생율은 일반적으로 1개 유전자에 대하여 1세대당 10￣6～10￣5정 도라고 하는데, 이것은 생물의 종류와 형질 및 환경조건에 따라 다르다. 영양번식을 하는 작물에서 흔히 볼 수 있는 아조변이는 표현형에 의하여 용이하게 구별할 수 있 으므로 나쁜 것은 곧 제거할 수 있다. 자식성 작물에 생긴 돌연변이는 일반적으로 열 성화 되는 방향으로 일어나므로 열성동형(homo)으로 되지 않는 한 발견할 수 없는데, 이와 같은 것을 그대로 채종 하면 다음 대에 열성 동형과 열성이형(hetero)이 상당수 가 혼재하게 된다. 그러나 돌연변이에 의한 형질은 그 대부분이 적응성이 낮은 것이 보통이므로 세대를 거듭함에 따라 급속히 감소되며 결국에는 소실되어 버린다. 만일 다수성 등에 관여하는 폴리진계에 돌연변이가 일어났다고 하더라도 돌연변이를 일으 킨 유전자의 혼재율은 극히 낮아서 정상유전자가 소실하는데는 큰 영향을 끼치지 못 하게 된다. 

② 자연교잡에 의한 퇴화

자식성 작물에서 완전히 순계인 것은 개화전에 봉지를 씌워서 자연교잡을 방지하면 자연 돌연변이가 일어나지 않는 한 이것이 퇴화하는 일은 없다. 그러나 자식성 작물 이라도 자연포장에서는 어느 정도의 교잡이 이루어지게 되므로 유전자형이 혼입 하게 되는데, 혼입한 유전자형의 경합력이 클수록, 그리고 세대를 거듭할수록 그 비율이 점 차 증대되어 간다. 

타가수정을 하는 작물에서는 품종이라고 해도 실용상 지장이 없을 정도로 이형인 유 전자형이 섞여있는 집단으로서 실용형질에 대해서만 이형의 범위가 국한되어 있다. 따라서 부근에 다른 유전자형이 존재하면 이것들이 쉽게 품종 속으로 섞여 들어가게 되므로 이것을 막기 위하여 격리법을 응용하고 있다. 격리방법은 작물의 생식 양식에 따라 달라서 봉지를 씌우거나 망으로 둘러싸인 틀 속에서 채종하거나 산간, 도서와 같은 격리된 장소에서 채종하거나 하는 등의 여러 가지 방법이 강구되고 있다.

③ 근교약세에 의한 퇴화

타식성 작물에서는 근친 번식을 계속하면 근교약세에 의하여 품종의 능력이 저하되어 간다. 자식성 작물에서도 오랫동안 자식을 계속하면 자식약세를 나타내어 품종이 퇴 화되는 수가 있다. 육성연도가 다른 벼의 품종에 대하여 타주교잡에 의한 잡종강세를 본바 육성연도가 오래된 품종일수록 강하다는 사실을 보고하였는데, 연도가 오래된 품종은 장기간 자식을 되풀이하여 채종하여 왔기 때문에 자식약세를 나타내게 된 것 이라고 추정된다. 

④ 미동유전자 분리에 의한 퇴화

자식성 작물에서 교잡 육성된 신품종은 실용적인 순계로 되어 있다고 생각된다. 그러 나 수량 등에 관여하는 미동유전자는 이것이 교잡 후 상당한 후대까지도 반드시 동형 으로 되어 있다고 생각할 수 없다. 관여하는 유전자수가 많은 형질에서는 실용적으로 고정계통이라 하더라도 유전적으로는 고정되어 있지 않은 것으로 보아야할 것이다. 이들 이형인 유전자가 신품종의 유지 및 증식과정에서 분리하므로 결국은 1품종에 양 적 형질에 대하여 유전자형을 달리하는 몇 계통이 혼재 하게 되는 수가 있다. 그러므 로 도태여하에 따라 당초의 품종과는 전혀 다른 특성을 지닌 품종으로 되는 수도 있 다. 

⑤ 역 도태에 의한 퇴화

타가수정을 하는 작물에서 육성된 신품종이라 하더라도 1품종 속에 다른 유전자형을 가진 개체가 많이 들어 있으므로 채종조건의 여하에 따라 개체군 사이에 도태가 이루 어져 개체집단내의 유전자형이 특정한 방향으로 기울어지고, 그 결과 품종의 퇴화를 초래하는 일이 있다. 특히 양배추 등과 같이 재배목적으로 하는 수량이나 품질 등이 개화, 추대에 의하여 열악화 되는 작물에서는 채종 할 때 주의하지 않으면 퇴화하는 방향으로 도태를 받게된다. 예를 들면 어느 정도 감온상을 나타내는 십자화과 채소와 같은 겨울작물의 집단을 추파성이 불완전하게 소거될 정도의 저온에 놓아두었을 때 추파성 정도가 낮은 개체만이 추대, 개화, 결실하고, 추파성 정도가 높은 개체는 도태 되어 가므로 이와 같은 일이 몇 세대 되풀이되면 결국 그 품종집단의 특성이 매우 다 른 것으로 변화해 간다.

⑥ 기회적 변동에 의한 퇴화

타가수정을 하는 작물의 채종재배 때 재식 개체의 수가 적은 경우에는 기회적 변동에 의하여 특정한 유전형만이 채종 되므로 다음세대의 유전자형에는 일종의 편파적 현상 이 생겨 품종의 퇴화를 초래하게 된다.

⑦ 기계적 혼입에 의한 퇴화

파종, 이앙, 수확, 탈곡, 조제 등 여러 가지 작업을할 때 다른 품종의 종자가 기계적으 로 혼입 되는 수가 있는데, 이와 같은 원인에 의하여 퇴화되는 것은 세심한 주의를 기울이면 방지할 수 있다. 

⑧ 생리적 영향에 의한 퇴화

생육기나 결실기의 환경조건에 의하여 종자의 생리적 소질이 달라지고 이것이 다음세 대의 생육수량에 영향을 끼쳐 품종의 특성이 변한 것과 같은 결과를 초래하는 수가 있다. 예를 들면 동일품종이라도 오랫동안 재배할 경우 채종조건에 따라 종자의 충실 도에 차이가 생기고, 이것이 발아속도와 발아율에 영향을 끼치며 묘의 생육에까지 영 향을 끼치고, 그후의 환경조건이 수량에도 영향을 끼치게된다.

⑨ 병해의 발생에 의한 퇴화

감자를 비롯하여 튜립, 백합 등의 영양번식성 작물에서는 바이러스병의 발생으로 말 미암아 품종이 급속히 퇴화하는데, 이와 같은 퇴화를 방지하기 위하여 감자는 고랭지 채종, 백합은 실생 번식으로 번식시키는 것이 유리하다.

2) 퇴화방지와 종자갱신

품종퇴화는 일반적으로 앞에서 설명한 여러 가지 원인중 몇 가지가 종합되어 관여하기 때문에 나타나는 현상이므로 이것을 방지하려면 무엇보다도 그 원인이 되는 조건들을 제거해 주어야한다. 

타식성 작물은 물론 자식성 작물에서도 자가채종을 할 때에는 세대를 되풀이하는 동안 에 품종이 퇴화되어 가는데, 이것을 방지하려면 자식성 작물이라 하더라도 몇 해에 한 번씩 원종포나 채종포에서 채종된 정통적인 종자로 갱신해줄 필요가 있다. 이제까지 우 리 나라에서는 실시되어온 벼의 종자갱신 사업은 우량품종의 순도유지와 종자퇴화를 방 지 하는데, 그 목적을 두고 최소한 3년에 한번씩 순량(純良)한 종자와 교환하여 소위 갱 신을 해왔는데, 그 체계는 원원종답→원종답→채종답→일반농가의 순서로 되어있다. 한 도의 장려품종을 재배하기에 적합한 벼의 재배면적이 그 도의 전체재배면적의 80%에 해당할 때 이것을 80% 갱신이라고 한다. 채종답에서 생산되는 종자가 매년 갱신할 80%면적 전체의 파종량을 충족시킬 수 있을 때 이것을 매년갱신이라고 하고, 채종답에 서 생산되는 종자가 매년 40% 즉 2년에 걸쳐서 80% 면적의 파종량을 충족시킬 수 있 을 때 이것을 2년갱신 이라고한다. 갱신년수는 짧을수록 좋지만 일반적으로 3년 갱신을 철저히 하면 큰 지장이 없는 것으로 알려져 있다. 벼이외의 다른 중요작물에 대해서도 종자갱신이 필요하다. 콩과 같이 종자의 크기가 다음대의 생산력에 영향을 끼치는 작물 을 논에서 채종하면 종자가 커지므로 이와 같은 조건하에서 채종한 것을 이용하면 유리 하다. 

3) 특성유지 방법

농작물의 특성을 유지하기 위한 방법에는 다음과 같은 여러 가지 방법이 있다.

① 영양번식에 의한 보존재배

영양번식을 하는 작물에서는 영양번식에 의하여 보존재배를 하면 세포 돌연변이가 일 어나지 않는 한 종자 번식때 염려되는 교잡, 분리, 도태 등으로 인한 특성변화와 같은 것이 일어나지 않는다. 따라서 품종의 특성을 유지하기 위하여 본래 종자번식을 하는 것에 있어서도 영양번식에 의한 보존재배를 하는 수가 있다. 그 한 예로서 벼의 주 보존을 들 수 있는데, 이것은 겨울동안 온실에서 재배하여 포기의 영양번식을 꾀하는 방법이다. 타식성 작물, 특히 자가불화합성 작물의 유전자형을 제대로 보존하려면 영 양번식에 의하는 것이 가장 안전하다. 그러나 주 보존을 하는 경우에도 돌연변이나 바이러스 병 등에 의하여 퇴화가 일어나는 수가 있으므로 초기부터 여유 있게 보존해 둘 필요가 있다. 

② 격리재배

자연교잡에 의한 품종의 퇴화를 방지하기 위해서는 격리재배를 하는데, 격리방법에 따라 차단 격리법(봉지 씌우기 등), 거리 격리법(산간벽지나 도서지방), 시간 격리법 (불시재배 등) 등으로 나눈다. 차단 격리법은 봉지 씌우기, 망실, 망상과 같은 것으로 다른 꽃가루의 혼입을 차단하여 자연교잡을 방지하는 방법이다. 거리 격리법은 교잡 의 염려가 있는것과 멀리 떨어진 곳에서 재배하여 꽃가루의 혼입을 막는 방법인데, 주로 외딴섬, 임간 산중곡지 등에서 격리재배를 한다.

풍매 식물에서는 수꽃의 높이, 꽃가루의 분량, 바람의 강도 등에 따라 꽃가루의 비산 거리가 달라지므로 일율적으로 단정할 수 없는데, 옥수수에서는 40m의 거리에서 이 미 농후 교잡이 없어지며 10m를 넘어서면 실용적으로 지장이 없다고 보아도 무방하 다. 시간 격리법은 불시재배나 춘화처리에 의하여 개화기를 이동시켜 교잡되는 것을 피하는 방법이다. 

③ 원원종 재배

종자 번식작물에서는 그 특성을 유지하려면 원원종재배에 의하여 채종을 되풀이해 가 

는 방법을 취해야한다. 신품종을 육성한 시험장에서는 신품종으로 결정한 계통에서 일정수의 개체를 취하여 이것을 모본별로 1본씩을 한다음 계통별로 형태적 특성, 출 수기, 내병성 등과 같은 특성을 관찰조사하여 돌연변이나 자연교잡에 의하여 분리되 는 계통이 있을 때에는 이것을 도태해야한다. 이와 같이 하여 얻은 계통에 대하여 계 통선발을 하고, 선발계통에서 임의의 개체를 선발하여 다음해의 원원종으로 한다. 원 원종 재배를 할 때 도태한 계통과 다음해의 원원종종자를 제외한 개체는 모두 원원종 포용 종자로 한다.

④ 보통재배 채종법

농가에서 자가채종을 할 때 보통재배를 한 집단 중에서 발수(拔穗)등의 방법으로 품 종의 특성을 구비한 우량개체를 선발한 다음 이것을 혼합하여 다음대의 종자로 사용 하는 방법인데, 그 방법은 간단하지만 그 특성을 완전히 유지하기 곤란하다.

⑤ 종자저장에 의한 특성유지

작물의 유전자형을 그대로 유지하는데는 종자저장에 의해서도 보존된다. 온도와 습도 를 적당한 조건하에 두면 많은 종자를 발아력을 가진 상태로 장기간 저장할 수 있다.

51. 조합능력 검정법(육종p227)

잡종에 있어서 잡종강세현상이 일어나서 생산력이 높아지는 정도는 양친의 유전물질의 조 성에 의해서 정해진다. 즉 어느 품종 또는 계통이 교잡에 의하여 생산력이 높은 F1이 생 기도하고, 생산력이 낮은 F1이 생기기도 한다. 교배조합에 따라 F1이 잡종강세를 일으킬 수 있는 힘을 조합능력이라고 한다.

조합능력은 유전적인 것이므로 육종에 의하여 향상될 수 있다. 조합능력에는 일반 조합능 력과 특정조합 능력이 있다. 일반조합 능력은 어느 계통을 많은 검정용 계통과 교잡하여 생긴 F1의 잡종강세에 대한 교배친의 정도를 나타낸 것이고, 특정 조합능력은 어느 특정 한 계통간의 F1에서 나타내는 잡종강세의 정도이다. 우성 유전자 연관설로 설명되는 잡종 강세는 일반 조합능력에 관여하고, 대립유전자 내의 작용에 의하여 일어나는 잡종강세는 특정 조합의 유전자좌에 있어서의 초우성 현상과 같은 잡종강세의 검정에 관여하고 있는 것으로 생각된다.

1) 검정방법 

조합능력을 검정하는데 있어서 만일 양친이 나타내는 형질에서 그 조합능력을 추정할 수 있으면 F1을 만들 필요가 없고  매우 편리하다. Hayes와 Johson(1939)은 옥수수에 서. power(1944)는 토마토에 대하여 양친이 나타내는 형질과 조합능력과의 상관관계를 구하는 방법을 시도하였지만 성과를 거두지 못하고 결국 양친의 조합능력은 교잡한 F1 의 능력에서 추정하는 방법 외에는 다른 확실한 방법이 없으므로 현재 다음과 같은 방 법으로 검정되고 있다.

① 단 교잡 검정법(single- cross test)

단 교잡 검정법은 검정하려고 하는 계통을 다른 특정한 계통과 교잡하여 F1의 능력 

을 판정하는 방법으로 특정 조합능력의 검정에 이용된다.

② 톱 교잡 검정법(top- cross test)

미리 몇 개의 품종 또는 계통을 검정품종(계통), 즉 tester로 준비해두고 검정하려고 하는 계통을 이들 모두와 교잡하여 F1을 만들고 그 각각의 생산력 평균치를 가지고 그 계통의 조합능력을 검정하는 것을 톱 교잡 검정법이라고 한다. 이것은 일반조합 능력검정에 이용된다.

③ 다 교잡 검정법(poly- cross test)

영양번식성 작물의 일반조합 능력을 검정하는데는 다 교잡 검정법이 이용된다. 검정 하려 하는 영양계(clone)를 격리 재배하여 그 주위에 특정품종 또는 몇 개의 계통을 혼합해 심어두고 방임수분으로 결실 시켜 영양계마다 다음대의 능력을 검정한다. 이 때 자가 임성의 정도, 개화기의 차이, 배우자의 생존력 차이, 교잡 화합성의 정도 등 에 따라 다음대의 유전자 구성은 다소 변이를 하지만, 다 교잡으로 얻은 잡종집단의 생산력에 의하여 비교된 양친의 영양계의 조합능력은 Tysdal과Crandall(1948)의 엘펠 퍼 등에서 조사한 바에 의하면 수량, 내한성, 내병성, 내충성 등에 대해서는 단교잡 등의 방법으로 검정된 결과와 잘 일치되었다. 이 방법은 단 교잡검정에 비하여 시간, 노력, 경비가 절약되고 검정용 종자를 많이 얻을 수 있는 이점이 있다. 또 이 검정에 서 능력이 높다고 추정된 영양계의 다음 대는 그대로 합성품종으로 이용해 나갈 수 있기 때문에 편리하다. 조합능력을 검정하는 경우 환경에 의한 오차를 될 수 있는 한 적게 하여 유전자형 특히 조합능력을 추정하는 방법으로 생물통계학적 수단이 취해지 고 있는데, 그 방법으로서 이면 교잡법이 있다. 특히 F1에 있어서의 일반조합 능력과 특정조합 능력을 통계학적으로 추정하는 방법에 이면 교잡법에 의한 검정이 적용된 다. 자가수정을 하는 식물에서는 F1이 우수한 능력을 나타내는 조합이라도 그 후의 고정계통에서 반드시 능력이 높은 것이 나온다고 할 수 없으므로 이 값을 그대로 교 배친을 결정하는데 이용할 수 없다.

2) 검정시기

교잡법에 의하여 조합능력을 판정할 경우 근친교배의 과정에서 어느 시기에 검정하는 것이 타당한가에 대해서도 많은 연구가 있다. Jenkins(1935), Sprague(1939), Sprague와 Bryan(1941)등은 S0(근계교배가 시작되는 세대)개체를 톱(top)교배하여 그 능력을 검정 하고, 초기에 엄밀하게 선발하여 노력을 절약하는 것이 좋다고 하였으며, Richey(1945), Singleton과 Nelson(1945)등은 조합능력은 세대가 진전해감에 따라 변화되므로 초기의 검정보다는 S₃～S₄이후에 가서 검정하는 것이 효과적이라고 생각하였다. 산기(山 寄)(1954)는 S₃～ S₄까지는 자식계통의 생산력, 내병성, 도복성 등의 조합능력과 높은 상관이 있는 형질과 불량형질의 분리 등에 의하여 선발을 계속하고, S₃～S₄에서 톱 교배로 일반조합 능력을 검정하여 S5이후가 된 후 계통간 교잡에 의하여 우량조합을 결정하는 것이 좋다고 하였다(松龜.1959)

52. 잡종강세 육종법(육종p231)

heterosis에 의한 잡종강세 현상을 이용할 목적으로 하는 육종법을 잡종강세 육종법 또는 잡종육종법(hybrid breeding)이라고 한다. 여기에는 조합능력의 검정에 의한 방법과 조합 능력의 개량을 목적으로 하는 방법으로 나눌 수 있다. 전자에는 품종에 의한 1대잡종 품 종 육종법, 근교계에 의한 1대잡종계통 육종법, 계통과 품종간의 교잡에 의한 톱 교잡 육 종법이 있고, 후자 즉 조합능력의 개량을 목적으로 하는 육종법에는 누적 선발법, 순환선 발법 상호 순환선발법, 집중개량법 등이 있다.

1) 조합능력 검정 육종법

① 1대잡종품종 육종법

자식성 작물의 품종은 대부분의 경우 순계가 되어 있으므로 그대로 품종간 교잡을하 여 F1을 만든다. 같은 작물의 종류 중에도 생태형이 다른 품종간 교잡에서는 현저한 잡종강세를 나타내는 것이 있다. 그러나 자식성 작물에서는 F1종자를 얻기 위해서는 인공교배를 해야 하므로 담배, 토마토와 같이 교배하기 쉽고 많은 종자를 얻을 수 있 는 작물이나 웅성불임 개체를 모본으로 하여 자연교잡을 시켜 쉽게 F1종자를 얻을 수 있는 작물이어야 이 방법을 적용할 수 있다.

타식성 작물이나 동물에 있어서 초기에는 품종간 교잡에 의한 F1을 이용하였지만 앞 에서 말한바와 같이 타식성 작물에서는 품종내의 유전자형이 복잡하므로 F1이 고르 지 않고  조합능력도 높지 않으므로 점차 근교계(inbred line)를 이용하게 되었다.

② 1대잡종계통 육종법 

자식 또는 근계교배의 조합능력이 높은 유전자형을 가진 근교계를 만들어 그들간의 교잡에 의하여 F1을 만들어 이 잡종강세를 이용하는 방법이다. 조합능력이 높은 근교 계가 육성되면 이들을 다음과 같은 방법으로 조합하여 교잡한다. 교잡하여 얻은 F1의 생산력이 높은 조합의 근교계를 양친으로 유지하여  항상 이들 사이의 교잡종자를 만 들어 농가에 배부하여 실제 재배에 제공한다.

㉠ 단 교잡(single cross)

A, B, C, D를 근교계라고 하면 A×B, C×D와 같이 2개의 근교계 사이에 잡종을 만드는 방법이다. 교잡에 사용하는 계통은 같은 품종 또는 집단에서 유래하는 수도 있고, 또 다른 품종에서 유래하는 수도 있지만, 일반적으로 후자의 경우에 우량조합 을 얻을 수 있을 경우가 많다. 단 교잡은 관여하는 계통이 2개뿐이므로 우량조합의 선택이 쉽고, 잡종강세의 발현도 현저할 뿐만 아니라 각 형질이 고르고 불량형질이 나타나는 경우도 적다. 그러므로 이 방법은 배추나 가공용 옥수수와 같이 품질의 균일성을 중요시하는 것에 적용되는 방법이다. 그러나 이 방법은 양친으로서 생육 이 빈약한 근계를 직접 사용하기 때문에 F1종자의 생산량이 적고 그 종자의 발아 력도 약한 결점을 가지고 있으므로 대량의 종자를 필요로 할 경우에는 적당한 방법 이라고 할 수 없다.

㉡ 복 교잡(double cross)

(A×B)×(C×D)와 같이 2개의 단 교잡사이의 잡종을 만드는 방법이다. 복 교잡에 서는 품질이 단 교잡의 경우보다 고르지 못한 결점은 있지만 종자의 생산이나 생육 이 왕성한 단 교잡에 의하여 일어나므로 채종량이 많고 잡종강세도 잘 표현된다. 사료 작물과 같이 개개의 식물체는 고르지 않더라도 수량만 많으면 되는 작물에 적 용된다. 일반적으로 동일 품종에서 유래한 원연의 근교계의 F1과 다른 품종에서 유 

래한 근교계의 F1과의 복 교잡에 의하는 것이 우수할 때가 많다. 몇 개의 근교계 중에서 어떤 4계통을 선택하여 조합하는 것이 능력이 높은 것이냐 하는 것을 단 교 잡의 경우보다 곤란하다. 복 교잡의 경우에 있어서 능력을 예측하는 방법에는 다음 과 같은 여러 가지 방법이 있다.

1. 복 교잡에 사용되는 4계통간의 모든 조합의 단 교잡의 능력 평균치 즉 1/6<(A ×B + (A×C) + (A×D) + (B×C) + (B×D) + (C×D)>의 값이 높은 것을 선 택하여 거기에 해당하는 A,B,C,D의 4계통을 선발한다.

2. 1/4<(A×C) + (A×D) + (B×C) + (B×D)>즉 복 교잡을 만들 예정인 단 교잡 의 능력 평균치를 가지고 추정한다.

3. A,B,C,D에 대하여 모든 계통간에 단 교잡을 만들어 A의 일반조합 능력은

a = (1/n- 1) <(A×B)+(A×C)+(A×D)......(A×N)>(단, N은 공시계통수를 나타 냄)으로 B의 일반조합 능력은 b = (1/n- 1) <(B×A)+(B×C)+(B×D)+...(B×N) 으로 C의 일반조합 능력은 c = (1/n- 1) <(C×A)+(C×B)+..(C×N)으로 D의 일 반조합 능력은  d = (1/n- 1) <(D×1)+(D×B)+...(D×N)으로 하여 복 교잡의 능 력은 (a+b+c+d)/4의 값을 가지고 추정한다.

4. V을 검정품종으로 하고 톱 교잡에 의하여 1/4<(A×V)+(B×V)+(C×V)+(D× V)>의 값으로 추정한다.

㉢ 3계 교잡(three way cross)

(A×B)×C와 같이 단 교잡과 다른 근교계와의 잡종이 3계교잡이며, 우량조합을 선 정하는 데나 육종 면에서의 가치가 단 교잡과 복 교잡의 중간 정도이다. 잡종종자 의 생산에는 단 교잡을 모본으로 하고 계통을 부본으로 하는 것이 유리하다.

㉣ 다계 교배(multiple cross)

〔(A×B)×(C×D)〕×〔(E×F)×(G×H)〕또는(A×B)×(C×D)×(F×G)×(H×I)와 같이 많은 계통간의 잡종을 만드는 방법이 다계 교잡이다. 일반적으로 2개의 복 교잡간의 잡종을 이용하는 방법과 다수계통의 종자를 격리포장에서 혼합파종하여 수년간 자유교잡을 시켜 채종한 것 또는 복 교잡을 같이 하여 격리포장에서 수년 간 자유교배 시킨 것을 가지고 잡종을 만드는 방법인데 후자의 경우가 유리하다. 다계 교잡은 복 교잡보다 일반적으로 생산력이 낮지만 채종조작은 모두 품종간 교 잡의 경우와 같이 하므로 복 교잡보다 매우 용이하다.

㉤ 합성품종(synthetic variety)

합성품종이란 조합능력이 우수한 몇 개의 근교계를 혼합하여 방임수분으로 서로 자유로이 교잡시키면서 하나의 집단으로 유지해 나가는 것을 말한다.

집단선발에 의하여 육성된 품종과 닮았지만 집단선발에서는 선발개체의 조합능력 을 검정하지 않고 그냥 혼합한다. 그러나 합성품종에서는 조합능력을 검정하여 그 능력이 우수한 근교계를 혼합하는 것이 다르다. 합성품종은 A×B×C×...n과 같이 많은 계통을 혼합하여 몇 년 동안 방임수분을 시키거나 또는 다계교잡을 격리포장 에서 자유 교배시켜  집단선발법에 의하여 몇해 채종을 계속하여 얻은 것을 말하 므로 단교잡과 복 교잡에 의한 F1에 비하면 생산력은 다소 떨어지지만 근교계를 얻은 후부터는 방임수분에 의하여 격리 채종을 하는 것이므로 노력과 경비가 절감 되고 기술적인 문제도 쉽게 해결된다. 목초류 등에는 이 방법이 일반적으로 적용 되어 왔다. 

③ 톱 교잡 육종법(top cross ; inbred- varity cross)

조합검정에서 톱 교잡을 하였을 때 우량한 성적을 나타내는 잡종은 그대로 실제 재배 에 제공한다. 이 방법에 의하면 우량조합의 선정과 잡종종자의 생산은 용이하지만 잡 종의 생산력은 단교잡, 복교잡, 3계교잡 등에 비하여 뒤떨어진다.

2) 조합능력 개량 육종법

잡종강세를 이용하는 육종에서는 조합능력이 높은 양친을 선발하여 F1을 만드는 것이 중요한 내용이다. 타가수정을 하는 작물의 품종에서는 많은 유전자형이 섞여 있으므로 조합능력은 개체에 따라 다르고 이것을 그대로 양친으로 사용하여 F1을 만들어도 F1이 고르지 않고 생산력도 다르다. 그러므로 품종 중에서 조합능력이 높은 개체를 선발하여 근 교계를 만들어 그것을 양친으로 하면 F1이 고르다. 표현형을 보고 선발한 개체는 조 합능력을 알 수 없으므로 반드시 잡종을 만들어 조합능력을 검정하여 선발할 필요가 있 다. 매 세대마다 조합능력을 검정할 수 없으므로 자식 제3～4세대까지는 자식계통의 생 육상태, 내병성, 도복성 등 비교적 선택하기 쉬운 형질에 대하여 선발하고 S3～S4에 가 서는 톱교잡에 의하여 일반조합 능력을 검정하고 S5이하에서 계통간 교잡에 의하여 우 량조합을 결정한다. 근 교계를 선택하여 조합능력을 높이는 데에는 다음과 같은 방법 이 있다. 

① 누적 선발법(cumulative selection)

누적 선발법이란 자식초기에 있어서의 계통선발과 S3～S4이후에 있어서는 톱교배 및 계통간의 교잡에 의한 검정을 거친 우량계통간 교잡에서 얻은 집단 중에서 다시 근교 교배에 의하여 2차적으로 우량계통을 육성하는 방법을 말한다. 즉 선발과 교잡을 반 복하면서 조합능력을 누적해 가는 방법이다.

② 순환 선발법(recurrent selection)

순환 선발법이란 조기 검정을 응용하여 단기간에 순환적으로 계통의 조합능력을 높이 는 방법으로 3년을 1기간으로 한다. 먼저 집단 속에서 많은 개체를 자식 시킴과 동시 에 검정용 계통에 교잡하고, 제2년째에는 이 잡종의 생산력을 비교하여 그 결과에 따 라 우량 자식개체(S1)를 선발하고, 이것을 제3년째에는 1수1렬씩 재배하여 계통 상호 간에 많은 교잡을 한다. 이와 같이 하여 얻어진 잡종종자를 기초로 하여 같은 조작을 반복한다. 따라서 이것은 검정계통에 대하여 특정 조합능력이 높은 것을 육성하는 것 이 되므로 선발계통간의 상호 교잡종자와 검정용 계통은 증식용 잡종종자 생산용의 양친으로 사용할 수 있다. 

③ 상호 순환 선발법

2개의 품종 또는 복 교잡을 A,B의 기본 집단으로 하고, A집단에서 많은 개체(200정 도)를 선발하여 이것을 부본(父本)으로하고, B집단에서 임의로 선택한 4～5개체마다 교잡시키는 동시에 자가수분을 시켜 제2년째에는 F1의 능력검정을 하여 조합능력이 높은 우량자식계통을 선발한다. 제3년째에는 이들간에 교잡한다. 이와 같은 조작을 B 집단에도 실시하고, 제4년째 이후는 지난해에 만든 교잡종자를 또 A,B의 2집단으로 하여 이와 같은 조작을 반복하면서 조합능력을 차차 높여가는 방법이 상호순환 선발 법이다. 

④ 집중 개량법(convergent improvement)

유용한 우량유전자를 여교잡 법으로 모아 생활력이 강한 자식계를 만드는 것이 집중 개량법이다. 먼저 잡종강세를 현저하게 나타내는 2계통을 교잡하여 여기에 한쪽친을 

연속적으로 여교잡하는 것이지만 이 과정에서는 항상 생육이 왕성하고 생산력이 높은 가급적이면 1회친의 우량특성을 지니는 계통을 선발하도록 한다. 몇 번에 걸쳐 여교 잡을 시킨 후 자식과 선발에 의하여 고정계통을 만드는 것이지만 이와 같이 하여 만 든 계통은 반복친의 특성에 1회친의 일부 우량한 특성이 가해진 것으로 반복친보다 생육이 왕성하고 또한 생산력이 높은 것이다. 이와 같이 하여 만든 계통을 재생계통 이라고 한다. 이 조작을 양쪽계통의 양친에 동일한 조작을 반복하는데, 이와 같이 몇 번 되풀이해 줌으로서 나중에는 양 계통이 그들간의 잡종과 같은 강세를 나타낼 것으 로 기대된다.

복 집중 개량법은 우수한 3개의 자식계통A,B,C를 가지고, A를 반복친으로 하고 B와 C를 각각 1회친으로 하여 2종류의 재생계통을 만들며, 그 잡종은 1회친을 같이하는 재생계통간의 잡종보다 수량이 많을 것이라고 생각하여 시행하는 방법이다. 이상과 같이 잡종강세 육종법은 잡종강세성 을 이용하는 육종법으로 종래에는 주로 타식성 작물에 적용되어 왔지만 근래에는 자식성 작물에도 적용되고 있으며, 이에 대한 연구 또는 활발하다.

3) 영양번식성 작물의 잡종육종법

영양번식성 작물에 있어서 잡종강세를 나타내는 F1은 그대로 영양번식을 할 수 있으므 로 매우 유리하다. 각지에서 재래종을 모아 그 중에서 우량모본을 선택하여 각각 집단 을 달리하는 모본간에 F1을 만들어 생산력 및 기타 중요 형질에 대한 비교를 하고 조 합능력을 검정한다. 조합능력의 검정은 그대로 우량품종의 육성이 되는 셈이다. 그러나 일반적으로 이형성 이고, 현저한 잡종강세를 기대할 수 없으므로 자식시켜 열악한 유전 자를 재거하고 그 중에서 잡종을 만들면 우수한 조합이 기대된다. 영양번식을 하는 식 물에서는 일반적으로 자가불화합성인 것이 많으므로 자식 시키려면 인위 돌연변이에 의 하여 자가 화합성으로 만들거나 어떤 방법에 의하여 위 화합성으로 만들 필요가 있다. 그러나 어떤 방법에 의해서도 자식 시킬 수 없는 것은 다른 품종과 교잡하여 그 유전자 형을 추정할 필요가 있다. 한편 세대가 짧은 식물에서는 자식이나 근계교잡에 의하여 조합능력이 높은 계통을 만드는 방법도 강구되고 있다.

53. 시판용 주요채소의 채종법(종.생)

1) 배추

① 결구 모본채종

원종이나 원원종 채종시에는 결구모본 채종에 의한다. 청과재배와 동일하게 재배하여 완전히 결구 시킨 다음 모든 형질에서 우수한 것을 선발하여야한다. 그러나 결구를 함에 따라 노화가 진전되고 고온, 저온, 병해에 약하고 월하(越夏)나 월동이 곤란하게 된다. 더욱이 유효한 화지수, 화수, 결실 등이 저하하기 때문에 대량 채종에는 이용 되지 않는다. 때로는 이식하지 않고 노지에서 월동시키기도 하나 집단선발을 하여야 하기 때문에 자연히 이식을 하게된다. 월동 저장 후 봄에 재식거리90×60Cm로 정식 한다. 정식 후 +字로 절개하지 않고 심부와 외엽만을 남기고 결구부분을 제거한다. 

그리고 외엽은 이른봄 서리의 피해를 막아준다. 정식후 노엽은 제거한다.

② 이식채종

이식재배는 특히 1대잡종 채종시 많이 이용하는데, 우리나라 남부지방에서는 9월28 일～ 10월5일에 파종하고 육묘일수 40～50일에 정식한다. 정식묘는 12～13매의 큰 묘 가 적당하다. 너무 작은 묘를 월동시키면 고사개체가 많이 나타나고 너무 큰 묘를 정 식하면 노화되어 채종능력이 떨어진다. 정식기는 평균기온이 4～5℃가 되는 시기로부 터 1개월 이상 앞서 정식함이 적당하다. 대개 10월30일～11월10일경이 된다. 파종기도 이것에 의하여 결정되는 것이다. 정식기가 늦으면 겨울까지에 충분한 근계가 형성되 지 못하여 춘기의 생장량이 저하하고 채종량이 감소하기 때문이다. 10a당 묘상은 0.7a, 종자는 0.1ℓ이다. 파종15일전에 묘상 10a당 질소, 인산을 각각2.3Kg, 가리는 1.2Kg을 전층에 시비하고 묘상을 만든다. 그리고 폭(幅)1m인 경우는 3조로하고 9～ 12Cm간격으로 조파나 점파한다. 육묘중에 솎음을 조기에 실시하여 주간(株間)을 넓 혀 충분한 광선을 받게한다. 포기 밑은 약간 높게 하여 얕게 심으며 통기 및 복사열 에 의한 지온의 상승을 기한다. 겨울에는 북을 주거나 멀칭으로 동결을 방지한다. 월 동기까지는 근군의 발달에 주안점을 두고 지상부의 과대생장은 피하여야 한다. 봄에 는 관수, 시비, 중경 등을 철저히 하여준다. 특히 이시기의 질소시비는 주(株)의 생장 에 효과적이며 추대, 개화시의 주의 생육상태가 거의 채종량과 일치하게 되는 것이다. 

이렇게 되면 자연 개화가 늦어지는데 개화가 늦어지면 이른봄의 한파를 피하는데 효 과가 있는 것이다. 추대가 20Cm정도 진전되면 가볍게 생장점을 적심하여 강하고 균 일한 측지의 발생을 도와주며 개화 전에는 충분히 북을 주어 도복을 막아준다.

③ 흥농종묘에서는 9월28일～10월5일경 파종 육묘하여 10월30일～11월10일경에 재식거 리 60×35Cm 심고 있다. 혼식비율은 1:1또는 1:2로하고 있다. 그런데 배추의1대 잡종 채종에서는 양친계통의 혼식율이나 혼식방법의 적부는 F1출현율이나 채종량에 크게 영향을 미치는 것이다. 이것은 양친으로 되는 불화합 계통의 위임의 특성이나 종자 생산력이 같지 않기 때문이다. 따라서 F1출현율을 높이기 위해서는 양친계통의 위임 성에 따라 혼식율이나 혼식방법을 달리해야 한다.

2) 무 

① 이식채종

이식 채종 방법이 우리나라에서는 1대잡종 채종시에 쓰이고 있다. 흥농종묘에서는 파 종기는 9월25～9월30일 인데, 너무 이르면 묘가 노화되어 나쁘고 너무 늦으면 묘가 작아 결주가 많아진다. 정식은 남부지방은 11월10일경, 중부지방은 3월15일경에 실시 한다. 10a당 묘판 1～3a이며 원종0.3ℓ가 요하며, 질 이 좋은 상(床)을 사용하고 무가 생육이 좋게 하기 위하여 높게 만든다. 약 20Cm간격으로 수립씩 점파한다. 묘판은 1a당 질소, 인산을 각각2Kg, 가리1Kg을 미리 시비하여 준다. 발아가 되면 2～3회 솎 음 작업을 실시하여 60～70일의 육묘로 엽수에 비하여 잎이 작은 것, 근 직경 4～ 5Cm의 묘를 키운다. 무 잎의 형태와 근부와는 일정한 관계가 있으므로 품종특성을 고려한 솎음작업을 철저히 하여야 한다.

무의 엽신 비대는 엽의 증가가 감퇴할 때 시작되며 처음은 장축방향으로 그 뒤에는 횡축방향으로 비대가 된다. 그리고 비대근의 크기는 정돈기(停頓期)의 잎의 량에 비례 한다. 따라서 육묘시 정도가 지나치지 않는 한도에서 건조하게 해주고 거름이 일찍 

떨어지게 하여 육묘 후기에 잎의 증가를 억제하면 적은 상태나마 그 품종 본래의 특 성에 가까운 소묘로 양성할 수 있어 불량개체의 도태가 용이하게 된다. 이와 같은 묘 는 정식 후의 발근력이 비교적 강하면서 노화의 우려가 적다. 정식거리는 0.8×1.3～ 0.5n가 기준이다. 선발한 묘는 근단을 자르고 같은 굵기의 것을 골라 대나무 쪽으로 비슷하게 구멍을 뚫고 그곳에 근신을 넣고 위로부터 흙을 밞아 밀착시킨다. 둥근 말 뚝으로 구멍을 만들면 흙이 굳어져서 근신과 밀착되지 못하여 활착이 불량하고 그 뒤 의 생육도 부진하게 된다.

② 단교잡에 의한 1대잡종 채종

흥농종묘에서는 자가불화합성이면서 상호 화합인 것을 9월25～30일 사이에 파종하고 남부지방에서는 11월 10일경, 중부지방에서는 익년 3월15일경에 2계통을 1:1의 비율로 정식한다. 정식거리는 60×30Cm로 밀식하여 도복을 피하게 한다. 파종기는 계통을 같게 함이 원칙이나 개화기에 차이가 생기면 내혼계가 많으므로 파종기의 변경, 적 심, GA살포 등에 의하여 개화기를 조절하여야 한다. 특히 가을무와 봄무, 사철무 간 에는 개화기에 상당한 차이가 생기므로 조절의 필요성이 크다. 예를 들면 다음과 같 다. 근년 서울 봄 무와 사철 무를 이용한 봄무(대형봄 무)가 새로 육성되어 널리 보급 되고 있으나, 서울 봄 무는 저온에 민감하여 추대 개화가 빠른데 비하여 사철 무는 대단히 둔감하여 늦기 때문에 파종기가 같을 경우에는 개화기가 일치하지 않아 잡종 율과 채종량이 심하게 떨어지고 있다. 실제 채종에 있어 파종기를 달리하여 개화기를 일치시키고 있으나 완전히 일치시키기 어려워서 작업상 번거러움이 있다. 따라서 식 물 생장조절제 사용으로 사철 무의 개화를 촉진시키고 서울봄 무의 개화를 억제시키 는 방법이 구명되고 있다. 추대촉진 및 개화촉진에도 GA100ppm3회 처리가 효과적이 어서 8일간의 촉진효과가 나타난다. GA처리시기는 생육단계에 따라 다른데 종자처리 와 육묘 말기 처리에서 효과가 상당히 크다. 

