서 언
재료 및 방법
실험재료
종자 수분흡수율
온도별 발아특성 조사
삽수 조건
식물생장조절제 처리
삽수 관리 및 조사
통계분석
결 과
종자 수분흡수율
온도에 따른 발아특성
삽수 조건에 따른 발근특성
식물생장조절제 처리에 따른 발근특성
고 찰
적 요
서 언
상동나무[Sageretia thea (Osbeck) M.C. Johnst.]는 갈매나무과(Rhamnaceae Juss.)의 상동나무속(Genus Sageretia Brongn.) 1종으로 동남아시아에 주로 분포하고 있으며, 일부는 아프리카, 북아메리카에 있고, 국내에서는 제주도, 경상도 및 전라남도의 해안가 또는 낮은 산지에 분포한다(Kim and Kim, 2018; Lee, 2003; Lee, 2006). 우리나라에서는 식용과 관상용으로 활용하는 것으로 알려져 있고(Chung et al., 2016), 가지와 잎의 추출물에서 대장암세포(SW480)의 분해 및 세포생존력 감소 효능(Kim et al., 2019a; Kim et al., 2019b) 및 면역반응조절 효과(Eo et al., 2020), 열매 추출물을 통한 항산화(Ko et al., 2017), 뿌리 추출물의 항산화 효능(Shah et al., 2018), 피부 생리활성 효과(Kim et al., 2022) 등과 같이 의약분야에서 활발한 연구가 수행되었다. 최근 상동나무 열매가 식품의 기준 및 규격에 식품원료로 신규 인정되어 건강기능식품 개발과 같은 다양한 산업화에 활용 가능성이 높아지고 있는 추세이다(Jeong et al., 2024).
이러한 유전자원의 이용으로 발생하는 이익의 공정하고 공평한 공유를 목적으로 2014년 나고야의정서가 발효됨에 따라 생물자원의 주권적 권리와 활용 가치에 대한 중요성이 더욱 강조되고 있으며(Yoon et al., 2020), 자원적 가치가 높은 생물자원의 탐색 및 확보는 국가적으로 매우 중요한 과제로 인식되고 있다(Oh, 2011). 이에 따라 유용 식물자원의 안정적인 증식 기술 확립이 요구된다.
식물자원을 효율적으로 활용하기 위해 종자 발아를 통한 유성번식과 삽목을 통한 무성번식 등 다양한 증식 방법이 이용되고 있다. 유성번식은 식물의 생존 및 진화에 중요한 유전적 다양성을 밝혀내는 경로이며, 종자를 산출하여 부모 세대 간의 유전 정보를 자손에게 전달한다(Baek et al., 2022). 또한 유성번식은 비교적 용이하게 대량 증식이 가능하고, 온도 처리, 저온층적 처리 및 식물생장조절제 처리 등으로 인하여 집단의 적응성과 환경 변화에 대한 대응 능력을 향상시킨다(Choi et al., 2018; Kim et al., 2025).
한편, 삽목에 의한 무성번식은 종자를 이용한 유성번식과 달리 우수한 형질을 지닌 모본의 특성을 유전적 변이 없이 유지하면서 증식할 수 있으며, 기내 조직배양에 비해 상대적으로 낮은 비용으로 단기간 내 대량 증식이 가능하다는 장점이 있다(Son et al., 2022; Tchoundjeu et al., 2004). 삽목에 의한 증식은 삽수의 크기, 채취 시기, 용토의 종류 등 다양한 요인에 의해 발근율이 영향을 받는다. Kim et al. (2014)은 오미자(Schisandra chinensis)의 녹지, 숙지 및 반숙지 삽수 차이에 따른 발근효과와 삽수 채취의 최적 시기를 논하였고, Song et al. (2015a)은 보호수로 지정된 왕버들(Salix chaenomeloides)에서 용토에 따른 삽목의 발근 및 증식 효과를 보고하였다. 또한, 거문도닥나무(Wikstroemia ganpi), 흑오미자(Schisandra repanda), 주걱댕강나무(Diabelia spathulata) 등에서는 IAA 및 IBA 등 식물생장조절제 처리와 삽수 크기 조건에 따른 삽목의 효율 증진 연구가 보고되고 있다(Boo and Kim, 2020; Jang and Yi, 2023; Yoon et al., 2020).
