종자 활력증진을 위한 Priming 기술 이용 < 산림생물연구

- 자의 활력검정 방법에 대해 알아보았던 9월 웹진에 이어 이번 10월 웹진에서는 종자 활력증진을 위한 priming 기술 이용에 대해 소개하고자 한다. 종자 Priming은 종자가 발아하는데 필요한 수분보다 낮은 수분을 흡수시켜 내적으로 발아에 필요한 생리적인 단계를 진전시키는 기술로 발아촉진, 발아율향상, 균일한 발아를 유도할 수 있는 장점을 가지고 있다. 최근 미국, 유럽 등지에서는 종자 활력기술인 Priming 기술을 이용하고 있는데, 이는 파종하기 전에 채소나 화훼 등의 종자를 발아하기에는 부족하나 생리적으로 발아준비 상태가 되도록 적정량의 수분을 흡수시켜 발아과정을 진전시킨 후 건조하였다가 파종하면 포지에서 입모율이 높고 출아속도가 빠르며 출아가 균일하게 된다. 그러나 일반적으로 주로 값이 비싼 원예작물 종자에서 주로 이용한다.
  
  1) 수분의 흡수(Phase of water uptake)
  
  흡수된 물은 세포를 팽창시키고 나아가 종자의 전체 부피가 커지며 종피는 더 많은 효소와 이산화탄소가 유통할 수 있도록 한다. 즉, 종자가 부풀어 커짐에 따라 종피가 파열이 되고 물이나 가스의 흡수가 더욱 가속화 되며 나아가 배의 생장점이 나타나기 시작한다.
  
  2) 생리적인 활성 및 발아(Phase of physiological activation or germination)
  
  흡수된 수분을 이용하여 생화학적인 활성을 일으키는 단계로서 효소가 활성을 띠어 저장조직을 분해하고 자엽이나 배유의 저장조직에서 영양분을 생장점으로 전류시켜 새로운 성분을 합성하는 화학반응을 일으킨다.
  
  3) 생육단계(Phase of growth)
  
  발아를 한 이후 유아와 유근이 출현하게 되며 세포의 신장에 의해서 생육이 진행이 되며 수분함량이 급격히 증가한다.
  
  위의 그림에서 보면 빨간색 곡선이 정상종자가 발아하는 과정을 나타낸 그림으로서 발아과정의 3단계가 명확하게 구분이 된다. 주황색 곡선이 priming 처리를 나타낸 그림으로서 낮은 water potential에서 종자처리를 하여 발아의 3단계 중 2단계에서 3단계로 넘어가지 않는 상태에서 정지시킴으로서 그림의 X축에서 1과 2단계 까지의 소모되는 시간을 단축시키게 되는 것이다. 만약 priming처리 후 종자를 건조시키게 되면 X축에서 2단계의 시간을 단축시키게 되고 건조시키지 않고 즉시 파종한다면 1과 2단계 의 시간을 단축시킬 수 있게 되는 것이다.
  
  종자에 있어서 가장 중요한 발아제는 종피의 삼투성 및 산소투과성, Phytochrome과 발아억제물질의 존재, 배의 생리적 불안정 등에 연관된 휴면, 종자의 충실도 등에 크게 영향을 받는다. 이러한 요인들을 제거, 타파 및 억제시키기 위하여 생장조절물질 및 무기물질 등을 종자에 인위적으로 처리하는데, 이러한 물질들을 종자 내로 이동시켜 그 효과를 추구하는 것이 종자처리의 일반적인 목표라 할 수 있다. 이러한 종자처리의 목적은 식물생장의 최적조건에서는 물론 불량한 환경조건과 종자의 내적요인에 의한 장해 등을 극복시켜 발아율 향상, 발아시간 단축, 규격묘 획득 및 수량지수를 향상시키는데 있다. 종자처리 방법은 몇몇 연구자에 의해 부분적인 발전에 기여 하였으나 아직까지 효율적인 방법과 일반화된 자료는 부족한 실정이다. 어떤 종자처리를 했을 때 그 효과가 포지 또는 자생지 조건까지 연장되어야 하고 종자퇴화를 막아야 하며, 종자처리에 사용되는 물질이 환경에 대한 적응성과 저렴한 가격으로 이용될 수 있는 경제성이 있어야 한다. 그리고 종자처리 과정 중 종자에 상처를 주지 않고 대량처리가 기능한 시설의 개발이 요구되며, 처리된 종자의 상업적 이용을 위해서는 처리 후 장기저장 기술의 개발이 뒤따라야 될 것이다. 특히 종자 발아특성 연구가 제대로 이루어지지 않은 산림식물 및 야생화 종자의 경우 이러한 Priming 기술은 증식분야에 유용하게 이용할 수 있는 기술이 될 것이다. 이러한 야생화 종자처리 방법의 체계가 확립되면 종묘산업은 물론 유전자원의 보존에도 큰 전환점이 마련될 것이다.