본 연구는 충매화인 백합나무의 구조적 생리적 특성을 활용하여 인공교배 시 교배봉투 설치 과정의 생략이 가능한지 여부를 판단하기 위해 수행되었다. 이를 위해 1) 자연 상태(open-pollination)의 비교구, 2) 생식기관(꽃잎, 수술)을 제거하지 않고 교배봉투만 설치(self-pollination), 3) 생식기관만 제거하고 방치, 4) 생식기관 제거 및 인공수분을 실시 후 교배봉투 설치, 5) 생식기관 제거 및 인공수분 실시 후 교배봉투를 씌우지 않는 5 가지의 교배처리를 하였다. 시험결과, 생식기관을 제거하지 않고 교배봉투만 설치한 2번 처리구에서는 충실종자가 전혀 만들어지지 않아 자연 상태에서 자가수분에 의해 종자가 결실될 확률은 매우 낮은 것으로 보인다. 생식기관만 제거하고 교배봉투를 씌우지 않은 3번 처리구의 충실종자 결실률은 0.2%로 통상적인 대규모 인공교배 시의 발생하는 오차수준 보다 매우 낮은 미미한 수준이었다. 생식기관을 제거하고 인공수분을 실시한 후 교배봉투를 씌운 4번 처리구와 씌우지 않은 5번 처리구 종자 충실률은 각각 27.9%와 24.0%로 나타나 인공수분 후 교배봉투를 씌우지 않아도 외부 화분의 유입에 의한 종자 결실률의 증가는 없는 것으로 보인다. 이상의 결과를 종합해 보면 백합나무에서는 대규모 인공교배 시 인공수분 후 교배봉투를 씌우는 과정을 생략해도 큰 무리가 없을 것으로 생각된다.
뒤영벌 인공수정기를 본 연구에서 처음으로 개발하였다. 개발된 뒤영벌 인공수정기는 자리잡기용관, 이송용관, 고정관, 머리받침대, 생식기 탐침기 등으로 구성되어 있으며, 여왕벌의 인공수정에 따른 스트레스 및 생식기의 손상을 최소화하도록 고안되었다. 특히 인공수정기의 조정핸들은 지렛대 원리를 이용하여 미세하고, 정확하고, 신속하게 조작할 수 있다. 본 인공수정기를 이용하여 인공수정 시 수정 성공률은 90% 이상이었다. 따라서 이 인공수정기는 우량형질의 뒤영벌 육종 및 보존에 효율적으로 이용되어질 수 있을 것이다.
진주조개(Pinctada fucata martensii)는 일본의 남부지역에만 분포하는 종으로 양질의 진주를 생산하는 주된 양식 대상종이다. 우리나라에서는 1960년대 일본으로부터 이식하여 양식하고 있으나, 자연채묘에 의한 종묘 수급에 어려움을 겪고 있다. 이러한 어려움을 해결하기 위해서는 인공 종묘생산이 이루어져야 하며, 이의 확립을 위해서는 건강하고 우량형질을 지닌 어미와 함께 원활한 유생의 공급이 필요하다. 그 한가지 방법으로서 발생배의 대량 냉동보존을 들 수 있는데, 만일 진주조개 배우자의 냉동보존 기술이 확립된다면, 연중 인공 종묘생산과 선발육종이 가능해지고 우량종의 유전자를 보존할 수 있게 된다. (중략)
가무락조개, Cyclina sinensi(Gmelin)는 백합과에 속하는 식용 이매패로서 한국, 중국, 일본의 연안에 분포한다. 특히, 우리나라에서는 서ㆍ남해안 해역의 니질에 서식하며(Yoo, 1976), 지금까지 가무락조개에 관한 연구ㆍ조사는 일본 히로시마산 가무락조개의 초기발생(Haragaki, 1966)과 한국산 가무락조개의 인공산란유발ㆍ인공수정 및 성장(Choi, 1971; Choi and Song, 1973; Choi, 1975), 생식주기(Lee and Cho, 1985) 등이 정성분석으로 보고되어 있을 뿐 정량적 분석에 의한 정확한 산란기 등이 제대로 밝혀져 있지 않은 실정이다. (중략)