상동나무에서는 종자 발아, 삽목 증식과 관련된 연구가 일부 수행되었고, 특히 삽목시기, 삽목용토 및 식물생장조절제 처리에 따른 발근특성이 보고되어 있다(Son et al., 2022; Song et al., 2015c). 그러나 삽수 자체의 형태적 요인인 삽수 종류, 길이 및 직경을 직접 비교하여 발근 특성을 검토한 연구는 제한적이다. 또한 종자 발아를 통한 유성번식과 삽목을 통한 무성번식을 각각 독립적으로 다룬 경우가 많아 두 증식 방법을 함께 검토하여 상동나무의 안정적인 대량증식 체계를 제시한 연구는 부족한 실정이다.
따라서 본 연구의 목적은 상동나무를 대상으로 종자 발아조건과 삽목조건을 함께 검토하고, 특히 삽수의 종류, 길이 및 직경 등 삽수 형태적 특성에 따른 발근 반응을 비교함으로써 기존 연구에서 충분히 다루어지지 않았던 증식 효율 결정 요인을 구명하고자 하였다. 이를 통해 상동나무의 대량 증식 체계 확립을 위한 온도, 광 조건 등 종자 발아에 영향을 미치는 요인과 삽수 조건, 발근 촉진 처리 등 삽목 번식 조건 적정화 및 활용성 증진을 위한 기초자료를 제공함에 있다.
재료 및 방법
실험재료
본 실험에 활용한 종자와 삽수는 2024년 경상북도 영주시 국립산림과학원 산림약용자원연구소의 온실에서 수집하였다. ‘24년에 수집한 종자는 정선하여 3℃ 저온저장고에 보관 후 실험에 사용하였다. 삽수는 관리 중인 상동나무의 가지를 채취하여 실험에 사용하였으며, 삽수의 특성상 채취 후 2일 이내로 삽수 조건, 식물생장조절제 처리, 삽수 관리 등 하기의 실험방법에 따라 제조한 후 실험에 활용하였다.
종자 수분흡수율
종자는 상온(20∼25℃)에서 Petri dish에 담아 증류수에 침지하고, 종자의 수분흡수 전 중량, 수분흡수 후 1∼12시간까지 1시간 단위 중량과 24, 48, 72, 96시간이 경과된 중량을 각각 측정하였다. 실험은 100립씩 5반복으로 수행하였으며, 종자 수분흡수율에 대한 결과값은 아래의 공식을 활용하여 산출하였다(Yang et al., 2023).
온도별 발아특성 조사
상동나무 종자의 온도별 발아특성을 확인하기 위해 ‘24년에 채취된 종자를 72시간 침지하였고, 70% ethyl alcohol (EtOH, MB Cell, Los Angeles, CA, USA) 30초, 멸균수 2회, 2% sodium hypochlorite solution (NaOCI, Duksancnp, Daejeon, Korea) 용액 10분, 멸균수에서 5회 수세하였다. 이후 Petri dish에 여과지를 1장 깐 다음 증류수를 흐르지 않을 정도로 넣었으며, 종자를 20립씩 3반복으로 종자발아기(NL/50080000, Seed Processing Holland B.V., Enkhuizen, Netherlands)에 배치하여 암조건으로 실험을 수행하였다. 온도는 5, 10, 15, 20, 25, 30℃로 설정하여 실시하였다.
종자 발아 과정 평가에 널리 사용되는 지표로서 발아율(Germination percentage, GP), 평균발아일수(Mean germination time, MGT), T50 (Days to 50% of germination of final germination rates) 및 발아속도(Germination velocity, Rs)는 다음의 식에 따라 산출하였다(Ranal and Santana, 2006; Song et al., 2015b).
Ng: 발아한 종자 수, Nt: 치상 종자수, ni: 조사 당일 발아수, ti: 치상 후 조사일수, Ni: Ng에 대한 50% 발아 직전까지 총 발아수, Nj: Ng에 대한 50% 발아 직후까지 총 발아수, Ti: Ni 시점까지 소요된 발아기간, Tj: Nj 시점까지 소요된 발아기간
삽수 조건
삽목 종류(녹지 및 숙지), 삽수 길이(7∼9, 11∼13, 15∼17 ㎝), 직경(4∼5 ㎜, 6∼7 ㎜, 8∼9 ㎜) 등 3가지 조건으로 실험을 수행하였다(Fig. 1). 삽수 종류로 숙지삽과 녹지삽을 사용하였으며, 삽수의 길이는 7∼9 ㎝, 11∼13 ㎝, 15∼17 ㎝로 조제하였고, 직경은 4∼5 ㎜, 6∼7 ㎜, 8∼9 ㎜로 준비하여 삽목하였다. 삽수 길이 및 직경 실험에 사용된 재료는 2024년 4월 상동나무의 2년지 가지를 활용하였고, 실험에 사용한 삽수 개체는 1장 내지 2장의 잎을 남겨두고, 발근이 진행되는 하단부를 날카로운 메스를 사용해 45°로 비스듬히 절단하였다. 모든 조건은 20개체씩 3반복으로 임의 배치하였다. 이후 2개월이 지난 시점에 실험조건별 출엽, 출엽 후 고사 및 발근 개체수를 조사하였다.
