• 제목/요약/키워드: microspore embryo

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작약(芍藥)의 화분소포자(花粉小胞子)로부터 캘러스와 배(胚) 형성(形成) (Callus and Embryo Formation from Microspore Culture of Peony(Paeonia lactiflora Pall.))

  • 손재근;김경민;권용삼
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • 제12권
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    • pp.51-55
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    • 1994
  • 작약(芍藥)의 약(葯)으로부터 분리된 화분소포자(花粉小胞子)를 생장조절제가 첨가되지 않은 MS 배지에 배양하였을때 직접 배(胚)발생 과정을 거쳐서 소포자 유래의 배(胚)가 형성되었고, 1mg/l의 PAA가 첨가된 배지에서는 화분소포자 유래의 캘러스가 형성 되었으며 이들 캘러스를 생장조절제를 함유하지 않은 배지에 이식하였을 때 배양 7주 후에 배(胚)가 형성되었다.

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배추 유전자원의 소포자 유래 배 발생 효율에 미치는 배양 조건 구명 (Efficiency of microspore embryogenesis in Brassica rapa using different genotypes and culture conditions)

  • 서미숙;손성한;박범석;고호철;진민아
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제41권3호
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    • pp.116-122
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    • 2014
  • 다양한 형태적 특징을 가진 배추 유전자원의 소포자 배양을 통한 고정계통의 육성 및 효율적인 소포자 배 발생조건을 확립시키기 위하여 50종의 배추 유전자원을 대상으로 소포자 배양을 실시하여 30종에서 반수체배의 생산이 확인되었다. 소포자 배 발생률은 순무형인 IT135449에서 가장 높았고 일부 유지작물형(winter oil)에서는 배 발생이 관찰되지 않았다. 소포자 배양을 통한 다양한 배추 유전자원의 배 발생 효율의 증대를 위하여 유전자원 4종(IT135449, IT199710, IT212886, IT218043)을 대상으로 고온처리 기간에 따른 소포자 배 발생 효율을 확인한 결과, 3종에서는 $32^{\circ}C$에서 2일간 고온처리 할 경우 배 발생률이 가장 높았고 summer oil형 IT218043에서는 3일간 처리할 경우 가장 높은 배 발생률이 관찰되었다. 또한 소포자배의 식물체 재분화에 영향을 미치는 식물 생장조절제의 농도를 조사한 결과, 결구배추형인 IT199710에서는 NAA $0.5mg{\cdot}L^{-1}$과 BAP $1mg{\cdot}L^{-1}$를 첨가한 처리구에서 가장 높은 재분화율이 관찰되었으나 순무형인 IT135449와 청경채형 IT212886에서는 생장조절제 무처리구에서 가장 높은 재분화율이 관찰되었다. 소포자 배 유래 재분화 식물체들을 대상으로 배수성 검증을 실시한 결과 종자를 형성한 모든 식물이 자연배가를 통한 이배체 식물임이 확인되었다. 본 실험의 결과는 다양한 배추 유전자원의 소포자 배양효율 증진을 위해 이용될 수 있을 뿐 아니라 획득한 고정 계통은 이후 배추의 육종 및 유전자 기능 연구의 소재로 활용될 수 있을 것이다.

천궁의 종자불임에 관한 발생학적 특성 (Embryological Characteristics on Seed Sterility of Ligusticum chuanxiong Hoit.)

  • 박충헌;이만상;남궁승박;유홍섭;박희운
    • 한국약용작물학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.209-213
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    • 2004
  • 토천궁은 개화는 되지만 종자 결실이 이루어지지 않아 주로 종근이나 뇌두에 의해 번식하므로 번식율이 매우 저조한 특성이 있다. 따라서 이의 원인을 구명하고자 자웅배우체 형성과정과 자가수분을 통한 수정현상을 보기 위하여 조사하였던 바 그 결과는 다음과 같다. 토천궁은 대소포자에서 감수분열이 정상적으로 이루어지고 배낭형성에서 난장치는 50% 정도가 정상적으로 이루어지고, 화분형성에서는 90%이상이 잘 이루어졌다. 토천궁의 배낭은 주심조직의 세포가 작아 모든 기관분열에서 관찰하기가 어려웠고 특히 토천궁은 배낭 형성체가 난장치로 발달되는 꽃은 거의 없었으며 화분립은 일부가 형성 되었다.

