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립수목원에도 어느덧 가을이 다가왔다. 싱그러운 봄과 무더운 여름내 곳곳에서 피어있던 꽃들은 지고 이제 대부분 열매가 무르익고 있다. 식물의 열매에는 한 개에서 수개의 종자(Seed)가 들어있는데, 종자는 어린 식물체가 될 배 (Embryo)와 저장양분인 배유(Endosperm) 및 이들을 보호하는 종피로 구성되어 있다. 종자는 완전히 성숙한 후에는 휴면상태에 들어가는데, 휴면의 깊이와 유형에는 종마다 다양한 차이가 있다. 휴면의 요인에는 각종 호르몬이나 배의 생장저하 등의 복잡한 요인이 관여하는데, 종에 따라서는 묘하게도 종자 내부의 배와 배유를 보호해주는 종피에 의해서 발아하지 못하고 기나긴 휴면에 들어가기도 한다.
8월 웹진에서 소개하였 듯 산딸기속의 종자는 대표적인 종피(Seed coat)에 의한 휴면유형을 갖고있다. 산딸기속 종자의 단면을 해부학적으로 살펴보면 종피는 세 개의 층(외종피(Exotesta), 중간종피(Mesotesta), 내종피(Endotesta))으로 구분되어 있으며 350~400μm정도 두께로 종자의 크기가 2000~2500μm인것에 비교해 매우 두꺼운 편이다. 견고한 조직의 종피는 종자내부를 단단히 보호하고 있어, 수분의 침투는 거의 불가능 하다. 또한 주공(Microphyl)을 통한 물의 흡수가 매우 느리기 때문에 배가 완전히 성장하여 싹을 틔우는데 수 일이 소요된다.
산딸기속 종자와 같이 종피에 의한 종자의 휴면유형을 물리적 휴면(Physical dormancy) 으로 구분한다. 물리적 휴면유형을 갖는 종자의 발아를 위해서는 인위적으로 상처를 주거나, 황산(H2SO4)등의 화학물질을 처리해 종피를 녹여주는 등의 종피 파상처리(Scarification) 방법이 이용되며, 세계적으로 많은 연구결과에서 산딸기속 종자의 발아에는 황산처리법이 효율적 인 것으로 확인되었다.
우리나라의 산딸기속 종자를 대상으로 한 국립 수목원 식물종자보전연구실의 연구결과 역시 황산처리가 매우 효과적으로 확인되었다. 황산을 이용한 종자 발아유도는 일반적인 발아와 양상이 조금 다르게 나타나는데, 주공을 통해 유근(Radicle)이 먼저 노출되는 일반적 발아와 달리 얇아진 종피 조직을 깨트리며 유근이나 떡잎이 종자 밖으로 노출되는 양상을 나타낸다.
이러한 방법으로 종자의 발아율을 극대화 할 수는 있으나 황산처리가 심한 경우에는 종피 내부조직에도 영향을 미쳐 그대로 고사 하거나 발아 후에도 곰팡이의 피해를 입어 건 강한 유묘로 성장하지 못하므로 적절한 처리 강도가 중요하다.
처리강도의 설정은 소량의 종자를 대상으로 종피 파상처리 후 종피의 균열 정도를 확인 하고, 적절한 처리구를 선정하여 최종적으로 발아실험을 통해 결정하게 된다. 종피 균열은 육안으로 식별하기 어려운 경우가 대부분 이기 때문에 황산을 이용한 종피 파상처리 에서는 주로 주사전자현미경(SEM: Scanning electronic microscope)을 이용한다. 이러한 예비 실험을 거쳐 최종적으로 발아 여부 및 후기생육이 건강한가를 판단한다.
산딸기속의 종자는 물리적 휴면 타파를 인위적으로 실시하지 않으면 거의 발아하지 않는 특성을 지니는데 이러한 깊은 휴면 덕에 장기간의 저장에도 종자의 활력을 잃지 않고 보존된다. 실제로 멍석딸기와 곰딸기의 10년간 종자은행(Seed bank)에서 저장된 종자와 지난해 수집된 종자의 비교실험결과 차이 없이 발아하는 것으로 확인되었다. 이렇듯 종자의 휴면유형에 관한 연구는 종자의 저장특성을 결정하고, 장기 저장 및 효율적 이용에 필수적이다. 휴면에 들어간 종자의 휴면타파 조건만 알 수 있다면 휴면은 종자저장에 매우 효율적이고 필수적인 사항이 될 것이다. 이에 국립수목원 식물종자보전연구실에서는 효율적인 종자저장을 위해 다양한 식물종의 휴면유형과 발아조건을 밝히고자 노력하고 있다.