3) 양배추

① 결구 모 본 채종 

원종채종에 이용되는 채종양식이다. 결구한 개체로부터 채종하는 것으로서 청과재배 를 하고 여기서 집단선발을 하여야 하기 때문에 결구된 것이 대상이 되는 것이다. 청 과 재배를 하고 여기에서 채종용 모본을 선발하는 것은 유전적 소질을 높이기 위한 것이다. 그러나 결구상태가 되면 노화가 진전되고 고온, 저온, 병해에 약하며 여름이 나 겨울을 넘기기 어렵다. 유효 화지수, 유효화수, 결실 등이 떨어지므로 대량 채종재 배에서는 이용이 곤란하다. 

② 불결구 모본채종

시판용 종자의 채종에 이용되는 방법이다. 월동력이 강하여 채종이 가장 용이하며 채 종량도 많으며 채종 불가능지역의 범위도 대단히 넓다. 그러나 정확한 모본 선발을 할 수 없으므로 종자의 품위가 떨어짐이 보통이다. 따라서 유전적 소질을 높이기 위 해서는 순도가 높은 원종을 사용하여야한다. 우리나라의 남부지방에서는 7월하순～8 월상순에 파종하여 9월 중순～9월 하순에 정식하여 월동시켜서 불결구상태로 채종한 다. 2년차 채종 방법이다. 

4) 양파

◉ 혼식 자연수분에 의한 1대잡종 량산

불임계 모본의 채종은 망실내에서 A line 모구(Smsms)와 B line모구(Nmsms)를 혼 

식해서 채종한다. 이렇게 하여 얻어진 불임계 원종의 모구와 타품종의 모구와 혼식해 서 1대잡종을 채종한다. 이 경우 부본의 화분량, 매개곤충의 수 등에 의해서 4열:1열 혹은 8열:2열로 하는 것이 보통이다. 흥농종묘에서는 8월 하순～9월 상순에 파종하여 익년 6월에 종구를 굴취한다. 그리고 이것을 10월 하순～11월 상순에 45×30Cm간격 으로 정식 하되 불임주 3:화분주 1의 비율로 혼식하여 1대잡종을 채종 하고 있다. 

5) 당근

채종을 위한 당근의 인공교배는 실용적으로 불리하기 때문에 자연교잡에 의해F1 종자 를 채종한다. 그 채종 방법에는 두 가지가 있다. 

① 혼식하여 자연교잡으로 F1종자 채종

예로 등색 품종을 자색품종의 주위에 재식하면 자연교잡이 이루어지는데 자식은 0～ 2.5%가 되고 F1종자는 95%이상이 된다. 다른 조합에 관해서는 밝혀지지 않았다.

② 웅성 불임성의 이용 

당근 웅성 불임주의 종자형성은 제1차 분지의 채종량이 46.5～55.8g으로 가장 많았고 발아율도 82%로 정상이었다. 따라서 채종시 주경과 제1차 분지를 이용한 채종이 기 대된다. 단F1 채종을 하기 위해서는 능율적인 조합의 검토와 웅성불임주의 능률적 증 식방법 등은 금후 검토되어야할 문제이다. 흥농 종묘에서는 8월중순에 파종하여 월동 시키고 개화기에는 75×40Cm주간(株間)을 갖게한다. 웅성불임주와 화분친의 비율은 2:1로 되게하고 방임하여F1 종자를 채종하고 있다.

6) 고추

고추의 웅성불임성은 Martin(1951)의해서 발견되었다. 피망의 유전적 웅성불임성에는 양파와 똑같은 세포질이 관여한다고 하였다. 다만 양파와 달라서 고추는 이용부분이 생 식 기관이기 때문에 F1 세대에서의 임성이 정상이 아니면 이 특성을 채종에 이용할 수 없다. 웅성불임성 이용에 의한 1대잡종 채종에 관한 유전자 구성을 보면 모계로 이용될 웅성불임주(A line)는 Smsms이어야 하며, 이것의 유지를 위한 정상주(B line)은 Nmsms이어야한다. 그리고 이와 같이 하여 유지된 웅성불임주에 교배하게될 품종의 유 전자구성(C line)은 NMSMS이거나 NSMSMS이어야 한다. 그이유는 C line의 핵내인자 가 MSms 또는msms이면 F1의 개화시 화분의 임성이 불량하여 착과가 어려워지기 때 문이다. 그러나 웅성불임인자는 일율적인 것만은 아니다. 예를 들면 각각 다른 두 가지 의 고추 웅성불임인 peteson계의 MS1과 흥농농장계의MS2를 이용하여 고추 웅성불임 성에 관한 유전학적 조사를한 결과 peteson계의 웅성불임성MS1은 세포질형 S1과 핵내 유전자 ms1의 homo인 S1ms1ms1일 때 웅성불임되고 흥농 농장계 MS2는 세포질형 S2 와 핵내 유전자 ms2의 homo인 s2ms2ms2일 때 웅성불임이 된다. 또한 peteson계의 세 포질형 s1과 핵내유전자 ms1ms2인 s1ms1ms2일때도 웅성불임이되나 흥농 농장계MS 2 의 세포질형 S2와 핵내 유전자 ms1ms2인 s2ms2ms2일때는 가임이 된다.

흥농종묘에서는 F1채종시 2월상,중순에 파종하여 5월상, 중순에 75×45Cm로 정식하는 데 화분주의 비율은 25%로 하고 있다. 웅성불임주의 작출에는 제웅제의 이용도 연구되 고 있다. 예를 들면 2염화 푸로피온산소다(DCIB)가 개발되어 FW450으로 부르고 있다. DCIB의 0.1～0.3% 수용액을 엽면 살포하면 15일 후 경에 핀 꽃이 웅예가 황변하여 개 약이 현저하게 늦어 일종의 기능적 웅성불임 현상을 나타낸다. 그러나 농도가 높으면 경엽과 자예에 약해가 나타나기도 하고 농도가 낮으면 개약의 억제효과가 없는 등 실용 화에 문제가 남아있다. 약의 열 개가 완전히 억제된 꽃에 화주의 굴곡, 자방의 비대 등 

의 이상이 나타났으나 약에는 영향이 없었다고 한다. 제웅 효과는 2주후부터 나타났고, 그후 점차 감소하였고 약의 열 개만 억제되고 화분립은 정상적이었다고 한다.

7) 오이

인공교배법과 자연교배법으로 나눈다. 오이는 자웅이화로서 꽃도 크며 교배작업이 용이 하며, 1과당 종자수도 비교적 많기 때문에 인공교배법이 보급되고 있다. 모주가 특히 강 절성으로 아주 빨리 연속자화절의 계통인 경우는 부주는 1주일 정도 늦게 파종하여 고 온 육묘로서 웅화 분화를 촉진시켜야 한다. 한편 만생계통을 모주로 하는 경우는 초기 의 화분 부족으로 모주의 착과 절위가 높아져야 하기 때문에  감수를 초래 하므로 화분 주를 몇일 빨리 파종하여 생육시키는 것이 좋다. 실용적인 교배시각은 개약후 3～4시간 에 한하기 때문에 교배능력은 한사람이 하루 오전에 250～300화가 한도이며 1일 2a정도 (60평)교배할 수 있다. 

자연교배법은 격리포장에서 부모주(父母株)를 혼식하고 모주의 웅화를 화뢰시 제거하고 충매에 의해서 수분시킨다. 양친의 혼식율은 기상조건과 부주의 웅화의 다소, 곤충의 다 소 등을 고려하여 결정해야하나 일반적으로 모주 3열에 부주 1열의 혼식이 적당하다. 흥농종묘에서는 4월상,중순에 파종하여 5월상,중순에 75×30Cm로 정식하며 화분용주는 20%을 혼식하는 것을 기준으로 하고 있다. 화분주는 청과로서 출하하지만 실용성인 품 종이면 고정종으로 채종 하여도 좋다. 모주에 자성계나 연속자성절을 발현하는 계통을 사용하면 제웅노력이 아주 적으며 교배도 확실하다. 비절성(飛節成)으로 시종하는 계통 의 경우는 교배기간중의 제웅과 제웅중지 후의 개화한 자화의 제웅도 세심히 주의할 필 요가 있다. 그러므로 정지를 철저히 하는것도 중요한 일이다. 

자연 교배법은 인공 교배법에 비하면 훨씬 생력적이어서 교배노력도 10a당 12～15인으 로 충분하다. 다만 자연 교배법은 채종 단지를 만들어서 지역내에 이 품종의 작부규제 와 원종의 통일, 재배시기의 조정 등을 실시하여 협업적인 채종체계가 갖추어져야 한다.

8) 수박

① 1대잡종의 채종

F1이용이 일찍이 보급된 작물로서 현재의 경제품종은 예외 없이 1대잡종이다. 종자는 어느 것이나 봉지로 싸서 인공 교배법에 의한 채종재배로서 생산되고 있다. 채종에 강우는 해로우므로 교배시기는 장마기를 피하는 것이 좋고, 채종재배는 청과용의 직 파 재배보다는 늦게 4월하순에 직파하거나 육묘를 시작한다. 휴폭은 2.7～3.0m로하고 그 한편에 둥근 북을 만들고 10a당 250주정도 심는다. 화분친인 부주는 10～20%의 비율로 심으며 1개소에 모아서 심는 것이 좋다. 흥농종묘에서는 4월중순에 파종하여 5월상순에 300×60Cm로 정식하며 화분용주는 10% 혼식하는 것을 기준으로 한다. 모 주는 친만과 제2～6절에서 발생한 자만 3본을 평행되게 신장시키고 그외의 자만은 일 찍 제거한다. 그리고 자만에서 발생하는 손만은 기부 가까이 나온1～2본만을 남긴다. 종과로서는 제2～4번과가 적당하다. 친만의 제7～9절에 착생하는 제1번과는 종자량이 적을 뿐만 아니라 생육을 강하게 억제하므로 적과해야 한다. 그 후는 가능한 한 교배 를 빨리하여 주당 2～3과를 결실 시키도록 한다. 부모계통 혼식에 의한 자연 수분법 은 웅화뇌의 적제가 용이하지 않으므로 실용화하기 어렵다. 그러나 모주에 열성인 marker gene을 갖고 있는 계통이라면 혼식 자연교잡으로 채종한 종자의 묘상에서 이 marker gene의 발현된것(교잡 안되느 것)만을 솎아버리면 나머지는 전부 F1이 되는 것이다. 

Mohr등(1955)은 본엽에 가위(결각)가 지지않은 non- lobing 형질을 이용하여 실용화를 검토하였으나 혼식만으로는 잡종종자의 율이 36%로 떨어져 실용화가 어려웠다고 한 다. 그러나 성비를 전환할 수 있는 생장 조절제와 제웅제의 개발이 계속되고 있으므 로 이들을 활용하여 교잡율을 높일 수 있다면 자연교잡에 의한 F1종자 생산이 가능 할 것이라 생각된다. 

② 씨 없는 수박의 채종

colchicine처리로서 염색체수를 배가한 4배체(4n)를 모계통으로 하고 보통의 2배체 (2n)계통을 부계로하여 1대잡종을 채종한다. 4배체의 2n의 란과 2배체의1n의 화분이 수정하여 3배체(3n)의 종자가 결실된다. 3배체는 배우자가 불임이 되기 때문에 과실 은 이른바 씨 없는 과실이 된다. 채종에 있어서는 4배체는 발아가 늦고 유묘기의 생 육이 더디므로 부계통보다 조파하여 육묘하는 것이 좋다. 3배체는 씨 없는 과실이라 는 특성 외에 내서성과 내병성이 강하고 착과가 용이한 장점을 갖고 있다. 3배체는 초기생육은 늦으나 7～8엽기부터는 왕성하다. 엽면적, 기공, 자방 등이 20～40%정도 크며 과실, 화관 등은 15%정도 크며 과실 착생은 10절정도 늦다. 또한 만성화하는 외 에 과피가 두꺼우며 기형과가 되기 쉬운 결점을 지니고 있다. 4배체는 1과당 종자수 가 30～100립 정도로서 일반 2배체에 비하여 현저히 적다.

54. 여 교잡 육종법(backcross method)

여 교잡은 유전학에서 유전자의 분리나 연관관계를 밝히는데 이용되고 있지만, 육종에서 의 여 교잡 육종법은 다음과 같은 경우, 특히 내병성품종 육성의 경우나 특수한 형태적 특성에서와 같이 목적하는 형질이 쉽게 감정되는 형질에 대한 육종에 적용되는 육종법이 다.

1. 어떤 품종이 소수의 유전자가 관여하는 우량형질(예:내병성)을 가졌을 때 이것을 다 른 우량 품종에 도입하려고 할 때 

2. 염색체수나 염색체 구성이 다른 즉 게놈이 다른종 또는 다른속에 속하는 유전자를 도입하려고 할 때 

3. 폴리진(polygene)등이 관여하는 양적형질의 경우 그 품종에 나누어져있는 것을 하나 의 새로운 품종에 종합하려고 할 때 

4. 몇 개의 품종에 분산되어 있는 각종 형질을 전부가지는 신품종을 만들려고할 때

1) 여 교잡의 이론 

양성잡종인 AaBb를 자식하면 다음대의 유전자형이 AABB(1/16), AaBB(2/16), AABb(2/16), AaBb(4/16), AAbb(1/16), aaBB(1/16), Aabb(2/16), aaBb(2/16), aabb(1/16) 의 9가지가 생기는데, 이 AaBb를 aabb에 여 교잡하면 여기에서는 유전자형이 AaBb(1/4), Aabb(1/4), aaBb(1/4), aabb(1/4)인 4종이 생기는데 불과하다. 이와 같이 여 교잡하면 자식 하였을 때 비하여 그 유전자형이 감소된다. 또한 병에 대한 저항성이 약 한 어떤 우량품종의 유전자형을 WWaabb 라하고, W는 병해 저항성인 W에 대립하는 열성유전자이고, a,b는 모두 품종의 우수한 실용적 형질에 관여하는 열성 유전자라고 

하면, 이 작물의 야생종으로 병에는 강하고 실용적 형질이 떨어지는 WWAABB와의 교 잡을 통하여 내병성이고 실용적 가치가 높은 품종인 WWaabb를 육성할 수 있는데, 이 들의 F1은 WwAaBb이다. 이 F1을 자식하면 64개의 F2중에서 3개의 희망 표현형이 나 타나는데, 이중 2개체는 Wwaabb이고 1개체는 wwaabb이므로 결국 1/64의 비율로 고정 된 희망 표현형이 1/8의 비율로 나오게되고, 이때의 유전자형은 Wwaabb이므로 WWaabb를 얻으려고 하면 자식 시켜야 한다. 이와 같이 여 교잡의 효과는 매우 높으 며, 유전자수가 많을수록 그 효과는 현저하다.

2) 여 교잡에 의한 우량유전자의 도입

우량품종이나 육성종에 다른 품종의 특정형질, 예를 들면 내병성같은 것을 도입해 주려 고할 때에는 우선 그 특정형질이 우성인지 열성인지를 알아야한다. 이것이 우성일 때에 는 여 교잡을 한 다음대의 표현형에서 목적하는 특정형질을 가진 개체를 선발하면 되지 만, 열성일 때에는 여 교잡을 한 후 자식 시켜 선발해야 한다. 이와 같이 하여 선발한 개체는 우량품종인 양친과 재차 여 교잡을 해야한다. 이 방법에 의하여 신품종을 육성 한 예로는 Harlan과Pope(1922)등이 위망성(渭忘性)이고 다수성인 보리를 육성한 것과 Kuckuck(1937)가 토마토에서 잎곰팡이병에 강한 내병성 품종을 육성한 것을 들 수 있 다. 이 여교잡의 이용법은 교배 육성계통에서 우량 다수성인 데도 불구하고 병에 대한 저항성, 생리적 저항성 또는 형태적 형질 등에 약간의 큰 결점이 있어서 우량 품종이 될 수 없는 경우에는 여 교잡에 의하여 결점이 보충 될 수 있다.

염색체 수나 게놈이 다른종간 및 속간교잡의 경우에도 유리하게 이용된다. 예를 들면 2n=28의 2립계 밀의 녹병 저항성을 2n=42의 보통 밀에 도입하려고 할 때 F1은 임성이 낮지만(40～60%, 보통밀을 여 교잡하면 80～90%의 임성이되고 염색체 조성도 보통밀이 많아지므로 유리하다.

3) 여 교잡에 의한 복수 유전자의 집적

폴리진 등이 관여하는 양적 형질에서 양친품종에 분산해 있는 유전자들을 1품종 속에 집적시켜 양적 형질을 높이려고 하는 경우에도 여 교잡에 의하는 것이 유리하다. A×B 의 F1을 한편으로는 A와 여 교잡하여 B의 유전자를 가진 개체를 선발하여 B의 우량유 전자 일부를 가진 A형계통, 즉 A(B')를 만들고, 또 한편으로는 A의 우량유전자 일부를 가진 B형 계통, 즉 B(A')를 만든 다음 이들로 A(B')×B(A')의 F1을 만드는데, 이것을 A×B만큼 이형이 아닐 것이므로 분화도 비교적 단순한 것이다. 따라서 이 F1을 목적에 따라 A형에 가까운 것을 필요로 할 때에는 A에, B형에 가까운 것을 필요로 할 때에는 B에 새로 여 교잡하여 이것을 자식 시키면 양친보다 나은, 희망형 개체를 얻을 수 있게 된다. 

4) 여 교잡에 의한 다수품종 형질의 수렴

Richey(1927)는 수렴육종법, 즉 집중 개량법을 소개하였는데, 이것은 여 교잡을 이용하 여 유용한 우성 유전자를 집적시킴으로서 생활력이 강한 자식계를 만드는 방법이다. 여 교잡에서는 한번만 교잡에 제공하는 양친품종을 1회친이라고 하고, 몇 번에 걸쳐서 여 교잡에 제공하는 양친품종을 반복친이라고 한다.

여 교잡에서는 대상형질에 대한 선발을 대대로 가할 필요가 있으므로 그 형질의 우열성 은 육종조작의 난이와 관계가 깊고, 그 형질에 관여하는 유전자수, 연관관계 등도 중요 하다. 가장 간단한 경우는 하나의 우성유전자가 관여하고, 표현형으로 이것을 식별하기 가 용이한 때인데 이와 같은 때에는 연속적으로 여 교잡을 되풀이 하면된다. 그러나 관 

여하는 유전자수가 많을수록, 그리고 교잡하기 곤란한 작물일수록 복잡하고 곤란해진다. 물론, 유전자와 형질의 집적과 수집에는 개체수가 매우 많이 필요하므로 교배채종의 능 율을 높이는 방법이 강구되어야한다. 여 교잡의 경우 식별이 곤란한 형질은 교잡을 계 속할 동안 목적으로 하는 형질을 수렴하지 못하고 놓치는 수가 있다. 보통 여 교잡은 2～5회 정도이고, Allard(1949)에 의하면 밀의 염색체가 다른 종간 잡종에서도 몇 개의 형질을 제외하고는 4회의 여 교잡으로 한쪽친을 닮는다고 한다. Briggs와 Allard(1953) 는 여 교잡으로 벼의 단립을 중립으로 개량하는데 성공하였는데, 그들은 여 교잡을 한 다음 반드시 자식시켜 여기에서 얻은 종자를 500～1,000개체의 집단 중에서 선발하였다 고 한다. 여 교잡이 끝난 후대는 계통 육종법과 마찬가지로 처리하는 것이 보통이다.

55. 약배양 육종법(육종p207)

꽃밥(약:anther)을 배양하여 꽃밥내의 소포자 또는 성숙전의 꽃가루에서 반수체 식물을 유 도시키는 기술이 개발됨으로서 약배양 육종법이 주목을 끌게 되었다. 

1) 약을 채취할 식물의 양성

일반적으로 F1식물을 길러 약을 채취하는데 크고 건강하게 자란 것이라면 일장이나 온 실내외에 관계없으며 습도는 높을수록 좋고 초기에 개화하는 꽃의 약이 좋은 결과를 나 타낸다. 

2) 식물의 전처리(前處理) 

화분배양에 쓰일 화분에 어떤 처리를 함으로서 재생율을 높일 수 있는데 이제까지 알려 진 것 중에서는 이삭이나 꽃봉우리를 저온처리 하는 것이 현저하게 좋았다. 독말풀에서 는 3℃, 벼에서는 10℃로 처리하여 꽃가루 세포의 callus형성을 촉진시켰다.

3) 식물의 유전자형에 따른 차이

꽃가루 세포의 callus형성이나 callus의 식물체로 재 분화하는 것은 유전자형에 따라 현 저한 차를 보인다. 벼에서는 일반적으로 Japonic형이 Indica형보다 잘되고 담배에서는 Burley종이 다른 것 보다 잘 되는 것으로 알려져 있다.

4) 꽃가루 세포의 발육단계

꽃가루 모세포로부터 꽃가루가 되기까지 아무때나 배양이 잘되는 것이 아니고 4분자기 로부터 제1유사분열기 직후까지가 배양이 적당한 시기이다. 이러한 발육단계를 외관상 으로 미리 알아두어야 하는데 약조직을 aceto- carmin으로 염색하여 조사한다.

5) 배지의 선정

꽃가루 세포로부터 식물체까지 발전하는 과정은 callus형성을 거쳐 식물체로 분화하는 경우와 callus를 거치지 않고 직접 식물체로 분화하는 경우가 있는데 이 두 가지 방법 은 배지조성에 차이가 있다. 먼저의 경우에는 기본배지에다 고농도의 호르몬을 첨가하 는데, 뒤의 경우에는 기본배지에다 소량의 호르몬이나 기타 생장물질을 첨가한다. 기본 배지로는 조직배양에 잘 쓰이는 Murashig and Skoog(1962), Nitsch and Nitsch(1969), Miller(1963), N6배지(1975), 감자 추출액(1976)등이 있다. 

6) 소독과 배양조건

꽃봉우리나 어린 이삭을 염화석회 5%액이나 아염소산소다 1～5%액에 10분쯤 표면 살 균한 다음 증류수로 깨끗이 씻어서 소독한 가위로 약을 떼내서 배지 위에 심는다. 약을 떼내는 수술(조작)은 무균 상 안에서 하여 오염을 피한다. 배양조건으로는 온도와 광이 중요한데 작물에 따라서 최적조건이 다르지만 일반적으로 callus형성시에는 온도에 민 감하고, 식물체 분화시에는 광에 민감한 것으로 알려져 있다.

이 꽃가루를 약 배양법에 의하여 벼, 보리, 콩, 등 자식성 작물의 교잡F1에서 반수체를 얻 어 이것을 염색체 배가로 곧 순계(동형접합체:homozygote)를 얻을수 있으므로 육종연한을 단축시킬 수 있다. 약배양에 의한 반수체(단상)는 열성형질도 발현하므로 유전자의 우열과 는 관계없이 선발이 가능하고, 얻어진 그 배체는 모두 순계이므로 고정계통을 선발할 수 있다는 특징이 있다. 그러나 이 육종법은 반수체의 꽃가루에서 반수체 식물을 유도시키는 것이기 때문에 유전자 조환의 가능성이 적고 약배양법에 의한 반수체 식물의 작출이 어떤 작물에서도 가능한 단계에 있지 않으며, 반수체를 작출 하는 효율이 낮은 것도 문제점 으 로 들 수 있다.

56. 종자보증제도 (종자 산업법)

종자 산업법에서는 유통종자의 품질보증 제도를 국제적인 기준에 따라 확립하고, 민간종 자 업자에게는 품질 및 가격차별화를 통한 경영개선을, 소비자인 농민에게는 다양한 상품 의 선택기회를 제공하기 위하여 종자 보증제도를 도입하였다.

1) 종자보증의 구분

종자보증이란 어떤 종자가 당해 품종의 종자임이 분명하며, 적법한 기준에 맞추어 채종, 조제되었고, 적법한 품질기준에 합격하였다는 것을 국가 또는 국가가 자격을 인정한 종 자 관리사가 보증하는 것을 말한다. 종자보증은 농림부장관이 행하는 국가보증과 종자 관리사가 행하는 자체보증으로 나눌 수 있으며, 보증의 기준 및 보증절차는 동일하나 보증기관이 국가기관이냐 민간이냐에 따라 구분된다고 할 수 있다.

2) 종자보증의 대상

종자보증의 대상은 법에서 의무적으로 규정하고 있는 경우와 민간종자 업체가 자율적으 로 선택하여 종자보증을 하는 경우로 나눌 수 있다. 국가품종 목록등재 대상작물의 종 자로 농림부장관, 시.도지사 또는 농업단체가 생산하는 경우에는 국가보증을, 민간종자 업체가 생산하는 경우에는 자체보증을 받도록 법에서 의무화하고 있다. 민간종자 업자 가 국가품종목록등재 대상작물의 종자를 생산, 수출하기 위하여 국가보증을 받고자 하 는 경우에는 신청에 따라 국가보증을 받을 수 있다. 민간종자 업자가 국가품종목록등재 대상작물 외의 작물의 종자를 대상으로 경영방침에 따라 자율적으로 자체 보증하여 보 증 종자를 생산, 판매할 수 있다. 국제종자 검정협회(ISTA), 국제종자 검정가 협회 (AOSA) 기타 농림부장관이 정하는 국제검정기관이 보증한 종자에 대하여는 이를 국가 보증을 받은 것으로 인정할 수 있다. 

3) 종자 관리사 자격기준 및 행정처분

① 종자 관리사의 자격기준

종자 관리사의 자격기준은 국가기술 자격법에 의하여 다음 각호의 1에 해당하는 자격 취득자로 제한하고 있다. 

1. 종자 기술사 자격 취득자. 

2. 종자기사 자격취득자로서 종자업무 또는 이와 유사한 업무에 1년이상 종사한 자.

3. 종자 산업기사 자격취득자로서 종자업무 또는 이와 유사한 업무에 3년이상 종사 한 자. 다만 버섯의 경우에는 버섯종묘 기능사 자격취득한자로서 종자업무 또는 이와 유사한 업무에 3년이상 종사한 자.

② 종자관리사에 대한 행정처분

농림부장관은 종자관리사가 직무를 태만히 하거나 중대한 과오를 범한 때에는 그 자 격을 취소하거나 1년이내의 기간을 정하여 그 자격을 정지시킬 수 있는데, 행정처분 의 세부적인 기준은 그 위반행위의 류형과 위반의 정도를 참작하여 시행규칙 제101조 에서 정하고 있다.

㉠ 종자관리사가 자격취소에 해당하는 위반사항

1. 종자보증과 관련하여 형의 선고를 받은 경우

2. 종자 관리사 자격과 관련하여 2회 이상 이중 취업을 한 경우 

3. 자격정지 처분기간 종료후 3년 이내에 자격정지 처분에 해당하는 행위를 한 자

4. 자격정지 처분을 받은 후 자격정지 처분 기간 내에 자격증을 사용한 경우 

㉡ 종자관리사 자격정지 1년에 해당하는 위반사항

1. 종자보증과 관련하여 고의 또는 중대한 과실로 타인에게 막대한 손실을 가한 경우 

2. 종자관리사 자격과 관련하여 1회 이중취업인 경우

㉢ 종자관리사 자격정지 6개월에 해당하는 위반사항

1. 종자보증과 관련하여 고의 또는 중대한 과실로 타인에게 손실을 가한 경우

4) 종자보증 검사 및 검사절차

종자보증 검사를 신청한 종자에 대하여 생산포장에서 유전적인 특성 등을 검사하는 것 을 포장검사라고 하는데, 국가보증 또는 자체보증을 받은 종자를 생산하고자 하는 자는 농림부장관 또는 종자관리사로 부터 1회이상 포장검사를 받아야한다. 작물의 고유 특성 이 가장 잘 나타나는 생육기에 포장검사를 실시해야 하는데, 작물별로 포장검사 시기와 검사횟수를 달리한다. 포장검사에서 합격된 종자에 대하여 종자의 규격, 순도, 수분 등 을 검사하는 것을 종자검사라고 하는데 국가보증 또는 자체보증을 받는 종자를 생산하 고자 하는 자는 농림부장관 또는 종자관리사로부터 포장검사에 합격한 포장에서 생산된 종자에 대하여 종자검사를 받아야한다. 

작물별 포장검사 및 종자검사의 기준 및 방법은 종자관리 요강 별표6에서 정하고 있으 며 농림부장관 또는 산림청장은 천재지변 또는 종자의 수급상 특히 필요하다고 인정할 때에는 1년의 범위 안에서 기간을 정하여 검사기준 및 방법을 달리할 수 있다.

포장검사 또는 종자검사를 받고자 하는 자는 검사 신청서를 국립농산물 품질관리원장 또는 종자관리사에게 제출하여야 한다. 검사신청을 받은 국립농산물 품질관리원장 또는 종자관리사는 검사를 실시하고 그 결과를 검사 신청인에게 통지하여야 한다. 종자검사 결과에 대하여 이의가 있는자는 당해 종자검사를 실시한 국립농산물 품질관리원장 또는 

종자관리사에게 종자검사 결과를 통지 받은 날로부터 15일 이내에 재검사를 신청할 수 있다. 재검사 신청을 받은 국립농산물 품질관리원장 또는 종자관리사는 재검사 신청을 받은 날로부터 20일 이내 재검사를 실시하여야 한다.

5) 보증표시 및 보증의 유효기간

포장검사에서 합격하여 종자검사를 받은 보증종자를 판매 또는 보급하고자 하는 자는 당해 보증종자에 대하여 보증표시를 하여야 한다. 법상 보증표시 사항은 분류번호, 종 명, 품종명, Lot번호, 발아율, 이품종율, 유효기간, 수량, 포장일자이다. 보증의 유효기간 은 작물의 특성에 따라 정하고 있는데 채소는 2년, 버섯은 1개월, 기타작물은 1년으로 하되 농림부장관 또는 종자관리사가 필요에 따라 별도로 정할 수 있도록 하였다. 

6) 보증서의 발급

국립농산물 품질관리원장 또는 종자관리사는 보증 표시한 보증종자에 대하여 종자보증 검사를 받은 자로부터 보증서의 발급 요구가 있을 때에는 그 발급신청 일로부터 7일 이 내에 보증서를 발급하여야 한다. 보증서는 발급신청인의 희망에 따라 국문 또는 영문으 로 작성한다. 

7) 보증의 실효

보증종자로 합격된 종자라 하더라도 보증표시를 하지 아니하거나 보증의 유효기간이 경 과하거나, 보증한 포장종자를 해장 또는 개장한 때에는 종자보증의 효력을 잃은 것으로 본다. 다만 분 포장한 보증종자의 경우에 당해 종자를 보증한 보증기관 또는 종자관리 사의 감독하에서 분 포장을 할 때에는 분 포장전에 포장에 표시되었던 보증내용을 그대 로 분 포장에 표시할 수 있다. 따라서 보증한 포장종자를 분 포장하고자 하는 자는 보 증기관 또는 종자관리사에게 신고를 하고, 분 포장한 결과에 대하여 보증기관 또는 종 자관리사의 확인을 받아야한다.

8) 보증종자에 대한 사후관리 시험

농림부장관은 국가품종 목록등재 대상작물의 종자를 대상으로 필요한 경우 사후관리 시 험을 실시할 수 있다. 사후관리 시험의 기준 및 방법은 종자관리요강 별표8에서 정하고 있는데, 품종의 순도, 품종의 진위, 종자전염병 감염 여부 등을 조사하게 된다.

57. 품종보호 제도(종자산업법)

우리 나라의 특허법에서는 무성번식을 대상으로 신품종에 대하여 특허를 인정하고 있으나 식물의 특성상 특허요건을 충족하기 어려워 실질적인 품종보호가 이루어지지 않고 있었 다. 종자산업법에서는 신품종 육성자의 권리를 법적으로 보장하기 위해 특별법 형태의 식 물 신품종 보호제도를 채택하고 있다.

1) 품종보호 대상작물 및 품종보호 요건

① 품종보호 대상작물

종자산업법 제11조에서는 품종보호를 받을 수 있는 작물의 속 또는 종을 농림부령으 로 정할 수 있도록 하고 있으며, 현재 벼, 배추, 사과 등 27개작물을 품종보호 대상작 물로 하고 있으며, 추가로 품종보호 대상작물을 신청할 때에는 농림부장관이 고시하 도록 되어 있다. 

♣ 품종보호 대상작물

1. 식량작물(6):벼, 보리, 콩, 옥수수, 감자, 밀

2. 채소(14): 무, 배추, 양배추, 고추, 토마토, 오이, 참외, 수박, 호박, 파, 양파, 당근, 상추, 시금치 

3. 과수(3):사과, 배, 복숭아

4. 화훼(1):비 모란선인장

5. 초지, 사료작물(3):라이그래스, 톨페스큐, 래드클로버

② 품종보호 요건

어떤 품종이 보호품종으로 보호를 받기 위 하여는 법에서 정한 일정한 요건을 갖추어 야 한다. 종자산업법에서는 품종의 보호요건으로 신규, 구별, 균일, 안정성, 1개의 고 유한 품종명칭의 5가지를 기준으로 채택하고 있으며, 품종보호를 받고자하는 출원품 종이 5가지 품종보호 요건을 갖추고 법에서 규정한 출원방식에 위배되지 않고 품종보 호료를 납부한 경우에는 품종보호권을 부여하도록 하고 있다.

㉠ 신규성 : 신규성이란 기존에 알려지지 않은 새로운 품종을 말하는데, 품종보호 출 원일 이전에 우리 나라에서는 1년 이상, 그 밖의 국가에서는 4년 이상 당해 종자 또는 수확물이 이용을 목적으로 양도되지 아니한 경우에 신규성 을 갖춘 것으로 본다. 과수 및 임목의 경우에는 6년 이상으로 한다. 예를 들어 우리 나라에 과수 및 임목이 아닌 작물의 품종을 98년 10월 1일에 품종보호 출원하는 경우에 97년 10월 1일 이전에 상업적인 목적으로 당해 품종이 이용되었다면 신규성이 없는 것 으로 본다.

㉡ 구별성 : 구별성이란 일반인에게 알려져 있는 품종과 한가지 이상의 중요한 특성 에 있어서 명확히 구별되는 것을 말한다. 유사 품종간의 구별에 있어서 얼마만한 차이를 기준으로 할 것인가는 논란의 여지가 많을 수 있는데, 재배시험 결과 중요 특성 중에서 한가지 이상의 특성이 대조품종과 명확하게 다르면 출원된 품종은 구 별성이 있는 것으로 본다. 

㉢ 균일성 : 균일성이란 품종의 본질적인 특성이 충분히 균일한 경우를 말한다. 즉 이 형주의 수가 작물별 균일성 판정기준의 수치를 초과하지 아니하는 경우에 출원품 종은 균일성이 있다고 판정한다. 

㉣ 안정성 : 안정성이란 품종의 본질적인 특성이 반복적으로 증식된 후 에도 그 품종 의 본질적인 특성이 변하지 아니한 경우를 말한다. 1년차 시험의 균일성 판정결과 와 2년차 이상의 시험의 균일성 판정결과가 다르지 않으면 안정성이 있다고 판정 한다. 

㉤ 1개의 고유한 명칭 : 문제 13번 참조

2) 품종보호 출원 및 심사절차

① 선 출원 원칙 

종자 산업법에서는 동일 품종에 대하여 다른날에 2인 이상의 품종보호 출원이 있는 때에는 가장먼저 출원한자만이 그 품종에 대하여 품종보호를 받을 수 있도록 하였다. 동일 품종에 대하여 같은 날에 둘 이상의 품종보호 출원이 있을 때에는 협의에 의하 여 하나의 출원인만이 그 품종에 대하여 품종보호를 받을 수  있으며 협의가 성립되 지 아니한 경우에는 어느 출원인도 품종보호를 받을 수 없다.

② 출원 및 심사절차

㉠ 출원

출원인이 육성자의 성명 및 주소, 품종의 명칭, 품종육성 과정 등을 기재한 출원서 에 당해 품종의 종자시료 및 사진을 첨부하여 종자관리소장에게 제출하면 종자관리 소장은 출원서의 출원품종이 품종보호 대상작물에 해당하는 경우에는 출원서를 접 수하여야 하며, 출원서 접수 일이 출원 일이 된다. 어떤 나라에 품종보호 출원을 한 자가 그 품종으로 출원한 품종과 동일한 품종을 1년 이내에 다른 나라에 품종보호 출원하는 경우에 품종보호 출원 일의 적용에 있어서 최초의 출원 일을 출원 일을 하는 우선권이라 하며 이와 같은 주장을 우선권 주장이라 한다. 우선권을 주장하고 자 하는 자는 최초의 품종보호 출원 일 다음날부터 1년 이내에 품종보호 출원을 하 지 아니하면 우선권을 주장할 수 없다. 

㉡ 심사

심사는 심사관에 의해 이루어지며 출원서가 종자산업법에서 정한 방식에 위반되지 아니한 때에는 품종보호 출원 등록부에 등록하고, 출원인,  품종명칭 등 출원내용을 품종보호 공보에 게재하여 출원공개를 하게된다. 출원공개가 있을 때에는 누구든지 당해 품종이 품종보호 요건을 갖추지 못하였거나 품종보호를 받을 수 있는 권리능 력이 없음을 이유로 품종보호될 수 없다는 취지의 정보를 증거와 함께 심사관에게 제공할 수 있다. 심사관은 출원공개된 출원품종이 품종보호 요건을 갖추었는지를 판정한다. 신품종이 신규성이 있는지에 대한 서면 심사를 하여 신규성이 있는 것으 로 인정될 때에는 재배시험을 통해서 구별성, 균일성, 안정성에 대한 판정을 하게된 다. 또한 심사관이 필요하다고 인정할 때에는 육성자의 육성포장에서 출원품종을 심사하는 현지심사 제도를 활용할 수 있다. 심사관이 심사결과 출원품종이 품종보 호 요건을 갖추었다고 인정될 때에는 출원공고 결정을 한다.

심사관은 출원공고가 있는 날로부터 60일간 품종보호 출원서류 및 그 첨부된 물건 을 일반인의 열람에 제공하여야 하며, 출원공고가 있는 때에는 누구든지 출원공고 일로부터 60일 이내에 출원 공고된 품종이 품종보호를 받을 수 없는 이유를 들어 심사관에게 이의를 신청할 수 있다. 심사관은 심사절차 및 출원공고를 거쳐 출원품 종에 대하여 거절 이유를 발견할 수 없을 때에는 품종보호 사정을 하여야 한다. 품 종보호 사정이 있다하여 품종보호의 권리가 발생하는 것이 아니며 품종보호 사정을 받은 자가 품종 보호료를 납부하고 품종 보호권을 설정등록 하여야 품종보호의 권 리가 성립된다.

3) 품종 보호권의 효력

① 품종 보호권의 존속기간

품종보호권의 존속기간이란 품종보호권자가 보호품종을 독점적으로 실시할 수 있는 기간을 말한다. 종자산업법에서는 품종보호권의 존속기간을 품종보호권의 설정등록이 있는 날부터 20년으로 하고 있으며 영년생 작물인 과수 및 임목의 경우에만 예외적으 로 25년으로 하고 있다. 따라서 품종보호권의 존속기간이 경과한 후에는 그 품종보호 권은 소멸되어 누구나 당해 보호품종을 자유로이 이용하거나 실시할 수 있다.

② 품종 보호권의 효력범위

품종보호권은 보유하고 있는 품종보호권자는 업으로서 보호품종의 종자를 증식, 생산, 조제, 양도, 대여, 수출, 수입 또는 전시할 수 있는 권리를 독점한다. 또한 품종보호권 자는 보호품종 종자의 수확물 및 그 수확물로부터 직접 제조된 산물에 대하여서도 권 

리를 가진다. 이는 육성자의 권리보호를 강화하고 있는 세계적인 추세에 따른 것인데, 쌀 과자를 만들 때 쌀 과자의 재료로 사용된 쌀이 품종보호권자의 허락 없이 보호품 종의 종자를 재배하여 수확된 것이라면 그 쌀 과자에 대하여 품종보호권자가 권리를 가진다. 다만 수확물에 관하여 정당한 권한이 없음을 알지 못하는 자가 직접 조제한 산물에 대하여는 예외를 인정하고 있다.

③ 품종보호권자의 효력이 미치지 아니하는 범위

종자산업법에서는 자가생산을 목적으로한 농민의 자가 채종에 대하여는 당해 농민이 경영하고 있는 포장면적에 심을 수 있는 종자의 량까지 품종보호권의 효력을 제한하 고 있다. 예를 들어 1ha의 논을 경작하고 있는 농민이 신품종 벼 종자 10Kg을 구입, 파종하여 당해연도에 수확한 벼를 다음해에 1ha까지는 품종보호권자의 허락 없이 종 자로 파종할 수 있다. 그 밖에도 영리외 의 목적으로 한 자가소비용이거나 시험, 연구 목적이거나, 다른 품종을 육성하는 경우에는 보호품종을 품종보호권자의 허락 없이 이용할 수 있다.

