수생식물 각시수련 종자의 초저온보존 최적조건 구명

용성현1,2, 설유원3, 김도현1, 박관빈1, 최명석1,2

(1경상대학교 산림환경자원학과, 2경상대학교 농업생명과학연구원, 3국립산림과학원 산림유전자원부)

Optimization Conditions for Cryopreservation of Nymphaea tetragona var. minima (Nakai) W.T.Lee, aquatic plant

Seong Hyeon Yong1,2, Yuwon Seol3, DoHyeon Kim1, Kwan Been Park1, Myung Suk Choi1,2

(1Department of Forest Envionment Resource, Gyeongsang University, 2Institute of Agriculture of Life Science, Gyeongsang University, 3Department of Forest Genetic Resources, Korea Forest Research Institute)

요약: 수생식물은 산업화의 영향으로 유전자원이 급격히 감소하고 있어 효율적인 보존기술개발이 필요하지만 장기적 보존법인 초저온보존법에 대한 연구는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 대표적 수생식물인 각시수련(Nymphaea tetragona var. minima) 종자의 초저온보존에 적합한 저온보존효율, 동결보호제 및 처리 방법을 구명하였다. 즉, 효율적인  동결보호제 종류와 처리 시간을 조절하여 9가지의 처리방법에 따른 활력율과 재생률을 조사하였다. 그 결과 4℃ 및 –20℃에서 저온 저장은  1주차 이후 생존율이 20.0%로 감소하여, 초저온보존법이 필요하였다. 종자의 활력은 LS + PVS3를 처리구와 PVS3처리구가 60%로 가장 높았다. 이들 처리구는 6주 이상 액체질소에서 보관 하였을 때도 60%이상의 활력을 보였다. 그러나 초저온 보존된 종자의 재생률은 20 %로 매우 낮았다. 재생된 식물체의 생장은 대조구에 비해서는 저조하였지만 PVS3처리구가 가장 우수하였다. 각시수련 종자의 초저온보존에 있어서 Loading solution을 20분 처리하고, 동결보호제로 PVS3 20분 이내로 하는 것이 활력을 높여 주었으며 재생률과 생장도 우수한 것으로 나타났다.

Abstract: Since the genetic resources of aquatic plants are rapidly decreasing due to industrialization, efficient conservation technology development is necessary, but there is no research on the cryogenic conservation method, a long-term conservation method. In this study, low-temperature preservation efficiency, cryoprotectant and treatment method suitable for cryopreservation of seeds of Nymphaea tetragona var. minima, a representative aquatic plant, were investigated. That is, by controlling the type and treatment time of effective cryoprotectant, the vitality and regeneration rate according to the nine treatment methods were investigated. As a result, low-temperature storage at 4℃ and -20℃ decreased the survival rate to 20.0% after the first week, requiring a cryogenic preservation method. The vitality of seeds was the highest in LS + PVS3 treatment group and PVS3 treatment group at 60%. These treatments showed more than 60% vitality even when stored in liquid nitrogen for more than 6 weeks. However, the regeneration rate of seeds preserved at cryogenic temperatures was very low at 20%. The growth of the regenerated plant was poor compared to the control, but the PVS3 treatment was the best. In the cryopreservation of Nymphaea tetragona var. minima seeds, treating the loading solution for 20 minutes and using PVS3 within 20 minutes as a cryoprotectant increased vitality, and showed excellent regeneration rate and growth.

사사: This work was supported by the Research program (Analysis of Plant Seed Storage ability by Low and Cryogenic Temperature) funded by Korea National Arboretum [KNA-20-C-22].