이 연구에서는 인공 염색체 절단의 유발원인 제부라린을 두 종류의 Leymus 염색체가 첨가된 이중 일가 외래 염색체 첨가 밀 계통의 생식세포 분열기에 처리함으로써 인공 염색체 절단이 상동성이 결여된 외래 염색체 사이의 염색체 조합에 미치는 영향을 확인하고자 수행하였다. 밀의 유전적 배경에서 두 외래 염색체의 행동은 genomic in situ hybridization을 이용하여 확인하였다. 결과적으로 생식세포분열 전기 초반에 인공 염색체 절단은 두 외래 염색체의 핵형 차이인 말단의 이질염색질을 제외한 전장에서 발생하였으며, 그로 인하여 염색체 융합이 이루어져 이가 외래 염색체의 형태가 형성되는 것을 확인하였다. 이처럼 제부라린 처리에 의한 인공 염색체 절단이 체세포분열(mitosis) 염색체뿐만 아니라 생식세포분열 염색체에 염색체 접합과 유사한 현상을 유발시키는 것을 확인하였으며, 이를 통하여 상동성을 엄격하게 조절하는 Ph1 유전자를 가지고 있는 밀의 유전적 배경에서 동조 또는 비상동 관계에 있는 염색체 사이에서 염색체 결합이 이룰 수 있는 것을 확인하였다. 반면, 인공 염색체 절단은 두 외래 염색체의 소실과 일반적인 이가 염색체의 형태가 아닌 비정상적인 형태의 외래 이가 염색체도 유발하는 것을 확인하였다. 이러한 현상은 보통 형태와 유사한 이가 외래 염색체가 형성되었음에도 불구하고 생식세포 분열의 사분자의 포자에 자매염색분체의 분포 비율에 부정적인 영향을 미침으로써 염색체 조합의 빈도를 나타내는 상동성 지수에 유의미한 차이를 나타내지 못했다. 따라서 인공 염색체 절단에 의한 염색체 결합의 빈도와 발생부위에 대한 조절을 작물학적 관점에서 이용하려면 앞으로 지속적인 염색체 연구를 바탕으로 좀 더 구체적이고 세밀한 제부라린의 투여량, 처리시간 및 처리방법에 대한 연구가 필요할 것으로 생각한다.
작물의 생육시기별 산성비에 대한 내성과 피해양상을 알기 위하여 벼, 콩, 고추 3개 작물을 영양생장기-수확기 또는 생식생장기-수확기에 pH2.7의 인공산성비를 10mm씩 2일 간격으로 처리한 후 작물의 생육, 수량 및 수량구성요소, 작물의 피해양상, 식물체 중 엽록소, 질소, 황 등을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 인공산성비에 대한 잎의 가시적 피해는 벼 < 고추 < 콩의 순으로 컸으며, 생식생장기-수확기 처리보다 영양생장기-수확기 처리에서 피해가 더 심했다. 피해증상은 벼는 갈색반점, 콩은 황화현상과 갈색반점, 고추는 작은 갈색반점이나 구멍이 생겼다. 2. 생식생장기에 조사한 벼, 콩, 고추의 엽록소 함량은 모두 pH 2.7 인공산성비의 영양생장기-수확기 처리 < 생식생장기-수확기 처리 < 무처리 순으로 높았으나 광합성 능력은 차이가 없었다. 3. 질소 함량은 벼에서는 인공산성비 처리간에 차이가 없었으나 콩과 고추에서는 영양생장기-수확기 처리에서 생식생장기-수확기 처리 혹은 무처리보다 질소 함량과 흡수량이 많았다. 4. 황 함량은 벼, 콩, 고추에서 모두 차이가 없었으나 흡수량은 벼 와 콩에서는 인공산성비 처리 기간이 길수록 많았다. 5. 벼와 콩의 수량은 pH 2.7 인공산성비의 영향을 받지 않았지만 벼는 영양생장기-수확기 처리에서 임실률, 등숙률, 1,000립중이 감소하였다. 고추는 주당 과실수와 과중의 감소로 수량은 영양생장기-수확기 처리 < 생식생장기-수확기처리 < 무처리 순으로 높았다. 6. 인공산성비를 개화기에 1회 처리할 때 벼는 pH2.3이하에서 영화에 갈색반점이 생기며, 콩과 고추는 각각 pH 1.7 및 2.0에서 꽃잎은 시드나 과실은 생장하였다. 인공산성비의 pH가 2.6에서 1.7까지 낮아질 때 콩은 협당립수가 감소하였으나 벼의 임실률과 고추의 착과율은 영향을 받지 않았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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