4) 품종의 명칭

① 품종명칭의 사용

종자산업법에서는 품종보호를 받기 위하여 출원하는 품종, 국가품종 목록에 등재하기 위하여 신청하는 품종, 종자를 생산, 판매하기 위하여 신고하는 품종은 종자산업법에 의한 절차에 따라 품종명칭 등록원부에 등재된 1개의 고유한 품종명칭을 가져야 한 다. 우리나라 또는 외국에 품종명칭이 등록되어 있거나 품종명칭 등록 출원이 되어 있는 경우에는 그 품종명칭을 사용하여야 한다. 따라서 외국에 A라는 품종명칭으로 등록한 다음에 우리나라에 B라는 품종명칭으로 등록할 수 없다. 다만 기 등록된 품종 명칭이 음역상 어느 나라의 공공질서 또는 선량한 풍속을 문란하게 할 우려가 있을 때에는 다른 품종명칭으로 등록이 가능하다. 포장지 등에 품종명칭과 상표명 등을 함 께 사용할 수 있는데, 이 경우 품종명칭은 알아볼 수 있도록 표시되어야 한다.

② 다음 각호 1에 해당하는 품종명칭은 품종명칭 등록을 받을 수 없다. 

1. 숫자 또는 기호로만 표시된 품종명칭

2. 당해 품종 또는 당해 품종의 수확물의 산지, 품질, 수확량, 가격, 용도, 생산시기를 표시한 품종명칭 

3. 당해 품종이 속하는 작물의 속 또는 종의 다른 품종의 품종명칭과 동일 또는 유 사하여 오인 또는 혼동할 우려가 있는 품종명칭 

4. 당해 품종이 사실과 달리 다른 품종에서 파생되었거나 다른 품종과 관련이 있는 것으로 오인 또는 혼동할 우려가 있는 품종명칭 

5. 작물의 속 또는 종의 명칭을 사용하였거나 작물의 속 또는 종의 명칭으로 오인 또는 혼동할 우려가 있는 품종명칭 

6. 공공질서 또는 선량한 풍속을 문란하게 할 우려가 있는 품종명칭

7. 저명한 타인의 성명, 명칭 또는 이들이 약칭을 포함하는 품종명칭, 다만 타인의 승낙을 얻은 경우에는 그러하지 아니하다.

8. 당해 품종의 원산지를 오인 또는 혼동하게 할 우려가 있는 품종명칭

9. 품종명칭의 등록 출원일 보다 먼저 상표법에 의한 등록 출원중에 있거나 등록된 상표와 동일 또는 유사하여 오인 또는 혼동할 우려가 있는 품종명칭

5) 품종보호 심판제도

종자산업법에서는 품종보호의 고도의 전문성 및 국민의 권익보호 등을 고려하여 일반 쟁송절차와 마찬가지로 3심 제도를 운영하면서도 전문성을 갖춘 심판위원에 의하여 신 속하고 공정한 심판이 이루어지도록 하고 있다. 

품종보호 심판위원회    →            특허법원      →               대법원 

1심                           2심                    3심 품종보호에 관한 심판과 재심을 관장할 품종보호 심판위원회는 농림부에 설치하며 심판 은 3인의 심판위원으로 구성되는 합의체에서 행한다. 심사관의 결정에 불복이 있는자는 품종보호 심판위원회에 심판을 청구할 수 있다. 심판의 종류는 보정 각하에 대한 심판, 거절사정에 대한심판, 품종보호 사정에 대한 무효심판이 있다. 품종보호 심판위원회의 확정된 심결에 대하여 불복이 있는 자는 재심을 청구할 수 있다. 심결에 대한 소와 품 종보호 출원서, 심판청구서 또는 재심 청구서의 보정각하 결정에 대한 소는 특허법원의 전속관할로 하고 있으며, 특허법원에 대한 소는 심결 또는 결정의 등본을 송달 받은 날 로 부터 30일 이내에 제기하여야 한다. 특허법원의 판결에 대하여는 대법원에 상고할 수 있다. 

58. 품종성능의 관리(종자산업법)

품종성능 관리제도란 품종이 일정수준 이상의 재배 및 이용상의 가치를 유지할 수 있도록 관리하는 제도를 말한다. 종자 산업법에서는 벼, 보리, 콩, 등 농업생산의 안정상 중요한 작물을 대상으로 일정수준 이상의 재배 및 이용상의 가치를 갖춘 품종을 국가품종 목록에 등재케하고, 국가품종 목록에 등재된 품종만을 생산, 판매할 수 있도록 함으로서 품종성능 이 불량한 종자판매를 제한하여 안정적인 농업생산을 기하고 재배농가를 보호하자는 취지 로 본 제도를 도입하였다.

1) 국가품종 목록등재 대상

품종성능의 관리를 위하여 국가품종 목록에 등재할 대상은 벼, 보리, 콩, 옥수수, 감자인 데, 사료용으로 수입하는 옥수수는 대상에서 제외하고 있다.

2) 국가품종 목록의 등재신청 및 등재심사

국가품종 목록에 품종을 등재하고자 하는 자는 국가품종 목록 등재 신청서에 당해 품종 의 종자시료 및 사진을 첨부하여 종자관리소장에게 신청하여야 한다. 품종성능의 심사 는 심사관에 의해 실시되며 서류심사와 재배심사로 나누어 실시한다. 심사관이 서류심 사 만으로 충분한 경우에는 재배심사를 생략할 수 있다. 재배심사를 위한 재배시험 기 간을 2년을 원칙으로 하되 심사관이 당해 연도 재배시험 결과에 따라 단축 또는 연장할 수 있다. 품종성능을 평가하기 위한 재배시험 지역을 최소한 3개지역 이상으로 하되 품 종의 주 재배지역은 반드시 포함 되어야하며 작물의 생채형 또는 용도에 따라 지역 및 품종성능 지대를 결정한다. 품종성능 심사에 있어서 평가 형질은 작물별로 기본특성(수 

량성)과 추가특성(품질, 주요 내 재해성, 주요 내 병충성 등)에 대하여 평가한다. 신청 품종이 표준품종보다 기본특성과 추가특성에 있어서 수준이 비슷하거나 우수한 경우에 국가품종 목록에 등재하게 되는데, 기본특성을 우선적으로 평가하여 기본특성이 표준 품종보다 현저히 낮은 경우에는 추가특성중 한가지 이상의 특성이 이를 보상할 수 있는 충분한 수준이어야 한다.

3) 국가품종 목록등재의 유효기간 및 연장신청

국가품종 목록등재의 유효기간은 등재한 날의 다음해부터 10년까지로 하는데, 국가품종 목록등재의 유효기간은 연장신청을 통하여 연장할 수 있다. 유효기간을 연장하고자 하 는 자는 유효기간이 만료되는 해의 전년도 12월 31일까지 연장신청을 하여야한다. 

ex) 국가품종 목록에 등재한날 : 97. 6. 1

국가품종 목록등재 유효기간 : 97. 6. 1～2007. 12. 31

유효기간 연장신청 만료일 : 2006. 12. 31

종자관리소장은 유효기간 연장신청을 한 품종이 국가품종 목록등재 당사자의 품종성능 을 유지하고 있을 때에는 유효기간을 연장하여 주어야 한다.

59. 종자의 가공(종자생산 관리p77)

종자의 가공이란 탈곡이나 채취한 종자의 선별, 분류 및 특수처리 등 일련의 모든 작업을 의미한다. 가공에는 식물 찌꺼기, 토양이나 작은 돌 같은 비 식물성재료, 다른 작물이나 잡초종자를 제거하는 것, 종자의 부수물 등을 제거하는 것, 변색 및 병충해 피해종자의 제 거 그리고 양질의 종자가 갖추어야할 크기 및 밀도에 못 미치는 종자제거 및 소독, 코팅 등의 모든 작업을 포함된다. 소규모 원종이나 원원종에서는 이상의 작업을 인력으로 핀셋 이나 손으로 하거나 체를 이용하여 이 물질을 제거할 수 있으나 채종 생산에서는 기계를 주로 많이 이용한다. 기계작동의 단계는 다음의 4단계, 즉 풍선, 사전정선, 기본정선, 그리 고 선별(등급 나누기)의 단계로 나눌 수 있다. 

1) 풍선(windowing)

가벼운 협잡물, 쭉쩡이 등을 바람이나 키, 풍구 등을 이용하여 분리하며 손 또는 기계를 이용할 수 있다. 

2) 사전정선(pro- cleaning, scalping)

실제 정선에 들어가기 전에 식물의 찌꺼기나 비 종자 물질을 좌우로 움직이는 체나 회 전하는 체를 이용해서 1차 정선한다. 이때 아주 작은 종자 또는 잡초종자는 체 밑으로 떨어지고, 큰 종자나 기타 찌꺼기는 밖으로 나온다. 어떤 종자의 경우에는 받치고 있는 꽃받기나 건조한 화방줄기 등이 제거된다. 이 기계는 종자보다 가벼운 물질을 불어서 내보내는 송풍장치를 가지고 있다. 채취 전 종자들은 건조하기 전에 사전정선을 한다.

3) 기본정선(basic, cleaning)

주된 정선작업을 일반적으로 기본정선이라고 한다. 이 단계가 진행되는 동안 모든 재료 들의 경우 특별한 분리과정이 요구되는 오염물질   외의 모든 불필요한 물질이 종자로 부터 제거되어야 한다. 기본정선의 가장 단순한 형은 종자가 통과되는 망의 크기에 따 라 분리된 특수한 체를 사용하는 것이다. 이 체는 철판에 구멍을 뚫어서 이용하거나 직 

사각형 또는 정사각형의 철망을 사용할 수 있다. 정선기는 공기를 조절하는 송풍기와 결합되어 있어 보통 풍선기라고 부르는데, 2개의 진동체를 가진다. 이와 같은 구조의 풍 구 기능은 먼저 종자를 체를 통하여 대소를 구분하는 단계, 다음은 바람에 의하여 가벼 운 혼합물질을 제거하는 단계, 끝으로 좋은 종자와 나뿐 종자를 구분하는 정선단계 등 3단계를 가진다. 

4) 선별(등급 나누기, separating)

이 단계는 채종 종자의 기계적인 순도를 개선시키는 마지막 가공단계로 작물종자의 부 속물(appendages)이나 앞 단계에서 제거하지 못한 종자 이외의 물질을 제거하기 위하여 행해지는데, 이에는 여러 가지 유형이 있다. 이상의 단계를 거쳐 종자들은 각 식물에 맞 는 분류와 선별을 거쳐 건조 단계에 들어가게 된다.

60. 종자 발아증진을 위한 처리(종자생산관리p84)

종자의 발아력을 증진시키기 위하여 여러 가지 처리를 하는 것은 포장에서 발아율 증진의 목적뿐만 아니라 종자 파종의 기계화, 가정원예 등에서 종자 파종의 편리화 등을 기할 수 있다. 종자처리 방법에는 종자 보호제 처리(seed protectants), 발아촉진처리, 질소 고정균 접종 그리고 파종력 증진(facilitation of sowing)등이 있다. 종자 처리제는 균일하고, 파종 까지 종자에 잘 부착되어 있어야 하며, 그리고 종자 보호제 처리에 따른 생산물이 파종기 등에 쉽게 사용될 수 있어야한다. 아울러 어떤류의 처리가 이루어진 종자는 착색을 하여 유통, 판매, 파종시에 취급자들이 쉽게 인지하도록 하여 피해를 극소화 시켜야한다.

1) 종자보호제 처리

종자보호제 처리에는 크게 화학적 처리, 미생물처리, 열처리, 종자코팅이 있다. 이와 같 은 처리를 통해 병, 충, 바이러스 등의 감염을 방제하고 종자의 기계화 등을 기할 수 있 다. 

① 화학제 처리(chemical treatment)

화학제 처리는 종자전염병을 예방하기 위하여 처리하는 것으로 주로 유묘의 출현 전 까지 각종 병의 침입을 막아준다. 처리방법에는 분의법, 액제처리법 또는 필름코팅방 법이 있다.

② 미생물처리(biocontol)

미생물처리는 종자에 각종 미생물제재를 처리함으로서 발아중에 병해 감염을 막을 뿐 만 아니라 발아력을 증진시킬 목적으로 처리하는 방법이다. 최근에 국내외에서 많은 연구가 이루어지고 있으며 실용화되고 있다. 

③ 열처리(heat treatment)

열처리는 종자에 자외선, 증기, 건열처리 등을 통해서 종자에 붙어있는 병충을 제거하 는 방법이다. 국내에서 널리 실용화되고 있는 것은 채소 종자의 건열처리이다.

④ 종자의 코팅

종자의 모양은 매우 다양한데, 기계화 파종을 위해서는 파종기의 배종판 규격에 맞게 환형으로 만들어야 한다. 코팅종자는 코팅재료에 다양한 성분을 첨가시켜 포장 발아 

율을 높이는 것이 중요하다. 코팅종자에는 여러 가지 형태가 있는데 다음과 같다.

◉ 코팅종자의 형태

1. 펠레트 종자(peletted seed) : 대체로 둥굴게 개발되었으며, 코팅물질은 점토로한 다. 재료에는 살충제, 염료 또는 첨가물이 포함될 수 있다.

2. 피막종자(encrusted seed) : 종자의 형태와 크기는 원형에 가깝게 유지하게 하고 중량이 약간 변할 정도로 피막 재료속에 살충, 살균, 염료 기타 첨가물을 포함시 킨다. 

3. 장환종자(seed granules) : 다소 원통형에 가까운 단위로서 2개 이상의 종자를 함께 집어넣을 수도 있다.

4. 종자 테이프(seed tape) : 종이나 기타 분해될 수 있는 재료로 만들어진 좁은 띠 에 종자를 1립 또는 몇 립씩 넣어 한 줄로 배치한 것이다.

5. 종자 매트(seed mats) : 종이나 기타 분해될 수 있는 재료를 이용해서 넓은 판에 종자를 줄 또는 무리를 짓거나 무작위로 배치한 것이다.

2) 발아촉진

종자에 발아촉진을 위한 처리에는 프라이밍(priming)처리와 전발아(前發芽)처리가 있다. 프라이밍 처리는 저온, 고온, 과습과 같은 불량환경에서 발아율과 발아의 균일성을 높이 기 위하여 종자를 PEG(polyetylene glycol)나 무기염류같은 고 삼투액에 수일～수주간 처리하는 방법이다. 이때 처리용액의 수분 포텐설은 종자의 종류에 따라 다르나 - 0.1～ - 1㎫의 범위가 알맞다. 호냉성 식물의 종자는 10～20℃의 온도에서 처리하고, 호온성 식물의 종자는 25～30℃의 온도에서 처리한다. 이렇게 처리한 종자는 건조시킨 후 저장 하였다가 파종하면 발아율이 높고 고르게 발아된다. 최아처리 또는 전발아는 포장 발아 율을 100% 달성하기 위하여 처리하는 방법으로서 이에는 두 가지 방법이 있다. 하나는 유체파종(流體播種)이고, 다른 하나는 전발아된 종자(pregerminated seed)를 이용하는 것이다. 유체파종 시스템은 겔 상태의 용액내에 먼저 특수처리를 하거나 발아종자를 넣 어두고 이 겔을 특수기계를 이용하여 파종하는 방법이다. 국내에서는 구하기 어렵지만 외국에서는 다양한 겔이 판매되는데, 이 에는 sodium alginate 수화 starch- polyacrylonitrile, guar gum 합성점토 등이 있다.

전 발아종자는 1995년부터 봉선화 종류가 실용화되었다. 지금까지 발아가 시작된 종자 가 건조되면 다시 발아되지 않은 것으로 알려져 있으나 밀, 귀리, 옥수수, 완두, 양파, 무의 종자와 다른 종자들은 발아가 시작된 후 건조처리를 하더라도 재 발아가 이루어진 다. 이때 발근이 완전히 이루어진 것보다 유근이 종피를 뚫고 나올 정도의 것만이 가능 한데, 최대길이는 약 1.5㎚미만이다. 즉 1㎚정도의 유근이 나온 것은 건조후 파종이 가 능하다는 것이다. 그러나 이 경우에 종자가격이 25%정도 비싸지며, 종자수명이 5℃에서 25일 정도만 유지될 정도로 수명이 단축되는 문제가 있다.

3) 인공종자

인공종자는 조직배양에서 얻어진 체세포 배나 부정아로서 앞으로 식물로서 발달할 수 있는 배양물을 겔을 포함한 캡슐상태로 하여 종자의 기능을 갖게해서 포장에 직접 파종 할 수 있는 것이라고 정의할 수 있다. 부정배의 캡슐화에 필요한 겔로는 알긴산 칼슘이 가장 좋다고 한다. 보통1～3% 알긴산 나트륨 수용액을 50～100nM염화칼슘 수용액에 떨어뜨리면 쉽게 캡슐화가 가능하다. 지금까지 앨펠퍼, 상추, 당근, 바나나의 부정배를 인공종자화 하고 있다. 그러나 건조에 약하고, 전환율(정상적 식물화)이 낮으며, 장기 저 

장이 곤란한 것이 실용화를 가로막고 있다. 그러나 국내에서는 감자를 이용한 인공종자 가 실용화되고 있다.

61. 종자처리(종자생산관리P112)

종자처리는 종자가공이라고 불리우며 이에는 매우 다양한 방법들이 있을 수 있다. 그러나 크게 분류하면 이에는 종자보호제 처리, 발아촉진제 처리, 뿌리혹 박테리아 등의 접종처 리, 파종을 용이하게 위한 코팅처리 등이 있다.

★ 종자 처리 시 유의사항 

1. 처리는 모든 종자에 균일하게 처리되어야 한다.

2. 처리된 물질은 종피 표면에 계속 붙어있어야 한다.

3. 종자의 품질을 저하시켜서는 안 된다. 

4. 취급자들에게 위험한 요인이 되어서는 안 된다.

5. 기계파종을 위하여 처리한 경우 (pelleting)크기와 모양이 일정해야 한다.

6. 살균, 살충제를 처리하는 경우 반드시 색소를 첨가하여 처리종자를 식용으로 쓰는 일이 없도록 한다. 

제품의 종류에 따라 분제 수용제, 현탁액(slurry), 필름코팅 방법이 있으며 처리되는 물질 에는 많이 이용되는 captan, thiram, benomyl 등의 각종 살균제 및 살충제외에 뿌리혹 박 테리아 등의 접종이나 유용 미생물도 많이 사용되기 시작하고 있다.

1) 종자 프라이밍(priming)

종자의 발아촉진 방법으로는 흔히 삼투 프라이밍(osmotic priming)이 많이 쓰이는데, PEG를 많이 이용한다. 삼투용액은 - 0.5～- 0.15㎫의 용액에 10～25℃에서 1～15일간 처 리한다. 그 효과는 확실하고 균일하게 나타나지만 처리시의 통기문제(oeration), 처리 후 의 세척과 이들 처리물질의 세척 시 환경오염 등이 문제되고 있다. 이에따라 다른염류 〔Ca(NO3)2, K3PO4〕를 이용 하는 것도 검토되고 있으나 그 처리효과가 일정하게 나타 나지 않고, 또 지속성이 문제가 되는 경우도 있다. 

2) 고형물질 처리

삼투용액을 이용하는 방법은 물이나 용액에 담가 처리하고 후에 세척하고 또 다시 건조 해야 한다는 번거러움이 있다. 그래서 근래에는 흡습성이 강한 고형물질을 이용하여 종 자 : 고형물질 : 수분의 비율을 적절히 처리하여 프라이밍을 함으로서 효과를 거두고 있다. 따라서 고형물질 처리는 일종의 종피처리 라고도 할수 있으며, matric conditianing 또는 solid matriix priming(SMP)이라고 불리운다. 많이 이용되는 고형물 질로는 입자가 가는 질석, 진흙, 에어로졸 등이 있다. 이 처리는 소립 종자보다는 대립 종자의 처리에 적합한 방법이다.

3) 화학약품 처리(바이러스 불활성화)

화학약품 처리란 살균제나 살충제 등의 농약이외에 화학물질을 이용하여 종자를 처리하 는 기술을 말한다. 가장 보편적인 예로는 종자 전염을 하는 바이러스 불활성을 위한 제 3인산소다(Na3PO4)처리를 들 수 있다. 처리농도는 10%용액에 종자를 30～60분간 침지 

한 후 다시 세척한다. 바이러스의 불활성 정도는 세척횟수에 비례하는 경향이 있으므로 엄밀하게 반복된 세척이 필수적이다. 세척이 덜되더라도 종자의 발아에 큰 영향을 미치 지는 않는다. 종묘회사에서 다양하게 수집한 종자들의 바이러스 불활성화를 위하여 흔 히 실시하는 방법으로 특히 판매량이 많은 고추에 보편적으로 실시되고 있다. 이 물질 역시 빈번하게 이용하였을 때 수용성 인산이 유출되어 환경오염을 증가시킬 우려가 있 다. 

4) 건열처리(dry heat treatment)

건열처리는 최근에 가장 많이 이용되고 있는 방법으로, 건조한 종자를 직접 처리할 수 있고, 처리 전후 모두 재 건조한다거나 또는 특별한 배려를 하지 않아도 되므로 그 이 용이 급증하고 있다. 초기에는 박과 채소에서 종자전염을 하는 덩굴쪼갬병(만활병)병균 을 없애기 위하여 시작되었으나 최근에는 만활병은 물론 급증하는 종자 전염바이러스를 불활성화 시킬 목적으로 더 많이 이용되고 있다.건열처리는 주로 수박, 참외, 박, 고추 등 채소류를 대상으로 하여 특히 외국으로 채소 종자를 수출하는 경우 까다로운 여러 국가들의 세관을 통관하기 위해서는 가장 바람직한 방법으로 인식되어 배추과 채소(무, 배추 등)등 소규모 종자라도 수출용은 반드시 건열처리를 하고 있다.

건열처리시 중요시되는 것은 단계적인 온도 상승이다. 즉 충분한 종자건조가 수반되는 온도상승이다. 대개의 건열처리는 70～75℃의 온도에서 3～5일간 처리하면 덩굴쪼갬병 균도 완전히 제거되고 바이러스도 불활성화 된다. 그러나 저장중인 종자를 꺼내어 이 온도에 직접 처리하면 100%고사하게 된다. 따라서 점진적인 온도상승, 즉 충분한 건조 과정을 동반하는 건열처리가 무엇보다도 중요하다.

일반적으로 온도조절은 35℃전후에서 24시간 처리하면서 건조시키고, 다시 온도를 50～ 55℃로 올려서 24시간 예비처리(건조)를 실시한 후 75℃로 올려서 일정기간을 처리한다. 따라서 건열처리 시설에는 반드시 충분한 환풍이 주어져서 처리종자 내에도 균일한 온 도가 주어지도록 하여 충분한 종자건조가 수반되어야한다. 이러한 처리기간 중에 종자 내의 수분함량은 초기단계(대체로8～12%)에서 최종적으로는 2%미만이 이르게 되므로 극도의 스트레스를 받게 되지만 종자가 죽지는 않는다. 그러나 건열처리를 마친종자, 즉 수분함량이 1～2%정도인 종자를 온도만 낮추어 그대로 밀봉 저장하는 경우에는 종자수 명이 단축되기 쉽다. 사실상 건열처리는 극한의 스트레스를 받은 것이므로 처리된 종자 는 일반적으로 그 수명이 매우 짧아진다. 따라서 처리종자는 재 흡습을 시키더라도 처 리 당년에 모두 이용해야 하고 다음해로 이월해서는 안된다.

건열처리에 의하여 종자전염 바이러스는 100% 불활성화 되지만 그 대신 다른 방법으로 바이러스를 불활성화하는 것은 아직까지는 완전하지 못하다.

◉ 건열처리시 주의사항

1. 온도 상승시 반드시 충분한 환기를 하여 건조가 병행되도록 할 것 

2. 지나치게 많은 량을 일시에 처리하지 말 것 

3. 처리된 종자는 반드시 처리여부를 포장지에 명기할 것

4. 처리가 끝나면 다시 흡습을 시켜 종자의 수분함량을 5%이상으로 조절한 뒤 저장 또는 포장할 것

5. 처리 후 에는 2차 부생균의 발생을 억제하기 위하여 captan, benamyl 등의 종자소 독제를 반드시 처리할 것

6. 건열처리된 종자는 발아세가 다소 늦어지는 경향은 있으나 최종 발아율에는 차이 

가없으므로 이점에 유의할 것

7. 불리한 온도상승, 지나친 고온, 부적절한 건조, 기타 요인에 의하여 처리 피해증상 이 나타나기 쉬운데, 약한 증상일 경우 대개 떡잎이 뒤틀리거나 오그라드는 현상 이 나타날 수도 있다. 

5) 기타 처리

건열처리 대신 이와 유사한 온수(50～60℃)에 15～30분간 침종하는 방법, 고전적인 냉수 온탕 침법, 마이크로웨이브 오븐을 이용한 멸균처리, 자외선을 이용한 멸균처리 등이 다 양한 작물에서 효과를 보인다고 알려져 있으나 일반화된 처리는 아니다.

62. F1품종(1대잡종)의 농업적 의의(방통 재.식p204)

서로 다른 품종 또는 계통간에 교배한 잡종 식물체가 양친보다 왕성한 생활양상을 나타내 는 현상을 잡종강세(hybrid vigor, heterosis)라 하며, 잡종강세를 크게 나타내는 교배조합 을 찾아서 그 F1집단을 1대 잡종품종 또는 F1품종이라 부른다. F1품종을 재배하는 이유 는 생산량이 증대가 확실하고 균일한 생산물을 얻을 수가 있으며 또한 우성의 내병성과 같은 유용한 특성을 조합하기 유리하기 때문이다. F1품종은 옥수수, 배추, 사탕무 등 타식 성 작물과 1과당 채종량이 많은 박과나 가지과의 채소 등에서 실용화되었다. 최근에는 밀 처럼 개화 수분하는 자식성 식물을 비롯하여  자식성 이 상당히 엄격한 벼에서도 웅 성불임을 이용한 F1종자 채종 기술이 개발되어 일부지역에서는 F1품종이 육성보급 되고 있다. 미국의 옥수수 수량성은 1930년부터 급격히 증가하는 주된 원인이 F1품종의 보급에 있음을 알 수 있다. 벼는 1974년 중국에서 처음으로 F1품종이 재배되었다. 중국에서는 1970년 해남도(海南島)에서 발견된 야생벼의 웅성불임 세포질을(CGMS)을 이용하여 F1품 종을 육성하였으며 1990년에는 중국전체 벼 재배면적의 48%에 해당하는 약 1,700만ha에 F1품종이 재배되었다. 중국에서 1990년 F1품종의 평균 정조수량은 660Kg/10a으로 보통 품종의 563Kg보다 17%증수하였다. 벼 F1 품종은 품질이 낮다는 것이 최대문제인데, 중국 에서도 1992년부터는 F1품종의 재배면적이 감소하고 있다. 1대잡종을 이용하는 hybrid 육 종에서 우선은 잡종강세가 큰 교배조합을 효율적으로 선발하는 방법이 중요하고, 다음은 값싸고 손쉽게 확실한 F1종자를 대량으로 얻을 수 있는 채종 기술이 확립되어야한다. 또 한 품종을 1대 잡종화함에 따른 규격화, F1종자의 가격유지, 그리고 채종량의 연차변동 문제 등을 충분히 검토할 필요가 있다. 

63. 조직배양의 육종적 이용(방통. 재식p210)

조직배양은 원연종, 속간 잡종의 생식격리 장벽을 극복 또는 회피하는 방법으로 사용되며, 또한 배양과정에서 스트레스를 가하여 유전자 및 염색체 돌연변이 세포를 선발함으로서 포장 선발노력을 절감할 수 있다. 그리고 생장점배양 기술은 바이러스 무병주(virus free) 를 생산하고 우량한 이형 접합체를 증식하며, 인공종자의 개발 및 유전자원의 보존 등에 이용한다. 

1) 원연 교배와 조직배양

서로 다른 종, 속간에 교배를 하면 주두에서 화분이 발아하지 못하거나, 발아된 화분관 이 신장하지 못하거나, 또는 수정이 이루어진다 하더라도 배와 배유의 발육이 정지 됨 으로서 정상적인 잡종종자를 얻을 수 없으며, 이러한 현상을 생식격리 장벽이라 한다. 수분이 제대로 이루어지지 못하는 것은 화분과 주두와의 상호작용 때문이며, 수정된 배 가  정상적으로 발육하지 못하는 것은 배유세포가 이상 분열하거나, 배와 그 주변조직 의 생육 불균형으로 인한 퇴화가 주된 원인으로 알려져 있다. 수정 전 생식격리 장벽이 있는 교배조합에서는 화주를 절단하여 수분하거나, 자방속으로 화분을 주입하거나 또는 시험관내 수분과 수정을 통하여 정상적인 F1종자를 얻을 수 있다. 수정 후 생식격리 장 벽을 극복하기 위해서는 수정된 배주나 배 또는 자방을 분리하여 배양함으로서 배 발생 을 도와준다.

① 시험관내 수정

시험관내 수정은 아직 수분되지 않은 자방을 식물체로부터 분리하여 멸균한 다음 자 방벽을 완전히 제거하고 노출된 배주에다 직접 화분을 수분시켜 기내 배양을 하는 것 이다. 배주를 노출시킬 때에는 태좌(placenta)가 붙어 있는 것이 유리하다. 사용할 화 분은 멸균한 꽃봉우리로부터  약을 채취하여 멸균사례에서 개약 시켜서 사용한다. 시 험관내 수정은 양귀비에서 처음 성공하였으며, 담배, 폐츄니아, 양배추 등에서 보고되 고 있다.

② 배 배양

배추(Brassica pekinensis, 2n=20)를 자방친으로 하고 양배추(B.oleracen,2n=18)의 화 분으로 교배(양배추를 자방친으로 하고 배추를 화분친으로 하여도 됨)한 배를 배양하 여 종간 잡종을 육성하는 과정이다. 교배한지 24시간 후면 수정이 완료되는데, 수정된 배를 그냥 두면 퇴화되어 버리므로 퇴화되기 전의 배(배의 발육이 0.2mm～0.6mm정 도 인 것)을 분리하여 배지에 치상 한다. 치상한 배는 빠르면 1주일 후부터 발아를 시작하여 1～2개월 지나면 본엽이 나온다. 본엽이 2～3매 일 때 시험관에서 꺼내어 이식한다. 이 배 배양에서 얻은 잡종식물이 백감(白監)이며 염색체수가 n=19로서 정 상적인 감수분열이 이루어지지 못하여 불임이다. 따라서 본엽이 5～6매 되었을 때 경 정부의 생장점을 콜히친 0.2%수용액을 처리하여 염색체를 배가시키면 복2배체 식물 을 얻을 수 있다.

③ 배주 배양

담배의 N.rustica×N.tabacum조합에서 수분5일째 되는 때  자방친 N.rustica의 배주 를 떼어내어 배양병에 치상하고 연속조명의 27℃항온에서 배양하면 20일 후쯤에 발아 개체가 나타나기 시작한다. 배양액에는 코코넛밀크, 카세인 가수 분해물, 오이과즙, 옥 신등을 첨가하는 것이 효과적이다. 배주 배양에서는 배의 발육단계가 진전된 것일수 

록 배양이 용이하여 배주에 태좌가 붙은채 배양하는 것이 유리하다. 

④ 자방배양

토마토(개화후 2일째)나 오이(교배후 4일째)의 미발달된 자방을 떼어내어 NAA등의 옥신(0.1～1㎎/ℓ)을 첨가한 배지에서 배양하면 정상적으로 발육한 과실을 얻을 수 있 다. 또한 B.campestris×B.oleracea조합에서는 자방 배양을 하면 인공적으로 교배하는 경우보다 50～100배의 높은 비율로 잡종종자를 얻을 수 있다. 자방 배양은 과실이 비 대하는 메커니즘과 초기 배 발생 과정을 밝히는데 유용한 방법이다. 

2) 경정조직 배양의 이용

경정조직 배양은 식물에 따라 조금씩 다르지만 보통 잎눈의 생장점을 떼어내어 배양함 으로서 완전한 식물체를 육성한다. 이 기술은 감자, 딸기, 란, 카네이션 등 많은 식물에 서 이용된다. 생장점을 조직 배양하면 바이러스 무병주를 생산할 수 있는데, 그 이유로 서 생장점 부위는 분열세포의 생장속도에 비해 바이러스의 증식이 따라가지 못하고 바 이러스 불활성화 시키는 작용이 있으며, 또한 생장점 근처의 세포는바이러스에 감염이 안 되는 성질을 가지고 있다는 등의 가능성을 들고 있다. 아직은 가설일 뿐이다. 생장점 배양은 동일한 식물체 (clone식물)의 대량증식이 가능한데, 이를 위해서는 캘러스를 거 치지 않고 직접 경정조직에서 많은 눈을 분화시켜야한다. 그것은 캘러스 세포군에서 서 로 다른 기능을 가진 세포들이 혼재하고 증식과정에서 변이가 일어날 수 있기 때문이 다. 조직배양 기술이 발전됨에 따라 액체질소 (- 196℃)를 사용하여 생장점을 동결시킴 으로서 장기간 동안 생명력을 유지시킬 수 있는 기술이 개발되었으며, 유전자원의  장 기 본존방법으로 실용화 단계에 있다.

3) 인공종자 (문제13 참조)

4) 유용물질 생산

특정한 조직이나 세포를 배양하면 그 식물이 생산하는 물질을 대량생산할 수 있다. 한 예로 고려인삼의 세포배양으로 사포닌 함량을 높일 수 있다. 이 때에는 목적하는 물질 의 생산량이 높은 세포계통(cell line)을 선발하여 탱크 배양하면 효율적이다.

5) 조직배양과 세포선발

조직배양에서 증식한 세포는 유전적 변이가 없다고 생각하기 쉬우나 실제 배양세포에는 배수체와 이수체를 비롯해 다양한 유전변이가 있다. 따라서 변이세포를 선발하여 재 분 화시키면 포장 선발없이 그대로 우량 유전자형을 얻을수 있다. 또한 세포선발은 좁은 공간에서 많은 세포를 취급하므로 포장에서는 출현빈도가 낮아서 발견하기 어려운 돌연 변이도 선발할 수 있다. 배양세포에서 나타나는 유전변이를 체세포 돌연변이라고 하며, 이것은 배양세포에 생긴 염색체 및 DNA변이가 주원인이다. 돌연변이 형질은 식물종류 에 따라 종자 임성, 이삭형태, 초장, 엽록소 결핍, 엽중, 개화일 등 다양하다. 조직배양은 인위 돌연변이 선발에도 유용한 방법이다. 즉 개체나 조직에다 돌연변이 유발원을 처리 하고 거기서 얻은 세포를 배양하여 돌연변이 세포를 선발하거나 또는 배양중인 캘러스 나 세포에 직접 돌연변이 유발원을 처리한 다음 변이세포를 선발한다. 예컨데 특정한 약제를 첨가한 배지에서는 이 약제에 저항성이 없는 야생형 세포는 증식하지 못하고 약 제 저항성을 가진 변이 세포만이 증식한다. 이 방법으로 담배에서는 제초제 picloram과 paraquart저항성 세포를 선발하였다. 옥수수의 경우는 엽고병균 Helminthosporium maydis가 생산하는 독소(toxin)을 첨가한 배지에다 이 독소에 감수성인 T세포질 웅성 불임계통의 세포를 배양하여 저항성 변이세포를 선발하였다. 또한 담배와 벼에서는 

세포 선발에 의해 내염성 계통을 육성 하엿다. 세포선발의 문제점은 식물체의 형질과 세포의 형질 발현이 일치하지 않는다는 것이다. 예컨데 병원균이 침입하여 세포가 괴사 하면 번식이 저지되어 식물체는 큰 피해를 받지 않는다. 더욱이 포장 저항성과 같이 개 체에 따라 발현정도가 다른 형질은 세포선발이 불가능하다. 세포 선발된 형질이 재 분 화 개체에서 키메라 캘러스 때문에 선발세포가 소실되기 때문이다. 세포선발은 개체의 형질검정과 병행하는 것이 바람직하다.

64. 종자의 형성(종자학p13)

식물의 생장은 분열조직이라 불리는 눈(芽)속에서 시작된다. 즉 분열조직에서 세포는 분열 과 신장을 하여 조직을 형성하고 하나의 특수기관으로 발전한다. 영양분열 조직은 식물의 줄기, 잎, 뿌리 등을 이루고, 생식분열 조직은 종자와 과실을 이루는 꽃 부분으로 만든다. 각각의 분열조직 속에는 조그마한 시원체(primordia)가 있는데, 시원체는 크기가 매우 작 아 확대경으로 관찰해야한다. 시원체의 외부모양을 전자 현미경으로 보면, 이들이 점점 자 라서 뚜렷한 하나의 식물기관으로 발달하게 된다. 식물의 종자는 우선 영양분열조직의 일 부가 생식분열조직으로 분화됨으로서 시작되는데, 이와 같은 전환에는 우선 화아 유도가 있어야 한다. 화아 유도에서  종자와 과실이 될 때까지의 단계는 다음과 같다.

1) 화아 유도(floral induction)

화아 유도는 생식을 위해 시원체를 만들기 위한 하나의 생태적 변화라고 할 수 있다. 영양생장기 말에 어떤 외부의 환경조건이나 식물의 생리조건에 따라 화아가 유도된다. 이와 같은 변화는 실제로 꽃이 되기 수일전 내지는 수주 또는 수개월 전에 있게 되며 화아가 유도되는데, 생리적 변화에 영향을 끼치는 외부의 조건을 살펴보면 다음과 같다.

① 온도

많은 식물들의 화아 유도를 위해 저온이 필요할 때가 있다. 이와 같이 화아 유도에 저온을 필요로 하는 경우 춘화(vernalization)라 부르기도 한다. 좁은 의미의 춘화는 어떤 동계작물에 화아 유도를 위해 종자를 흡수시킨 다음 발아시키는 것을 뜻하고, 넓은 의미의 춘화는 동계작물이 저온에 접하여야만 화아가 유도되는 것을 뜻한다. 예 를 들어  호맥은 얼마동안의 저온에 접하여야만 화아가 유도되고 사탕무나 당근은 여 름에 영양생장을 하고 겨울 동안에 저온에 의하여 춘화가 되어야만 개화하는 2년생 식물이며, 토마토나 국화는 밤의 저온과 낮의 고온에 접해야만 화아가 유도된다. 이와 같은 현상은 많은 식물에서 볼수 있는데, 이러한 경우를 감온성이라 한다.

② 일장(day length)

많은 식물들이 일장에 의해 화아 유도가 좌우되는데, 이와 같은 경우를 식물의 감광 성(photoperiodism)이라고 하며, 감광성에 따라 식물을 단일성, 장일성 및 중성식물로 나누기도 한다. 화아 유도에 영향을 끼치는 것은 낮 시간의 길이보다는 화아 유도에 영향을 끼치는 밤 시간의 길이, 즉 어두운 시간의 길이이다.

장일성 식물로는 대부분의 화곡류와 티머시, 클로버, 무궁화, 감자 등이 있고, 단일성 식물로는 국화, 담배, 포인센티아, 고구마, 딸기 등이 있으며, 중일성 식물로는 완두, 

토마토, 백일홍 등이 있다. 화아 유도를 위한 광주기는 질적일 수도 있고  양적일 수 도 있다. 예를 들어 콩 중에서 Biloxi품종이나, 도꼬마리는 단일성 식물로서 해바라기 와 같은 것은 적당한 단일조건하에서 개화가 촉진될 뿐으로 단일 처리를 받지 않아도 결국에는 개화한다. 개화에 관한 광주기성과 온도의 효과는 1920년 Garner와 Allard 에 의해 그리고 1928년 소련의 Lysenko에 의해 각각 발견된 이후 개화촉진물질로서 florigen이 식물에 관하여 많은 연구가 진행되어 왔다. 오늘날에는 개화가 어떤 한 종 류의 물질에 의해서만 아니고 여러 가지 물질에 의해 좌우된다고 알려져 있는데, 그 한 예로 phytochrome을 들수 있다.

