Pieris rapae의 휴면 유도 및 타파기작을 알아보기 위하여 비휴면기 유충과 휴면중인 번데기에 20-HE과 JH을 처리하여 변화를 관찰하는 한편, 체내의 각 호르몬의 농도도 측정하여 보았다. 비휴면기의 종령유충초기에 20-HE과 JH을 주입한 결과 어느 경우에도 휴면이 유도되지 않았다. Pre-diapausing 종령 유충에서는 20-HE 농도가 매우 낮았으며, 비휴면기용 2일의 20-HE peak가 휴면기에서는 나타나지 않았다. JH-I의 농도는 두 시기에 있어 뚜려한 차이가 없었다. 휴면중인 번데기의 초기와 말기에 20-HE, JH-I, JH-III을 주입한 결과 0.1-0.5 $\mu$g의 20-HE에 의해 휴면이 타파되었으나, JH-I과 JH-III에 의한 휴면 타파는 일어나지 않았다. 위의 결과로 배추흰나비의 휴면은 20-HE 농도가 저하됨으로 인해 유도되며, 휴면이 진행되는 동안 20-HE 농도가 점진적으로 증가하여 휴면이 타파되는 것으로 생각된다.
와편모조류의 대부분은 생존에 불리한 환경조건이 되면 저질에 침적되어 휴면포자의 형태로 휴면시기를 보내다가 온도, 광, 산소, 영양염 등의 환경요인 변동과 내재적 주기에 의해 발아가 유도된다. 이러한 휴면포자는 "개체군 씨앗 "으로서 지역적 적조발생의 잠재력이 되는 것으로 시사되어 왔다. (중략)어 왔다. (중략)
수원 지방에서 조명나방(Ostrinia furnacalis)(나비목: 포충나방과) 성충 발생횟수와 유충 휴면이 유도되는 시기를 분석하였다. 성충은 일년에 3회 발생 하였는데, 1화기는 5월 초부터 7월 초까지, 2화기는 7월 초중순부터 8월 초중순까지, 3화기는 8월 중순부터 10월까지이었다. 7월말부터 8월 중순 사이에 갓부화 유충을 야외에서 사육하기 시작하였을 때, 그 해와 이듬해 용화한 개체들이 같이 발생하였다. 이후 사육된 집단에서는 모두 월동 유충들만 출현하였다. 야외에서 7월과 8월 중 채집된 유충들에서는 월동하거나 월동하지 않는 개체들이 같이 발생하였고, 이후 채집된 개체들에서는 모두 월동하는 개체들만 나타났다. 이 결과들은 수원에서 조명나방은 연중 2세대와 3세대를 경과하는 개체들이 같이 발생하는 복합 생활사를 갖는 것을 보였다. 실험실에서, 조명나방 유충을 영기별로 탈피 직후(9시간 이내)에 휴면유도 조건(11:13 시간 = 명:암 광주기, 20℃)에 처음 처리하였을 때, 거의 모든 유충들에서 휴면이 유도되었다. 유사한 처리를 5령으로 탈피한 유충 나이별로 적용하였을 때, 5령 3일과 4일 나이의 유충에 대한 처리에서는 휴면유도율이 감소하였다. 한편 알에서 갓 부화했을 때부터 휴면유도 조건에서 사육하던 유충들을 3령, 4령, 5령 탈피 직후에 비휴면 조건으로 옮겼을 때, 거의 대부분의 유충들은 휴면에 유도되지 않았다. 그 결과로부터 5령 초기 나이의 유충들이 휴면유도 자극에 반응하는 최종 단계라고 추정되었다. 비휴면 유충들에 비해, 휴면이 유도된 유충들에서는 혈림프 내 트레할로스 함량이 증가하였고, 몸체 과냉각점이 낮아졌다.
포도 시설재배시 년 2기작 재배를 하려면 가장 문제가 되는 것이 여름의 휴면타파에 의한 2차 생장의 유도이다. 본 연구에서는 근권환경조절에 의하여 토양수분조절과 휴면타파제 처리에 의하여 발아율을 높이기 위한 연구를 수행하였다. 근권수분조절에 의하여 신초의 등숙을 7, 8월에 유도할 수 있었다. 근권환경조절에 의하여 1차 생장은 일반 시설재배의 신초생육과 차이가 없었다. 2기작 재배를 위한 휴면타파 처리제는 시아나미드화합물에 메리트청을 혼합한 구가 75% 이상의 높은 발아율을 나타내었다. 신초 등숙 유도를 위한 수분중단구가 수분공급구 보다 발아율이 높았다. 결실 신초율은 처리간 타이가 없었으나 신초발아 시기가 균일하지 않았다.