식물생장조절제 처리
식물생장조절제에 활용할 삽수는 삽수 조건 실험에 사용한 방법과 동일하게 준비하여 Gibberellic acid (GA3, MB Cell, Los Angeles, CA, USA), Indole-3-acetic acid (IAA, MB Cell, Los Angeles, CA, USA)와 Indole-3-butyric acid (IBA, MB Cell, Los Angeles, CA, USA) 등 3가지를 각각 1N-sodium hydroxide standard solution (1N-NaOH, Daejung C&M, Siheung, Korea)에 용해한 후 증류수를 활용하여 100, 500, 1,000 ㎎/L의 농도로 희석하여 9가지 조건으로 실험을 수행하였다. 희석한 용액에 조건별 삽수를 10분간 침지한 후 20개체씩 3반복으로 임의 배치 및 삽목하였다.
삽수 관리 및 조사
삽목에 필요한 용토는 모래를 이용하였고(Son et al., 2022), 실험이 진행된 장소는 온도 20℃, 습도 60%의 항온항습온실에서 수행하였으며, 이후 2개월이 지난 시점에 조건별 출엽율(LE, Leaf emergence rate), 출엽 후 고사율(MLE, Mortality after leaf emergence rate), 발근율(R, Rooting rate), 고사율(M, Mortality rate)을 조사하였고, 아래의 공식에 따라 각각의 백분율을 계산하였다(Fig. 2).
LE = (B / A) × 100
MLE = (C / B) × 100
R = (D / A) × 100
M = [(C + E) / A] × 100
LE: 출엽율, MLE: 출엽 후 고사율, R: 발근율, M: 고사율
A: 처리구 개체, B: 출엽 개체, C: 출엽 후 고사 개체, D: 발근 개체, E: 고사 개체
통계분석
각 데이터는 평균치 ± 표준편차(means ± SD)로 IBM statistics 26 (IBM Corp., New York, USA) 프로그램을 사용하여 일원배치 분산분석(One-way ANOVA)과 Duncan’s Multiple Range Test (DMRT)를 수행하여 유의수준 5%로 검증하였다.
결 과
종자 수분흡수율
증류수에 침지 처리하여 1∼12시간까지 1시간 간격의 중량과 24, 48, 72, 96시간이 경과된 중량을 조사한 결과 상동나무 종자의 수분흡수율은 Fig. 3과 같다. 건조 종자 백립중의 평균 무게는 0.86 ± 0.02 g이며, 이후 종자를 증류수에 침지한 다음 1시간이 경과한 시점에서 평균 무게 0.93 ± 0.01 g으로 증가하였고, 침지 후 12시간까지 1%에서 3%씩 수분흡수율이 상승하였다. 상동나무의 경우 급격하게 수분을 흡수한 시간은 침지 후 1시간으로 8.6 ± 0.9%의 수분흡수율을 보였으며, 48시간이 경과하였을 때 50.0% 이상의 흡수율을 나타냈다. 1시간 이후부터 12시간까지 수분흡수가 비교적 일정하게 진행되었고 최종 흡수율은 54.8 ± 0.6%로 나타났다.