태양광선은 식물의 개화에 영향을 끼칠 뿐만 아니라 종자의 발아나 눈의 휴면을 비롯 한 줄기의 신장에도 영향을 끼치는데, 이때 식물이 태양광선을 받아 반응을 보이는 것이 식물이 어떤 특수물질을 가지고 있기 때문이다. 이 물질은 1959년에 분리 확인 되어 phytochrome이라고 불리어 왔다. 식물이 가지고 있는 phytochrome에는 PＲ는 orange- red광(600～680㎜)을 받아들여 PF- R는 초적색광을 받아들여 PR로 서서히 바 뀌는데, 이것이 바로 화아 유도에 대한 일장효과와 광의 질적 영향을 설명하는 기초 가 된다. 따라서 일장 효과가 민감한 식물을 적색광과 초 적색광에 번갈아 노출시킴 으로서 개화가 억제 또는 촉진되는데, 이것은 맨 마지막에 노출시켰을 때 광이 어떤 광이었나에 따라 좌우된다.

③ 화학물질

어떤 화학물질은 그것이 인공적으로 합성된 것이든 자연의 것이든 간에 모두 화아 유 도에 영향을 끼칠 수 있다. auxin과 같은 물질로서 indoleacetic acid (IAA)나 naphthalean acetic acid(NAA)가 있고, 또 2,4- D와 같은 제초제가 있다. gibberellin acid(GA3)는 농도에 따라 단일 하에 있던 장일성 식물의 개화를 촉진하거나 단일하 에 있던 단일성 식물의 개화를 억제한다. 그 밖에 화아를 유도하거나 또는 꽃을 피게 하는 물질로서 cytokinin, ethylene, acetylene, chlorohydrin, 2- 3- 5triodobenzoic acid 등이 알려져 있다. 개화를 억제하는 물질로는 maleic hydrazide(MH)등이 알려져 있 다. 최근에는 화아를 촉진하거나 억제하는 물질들이 많이 알려져 있고, 또 생산됨에 따라 작물의 개화를 임의로 조절할 수 있어 작물 생산이 매우 편리하게 되었다. 

④ 식물영양 상태

식물의 영양상태도 화아 유도에 중요한데, 그 이유는 꽃을 구성하는 각 부분은 그 식 물이 가지고 있는 양분의 가용성과 전류에 따라 크게 영향을 받기 때문이다. 식물체 내의 탄소(C)와 질소(N)의 비율은 특별한 의미를 갖는다. 예를 들어 자예와 웅예가 따로 달리는 서양참가시와 은계목은 질소보다 탄소의 비율이 높으면 웅예보다 자예가 더 잘 발달된다. 그리고 토마토의 경우에는 탄소가 결핍되면 소포자의 발달이 퇴화되 어 불임이 되지만, 질소의 부족은 아무런 영향을 끼치지 않는다.

2) 화아 분화개시(floral initiation)

외적 자극에 의하여 화아가 유도되었다는 형태적, 물리적 표시로서 식물의 분열조직 내 에서 화아분화 개시가 있게 된다. 단자엽 식물이나 또는 발아시 1개의 배자엽이 나타나 는 식물에 있어서 화아분화 개시는 나중에 표피가 되는 원표피(dermatogens)에서 일어 난다. 한편 쌍자엽 식물이나 발아시 2개의 배자엽이 나타나는 식물에 있어서는 화아분 화 개시가 측아, 또는 액아에서 일어난다. 분열조직은 영양생장을 위한 것이든 생식생장 을 위한 것이든 간에 모양에 있어서 초기에는 다같이 둥굴 넓적한 것이 특징이다.

그러나 화아가 발달함에 따라 꽃의 형태를 갖추게 된다.

3) 생식세포의 형성과 발달

① 대포자의 형성과 발달

피자식물의 종자는 배주의 시원체라 불리는 자방(ovary)벽의 분열조직에서 시작된다. 간단한 자방을 가진 식물에 있어서는 심피가 붙어있는 자방벽에 이와 같은 시원체가 위치하고 있지만, 심피가 여러개이거나 여러개의 심피를 가진 자방에 있어서는 태좌 의 형태에 따라 종자가 심피에 직접 또는 심피축에 형성된다. 토마토와 같은 경우에 는 잘 발달한 태좌가 있어서 여기에서 여러 개의 배주가 형성된다. 자방은 경우에 따 라서 1개내지 2개이상의 심피(carpel)로 구성되기도 하는데, 심피의 수가 하나인 것을 단과라고 하며 1개의 자실(locule)을 가지고 있다. 반면 2개 이상의 심피를 가지고 있 는 복과는 여러 개의 자실을 가지고 있다. 자방의 외벽을 과피(pericarp)라고 부른다. 종자가 자방의 자실속에 붙어있는 상태를 태반형성(placentation)이라고 하는데, 다음 과 같은 3가지 형태가 있다.

1. 측막태좌 : 종자가 자방벽에 붙어있는 경우로 대개 종자는 심피가 서로 연결된 측 면에 붙어 있다.

2. 중축태좌 : 종자가 여러 개의 격벽으로 만들어진 자방 안에 있는 중축에 부착되어 있는 경우이다. 

3. 중앙태좌 : 격벽이 없는 자방에서 종자가 자방내의 중앙에 붙어 있는 경우이다. 심피의 특수조직이라고 할 수 있는 주심(mucellus)내에서 포원세포라 불리는 세포가 형성되는데, 이 세포는 다른 주위의 세포와 구별된다. 포원세포는 커져서 큰 핵을 가 지게 되고, 세포질 역시 세포막 내에 가득차 있으며 세포분열을 계속한다. 포원세포의 첫 번째 분열결과 배양모 세포가 형성되고, 배낭모 세포는 다시 감수분열을 하여 4개 의 배양세포(대포자 또는 알세포)가 된다. 배낭모 세포는 원래 식물이 가지고 있는 염 색체 모두를 가지고 있는 2배체(2n)이지만, 감수분열결과 생긴 각 배낭세포는 식물체 가 가지고 있는 염색체 수의 반에 해당하는 반수체(1n)이다. 4개의 배낭세포 중에서 3개는 기능을 발휘하지 못하고 퇴화해 버리며 1개의 배낭세포만이 정상적인 세포로 남게된다. 배낭모 세포로부터 배낭세포가 되고 다시 여러 번의 세포분열 기능을 가진 대포자 또는 암배우체가 되는 과정을 대배우자 형성 세대라고 한다. 남은 배낭세포는 3회에 걸친 핵 분열결과 8개의 반수체 핵을 가진 배낭을 형성하고, 배낭 내에서 8개 의 핵이 배열된다. 즉 3개의 반족세포는 한쪽 극에 2개의 극핵은 중앙에, 그리고 1개 의 란핵 및 2개의 조세포는 다른 극에 각각 배치된다. 2개의 극핵이 융합된 다음 남 아 있는 7개의 세포로된 것을 모두 암배우체(자성배우체)라고 한다. 이상 설명한 것은 대부분의 피자식물 속에서 볼 수 있는 것이지만 예외도 있어서 극핵과 반족세포의 형 성이 종에 따라 다른 경우도 있다. 그러나 대개의 경우 란세포의 형성과 발달은 종에 따라 거의 같다. 난세포는 완전한 세포로서 반수체(1n)의 핵을 가지며 얇은 막으로 둘러싸여 있는 세포질을 가지고 있다. 이와 같은 난세포는 배주 주위를 에워싸고 있 는 주피의 주공 가까이에 위치해 있고, 때로는 약간의 공포가 주공 가까이에 있는 경 우도 있다. 배주는 자방 내에서 발달하게 되는데, 자방은 암배우체에 영양분을 공급하 고 란핵과 웅핵이 수정이 되도록하여 나아가 배의 발달은 물론 배의 생존 및 재생을 위해 중요한 역할을 한다. 배주는 주심의 일부가 자라 나옴으로서 형성되는데, 이와 같은 주심은 배낭모 세포 세대와 암배우자 형성세대를 거치는 동안 발달하여 독특한 

외부 형태를 갖게된다. 주심의 주변이 성장하여 주피가 되고, 주피는 외주피와 내주피 로 되어 결국 성숙한 배주의 종피가 된다. 발달중인 배주는 대개 주병에 의해 태좌에 붙어있게 된다. 종자가 성숙하면 주병이 떨어지고 배주 위에 흔적이 남게 되는데, 이 를 臍(제)라고 한다. 주피가 주심의 자리에 붙어있는 위치 가까이 에는 주공이 있고, 주공의 맞은쪽에 주피가 발달한 원래 위치에는 합점이 있다. 합점과 제 사이의 부분 을 대개 봉선이라고 부르는데, 이 봉선은 식물의 종류에 따라 종피 위에 있는 것을 볼 수 있다.

㉠ 주심(mucellus)

주심은 포원 세포로부터 자성 배우체가 되는 기원이 된다. 주심은 원래 자방조직에 서 유래되며 포원 세포가 발달하는 곳이다. 포원세포가 형성 발달하고 배주가 발달 하면 주심은 주피로 둘러싸여 결국에는 흔적만 있게 된다. 주심은 배낭이 발달하는 동안 영양을 공급한다. 그러나 어떤 식물에 있어서는 주심이 크게 저장 조직으로 발달하여 외 배유로 되는 경우가 있는데, 외 배유가 잘 발달하는 것은 사탕무나 등 대풀 등이다. 

㉡ 주피(integuments)

주피는 자방 및 배낭의 발달에 어떤 영향을 끼치는가에 따라 성질과 구조 등이 크 게 다르다. 예를 들어 미나리과 식물의 어떤 종자는 내 주피가 거의 없고 외주피만 2～3층의 얇은 세포층으로 남아 있으며, 십자화과 식물의 종자에 있어서는 대부분 의 내.외주피가 없이 1층의 세포층으로 과피 안쪽에 붙어있고, 옥수수에 있어서는 주피 조직이 전혀 보이지 않으며, 산부추의 경우에는 주피와 배유가 배에 동화되어 배가 나출 되는 경우도 있다. 주피는 그 발달 형태가 식물의 종에 따라 다른 경우 가 있다. 외주피가 갈라져 발달하는 것이 있는데, 이것을 가종피(aril)라고 하며,  화 본과의 관모개 보리속의 어떤 것은 잘 발달한 가종피를 가지고 있는데, 경우에 따 라서는 이를 종부(種阜)라 부르기도 한다. 내주피는 종자가 발달하는 중에 영양분을 종자에 공급하는 역할을 하다가 종자가 완전히 자란 다음에는 종자를 보호해 주는 역할을 한다. 

㉢ 주공(micropyle)

주공은 주피에 있는 구멍으로서 이 구멍을 통하여 자란 화분관이 난세포와 결합하 게 된다. 주공은 외주피와 내주피의 양식에 따라 그 형태가 다양하다.

㉣ 에피스테이스(epistase)

에피스테이스는 종자의 주공위에 잘 발달한 주심이나 주피조직을 말한다. 수련의 경우 주심의 표피세포는 분지하여 주공아래 부위에 움푹 들어간 형태로 되는데, 이 와 같은 주심은 다른 주심조직이 없어진 후에도 남아있다. 이 경우 주공 가까이에 있는 세포들은 현저한 방사신장을 한다.

㉤ 배주의 발달 

자방내에서 배주의 배열은 5가지로 나누어진다. 이와 같은 배주의 배열 형태는 포 원세포가 발달하는 때부터 기원되는데, 배낭이 성숙함에 따라 완전한 형태로 발달 하게 된다. 배주의 배열형태는 식물을 분류하는 한 가지 기준이 되기도한다. 배주의 형태는 흔히 겉으로 보아서도 알 수 있는데, 그 예로 많은 콩과 식물에서 제, 합점 또는 주공 등을 쉽게 관찰할 수 있다.

② 소포자의 형성 및 화분의 발달

주두(암술머리:stigna)가 화분을 받아들일 수 있는 기관을 특히 꽃이라고 한다. 화분 은 대개 4개의 주머니에서 만들어지며, 화분이 만들어지는 방을 소포자실(작은 홀씨 주머니)이라고 한다. 그리고 이들 소포자실로 되어 있는 큰 주머니를 약(anther)이라 고 하는데, 때로는 약 속에 4개 이하의 소포자실이 있는 것을 볼수 있다. 소포자실 내 의 세포들은 발달하여 화분모 세포가 되는데, 이들 화분모 세포는 2회에 걸친 감수분 열 결과 1개의 화분모 세포에서는 4개의 소포자가 형성되며, 이들 소포자는 반수의 염색체를 가진다. 4개의 소포자는 모두 정상적인 기능을 가지며, 1개의 소포자는 다시 2회의 핵분열을 거쳐 성숙한 화분립을 만드는데, 이들을 웅성배우자라고 한다.

4) 수정(fertilization) 

수정은 자성 배우자와 웅성 배우자가 완전히 성숙했을 경우에 가능하다. 속씨 식물은 대개의 경우 배우자 핵의 이중결합 즉 중복수정을 하는데, 우선 화분립이 주두에 닿아 발아하고 화분관이 신장하여 암술대(style)를 거쳐 주공을 통해 다시 배낭 속으로 들어 가면 화분관내의 화분관 핵은 곧 분해되고 2개의 웅핵만이 배낭속 깊이 들어간다. 2개 의 웅핵 중에서 하나는 2배체(2n)의 극핵과 결합하여 3배체(3n)의 배유 핵이 되고, 다른 하나는 난핵과 결합하여 2n의 접합체가 되며, 이때 난핵은 수정란이 된다. 나자 식물의 수정은 중복수정을 하는 피자 식물의 경우와는 달리 화분이 공기 중에서 떠돌다가 수분 이 되면 화분은 주공으로부터 분비되는 액체에 의하여 화분실에 들어가고, 이 화분은 싹이 터서 생식핵이 갈라져 마지막에는 2개의 정핵이 되며, 이 정핵은 1개만이 난세포 와 결합하여 수정란이 되고 이것이 발육하여 배가된다. 나자 식물에서는 배유가 수정을 거치지 않고 암배우체의 1개 세포에서 유래하므로 염색체수가 1n이다.

5) 무 수정생식

식물의 무성 생식에는 두가지 형태가 있다. 그중 하나는 영양번식으로서 구근, 구경, 근 경, 분얼 또는 포복지와 같은것에 의해 번식하는 것이고, 다른 하나는 무 수정생식 (apomixis)으로서 이의 중요한 특징은 ⓐ우선 무성생식이고 ⓑ유성생식에서와 같이 꽃 에서 일어나며 ⓒ난핵과 웅핵의 결합이 없다. 이와 같은 무수정생식은 다시 두가지 형 태로 나누어지는데, 그중 하나는 영양계 생식이고, 다른 하나는 무 배우자 생식이다.

영양계 생식은 외영 상부의 소수가 잎이 많은 비정상적인 줄기로 성장하여 개체로 발달 하는 것이고, 무 배우자 생식은 감수분열을 하지 않거나 또는 수정을 하지 안은채 종자 를 형성하는 것으로서 흔히 부정 배나 배우체적 단위생식을 한다. 부정 배에 의한 생식 은 주심 내지 주피 조직으로부터 2배체의 배가 발달하는 것이고, 배우체적 단위생식에 서는 감수분열이 없이 배낭이 무 포자 생식이나 복상 단위생식에 의해 종자로 되며 경 우에 따라서는 감수분열된 배낭이 종자로 될 때도 있다. 무 포자생식에서는 2배체의 배 낭이 체세포 분열에 의하여 주심이나 내주피 속에서 발달하고 복상단위 생식에서는 2배 체의 배낭이 포원세포에 의하여 발달한다. 이와 같은 배낭들은 단위생식이나 위수정에 의해 수정됨이 없이 종자로 발달한다. 2배체 위수정에서는 화분의 자극을 받아야 배유 가 발달하고, 난세포는 수정을 하지 않은채 발달한다. 단위생식에서는 2배체 상태의 난 세포가 발달하는 2배체 단위생식과 1n상태의 난에서 발달하는 반수체 단위생식이 있다.

66. 작물의 내한성(耐旱性:내건성)기구(방통,재식p342) 

식물의 내한성은 그 성립에 따라 다음과 같이 두 가지로 나누어 생각할 수 있다. 그 하나 는 구조적 내한성으로 건조한 환경에 놓여 있어도 식물의 체내수분, 즉 생활현상이 이루 어지고 있는 원형질 중의 수분의 감소를 방지하도록 식물체의 체제 혹은 구조 및 생리작 용이 이루어지는 정도를 의미하는 것이며, 다른 하나는 원형질적 내한성으로 이것은 식물 체내에 수분의 감소가 일어났을 때, 즉 원형질의 수분이 감소했을 경우 혹은 수분이 감소 한 원형질이 다시 수분을 흡수할 경우에 생기는 장해에 대해서 식물체가 어느 정도 견디 어 낼 수 있는가를 의미하는 것이다. 

1) 구조적 내한성(耐旱性)

식물체의 구조적 내한성은 ① 식물체의 표면으로부터 수분의 손실을 방지할 수 있는 형 태. 구조나, 이와 같은 기능의 생리작용 ② 식물이 체외로부터 수분흡수를 증대시킬 수 있는 형태. 구조나 생리작용의 양자에 지배된다.

① 식물표면에서의 수분손실에 대한 저항성

증산작용에 의해 식물체로부터 수분을 잃는 정도는 식물의 종류에 따라 현저히 달라 서, 1일당 식물체중의 1/4,300에서부터 매 시간당 식물체중의 5배까지 잃는 것이다. 증산작용이 적다고 하는 것이 식물체의 내한성의 중요한 요인이라고 지적한 것은 Schimper(1898)이다. 그는 습생식물은 그 구조상 식물체로부터 수분을 빼앗기기 쉽도 록 도어 있고, 건생식물은 뿌리로부터의 수분의 흡수를 촉진하고, 식물체표면에서는 증산작용에 의한 수분의 손실을 억제할 수 있는 구조를 가지고 있음을 지적하였다. 그런데 그 뒤 Maximov(1929)에 의해 건생식물은 충분히 물이 공급되고 있는 상태에 서는 중생식물보다는 오히려 증산작용이 왕성하게 이루어지는 점이 주목을 끌었다. 그는 건생식물은 건조한 환경조건하에서는 세포크기의 감소, 단위표면적당의 기공수 의 증가, 엽맥(葉脈)의 발달, 모용(毛茸)의 밀생, 각피의 형성물질이 많아진다고 하였 다. 이와 같은 형태상의 적응은 증산작용과 광합성작용을 동시에 증가시키며, 세포액 삼투압(細胞液滲透壓)을 상승시키는 것이라고 하여 이 같은 것을 건생적 구조라고 하 고, 이에 수반한 생리적 특성을 건생성 이라고 한다. 그런데 식물의 증산작용과 내한 성과의 관계에서 문제가 되는 것은 물이 충분히 공급되었을 때의 증산작용의 크기가 아니고, 한발시에 식물이 증산작용을 어느 정도 억제할 수 있느냐 하는 것이다. 물의 공급이 그다지 제한되지 않을 때에는 건생식물은 중생식물보다 증산을 많이 하지만, 위조상태(萎凋狀態)가 되면 반대로 건생식물이 오히려 중생식물보다 증산이 적다. 이 와 같은 경우에 증산작용을 제한하는 인자는 기공의 폐쇄, 각피증산의 저하, 엽면적의 감소 등이다. 

㉠ 기공의 폐쇄 : 한발시에 기공의 폐쇄상태는 식물의 종류에 따라 가지각색이다. 내 한성이 높은 식물(teucrium montanum)은 한발시에는 기공을 닫아 증산작용을 현 저히 저하시키지만, 이른 아침에는 기공을 열어 광합성을 한다. 이와 같이 낮에도 기공의 폐쇄(閉鎖)로 증산을 저하하며, 극단의 경우에는 낮에 일시적으로 증산작용 을 정지하는 형의 식물도 있다.

㉡ 각피증산(角皮蒸散) : 기공이 닫혀있을 때 증산작용의 대소는 각피증산에 좌우된 다. 종이 다른 소나무에서 내한성이 큰 것을 각피증산은 반대로 적다. 각피증산이 현저히 적은 전형적인 예는 건생 다육식물인 선인장으로 1년 이상 물을 주지 않아 도 많은 물을 체내에 보유하고 있어 가뭄에 견딘다.

㉢ 엽면적의 감소 : 다육식물은 일반적으로 각피증산이 적지만, 단위면적당 수분발산 은 의외로 많은 경우가 있다. 이 같은 경우 식물체의 표면으로부터의 수분손실을 막고 있는 요인은 체중에 대한 체표면적(體表面積)의 비율이 현저히 작다고 하는 것이다. 수수는 옥수수와 형태는 매우 닮았으나 내한성은 훨씬 높다. 양자의 증산작 용을 비교해 보면 수수는 건생식물의 특징을 보여 증산작용의 강도가 현저히 높지 만 엽면적이 작기 때문에 1개체당의 증산량은 옥수수보다 적다. 또한 식물에 따라 서는 한발시에 잎이 말린다든지, 펴진 잎이 닫힌다든지, 혹은 낙엽이 일어나거나 하 여 내한성을 높이고 있다는 것은 옛부터 알려져 있다.

㉣ 증산작용과 광합성 : 증산작용을 억제해서 식물체로부터 수분의 손실을 막는 데에 는 기공의 폐쇄가 가장 효과적이지만, 기공이 닫히면 필연적으로 광합성의 저하라 는 불리한 관계가 따르게 된다. 따라서 증산작용을 억제하여 수분의 손실을 적게 함으로서 내한성을 높이기 위해서는 식물은 이 같은 상태에서도 광합성은 저하되지 않은 생리적인 메커니즘을 지닐 필요가 있다. 특별히 내한성이 강한 식물은 한발시 낮에는 기공을 닫아 증산작용을 가장 적게 하는 반면에, 아침과 같이 증산작용에 의한 수분손실의 우려가 적을 때에는 기공을 보다 오래도록 열어서 광합성을 왕성 하게 하고 있는 것은 이와 같은 이유에서라고 해석된다. 더더욱 극단의 건조에 견 디는 다육식물의 경우는 이 밖에 더욱 특수한 메커니즘을 가지고 있다. 그것은 다 육식물에서는 야간의 호흡작용에 의한 물질분해의 과정이 완전히 이루어지지 않고 중간생성물인 유기산을 축적한다는 것이다. 또한 최근의 연구에 의하면 다육식물은 야간에도 기공을 열고 C02의 동화를 하여 유기산으로 생성하고 있음을 알았다. 이 와 같이 하여 생성된 유기산은 그 뒤 낮에 광합성에 의하여 전분으로 변화한다.

② 식물체 외부로 부터의 수분흡수의 증대 

㉠ 근계의 발달 : 건생식물에서는 지상부의 크기에 비해서 지하부의 발달이 현저히 크다는 것은 건생식물이 가지는 형태적인 특징의 하나이다. 뿌리가 잘 발달되면 보 다 넓은 범위의 토양층에서 수분을 흡수할 수 있다. 건생식물의 증산작용이 왕성한 이유의 하나가 바로 여기에 있다. Maximov(1931)도 건생식물이 가지는 형태적 적 응으로서 수분의 손실을 억제하는 형태적 변화보다는 뿌리의 발달에 의한 수분흡수 증대를 위한 적응이 보다 중요하다고 하였다. 중생식물의 내한성도 근계의 발달 정 도에 지배되는 경우가 적지 않다. 수수와 옥수수를 비교하면 1차근의 수나 토양중 의 근 신장분포(根 伸張分布)에는 큰 차이가 없으나, 내한성이 높은 수수는 내한성 이 낮은 옥수수에 비해 2차근의 발달이 거의 7배에 달한다. 이것이 수수가 가지는 내한성의 특징인 것이다. 

㉡ 흡수된 물의 이동촉진 : 건생식물에서는 도관(導管)이나 엽맥망이 발달되어 있음 을 잘 알려진 사실인데, 이것은 식물체로의 수분공급을 편리하게 하여 증산작용을 왕성하게 하기 위한 것으로 지적되고 있다. 중생식물에서도 내한성이 높은 것은 내 한성이 낮은 것보다 수분 통도 조직이 잘 발달해 있다. 예를 들면 많은 수목들간의 비교에서 내한성이 가장 낮은 수종(Fagus, Picea, Tilia)은 식물체의 위쪽으로서의 수분공급이 매우 곤란하여, 나무의 키가 높아질수록 증산도가 현저히 감퇴하나, 내 한성이 높은 수종(참나무류quercus, 소나무류pinus)은 키가 클수록 그에 따라서 증 산작용도 증가한다. 

㉢ 수분대사 : 일반적으로 내한성이 높은 건생식물은 적당한 수분이 주어지면 내한성 

이 낮은 중생식물보다 증산이 현저하다. 이것은 토양 중으로부터 수분흡수가 크다 는 것과, 흡수된 수분을 증산면으로 운반하는 능력이 크다는 것을 뜻한다. 이와 같 은 식물은 진성건생식물이라 불리는 것으로 수분낭비형에 속하며, 증산작용과 함께 광합성 작용도 왕성하다. 이 형에 속하는 건생식물은 한발이 심해지면 내한성이 적 은 식물에 비하여 증산작용이 오히려 저하한다. 이것은 기공의 개폐가 원활히 이루 어진다는 것과 각피증산이 적다는 것 등에 기인한다. 그러나 식물계에 있어서 가장 내한성이 큰 것은 건생 다육식물로 증산작용이 현저히 적은 수분저장형에 속한다. 이 형의 식물은 특이한 물질대사 과정을 가지며, 가스 대사가 억제된 상태에서도 광합성을 하여 생장을 계속할 수 있으나 생장속도는 수분낭비형보다 작다. 수분저 장형의 식물은 뿌리의 흡수능력이 가장 큰 수분낭비형의 식물도 생존할 수 없는 극 단의 토양건조에서도 적응하여 생활한다.

2) 원형질적인 내한성(耐旱性)

원형질적 내한성은 식물체가 건조적 환경에 있게 됨에 따라 식물체내의 함수량의 저하 가 일어나, 세포 내의 원형질의 함수량이 감소했을 때(혹은 함수량이 저하한 세포가 흡 수 했을 때)어느 정도로 원형질이 이에 견디느냐를 의미하는 것이다. 이 성질은 식물체 (세포)가 처해 있는 생활상태에 따라 현저한 차이가 있는데, 일반적으로 휴면상태에 있 는 원형질에서는 현저하게 견디는 힘이 커서 풍건상태로까지 함수량이 저하해도 생명을 잃지 않는다. 그렇지만 생장이 왕성한 상태에 있는 식물체는 원형질적 내한성이 훨씬 작아 식물체의 함수량이 반으로 줄어들었다는 것만으로도 생명을 잃고 마는 것도 있다.

원형질적 내한성을 식물체가 어느 정도 체내적 건조에 견디어 내는가를 나타내는 것이 므로 건조가능도라는 개념에 의해 표시할 수 있다. 건조가능도를 측정하여 표시하는 하 나의 방법은 식물의 잎을 채취해서, 이것을 점차로 건조시켜 위조하면서 때때로 함수량 을 평량, 잎이 건조에 의해 고사하는 데에 어느 정도까지의 수분을 잃는가를 측정해서, 이것을 최초의 함수량에 대한 비율(%)로 나타낼 수 있다.

3) 건조 사(乾燥 死)의 기구

원형질적 내한성은 세포의 건조사가 어떻게 해서 일어나는가와 관련된다. 식물세포는 휴면상태에 있는 세포와 같이 극단으로 건조된 상태에서도 견디는 능력을 가지고 있으 며, 생장 중에 있는 식물의 세포가 수분이 탈취되어 죽음에 이르는 것은 원형질이 수분 을 잃는 그 자체에 기인하는 것이 아니고 세포의 건조 및 건조된 세포가 다시 흡수함에 따라 생기는 원형질의 기계적 파괴에 의한 것이다. 즉 세포로부터의 탈수 때문에 원형 질이 파괴되어 고사하게 되는 것이다. 세포의 크기, 특히 세포의 용적/표면적의 치는 건 조사에 대한 저항성과 관계가 있다. 세포가 작을수록 이 용적/표면적의 비가 작아지고, 같은 정도의 함수량의 손실이 일어났다고 가정할 경우 작은 세포는 큰 세포에 비교해서 원형질이 받는 변형이 적다. 따라서 세포가 작을수록 건조사에 대한 저항성이 크다. 또 한 세포 속의 액포가 작고 원형질이나 저장양분이 차지하는 비율이 큰 세포는 건조에 의한 원형질의 급격한 변형이 적기 때문에 격심한 건조에 견딘다. 종자나 휴면세포가 건조에 강한 것은 저장양분이 많이 함유되어 있기 때문에, 또한 생장점이 있는 어린세 포가 건조에 잘 견디는 것은 원형질이 많기 때문이라 생각된다.

4) 물질대사와 내한성

실제 물질대사에 있어서 식물체가 한발에 의해 체내 수분이 현저한 감소 때문에 고사하 는 피해보다도, 식물체가 고사까지는 이르지 않아도 한발적 환경의 영향을 받아 어느 

정도 체내 수분의 손실이 일어나 생육의 저하, 수량의 감수를 가져오는 일이 중대한 문 제가되는 경우가 많다. Stocker(1956)는 원형질적 내한성을 이와 같은 두 가지의 경우로 나누어, 전자의 경우를 치사적 내한성 후자의 경우를 생활성 내한성으로 불렀으나, 특히 후자의 중요성을 강조하였다. 다음은 후자와 관계가 있는 여러 가지 문제들이다.

① 생화학적 변화

일반적으로 식물체가 한발상태에 놓이게 되어 체내 수분이 저하하면 특이한 생화학적 변화가 일어난다. 식물체 내의 함수량이 감소하면 팽압에 의한 세포의 크기의 증대가 정지하지만, 또 다시 식물체의 수분부족(water deficit)이 진전되면 세포분열이 저해되 어 DNA나 RNA의 분해가 일어난다. 물 stress가 다시 진행된 상태에서는 광합성이 나 생장이 정지될 뿐만 아니라, 탄수화물이나 단백질의 분해적 효소의 활력이 증가하 고, 합성적 효소의 활력이 감소하여, 세포 내에 있어서 물질 분해적 변화가 촉진되고 물질 합성적 변화가 감퇴되어, 그 결과 식물세포는 해작용을 받는 것으로 생각된다.

② 수분대사

식물조직 또는 세포의 수분저장능력이나 수분보유능력은 한발시에 식물의 수분평형을 유리하게 하는 것이므로 식물체의 내한성과 관계를 가진다. 이 능력은 세포액의 농도 가 높다는 것, 즉 삼투압 적으로 작용하는 물질의 축적에 관련하며, 또한 수분을 보유 하는 친수성 콜로이드의 존재를 수반한다. 전자는 삼투압 적으로, 후자는 결합수로서 식물체의 함수량을 높인다. 어느 경우에도 조직의 물질 충실이 그 수분 보유력을 높 이고 있으므로, 조직의 총합적 물질충실도를 나타내는 조직분말비중은 내한성을 비교 하는데 매우 유익한 것으로 인정된다. 뽕나무에 있어서 내한성이 강한 품종과 약한 품종과의 엽육의 조직분말비중을 비교한 성적에 의하면 상, 하 어느 잎에서도 강한 품종이 큰 値(치)를 나타내었다. 

67. 작물의 습해(식생p276) 

1) 습해(excess moisture injury)의 기구

식물은 적당한 토양수분에서만 잘 생육한다. 그보다 과습 하면 생장이 쇠퇴하고, 작물의 경우에는 수확량이 저하된다. 따라서 저습한 밭이나 후작을 하는 습답(濕畓)에서는 과습 에 의한 피해 즉 습해를 입는 경우가 많다. 

토양 중에 수분이 너무 많으면 식물에 대한 수분자체의 영양보다도 토양 속에 있는 산 소의 부족 때문에 발생하는 뿌리의 호흡작용의 영향이 더 크다. 작물의 경우에는 뿌리 의 호흡작용이 저하되면 수분이나 무기 양분의 흡수가 저하되고, 뿌리의 세포분열 및 생장이 쇠퇴되며 지하부의 생리활동이 저하되어 결국 생장 또는 수확량이 감소된다. 또 한 토양의 과습 때문에 통기가 불량해지므로 뿌리에의 산소공급이 제한되어 정상적인 호흡작용을 할 수 없게되고, 뿌리 세포의 효소 작용력에 변화가 일어나며 특히 피층 세 포의 산화환원전위가 저하되면서 뿌리조직의 괴사(壞死) 및 세포벽의 목화가 촉진되므 로 뿌리의 생장이 정지되고, 수분 및 양분의 흡수도 저해되어 지상부의 생육이 해를 입 

게 되며, 엽신의 선단에서부터 경엽이 황화 된다. 이때 지온이 높아 지므로써 토양의 산 화 환원전위(Eh)가 저하되고, 따라서 토양의 환원생산물이 생성되어 뿌리가 장해를 받 게 된다. 즉 지온이 8～10℃로 상승하여 토양 미생물이 활동하기 시작하고 산화 환원전 위가 0.4Volt이하로 저하되면 토양 속에 있는 아산화철이 검출되며, 다시 지온이 15℃전 후로 상승하면 황화수소도 생긴다. 이와 같이 토양이 환원상태로 되면 뿌리세포의 원형 질의 산화 환원전위가 더욱 저하되어 뿌리에 환원생성물이 쉽게 침입하게 된다. 그리하 여 뿌리의 괴사 및 목화는 물론 근부병(根腐病:뿌리썩음병)도 발생하여 식물체의 생활 력이 감퇴되고, 심할 경우에는 시들어 말라 죽게된다. 논벼는 물에서 생육하지만 엽신, 엽초, 뿌리 등에 함유되어 있는 공기의 산소를 이용하여 호흡작용을 한다. 즉 엽신에 16～18%, 엽초에 14～18%, 뿌리에6～9%의 산소가 함유되어 있어 관개답(灌漑畓)에서도 호흡작용을 하지만 관수(冠水)가 되면 체내 각 부분에 함유되어 있는 공기의 성분조성 이 달라져서 산소가 부족해지고 이산화탄소가 집적된다. 즉 산소 분압이 저하됨에 따라 산소호흡이 감퇴되고 무기호흡이 증대되지만, 양자에 의해 소비되는 호흡기질의 전량은 증가되며, 생산되는 에너지는 반대로 감소된다. 따라서 벼가 관수로 말미암아 물 속에 잠기게 되면 체내의 환원당, 전화당 등이 갑자기 소실되고, 전분 및 그 밖의 산으로 가 수분해되는 탄수화물도 그 이용할 수 있는 부분이 대부분 소모되어 버린다. 또한 단백 질도 서서히 분해되어 아미노산 및 그 밖의 가용태 질소화합물로 변화되어 호흡기질로 이용된다. 산소가 극히 부족할 경우 정체수(停滯水), 탁수(濁水) 등에는 앞에서 설명한 이유에 따라 호흡기질의 소모(消耗)가 더욱 빨리 이루어지지만, 단백질의 분해는 진행되 지 않는다. 따라서 호흡기질이 그 이상 생성되지 않기 때문에 호흡작용이 정지되어 결 국 치사한다. 관수 전에 추비를 시용하면 피해가 현저하게 증진된다. 왜냐하면, 추비를 시용 했을 경우에는 체내의 탄수 화합물이 일시적으로 감소함에도 불구하고 호흡작용이 증진되므로 기질의 소모가 촉진되기 때문이다. 또 관수 중에 수온이 높으면 호흡작용이 증진되기 때문에 기질이 빨리 소모되어 피해가 더욱 심하게 된다.

2) 내습성(耐濕性)

내습성은 식물의 종류에 따라서 현저한 차이가 있다. 습생식물인 논벼, 연, 골풀 등은 지하부가 湛水狀態(담수상태)에 있어도 정상적으로 생육할 수 있지만 중생식물인 담수 상태에서는 장시간 견딜 수 없기 때문에 쉽게 습해를 입는다. 이와 같은 내습성의 차이 는 근권(根圈)에 있는 토양 또는 수분속에 있는 산소가 부족할 때 어느정도까지 견디어 호흡할 수 있는가 또는 근권에 있는 토양이 환원상태로 되었을 때 생성된 유해물질에 대하여 얼마나 견딜 수 있는가에 따라서 지배되는 것으로서 이것은 습해의 기구로 쉽게 추찰(推察)할 수 있다.

① 통기계의 발달

식물이 근권에 있는 산소가 부족할 때 어느 정도까지 견디어 호흡작용을 할 수 있는 가는 그 식물체내에 있어서의 통기계의 발달 정도에 따라서 지배된다. 통기계란 잎 표면에 있는 기공에서 조직에 있는 이생적(離生的) 세포간극이나 파생적 세포간극 또 는 파생공동을 통하여 뿌리의 피층조직에 까지 통기가 연락되어 있는가를 말한다. 특 히 통기에 알맞게 발달한 조직을 통기조직이라 한다. 습생식물 뿌리의 피층에는 직열 (直列)또는 그 변형이라고 생각되는 세포의 특수한 배열이 형성되어 있어서 뿌리전체 의 통기가 잘 되도록 발달되어 있다. 따라서 뿌리가 담수상태의 토양 중에 있게 되더 라도 지상부에서 뿌리에 산소가 잘 공급되어 호흡작용을 정상적으로 할 수 있으므로 

내습성이 강하게 된다. 이에 반하여 중생식물 뿌리의 피층은 사열로 된 세포로 꽉차 있어서 통기계의 발달이 불량하고 뿌리의 호흡에 필요한 산소는 주로 토양 중에 있는 공극 또는 토양수에 있는 산소에 의하여 공급된다. 중생식물은 습생식물에 비하여 이 와 같이 통기계의 발달이 좋지 못하지만 내습성이 비교적 강한 맥류는 뿌리에 대한 산소의 공급이 부족하게 되면 뿌리의 피층세포가 파생적으로 붕괴되어 습생식물과 유 사한 간극을 형성하고, 지상부 경엽으로 부터의 통기에 알맞는 형태를 취하게 된다. 이것은 맥류가 다습이라고 하는 불량환경에서 재배될 수 있다는 적응형상을 뜻하는 것으로서 일종의 내습성에 대한 hardening이라고 생각할 수 있다. 

② 세포벽의 목화 정도

식물이 토양의 환원상태나 뿌리에 대한 산소공급의 결핍에 견디는 능력은 뿌리조직의 목화정도 및 목화된 조직의 배치상태에 따라서 달라진다. 습생식물인 논벼, 골풀 등은 정상적인 환경하에서도 뿌리의 외피가 심하게 목화되고, 특히 골풀은 표피 및 근모 까지도 목화된다. 

중생식물은 습생식물에 비해 뿌리조직의 목화정도가 적지만 뿌리에 산소공급이 제한 되는 것과 같은 조건에서는 목화가 촉진되는데, 이것도 불량환경에 대한 일종의 적응 현상이라고 할 수 있다. 그러나 산소 부족상태에서는 목화 진행정도는 식물의 종류에 따라 다르며, 이것은 내습성의 강약과 밀접한 관계가 있다. 맥류는 외피 및 근모가 목 화되어 습생식물과 유사한 형태를 취하고 있기 때문에 내습성이 강하고 비교적 습지 에서 생육할 수 있지만 파는 외피 및 근모가 목화되지 않기 때문에 내습성이 맥류보 다 약하다.

③ 발근력의 강약

식물의 뿌리가 근권토양의 산소부족 때문에 피해를 받게 되더라도 새로 발근하여 산 소 공급이 가능한 근권을 찾게되면 어느 정도 습해에 견딜 수 있다. 따라서 발근력의 강약도 내습성과 관계가 있다고 생각된다. 맥류의 봄철 습해가 겨울철 습해보다 큰 이유의 하나는 봄이 되면 식물체가 노화되어 발근력이 약해지기 때문이다. 토양은 포 장 용수량 상태에서 갑자기 담수상태로 변화시켰을 때에는 내습성이 강한 식물일수록 부정근이 많이 발생한다. 

68. 작물의 춘화처리(식생p239)

1) 춘화처리의 기구

저온에 의하여 식물체에서 춘화처리의 효과가 나타날 경우 저온의 자극을 받는 것은 잎 이 아니라 생장점에 있는 조직이다. 이것은 장일효과의 경우에 잎에 의하여 감수된 억 제 또는 그것에 의하여 생성된 개화호르몬이 잎에서 줄기에 있는 생장점으로 이행하여 화아분화를 일으키는 것과는 뚜렷한 대조를 이루고 있다. 생장점이 저온을 감수 하였을 때에 월동1년생식물 또는 2년생 식물이 어떻게 해서 화아분화를 일으키고, 영양생장에 서 생식생장으로 이행하는가에 대해서는 현재 두 가지 학설, 즉 호르몬설과 원형질 변 

화설이 있다. 춘화처리에 의하여 호르몬과 비슷한 물질이 배의 생장점에서 생성되거나 또는  집적되어 그 물질의 작용에 의해 화아분화가 유치(誘致)된다는 것을 호르몬설 이 라고 하는데, 이 호르몬설은 맨 처음으로 제창한 사람은 소련의 choldny(1936)이다. 그 리고, 영국의 purvis와 gregory(1937)는 겨울 호밀에 대한 실험결과에 의하여 개화 호르 몬에  관한 가설을 세웠으며, 이 개화 호르몬을 최근에는 vernalin이라 부르고 있다.이 물질이 온도와 광조건에 따라서 다음과 같은 발육상을 나타낸다. 