깽깽이풀의 발생과 근연속간 비교 (Embryology of Jeffersonia dubia Baker et S. Moore (Berberidaceae) and comparison with allied genera)

  • ;허권
    • 식물분류학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.260-266
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    • 2012
  • 깽깽이풀의 발생학적 연구가 수행되었으며, 이를 매자나무과내의 근연속 들과 비교연구하였다. 깽깽이풀의 발생학적 특징은 4포약, basic type의 약벽형성, 2핵성의 glandular tapetum, 약벽 표피세포의 숙존, 내피층이 섬유상조직으로 발달, 판개형의 약 열개, 화분모세포의 연속형 세포질분열, 정사면체형 화분사분체, 약 열개시 화분은 2세포성, 양주피성, 도생배주, 후층성주심, 한개의 포원세포, 마디풀형 배낭형성, 성숙배낭은 타원형, 핵형 배유형성, 배 발생은 Onagrad 형태, 종자는 종의가 있고, 종피는 외종피외층형 등의 특징을 나타내었다. 매자나무과내의 다른 속들과 비교한 결과 깽깽이풀속은 융단세포의 핵수, 감수분열시 세포질의 분열패턴, 그리고 외종피외층의 두께 등에서 매자나무속이나 Mahonia속 보다는 삼지구엽초속과 Vancouveria 속에 좀 더 닮았다. 또한, 약벽형성 패턴, 융단세포의 핵수, 주심cap의 형성, 반족세포의 행동패턴등에서 한계령풀속과도 유사한 형질이 있었다. 그럼에도 불구하고, 한계령풀속은 다른 많은 발생형질과 분자 data에서 깽깽이풀속과는 다르다. 따라서 발생학적 증거들은 깽깽이풀속이 삼지구엽초속(Epimedium)과 Vancouveria 속에 가장 가까운 유연관계라는 것을 제시하고 있다.

STUDIES ON THE TISSUE CULTURE OF PANAX GINSENG

  • Harn C
    • 고려인삼학회:학술대회논문집
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    • 고려인삼학회 1974년도 학술대회지
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    • pp.9-22
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    • 1974
  • Unlike the tissue culture in animals and human being, in higher plants various parts of the plant are cultured for varied purposes, and they are named variously depending on which parts are used as explants or what purposes they are cultured for. Followings are some of the names of culture used frequently: organ culture, tissue culture, callus culture, single cell culture, meristem culture, mericlone culture, ovary culture, ovule culture, embryo culture, endosperm culture, anther culture, pollen culture, protoplast culture, etc.. As the names of the culture indicate, in some kinds of culture the explants used for culture are actually not tissues, but organs, single cells, or protoplasts. It seems, however, convenient to call all of the above-mentioned cultures grossly as tissue culture. Several kinds of tissue culture were attempted using Panax ginseng as material and some of the results were summarized below. 1. Callus culture After dormancy of the sed was broken, whole embryo or parts (hypocotyl, cotyledon and epicotyl) of partly grown embryo were cultured in the media supplemented with growth regulators. Rapid swelling occurred in a few weeks, but most of the swelling was observed only in the basal part of epicotyl, changes in the other parts of embryo appearing in much later stages. The swelling or increase in size, however, was resulted not from the divisions of cells, but from the mere expansion of cell. Real calli were formed about two months after inoculation of explants. Callus tissues developed from cortex, pith, and vascular bundle in the cases of hypo- and epicotyl, from mesophyl tissue in the case of cotyledon. Shoots developed more easily from cotyledons regardless of whether they are detached from or attached to the embryo proper. 2. Culture in the Knudson C medium When cotyledons, detached from or attached to the embryo proper, were cultured in the growth regulator-free Knudson C medium comprision only several kinds of mineral compounds and sucrose, shoot primordium or callus developed profusely and finally plantlets were produced directly from shoot primordium or indirectly through callus. In this medium epidermal cells as well as mesophyl cells of the cotyledon became meristematic and divided, changing into multinucleate cells or multicellular bodies, developing eventually into either shoot primordia or calli. 3. Anther culture Anthers were cultured in the media supplemented with various growth regulators applied singly or in combinations. Callus was formed mostly in the connective tissue of anther. Cells of anther wall layers changed in appearance, but no division occurred. Microspores of all stages in development were not changed, ruling out the possibility that microspore-originated callus might be formed. 4. Isolation of protoplast Protoplasts were isolated from young root, leaf, and epicotyl, using 0.7M D-mannitols as osmoticum and using macerozyme and cellulase respectively for maceration and digestion of the cell wall. Production in large number of naked intact protoplast was rather difficult as compared with other plant species. Fusion of protoplasts occurred infrequently mainly due to the fewer number of naked protoplasts in the solution.

