참전복의 3배체 유도를 위하여 수정 12분후 및 32분 후에 저온$(0^{\circ}C\;,\;3^{\circ}C)$해수 혹은 고온$(35^{\circ}C\;,\;40^{\circ}C)$ 해수 속에서 여러 처리 지속 시간으로 3배체 유도 실험을 한 결과, 수정율은 실험군 사이에 유의한 차가 없었다. (P>0.05). 그러나 부화율과 정상발생율은 3배체구간 2배체 대조구보다 유의하게 낮았다. (P<0.05). $40^{\circ}C$의 고온처리구에서 수정율은 매우 낮았고$(0\~2.7\%)$ 부화되는 유생은 없었다. 3배체 유도율은 염색체수를 직접 계수해서 구했는데 가장 높은 3배체 유도율은 수정 12분 후에 $3^{\circ}C$ 해수에 15분 동안 처리했을 때 $(84.0\%)$였다. 참전복 2배체의 염색체 수는 2n=36이었고 3배체의 염색체 수는 3n=54이었다.
완전양식이 가능한 참전복에 대해 3배체를 유도하고 유도된 3배체와 정상 2배체 사이의 성장도, 사료효율 및 생존율을 조사, 비교하였다. 성장도는 3배체 유도 51개월 후 3배체 전복이 평균 각장 67.26 mm, 2배체 전복이 62.30 mm로 성장하여 3배체 전복의 성장이 유의하게 빨랐다 (P<0.05). 제1극체 방출 억제형 3배체와 제2극체 방출 억제형 3배체의 성장도 조사 결과, 제1극체 방출 억제형 3배체는 전 사육 기간을 통하여 2배체와 제2극체 방출 억제형 3배체보다 성장이 유의하게 빨랐으며(P<0.05), 이것은 제1극체 방출 억제형 3배체의 이형접합성이 크기 때문으로 생각된다. 일간 섭식률은 배수체에 따른 유의한 차가 없었으며 성장 단계별로 치패의 시기에는 높았고 성장할수록 낮아지는 경향이었다. 사료전환효율도 배수체에 따른 유의한 차는 없었으나 성장함에 따라 낮은 값을 나타내 먹이 효율이 낮아지는 경향이었다. Condition index는 2배체는 59.42%였는데 비해 3배체는 64.21%로 3배체가 유의적으로 높았고(P<0.05), 생식소 지수는 2배체가 2.67인데 비해 3배체는 1.17로 유의적으로 낮았다(P<0.05). 생존율은 3배체가 63.0% (3n-1pb 62.0%, 3n-2pb 64.0%), 2배체가 62.0%로서 차이가 없었다.
참전복의 배수체별 생식소 조직 관찰에서 2배체 난소의 경우에는 성숙기를 거쳐 방출기로 들어가고 있는 상태이며, 2배체 정소의 경우에는 방출기의 상태였다, 이에 비해 3배체 전복의 생식소는 발달이 억제되어 난소는 성장기 혹은 성숙기의 상태이고, 정소는 성숙기의 단계에 머물고 있다. 따라서 전복은 완전한 불임이 되는 것은 아니고 어느 정도 성숙이 억제된다고 생각된다. 3배체 참전복의 산란 유발 실험에서 산란 유발에 반응한 개체는 2배체는 암수 전부 반응해서 100%의 산란 유발율을 나타냈고, 3배체는 암컷 50%, 수컷은 25%의 산란 유발율을 나타냈다. 산란된 알과 정자를 배수체별로 조사한 결과, 2배체의 정자는 장경 17.47 ${\mu}m$, 단경 11.40 ${\mu}m$ 및 정자의 길이 103.94 ${\mu}m$이었던 데 비해 3배체 정자는 장경 10.86 ${\mu}m$, 단경 8.47 ${\mu}m$ 및 정자의 길이 85.06 ${\mu}m$로서 2배체 정자가 3배체 정자보다 장경, 단경, 정자의 길이 모두에서 유의적으로 길었다 (P < 0.05). 알의 직경은 2배체가 199.50 ${\mu}m$, 3배체가 192.50 ${\mu}m$로서 2배체가 컸으나 유의한 차는 없었다 (P > 0.05). 배수체별 교배 실험에서 2배체 ${\times}$ 2배체는 정상적으로 수정되어서 발생을 했으나 2배체 알 ${\times}$ 3배체 정자와 3배체 알 ${\times}$ 2배체 정자의 경우에는 수정이 되지 않았다.