온도에 따른 발아특성
상동나무의 종자에 대한 온도별 발아특성으로 5, 10, 15, 20, 25, 30℃의 조건에서 조사한 결과(Fig. 4, Table 1), 5℃에서는 발아가 전혀 발생하지 않아 발아율(GP), 평균발아일수(MGT), T50 및 발아속도(Rs)는 산출되지 않았다. 발아율은 15℃에서 100.0 ± 0.0%로 가장 높았고, 20℃와 25℃에서도 각각 96.7± 2.9, 95.0 ± 5.0%의 높은 발아율을 보였으며, 30℃에서 발아율은 55.0%로 가장 낮았다. 평균발아일수는 30℃에서 4.15 ± 0.37일로 가장 짧았고, 다음으로 25℃에서 4.84 ± 0.08일, 20℃에서 5.67 ± 0.33일, 15℃에서 7.53 ± 0.50일 순이었으며, 10℃에서 12.57 ± 0.56일로 가장 길었다. T50은 30℃에서 3.51 ± 0.33일로 가장 짧았고, 25℃에서 4.23 ± 0.21일, 20℃에서 5.20 ± 0.46일, 15℃에서 6.93 ± 0.51일 순으로 증가했으며, 10℃에서 11.61 ± 0.94일로 가장 길었다. 발아속도는 25℃에서 4.34 ± 0.34로 가장 높았고, 20℃에서 3.79 ± 0.32가 그 다음으로 높았으며, 10℃에서 1.35 ± 0.23으로 가장 낮았다.
Table 1.
Effects of temperature on seed germination characteristics of S. thea.
| Temperature(℃) | GPz (%) | MGTy (일) | T50x (일) | Rsw |
| 5 | 0.0 ± 0.0d | - | - | - |
| 10 | 83.3 ± 17.6b | 12.57 ± 0.56a | 11.61 ± 0.94a | 1.35 ± 0.23d |
| 15 | 100.0 ± 0.0a | 7.53 ± 0.50b | 6.93 ± 0.51b | 2.88 ± 0.18c |
| 20 | 96.7 ± 2.9ab | 5.67 ± 0.33c | 5.20 ± 0.46c | 3.79 ± 0.32b |
| 25 | 95.0 ± 5.0ab | 4.84 ± 0.08d | 4.23 ± 0.21d | 4.34 ± 0.34a |
| 30 | 55.0 ± 8.7c | 4.15 ± 0.37e | 3.51 ± 0.33d | 2.79 ± 0.25c |
삽수 조건에 따른 발근특성
상동나무의 삽수 종류, 길이 및 직경에 따른 출엽율, 출엽 후 고사율, 발근율, 고사율을 조사하였다(Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7). 삽수 종류에 따른 출엽율은 숙지삽에서 83.3 ± 6.2%로 녹지삽의 76.7 ± 6.2%보다 높게 나타났으나 통계적으로 유의미한 차이가 없었으며, 출엽 후 발근되지 않고 고사하는 비율은 숙지삽이 19.7 ± 4.5%로 녹지삽의 56.3 ± 4.5%보다 낮게 확인되었다. 발근율은 숙지삽에서 66.7 ± 2.4%, 녹지삽의 33.3 ± 2.4%로 숙지삽이 높았으며, 반면 녹지삽이 66.7 ± 2.4%의 높은 고사율을 보였다(Fig. 5).
삽수 길이별 출엽율은 11∼13 ㎝의 길이에서 71.6 ± 6.2%로 가장 높게 나타났으나 출엽 후 발근되지 않고 고사하는 비율 또한 62.5 ± 4.7%로 확인되어 발달이 부진한 것으로 확인되었다. 발근율은 7∼9 ㎝에서 40.0 ± 4.0%로 가장 높게 나타났으며, 출엽율이 높았던 11∼13 ㎝에서 73.3 ± 4.7%로 높은 고사율을 나타내었다(Fig. 6).
Fig. 6.
Leaf emergence and rooting rates of S. thea by cutting length. zLeaf emergence rate, yMortality after leaf emergence rate, xRooting rate, wMortality rate. The vertical error bars represent SE (n = 3). a-bValues followed by different letters within a column indicate significant difference between treatments for that parameter using Duncan’s Multiple Range Test (DMRT, p < 0.05).
삽수 직경에 따른 출엽율은 6∼7 ㎜ 및 8∼9 ㎜에서 73.3 ± 2.3%, 73.3 ± 8.4%로 높게 나타났으며, 출엽 후 발근되지 않고 고사하는 비율은 8∼9 ㎜에서 47.3 ± 4.2%로 가장 높았다. 발근율은 6∼7 ㎜에서 50.0 ± 4.0%로 가장 우수한 발근율을 나타냈으며, 4∼5 ㎜와 8∼9 ㎜에서 발근율은 61.6 ± 8.4%, 61.6 ± 2.3%로 높은 고사율을 보였다(Fig. 7).
Fig. 7.