저온                                      장일 

A(선구물질)  →    B     ⇔   C(유수 원기형성물질)    →    (유수 발육촉진물질)                 ↓

E(발아 발육촉진물질)

최근 연구결과에 의하면 vernalin은 배뿐만 아니라 배유에서도 생긴다고 한다. 현재 gibberellin은 vernalin이 아닌가 하고 추측하는 설도 있지만, 그것이 한 부분은 될 수 있겠으나 전부는 아닌 것 같다는 것이 학자들의 공통된 의견이다. Aung등(1969)에 의 하면 춘화처리는 튜립 구근(알뿌리)의 gibberellin을 결합상에서 유동상으로 하고, 용해 성의 RNA를 증가시키는 계기를 만든다고 한다. 

2) 춘화처리에 미치는 조건

① 수분, 온도 및 기간

춘화처리를 전제로 하여 종자를 발아시킬 때에는 종자에 흡수시키는 수분량이 매우 중요한 역할을 하므로 주의하여 조절할 필요가 있다. 이것은 발아가 지나치게 진행되 어 싹이 너무 길게 자라면 춘화처리를 하기가 곤란하기 때문이다. 발아한 종자는 보 통 결빙점(結氷點)보다 조금 높은 정도, 즉 0～10℃사이의 저온에 보존하여 처리하고,

처리기간은 종자 및 연구결과에 따라서 다소 다르지만 5～60일 정도이다.

② 산소

춘화처리를 할 때에는 산소를 공급해야한다. Gregory와 Purvis(1938)는 질소가스가 차 있는 유리관에 최아한 호밀을 넣어 춘화처리를 해본 결과 전혀 효과가 없었다고 하였다. 산소의 필요량은 대단히 적은 것으로서 공기중의 산소의 1/500정도로서 충분 하고, 호흡을 저해할 정도의 산소의 량이면 춘화처리도 저해된다고 하였다.

③ 화학약제 

식물의 배양액, 특히 칼륨(K)을 함유하고 있는 배양액 중에서 저온처리를 하게되면 효과가 크다. 또한, 어떤 종류의 약제 예를 들면 ethylene이나 gibberellin과 같은 것으 로 처리하면 어떤 작물에 있어서는 저온처리 기간이나 또는 생육기간을 단축시킬 수 있다고 한다. 

④ 춘파성의 정도

춘화처리의 효과는 같은 식물이라 하더라도 품종에 따라서 다르다. 전형적인 춘파형 품종은 유전적으로 감온기가 완료되어 있기 때문에 저온처리를 하거나 하지 않거나 간에 출수기에는 변함이 없다. 춘화처리를 하지 않은 가을 귀리는 이듬해 봄에 좌지 (座止:hibernalism)하지만, 춘화처리를 한 것은 정상적으로 이삭이 나오게 된다.

⑤ 기타

일반적으로 발아한 종자를 저온 처리할 때 광선의 유무는 춘화처리에 대하여 아무런 영향도 끼치지 않는다고 보고 있지만, 맥류의 저온 춘화처리에 있어서는 광선이 춘화 

처리의 효과를 촉진하는 역할을 한다. 또한 배속에 있는 탄수화물의 함량도 춘화처리 의 효과와의 정(正)의 상관관계가 있다. 발아종자를 저온으로 처리한 후 점차 건조해 도 어느 정도까지는 춘화처리의 효과에 아무런 영향이 미치지 않지만, 어느 한도를 넘게되면 이 춘화현상(devernalizatipn)을 나타낸다. 이 춘화현상이란 춘화처리의 효과 가 어떤 원인에 의하여 감소되는 현상을 말한다. 

저온 춘화처리를 받은 종자를 건조하여 다시 고온에 두면 이와 같은 현상이 더욱 현 저하게 나타난다. 또 겨울 밀의 종자가 받은 춘화처리의 효과는 처리 후 통기가 되지 않은 3℃의 물 속에 5～10일간 저장하더라도 이 춘화현상이 나타난다. 특히 추파성의 밀에 대한 저온 춘화처리의 효과는 처리기간이 길어 감온기가 완전히 완료되었을 경 우에는 고온에 의하여 감소되는 일이 없지만, 감온기가 완전히 완료되지 않았을 경우 에는 고온에 의하여 춘화처리의 효과가 크게 감소된다.

3) 춘화처리의 이용

춘화처리의 이론 및 현상을 농업에 응용하는 문제는 아직 충분하다고 할 수 없지만, 다 음과 같이 부분적이나마 적용되고 있다.

① 생산물의 조기출하에 대한이용 

딸기와 같이 어린 식물을 저온에서 재배하다가 난지(暖地)에 이식하면 개화가 촉진되 고, 따라서 과실이 빨리 수확되어 비싼 값으로 시장에 조기출하 할 수 있다.

② 수량증가에 대한이용

앞에서 설명한바와 같이 추파성 인자를 가진 춘파형 맥류를 적기에 춘화처리하면 이 추파성 인자가 소멸되어 수량이 증가되는 수가 있다.

③ 생육촉진에 대한이용

2년생 작물 등에 있어서 1년이내에 채종하려고 할 경우 춘화현상을 응용하여 실용화 할 수 있다. 예를 들면 우리 나라에서는 무의 채종을 조생종이라 하더라도 1년내에는 할 수 없지만, 이것을 춘화처리 하여 재배하면 1년 내에 채종할 수 있다.

④ 교배용 품종에 대한이용

춘화처리에 의해 추파성 작물을 봄에 파종하여 추대, 등숙시킬 수 있기 때문에 종래 까지 불가능하였던 추파성 작물과 춘파성 작물의 교배가 가능하게 되어 육종사업에 도움을 줄 수 있다. 

⑤ 추대성에 대한이용

사탕무와 같이 추대하기 어려운 작물을 육종할 때에는 춘화현상을 응용하여 그 추대 성의 란이(難易)를 판정할 수 있다. 즉 사탕무의 여러 가지 품종 또는 계통에 대하여 춘화처리를 한 다음 추대를 잘 하는 것을 선발하면 그것을 육종재료로 이용할 수 있 을 것이다. 때에 따라서는 이와 반대로 추대를 막기 위하여 춘화현상을 이용하는 경 우도 있다. 

⑥ 재배지역 확장에 대한이용

춘화처리에 의하여 작물의 생육기간을 단축시킬 수 있기 때문에 어떤 작물의 종자를 적당한 기간에 춘화처리를 하면 이때까지 재배할 수 없었던 지역에서도 재배할 수 있 다. 이와 같은 방법으로 맥류의 2모작 지대가 확장되어 가고 있다.

69. 동화물질의 전류에 끼치는 요인 (식.생p124)

사관을 통하는 물질의 전류속도는 빠르다. 일반적으로 잎에서 사관(篩管)을 통하여 전류되 는 suerose와 sucrose가 물에서 확산되는 속도보다 더욱 빨라 1시간당 40～110Cm정도나 된다. 이와 같은 사실로 미루어보아 사관을 통하여 이루어지는 전류는 확산에 의한 것이 아니라 호흡과 같은 대사작용과 결부된 생리작용이라는 것을 알 수 있다.

호흡을 지배하는 환경조건과 전류량 및 전류속도는 식물의 종류에 따라서 다르다. 호박의 경우에는 0℃이하가 되면 물질의 전류가 정지되며, 15℃에서 갑자기 개시가 되고 45℃에 서 저해되기 시작하여 55℃에서는 완전히 저해된다. 대체로 전류는 10～25℃범위 내에서 는 온도가 상승함에 따라 빨리 이루어진다. 강남콩의 잎에서 다른 곳으로 이동하는 무기 원소의 온도에 따른 차이를 보면, 즉 칼슘을 제외하고는 거의 대부분이 호흡이 가장 왕성 해지는 35℃전후에서 물질의 전류속도가 가장 빠르다. 그런데, 호흡속도는 온도가 상승함 에 따라서 계속 증대되며, 따라서 온도가 낮을 때에는 뿌리에서 호흡에 이용되는 유기물 질인 당이 적어진다. 반대로 뿌리로 전류되는 동화물질이 많아지기 때문에 당이 뿌리에 축적되어 저장물질로 된다.

70. 생장억제물질(방통,재.범p390)

Mitchell(1939)등이 nicotinium화합물의 일종인 2,4- DNC가 강남콩의 줄기신장을 크게 억 제 한다는 사실을 발견한 이래 작물의 생장을 억제하는 여러 가지 화학물질에 대한 연구 가 계속 되었으며, 이들 중 실용화한 물질들도 많이 개발되었다. 이러한 물질들은 작물의 생장을 억제하고 개화에도 영향을 미치지만 자연상태의 식물체에서는 발견되지 않으므로 식물호르몬과 구별하여 생장조절 물질로 부르는데 여기에는 생장 저하제(growth retardants), 생장 저해제(growth inhibitors)들이 있다. 작물의 생장이나 발육의 속도를 지 연시키는 작용을 하는 합성 유기물질을 생장 저하제라 부른다. 생장 저하제는 세포의 분 열이나 크기의 증대를 저하시켜 줄기의 신장이 뚜렷이 정지하는 것은 아니다. 일반적으로 엽색이 농록색(濃綠色)으로 되고 잎이 두터워 지며 줄기가 굵고 짧아지는 것 외에 발육이 나 생리상 특별한 이상은 나타나지 않는다. 따라서 이들 약제는 일종의 왜화제(矮化劑)라 할 수 있고, 화곡류의 도복을 방지하기 위하여 사용하거나 화훼식물의 왜화를 목적으로 이용된다. 생장 저해제는 정단 분열조직에서 세포분열을 완전히 방해함으로서 IAA에 의 한 정아우세(頂芽優勢)를 억제하고 잎이나 화아의 분화, 착과 및 과실의 비대를 억제한다.

1) B- Nine

B- Nine은 작물의 신장을 억제하는 작용을 한다. 밀에서는 도복을, 국화에서는 변착색을 방지하고, 사과에서는 가지의 신장을 억제하고, 수세왜화(樹勢矮化),  착화증대(着花增 大) 개화지연(開花遲延), 과중감소, 숙기지연, 저장성 향상을 촉진한다.

2) phosphon- D

phosphon- D는국화, 포인센티아 등에서 줄기의 길이를 단축하는데 이용되고 있다. 실용 적인 사용농도는 1ft³당 1～2g정도이며 콩, 메밀, 땅콩, 목화, 스위트피, 해바라기, 나팔 꽃등에서도 초장이 감소가 인정된다.

3) CCC

CCC는 많은 식물에서 절간신장을 억제한다. 옥수수, 국화, 시클라멘, 토마토에서는 개 화를 촉진한다. 밀의 줄기 단축 등이 밝혀지고 있다.

4) Amo- 1618

Amo- 1618은 국화, 포인센티아, 해바라기, 강남콩 등에서 키를 작게하고 잎의 녹색을 짙 게하는 효과가 인정되고 있다. 

5) 파클로 부트라졸

파클로부트라졸은 지베렐린 생합성 억제제로서 식물체내의 gibberellin함량을 낮추며, 엽 면적, 초장을 감소시키며, 특히 화곡류의 절간신장기에 처리하면 절간신장을 억제시켜 도복을 방지하므로 도복방지제(倒伏防止劑)로서의 이용에 각광을 받고 있다.

6) MH

MH는 생장저해제로서 특히 담배 측아 발생을 방지하여 적심의 효과를 높이고 저장중 인 감자나 양파의 싹이 트는 것을 방지한다. (맹아억제제)

7) Morphactins

Morpactins는 생장저해제로서 fluorene의 유도체 들이다. Morphactins는 굴지성, 굴광성 을 파괴하여 생장을 지연시키고 왜성화 시키며, 정아우세를 파괴하고 다지화(多枝化)를 나타낸다. 

8) 그외의 생장억제제로 연구 개발되고 있는 물질로서는 CGR- 811, RH- 531, SADH 등이 있다. 

71. 작물의 내병, 내충성 검정(종자생산관리p212)

1) 내병성 검정

작물의 발병정도는 병원균의 병원성과 병원균에 대한 식물의 반응에 따라 달라진다. 식 물이 병균의 침입을 받아도 건강하게 자라거나 병징이 미미한 경우와 같이 병균의 작용 을 억제하여 이겨내는 성질을 내병성이라고 하며, 이와 반대로 병원균에 침해되기 쉬운 성질을 감수성 또는 이 병성 이라고 한다. 식물이 병원균에 감염되어도 병균의 기생생 활을 절대 허용하지 않아 발병되지 않는 경우를 면역성(免疫性)이라고 한다.

식물의 병 저항성에는 환경에 의하여 좌우되는 생리적 저항성과 유전조성에 따른 유전 적 저항성이 있고, 유전적 저항성에는 진성(眞性)저항성과 포장저항성이 있다. 진성 저 항성은 발병하기 쉬운 인공조건에서도 병 발생이 적은 성질로 대체로 주동 유전자의 작 용에 의하여, 병원균의 생리형에 따라 저항성 정도가 변하고, 발병정도가 불연속성을 보 인다. 진성 저항성은 질적 저항성, 수직 저항성, 주동 유전자 저항성, 과민성 저항성, 특 이 레이스 저항성이라고도 한다. 

포장 저항성은 포장조건에서 병 발생이 적은 성질로 미동 유전자의 영향을 받으며, 병 원균의 레이스(race)에 따라 저항성 정도가 변하지 않고, 발병 정도가 연속적 분포를 보 인다. 포장 저항성은 양적 저항성, 수평 저항성, 미동 유전자 저항성, 총체적 저항성이라 고도 한다. 내병성의 검정은 작물의 계통 및 품종간 유전적 배경 차이에 따른 발병정도 를 조사하는 것이 때문에 환경에 따른 저항성의 변이를 최대한 줄일 수 있도록 재배 환 

경을 균일하게 해야한다. 검정포를 만들어 검정용 품종 및 계통사이에 표준품종으로 이 병성 및 저항성 품종을 각각 배치한다. 해당 병이 잘 발생할 수 있는 재배환경을 조성 하고. 병 발생에 가장 적당한 시기에 병원균을 접종하여 검정한다. 포장 시험을 할 때 감수성 품종이 발병하지 않은 경우가 있는데 이를 회피현상이라고 하며, 이는 공시품종 의  출수기나 성숙기 차이 때문에 나타나거나 또는 감염적기가 아주 짧을 때, 일기가 불순할 때 나타난다.

2) 내충성 검정

내충성(耐蟲性)이란 식물이 해충의 침입에 견디는 성질을 말하는데, 그 메커니즘은 해충 의 산란, 먹이 등에 대한 비 선호성, 해충의 생존 및 번식에 영향을 주는 생리적 저항성 인 항생성(抗生性), 그리고 해충피해에 대한 내성으로 나누어진다. 따라서 해충의 번식 과 활동은 기주식물의 형태, 색깔, 냄새, 생육정도, 환경, 내충성 정도에 따라 영향을 받 게 된다. 

포장에서의 내충성 검정은 대상 해충이 많이 발생하는 장소와 시기에 검정대상 품종을 감수성 품종과 함께 밀식재배를 하여 해충 발생을 유도함으로서 이루어질 수 있다. 인 공 사육된 해충의 알이나 유충을 검정대상 품종에 인위적으로 접종시켜 검정효과를 높 일 수 있는 인공접종법은 집단검정법과 개별 검정법으로 구분된다. 집단검정법은 다수 의 품종이나 계통에 대하여 실시하며, 온실에서 다른 곤충과 경합없이 검정할 수 있어 유리하다. 개별 검정법은 1개체의 기주식물을 대상으로 실시하여, 집단 검정법으로 내충 성 판정을 받은 후 이를 재 검정하는데 이용되거나 2종류의 해충을 동시에 검정하는 경 우에 이용된다.

72. F1종자의 채종(종자생산관리 p60)

1대잡종(F1)에서 나타나는 잡종강세를 이용하는 1대잡종 품종은 그것의 수량성이나 기타 작물학적 특성이  아무리 좋아도 F1종자 생산이 까다로워 종자생산에 많은 노동력을 필 요로 하거나 대량 생산기술이 개발되지 않으면 실용적으로 이용할 수 없다. 자식성 작물 인 벼에서 웅성불임성을 이용한 F1종자 생산기술이 개발되어 일부 국가에서는 1대잡종 품종이 재배되고 있는데도 불구하고 그러한 품종이 널리 보급되지 않고 있는 것은 경제적 인 종자 생산이 어렵기 때문이다.

따라서 1대잡종 품종을 개발할 때에는 효과적인 F1종자 생산기술을 동시에 개발하여야 하며, 이를 위하여 웅성불임성, 자가불화합성, 자웅이주성 또는 완전 마디성을 이용하거나 경우에 따라서는 인공교배를 실시하기도 한다. 옥수수, 무, 양파, 당근, 고추, 파 등은 웅성 불임성을 F1종자 생산에 이용하고, 배추, 무, 양배추, 호밀 등은 자가불화합성을 오이는 완전 마디성을, 시금치는 자웅이주성을 F1종자 생산에 이용하며, 호박, 수박, 참외 등은 인공교배에 의하여 F1종자를 생산하고 있다. 농가에 보급할 1대잡종 품종의 특성유지와 종자생산은 양친인 자식계통에 의하여 결정되므로 자식계통의 기본식물, 원원종 및 원종 의 특성유지와 종자량 확보가 대단히 중요하다.

종자생산에 웅성 불임성을 이용하는 작물들은 양친중 하나는 웅성불임계통(A계통)이고 

다른하나는 정상적인(C계통)인데, 웅성불임계통을  유지, 증식시키기 위한 웅성불임 유지 계통(B계통)이 있어야 하므로 실제로는 3종류의 계통이 있어야 양친을 증식시킬 수 있다.

옥수수, 양파, 당근 등에서는 A계통과 B계통의 증식을 위하여 격리포장 또는 망실에 A계 통과 B계통을 구분하여 종자를 적당한 비율로 심어서 풍매 또는 충매를 유도한다. 그리고 채종할 때 A계통과 B계통을 구분하여 종자를 수확하면 A계통에서는 웅성불임성을 가진 종자, B계통에서는 웅성불임 유지능력을 가진 종자를 다량 확보할 수 있다. C계통은 격리 된 곳에 재배하면서 인공교배에 의하여 자가수분 또는 근친교배를 시켜 종자증식을 한다. 이때 1대잡종 품종을 재배하여 종실수확을 목적으로 하는 옥수수와 같은 작물은 C계통이 임성회복 유전자를 가지고 있어야 하나, 양파나 당근과 같이 영양체 수확이 목적인 작물 은 임성회복 유전자를 고려하지 않아도 좋다.

고추는 충분한 타가수분이 일어나지 않기 때문에 B계통과 C계통은 각각 격리된 곳에 심 어두면 증식되지만, A계통은 망실에 심고, B계통은 꽃을 따다 인공수분 시켜 원종을 증식 한다. 어느 경우든지 충분한 F1보급종자를 채종하기 위해서는 충분한 량의 A계통과 C계 통 종자를 확보해야 하므로 이를 고려하여 양친계통의 기본식물, 원원종 및 원종의 재배 규모를 결정해야 한다. 

F1보급종자 생산을 위해서는 격리포장에 A계통과 C계통을 적당한 비율로 재식하여 자연 교잡을 유도한 뒤 A계통에서만 채종해야 한다. 고추의 경우에는 A계통과 C계통을 격리 된 곳에 심은 후 C계통을 화분친으로 하여 인공교배 시킨 후 A계통에서 채종을 한다. 고 추에서 웅성불임성을 이용하는 것은 제웅작업을 생략할 수 있고, 한번교배에 의하여 비교 적 많은 량의 종자를 얻을 수 있기 때문이며, 소량 채종시에는 인공교배를 통하여 F1종자 를 생산하고 있다. 

배추, 무, 양배추 등 배추과 채소는 자가불화합성이 있으므로 양친의 증식을 위해서는 뇌 수분(蕾受粉)을 시키고 있다. 한편, 자가불화합성을 일시적으로 타파하는 방법으로 배추, 양배추, 무에서는 탄산가스를 처리하여 원종을 증식할 수 있는데, 망실에 단일계통을 심고 벌통을 하나 넣어서 낮 동안에 수분시킨 후 밤에 망실을 PE필름으로 덮고 공기중 탄산가 스 농도가 3%정도 되도록 탄산가를 넣어준다. 이러한 방법으로 2～5일마다 몇차례 반복 하면 자가수정된 종자를 많이 얻을 수 있다. F1종자 생산을 위하여 양친계통을 격리포장 에 비슷한 비율로 이랑을 번갈아 가면서 심고, 수확할 때에는 양친별로 따로 채종하여 보 급 종자로 이용한다.

시금치는 대표적인 자웅 이주성 작물이지만 동일개체에 암곷과 수꽃이 함께피는 간성주도 출현한다. 간성주를 자식시켜 육성한 자식계통A(♀)와 B(♂)를 양친으로 한 F1의 성능이 우수할 경우 일단 A와B를 각기 격리된 포장에 심어 자연교잡을 유도함으로서 양친계통의 원종을 증식한다. 증식된 A와 B를 적당한 비율로 격리된 포장에 심고 A계통에서 분리되 어 나오는 수그루(雄株)를 개화전에 속아내고 암그루(雌株)만 남긴다. 그리고 양 계통에서 따로따로 채종하면 A계통에서는 F1종자가 채종되고, B계통에서는 자식된 증식종자를 얻 게 된다. 오이, 수박, 호박과 같은 박과 채소는 자연교잡으로 원하는 F1종자를 생산할 수 없지만 꽃이 비교적 크고, 암꽃, 수꽃이 구분되어 있어 제웅 작업이 필요 없으며, 한 꽃을 교배하면 많은 종자를 얻을 수 있다. 따라서 이들 작물의 기본식물, 원원종, 원종 그리고 보급종인 F1종자는 인공교배를 통하여 증식, 생산되고 있다. 이 경우 양친의 원종은 매개 충이  없는 망실에 각각 심고 자가화분으로 인공수분을 시켜 증식한다. F1보급종자는 모 계와 부계를 서로 격리된 곳에 심고 부계의 꽃을 따다가 모계와 교배하면 된다. 

오이는 자웅동주(雌雄同株)이지만 완전자화성 계통이 발견되기도 하는데, 이 경우 완전자 화성 계통을 모계로 하고 부계와의 2:1의 비율로 격리된 곳에 심어 F1종자와 부계를 동시 에 증식할 수도 있다. 완전자화성인 모계는 질산은(AgNO₃)을 본엽 2～3엽기에 1,000～ 2,000ppm으로 2～3회 살포하여 수꽃을 유기하고 자가수분 시켜 증식한다.

73. 식물의 조직배양(종자생산관리p224)

식물조직배양이란 식물의 세포, 조직 또는 기관을 분리하여 적당한 기내 조건하에서 생장, 증식, 분화를 유도하는 기술을 말한다. 식물은 하나의 독립된 세포로부터 완전한 식물체로 분화할 수 있는데, 전체 형성능을 가지기 때문에 세포나 조직을 무균 상태의 적당한 배양 조건에 두면 세포분열이 일어나 생장을 하고 기관분화가 일어나 줄기, 뿌리, 잎을 가진 완 전한 개체로 재 분화될 수 있다. 식물조직배양 기술은 육종에서 변이의 확대와 선발의 효 율성 제고를 위해 활용되고 있으며 우량한 유전자형의 증식효율을 높이는 데에도 적용되 고 있다.

1) 급속 대량증식

육종의 결과로 선발된 우수한 식물체는 종자나 영양번식을 통하여 증식되어야 하는데, 어떤 식물은 종자발아가 어렵거나 영양 번식시 증식율이 낮아 단기간 내 대량증식이 어 려운 경우가 있다. 이러한 경우 해당 식물체의 조직 절편을 기내배양(器內培養)하면 단 기간 동안에 유전적으로 균일한 개체를 대량으로 획득할 수 있다. 따라서 식물조직 배 양에 의한 영양계의 급속 증식은 육성된 신품종이나 번식 능율이 낮은 종의 보급기간을 단축시킬 수 있다. 또 경제성이 높은 작물의 이형 접합자나 F1잡종의 양친, 그리고 자 가불화합성 및 웅성 불임개체의 유지, 증식과 분리세대에서의 우수 개체증식에 효과적 으로 활용되고 있다. 기내증식 체계는 무균 배양계의 확보(1단계)→배양체의 증식(2단 계)→토양이식의 준비(3단계)→토양이식(4단계)으로 구분된다. 1단계에서는 적절한 크기 의 식물절편을 소독한 후 배지에 치상하여 캘러스(callus)형성이나, 기관분화를 유도하 는데, 이때 이용하는 식물조직은 생장점, 떡잎, 배축, 잎, 줄기, 뿌리 등의 다양한 기관이 다. 2단계에서는 형성된 캘러스나 기관을 증식하기 위하여 새로운 배지로 여러 번 이식 하는데, 이를 계대배양(繼代培養)이라고 한다. 3단계에서는 배양체를 시험관 밖으로 옮 기기 위하여 발근을 촉진하고 어린 식물체를 순화시키며, 4단계에서는 발근된 재 분화 식물체를 실제로 외부환경에 이식하여 활착 시킨다.

2) 무 병주 생산 

감자, 딸기, 마늘, 구근류, 과수 등과 같은 영양번식 작물은 모체가 바이러스에 감염 되면 후대에서도 병이 발생하므로 그 피해가 대단히 크다. 바이러스에 감염된 식물체내 에서 의 바이러스 분포는 불균형적이며, 대부분 생장점에는 분포하지 않거나 그 밀도가 극히 낮다. 이점을 이용하여 다알리아와 감자를 시작으로 하여 여러 작물에서 바이러스 에 감염된 식물의 생장점을 배양하여 건전한 묘를 얻는데 성공하였다.

생장점 배양을 통한 무병주 생산의 효율성은 생장점의 크기 및 생리적조건, 배지조성, 배양환경 등의 영향을 받는데, 근래에는 바이러스의 활성을 떨어뜨리는 열처리를 병행 

하거나 항 바이러스제를 첨가하여 효율을 높이기도 하고 캘러스의 계대배양을 통해서도 바이러스를 제거하고 있다. 생장점 배양은 바이러스 뿐만 아니라 바이로드(viroid), 세 균, 진균 등 다른 병원체의 제거에도 활용되고 있는데, 이렇게 하여 생산된 무병주 들은 품종 고유의 특성을 잘 나타나게 된다.

3) 반수체의 기내생산

하나의 게놈으로 구성되어 있는 반수체는 생육이 부진하고 불임성을 보이기 때문에 그 자체는 가치가 없지만 이것의 염색체를 배가시켜 배수체를 획득하면 곧바로 순계가 되 므로 육종상 이용가치가 높다. 즉 타식성 작물이나 잡종개체라도 반수체를 유기하면 염 색체를 배가시켜 곧바로 순계를 얻을 수 있기 때문에 육종연한을 단축시킬 수 있다. 또 반수체는 열성 유전자가 표현형으로 나타나므로 유용한 열성 형질을 쉽게 선발할 수 있 어 돌연변이 육종에서도 활용가치가 높다. 

1960년대 후반 담배와 벼에서 약 배양을 통한 반수체 획득에 성공한 이후 많은 작물에 서 약 배양, 화분 배양, 미성숙 배 배양, 미수정 자방배양, 배주배양 등을 통하여 많은 반수체를 얻고 있다. 약 배양은(葯 培養)은 식물체의 화기로부터 화분 발육단계가 1핵기 인 꽃밥(葯)을 채취하여 인공배지에서 배양하면서 캘러스 및 식물체를 분화시키는 기술 이다. 이때 꽃밥 안에 있는 화분으로부터 직접 배상체가 형성되기도 하고 캘러스 형성 후 식물체가 재 분화되기도 한다. 약 배양은 꽃밥의 발달단계, 모 식물의 유전조성 및 생육환경, 꽃밥에 대한 전처리 효과, 배지 조성에 의하여 그 효율성의 영향을 받는다. 약 배양은 꽃밥 자체의 조직이나 다른 체세포 조직으로부터 식물체가 분화될 수 있기 때문에 직접 화분을 배양하여 반수체를 얻는 것이 바람직 하지만 화분배양은 그 효율이 극히 낮기 때문에 토마토, 담배 등 일부 작물에서만 활용되고 있다. 반수체를 유기 할 수 있는 다른 방법중의 하나는 원연교잡(遠緣交雜)된 미성숙 배를 기내 배양하는 것이 다. 원연교잡된 경우 배가 성숙하는 도중 양친 중 어느 한 쪽 친으로 부터 전해진 염색 체가 소실되기 때문에 이를 배양하면 반수체가 되며, 보리등 맥류에서 활용되고 있다.

4) 시험관내 수분

종이나 속이 다른 식물간 교잡시 나타나는 불친화성을 극복할 수 있는 방법으로 시험관 내 수분을 배 배양, 배주배양, 자방배양이 이용된다. 시험관내 수분은 무균 상태에서 자 방친의 암술머리, 암술대, 자방벽을 제거하여 노출된 배주에 화분을 뿌려 수분시킨 후 이 배주를 배양함으로서 수분장벽을 제거하고, 이종속간 교잡된 종간잡종 획득에 성공 한바 있다. 배 배양(胚 培養)은 이종속간 교잡시 배나 배유의 퇴화가 일어나기 전에 배 를 채취하여 기내에서 정상적인 배유에 이식하거나 생체에 이식하여 배양함으로서 이종 속간 잡종식물을 획득하는 방법이다. 이와 유사한 방법으로 수정 후 어린 배주를 채취 하여 배양하는 배주배양(胚珠培養), 자방을 배양하는 자방배양(子房胚養)등이 있는데, 배 추과 작물들에서 이루어지고 있다.

5) 세포융합, 원형질융합

세포융합(細胞融合)은 교잡이 불가능한 원연 식물간 잡종을 얻고자할 때 사용하는 기술 이다. 식물세포에 세포벽 분해 효소를 처리하여 원형질체를 얻고, 서로 다른 식물종의 원형질체를 시헌관내에서 화학적 또는 전기 충격에 의한 방법으로 융합시킨 후 융합세 포로부터 캘러스와 기관분화를 유도하면 잡종식물체를 획득할 수 있다. 이 과정은 무균 상태에서 실시되는데 식물의 종류, 원형질 융합조건, 융합세포의 배양조건 등에 따라 그 효율이 영향을 받는다. 세포융합의 예로는 감자와 토마토의 원형질체를 융합, 배양시켜 

획득한 잡종 식물체 pomato가 있으며, 다른 식물에서도 잡종식물의 획득에 성공한바 있다. 세포융합 기술은 전통육종에서는 불가능하였던 원연종간의 잡종을 얻을 수 있다 는데에 육종적 의의가 크기 때문에 앞으로 실용화를 위한 많은 연구가 이루어 져야한 다. 

6) 변이작성 및 기내선발

조직배양 중에 염색체의 수적변이와 유전자 변이가 흔히 일어나는데, 기내 배양과정 중 체세포 영양계로부터 발생하는 유전변이를 체세포 영양계 변이라고 한다. 이는 식물의 종류나 배양조건에 따라 그 출현빈도가 달라지는데, 경우에 따라서는 인위적으로 기내 에 자외선, γ선, x선, 화학물질과 같은 돌연변이 유발원을 처리하여 변이를 유기한다. 기내에서 배양세포를 대상으로 병이나 불량환경에 대한 내성 변이를 유발하고 세포선발 을 통해 내성 식물체를 얻을 수 있다. 배지에 병균의 독소를 첨가하여 배양한 후 생존 세포를 선발하여 재 분화시켜 내병성 개체를 선발하여 캘러스 배양시 배지의 염분농도 를 점차높여 내성을 보이는 세포를 재 분화시켜 내염성 식물을 얻을 수 있다.

7) 인공종자

식물조직이나 세포를 배양하여 배상체(胚狀體)나 부정배를 대량생산하고 이를 잘 분리 하여 적당한 수분, 양분, 통기성을 가진 겔(gel)로 싸고 외부를 피복하여 외부환경의 변 화나 물리적 충격으로부터 배상체를 보호함으로서 종자의 기능을 가지도록 한 것이 인 공 종자이다. 인공종자 겔에는 생장조절물질, 살균제, 제초제, 유용미생물 등을 필요에 따라 다양하게 처리할 수 있도록 되어 있어 파종 후 유식물의 생장을 도울 수 있다. 인 공 종자가  일반화되면 육종을 통해 선발한 개체의 유전조성이 이형접합 상태일지라도 고정시킬 필요 없이 증식할 수 있고, 인공교잡으로 만든 소수의 F1식물은 쉽게 증식, 보급할 수 있어 그 의의가 크다.

8) 유전자원의 보존

종자번식식물의 유전자원은 건조된 종자를 밀봉하여 저온조건에 저장하지만, 영양번식 식물은 영양체의 장기보존이 어려워 매년 영양번식을 시키고 있어 유전자원 보존에 많은 노력과 경비가 소요된다. 이를 극복하기 위하여 조직배양기술이 이용되는데, 이는 ① 기내에서 식물조직의 생장을 억제시켜 보존하거나 ② 식물세포 또는 초저온에 동결 시켜 보존하는 것이다. 이들 저장법은 종자 또는 영양기관에만 국한되지 않고 모든 종 류의 식물조직을 대상으로 하는 장점이 있다. 즉 종자의 배나 기내에서 생성된 영양번 식체, 현탁 배양세포, 캘러스 등을 사용할 수 있고, 단시간에 초저온 저장도할 수 있어 앞으로 식물의 유전자원 보존에 큰 기여를 할 것으로 예상된다.

☆ 조직배양의 문제점

조직배양을 이용한 증식에는 대개 바이러스 무병 주 육성이라는 중요한 목적이 동반 되므로 이에 대한 배려가 있어야한다. 조직배양의 큰 문제점 중의 하나는 일반 배양 시 또는 지나치게 계대배양을 많이 하면 변이가 발생하여 원하는 식물체가 나오지 않 는 경우가 흔히 있다는 점인데, 이러한 변이를 최소화하기 위해서는 세심한 배려가 아울러 필요하다. 

74. 형질전환(종자생산관리p230)

생명공학 기술 가운데 품종개량에 직접 활용하고 있는 것은 유용유전자를 대상작물에 도 입하여 발현시키는 형질전환(形質轉換)기술이다. 형질전환을 통하여 실용적으로 우수한 품 종을 직접 육성할 수 있고, 유용변이 확대, 선발 및 증식효율 향상, 육종기간 단축 등의 육종적 효과를 기대할 수 있다. 식물의 형질전환 방법에는 Agrobacterium이용, 유전자 총 의 이용, 직접주입, 전기 충격법, PEG(polyethylene glycol)이용 등이 있다.

1) Agrobacterium 이용법

Agrobacterium tumefaciens는 자연상태에서 식물체에 침입하여 종양을 형성하여 근두 암종병(根頭癌腫病)을 일으킨다. 종양의 형성은 Agrobacterium의 Ti플라스미드 (Ti- plasmid)에 있는 전이DNA(T- DNA)가 식물체의 핵 안으로 삽입된 후 발현함으로 서 일어난다. 이러한 유전자 전이 현상을 이용하여 근래에는 Agrobacterium으로부터 많은 유전자 운반체가 개발되었다. 즉 Ti플라스미드의 전이DNA지역에 유용 유전자를 삽입할 수 있도록 재 조합한 플라스미드가 식물 형질전환을 위한 유전자 운반체로 이용 되고 있으며, 다른 종인Agrobacterium rhizogens의 뿌리 유기 플라스미드(Ri- plasmid) 도 이용되고 있다. 이 방법에 의한 형질전환 가정은 대상작물의 절편체에 유동 유전자 가 재 조합된 플라스미드를 가진Agrobacterium을 접종하여 공동 배양 후 선발배지에서 기내배양을 하고 형질전환 절편체가 선발되면 재 분화 배지로 옮겨 완전한 식물체를 유 기 시켜 형질전환 여부를 검사한다. 

Agrobacterium을 이용한 형질전환에 의하여 유용 유전자의 도입이 용이해지면서 제초 제 저항성 콩, 바이러스 저항성 호박, 해충 저항성 감자나 목화 등이 개발되어 농가에 재배되고 있다. 원래 Agrobacterium을 이용한 형질전환은 쌍떡잎 식물에 적용되었으나, 지금은 벼를 비롯한 외떡잎 식물의 형질전환에도 이용되고 있으며,  다른 방법에 비하 면 정상적인 형질전환 개체가 비교적 많이 발생된다.

2) 바이러스 이용법

꽃양배추 모자이크 바이러스(CaMV), 담배모자이크 바이러스(TMV) 등의 식물 바이러 스가 유전자 운반체로 이용된다. 식물 바이러스를 개조하여 운반체로 이용하기도 하고, 담배모자이크 바이러스의 경우에는 유전자 운반체로 외피 단백질 부위를 이용하기도 한 다. 

3) 유전자 총 이용법(biolistics, particle bombardment)

유전자 총 이용법은 금, 텅스텐과 같은 입중이 무거운 금속의 미세한 입자에 전이하려 고 하는 유전자를 묻힌 후 이를 대상 식물체의 세포에 강하게 쏨으로서 유전자를 식물 체 핵 내로 삽입시키는 방법이다. 이 방법은 agrobacterium을 이용할 수 없는 외떡잎 식물에도 적용할 수 있어 형질전환의 범위를 넓혀주는 계기가 되었으며, 이미 알려진 유전자의 식물 조직 내 일시적 발현을 목표로 할 경우에도 사용될 수 있다.

4) 직접 주입법

직접 주입법에는 현미경에 부착된 미세 주입기에 목적하는 DNA용액을 넣고 세포내로 주입하는 미세 주입법(microinjection)과 비교적 굵은 관을 이용하여 다량의 유전자를 식물조직에 주입하는 다량 주입법(macroinjection)이 있다. 그러나 그 효율이 낮아서 많 은 개선이 요구된다. 

5) 전기 충격법과 PEG이용법

전기 충격법은 세포배양 용액 내에 원형질체 또는 캘러스와 전이를 희망하는 DNA단편 

을 공존하게 한 다음 순간적으로 강한 전류를 흐르게 하여 DNA를 원형질체 내로 도입 시키는 방법이다. 

PEG(polyethyle glycol)는 매우강한 흡수력을 가지고 있으며, 고농도 PEG용액에서는 식 물의 세포막이 변성되어 외부의 물질을 흡수하기 쉽게된다. 따라서 PEG 용액내의 DNA는 원형질체 내로 삽입될 수 있다. 이들 원형질체를 배양하여 재 분화된 식물체는 형질전환 개체가 된다.

75. 아조변이(육종p78, 115, 289)

일반적으로 돌연변이는 유전자 돌연변이, 염색체 돌연변이 및 색소체 돌연변이로 나누어 진다. 아조변이(芽條變異:bud mutation)는 체세포에서 일어난 돌연변이로서 이와 같은 것 을 체세포 돌연변이라고 한다.

체세포 돌연변이도 본질적으로는 생식세포 돌연변이와 같은 것이지만 체세포 돌연변이가 일어나면 그 개체의 일부에는 신 형질이 출현하여 소위 모자이크(mosaic)상을 나타낸다. 식물의 생장점세포에 돌연변이가 일어나 이것이 발달하여 커진 가지는 신 형질을 가지게 되는데, 이와 같은 현상을 아조변이라고 한다. 아조변이는 과수 육종상 매우 중요한 것으 로서 중요 품종 중에는 아조변이가 기원된 것이 많다. 일본에서 우량품종으로 재배되는 조생온주라는 귤의 품종은 온주밀감의 아조변이에 의하여 생긴 조숙성 품종이고, 특히 거 대한 과실을 맺는 송목조생(松木早生)은 에 의하여 온주밀감의 1품종에서 발견된 것이다.

사과의 품종 중 Richard. Starking등은 Delicious에서 파생한 아조변이라는 것이 Schmidt(1937)에 의하여 보고되었다. 아조변이 중에서 경제적으로 중요성을 띠고 있는 것 은 일반적으로 과피의 조성, 과육의 상태, 숙기, 풍미, 종자의 유무, 생산력 등에 관한 것 이다.