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인삼의 종간잡종 Panax ginseng x P Quinquefoilium의 발생학적 연구 특히 결실불능의 원인에 관하여 (The embryological studies on the interspecific hybrid of ginseng plant (Panax ginseng x P. Quiuquefolium) with special references to the seed abortion)

  • 황종규
    • 한국작물학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.69-86
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    • 1969
  • 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.

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유채 잡종 1세대의 소포자 배양에 의한 배가반수체 집단 선발 및 지방산 조성 분석 (Production of doubled haploid population derived from the microspore culture of rapeseed (Brassica napus L.) F1 generation and analysis of fatty acid composition)

  • 이지은;박주현;김광수;안다희;차영록
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제49권1호
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    • pp.74-81
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    • 2022
  • 유채(Brassica napus)는 배추와 양배추의 자연 교잡에 의해 만들어진 이질사배체 작물(AACC, 2n = 38)로, 유채유를 생산하는 기름 작물이다. 본 연구에서는 올레산 함량이 높은 유채 EMS26 계통과 J8634-B-30 계통의 잡종 1세대 소포자를 이용하여 배양을 실시하였고, 재분화 식물체의 배수성을 검정하고 배가반수체 집단을 선발하여 C18 지방산 조성을 분석하였다. 먼저 꽃봉오리의 크기에 따른 소포자 발달 단계를 확인하였으며, 소포자 배 발생 효율이 높은 1핵기 말과 2핵기 발달 단계를 보이는 꽃봉오리 크기는 2.6 ~ 3.5 mm였다. 본 크기의 꽃봉오리만을 이용하여 소포자 배양을 실시하였으며, 배양 10일 후에 구형배와 심장형배가 관찰되었다. 소포자배는 캘러스를 형성하여 2차배로 발달하였으며, 이후 발달된 multilobe로부터 108 계통의 재분화 식물체를 획득하였다. 재분화된 식물체의 배수성은 4배체가 66.7% (72계통)로 다수였으며, 8배체는 27.8% (30계통), 그리고 2배체는 5.6% (6계통)로 확인되었다. 각 배수성에 따른 기공 세포의 크기는 4배체, 8배체, 2배체 각각 25.5 ㎛, 35.6 ㎛, 19.9 ㎛로 나타나, 배수성과 세포 크기는 정의 상관관계를 보였다. 이중 4배체 배가반수체 식물체 62계통을 선별하여 지방산 조성을 분석한 결과, 평균 올레산(C18:1) 함량은 72.3%, 리놀레산(C18:2) 11.8%, 리놀렌산(C18:3) 6.2%로 나타났다. 특히 올레산 함량이 가장 높은 계통은 DH22 계통으로 77.6%였으며, 리놀렌산 함량은 DH19계통에서 13.4%로 가장 높았다. 또한 모부본 보다 높은 올레산과 리놀렌산 함량을 보이는 계통은 각각 5개와 14개로 초월 분리(Transgressive segregation) 현상을 보였다. 이렇게 확보된 배가반수체 유전 집단은 유채의 불포화 지방산 생합성 기작 및 관련 유전자 탐색에 활용 가능하며, 올레산 함유량이 높은 계통들은 고품질 유채유 생산 품종 육종 소재로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

