Abstract
On the growing of the interspecific hybrid ginseng plant, the phenomena of hybrid vigoures are observed in the root, stem, and leaf, but it can not produce seeds favorably since the ovary is abortive in most cases in interspecific hybrid plants. The present investigation was undertaken in an attempt to elucidate the embryological dses of the seed failure in the interspecific hybrid of ginseng (Panax Ginseng ${\times}$ P. Quinque folium). And the results obtained may be summarized as follows. 1). The vegetative growth of the interspecific hybrid ginseng plant is normal or rather vigorous, but the generative growth is extremely obstructed. 2). Even though the generative growth is interrupted the normal development of ovary tissue of flower can be shown until the stage prior to meiosis. 3). The division of the male gameto-genetic cell and the female gameto-genetic cell are exceedingly irregular and some of them are constricted prior to meiosis. 4). At meiosis in the microspore mother cell of the interspecific hybrid, abnormal division is observed in that the univalent chromosome and chromosome bridge occure. And in most cases, metaphasic configuration is principally presented as 23 II+2I, though rarely 22II+4I is also found. 5). Through the process of microspore and pollen formation of F1, the various developmental phases occur even in an anther loclus. 6). Macro, micro and empty pollen grains occur and the functional pollen is very rare. 7). After the megaspore mother cell stage, the rate of ovule development is, on the whole, delayed but the ovary wall enlargement is nearly normal. 8). Degenerating phenomena of ovules occur from the megaspore mother cell stage to 8-nucleate embryo sac stage, and their beginning time of constricting shape is variously different. 9). The megaspore arrangement in the parent is principally of the linear type, though rarely the intermediate type is also observed, whereas various types, viz, linear, intermediate, Tshape, and I shape can be observed in hybrid. 10). After meiosis, three or five megaspore are some times counted. 11). Charazal end megaspore is generally functional in the parents, whereas, in F1, very rarely one of the center megaspores (the second of the third megaspore) grows as an embryo sac mother cell. 12). In accordance with the extent of irregularity or abnormality in meiosis, division of embryo sac nuclei and embryo sac formation cause more nucellus tissue to remain within th, embryo sac. 13). Even if one reached the stage of embryo sac formation, the embryo sac nuclei are always precarious and they can not be disposed to theil proper, respective position. 14). Within the embryo sac, which is lacking the endospermcell, the 4-celled proembryo, linear arrangement, is observed. 15). Through the above respects, the cause of sterile or seed failure of interspecific hybrid would be presumably as follows, By interspecific crossing gene reassortments takes place and the gene system influences the metabolism by the interference of certain enzyme as media. In the F1 plant, the quantity and quality of chemicals produced by the enzyme system and reaction system are entirely different from the case of the parents. Generally, in order to grow, form, and develop naw parts it is necessary to change the materials and energy with reasonable balance, whereas in the F1 plant the metabolic process becomes abnormal or irregular because of the breakdown of the balancing. Thus the changing of the gene-reaction system causes the alteration of the environmental condition of the gameto-genetic cells in the anther and ovule; the produced chemicals cause changes of oxidatio-reduction potential, PH value, protein denaturation and the polarity, etc. Then, the abnormal tissue growing in the ovule and emdryo sac, inhibition of normal development and storage of some chemicals, especially inhibitor, finally lead to sterility or seed failure. Inconclusion, we may presume that the first cause of sterile or seed abortion in interspecific hybrids is the gene reassortment, and the second is the irregularity of the metabolic system, storage of chemicals, especially inhibitor, the growth of abnormal tissue and the change of the polarity etc, and they finally lead to sexual defect, sterility and seed failure.
인삼식물의 종간교잡에 있어서 일대잡종식물은 양친에 대하여 약 1.6~3.0배의 강제를 나타내지만 심한 불임현상으로 거의 잡종 제삼세대를 얻을수 없었다는 점에서 그 원인을 밝히고저 고려인삼${\times}$인 미국인삼의 잡종에 대한 발생학적조사관찰을 하였던 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 잡종인삼의 영양생장은 양친과 같이 정상적이며 강세를 나타내나 생식생장에서는 심한 조해를 받는다. 2. 생식기관형성에 있어서도 감수분열기 이전까지는 제조직의 발생은 거의 정상적으로 진행된다. 3. 대포자모세포나 소포자모세포의 감수분 장과정은 심한 불규칙성을 나타내며 어떠한 것은 분열직전부터 퇴화되기 시작한다. 4. 소포자모세포의 핵분열에 있어서 제1분열 중기 또는 후기에 일가염색체 또는 염색체교 등이 출현하는 이상분열상을 관찰할 수 있었으나 감수분열이 끝난 것은 역시 사분자가 대부분이고 이분자나 사분자 이상의 소포자형성은 볼 수 없었다. 5. 소포자형성 또는 화분형성과정에 있어서 한 약내에서 여러 단계의 발육상을 볼 수 있었다. 6. 거대, 미소, 공허화분은 극히 적었다.(Fig. 23). 7. 대포자모세포기 이후 배주의 발육속도는 전반적으로 지연된다. 8. 감수분열을 마친 후 대포자는 오분자를 형성하는 것도 있다.(Fig. 5). 9. 대개는 합점측의 대포자가 활성화하는데 중간에 위치하는 것이 활성대포자인 것도 불 수 있다.(Fig. 6). 10. 배주의 퇴화는 대포자모세포기부터 팔핵배낭기까지 사이에 일어나는데 그 시작 시기는 개체마다 조만이 있으며 각양각색이다. 11.0 대포자의 배열은 양친에서는 선장, 중간형인데 F1에서는 선장, 중간형, T형, ㅗ형 등 여러 가지 형을 볼 수 있다.(Fig. 5, 7). 12. 배주에 있어서 감수분열이나 배낭핵분열 또는 배낭형성에 불규칙성에 심할수록 합점기부에 잔재하는 배심조직이 크다(Fig. 8, 10). 13. 배낭형성기까지 도달한 것이라 하더라도 배낭핵은 항시 불안정하여 정해진 장소에 배치되지 못한다.(Fig. 10, 11, 12). 14. 배유조직을 결한 배낭내에 선장의 4세포원배를 형성한 것을 볼 수 있었다.(Fig. 20) 15. 인삼의 잡종에 있어서의 불임원인을 다음과 같이 추정하였다. a) 잡종의 불임현상은 교잡에 의한 Gene-action system의 재조합으로 생체대사계에 혼란을 일으켜 배우자형성세포와 위요세포간의 우열관계가 전도되여 성적결함을 가져오는데 있다고 보았다. 즉 정상배낭에서는 배우자형성세포는 그것을 둘러싸고 있는 위요세포보다 크고 농염되며 활성적이어서 위요세포를 소화흡수하여 발육케 된다. 그러나 퇴화배낭에서는 재조합으로 인한 세포질의 변화는 극성 (Polarity) 또는 내생리듬 (Endogneousrhythm)의 변화 혹은 교란을 가져와 발육과정에서 성적결함을 일으켜 불임으로 된다고 추정하였다.