투구꽃속(Aconitum L.)은 미나리아재비과(Ranunculaceae)의 가장 큰 속(Genus) 중 하나로 300-400 여종(Species)이 북반구 온대지역에 분포한다(Tamura, 1993). 둥근 투구모양의 꽃받침이 특징적이며, aconitine과 같은 알칼로이드 성분을 함유하고 있어 전통적으로 약용소재로서 활용되었다(Khorana, 1968). 세뿔투구꽃(Aconitum austrokoreense Koidz.)은 한국 경상도, 전라남도에만 국지적으로 자라는 한국 특산식물이자, IUCN에서 CR(Critical Endangered) 등급으로 지정된 희귀식물이다. 이 종은 다년생이지만, 서식지에서 개체수가 적거나 유묘의 발견이 어려운 등 자생지 축소 및 절멸의 우려가 높다. 세뿔투구꽃을 보호하고 종을 보존하기 위해서는 종자 발아 · 휴면에 대한 지속적 연구와 종자번식법의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 세뿔투구꽃의 종자의 휴면유형을 분석하고 호르몬에 의해 휴면타파를 유도하였으며, 특히 발아 2단계에서 일어나는 생리적 변화를 단백질체학적 관점에서 분석하였다. 세뿔투구꽃 종자는 미발달된 배를 가지고 있으며, 충분한 수분과 온도의 조건에서도 발아가 관찰되지 않아 형태 · 생리적 휴면으로 판단되었다. 종자는 BAP 처리에서 휴면이 타파되는 것을 확인하였으며, 특히 BAP 농도에 따른 발아율은 통계적으로 유의한 값을 가졌다 (F=23.208, P<0.01). 건조된 종자에 비해 BAP 처리된 종자는 발아 2단계에서 몇가지 단백질의 증가가 관찰되었다. 대부분의 종자는 30S ribosomal protein subunit으로, 휴면상태에서 발아상태로 변환이 일루어지는 생리적 변화의 증거로 확인된다. 특히 발아2단계를 지나는 세뿔투구꽃 종자에서는 cytochrome subunit과 photosystem II protein의 급격한 증가가 관찰되었는데, 이는 배아의 발달 결과인 자엽이 발아 즉시 광합성이 가능하도록 준비하는 과정에서 발현 된 것으로 추정한다. 본 연구는 발아2단계에서 휴면타파에 직접적인 영향을 미치는 요인을 발견하지 못하였으나, 휴면타파에 중요한 단계인 발아 2단계 종자의 생리학적 변화를 이해하기 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것이다.
머위 유엽의 조기생산 가능성을 구명코자 근주의 정식시기, ABA 함량과 휴면과의 관계에 대해서 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 자연환경 조건하에서 근주의 휴면은 10월 상순경부터 시작되어 11월 중순경에 가장 깊었으며, 그 후 서서히 타파되기 시작하여 12월 하순경 이후에는 안전히 각성됨을 알 수 있었고, 이 기간의 5$^{\circ}C$ 이하 저온누적시간은 900시간 정도이다. 이는 근주의 휴면이 타파되기 위해서는 반드시 저온이 요구됨을 의미한다. 근주의 생육시기별 ABA 함량은 머위의 생육성기인 4월부터 9월까지는 ABA가 전혀 존재하지 않았는데 이는 휴면기간 동안 다른 저장양분과 함께 근주내에 존재하던 ABA가 맹아와 함께 지상부로 이동되었기 때문이며, 반대로 10월부터 ABA가 근주내에 존재하기 시작한 것은 외기기온의 하강과 더불어 지상부가 고사되면서 지상부에 존재하던 ABA가 근주로 이동되었기 때문인 것으로 사료된다. 따라서, 식물체내에서 생육을 억제하고 휴면을 유도하는 물질로 알려진 ABA는 머위 근주의 휴면과 밀접한 관계가 있는 것으로 판단되었다.
