Abstract
Miscanthus has been considered as the most promising bioenergy crop for lignocellulosic biomass production. In Korea, M. sacchariflorus and M. sinensis can be found easily in all regions. It is a great advantage to utilize as important species with respect to genetic and cross-breeding programs materials for creation of novel hybrids. For successful breeding programs, it is important to precisely understand the variability of flowering traits among Miscanthus species as breeding parents materials. In this study, flowering traits were observed daily in 960 germplasms of two Miscanthus species (M. sacchariflorus and M. sinensis) for growing seasons over 2 years. The flowering process was divided into three stages. ST (sprouting time) was recorded when first leaf of the plant emerged on soil. FS1 (flowering stage 1) and FS2 (flowering stage 2) were recorded when flag leaf was firstly observed, and 1 cm of panicle was showing on at least one stem, respectively. For 2013 and 2014, the latest germplasms exerted flag leaf, i.e. September 30 (DOY of FS1 164.1) and September 4 (DOY of FS1 141.0) occurred M. sacchariflorus cv. Geodae 1 and M. sacchariflorus cv. Uram collected from Southern Korea (Jeollanam-do), while Miscanthus germplasms collected from northern Korea (Gyeonggi-do) which emerged the earliest flag leaf in July and August, significantly decreased DOY. For DOY from ST to FS2, M. sacchriflorus germplasms ranged from 140 to 190 days, and 110 to 170 days for 2013 and 2014. The highest frequency showed to 160 days for 2013, and 150 days for 2014. In M. sinensis germplasms, the highest frequency showed to 180 days for 2013, and 170 days for 2014. In the results of correlation between the day of years from ST to FS2 for 2013 and 2014, M. sacchriflorus and M. sinensis showed high coefficient of correlation (0.70 and 0.89). It can be supposed that flowering characteristics of Miscanthus are largely affected by the unique phenotypic characteristic of native habitat than environmental factors of the current planted site. This study for flowering traits of Miscanthus may provides an important information in order to expedite the introduction as breeding materials for creation of new hybrid.
본 연구는 국내에 자생하는 억새 유전자원의 생육특성을 구명하기 위하여 국내외로부터 1,200 여점의 유전자원을 수집하였으며, 그 중에서 재배연수가 3년 이상인 유전자원 960여점을 대상으로 2013년과 2014년 억새의 주요 생육기간 동안인 맹아일로부터 지엽전개일 및 출수일까지의 생육특성을 분석하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 억새의 맹아가 진행되는 4월초부터 생육말기인 11월까지의 2013년도 평균기온은 $19.1^{\circ}C$이었고, 2014년의 평균 기온은 $13.9^{\circ}C$로 관측되었다. 평균 강수량 및 누적 강수량은 2013년에 3.8 mm와 921.0 mm 이었으며, 2014년에는 4.5 mm와 1092.5 mm 이었다. 2. 2013년 및 2014년 3월초부터 11월말까지의 지표로부터 10 cm 이내의 평균 토양수분 조사결과, 2013년에는 24.9%이었으며 2014년에는 32.2%로 나타났다. 하지만 2013년에는 3월초부터 8월 20일까지 20.7%의 평균 토양수분을 나타낸 반면, 2014년 동일시기의 평균 토양수분은 31.7%로 나타났다. 3. 수집지역별 억새 유전자원의 맹아일로부터 지엽전개일까지 평균 생육일수를 분석한 결과, 경기지역에서 수집한 억새 유전자원의 평균 생육일수가 가장 짧았으나 남부지역으로 내려갈수록 평균 생육일수가 긴 것을 알 수 있었다. 이러한 경향은 2014년도에서도 동일하게 확인되었으며, 지역별로 유의적인 차이를 보였다. 4. 2년간의 조사결과, 전남지역에서 수집한 물억새 중에서 거대 1호(Miscanthus sacchariflorus cv. Geodae 1) 및 우람억새(M. sacchariflorus cv. Uram)는 지엽전개가 가장 늦은 것으로 조사되었으며 맹아일로부터 소요되는 생육일수가 가장 긴 것으로 나타나, 타 억새종에 비하여 영양생장기간이 긴 것으로 판단된다. 5. 2013년도 맹아일로부터 출수일까지의 생육일수와 2014년도 생육일수와의 상관관계 분석결과, 물억새 유전자원의 경우 상관계수(r)가 0.70으로 나타났으며, 참억새 유전자원은 0.89로 나타나 2년간의 생육일수 사이에 높은 상관관계가 있음을 확인하였다. 6. 2014년에 비하여 2013년도 출수가 지연된 요인으로는 높은 기온, 낮은 강수량 및 토양수분의 영향인 것으로 추측할 수 있으며, 3년 이상 동일조건에서 재배한 억새 유전자원의 생육일수는 수집지역간의 유의적인 차이가 있었으며, 억새 유전자원의 출수특성은 현재 재배지역의 환경적 요인보다 자생지에서 다년간 적응되며 나타난 고유한 유전자형의 영향을 받는다는 것을 추측할 수 있다.