Leaf emergence and rooting rates of S. thea by cutting diameter. zLeaf emergence rate, yMortality after leaf emergence rate, xRooting rate, wMortality rate. The vertical error bars represent SE (n = 3). a-bValues followed by different letters within a column indicate significant difference between treatments for that parameter using Duncan’s Multiple Range Test (DMRT, p < 0.05).
식물생장조절제 처리에 따른 발근특성
식물생장조절제 종류(GA3, IAA, IBA)에 따른 실험으로 각각 100, 500, 1,000 ㎎/L의 농도별 발근특성을 조사하였다(Table 2). GA3 처리구 중 출엽율은 GA3 1,000 ㎎/L에서 86.7 ± 4.7%로 IAA, IBA 처리구보다 높은 것으로 나타났으며, 발근율은 61.7 ± 13.1%로 모든 식물생장조절제 처리 중에 가장 높게 나타났다. 출엽 후 발근되지 않고 고사하는 비율은 GA3 500 ㎎/L 처리에서 29.6 ± 10.7%로 가장 낮은 반면 GA3 500 ㎎/L 처리에서 50.0 ± 8.2%의 높은 고사율로 GA3 처리구 중 발근율이 저조하였다.
IAA와 IBA의 모든 처리구에서 출엽율은 50∼70%로 대조구의 81.7 ± 6.2%에 비해 낮은 출엽율을 나타냈으며, 출엽 후 발근되지 않고 고사하는 비율은 IAA 100 및 500 ㎎/L에서 각각 56.6 ± 5.6%, 56.7 ± 7.2%로 높게 나타났으나 처리 농도간에는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 또한, IAA 처리구의 경우 30% 이하의 발근율을 나타내 가장 저조하였으며, IBA 처리구 중에서는 IBA 500 ㎎/L 처리에서 38.3 ± 12.5%로 높은 발근율을 나타내었다.
식물생장조절제 처리 및 농도에 따른 발근특성으로 출엽율과 발근율에서 유의적인 차이가 관찰되었다. 따라서 GA3 1,000 ㎎/L 처리가 모든 처리구에 비해 잎과 뿌리의 발달에 상대적으로 뛰어난 생장을 보이는 것으로 판단된다.
Table 2.
Rooting characteristics of S. thea under different plant growth regulators treatments.
| PGRsz |
Concentration (㎎/L) |
LEy (%) |
MLEx (%) |
Rw (%) |
Mv (%) |
| Control | - | 81.7 ± 6.2a | 34.8 ± 11.8a | 53.3 ± 10.3ab | 46.7 ± 10.3bc |
| GA3u | 100 | 76.7 ± 2.4ab | 32.9 ± 14.8a | 51.7 ± 12.5abc | 48.3 ± 12.5abc |
| 500 | 71.7 ± 10.3abc | 29.6 ± 10.7a | 50.0 ± 8.2abc | 50.0 ± 8.2abc | |
| 1,000 | 86.7 ± 4.7a | 31.0 ± 10.2a | 61.7 ± 13.1a | 38.3 ± 13.1c | |
| IAAt | 100 | 61.7 ± 13.1bc | 56.6 ± 5.6a | 26.7 ± 6.2c | 73.3 ± 6.2a |
| 500 | 60.0 ± 12.2bc | 56.7 ± 7.2a | 26.7 ± 8.5c | 73.3 ± 8.5a | |
| 1,000 | 60.0 ± 4.1bc | 53.2 ± 11.6a | 28.3 ± 8.5c | 71.7 ± 8.5a | |
| IBAs | 100 | 60.0 ± 10.8bc | 52.4 ± 18.2a | 28.3 ± 10.3c | 71.7 ± 10.3a |
| 500 | 53.3 ± 4.7c | 29.4 ± 17.0a | 38.3 ± 12.5abc | 61.7 ± 12.5abc | |
| 1,000 | 70.0 ± 4.1abc | 54.8 ± 18.6a | 31.7 ± 13.1bc | 68.3 ± 13.1ab |
고 찰
본 연구에서 상동나무 종자는 침지 후 12시간 이내에 30% 이상의 중량 증가를 보여 높은 수분흡수율을 나타내 발아에 정상적인 수준의 종피의 수분 투과성이 확인되었다. 종자의 건중량 대비 무게가 20% 이상 증가할 경우 종피는 수분 투과성이 있는 것으로 판단되며, 반대로 수분 흡수가 제한되는 경우 종피 불투수성에 의한 물리적 휴면으로 간주된다(Baskin and Baskin, 2003). 따라서 상동나무 종자는 종피 불투수성에 의한 물리적 휴면을 가지지 않는 것으로 판단된다.