76. 자연교잡을 지배하는 요인(종.생p65)

1) 종류와 품종

종류에 따라 자연교잡율이 다르며 또 같은 종류라도 품종에 따라 다르다.

2) 채종포의 크기

채종포의 규모가 큰 것일수록 교잡의 우려는 적어진다. 또한 채종포 주변에 심어진 다 른 화분친(花粉親)의 크기도 크게 관계하므로 이는 상대적인 것이다. 따라서 보통 채종 면적은 적어도 5～10a 이상은 되어야 위험이 적으며 클수록 종자의 품위는 적어진다. 면적이 클수록 개화기가 일치 될 수 있어 집단내의 수정이 가능한 것이다.

3) 격리거리

채종포에 있어 타 품종과의 격리거리는 종류에 따라 품종에 따라 다르며 채종포의 크기 와 장해물 또는 풍향 등에 따라 다른 것이 일반적이다. 그러나 일반적으로 가지나 토마 토는 혼식하였을 때는 교잡의 우려가 있으나 실제 일반 집단 채종시에는 교잡의 우려가 없다. 십자화과 채소의 종류간의 격리거리는 50～100m 정도면 가능하다. 과채류에서 타 가수정성인 것도 100m, 자가수정성인 것은 50m, 양파류는 100m, 당근, 우엉 등은 500m 의 격리가 필요하다고 하나 자연교잡율은 격리거리로만 판단되는 것이 아니기 때문에 뚜렷한 기준을 세울 수 없다. 종자법에서는 십자화과 500～1,000m, 가지과 채소 100～ 200m, 박과채소 500～1,000m, 백합과 200～300m, 산형화과 200～300m, 기타과 500～ 1,000m 이상의 격리시켜 교잡위험 거리를 피하도록 하고 있다. 일본의 다끼이 종묘에서 는 십자화과 채소에서 타교잡 작물의 소집단에서는 500m 이상, 대 집단에서는 1Km이 상을 격리시키고 있다.

4) 장해물, 지형, 풍향

장해물(障害物)은 교잡방지(交雜防止)에 큰 효과가 있다. 죽림(竹林)이나 산림, 산등성이 등은 물론 1.5m 높이의 담도 교잡방지에 효과적이다. 따라서 채종포를 결정할 경우는 자연의 지물을 이용함은 물론 인공적으로 울타리를 만들거나 교잡의 우려가 없는 작물 로 채종포를 싸도록 한다. 또한 개화기의 풍향도 고려하여야 한다. 바람의 위쪽에 교잡 의 우려가 있는 작물이 있으면 좋지 않으므로 바람의 위쪽에는 일반격리 거리의 1.5배 의 거리가 필요한 것이다. 장해물이 특히 요구되는 것은 십자화과 채소이며 그 중에서 도 자가 불화합성을 이용한 F1 채종시에는 고도(孤島)나 산간지의 채종이 요구된다.

5) 매개곤충(媒介昆蟲)

채소의 대부분은 충매화이며, 충매화의 자연교잡에 있어서는 곤충의 활동범위가 문제가 된다. 곤충의 대부분은 꿀벌이나 나비들인데, 그 중에서도 꿀벌의 역할이 가장 크다. 

그런데 꿀벌은 기온이 낮은 경우는 800M정도밖에 날지 않으며 날씨가 좋으면 3,200m 나 날아간다는 보고가 있는 것으로 보아 100m정도의 격리는 안전하지 못한 것이라고 생각된다. 그러나 채종집단이 크면 꿀벌의 활동은 집단의 내부에서만 행동하기 때문에 실제에 있어서는 꿀벌의 활동범위가 직접적인 관련이 있는 것이 아니라 집단의 크기가 더욱 중요한 것이라 생각된다. 

6) 개화기

채종포의 개화기와 교잡의 위험이 있는 것과의 개화기에 차이가 있으면 교잡율의 위험 은 없다. 따라서 춘화처리나 육묘 또는 생장조절제 처리 등에 의하여 개화기를 타 품종 과 일치되지 않도록 개화기를 조절하는 것도 효과적이다. 같은 채종포에서는 초기의 것 보다 말기에 가면 웅화가 많이 나타나 집단 내에서의 수정의 기회가 훨씬 많기 때문이 다. 또한 채종포의 중앙에서도 때로는 높은 교잡율이 나타나는 경우가 있는데 이것은 개화가 빨라 집단 내의 타웅화가 피기전에 하나 둘씩 개화할 경우에 잡종이 많으므로 어느 정도 개화가 진전될 때까지의 개화한 것은 적화(摘花)하도록 할 것이다.

77. 종자발아의 물리적 요인(종자학p136)

1) 삼투압

종자를 발아시키고자 할 때 발아용액의 삼투압이 높으면 침윤을 어렵게 하여 발아가 억 제된다. 삼투압이 높은 용액에서 발아할 수 있는 능력은 식물에 따라 다르지만 모두 영 향을 받는 다는 것은 확실하다. 이와 같은 삼투압에 따른 종자의 발아정도를 알기 위해 흔히 만니톨(mannitol)용액이  이용되고 있다. 최근 연구결과에 의하면 종자의 발아시 polyethylene glycol(PEG)로 삼투압을 조절할 수 있다고 한다.

2) PH(수소이온의 농도)

종자의 발아는 넓은 범위의 수소이온의 농도 하에서만 가능하다. 대부분종자는 PH4.0～ 7.6 사이에서 쉽게 발아한다.

3) 발아전 침지

발아 전에 종자를 미리 수침 시키는 소위 발아 전 침지(浸漬)는 종자의 발아를 촉진하 는 한 가지 방법으로 이용되고 있으며, 실제로 많은 식물에서 침지 효과가 인정되고 있 으며, 보통 발아 전에 침지한 종자는 발아 전에 다시 건조시킨다. 수침 또는 침지를 어 떻게 종자의 발아를 촉진시키는지에 대해서는 확실히 밝혀져 있지 않지만 수침시 스며 든 물은 종자 내에서 일종의 가수분해를 돕고, 나아가 단당류(單糖類)가 발아에 즉시 이 용될 수 있도록 하기 때문이 아닌가 생각된다. 발아전 침지를 20℃에서 함으로서5～ 15℃의 온도에서 발아시킬 때 종자의 저온장해를 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다. 이와 같은 경우에 수침한 종자는 발아전에 다시 건조시키지 않는다.

반대로 수침은 종자의 발아에 유해하여 경우에 따라서는 발아전에 수침을 하면 안되는 종자도 있다. 발아전 침지를 함으로서 발아율이 떨어지고 나아가 유묘의 세력이 저하한 예도 있다. 또한 오랫동안 침지 했을 때에는 특히 종자에 유해하다는 사실도 알려져 있 다. 콩의 경우 오랫동안 침지하면 종자내에 산소가 결핍되고, 효소나 기타양분이 종자밖 으로 용출되어 나오거나 또는 외 삼투를 유발시키기도 한다. 효소나 양분의 용출 내지 외 삼투현상은 침출 전도시험에 의하여 확인되었다.

4) 저온

서리나 밤의 낮은 온도는 수확하기 전 식물의 종자에 상당한 피해를 끼친다. 옥수수 종 자에 대한 저온피해의 정도는 ①온도 ②저온에 접한 기간 ③종자의 수분 함량 ④종자의 물리적 숙기 ⑤옥수수 포엽(苞葉)의 보호정도 ⑥품종 등에 따라 다르며 이들 중에서 종 자의 수분함량이 저온피해에 가장 크게 작용한다. 그 밖의 환경조건이 양호한 상태에서 건조한 종자는 극단의 저온에서도 잘 견딘다. 풍건한 밀, 보리 및 기타 종자에서도 종자 내 수분이 10～12%일 때에는 이들 종자가 - 192℃의 액체질소에 24～110시간, 그리고 - 25℃의 액체수소에서 6시간을 아무런 장해 없이 견디었다는 보고도 있다. 그러나 수분 함량이 20%인 옥수수 종자는 - 7℃에서 겨우 견디고, 수분함량이 25%일 경우에는 상당 한 저온장해를 받는다.

○ Rossman은 저온이 옥수수 종자에 미치는 영향을 다음과 같이 설명하였다.

1. 동일한 수분함량이라 하더라도 수침시킨 종자는 수침시키지 않은 종자보다 저온 피해가 더 크다. 

2. 유묘는 저온피해가 더욱크다.

3. 저온과 고온에 대체하여 처리했을 때에는 동일한 시간이라도 연속 저온에 처리했 을 때보다 저온피해가 적다.

4. 얼렸다 녹였다하는 처리를 여러 번 되풀이했을 경우 맨 처음에 종자를 얼렸다 녹 인 처리가 그 다음에 얼렸다 녹인 처리보다 피해가 더 크다.

5. 언 종자를 빨리 녹이느냐 아니면 서서히 녹이느냐 하는 녹이는 속도는 종자의 발 아에 큰 영향을 끼친다.

6. 언 종자를 천천히 건조시키면 빨리 건조시켰을 때 보다 피해가 적은데 이는 서서 히 건조시킴으로서 원형질이 원상 회복되도록 충분한 시간을 주기 때문이라고 생 각된다. 

포장에서 종자가 성숙함에 따라 종자는 점차 견고해진다. 수분함량이 15～20%인 옥수 수의 종자는 완만한 가을의 저온에 잘 견디고, 성숙 단계에 있는 귀리의 종자를 서리가 내리기 전에 수확 또는 호숙기에 수확하면 저온의 피해를 쉽게 받지만, 호숙기 이후에 수확하면 저온에 잘 견디는  능력이 급진적으로 커진다.

성숙한 콩은 비교적 저온에 강하여 수분함량이 18%일 때에도 - 10℃에서 큰 피해 없이 16개월 동안 저장할 수 있었다. 그리고 수분함량이 30～32%인 콩의 종자는 - 29℃에서 상당기간 견디었지만, 수분함량이 16～19% 수수의 종자는 같은 저온에서 살아남지 못 하였다고 한다. 콩의 수분함량과 저온장해가 일어나는 온도와의 관계에 있어서 성숙하 지 않은 종자(녹색 꼬투리)로서 수분함량이 65%일 때에는 - 2℃에서도 저온장해가 일어 나지 않았고, 생리적으로 성숙한 종자(황색 꼬투리)로서 수분함량이 55%일 때에는 - 7℃ 에 8시간 노출시켰을 경우 발아율이 어느 정도 감소하였지만, 갈색 꼬투리(수분함량 35%)의 종자는 발아율이 상당히 감소 하였다고 한다.

저온장해의 원리에 대해서는 확실히 알려져 있지 않다. 일반적으로 세포 내와 세포사이 에 얼음 결정이 생겨 이와 같은 얼음이 커져서 세포막의 생리적 내지 기능적 작용을 파 괴 하기 때문이라고 알려져 있다. 또한 저온에 의한 세포의 건조나 또는 세포내 수분이 세포사이의 얼음 형성으로 인해 밖으로 나오게 됨에 따라 생기는 원형질의 변성이 저온 장해의 원인이 되기도 한다. 원형질의 변성은 단백질의 3차 구조를 이루는 sulfurhy- dryl bond에서 H+이온이 유리되고 disulfide bond를 이루면서 단백질을 변성 시키게 된다.

5) 방사선

γ- 선에 쬐인 종자는 대개 발아율이 떨어진다. γ- 선이 발아에 미치는 이와 같은 영향 은 종이나 품종에 따라 다르며, 특히 고온 및 수분함량이 많은 종자에서 그 영향이 크 다. 예로서 10Krad에 피해를 본 것으로는 불르그래스, 땅콩, 양파 등이 있다. 밀이나 수 수는 20～40Krad에서, 그리고 크림숀크로버나 무는 80Krad에서 피해를 보았고 방사선 처리에 의하여 38.1%까지 발아율이 떨어졌다고 한다. 80Krad의 γ- 선 조사는 줄기나 뿌리의 성장에 피해를 주는데, 처리하지 않는것에 비하여 50～70%나 장해를 받았다고 한다.

6) 기계적 손상

수확, 가공 및 기타 종자를 다룰 때 종자가 입은 기계적 손상은 특히 부스러지기 쉬운 큰 종자의 경우 더 큰 문제가 되고 있다. 손상의 형태는 여러 가지가 있어서 ① 눈에 잘 뜨일 정도로 큰 종피의 손상(종피의 열 개) ② 발아 후에도 볼 수 있는 종자내부의 손상 ③ 극히 미세한 종피의 손상 ④ 종자의 생리적 손상으로 발아세를 저하시키고 때 로는 포장에서 성숙을 지연시켜 수량을 감소시키는 등의 손상이 있다.

① 기계적 손상의 원인 : 탈곡기의 서투른 작동과 같은 물리적 가해도 종자에 손상을 

끼치고, 종자의 조제나 취급과정에서 종자가 손상을 입게된다. 여러 가지 원인들에 의 해 받는 미세한 손상이라도 종자에 있어서는 누적되어 결국 발아에 영향을 끼치게 된 다. 따라서 미세한 손상이라도 주지 않도록 각별한 주의가 항시 필요하다.

② 수분함량 : 종자의 수분함량이 저하할수록 기계적 손상이 커진다. 그러나 기계적 손 상은 막을 수 있는 종자의 수분함량은 식물에 따라 일정하지 않다. 콩과 같이 큰 종 자는 피해를 더 입는데, 수분함량이 15% 이하이면 더 큰 손상을 받게 된다. 어떤 콩 의 종자는 탈곡하기 전에 수분함량을 11%에서 16%로 증가 시켰을 때 발아율이 30% 에서 70%까지 증가하였다고 한다. 그러나 화본과나 콩과작물의 종자는 8～10%의 낮 은 수분에서 안전하게 탈곡할 수 있다. 화곡류는 더 손상되기 쉬워서 종자의 수분함 량이 11～12%이하일 때에는 기계적 손상을 입는다.

③ 유전

작물의 기계적 손상은 또한 유전적인 면에서도 생각할 수 있다. 예로서 흰 강남콩 (Navy bean)종자의 경우 기계적 손상에 강한가 약한가를 알기 위해 12%의 수분함량 을 기준으로 하고 있다. 

78. 종자의 발아검사(종자학p340)

발아검사의 목적은 종자의 포장가치에 대한 정보와 종자간 비교를 위한 결과를 얻고자 하 는 것이다. 파종하기 전에 종자의 발아능력을 미리 알면 안전한 생산을 할 수 있고 경제 적인 손실을 예방할 수 있다. 또 수확에서 판매까지 종자의 품질을 비교 결정하는데 가장 확실하고 중요한 것의 하나가 종자의 발아력(發芽力)이다. 발아검사는 포장조건에서는 재 현성이 어려우므로 실내 검사실에서 외부조건에 발아에 가장 신속하고 알맞은 상태로 조 절하여 실시한다.

1) 발아검사 설비

종자치상용 발아지로는 모래와 발아지를 쓰는데, 모래는 유독물질이 포함되어서는 안 되고 너무 굵거나 가는 것은 피해야한다. (지름 0.5～0.8mm)

발아지는 흡습성이 충분하고, 젖은 상태에서 잘 찢어지지 않으며, 뿌리가 뚫고 들어가기 어려운 것이 좋다. 물론, 병원균이 자라기 어려울 뿐만 아니라 유독물질도 없어야 한다. 발아검사는 상수도의 물을 사용하는 것이 일반적이다. 온도를 조절하는 것은 종자의 발 아검사에 있어서 중요한데, 항온실(恒溫室)과 발아상을 아울러 구비하는 것이 필요하다. 항온실은 보통 20～30℃사이의 변온이 가능한 것이 좋고, 발아상은 사용공간이 적으므 로 여러 개를 구비해야 한다.

2) 발아검사 기간

검사기간은 작물에 따라 다른데, 어떤 종자는 7일 정도이면 되지만, 어떤 종자는 수개월 이상 걸리는 것도 있다. 농작물 외에 채소, 화훼 및 수목의 종자에 관해 필요한 검사기 간은 규정되어 있지만, 야생식물의 종자나 도입종에 대해서는 별도 조사가 필요하다고 생각된다. 중간평가가 필요할 때에는 발아검사기간이 종료되기 전에 일차 발아조사를 하는데, 이를 중간조사(中間調査:first count)라 하고, 검사기간이 종료되어 발아조사를 

하는 것을 최종조사(最終調査:final count)라고 한다.

3) 검사결과의 해석

작물별로 규정되어 있는 발아검사기간이 지나면 정상묘, 비정상묘, 휴면종자 및 죽은종 자로 구분한 다음 정상묘의 백분율로 구한다. 만일,  반복간에 너무 차이가 커서 반복간 허용범위를 벗어났을 경우에는 재검사를 해야 한다. 예를 들어 100립씩 4반복의 발아율 이 95%, 82%, 89% 및 90%일 경우에는 평균발아율이 89%이고, 반복간 최고 및 최저 발아율은 각각 95%와 82%로서 그 차이는 13%가 된다. 반복간 허용범위표에서 평균 발 아율 89%의 4×100의 경우 반복간 최대허용범위는 12%이므로 위 검사결과는 허용범위 를 넘어 발아검사를 다시 실시해야 한다.(AOSA는 이 경우 최저 발아율을 보인 반복을 제외하고 나머지 3반복에 대한 평균과 최고 및 최저의 범위를 구하여 허용범위표와 비 교한 후 허용범위 내에 들 때에는 재검사를 면제한다). 

그 밖에도 휴면종자가 많거나, 발아상에 2차 감염이 심하였거나, 분명한 실수로 검사결 과를 신뢰할 수 없거나 하여 재검사를 하는 경우에는 처음 검사결과와 평균을 내어 검 사간 허용 범위표와 비교 검토한다. 

79. 꽃가루 검사법(육종p199)

인공교배의 성공여부는 꽃가루의 량부(良否)에 달려있는 경우가 많다. 꽃가루를 검사하는 데는 형태적으로 검사하는 방법과 꽃가루의 인공발아 시험을 하는 방법 등이 있다.

1) 형태적 검사법

꽃가루를 검경(檢鏡)하여 화분립이 작은 것,  형태가 고르지 못한 것, 표면에 주름이 있 는 것, 내용물이 결여되어 있는 것, 발아공이 없거나 또는 기본 수보다 많거나 적은 것, 외막(外膜)이 지나치게 두꺼운 것,  내용물을 충분히 포함하고 있다하더라도 염색이 전 혀 안 되거나 진하게 되는 것, 등은 불량 꽃가루로 간주한다.

꽃가루를 진하게 검경할 때에는 아세토카민(acetocarmine), 클로랄카민(chloral carmine), 메틸블루(methyl blue), 라크틱블루(lactic blue), 산성푹신(fuchsine), 염산카민 (carmine:심홍색)등의 시약을 사용한다.

2) 인공발아 시험

꽃가루의 인공발아에는 인공  배양기를 사용하는 방법과 암술머리에 수분하여 그 발아 와 꽃가루관의 신장 정도를 조사하는 방법이 있다.

발아상으로는 양피지(羊皮紙), 수초(水草)잎, 돼지 방광막, 셀로판지, 물, 자당액(蔗糖液) 우무, 젤라틴 등을 사용한다. 

발아상의 삼투압, PH, 습도, 온도 및 산소분량 등의 요구도 는 꽃가루에 따라 다르므로 적당히 선택할 필요가 있다. 山本(1935)에 의하면 자당액을 사용할 경우 작물의 최적농 도는 보리가 당분30%와 우무1%, 벼가 당분30%와 우무1%, 밀이 당분10%와 우무1%, 호밀이 당분25%와 우무1%, 밭벼가 당분15%와 우무1%, 호박이 당분50/100㏖과 우무 1.5%, PH6.5～6.8, 페포계 호박이 당분45/100㏖과 젤라틴 6.5%, PH5.9 등이다.

발아장치로는 보통 반디감 습실을 사용한다. 암술머리 위에 꽃가루를 떨어뜨려 자연상 태에서 발아를 관찰하는 것이 가장 실제에 가깝다. 이때 꽃가루관의 신장을 관찰하는데 있어서 암술머리나 암술대(花柱)의 조직이 얕고 투명한 것(벼)은 그대로 검경할 수 있 지만, 조직이 두꺼운 것은 얇은 절편을 만들어서 관찰해야한다. 꽃가루나 꽃가루관이 특 히 잘 염색되는 염료로는 코튼블루(cotten blue;황산1,석탄산1,증류수1,의 비율로 혼합해 서 만든 황산페놀 100ml에 코튼블루0.08～0.5g을 섞어서 용해시킨 것) 산성푹신, 라구모 이드, 말튜스옐로 등이 있다. 志佐(1932)가 호박의 꽃가루를 인공 발아상에서 시험한 바 에 의하면 꽃망울 꽃가루(개화하기 전날 오후5시의 꽃망울)가 개화 성숙 꽃가루(다음날 아침6～8시)보다 높은 발아력을 나타내지만 꽃망울 수분에 의한 교잡은 대부분 실패하 였다고 하는데, 이것은 꽃망울 수분 후 발아하기까지 많은 시간을 요한다는 것을 나타 낸다. Bennett(1960)는 paspalum dilatatum의 꽃가루를 각종 배양기 각종 당분 및 당분 농도, 각종산도, 각종온도 하에서 꽃가루 발아시험을 한 결과 발아는 용액보다 우무가 좋고, 온도는 30℃와 이보다 약간 낮은 것이 좋다고 하였다.

80. 식물 성의분화(종자생산관리p141) 

고등생물의 성(性)은 성염색체, 성 결정 유전자 또는 환경의 영향을 받아 결정된다. 대부 분의 동물은 개체별 성 분화가 분명한데, 반하여 식물의 경우에는 암그루와 수 그루가 뚜 렷이 구분되는 자웅이주식물(雌雄異株植物)은 많지 않고 하나의 식물체내에 암꽃과 수꽃 이 나누어 피는 자웅이화 식물과 하나의 꽃 안에 암술과 수술을 모두 가진 양성화 식물이 대부분이다. 성염색체가 암그루와 수 그루로 구분되는 것 중 삼(大麻)은 자성XX+18A, 웅 성(雄性)XY+18A이고, 뽕나무는 자성XX+26A, 웅성XY+26A이며, 호프(hop)는 자성 X1X1X2X2+16A, 웅성X1X2Y1Y2+16A로서 웅성 헤테르형(XY형)에 속한다. 그러나 양딸 기의 일종인 fragaria elatior는 자성XY+40A, 웅성XX+40A 로서 자성 헤테로형에 속한다.

한편 자웅이주식물인 수영(Runex acetosa)은 성염색체 X 와 상염색체 A의 비율인 성지 수(X/A)에 의하여 암그루, 수 그루 및 간성(間性)이 결정된다. 즉 성 지수가 일정수치 이 상이면 암그루, 중간수치이면 간성, 그리고 어떤 수치 이하이면 수 그루가 된다. 이 경우 암그루 결정 유전자는 X염색체에 있고, 상염색체는 A는 수 그루를 결정하는 방향으로 결 정하는데, X염색체의 작용이 상염색체에 대하여 상위 적이다. 시금치에서도 동일 품종 안 에 완전한 암그루, 완전한 수 그루, 그리고 암수 꽃의 비율이 다른 각종 간성이 나타난다.

동일한 개체가 하나의 성으로부터 다른 성으로 바뀌는 현상을 성전환(性轉換)이라고 하는 데, 앞에서 본 간성은 성전환이 되는 과정이라고 볼 수 있다. 성전환의 원인은 확실하지 않지만 삼의 경우 여름에 파종하면 암그루와 수 그루가 대체적으로 1:1의 비율로 출현하 지만, 겨울에 온상에 파종하면 수 그루가 90%정도까지 출현하여, 많은 암그루가 수 그루 로 전환되었음을 보여주고 있다. 이것은 생육 기간중 일장의 차이에 의한 것인데, 이 경우 에도 수 그루에서 암그루로 전환은 거의 없다고 한다. 또 동일한 식물체에서 암꽃과 수꽃 이 따로 피는 자웅이화식물에서의 성 발현도 유전자 또는 환경에 따라 달라진다. 예를 들 면 옥수수의 ts₂유전자는 동형접합자가 됨으로서 수꽃을 암꽃으로 전환시킨다. 

한 식물 체내에서 암꽃과 수꽃의 비율은 유전자에 의하여 결정되는 것을 원칙으로 하지만 온도, 일장과 같은 생육환경의 영향을 받기도 한다. 오이나 호박은 생육기간 중 야간기온 이 낮으면 암꽃이 많아지고 야간기온이 높아지면 수꽃이 많아지며, 단일조건에서는 암꽃 이, 그리고 장일 조건에서는 수꽃이 많이 핀다. 또 생장 조절제 처리에 의하여도 성비가 달라지는데, 에틸렌 처리를 하면 암꽃이 GA를 처리하면 수꽃이 많아진다.

81. 분자표지(생명공학) 종자생산관리p228

지금까지 육종에서는 식물의 표현형에 근거한 선발을 실시해 왔으나 형태적, 생리적 특성 의 표현형은 환경의 영향을 크게 받고, 생육후기에 발현되는 형질은 선발에 오랜 시간과 많은 비용이 소요되며, 대상형질이 열성인 경우에는 후대검정을 해야하는 등의 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근 분자표지(分子標識)가 이용되기 시작 하 였는데, 유전 및 육종분야에서 이용할 수 있는 분자표지에는 동위효소, RFLP, RAPD 및 AFLP등이 있다.

1) 동위효소

식물육종에 있어서 이용된 첫 번째 분자표지인 동위 효소는 같은 생물에 존재하고 있는 동일한 생화학적 반응을 촉매하면서도 물리, 화학적 성질이나 기질에 대한 친화성을 달 리하는 효소군으로 여러 작물에서 유전자의 연관검정과 종속간 잡종동정에 유용하게 활 용 되었다. 그러나 동위효소는 식물체의 생육단계와 기관에 따라 변화될 수 있으며, 배 수체의 경우 한 유전자좌의 특정한 변이 구분이 불가능하고, 주동유전자와 연관된 경우 가 적기 때문에 육종적 이용에 한계가 있다.

2) RFLP(restriction fragment length polymorphism)

모든 생명체는 자연계에서 DNA염기의 삽입, 결실, 치환 등이 발생하기 때문에 집단내 

에 다양한 DNA변이를 보유하고 있다. 이러한 DNA변이를 효과적으로 찾기 위하여 특 정한 염기서열 부위를 절단하는 제한효소를 이용하여 식물DNA를 절단하면 다양한 크 기의 DNA단편들이 생긴다. 이렇게 생성된 제한효소 단편들은 전기영동에 의하여 크기 별로 분리하면 겔(gel)상의 DNA밴드(band)형성이 다양하게 나타난다. 제한효소로 절단 되고 DNA표지에 의하여 탐지된 DNA단편의 길이가 유전 변이체 들간에 차이가 나타 나는 현상을 RFLP라고 하며, 이는 이종간 또는 같은 종의 개체간 유전변이를 탐색하는 도구로 활용된다.

RFLP표지는 게놈 DNA의 변이를 직접 찾아내기 때문에 대상식물의 발육단계나 종에 따른 사용상의 제한을 받지 않으며 환경의 영향도 받지 않는다. 즉 RFLP표지들은 단순 히 대상DNA의 염기서열에 따라 형성되기 때문에 서로 독립적이고 상호작용이 없으며 식물의 생육에도 영향을 주지 않는 특징을 지닌다. RFLP표지들은 유전자 지도작성, 품 종확인 및 유전자원의 분류, 목표형질에 대한 개체선발, 관련유전자의 단리, 양적형질의 유전자 좌(QTL)분석, 유전자 클로링 등 유전 및 육종분야에서 광범위하게 활용되고 있 다. 

3) RAPD

중합효소연쇄반응(重合酵素連鎖反應)을 기본기술로 사용하는 RAPD(random amplifiend polymorphic DNA)는 소량의 DNA로도 대상식물의 게놈구조를 분석할 수 있는 방법이 다. 무작위로 조합된 10개정도의 뉴클레오티드(muclotide)로 구성된 random primer를 사용하여 주형 DNA의 특정 부분만을 증폭시킨 후 얻어진 중합효소 연쇄반응 산물을 전기 영동하여 대상식물들의 염기서열 차이를 분석한다. RAPD기법은 RFLP에 비해 노 력과 비용이 절감되고 다형성(多型性:polymorphism)이 크며 분석에 필요한 DNA의 양 이적어 많은 개체들을 쉽고 간편하게 분석할 수 있는 장점이 있다. 이 방법은 최근에 많이 사용되고 있으며 이 방법을 사용하여 유전자 지도작성, 증폭된 표지를 사용한 유 전자의 분리, 개체간 또는 집단간의 유연관계 분석, 변이 분석, F1순도검정, 품종분류, 연관관계 분석 등 육종의 많은 분야에서 사용되고 있다.

4) AFLP

AFLP(amplified fragment polymorphism)는 특정한 제한효소로 대상 DNA를 절단한 후 어탭터(adaptor)를 붙이고, 그 어텝터와 상보적인 염기서열을 가지며 3‘말단에 수개의 염기를 추가한 primer를 작성하여 중합효소 연쇄반응을 하는 것으로, DNA증폭을 선택 적으로 이룰 수 있어 RAPD보다 안정성을 지닌다. 

82. 촉성재배용 딸기의 육묘방법

1) 딸기의 특성 및 재배환경

장미과에 속하는 유일한 채소이며, 유럽에서는 과수로 취급하고 있다. 다년생 숙근성 초 본으로 수명이 짧아 자주 갱신되며, 관부에 생장점이 있어 생장함에 따라 분주된다. 자 묘(runner), 겨드랑이 눈(側芽), 꽃눈(花芽)의 발생은 일장, 온도와 관계가 있다.

딸기는 보통 수확이 끝나는 5～6월경 고온장일(高溫長日)의 여름에 자묘가 발생한다. 딸 기의 생장은 오옥신(auxin)과 밀접한 관계가 있으며, 저온에서 신장호르몬이 생성되어 그 생성량에 따라 생장한다. 자묘의 발생수는 품종이나 휴면타파(休眠打破)의 정도에 따 라 다르나 모주(母株) 1포기당 30～150개 정도가 발생되며, 종자번식은 육종상 분리가 심하여 자묘로 영양번식을 한다. 

화아분화는 가을의 저온단일에 의하여 일어난다. 일반적으로 9월 하순～10월 상순에 기 온이 17℃정도로 떨어지고, 일장이 12시간 정도 될 때에 생장점이 꽃눈으로 되어 분화 가 뒤따라 일어난다. 화아분화는 영양조건, 환경조건, 품종에 따라 상당한 차이가 있다. 화아분화에 미치는 온도와 일장의 관계를 보면 온도쪽의 영향이 더 크다. 10℃내외에 서는 일장과 관계없이 꽃눈이 분화되지만 25℃이상에서는 일장이 짧아도 형성되지 않는 다. 17～24℃의 경우 단일 하에서는 꽃눈이 형성되지만 장일 하에서는 형성되지 않는다. 가을이 되어 저온 단일로 되면 딸기는 휴면기(休眠期)에 들어간다. 휴면에 들어간 포기 는 충분한 저온기간을 경과하지 않으면 휴면이 타파되지 않는다. 휴면타파에 필요한 저 온기간은 품종에 따라 다르다. 휴면타파가 불완전하면 식물체가 크지 못하여 그 결과 엽면적도 작고, 열매꼭지의 길이(果柄長)도 짧으며, 수량도 떨어진다. 휴면타파 후에 고 온장일이 되면 생육이 왕성하게 되어 개화가 시작된다. 딸기는 내한성(耐寒性)강한 작물 로서 저온재배도 무난하다. 생육적온은 낮 17～18℃, 밤 8℃내외이며, 20℃이상은 생육 에 불리하지만 개화, 결실 및 성숙에는 알맞은 온도이다. 10℃까지는 어느 정도 생장을 하지만 5℃이하가 되면 생육이 불량하고 꽃이 동해를 받는다.

2) 촉성재배

12월부터 이듬해 3월까지 수확하는 작형으로서 적합한 품종은 휴면기간이 짧고, 10월부 터 보온하여 순조롭게 생육하며, 비교적 고온장일 하에서 꽃눈분화가 이루어지는 동시 에 저온단일 조건하에서 착과, 비대가 양호한 품종이 적합하다. 화아분화의 촉진방법으 로 야냉육묘, 고랭지 육묘, 폿트육묘, 단근(斷根), 차광, 단일처리 등이 있다.

3) 육묘방법

딸기에는 과실의 전신인 꽃눈(花芽)을 균일하고 충분히 형성시킬 수 있는 묘를 만드는 것이 육묘의 기본이다. 고온기에 육묘를 하게 되므로 이식한 즉시 활착이 될 때까지 햇 볕을 차단하여야 하며, 건조에 유의하고 자주 관수를 해야한다. 활착 후 에는 엽수가 10 일에 1매씩 증가하므로 항상 4～5매 정도 되도록 아랫 잎을 정리하여 포기의 영양상태 를 조절하고 뿌리의 발생을 촉진한다. 병이 많이 발생하므로 잘 관찰하여 예방에 노력 하여야 하며, 화아분화의 촉진을 위하여 단일처리 등이 필요하다.

4) 화아분화 촉진

촉성 재배용 딸기의 화아분화를 촉진하기 위하여 질소질 비료를 조절하는 일이 중요한 기술이다. 화아분화의 체제에 들어가는 8월 하순경에 질소가 부족하도록 8월 중순이후 에는 질소질 비료의 웃거름을 중단한다. 촉성재배시 인위적인 꽃눈분화 촉진방법에는 단근(斷根), 차광(遮光), 일장처리, 폿트육묘, 고랭지육묘 등이 있다.

① 단근

화아분화가 예상되는 날로부터 거꾸로 계산하여 약 20～30일전이 적기이다. 단근은 질소의 흡수를 억제하는 것을 주목적으로 하므로 뿌리를 잘라주는 방법도 있지만 비 료를 주지 않은 포장에 옮겨 심는 방법이 더욱 효과적이다.

② 차광처리

일반적으로 차광율이 60%정도인 차광망을 이용하여 8월 하순～9월 중순까지 처리하 지만 화아분화 후에는 즉시 제거한다. 설치하는 높이는 1.2m정도가 좋다.

③ 단일처리

햇볕이 투과되지 않는 피복재료를 사용하여 8월 중 하순～9월 상순사이에 일장을 10 시간정도 조절하여 화아분화를 촉진하는 방법이다.

④ 고랭지 육묘

저온을 확보하기 위하여 표고가 높은 곳일수록 유리하며, 800m지점의 고랭지 육묘는 평지 육묘보다 약 10일 정도 화아분화가 빠르다. 고랭지 육묘중에 단일처리를 겸하면 화아분화를 더욱 촉진시킬 수 있다. 

⑤ 저온 암흑처리 

처리시작 하기 전 약25일경부터 Ф12Cm 폿트에 건실하게 기른묘를 기온 10～12℃의 저온창고에 15～20일간 방치(효과:언제나 화아분화를 일으킬 수 있으나 무효주가 생 기며 장기처리가 곤란)한다. 

⑥ 저온단일 처리(야냉육묘)

저온 암흑처리와 같으나 오전9시에 출고시켜 햇빛을 쬐인후 오후 5시경 입고시키는 작업을 반복(효과;저온 암흑처리에 비하여 처리기간의 연장이 가능하고 무휴주의 발 생이 적음)한다. 반 촉성재배는 휴면이 타파된 다음에 보온하여 개화시켜야 하기 때 문에 촉성재배처럼 화아분화를 촉진할 필요는 없다. 오히려 비닐피복이 이전에 꽃봉 우리가 나오는  경우가 있기 때문에 화아분화를 늦추는 육묘를 해야한다. 따라서 비 료를 충분히 사용하여 큰묘(大苗)로 육묘 하는 것이 수량도 많고 안전하다.

⑦ 폿트육묘

딸기의 화아분화는 체내 질소농도가 지나치게 높으면 늦어지기 때문에 최종 웃거름을 8월 중순을 전후하여 끝낸다. 그러나 화아분화를 촉진하기 위하여 너무 시비량을 제 한하면 소묘가 되기 쉬워 정화방(頂花房)의 꽃수가 적고 소과(小果)가 되며, 액화방 (腋花房)이 늦어져서 수확이 중간에 중단되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에 수확을 빨리 하지만, 총 수량은 감소한다. 화아분화 후 비료 부족현상이 계속 되어도 좋지 않 다. 화아분화가 확인되면 액비로 웃거름을 준 후 정식 하는 것이 좋다. 폿트 육묘시 관수는 장마기를 제외하고 매일 관수하지 않으면 안되기 때문에 관수장치를 하는 것 이 노력과 시간을 절약할 수 있어 유리하다. 또한 장마기에는 급격한 비료의 유실을 막고 침수를 방지하기 위하여 비 가림을 하는 것이 바람직하다. 비 가림은 장마가 끝 나면 즉시 제거하여 도장을 방지하여야 한다. 관수는 도장방지를 위해 오전 중에 실 시하고 화아분화 직전에는 관수를 삼가 하여 폿트를 건조하게 관리하여 화아분화를 촉진하는 것으로 생각하기 쉬우나 시험결과에 의하면 관수량은 화아분화에 영향이 적 고, 오히려 폿트가 너무 건조하면 화아분화가 늦어지고 수량이 떨어진다.

83. 종자 전염성 병의 방제(종자생산관리p95)

1) 방제의 목적과 시기

종자 전염성 병의 방제는 크게 수확전의 방제와 수확후의 방제로 나눌 수 있다. 수확 전의 방제는 재배적 조치가 주를 이루고, 수확후의 방제는 물리화학적 방제가 주를 이 룬다. 종자 전염성 병을 방제하기 위하여 종자처리(seed treatment)를 하는데, 이의 주 요 목적은 ①종자 전염성 병충해의 방제 ②종자 발아 시 토양전염 또는 공기 전염으로 나타날 수 있는 병충해로부터 종자의 보호 ③특별 처리를 한 종자 예컨데 코팅종자, 펠 레트 종자, 가상처리 종자, 탈피 종자, 방사선을 조사한 종자 등을 병충해로부터 보호하 고 발아를 촉진하기 위해서이다. 방제시기는 수확전과 수확 후로 나누어지며, 중요한 것 은 수확전의 종자 전염성 병의 방제이다. 이에는 ①무병종자와 퇴화되지 않은 종자의 파종 ②이 병된 식물체 또는 잠재적 감염원의 제거 ③정선된 종자를 항생제 처리를 하 거나 재배포장에서 항생제를 살포함 ④개화기에 감염이 극소화 되게 하거나 방제약제를 살포함 ⑤윤작을 실시하고 포장검사를 철저히 함 ⑥매개곤충의 화학적 생물적 방제 ⑦종자 수확 시 기상조건, 수확조건을 감염이 최소화 될 수 있도록 조치함 ⑧저장 시 감염의 극소화 조처 등이 있다. 수확 후 방제는 전염원의 완전제거 보다 병의 출현을 막는데 그 의의가 있다. 

2) 종자 처리방법

종자처리법은 종자 또는 토양속에 있는 유기체에 의하여 유발되는 병으로 인한 생육의 저하나 생산감소를 극소화하기 위하여 처리하는 방법이다. 이들 병원 유기체는 경화된 상태로 종자내에 있거나 깜부기 병균처럼 포자상태, 선충처럼 선충낭의 형태 또는 감염 된 식물체에 존재한다. 이들 병원체는 종자의 내부 또는 외부에 존재한다. 따라서 종자 처리법은 크게 기계적 방법, 물리적 방법 및 화학적 방법으로 구분할 수 있다.

① 기계적 방법

기계적 방법은 종자에 혼입되어 있는 병원성 물질을 제거하는 방법이다. 즉 종자를 기계적으로 정선하여 종자에 혼입 되었거나 표피에 들어 있을 수 있는 병원체나 충 (蟲, 벌래)을 제거하는 방법이다. 그러나 종자속의 병원체에는 전혀 효과가 없다.