기름종개 C. sinensis와 왕종개 C. longicorpus가 함께 서식하는 낙동강상류의 여러 수역에서 이들사이의 잡종이라고 추측되는 개체들이 높은 반도 (43%)로 출현하였는데 그들은 모두 암컷이었다. 이들 잡종 개체들은 체측에 특이한 구름무늬 반문을 가지면서 형태적으로는 기름종개와 왕종개의 중간형질을 보여주고 그들의 염색체수는 2배체형 인 49개이거나 3배형인 73개이었다. 이들은 기름종개와 왕종개 사이에 잡종에서 유래된 후 이 종과는 독립된 단성복합집단(unisexual complex) 이라고 생각한다.
한국산 산딸기속(Rubus)의 체세포 염색체 수를 밝히기 위해 19개 분류군을 조사하였다. 한반도에는 Anoplobatus(2종), Cylactis(1종), Idaeobatus(15종), Malachobatus(1종) 4개 아속의 산딸기속 분류군이 분포하며, 대부분(15종)이 2배체가 우세한 Idaeobatus아속에 속한다. 체세포 염색체 수의 기본수는 x=7이며, 본 연구에서 체세포 염색체수가 처음으로 밝혀진 분류군은 제주도의 특산종인 가시딸기(R. hongnoensis; 2n=14), 울릉도의 특산종인 섬나무딸기(R. takesiemnsis; 2n=14), 거제도에서 분포하는 맥도딸기(R. longisepalus; 2n=14)와 거제딸기(R. longisepalus var. tozawai; 2n=14), 멍석딸기(R. parvifolius; 2n=42), 사슨딸기(R. parvifolius var. taquetii; 2n=28)등 6분류군이다. 복분자(R. coreanus)를 제외한 나머지 12개 분류군의 체세포 염색체 수는 2n=14로 확인하였으며, 모두 일본과 타이완 등의 연구보고와 일치하였다. 또한 이배체로 알려진 멍석딸기는 4, 6배수체가 발견되어 한반도에서 배수화로 종분화가 일어나고 있음을 보여주었다. 또한 겨울딸기(R. buergeri; 2n=56)으로 8배체임을 알았고, 이는 일본에 분포하는 2n=42, 6배체와 비교할 때, 타이완에 분포하는 분류군(2n=56)과 동일한 8배체임을 보여주었다.
배무채의 형태적 특성은 양친인 배추와 무의 중간형태이다. 잎은 윗부분이 배추이고 아래 부분이 무를 닮았다. 잎의 중륵은 무처럼 둥글지만 직경이 3cm 이상으로 크고 배추처럼 흰 색이다. 뿌리는 처음에 중간부위가 부풀어져 무 모양이었는데 유전적 안정화 과정을 거치면서 재래종 배추(뿌리배추)처럼 큰 직근으로 바뀌었다. 꽃은 흰 색이며 종자 꼬투리는 선명하게 두 부분으로 나누어진다. 윗부분이 무로서 길이가 약 4cm 정도이며 그 속에 3-4개의 종자가 들고 아래 부분이 배추로서 길이가 약 3cm 정도이며 그 속에 7-8개의 종자가 들어있다. 종자는 배추와 비슷한 적갈색이며 천립중이 5.5g이고 mL당 약 120립 정도이다. 가을에 배추와 같이 재배하면 약 5kg 정도까지 자라며 외엽이 아주 무성하고 억세게 보인다. 속잎은 노란색을 띠며 엉성하지만 약 900g 정도의 구를 형성한다. 잎과 뿌리 모두 항암과 항균작용이 큰 기능성 물질 썰포라펜(sulforaphene)을 다량으로 함유하고 있다. 배무채는 복2배체 식물로서 자가불화합성이 없고 따라서 자가수정이 잘되지만 벌이 많이 오는 타가수분식물이다. 배무채는 그의 모계였던 배추와의 교잡에서 자방친일 때는 교잡이 아주 잘 되지만 부계일 때는 완전한 불화합이며 부계였던 무 및 양배추와 흑겨자 사이에는 상반교잡 모두 불화합성이다. 그러나 복2배체 식물인 유채 및 황겨자와의 사이에는 상반교잡 모두 화합성이며 갓과의 사이에는 상반교잡 모두 부분화합성이다.