상동나무 종자는 온도 처리에 따라 발아특성에 차이를 보였으며, 본 연구에서는 15℃에서 가장 높은 발아율이 확인되어 가장 유리한 조건으로 판단되었다. 이는 상동나무 종자의 발아 적온을 15℃에서 20℃로 보고한 Song et al. (2015c)과 일치하여 본 연구에서 관찰된 발아 경향을 뒷받침한다. 또한, 20℃와 25℃에서도 비교적 높은 발아율이 나타났으나 30℃에서는 발아율이 감소하고, 5℃에서는 발아가 이루어지지 않아 상동나무 종자가 온도에 민감한 발아 특성을 갖는 것으로 확인되었다. 이와 같은 온도 의존적 발아 반응은 종자의 발아가 온도 조건에 의해 크게 영향을 받는다는 기존 연구와도 부합하는 결과이다(Bewley et al., 2013).
발아율만이 아니라 발아가 얼마나 빠르고 균일하게 진행되는지를 함께 고려하면, 본 연구에서 20℃에서 25℃ 범위가 실용적으로 가장 적합한 온도 조건으로 판단된다. 20℃는 높은 발아율을 유지하면서 T50이 비교적 짧아 발아가 빠르게 진행되는 경향을 보였고, 25℃는 높은 발아율을 유지하는 가운데 발아속도가 가장 높고, T50도 짧아 발아가 가장 신속하게 진행되는 양상을 나타냈다.
반면, 30℃에서는 평균발아일수와 T50이 상대적으로 짧아 발아 진행이 빠르게 나타날 수 있음에도 불구하고, 발아율과 발아속도는 낮게 나타나 최종 발아율에서 불리한 조건으로 판단된다. 이러한 해석은 고온 조건에서 일부 집단의 경우 발아 속도는 빨라도 발아 비율이나 품질이 저하될 수 있음을 보고한 Langa et al. (2024)의 결과와 연결된다.
또한 종자가 적정온도 및 환경에서 30일 이내 발아하지 않을 경우 생리적 휴면을 가지는 것으로 판단하며(Baskin and Baskin, 1998), 상동나무의 종자는 치상 후 3일 만에 발아가 시작되어 생리적 휴면을 가지지 않는 것으로 판단된다. 따라서 상동나무 종자의 발아특성에서는 발아율과 함께 발아속도 관련 지표를 병행하여 해석하는 것이 적절하며, 본 실험 조건에서는 발아율을 최우선으로 할 경우 15℃, 발아율과 발아속도를 고려하고, 육묘 기간 단축과 균일 발아까지 포함해 운영 효율을 중시하면 실용적 최적 온도는 20℃에서 25℃로 판단된다(Haj Sghaier et al., 2022; Langa et al., 2024).
한편, 발아적온과 관련하여 선행연구에서는 상동나무 종자가 15℃에서 20℃ 범위에서 높은 발아율을 보여 발아 적온 범위가 비교적 좁은 것으로 보고된 바 있다(Song et al., 2015c). 본 연구에서도 15℃에서 가장 높은 발아율을 보이며, 그 이외 온도에서는 발아율이 감소됨이 확인되어 이러한 결과를 뒷받침하였다. 더불어 같은 갈매나무과에 속하는 헛개나무(Hovenia dulcis)에서도 약 15℃에서 94%의 높은 발아율이 보고된 바 있어(Lee, 2001) 본 연구 결과와 유사한 경향을 나타냈다. 이는 동일 과에 속하는 종들이 유사한 발아 온도 특성을 가질 가능성을 시사한다.