② 물리적 방법

물리적 방법은 종자 깊숙히 들어있는 병원체를 죽이는 방법으로 보리와 밀의 껍질에 느슨하게 붙어 있는 깜부기병 등을 방제할 수 있다. 물리적 방법에는 냉수침법, 온탕 침법 또는 냉수 온탕침법, 자외선, 적외선 및 X선의 조사 또는 그 밖의 다른 형태의 조사법 등이 있으며, 건열처리 방법은 때때로 이용된다. 이중 온탕침법(溫湯浸 法;hot- water treatment)또는 수침법(水浸法;water- soak methods)이 곡류에는 많이 이용되었으나 채소종자는 건열처리가 더 일반화되고 있다. 물리적 방법은 토양전염 병균을 막을 수 없고 단지 종자에 붙어있는 병충에 효과적이다. 온탕침법은 1950년대 이전에 많이 쓰였으나 최근에는 적은량의 종자처리에만 쓰이고 있다. 왜냐하면 많은 량을 처리할 때에는 적정온도 유지와 처리기간의 조절이 어렵기 때문이다. 

변형된 수침법은 종자를 2시간 물에 침지한 후 혐기(嫌氣)또는 거의 혐기에 가까운 상태에서 하루 또는 수일간 두는 방법이다. 때때로 종자를 22.2℃ 물 속에 64시간 담 갔다가 건조하거나 또는 다만 2시간 물에 담갔다가 48시간 동안 26.3℃의 밀폐된 컨 테이너에 넣어둔 후 건조하기도 한다. 작물에 따라 장기간 침수처리로 생리적 장해가 

예상되면 1%의 소금물 첨가로 처리기간을 단축시킬 수 있다. 

건열처리(乾熱處理)는 종자내외에 부착된 병균과 바이러스를 없애기 위하여 처리하는 데, 60～80℃에서 1～7일간 처리한다. 주로 종피가 두꺼운 가지과, 박과, 배추과 채소 종자에 많이 쓰인다. 이때 종자의 함수량이 높으면 피해가 심하므로 함수량을 낮게 건조하면서 점진적으로 온도를 높여 처리한다. 

토마토 시들음병 75℃7일간(발아율이 약간 저하됨), 수박 탄저병 70℃ 2시간, 오이 세 균성 점무늬병 75～78℃ 1～5일간, 상추 세균성 점무늬병 70℃ 1～4일간(발아율이 저 하되지 않음), 토마토TMV 70℃ 1～2일간, 오이CGMMV 70℃ 2～6일간, 수박 CGMMV 70℃ 4～7일간, 상추LMV 80℃ 3일간

③ 화학적 방법

대부분의 종자에 화학적 처리를 하는데, 그 이유는 효과적이고 처리가 용이하기 때문 이다. 몇 가지 좋은 화학약품이 종자 처리용으로 쓰이고 있는데, 대체로 유기 살균제 보다 무기 살균제가 많이 쓰인다. 종류에는 분제, 액제 또는 유제 등이 있는데, 사용 량은 화학제의 종류, 처리작물 그리고 처리 후 저장기간, 적용방법에 따라 다르다.

액제 처리법은 종자를 식물체에서 분리시킨 후 농약에 담갔다가 건조 후에 저장하는 방법으로 처리와 건조에 시간과 장소가 요구된다. 그래서 최근의 액제처리에는 단지 도말법(塗抹法), slurry method 또는 급속 습적법(急速 濕積法;quick wet method)을 사용하는데, 특히 급속 습적의 경우 종자량의 1% 정도의 약제를 처리하여 건조할 필 요가 없기 때문이다. 도말법은 물 속에 든 유제농약이 종자를 완전히 두껍게 에워 싸 도록 하는 방법으로, 이 방법은 도말 기계를 사용해야한다. 이 기계는 모든 종자에 일 정량의 약제가 도말 되도록 정확하고 균일해야 한다. 급속 습적법은 주로 작은 화곡 류 종자 예컨데 수수, 목화, 벼 등에 이용되며 주로 휘발성 살균제가 사용된다. 

펠레팅(pelleting)은 화학제의 또 다른 이용법으로 토양 미생물을 방제하기 위하여 쓰 이고, 때때로는 쥐나 새 들에 의한 피해 경감을 위해서도 사용된다. 소나무나 향나무 종자는 이 방법을 사용한다.

④ 기타 방법

토마토의 세균성 궤양병은 과육이나 종자가 혼합된 부분을 추출하여 21.1℃에서 72시 간 발효시키면 효과적이다. 토마토의 모자이크병을 일으키는 바이러스병이나 셀러리 의 잎마름병은 종자를 2～3계절 저장하면 죽게된다.

그 밖의 생물학적 병해로서 종자의 종피에 길항 미생물을 붙여서 밭에 뿌림으로서 토 양전염 병균에 의한 피해를 경감시킬 수도 있다. 이들은 병의 피해경감 뿐만 아니라 식물의 생육도 왕성하게 하는데, 이는 길항 세균이 식물에 유일한 근권 미생물의 생 육을 억제하고, 지베렐린, 옥신같은 생육물질을 분비하며 공중질소 고정과 토양내 비 가급태로의 변환 등의 역할을 하기 때문이다.

3) 저장 중 종자처리 방법

종자를 소독한 후에 파종하기도 하지만, 때때로 채종 후 장기저장을 해야 하기도 한다. 종자를 저장할 때에는 병충해 피해를 줄이기 위하여 종자를 정선하고, 종자내 수분함량 을 적게 하기 위하여 잘 건조해야 하며, 저장고의 온도를 가능한 저온으로 해야한다. 그 러나 여러 가지 원인으로 저장 중에 병충이 발생하며 이를 방제하기 위해서는 몇 가지 약제처리를 하는데, 주로 훈증제가 사용된다. 훈증제는 고체, 액체 및 가스상태로 되어 있다. 훈증제는 가격이 싸고, 증발하기 쉬우며, 확산이 잘되고, 종자 활력에 영향을 미치 

지 않으면서 불연성이 좋다. 특히 인체에 위험성이 적어서 좋다.

◉ 주요 훈증제의 특성과 사용법 

1. 종자의 후숙(after repening): 생리적 성숙은 하였지만 형태적으로 미숙한 상태로 모주로 부터 종자가 떨어지거나 전혀 분화되지 않은 세포덩어리로 모주로 떨어진 경우 

1) 종자의 함수량

2) 온도 : 저온은 후숙을 방해하고 고온은 후숙을 촉진

3) 산소 : 산소가 많은 대기 중에서 촉진되고 산소가 없는 곳에서 억제된다.

2. 종자의 자발휴면(진정한 의미의 휴면)

1) 배의 미숙과 휴면 : 광선은 배의 성숙에 효과, 종자의 발달할 때의 환경조건은 미숙배 

2) 배 휴면

(1)원인 : 발아에 필요한 외적조건을 주어도 발아하지 않은경우(배 자체의 생리적 원인)

(2)자엽의 역할 : 사과는 자엽의 크기에 따라 휴면의 정도가 달라진다. 

(3)억제물질의 역할 : 자엽에 있는 억제물질은 배축의 성장을 조절 

3) 종피에 의한 휴면 : 경피종자는 유전하며, 환경요소에 의해서도 생긴다.

(1)물의 투과성 저해 : 두과식물의 종자는 불침투성 때문에 수년간 발아지연(아카시아)

(2)가스 투과성 저해 : 종피내부에 C0₂가 축적되어 휴면이 일어나기도 한다.

(3)종피에 억제물질의 존재 : 종자를 반복 세척하면 부분적으로 휴면을 경감 

(4)억제물질의 방출억제 : 발아억제물질은 종피의 내,외부에 존재

(5)광선을 여과하는 종피 : 670㎜적색광에 처리하면 종자휴면타파(상추, 자작나무등)

(6)기계적 저항 : 종피가 딱딱하여 배의 팽대를 기계적으로 억제

4) 배 휴면과 종피 휴면과의 관계 : 절재한배의 휴면은 3～4주간의 층적처리로 타파가능 

5) 기타 휴면이 일어나는 원인

(1)유전적 요인

①2배체 배는 자방의 수정에 의하여 만들어지고

②3배체인 배유는 1개의 부계유전자와 2개의 모계유전자를 가진다.

③2배체인 종피, 과피 및 외영과 내영은 모계의 유전적 조성들이다.

(2)환경적 요인 : 품질이다른 종자가 유전적으로 균일하지 못한 품종에 의해서 생성됨

(3)상관관계 : 개체식물의 종자를 만드는 화서나 화형에 따라 휴면성의 차이(다형현상) 

(4)호르몬 : 발아억제 물질과 촉진물질의 상호작용 

6) 내생적 발아억제물질 : 멀리 비산하는 종자는 발아를 억제하는 물질을 함유하고 있다.

3. 종자의 타발휴면

1) 수분

경실원인 (1)유전적 요인

(2)환경적 요인

2) 산소 : 물은 투과시켜도 산소는 투과시키지 못하는 종피가 있을수 있다(도꼬마리)

3) 기계적 저항 : 경실종자를 건조시키거나 30℃의 고온으로 처리하면 교질 물질이 변화 되고 종피의 기계적 저항력이 약화되어 발아하게 된다.

4. 종자의 제2차 휴면

1) 제2차 휴면의 원인 : 발아에 부적당한 환경: 고온, 저온, 습윤, 암흑, 광, 산소의 부족등

2) 후숙 : 생리적으로 성숙하였지만 형태적으로 미숙한 상태로 모주로부터 떨어진 경우

(1)종자의 수분함량 : 후숙후 수분함량이 많으면 종자활력은 쉽게 잃게된다.

(2)온도 : 후숙의 정도는 온도에 따라 달라진다(저온은 후숙을 방해, 고온은 촉진)

(3)산소 : 후숙은 산소가 많은 대기 중에서 촉진되고, 적은 곳에서 억제된다.

5. 종자의 휴면타파

1) 유전적 극복 : 재배귀리와 야생귀리

2) 등숙 환경조절 : 수확전 종자의 발달과 성숙기간중의 환경요인에 휴면에 영향을 준다.

3) 광과 휴면 : 광이 휴면타파(도꼬마리 종자 : 670㎜ 적색광)

4) 온도와 휴면 : 저온에서 휴면이 타파되고, 고온에서 발아가 원할해 진다.

(1)저온처리 : 5℃에 처리하면 휴면타파에 효과적이다.

(2)층적저장 : 배 휴면을 하는 종자는 층적저장하면 휴면이 타파된다.(0～6℃)

(3)고온에 의한 휴면타파 : 

5) 경실 종자의 휴면타파 : 자연조건과 유사한 조건으로 고온처리와 저온처리법 이 있다.

6) 생장 조절제에 의한 휴면타파

(1)GA : 발아촉진을 위해서 광과 온도를 대체(thiourea와 동일)

(2)cytokinin : 광선과 결합시 발아증진

7) 기타 화학제에 의한 휴면타파

(1)ethylene                    (2)auxin               (3)fusicoccin

(4)호흡억제제              (5)산화물(O2, H2O2)    (6)질소화합물(KNO3,thiourea)

(7)황 화합물               (8)기타

6. 종자의 수명에 관여하는 요인(종자퇴화 원인)

1) 내부요인, 종자의 물리, 생리적 요인

2) 상대습도와 온도 : 80%상대습도와 25～30℃의 온도에 저장하면 발아력이 조기저하

3) 저장고내의 가스

4) 종자내의 수분

(1)종자내의 수분형태 : 식물체 속의 물은 결합수, 흡착수, 유리수 등으로 구분

(2)수분의 평형 : 등온흡습곡선 (s자형 : 3단계)

(3)수분평형을 좌우하는 요인

①종자의 화학적 성분 : 단백질이나 전분이 많은 종자는 지방이 많은 종자보다 흡습 성 이 강하다.

②온도 : 종자의 수분평형곡선은  온도의 영향을 받는다. 

③이력현상 : 물을 흡수할 때와 방출시 볼 수 있는 물의 량의 차이를 말한다.

5) 온도 : 온도와 상대습도는 종자의 대사작용에 각각 다른 영향을 끼친다. 

6) 유전적 요인 : 대게 장명 종자는 종피가 단단하고 불 투과성이다. 

7) 미생물      8) 기계적 손상     9) 종자의 성숙도

7. 종자의 저장

1) 저장고 저장

(1)저장할 종자의 형태 : 저장력이 높고 저장하기 쉬운형태(저장후 곡물로서 가치)

(2)저장기간 : 경제적인 면을 고려 

(3)종자의 질적성분 : 저질의 종자는 양질의 종자보다 발아율이 현저히 저하됨

(4)종자무게의 변화

(5)대기조절의 가능성

2) 밀봉 저장 : 상온에서 저장하는 경우보다 수분함량을 2～3%적게 유지한다.

3) 습도조절과 용기저장 : 실리카겔 : 코발트염소를 처리하여 상대습도가 45% 이상이면 적색으로 변화된다(단점 : 반복하여 변색의 정도를 관찰 해야됨)

8. 종자의 퇴화증상

1) 효소활성의 저하

2) 호흡의 저하 : 미토콘드리아 내부에 있는 크리스티 막 구조가 분해되기 때문이다.

3) 종자 침출액의 증가 : 종자를 침지 시 종자 침출액이 많아지는 원리 

4) 유리 지방산의 증가 : 종자에 균이 침입하기 때문에 많아진다(종자수분함량 12%이상)

5) 변색 : 대부분의 종자가 퇴화되면 종피의 색이 갈색으로 변한다.

6) 기타 증상 : 유묘 출현율의 지연, 유묘의 생장이나 발아지연, 불량환경의 내성 약화, 수량감소 

9. tetrazolium 종자세 검사(quick test)

1) 원리 : 효소중 탈수소효소의 활성을 측정하여 호흡율 내지는 발아능을 측정한다. 

2) 방법 : 함수상태로 발아온도에 (16～18시간)→0.1～1.0%TZ용액에 35℃항온기에 착색 

3) 평가 : 살아있는 조직은 붉게 착색됨으로 정상종자와 비정상 종자를 구분

4) 장, 단점 : 발아능을 조기검사, 휴면과 관계없이 모두검사 가능. 방법이 어렵고, 결과해 석에 경험을 요한다. 

10. 종자퇴화의 원인

1) 저장양분의 고갈

2) 분열세포 조직의 기아 : 호흡은 저장양분의 이용에 관여하는 조직들을 고갈시킴 

3) 유해물질의 축적 : 수분함량이 적은상태에서 호흡과 효소의 활성이 저하는 발아력감소

4) 발아유도 기구의 분해

5) 리보솜 분리의 저해 : 묵은 종자에서는 리보솜이 분리되지 않아 단백질이 합성 않됨 

6) 효소의 분해와 불활성 : 

7) 지질의 자동산화 : 방사선의 이온화에 생긴 자유래디칼의 유해한 부작용이 축적

8) 가수분해효소의 형성과 활성화

9) 균의 침입

10)기능상의 구조변화 : 퇴화의 원인이라 하기보다는 결과라고 할수 있다. 

11)유전적 퇴화

11. 종자산업법에서 신품종의 보호요건

1) 신규성 : 우리나라 1년, 외국에서는 4년, 과수 및 임목의 경우는 6년

2) 구별성 : 한가지 이상의 중요한 특성이 명확히 구별되는 것

3) 균일성 : 품종의 본질적인 특성이 충분히 균일한 경우를 말한다.

4) 안정성 : 본질적인 특성이 반복적으로 증식된 후에도 그 특성이 변하지 않는경우

5) 1개의 고유한 품종명칭 : 

14. 채종지의 조건

1) 기상조건

(1)기온 : 주야간의 일교차도 종자의 등숙에 영향을 미친다.

(2)강우 : 개화기의 월 강우량이 150㎜ 이하 되는 곳이 양파의 채종지로 적합

(3)일장 : 시금치의 개화를 위한 일장은 16시간 이상(고위도 지방)

(4)토양 : 일반적으로 작물의 생육을 촉진 시킬 수 있는 조건(중토, 배수양호, 보수력) 

2) 경제적 조건

3) 종장의 영향

(1)토양 및 비료조건

(2)온도 및 일장등의 후작용 : 등숙기의 온도가 종자의 vernazation과 관계함(차대영향)

(3)자연교잡에 의한 품종의 퇴화 : 타가수정작물은 이품종과 자연교잡(이형주 제거) 

(4)선발의 결함에 의한 품종의 퇴화

16. 격리법(화분오염방지를 위한)

1) 차단 격리법(피대, 망상, 망실 ＃300이상인 한냉사이용)

2) 화판 제거법(토마토, 오이, 가지 등)

3) 웅화, 웅예 제거법

4) 거리 격리법

5) 시간 격리법 : 개화기를 차이나게 하면 교잡의 위험은 없다. 

17. 교배를 위한 양친계통 개화기 조절법

1) 상적 발육상

(1)종자 춘화형 식물 : 배추, 무, 순무등은 식물체가 어릴 때부터 저온에 감응함으로 

(2)녹식물 춘화형 식물 : 식물체가 어느정도 커진뒤에 저온에 감응(양배추, 양파)

(3)무춘화형 식물 : 

2) 파종기에 의한 조절 : 상추와 같은 적산온도에 의함으로서 파종기에 의한조절이 가능

3) 적심 : 상추나 십자화과 같은 무한화서는 적심에 의한 조절이 가능 

4) 생장 조절제 이용 : GA는 개화촉진, MH는 개화지연, B- 9은 추대억제

5) 성표현 조절 : 식물생장조절제 처리와 저온, 단일처리 등이 이용된다.

6) 비배법 : 질소는 개화를 지연시킨다. 

7) 온실법 : 개화가 주로 온도에 의하여 조절되는 것을 이용

8) 재식지법              9) 접목 응용 : 접목을하면 C/N율의 변화로 개화촉진

19. 종자 발아의 환경조건

1) 수분 : 수분에 대한 팽윤정도는 단백질이 가장크고, 전분, 샐로로우스가 가장 적다.

2) 온도(발아적온) : 발아시 발아율이 가장높은 온도를 최적온도

3) 산소

4) 광선

(1)광 발아종자 : 담배, 상추, 우엉 등(빛이 발아를 촉진)

(2)암 발아종자 : 파, 양파, 수박, 오이 등(빛에서는 발아가 억제 : 복토)

(3)광 불 감응종자 : 화곡류의 대다수 종자 :  광발아 촉진효과는 건조한 상태에서는 나 타나지 않고, 반드시 수분을 충분히 흡수하여야 나타난다.

20. 종자의 발아과정

1) 수분의 흡수 : 종자의 발아는 수분흡수에서부터 시작된다(수분흡수의 3단계) 

2) 산소(기체)의 교환과 호흡작용 : 건조한 종자는 종자내외부로 기체의 이동이 극히적다.

3) 저장물질의 분해와 이전

4) 배의 성장 : 흡수에 따른 세포의 크기의 증대와 잇달아 일어나는 세포분열과 신장 

5) 유묘의 출현 : 지상발아형과 지하발아형이 있다.

23. 채종재배시 유의 사항

1) 증식 포장의 결정 : 이품종, 이종의 혼입이 예상되는 것을 제외

2) 파종기와 파종량 : 작물생육의 영향을 끼치는 기상요인을 잘 이용하여 파종기를 조정 

3) 수분과 격리재배 : 개화기를 조절하여 화분의 혼입을 시간적으로 방지

4) 시비와 관수 : 발육중 영양생장기에는 3요소의 적절한 시비가 요구된다.

5) 병과 해충 : 병해충의 발생은 기후조건과 토양속 병균과 해충의 존재유무를 확인

6) 이형주의 제거 : 잡초, 이종 및 동종의 다른품종, 품종내 유전적 변이체를 이형주 

24. 종자소독의 방법 및 기구

1) 약제소독 : 유기약제와 무기약제

(1)액제 : 물에 녹여 사용하는 것으로 종자를 30～1시간 침지(처리후 건조시키는 단점)

(2)분의 : 작업장에 집진, 환기장치 필요

(3)도말 :1%의 물에 현탁액으로 완전히 두껍게 바르는 것(특수기계 사용) 

(4)환약 : 소나무나 침엽수의 그을음병 방제

2) 열소독 : 냉수온탕 침법, 자외선, 적외선, X선의 조사

(1)습열 : 온도조절, 살균온도와 위험온도와의 폭이좁고, 시설이필요, 소량의 종자만

(2)건열 : 종자내 바이러스 불활성화 : 온도는60～80℃→처리후 수분공급(2%→5～8%)

3) 생물적 방제

4) 기타 종자소독법 :발효법 종자와 과육을 21℃정도의 온도에서 72시간발효(토마토,오이)

훈증법(메틸브로마이드): 300㎥의 면적에 562.5g의 농도로 12～15시간 처리 

♣ 종자소독 약제의 구비조건

26. 종자세 검사방법

1) 저온검사 : 종자의 발아에 부적당한 온도주어 검정, 가장 오래된 방법(옥수수, 콩) 

2) 노화촉진검사 : 고온 다습한 조건(41℃, 상대습도100%에서 3～4일간 처리)

3) 전기전도율 검사 : 침종하면 세포막의 구조가 나쁜 종자일 경우 침출액을 측정

4) 저온발아 검사 : 온도만 발아적온보다 낮게(18℃유지)하면서 저온검사와 동일 

5) 유묘 생장검사

6) 유묘 판별검사 :정상묘를 양묘와 불량묘로 구분(양묘, 불량묘구분한계 불명확)

7) TZ검사 : 종자의 품질분석에 가장 효과적인 방법(표준화에 문제) 

8) 발아속도 검사

9) 와사 검사(brick test) : 일명 Hiltner검사

10)삼투압 검사

11)호흡검사

12)ATP 검사 : 종자의 발아과정중 생리적 대사, 생합성등에 변화를 확인

13)GADA 검사 : 보리종자에서 GADA가 높으면 포장 출현율이 높다.

14)glucose 검사 : glucose가 재침출되지 않을수록 종자세가 높은 것으로 평가된다.

27. 종자 점염병의 검정방법

1) 배양법

(1)한천배지 검정 : 종자 전염병균을 확인하는데, 이용되는 가장 간단하고 보편적 방법 

(2)흡수지 배양검정

①흡지법

②냉동 흡지법

2) 무 배양 검정법 

(1)수세검정 : 깜부기병의 오염도를 측정하는데 주로 이용

(2)유묘병징 조사 : 자연조건과 상당히 가까운 방법

(3)생육검사 : 바이러스, 세균검사에 가장 안전한 방법

(4)독성검사

(5)생물학적 검정 : 실험실 밖에서 키워서 검정, 실험실내에서 직접 종자를 검정 3) 박테리오파지에 의한 검정

4) 혈청학적 검정 : 세균과 바이러스를 확인하는데 흔히 이용됨

5) 직접검사

(1)식물 주사법 

(2)지표식물 접종법

(3)종자전염성 선충의 조사 : 밀에서 충맥각, 목초균핵, 깜부기덩어리 등을 검사하여 종 자 전염성 선충을 확인(일부 병에만 적용되는 단점)

28. 작물의 영양번식 방법

1) 분주 : 모주에서 발생하는 흡지를 뿌리가 달린체로 분리하여 번식

2) 삽목

(1)엽삽 : 베고니아, 페라고늄, 아프리칸바이올렛, 산세비에리아 등

(2)근삽 : 자두, 앵두, 땅두릅, 사과, 감, 오동나무 등

(3)지삽 : 포도, 무화과 등

3) 취목

(1)성토법 : 뽕나무, 사과, 환엽해당, 양앵두, 자두 등에서 실시

(2)휘묻이법(언지법) : 모양에 따라 보통법, 선취법, 파상휘묻이법, 당취목 등 

(3)고취법(양취법) : 고무나무와 같은 관상수목에서 실시

4) 접목 : 결과촉진, 수세조절, 풍토적응성 증대, 병충해 저항성, 결과향상, 수세회복 등

5) 조직배양(tussue culture)

29. 육묘의 목적

1) 직파가 불리한 경우 : 딸기, 고구마, 과수류 등

2) 증수 : 과채류, 벼, 콩, 맥류 등 

3) 조기수확 : 과채류 등에서 육묘 이식하면 수확기가 빠르면서 길어진다.

4) 토지 이용도 증대 : 

5) 재해방지 : 집약적인 관리로 병해충, 한해, 냉해 등 재해방지가 유리

6) 용수절약 : 벼에서 못자리기간 본답 용수 절약 가능

7) 노력절감 : 중경제초 등 노력절감

8) 추대방지 : 상적발육상의 조절로 추대방지

9) 종자의 절약 : 직파보다 훨씬 종자량이 적게든다.

30. 식물의 개화기 조절

1) 일장(day- length) : 1일 24시간중 명, 암의 비율

2) vernalization : 작물의 개화를 유도 또는 촉진하기 위하여 일정한 온도처리 

3) 감온상 : 작물이 고온에서 생육하면 출수, 개화가 빨라진다.

4) C/N율 : 고구마순을 나팔꽃에 접목하면 개화, 결실이 조장된다.

31. 작물의 불임성

1) 불임성과 그 원인 : 종자를 얻을수 없는경우(영양생장은 가능, 생식생장이 불가능)

2) 웅성불임성 : 일종의 웅성의 성적결함이 있는경우를 말한다.

3) 불화합성 : 생식기관 암, 수 모두 완전하며 특정조합간 수정이 불가능한 경우

(1)자가 불화합성 : 자가수정을 회피하는 진화의 수단, 

(2)이형예 불화합성

(3)타가 불화합성 : 계통간의 불화합성을 말하며, 이것은 교잡불임성과는 다르다. 

4) 단위생식(apomixis) : 민들레와 같은 정상적인 유성생식을 하지않고 오로지 단위생식만

하는 것은 수분을 필요로 하지 않는다. 모체의 꽃이 형성되는 부분에 주아발생(마늘등)

32. 종자의 발아촉진 물질

1) gibberellin : thiourea와 종자발아 촉진시키는 광과 온도의 대체 가능

2) cyctokin : 전사촉매작용,운반촉매작용,막 투과성조절작용(광을요구하는 종자휴면타파) 

3) ethylene : 과실의 성숙, 눈의 휴면, 잎의 이층형성, 종자발아 촉진 등

4) 과산화 수소 : 유묘의 세력증진, 살균제 역활

5) auxin(IAA) : 높은 농도는 발아억제, 낮은 농도에서 발아촉진 

6) 질산칼륨(KNO₃) : 발아시험에 흔이 이용, 상추종자 발아억제

7) thiourea : 광과 온도의 대체, 층적시 자연적으로 생성되는 성장촉진물질과 동일한효과

8) 기타 

33. 종자의 품종검사

1) 종자의 특성조사 : 종피의 색, 합점의 모양, 영의 특성, 까락의 장단, 모용의 유무 등

2) 유묘의 특성조사 : 잎의 색깔, 엽맥의 형태, 절간의 길이, 모용, 잎의 모양, 엽신의 무게

3) 전 생육검사 : 개화기(꽃의 색깔), 결실종자의 특성(모용, 엽고)

4) 자외선 검사 : 자외선 하에서 형광을 내는 물질을 가진 종자 및 유묘를 검사

5) 화학적 검사 : 화학물질을 처리했을 때 착색정도 및 부위 등에 따라

6) 염색체수의 조사 : 뿌리 끝 염색체수를 조사하여 2배체, 4배체를 확인

7) 전기 영동검사 : 한천과 같은 배지 위에서 전기장을 만들어 종자의 단백질 8) 크래마토 그래피 검사                               극성에 따라 이동하게 된다.

9) 기타 세포학적 검사

10) 내병성 품종

35. 발아시험을 거치지 않은 종자 발아력의 검정

1) 세포의 반투성에 의한 검정

(1)침출액의 성상에 의한 방법

(2)배의 염색에 의한 방법

2) 효소의 활력에 의한 검정법 : 3시간 침지후 indigo carmine0.05%액에 4시간 침지

3) 조직의 환원력에 의한 검정법 : 1일간 32℃온탕에 침지→죽은종자catalase의 감소

⑴dinitrobenzol에 의한 방법

⑵nitrum tellurate에 의한 방법

⑵tetrazolium에 의한 방법

4) 배의 발아에 의한 방법 : 배를 꺼내어 발아상에 두면 휴면종자라도 서서히 생장 

36.삽목이론

1) 해부적으로 본 발근기구

⑴줄기삽목

①근기의 형성          ②기성원근기             ③캘러스(유상조직)

(2)엽삽

①제1기 분열조직을 가진 엽삽수

②제2기 분열조직을 가진 엽삽수

(3)근삽

2) 생리적으로 본 삽수의 발근 기구

(1)auxin  (2)cytokinin  (3)gibberellin  (4)그 밖의 식물체내의 생성물질

3) 조직과 삽수 발근과의 관계

4) 극성

5) 삽수의 발근에 관여하는 인자

(1)삽수재료의 선택

①식물의 생리적 조건

②황화처리

③유성인자

④삽수용 지조의 선택

⑤바이러스의 유무

⑥삽수채취의 시기

(2)삽수의 처리

①눈과 잎의 효과

②가상

③생장조절 및 그 밖의 물질

(3)발근과 환경인자

①수분관계

②분무번식

③온도

④광선

⑤삽목상의 조건

37. 접목의 이점

1) 클론의 보존 : 다른 무성번식의 방법으로는 증식이 잘될 수 없는 경우(아몬드,호도)

2) 대목(접목)의 효과 : 대목의 선택여하에 따라 성상이 다른 것을 얻을수 있다.

3) 고접에 의한 품종갱신 : 과목의 일부 또는 전체가 원하지 않은 품종일 때 

4) 결실촉진 : 오래된 고목에 접을하면 대목의 근계가 충분한 상태이므로 크게촉진 

5) 특수한 식물형 : 이상한 식물형을 만든다(목본성 장미, 가지가 처지는 벗나무 등) 

6) 상면의 보철 : 수피가 상처를 입은 경우( 교접 : bridge- grafting으로 보철)

7) 바이러스의 연구(indering) : 접을 통하여 바이러스 유무를 검정하는 수단 

38. 접목 유합에 미치는 인자

1) 불화합성

2) 식물의 종류 : 식물의 종류에 따라 가장 알맞는 접목법이 거의 정해져 있다.

3) 접목을 전후한 온도, 습도 및 산소조건 : 온도는 5～32℃사이에서는 온도의 상승과 캘 러스의 생성량은 비례한다, 습도는 높은 습도유지(수분을 충분히 가져 팽대해 있는 세 포가 캘러스를 더빨리 만든다. 산소는 캘러스 형성에 다량 필요하다. 

4) 대목의 생활력 : 접목시 대목의 생리상태가 접목율에 크게 영향을 준다.

5) 접목기술 : 접수와 대목의 형성층이 맞지 않으면 접목기술로 옳지 못하다. 

6) 바이러스의 감염 및 병충해 : 접목용 테이프에 염화수은을 침투시켜 사용(효과가 큼)

7) 호르몬제 등의 사용 

39. 접목이 가능한 범위

1) 클론내의 접목 : 접수가 얻어진 대목에 그 접수를 접할 때 

2) 클론간의 접목 : 더글어스피어의 클론은 더글러스 피어의 대목에 접할 때 문제

3) 종간 접목 : 속이 같고 종이 다른 식물체간의 접목

4) 속간 접목 : 탱자나무는 귤속의 대목으로 접목묘의 왜성화를 

5) 과간 접목 : 화이트 클로버(두과)가 해바라기(국화과)에 접이 된다.

※ 식물의 분류기준이 되는 생식기관과 형태에 있지만 접목의 성과는 그 보다도 식물의 영양기관의 생리에 더 관계된다. 

40. 접목 불화합성

1) 불화합성의 형 : Mosse는 과목류를 접목불화합성을 2가지로 구분

①이전 성 불화합성 : 중간대목을 사용하더라도 불화합성을 극복할 수 없는 경우

②접촉성 불화합성 : 접수와 대목이 직접 접촉함으로서 나타나는 불화합성(중간대목) 

2) 불화합성의 증상

3) 지발적 불화합성 : 일정기간 동안 정상적인 생장을 하다가, 후에 문제(호도 검은줄) 

4) 접목 불화합성의 원인 : 유전적 차이, 생장특성 차이, 생리적 및 화학적차이, 유독물질

5) 불화합성 접목조합의 예지            생성, 바이러스 감염, 리그린 생성 억제

6) 불화합성의 교정

41. 대목이 접수에 주는 영향

1) 수형과 성장에 주는 영향 : 접수의 종류, 토양조건 등 환경인자.

2) 화아형성, 조기결실 및 수량 : 환상박피와 비슷한 효과를 가져와서 결실(왜성일수록)

3) 열매의 크기, 품질, 숙기에 주는 효과 : 토마토/담배(토마토 열매에 니코틴 함유)

4) 대목이 접수품종에 주는 그 밖의 효과 : 대목의 종류에 따라 접수의 생리도 변화 

(1)내한성 : 밀감을 탱자에 접을하면 내한성 강, 숙기가 빠른 대목에 접하면 숙기촉진 

(2)내병성 : 담배/토마토의 경우 대목의 종류에 따라 담배종자의 발아기간 차이가 남.

42. 과수류의 기접법(과채류의 호접)

1) 첨접식 기접법 : 대목과 접수와의 크기가 비슷한 경우

2) 설접식 기접법 : 바이러스 감염조사를 위한(딸기류), 제1차삭면에 길이2.5～3.5㎝

3) 삽입식 기접법 : 대목의 수피가 접수보다 두꺼울 때 

44. 화아분화에 영향을 끼치는 요인

1) C/N율 : 질소화합물은 탄수 화합물의 축적을 지원할 만큼의 량만있으면 된다. 

2) 식물 생장 조절 물질 : 단일성식물에서는 auxin을 보급하는 것은 화성을 억제

3) 온도 : 생식상의 전환의 외적조건으로는 저온의 영향을 들 수 있다.

4) 일장 : 외적 조건의 제2조건으로 광주성을 들 수 있다.

45. 인공 수분시 문제점

1) 재배관리면 : 채종재배는 청과재배보다 수확기의 기후가 큰 영향을 미침(오이등 )

2) 수분시의 기후 : 개화기가 우기에 들지 않도록 채종기를 조절한다.

3) 수분시각 : 박과 채소는 수분시각에 따라 착과율의 차이(과당 종자수의 차이 등) 

4) 뇌수분과 노화수분 : 뇌수분은 가지는 실용성이 있고, 호박,토마도약간, 오이는없다.

49. 잡종강세

1) 잡종강세의 표현 : 키가 크고, 개화와 성숙촉진, 불량환경에 저항성 증진

2) 잡종강세의 기구

(1)우성 유전자 연관설 : 대립관계가 없는 우성 유전자가 F1에모여 그들 상호작용

(2)유전자 작용의 상승효과 : power(1941)토마토 자식계통간 교잡실험결과 수량이多

(3)이형 접합성 설 : shull(1914)대립유전자가 동형이 아니고 이형일 때 발육이 촉진

(4)복 대립 유전자 설 : 우열관계가 인정되지 않고, 누적적 효과를 나타내는 유전자

(5)초 우성 설 : hull(1946)Aa가aa와AA의 범위를 넘는 변이를 나타내는 경우

(6)세포질의 효과 : Kappert(1948)는 잡종강세에 대하여 세포질의 효과를 주장

50. 신품종의 특성유지

1) 품종의 퇴화 : 유전적인 퇴화, 생리적 퇴화, 병리적인 퇴화로 구분

(1)돌연변이에 의한 퇴화 : 자식성 작물에 생기는 돌연변이는 일반적으로 열성화 

(2)자연교잡 : 산간, 도서벽지와 같은 격리된 장소에서 채종으로 막을 수 있다.

(3)근교약세 : 타식성 작물에서 근친번식을 계속하면 품종능력이 저하

(4)미동유전자 분리 : 수량등에 관여하는 미동유전자는 교잡후 상당기간 지속곤란

(5)역 도태 : 채종조건 여하에 따라 개체군 사이에 도태가 이루어져 특정한 방향으로 

(6)기회적 변동 :타식성 채종시 개체수가 적은경우 기회적 변동에 의한 특정한유전자형 (7)기계적 영향 : 파종, 이앙, 수확, 탈곡, 조제 등

(8)생리적 영향 : 생육기나 결실기 환경조건에 의하여 종자의 생리적 소질이 달라진다.

(9)병해의 발생 : 감자를 비롯한 영양번식작물의 경우 바이러스에 의한 퇴화

2) 퇴화방지와 종자갱신 :갱신연한은 짧을수록 좋지만 일반적으로 3년1기

3) 특성유지 방법

(1)영양번식에 의한 보존 재배 : 벼의 주보존(주보존의 경우도 돌연변이, 바이러스등)

(2)격리재배 : 차단격리(봉지씌우기), 거리(산간,벽지), 시간(불시재배), 춘화처리 등 

(3)원원종 재배 : 

(4)보통재배 채종법 : 농가에서 자가채종(발수),간단하나 완전한 특성 유지곤란

(5)종자 저장에 의한 특성유지 : 온,습도를 적당히 조절(종자의 발아력을 장기간 보존)

51. 조합능력 검정법(F1이 잡종강세를 일으킬수 있는 능력)

1) 검정방법

(1)단 교잡 검정법 : 특정 조합능력의 검정에 이용

(2)톱 교잡 검정법 : 일반조합 능력검정에 이용

(3)다 교잡 검정법 : 영양번식성 작물의 일반조합 능력을 검정하는데는 다교잡검정법 

2) 검정시기

52. 잡종강세 육종법

1) 조합능력 검정 육종법

(1)1대 잡종품종 육종법 : 자식성작물은 대부분 순계이므로 품종간 교잡을 하여F1량산 

(2)1대 잡종계통 육종법 : 

①단 교잡 : 배추나 가공용 옥수수같이 품질의 균일성을 중요시하는 것에 적용 

②복 교잡 : 사료작물과 같이 수량만 많으면 되는 작물에 적용 

③3계 교잡 : 육종면에서 단교잡과 복교잡의 중간정도(단교잡을 모본, 복교잡을 부본)

④다계 교배 : 복교잡보다 생산력이 낮지만 채종작업은 용이

⑤합성품종 : 생산력은 다소 떨어지지만 노력과 경비절약

(3)톱 교잡 육종법 : 조합검정에서 우량한 성적을 나타내는 잡종을 실제재배에 이용

2) 조합능력 개량 육종법 : 조합능력이 높은 양친을 선발하여 F1을 만드는 것이 중요

①누적 선발법 : 선발과 교잡을 반복하면서 조합능력을 누적해 가는 방법

②순환 선발법 : 단기간에 순환적으로 계통의 조합능력을 높이는 방법으로 3년1기

③상호 순환 선발법 : 

④집중 개량법 : 유용유전자를 여교잡으로 생활력이 강한 자식계를 만드는 방법

3) 영양 번식성 작물의 잡종 육종법

53. 시판용 주요채소의 채종법

1)배추

2)이식채종

3)흥농종묘

55. 약 배양 육종법

1) 약을 채취할 식물의 양성 : F1식물을 육성하여 약을채취, 크고 강건한 개체 

2) 식물의 전처리 : 이삭이나 꽃봉우리를 저온처리(독말풀3℃, 벼10℃ : 캘러스형성촉진)

3) 식물의 유전자형에 따른 차이 : 유전자형에 따라차이(Japonic형이 Indica형보다 잘됨)

4) 꽃가루 세포의 발육단계 : 4분자기로부터 제1유사분열직후까지가 배양이 적당 

5) 배지의 선정 : MS, NN, M, N6배지 감자추출액 등

6) 소독과 배양조건 : 소독은 염화석회 5%액이나 아염소산소다 1～5%액에 10분간 살균후 증류수로 소독

※ 약배양의 문제점 : 유전자 조환의 가능성이 적고, 약배양 가능식물체가 제한되며, 반 수체를 작출하는 효율이 낮다.

59. 종자의 가공

1) 풍선(windowing) : 협잡물, 쭉정이 등을 키, 풍구 등을 이용하여 분리하며 손이나 기계 

2) 사전정선(pro- cleaning, scalping) : 회전하는 체를 이용 1차 정선

3) 기본정선(basic, cleaning) : 주된 정선작업을 기본정선이라고 한다.

4) 선별(등급 나누기, separating) : 기계적 순도를 개선시키는 마지막 가공단계(앞단계에 서 제거하지 못한 종자이외의 물질을 제거하기 위하여 행해지는 단계→분류와 선별을 거쳐 건조단계에 들어간다.