포도 노균병 저항성 품종육성에 필요한 포도 품종간 저항성 검정체계를 확립하고 품종간의 저항성을 비교하고자 본 시험을 수행하였다. 포도 노균병에 대한 품종간 저항성 검정에는 $10^4-10^5spores/mL$의 포자현탁액을 분무접종하여도 큰 차이는 없었으나 $5{\times}10^4spores/mL$로 조절된 포자현탁액을 분무접종하는 것이 효과적이었다. 포도 노균병균을 온실에서 분무접종한 결과 Campbell Early, Niagara 등의 품종은 저항성, Sheridan, 청수(淸水) 등의 품종은 중도저항성, Kaiji, Red Queen, Ruby Okuyama 등의 품종은 감수성을 나타내었다. 포장에서의 저항성은 V. vinifera에 속하는 포도 품종이 V. vinifera-labrusca hybrids, V. vinifera-labrusca-aestivalis hybrids, V. vinifera-labrusca-aestivalis에 V. riparia, V. rupestris, V. lincecumii 등이 단독 또는 복합적으로 추가된 hybrids에 비해 감수성이었으며, 특히 V. vinifera-labrusca hybrid에서는 4배체 품종이 2배체 품종에 비해 감수성이었다. 온실 내에서 병원균 포자의 분무접종을 통한 품종간 저항성 검정 결과와 포장상태에서의 저항성 결과는 유사한 경향을 나타내었으므로 온실 내에서의 저항성 검정방법이 포도 노균병 저항성 검정에 이용될 수 있을 것이다.
이 연구는 자주복의 개체발생 단계에 따른 소화관 외부형태의 변화와 소화관의 발달 양상을 조직학적으로 조사하였다. 부화 직전 수정란의 소화관은 난황낭과 배체의 척추 사이에 위치하였고, 형태는 거의 직선상 이었다. 입은 부화 후 2일째, 항문은 부화 후 4일째 열렸다. 부화 후 4일째 소화관은 식도, 전장, 중장 그리고 직장으로 구분이 되었고, 전장과 중장이 괄약근에 의해 구분되었다. 부화 후 5일째 자어는 전장과 중장 사이가 배측으로 굴곡되었고, 식도상피에 점액세포가 분포하였다. 이 시기에 난황은 대부분 흡수되었다 부화 후 6일째 자어의 소화관은 전장이 두부 쪽으로 팽창하면서 U자형으로 분화하였다. 부화 후 10일 째에 팽창한 전장은 더욱 커져서 구형을 형성하였다. 부화 후 15일째 전장의 배측 부위 중간에서 함입되기 시작하여 전장이 두 부분으로 나누어졌다. 부화 후 21일째 전장의 앞부분이 팽창낭으로 분화하였다. 부화 후 24일째에 후장의 앞부분이 배측으로 다시 회전하였다. 부화 후 30일째 팽창낭은 두부 쪽과 항문 쪽으로 길게 신장되어 어미의 소화관 형태로 발달하였다.
갓(Brassica juncea; 2n = 4x = 36, AABB genome, 1,068Mb)은 U's triangle의 배추와 흑겨자 사이의 복이배체 작물로 구분한다. 본 연구는 갓 15 품종의 ribosomal DNA ITS 영역과 MITE를 이용하여 갓의 유연관계 및 품종구분 분자표지를 확인하였다. Ribosomal DNA ITS 영역은 종 및 품종의 유연관계를 알아보는 연구로 많이 사용되고 있어서, 이를 이용하여 갓 15 품종의 유연관계를 알아보았다. 또한, MITE는 매우 많은 copy 수를 가지고 있고, 유전적으로 안정적이기 때문에 유전체 및 진화 연구에 매우 적합한 재료이다. MITE를 이용한 갓의 품종구분 분자표지를 확인하기 위해 MITE super-families 중 Stowaway(BraSto) 관련 70점, Tourist(BraTo) 관련 79점, hAT(BrahAT) 관련 6점, Mutator(BraMu) 관련 5점으로 품종구분 표지를 알아보았다. 총 160점의 분자표지 중 32점이 갓 15 품종에서 뚜렷한 다형성을 보였다. 특히, 흑갓은 표현형뿐만 아니라 유전자형도 매우 다르게 나타났다. 또한 8점의 MITE 분자표지를 활용하여 47점의 유전자원에서 다형성 및 품종구분 표지로의 활용 가능성을 확인하였다. 이러한 다형성 표지들은 갓의 품종구분 및 품종 보호에 매우 유용하게 사용할 수 있을 것이라 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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