한계령풀의 생식기관 발생형태 (Embryology of Gymnospermium microrrhynchum (Berberidaceae))

  • ;신동용;허권
    • 식물분류학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.226-233
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    • 2010
  • 속간 계통유연관계 해석을 위한 정보를 제공하기 위하여 현재까지 연구되지 않은 한계령풀의 생식기관 발생학적 형태 연구가 수행되었다. 연구결과 한계령풀의 생식기관 형태는 매자나무과의 다른 속들과 비슷한 점이 많았다. 그럼에도 불구하고, 내주피 내강벽의 발달, 미분화 종피 구조 등과 같은 새로운 생식기관 특징들이 밝혀졌다. 지금까지 계통학적으로 한계령풀속은 매자나무과 내에서 꿩의다리아재비속이나 Leontice속에 가장 가깝다고 인정되고 있는데 이들이 같은 족에 분류되어 있는 것처럼 분자계통학적 유사성과 더불어 많은 형태적인 특징들도 공유하고 있었다. 한계령풀은 기본형의 약벽형성, 분비형 융단세포, 화분모세포의 연속형 세포질분열, 약 열개시 2세포성 성숙화분, 도생배주, 후층성주심, nucellar cap의 발달, 내주피 내강벽의 형성, 마디풀형 배낭형성, 핵형 배유형성, 미분화 종피 패턴 등의 특징을 나타내었다. 과내 Nandina속과의 비교에서는 약의 열개 패턴, 소포자의 세포질 분열패턴, 종자 형태, 종피 유형 등 많은 형태적 특징에서 차이가 있었다. 비록 이 연구에서 근연속인 꿩의다리아재비속이나 Leontice속의 생식기관 정보를 충분히 이용할 수는 없었지만, 한계령풀속은 종자와 종피 형태를 근거로 매자나무과내에서 꿩의다리아재비속과 Leontice속에 가장 가까운 유연관계임을 추론할 수 있었다.

메밀의 이형예현상과 수정력 발생학적 특징에 관한 연구 (Studies on Heterostylism, Fertility, and Embryological Characteristics in Buckwheat. Fagopyrum esculentum)

  • 이만상
    • 한국작물학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.129-142
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    • 1986
  • 메밀의 지방재래종 55계통을 수집하여 춘파 및 하파재배후 개화한 다음 장ㆍ단주화의 분리비 또는 수정력, 대소포자모세포감수분열, 자웅배우체영성과정, 난장치 등을 조사하고 또한 상호인공교배하여 수정력, 수정현상, 원배형성 등을 비교, 조사하였던바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 해안지, 산간지, 평야지의 지역별 장ㆍ단주화 분리비는 큰 차는 없었으나, 평야지가 해안지나 산간지보다 불규칙하였다. 2. 계절별 장ㆍ단주화 분리비는 춘파재배는 불규칙하였으나 하파재배는 1:1로 분리하였다. 3. 양친의 화형에 따른 장ㆍ단주화 분리비는 양친화형에 관계없이 춘파재배는 단주화비율이 현저히 높았으나 하파재배는 1:1로 분리를 하였다. 4. 인공적법수분에 의한 결실율은 춘파재배 (약30%) 보다 하파재배(59∼61% ) 가 현저히 높았고, 부적법수분에서는 춘파재배에서만 0.8∼1.8 % 결실되었다. 5. 하파재배에서 개화시기별 인공적법수분에서 결실율은 초기>중기>말기순으로 높았다. 6. 장ㆍ단기별 주당입수와 입중은 입의 크기에 관계없이 장주화<단주화였고, 1,000입중은 대입종이 장주화>단주화, 중소입종은 장주화>단주화이였다. 7. 정상대소포자형성율은 춘파재배보다 하파재배가 현저히 높았다. 8. 배주는 직생배주이며 2개의 극핵은 개화전에 융합핵으로 되 었다. 9. 화분은 수분후 30분이면 주두에서 발아, 신장하고, 1.5∼2시간이면 주공내에 진입하며, 2∼3시간이면 극핵과 정핵이, 3∼5시간이면 알세포와 정핵이 수정이 되는데 가을보다 여름이 빠르다. 10. 수정란은 합점측의 상단세포와 주공측의 하단세포로 분열되는데 수분후 15∼24시간이 소요되며, 여름이 가을보다 빠르다. 11. 수분후 7-8일 이면 원배는 배로 형성되기 시작하여 15일 이면 완전한 배를 형성한다.