돼지풀(Ambrosia artemisiifolia var. elatior D/sub ESCOURTILS/)종자의 발아를 유발시키는 몇가지 환경요인의 영향을 조사한 결과는 다음과 같다. 종자의 휴면은 온도와 토양함수량이 적절하면 채종직후에도 일부분 타파되었고, 주야의 변온(30/20℃)이 휴면타파에 효과적이었다. 온도에 따른 발아율은 12℃∼32℃의 온도처리구에서 모두 발아가 이루어졌고, 발아에 필요한 최적온도는 24℃였다. (P<0.01). 토양함수량의 영향은 30% 처리구에서 증가하기 시작하여 60% 처리구에서 최대치를 나타내고 (P<0.05) 80% 처리구에서 다시 감소하는 경향을 나타내었으며, 토양함수량 7% 처리구에서는 전혀 발아가 이루어지지 않았다. 온도에 대한 광의 영향은 24℃의 온도 처리구에서 광처리시와 암처리시 가장 높은 발아율을 나타내었고, 광의 존재유무에 따른 발아율의 차이는 뚜렷하지 않았다. (P>0.05). 채종시기간에는 9개월 저장기간의 어떤 시기에도 종자의 발아에 특별한 영향을 나타내지 않았다. (P>0.05). 온도상승구(IT)에서 돼지풀종자는 16℃에서 발아하기 시작하였고 온도가 상승함에 따라 발아율이 점차 증가하여 최종발아율은 99.34%에 이르렀다. 반면에 온도하강구(DT)에서는 20℃에서 처음발아가 시작되었으며(1.34℃)에서 5.34%의 최종발아율을 나타내었고, 온도가 하강함에 따라 2차 휴면이 유도되었다. 저온에 의한 종자의 휴면타파가 고온에 의한 휴면타파보다 더 많이 유도되어, 돼지풀 종자는 늦가을에도 발아가 이루어지나 그 다음해 봄에 대부분의 종자발아가 이루어질 것으로 생각되어진다. 이와 같은 돼지풀종자들 내의 발아습성의 변이가 다양한 환경변화에 대해 자신의 생존과 자손의 번식을 위한 생리적·생태적 전략임을 알 수 있었다.
휴면(성)란을 수종의 유기용매에 침적처리 후 휴면개시의 조지 및 휴면타파에 관한 이들 용매의 효과를 조사.검토했다. 잠란의 침적처리에 사용한 유기용매 중 메칠알콜과 벤젠은 휴면개시를 조지하여 배자발육을 지속시키는데 효과적이었으나 클로로포름 및 클로로포름-메칠알콜(2:1)의 혼합용액은 무효했다. 특히 메칠알콜이 유효하여, 산란후 5시간이 경과(5시간령)한 금추$\times$종화의 잠란을 메칠알콜에 2분, 5분, 10분간 침적처리하면 약 70~80%가 부화했고, 20시간령란에서는 약 10%의 부화잠이 얻어졌다. 이러한 메칠알콜의 효과는 휴면개시 이전의 잠란에서만 확인되었고, 휴면초기인 2일령, 3일령 및 6일령의 잠란에서는 유기용매의 종류 및 침적 처리 시간의 장단에 불구하고 부화잠 및 최청사란은 출현하지 않았다. 휴면성에 미치는 유기용매의 효과에 이 같은 시기의존성이 있는 것으로 휴면의 개시와 각성은 각기 다른 기구에 의해 유도되는 것으로 생각된다. 또한 메칠알콜에 의해 추출되는 잠란의 지질 성분의 종류 및 양, 그리고 현재까지 알려져 있는 휴면성과 난각의 연속성 등으로 보아 휴면개시를 조지하는 메칠알콜의 시용부위는 난각일 것으로 추찰된다.
잡초종자(雜草種子)의 휴면(休眠)은 불량(不良)한 외부환경(環境)에 대한 방어(防禦) 기작으로 잡초(雜草)의 불균일(不均一)한 발아(發芽)를 유도하여 잡초방제(雜草防除)의 어려움을 초래하므로 잡초(雜草)의 휴면(休眠)에 대한 연구(硏究)는 제초제(除草劑)의 사용면에서도 중요하다. 잡초(雜草)의 휴면(休眠)은 종(種)에 따라 여러가지 다른 원인이 작용한다. 잡초(雜草)의 휴면(休眠)의 원인을 밝히기 위하여 여러가지 휴면타파처리(休眠打破處理)를 실시한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 우리나라의 주요잡초(主要雜草)에 속하는 54종(種) 중 20종(種)의 잡초(雜草)가 휴면(休眠)이 있는것으로 나타났으며, 화본과(禾本科)와 마디풀과(科)에 속하는 것이 많았다. 2. 여러가지 물리적(物理的), 화학적(化學的) 처리(處理)에 대한 휴면종(休眠種)들의 반응은 서로 상리(相異)하게 나타났으나 층적처리(層積處理)에 의하여 휴면(休眠)의 타파(打破)가 가장 크게 일어났다. 3. 대부분의 경우 항온(恒溫) 보다는 변온조건(變溫條件)이 휴면타파(休眠打破)에 효과적이었으며, 변온(變溫)은 발아(發芽)촉진에 있어서 다른처리(處理)와의 상승작용(上昇作用)을 나타냈다. 4. ${\alpha}-amylase$와 가용성(可溶性) 단백질함양(蛋白質含量)은 휴면종자(休眠種子)의 발아률(發芽率)이 증가함에 따라 높아지는 경향이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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