60. 종자 발아증진을 위한 처리 : 파종의 기계화, 가정원예 등에서 파종의 편리화를 기함

1) 종자 보호제 처리 : 처리를 통하여 병, 충, 바이러스 등의 감염을 방제하고 기계화 

(1)화학제 처리 : 유묘의 출현 전까지 각종 병의 침입을 막아줌 

(2)미생물 처리 : 발아중 병의 감염방지와 발아력 증진시킬 목적으로 처리

(3)열처리 : 자외선, 증기, 건열처리 등을 통해서(채소종자의 건열처리) 

(4)종자의 코팅 : 모양을 다양하게, 기계파종(팰레트, 피막, 장환, 종자테이프, 종자매트) 

2) 발아촉진 : 종자에 발아촉진을 위한 처리에는 priming이 많이이용, PEG를 많이 이용 

3) 인공종자 : 건조에 약하고, 전환율이 낮으며, 장기저장이 곤란(국내 인공씨 감자) 

61. 종자처리(종자의 가공)

1) 종자 프라이밍 : 발아촉진방법으로 흔히 삼투priming이 많이 쓰임(PEG:세척이단점) 

2) 고형물질 처리 : 흡습성이 강한 고형물질을 이용(질석, 진흙, 에어로졸 등)

3) 화학약품 처리(바이러스 불활성) : 제3인산소다(NaPO4)10%용액 30～60분침지 

4) 건열처리 : 단계적으로 온도상승과 충분한 건조

5) 기타 처리 : 온수(50～60℃)에15～30분침지, 고전적 냉수온탕침법, 마이크로 오븐을 이 용한 멸균, 자외선 멸균처리 등

63. 조직배양의 육종적 이용

1) 원연 교배와 조직 배양 : 생식격리 장벽의 회피

(1)시험관내 수정(담배, 패츄니아) : 배주를 노출시킬 때 태좌가 붙어 있는것이 유리 (2)배 배양(백감 ; 양배추×배추) : 배를 배양하여 종간잡종을 육성

(3)배주배양(담배) : 배주를 수분5일째 떼어내어 배양병에 치상 27℃항온유지(20후발아)

(4)자방배양(토마토, 오이) : 토마토 개화2일째, 오이교배4일후, 자방을 배양

2) 경정조직 배양의 이용 : 생장점을 조직 배양하면 바이러스 무 병주 획득

3) 인공종자 : 

4) 유용물질 생산 : 특정한 조직이나 세포를 배양하면 그 식물이 생산하는 물질을 생산 

5) 조직배양과 세포선발 : 변이세포를 선발, 재분화 시키면 포장선발없이 우량유전자획득 

64. 종자의 형성

1) 화아 유도 : 생식을 위해 시원체를 만들기 위한 하나의 생태적 변화

(1)온도       (2)일장       (3)화학물질       (4)식물영향 상태(C/N율)

2) 화아 분화개시 : 외적자극에 의한 형태적, 물리적 표시로서 분열조직내에서 화아분화 

3) 생식세포의 형성과 발달

(1)대포자의 형성과 발달 : 피자식물의 종자는 시원체라 불리는 자방벽의 분열조직에서

①주심  ②주피  ③주공  ④에피스테이스  ⑤배주의 발달

(2)소포자의 형성 및 화분의 발달

4) 수정 : 자, 웅성 배우자의 완전히 성숙했을 경우에 가능

5) 무 수정생식 : 영양번식(구근, 근경, 구경, 분얼)과 apomixis로 구분

66. 작물의 내한성

1) 구조적 내한성

(1)식물표면에서의 수분손실에 대한 저항성

①기공의 폐쇄 : 한낮에 일시적으로 증산작용을 정지(이른아침 기공을 열어 광합성)

②각피증산 : 기공이 닫혀있을 때 증산작용의 대소는 각피증산에 좌우한다.

③엽 면적의 감소 : 식물에 따라 한발시 잎이말리는 경우, 낙엽등의 내한성의 증가 

④증산작용과 광합성 : 다육식물은 야간에 기공을 열고 CO2의 동화를 유기산으로

(2) 식물체외부로부터의 수분흡수의 증대

①근계의 발달 : 건생식물은 지상부 보다 지하부의 발달이 현저함. 

②흡수된 물의 이동촉진 : 건생식물은 도관이나 엽맥망이 발달

③수분대사 : 내한성이 높은 식물은 적당한 수분이 공급되면 증산이 현저하다.

2) 원형질적인 내한성 : 식물체가 어느 정도 체내적 건조에 견디는가를 나타내는 것 

3) 건조 사의기구 : 세포로부터의 탈수 때문에 원형질이 파괴되어 고사하게 되는 것 

4) 물질대사와 내한성 : 치사적 내한성과 생활성 내한성(stocker 1956)

(1)생화학적 변화 : 체내수분이 저하하면 특이한 생화학적 변화유발 

(2)수분대사 : 식물조직이나 세포의 수분저장능력이나 보유능력은 한발시 수분평형을 유리하게 하는 것이므로 식물체의 내한성과 관계를 가진다. 

67. 작물의 습해

1) 습해의 기구 : 토양중 수분의 과다는 수분자체보다는 토양속에 있는 산소의 부족

2) 내습성 : 식물의 종류에 따라 현저한 차이가 있다. 

(1)통기계의 발달 : 직열한 사열(직열은 통기계발달 양호)

(2)세포벽의 목화 정도

(3)발근력의 강약 : 맥류의 봄철 습해가 겨울철 습해보다 큰 원인(봄이되면 노화→발근 력이 약해진다)

68. 작물의 춘화처리

1)춘화처리의 기구 : 저온의 자극을 받는 것은 잎이 아니라 생장점 조직이다. 

2)춘화처리에 미치는 조건

(1)수분, 온도 및 기간 : 적당한 수분조건에 0～10℃에서 5～60일간 소요

(2)산소 : 공기중의 산소의1/500정도(호흡의 저하될 정도의 량이면 춘화처리도 저하) 

(3)화학약제 : K함유한 배양액중에 처리하면 효과가 크다.

(4)춘파성의 정도 : 효과는 같은 작물이라 하더라도 품종에 따라서 다르다.

(5)기타 : 광(맥류), 탄수화물의 량도 +의 상관관계(종자의 배에 함유된 탄수화물)

3) 춘화처리의 이용

(1)생산물의 조기출하 : 딸기

(2)수량증가 : 과채류

(3)생육촉진 : 무에 적용하면 1년 채종이 가능

(4)교배용 품종에 대한이용 : 육종에 이용(춘파용×추파용)

(5)추대성 : 사탕무와 같은 추대가 어려운 작물 육종할때

(6)재배지역 확장 : 작물의 생육기간의 단축으로 재배지역의 확장

70. 생장억제물질

1) B- Nine : 작물의 신장을 억제하는 작용을 한다.

2) phoshon- D : 국화, 포인센티아 등에서 줄기의 길이를 단축

3) CCC : 많은 식물에서 정간신장을 억제(옥수수, 국화, 시클라멘, 토마토개화 촉진)

4) Amo- 1618 : 국화, 포인센티아, 해바라기, 강남콩 등에서 신장을 작게

5) 파클로 부트라졸 : 화곡류의 절간신장 억제(도복방지제)

6) MH : 생장저해제로서 담배 측아 발생을 억제(감자, 양파 맹아억제제)

7) Morphactins : 생장저해제로서 굴광성, 굴지성파괴, 정아우세 파괴하고 다지화

8) 기타 : CGR- 811, 고- 531, SADH등이 있다.

71. 작물의 내병, 내충성 검정

1) 내병성 검정

(1)생리적 저항성 : 환경에 의하여 좌우되는 저항성

(2)유전적 저항성 : 진정저항성과 포장저항성으로 구분

2) 내충성 검정

(1)생리적 : 해충의 산란, 먹이 등에 대한 비 선호성, 해충의 번식 및 생존에 영향 

(2)피해의 내성 : 해충피해에 대한 내성

72. 식물의 조직배양

1) 급속 대량증식 : 식물체의 조직절편을 기내 배양하면 균일한 개체를 대량증식

2) 무 병주 생산 : 캘러스의 계대배양을 통하여 무병주 생산

3) 반수체의 기내생산 : 타식성, 잡종개체라도 반수체를유기→염색체 배가 (순계획득)

4) 시험관내 수분 : 종, 속이다른 식물간 교잡시 불친화성 극복(배, 배주, 자방배양)

5) 세포융합, 원형질 융합 : 세포융합은 교잡이 불가능한 원연식물간에 잡종생산(pomato)

6) 변이의 작성및 기내생산 : 기내에 X선, γ선, 화학물질과 같은 돌연변이 유발원처리

7) 인공종자 : 유전조성이 이형접합일지라도 고정시킬 필요 없이 증식, 보급가능

8) 유전자원의 보존 : 식물조직 생장억제 보존하거나 식물세포 또는 초저온 동결보존 

♠ 조직배양의 문제점 ; 지나친 계대배양을 많이 하면 변이가 발생으로 목적하는 식물체 가 발현하지 않는다.

74. 형질전환 : 품종개량에 직접활용하고 있는 것은 유용유전자를 대상작물에 도입하는기술 

1) Agrobacterium 이용법 : 제초제 저항성 콩, 바이러스 저항성 호박, 해충저항성 감자 등

2) 바이러스 이용 : CaMV, TMV등의 식물바이러스가 유전자 운반체

3) 유전자 총 이용 : agrobacterium을 이용할수 없는 외떡잎식물에도 적용가능

4) 직접 주입법 : 현미경에 부착된 미세주입기에 목적하는DNA용액을 주입하는 방법 

5) 전기충격법과 PEG 이용법 : 고농도 PEG용액에서 식물세포막이 변성되어 외부물질을 흡수

76. 자연교잡을 지배하는 요인

1) 품종과 종류 : 종류에 따라 다르며, 같은 종류라도 품종에 따라 다르다. 

2) 채종포의 크기 : 채종포의 규모가 클수록 교잡의 우려는 적어진다.

3) 격리법 : 격리거리는 종류, 품종에 다라 다르며, 채종포의 크기, 장해물, 풍향 등에차이

4) 장해물, 지형, 풍향 : 죽림, 산등성, 1.5m높이의 담장도 교잡방지에 효과적이다. 

5) 매개곤충 : 채소의 대부분은 충매화, 집단이크면 매개곤충(꿀벌)활동은 집단내에서활동 

6) 개화기 : 어느 정도 개화가 진전될 때까지는 개화한 것을 적화하도록 한다.

77. 종자발아와 물리적 요인

1) 삼투압 : 발아용액의 삼투압이 높으면 침윤을 어렵게 하여 발아가 억제된다.

2) PH : 대부분의 종자는 PH4.0～7.6사이에서 쉽게 발아한다. 

3) 발아 전 침지 : 종자의 발아를 촉진하는 방법(오랫동안 침지하면 해로운 콩 : 산소결핍 과 효소나 당분의 용출)

4) 저온 : 종자의 수분함량이 저온피해에 가장 크게작용

5) 방사선 : γ- 선에 쬐인 종자는 발아율이 저하됨

6) 기계적 손상

(1)기계적 손상의 원인 : 탈곡기의 서투른 작동, 취급과정에서 종자가 손상

(2)수분함량 : 종자의 수분함량이 저하할수록 기계적 손상이 커진다. 

(3)유전 : 작물의 기계적 손상은 유전적인 면에서 생각할 수 있다.

81. 분자표지

1) 동위효소 : 같은 생물에 존재하고 있는 동일한 생화학적 반응을 촉매하면서도 물리,화 학적 성질이나 기질에 대한 친화성을 달리하는 효소군으로 여러 작물에 유전자의 연관 검증과 종속간 잡종동정에 유용하게 활용 

2) RFLP : DNA단편의 길이가 유전변이체 들간에 차이가 나타나는 현상을 RFLP

3) RAPD(중합효소 연쇄반응) : 유전자 지도작성, 유전자의 분리, 유연관계 분석, 변이분석

4) AFLP : 특정한 제한효소로 대상 DNA를 절단한후 어뎁터를 붙이고 3‘에 수 개의 염기 서열을 추가한 primer를 작성하여 중합효소 연쇄반응을 하는 것으로 DNA증폭을 선택 적으로 이룰수 있어 RAPD보다 안정성이 있다. 

82. 촉성재배용 딸기의 육묘방법

1) 딸기의 특성 및 재배환경 : 장미과 채소이며, 자묘,측아 화아의 발생은 일장과 온도가 

2) 촉성재배 : 휴면기간이 짧고, 저온단일에 착과 비대가 양호한 품종

3) 육묘방법 : 화아를 균일하고 충분히 형성시킬 수 있는 육묘

4) 화아분화 촉진방법 : 질소비료를 조절하는 일이 중요

(1)단근 : 화아분화가 예상되는 날로부터 역산하여 약20～30일정도가 적기이다.

(2)차광처리 : 차광율 60% 정도인 차광망을 이용(8월하순～9월중순까지) 설치높이 1.5m (3)단일처리 : 8월 중하순～9월상순사이 일장을 10시간정도 조절 

(4)고냉지 육묘 : 표고 800m 지점의 고랭지 육묘(평지보다 10일정도 화아분화 촉진)

(5)저온 암흑처리 : 25일경부터 10～12℃의 저온창고 15～20일간 처리

(6)저온단일 처리(야냉육묘) : 오전9시 출고, 오후5시 입고작업의 반복

(7)폿트육묘 : 화아분화는 체내 질소농도가 높으면 늦어진다.

83. 종자전염성 병의 방제 

1) 방제의 목적과 시기 : 수확전과 후로 구분(수확전: 재배적, 후 : 물리, 화학적방제)

2) 종자 처리방법

(1)기계적 방법 : 종자에 혼입되어 있는 병원성물질을 제거하는 방법

(2)물리적 방법 : 종자 깊숙히 들어있는 병원체를 죽이는방법(냉수침법, 자외선, 적외선)

(3)화학적 방법 : 효과적이고, 처리가 용이함

(4)기타 방법 : 토마토의 세균성 궤양병을 과육이나 종자가 혼합된 부분을 21.1℃에서 72시간 발효(발효법) 

3) 저장중 종자처리 방법 : 종자내 수분함량의 적정유지, 저장고 온도의 저온, 훈증제 사 용(이황화 탄소, 사염화 탄소, 이염화 에틸렌, 메틸부로마이드, 에피흄, 청산화수소 등)

84. 양액육묘 방법과 관리 

1) 무배지(無培地)양액육묘

쌍떡잎 작물인 경우 뿌리를 잘 씻어 배지가 없는 양액베드에 직접 이식하여 육묘하는 방법으로서 문제점은 배지가 없기 때문에 모를 지지(支持)시킬 수 있는 방법을 개발하 지 않으면 안된 다는 점이다. 일반적으로 가장 쉬운 방법으로 베드를 덮는 스티로폼에 가로×세로=12㎝×15㎝간격으로 지름 1～2㎝ 정도의 구멍을 뚥은 후 그 구멍에 스폰지 로 뿌리 윗부분인  지제부(地際部)를 싸서 꽃아준다. 이때 뿌리의 끝부분이 배양액중에 충분히 닿도록 양액수위를 조절하되 배양액과 스폰지 덮개사이는 0.5～1.0㎝정도의 간격 이 나도록 하여 액면(液面)과 공기와의 접촉면이 많아져 산소가 충분히 녹아들도록 한 다. 또 구멍이 뚫린 스티로폼을 배양액에 그냥 띄운채 모를 구멍에 꽃아서 육묘하는 부 유식(浮遊式) 육묘방식도 있으나 이때는 용존산소량이 문제되기 때문에 반드시 순환모 터를 이용하여 계속적으로 배양액을 유동시키는 일을 잊어서는 안된다. 이러한 무배지 양액육묘법은 오이와 같은 박과 작물의 경우 포기거리 10㎝간격으로 2줄로 육묘하고, 토마토와 같은 가지과 작물은 4줄로, 상추와 같은 잎채소류는 바로 정식해도 좋다. 그러 나 연속 재배시에는 약 10여일간 육묘한 후 정식하도록 한다.

그리고 오이와 같은 경우는 뿌리의 길이가 15㎝정도 자랐을 때 뿌리끝을 0.5～1.0㎝정도 잘라 새로운 뿌리의 발생을 좋도록 하는 단근 양액육묘를 하는 경우가 있고, 딸기와 같 은 경우는 정식 30일전부터 질소성분을 중단하는 질소 중단육묘를 하여 화아분화를 약 1주일 정도 앞당겨 조기수량을  많게 하는 방법도 있다. 

2) 고형배지(固形培地)양액육묘

양액육묘에 이용될 수 있는 배지는 앞서 소개한 바와같이 식물체를 잘 지지시킬 수 있 고 유해물질이 용출되어 나오지 않으며, 보수성과 통기성이 좋아 뿌리발달을 잘 되게 할 수 있는 것이라면 무엇이든 이용될 수 있다. 지금까지 보편적으로 이용되어 온 것은 깨끗한 하천모래, 하천자갈, 경석(輕石), 훈탄, 피트모스, 퍼라이트, 버미큐라이트, 우레 탄, 암면, 톱밥 등이며, 이 중 배양액에 미치는 영향과 가격, 작업성, 구입의 난이도 등 을 고려할 때 훈탄, 암면, 퍼라이트 등을 이용하는 것이 바람직하다. 

그러나 역경(礫耕)재배를 하는 경우에는 자갈이나 모래를 이용하는 것이 좋으며 잎채소 류를 육묘하는 경우에는 우레탄을 배지로 이용하는 것이 편리하다. 그외에 열매채소류 인 오이, 토마토 육묘시에는 훈탄에다 왕모래, 퍼라이트를 30～50%혼용하여 육묘하기도 한다. 만일 훈탄 단용(單用)으로 육묘할 경우에는 앞에서 소개한 특성과 같이 배지 자체 의 PH가 상당히 높기 때문에 물로 짤 씻어주든지 훈탄 1말당 과린산석회 2～3g정도를 고루 섞어 사용하거나 황산 3,000배액으로 중화시킨 후 사용하여야 한다.

그리고 배양액은 균형배양액비료 전량을 그대로 사용해도 좋으나 경제적인면을 고려할 때 칼리(K), 인(P)은 1/2정도로 줄이고 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)은 2배로 많이 사용한다. 미량원소는 붕산(H₃BO₃), 철분(Fe- EDTA)은 반드시 공급하고 기타 원소는 넣지 않 아도 무난히 키울 수 있다.

훈탄을 담는 폿트의 크기는 9～12cm 직경의 흑색비닐폿트나 유사한 용기를 써도 좋으 며 훈탄에 옮겨심기 전에 반드시 살수방법으로 배양액을 뿌려서 심고, 베드에 나열한 후 배양액을 폿트 높이의 약 2cm 정도 되는 수위로 맞춰준다.

육묘기간은 상당히 단축되어 오이와 같은 박과작물은 약2주간, 가지과 작물은 약4～5 

주간 실시하면 되고 너무 오래하게 되면 무성해지거나 웃자라기가 쉽다.

3) 삽목(揷木)양액육묘

토마토와 박과류는 삽목발근이 대단히 잘되지만 피망, 고추는 극히 어렵다. 따라서 토마 토와 같은 경우 곁눈(側芽)이 많이 나오기 때문에 이것을 이용해서 삽목육묘하는 농가 가 늘어나고 있다. 

삽목요령은 먼저 모래 또는 버미큐라이트, 퍼라이트 등을 이용한 삽목상을 만들고, 일정 한 크기로 자른 삽수를 약4～5일 동안 1～2cm 깊이의 배양액에 담가 뿌리가 잘 내리도 록 한 후 삽목상에 옮겨 육묘하면 된다. 

이 경우의 배양액은 앞서 소개한 균형배양액 조성농도의 1/5 또는 1/10농도가 적합하 다. 만일 전농도를 관주하게 되면 뿌리는 빨리 내리지만 뿌리수가 적고 제1화방(花房)의 착과가 잘 안되는 결점이 있으며, 그냥 맹물에 육묘하면 뿌리의 수, 뿌리의 무게가 현저 히 줄어들고 발근도 늦어진다.

기타 육묘관리는 기존 삽목육묘법에 준하되 삽수의 길이는 3cm정도 이상이면 사용 가 능하지만 삽수의 길이가 길수록 뿌리가 빨리 내리므로 가능한 한 13～19cm정도의 것 을 이용하는 것이 좋다.

이렇게 삽목육묘를 하게 되면 기존 육묘법에 비해 20～30일 정도 육묘기간을 단축시킬 수 있고, 종자값의 절약은 물론 생산비도 절감시킬수 있으며, 동질의 모를 생산할 수 있 는 이점이 있다. 그러나 수인성(獸人性) 전염병이나 토마토 모자이크 바이러스(TMV)와 같은 바이러스 병에 걸리지 않도록 유의해야 한다.

4) 접목(接木) 양액육묘

양액재배시는 토양전염성 병의 전염원이 없는 깨끗한 배지를 이용하여 재배하는 것이기 때문에 특별히 접목육묘를 할 필요는 없지만 간흑 장기간 재배를 요할 때는 접목육묘를 실시할 경우도 있다.

접목요령은 기존 접목법과 같이 토마토, 피망과 같은 가지과 작물은 위조병(萎凋病)에 내병성 대목, 즉 KNVF, BF101호를 이용하여 짜개접(割接)을 하고 오이는 덩굴쪼갬병 (蔓割病)에 내병성이 있는 신토좌 호박이나 흑종호박을, 수박은 참박이나 신토좌를 이용 하여 맞접(互接)또는 꼿이접(揷接)을 하여 육묘한다. 단지 배지는 퍼라이트를 이용하고 폿트는 9～12cm직경의 흑색비닐폿트가 좋다.

기타 관리는 일반 고형배지 육묘와 같다.

5) 암면(Rock wool)양액육묘

공극(空隙)의 간격이 가늘고 균일하게 분포되어 있는 암면배지는 함수량(含水量)이 적 기 때문에 다량의 물을 흡수하지 못하는 특징을 가지고 있다.

따라서 배양액을 물뿌리개나 호오스를 이용하여 소량씩 천천히 뿌려주지 않으면 안되는 불편함이 있다. 따라서 암면 밑으로 배양액을 공급하는 소위 저면급액법(佇面給液法)이 나 점적급액법(鮎滴給液法)을 이용하여 육묘하는 것이 가장 합리적이라 할 수 있다.

즉, 그림28과 같이 암면 아래쪽에 두께 2mm정도 되는 친수성(親水性)플리에스테르 부 직포를 깔고 관수호오스를 통해 배양액을 부직포에 주어 모세관 현상의 원리로 암면에 배양액이 공급되도록 하는 것이 가장 적당하다.

이때 주의할 점은 과습되지 않도록 배양액의 공급시간을 타이머에 의해 적절히 조절하 

는 일이라 하겠다.

85. 감자의 진정종자(眞正種子:True seed potato)재배

진정종자로부터 감자생산은 재래식 방법인 씨감자를 대체할 수 있는 방법으로 개발도상국 에 있어서 각광을 받는 바람직한 씨감자 생산체계이다.

1) 씨감자의 문제점

농가에서는 관례적으로 씨감자를 파종함으로서 감자를 번식하고 있다. 씨감자는 파종이 용이하며, 식물체의 생육도 매우 빠르고 왕성하다. 수확을 한 괴경은 크기가 균일하고 수 량도 비교적 높다. 이러한 장점에도 불구하고 씨감자에 의한 번식은 특히 개발도상국에 서 감자생산의 채택과 확산에 어느 정도 어려운 실정을 겪고 있다. 씨감자 생산체계가 되어 있지 않은 국가는 씨감자 생산을 하는 선진국에서 씨감자를 수입하는데 그 가격은 매우 비싼 편이다. 때문에 씨감자 가격이 감자 생산에서 총 생산비의 거의 반 이상을 차 지하고 있는 실정이다. 이것은 가장 씨감자를 많이 수입하는 북아메리카, 아시아의 여러 국가에서 많은 문제로 되어있다. 또한 불량씨감자는 주요 virus병이나 병충해의 매개체 가 되며 이들 병으로 인하여 수량을 현저히 감소시킨다. 씨감자는 부패하기 쉬우며, 부피 가 클 뿐만 아니라 장거리 수송에 어려움이 많다. 더욱이 씨감자는 저장시설이나 비용이 많이 들며, 다음 파종기 까지 생리적, 병리적인 퇴화를 하게된다. 그러나 중요한 것은 씨 감자를 식량으로 사용하는 대신에 포장에 묻거나 저장고에 두었다가 다음에 파종하기 위 해 사용된다는 것이다. 

파종량은 1ha 에 2t의 씨감자가 필요한데 이 량은 동남아지역의 5인 가족이 80년 동안 또는 페루의 한 가족이 4년 동안 먹을 식량에 해당한다.

이러한 문제들을 해결하기 위하여 국제감자연구소에서는 다른 연구기관과 산학협동으로 개발도상국의 환경에 적합한 방법인 진정종자를 이용한 감자생산의 대체적인 방법을 향 상시키기 위하여 연구하고 있다. 

2) 진정종자의 이점(장점)

① 진정종자는 괴경으로 전파되는 병충해 문제들을 극소화시킬 수 있으며 연중 발병되 는 virus병에 거의 감염이 안 된다. 

② 진정종자의 저장은 그 다음에 또는 몇 년이라도 농가에 의하여 이용하고 쉽게 보관 되어 질 수 있으며 수송도 간편하고 경제적이다.

③ 진정종자는 괴경과 같이 파종시기에 맹아기를 거치지 않으므로 쉽게 재배 할 수 있 다.

④ 진정종자는 과거에 감자를 생산할 수 없는 지역, 특히 양질의 씨감자를 저장할 수 없는 고온다습한 열대지방까지 확대재배가 가능하다.

⑤ 진정종자는 가격이 저렴하므로 전체 생산비를 줄일 수 있고 1ha에 소요되는 씨감자 량이 2t인 반면에 진정종자는 100g 정도밖에 안 든다.(천립중은 0.75g)

3) 진정종자로부터 감자의 생산체계

진정종자를 이용하여 감자를 생산하는 방법에는 포장직파, 육묘법, 진정종자로 생산된 괴경파종 등 크게 3부분으로 나눌 수 있다.

① 포장직파

진정종자의 직파는 강우량이 적고 파종후 5～6주동안 비가 고르게 내리는 온대지방에 서는 매우 바람직한 방법이다. 실생묘의 생육도 왕성하다. 그러나 환경이 불리할 경우 종종 발아력이나 생육이 불균일할 때가 있다. 이러한 불균일한 발아를 방지하기 위하 

여 fluid drilling방법(최아시켜 Laponite액과 섞어파종)이나, plug mix법(최아시킨후 토양과 섞어 파종)을 사용하면 안전하게 재배될 수 있다. 그러나 환경이 양호한 상태 에서는 직파시에도 다수확을 기대할 수 있다.

② 육묘법

육묘를 한 후 포장에 이식을 할 경우 직파보다 몇 가지 이점이 있다.  첫째로 재포기 간이 짧아 토지 이용도를 높일 수 있고, 둘째로 잡초의 경합을 막을 수 있어 농사가 간편하다. 그러므로 제3의 채소로서 확대해 나갈 수 있다. 진정종자의 육묘에 있어서 상자육묘나 육아상을 땅속에 만들어 재배를 하면 더운 지방에서는 파종후 15～20일동 안 육묘상에 차광을 하여야 실생묘들의 발아가 균일하고 생육이 왕성할 것이다. 파종 후 8～10일 정도에 발아가 되며 35일정도면 실생묘를 이식해야 한다. 이식시 불량한 환경으로 인한 충격을 방지하기 위하여 Compost cube나 바나나 잎으로 만든 pot 등 으로 뿌리에 흙을 남긴채로 이식해야한다. 이 방법은 관리의 여하에 따라 1ha당 30ton의 수량을 올릴 수 있다.

③ 진정종자로부터 생산된 괴경을 파종하는 방법

실생묘로부터 생산된 첫 세대를 “Seeding tuber"라고 불리는데 이같은 생산방법은 일 반 씨감자와 진정종자 파종의 이점을 겸비한 생산체계이다. 이 방법도 환경조건에 따 라 다르지만 가식상에 밀식을 하면 1㎡당 800seeding tuber를 생산할 수 있으며 이 방법도 씨감자생산에 커다란 역할을 할뿐만 아니라 감자소비를 위해서도 일익을 담당 하고 있다. 

4) 진정종자의 생산

바람직한 진정종자를 생산하기 위해서는 진정종자의 질에 대한 확실한 보증이 있어야한 다. 다행히도 진정종자의 생산방법도 다른 채소와 같은 생산체계보다 한 걸음 앞서 나 아가고 있다. 일반적인 환경하에서 감자는 꽃과 미숙한 tomato같은 열매가 달리게 되는 데 직경 1.5～3㎝의 녹색열매에서 채취할 수 있다.

5) 수분

수분방법에는 자연방임으로 자연결실 되거나 인공수분으로 조절할 수 있다. 만일 식물 체들이 자연적으로 열매를 맺도록 포장상태에 방치한다면 많은 종자들은 자가수분을 할 것이다. 인공적으로 수분을 시키는 경우에 맺힌 종자를 우리는 "hybrid progeney"라고 부른다. 이때 식물체는 개화가 많이 되어야 하고 교배된 열매수 및 열매당 착생되는 종 자수가 많아야 하며, 각 개체간의 변이가 적고 순도도 높아야 한다.

6) 수확

수분 후 몇 일이면, 식물체에 열매가 맺기 시작하는데, 40일 정도면 이들 열매를 수확하 게 된다. 포장상태에서는 1개 체당 약 20개의 열매가 달린다. 열매가 성숙하여 상온에서 충분히 후숙시켜 말랑말랑하여 질 때 종자를 추출하면 된다. 열매속에는 종자가 50～ 500개정도 들어 있는데, 평균 200개 정도가 들어있으며, 약 1,500개의 종자가 1g에 해당 한다. 

7) 저장

열매로부터 종자를 추출하여 비교적 낮은 습도의 상온에서 건조를 시킨다. 상온에서의 진정종자는 수개월에서 2년까지 발아능력이 있으며, 4℃에서 저장을 하면 수년간 발아 력을 잃지 않는다. 물론 저장시에 낮은 습도를 유지해 주어야한다. 진정종자는 씨감자에 비하여 휴면이 길며 그 시간은 4～9개월 정도 된다. GA로 휴면타파 시킬 수 있다.

86. 인공씨감자 재배방법 

감자의 수량을 증대시키기 위해서는 바이러스 무병 개체를 얻어 이것을 씨감자로 이용하 는 것이 중요하다. 감자의 수량에 영향을 미치는 바이러스는 현재까지 약 23종으로 알려 져 있다. 이러한 바이러스 감염주는 재배기간 중에 발견되는 즉시 제거해야 하며 바이러 스 감염을 억제시키기 위해서는 감염원이 없는 지역이나 망실에서 증식해야 한다.

바이러스에 감염된 이병주는 지상부의 생육을 저하시키고, 수량을 감소시키는데 그 정도 는 PVX의 경우 계통(strain)에 따라 25～30%, PVX와 PVY가 동시에 감염되었을 경우에 는 20～35%의 수량이 감소된다고 한다. 감자의 바이러스 무병개체는 열처리와 생장점 배 양에 의해서 1970년대에 국내에서 최초로 얻은 이래 기내에서 어린 식물체를 유기하여 이 것을 대량으로 증식시킨 다음 순화시켜 토양에 옮겨심고 여기에서 괴경을 생산하였다. 

그러나 90년초 까지에는 기내에서 직접 소괴경을 유기하여 이를 기본종으로 이용하고 있 었으나 현재는 양액재배를 이용하고 있다.

1) 인공씨감자의 이용실태

감자는 괴경을 30～40g크기로 2～4쪽씩 잘라서 씨감자로 이용하므로 다른 작물에 비하 여 양적으로 종자 소요량이 많고, 경영비중 종자비용이 차지하는 비율이 높다. 또한 영 양체로 번식하게 되므로 감자에 발생하는 각종 병원균이 잘 전염되어 생육과 수량이 크 게 감소된다. 

그러므로 씨감자는 조직배양이라는 특수한 방법을 이용하여 병이 없는 새로운 영양체를 매년 만들어 5회정도 증식을 통해서 농가에 보급되고 있다. 그러나 조직배양에 의해서 병이 없는 식물체를 생산한다 하더라도 여러번 증식과정에서 각종 병원균에 감염되어 보급종 단계에 이르면 씨감자에 병이 증가하게 된다.

이와 같은 병의 발생을 감소시키기 위한 연구가 꾸준히 진행되어 왔다. 고랭지 농업시 험장(대관령 : 감자)에서는 인공씨감자를 이용하여 기본식물 및 원원종을 1986년부터 생산하다가 96년부터는 양액재배에 의한 소괴경을 증식하여 보급종으로 농가에 보급되 고 있다.

2) 인공씨감자의 이용상 특성

인공씨감자는 아주 작은 용기내(삼각 플라스크 및 샤레)에 조직배양으로 생산되므로 일 반 씨감자에 비하여 크기가 작고 조직이 연하여 파종후 건조 및 부패되기 쉬우며, 초기 생육이 늦으므로 생육기간이 길어야한다. 그러나 크기가 작아 양적으로 종자량이 적으 며 저장 및 수송이 간편하다. 또한 실험실에서 병이 없는 상태로 대량생산이 가능하므 로 현재 5회 증식하여 농가에 보급되고 있는 것을 3회 정도 증식하여 짧은 기간에 농가 에 보급할 수 있어서 각종 병원균에 감염될 수 있는 기회가 적어지므로 씨감자의 품질 을 높일 수 있다. 

지금까지의 시험연구 결과에 의하면, 인공씨감자의 재배는 파종후 발아와 생육초기까지 

관리가 문제이며, 초장이 15～20㎝이상 자란 후 에는 일반 씨감자와 같이 생육이 왕성 하게 된다. 현재 인공씨감자는 일반씨감자에 비하여 생산단가가 월등히 높고, 수량성도 70% 수준이며, 상품성이 있는 큰 감자의 생산이 낮기 때문에 상품성이 있는 식용감자 생산을 위한 씨감자로서 인공씨감자를 곧 바로 이용할 수 없다는 점이다.

따라서 인공씨감자는 어디까지나 일반씨감자와 같은 크기의 씨감자로  만들어서 심어야 한다. 현재 보급종 수준의 공급가격으로 공급하기 위해서는 3차 정도 증식한 괴경을 씨 

감자로 공급하여야 하며 이를 병이 없는 씨감자로 증식시키기 위해서는 바이러스병을 매개시키는 진딧물을 방지할 수 있는 망실내에서 재배해야 한다.

3) 인공씨감자 수확 및 저장

암상태에서 형성된 인공씨감자는 백색이므로 괴경유기후 삼각플라스크를 7～10일간 18～23℃, 2,000lux하에서 녹화처리한후 무균상태로 수확하여 멸균수로 세척한 다음 이 용시기에 따라서 저온 또는 고온에 저장해야 한다. 배양실에서 갓 수확된 소괴경은 휴 면상태에 있으므로 이것을 곧 바로 파종하면 발아되지 않으므로 일정기간이 경과하여 휴면이 완전히 타파된 후에 파종해야 한다. 휴면이 긴 품종(수미, 조풍 등)은 기내에서 수확한 후 70～80일, 휴면이 짧은 품종(대지)은 실온에서 30～40일간 경과되어야 발아될 수 있다. 따라서 장기 저장할 경우에는 수확후 저온(0～4℃)에서 저장한 후 파종 2주전 에 항·온실(18～23℃)에서 욕광최아를 시켜서 파종해야 되고, 단기저장할 경우에는 수확 후 고온(18～23℃)에 저장하여 빨리 휴면타파를 시킨 다음 파종전에 욕광최아를 해서 파종해야 한다. 욕광최아를 하는 정도는 감자싹이 0.5～1cm정도 자란 것이 파종후 생육 상태가 좋아진다.

4) 인공씨감자 재배방법

인공씨감자 재배에서 주요 재배요점은 입모율 증진과 초기생육의 촉진이다. 이러한 문 제점만 해결하면 일반씨감자 재배와 다를바 없다. 입모율과 초기생육에 관계되는 요인 으로는 인공씨감자의 크기, 휴면타파 유무, 재배기술 등이다.

인공씨감자의 크기가 너무 작으면 파종후 건조피해를 받기 쉽고 조금만 습해도 썩기 쉽 고 초기 생육이 약하여 기상재해에 매우 약하다. 그래서 관수시설이 있는 사양토에서 재배해야 어느정도 수량을 기대할 수 있다. 또한 휴면타파를 위해서는 시험관내에서 수 확후 일정기간 동안 저장하였다가 파종해야 되는데 크기가 너무 작으면 저장 중 말라서 죽게 된다. 따라서 이용이 가능한 것은 최소한 직경이 5mm이상 되어야 한다.

♤인공씨감자 크기에 따른 저장성 및 수량성

인공씨감자의 휴면기간은 품종에 따라 차이가 크며 완전한 휴면타파가 이루어지기 위해 서는 수확후 18～20℃ 하에서 대지품종은 35～50일, 수미품종은 70～80일간 저장해야 된다.

이보다 장기간 저온(4℃)에 저장되었을 때에는 파종전 10～15일간 18～20℃의 밝은 배 양실에서 싹을 3～5mm정도 틔워서 파종해야 한다.

저온에 장기간 저장하면 저장중 싹이 길게 자라는 경우가 있다. 이것은 저온에서 적응 못하므로 이때에도 실온에서 약 2주간 싹을 경화시킨 다음 파종해야 된다. 파종방법은 감자 심을 두둑을 만들고 잡초의 발아억제용 제초제를 살포한다. 평난지 봄재배는 투명 PE필름, 고랭지 여름재배는 흑색 PE필름으로 멀칭하고 감자 심을 곳에 구멍을 뚫어 파 종 해야 한다.

심는 깊이는 크기에 따라서 차이가 있으나 5mm 이상의 크기라면 5～7cm깊이로 심는 것이 적당하다. 재식거리는 넓은 두둑에 2열로 심을 때에는 줄 간격을 35～40cm로 하 고 주간거리는 15～20cm로 심으며 좁은 두둑에 1열로 심을 때에는 주간거리를 15～2 0cm간격으로 심는다.

가을재배는 파종시기에 온도가 높고 과습하여 직파를 하면 인공씨감자의 부패가 심하므 로 16공 또는 25공 연결폿트에 파종하여 약 10cm정도 키운 다음 정식 하든가 하우스에 비 가림을 하여 직파 해야 안전하다.

♠인공씨감자 재배방법별 생육 및 수량성

파종시기는 봄 재배의 경우 중부지방은 3월 하순～4월 상순, 남부 지방은 3월 중순～하 순이 적기이다. 가을재배의 경우는 중부지방은 7월 중하순에 파종하여 8월 중순에 정 식하고, 남부지방은 8월 상순에 파종하여 8월 하순에 정식 된다. 인공씨감자는 망실에 재배하여 병이 없는 씨감자 생산에 이용하는 것이 재배의 목적이므로 봄 재배의 경우 초기 생육을 촉진하기 위해서는 비닐하우스에 파종하고 생육중기 이후에는 측면의 비닐 을 걷어올리고 진딧물 차단용 망을 치는 것이 유리하다. 또한 가을재배도 생육초기에는 하우스의 지붕부분을 비닐로 덮어 비 가림하고, 측면에 망을 쳐서 재배하다가 늦가을 기온이 떨어지면 수량을 증가시킬 수 있다. 인공씨감자 재배는 품질이 좋은 씨감자 생 산에 이용하는 것이므로 일반 식용감자 재배에 비하여 병해충 방제에 특별한 관리가 필 요하다. 해충으로는 바이러스병을 옮기는 진딧물과 줄기를 잘라 놓는 거세미나방 등의 피해가 심하다. 진딧물방제를 위해서는 망실재배가 필요하고 주기적(10～15일 간격)으로 방제약제를 살포해야 한다. 거세미나방의 방제는 감자 파종전에 토양살충제를 살포하면 크게 감소시킬 수 있다. 가을 재배시에는 생육초기에 입고병 발생이 많으므로 파종 또 는 정식 후에 입고병 방제약을 살포하는 것이 안전하다.

5) 인공씨감자의 재배 전망

이상 인공씨감자에 대한 이용실태 및 특성과 재배방법에 대하여 간단히 서술하였지만 우리 나라와 같이 씨감자 공급량이 부족한 곳에서는 인공씨감자에 의한 씨감자의 품질 향상과 확대생산이 요구된다고 할 수 있다. 그러나 현재까지는 일반씨감자 재배에 비하 여 생육초기까지의 관리노력이 많고, 불량환경에 대한 적응력이 약하므로 농촌노동력이 부족한 현실에 비추어 볼 때 농가당 많은 면적을 재배하는데는 어려움이 뒤따를 것으로 생각된다. 따라서 앞으로 크기가 크고, 균일한 인공씨감자의 대량생산 기술이 개발되어 야 하나 직파할 정도의 크기 증대는 어려울 것으로 예상되어 최근 양액재배에 의한 소 괴경생산이 개발됨에 따라 농촌진흥청에서는 인공씨감자 대신 양액재배에 의한 씨감자 생산체계로 자리잡을 계획이다.