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인삼식물의 종자발육 과정에 있어서의 생리화학적 연구 (Studies on the Physiological Chemistry of Seed Development in Ginseng Seed)

  • 양희천
    • 한국작물학회지
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    • 제17권
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    • pp.115-133
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    • 1974
  • 인삼 종자의 결실과 최아과정중에서 일어나는 물질대사의 기본적 소인을 알고저 화기형성초기로부터 개화기까지, 결실초기부터 홍숙기까지, 그리고 최아과정중 화학성분의 변화를 추구하였다. 1. 화뢰에서는 감수분열기 이전까지 신선중, 건물중, 회수화물, 질소화합물의 변동은 그리 크지 않으며 TCA가용성인, 특히 유기태인의 증가와 현저하였다. 2. 감수분열기로부터 소포자기에 이르는 기간 동안 신선중, 건물중이 급격히 증가되고 전질소량이 증가하는데 불용성 질소구분은 이 시기부터 그 량이 늘어나 단백질이 합성되는 것을 의미하고 있으며 불용성 질소가 전질소의 62∼70%를 차지하고 있다. 또한 가용성 당분이 급격하게 증가되어 환원당, 비환원당이 모두 증가하나 전분의 증가는 볼 수 없고, 전인에 대한 TCA가용성인이 85.4%, TCA불용성인이 14.6%로 화뢰성장중 각각 최고, 최소치를 나타내고 있다. 3. 화분성숙기 이후와 개화기에서 특히 건물중의 증가가 현저하고 불용성질소도 계속 증가되어 총질소의 67%에 이른다. 또한 두드러진 유기태인의 저하와 갑작스런 조전분의 증가를 볼 수 있고 무기태인량이 유기태 인량을 능가하게 된다. 4. 결실기부터 홍열기까지에 있어서는 신선중량의 90%가 결실 후 3주간에 증가하는데, 1) 전질소량은 7배로 증가되었고 성숙되어 갈수록 전질소에 대한 불용성질소의 량이 커져서 65%에서 80%이상으로 상승되고 한편 가용성질소의 비율은 35%에서 20%이하로 저하되었다. 2) 전인산량도 8배로 증가되는데 홍숙이 시작되는 시기에 최고에 이르고 이때에 전인산에 대한 TCA가용성인의 비율도 가장 커서 90%에 이른다. 유기태인도 홍숙이 시작될 때까지 29배나 증가되며 지질태인, 핵산태인, 단백태인이 모두 증가되고 있다. 3) 회수화물의 증가는 신선중의 증가와 유사한데결실한지 3주 후에 최고량에 달하고 그 후는 사실상 증가하지 않으며 가용성당도 3주 후에 최고에 달했다가 일시 감소하며 홍숙기에 약간 증가하나 먼저 수준에는 이르지 못하며 조전분은 점차 증가되어 홍숙되기 일주 전에 최고량에 달하나 전 건물량의 2.36% 밖에 되지 못한다. 회수화물중 가용성당이 차지하는 비율이 훨씬 크며 완숙기에서는 가용성당분중 약80% 이상의 비환원당으로 되어 있어 인삼 종자의 주요 회수화물을 이루고 있다. 4) 한편 완숙된 종자의 배란중에는 60% 이상의 지방을 함유하고 있어 인삼 종자의 저장물질은 단백질이나 회수화물이기 보다는 주로 지방이다. 5. 최아조작중에는 배가 11월중순의 파종기까지 4.2∼4.7mm로 발육하며 충분히 흡수하여 50∼60%에 이르고, 저장지방, 단백질, 전분이 가수분해하여 가용화되고 당분, 무기태인, 인지질, 핵산태인, 단백태인과 가용성질소의 증가를 보이고 있어 세포내용물의 전이가 일어나 발아에 필요한 물질을 축적하고 있다.

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