상동나무의 삽수 종류에 따른 발근특성 분석 결과, 숙지삽이 녹지삽보다 우수한 것으로 확인되었다. 이는 생육기 동안의 생리적 활성 및 저장 양분의 상태가 발근에 유리하게 적용한 결과로 판단된다. 이러한 결과는 상동나무를 대상으로 한 선행연구에서 숙지삽의 발근율 및 근장이 높게 나타났으며, 숙지삽의 생육기가 삽목의 최적 시기로 보고된 바 일치한다(Son et al., 2022). 또한 헛개나무의 경우 숙지삽이 높은 활착율을 나타내는 것으로 보고된 바 있다(Kim et al., 2006). 반면, 동백나무(Camellia japonica)에 대한 삽목 용토 및 식물생장조절제에 따라 숙지삽과 녹지삽 간 발근율에 차이가 나타났고, 녹지삽이 증식에 더 적합한 것으로 보고하였으며(Jang et al., 2026), Lee et al. (2000)은 생열귀나무의 삽목 번식 연구에서 반녹지삽과 녹지삽 순으로 높은 발근율을 나타낸다고 보고하여 삽수 종류에 따른 발근 특성은 수종에 따라 차이가 있음을 시사한다. 따라서, 본 연구에서는 삽수 종류에 따른 출엽 후 고사율 및 발근율의 차이가 뚜렷하게 나타났으며, 상동나무의 경우 숙지삽이 삽목에 가장 적합한 조건으로 판단된다.
효율적인 삽목 번식을 위해서는 삽수의 길이와 직경과 같은 조건이 중요한 요인으로 작용한다. Jung et al. (2008)은 블루베리 3품종(Bluejay, Bluegold, Sharpblue)을 대상으로 삽수의 길이와 직경별 생육 및 생존율을 조사한 결과, 광합성 산물의 이동과 삽수의 크기가 발근 촉진에 영향을 미친다고 보고하였다. 또한, Jeong et al. (2007)은 장미를 대상으로 삽수 길이에 따른 발근 및 생장 특성을 분석하여 적정 삽수 길이를 제시하였다. 이와 같이 삽수의 길이와 직경은 삽목 번식의 효율에 매우 중요한 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 삽수의 길이와 직경에 따라 출엽 및 발근율의 차이가 나타났다. 특히 상동나무의 경우 길이 7∼9 ㎝, 직경 6∼7 ㎜의 삽수가 가장 우수한 발근특성을 나타내어 최적의 삽수 조건으로 판단된다.
식물생장조절제 처리에 따른 발근특성을 분석한 결과, 본 실험 조건에서는 선행연구에서 다루지 않은 GA3 처리구가 IAA 및 IBA 처리구에 비해 높은 출엽율과 발근율을 나타내어 가장 우수한 생장특성을 보였다. 특히 GA3 1,000 ㎎/L 처리구에서 출엽율과 발근율이 가장 높게 나타나 상동나무의 발근 및 생장에 효과적인 조건으로 확인되었다.
GA3는 식물의 생장과 발달을 조절하는 식물생장조절제로 종자 발아 및 생장에 중요한 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며(Kim et al., 2024; Yook et al, 2019), 일부 연구에서는 GA3 처리에 의해 생장 특성이 개선되거나 삽수의 발근 반응이 향상될 수 있음을 보고한 바 있다. 왜당귀(Angelica acutiloba)에서는 GA3 1,000 ㎎/L 처리 시 뿌리 직경, 유묘 높이 및 잎 수 등 생장 특성이 향상되었으며(Jeong et al., 2023), 양벚나무(Prunus avium)에서는 GA3 전처리를 통해 삽수의 발근율과 뿌리 수가 증가하는 경향이 확인되었다(Ford et al., 2002). 또한 가시바위솔(Orostachys fimbriata)과 좀바위솔(O. minuta)에서도 GA3 처리에 의해 생존율 및 생장률이 증가하고, 전초 생장과 수분 함량이 향상되는 것으로 나타났다(Lee et al., 2023). 더 나아가 성숙 단계에 도달한 참나무에서도 GA3 처리는 발근 능력을 회복시키고, 향상시키는 효과를 나타냈으며, 이는 재유령화(rejuvenation) 효과에 기인한 것으로 보고되었다(Eshed et al., 1996).
이러한 선행 결과는 GA3가 IBA와 IAA처럼 직접적으로 발근을 유도하는 역할이라기보다 삽수의 생리적 상태를 변화시켜 발근에 유리한 조건을 형성하는 간접 효과를 가질 가능성을 시사한다. 그리고, 출엽율이 높았던 점을 고려하자면 GA3에 의한 신초 생장 및 출엽 촉진이 잎 면적 증가와 동화산물 공급을 유도하고, 잎에서 생성되는 내생 신호 및 탄수화물 축적이 증가함에 따라 발근이 간접적으로 유리해졌을 가능성이 있는 것으로 판단된다.
반면, IBA 및 IAA 처리구에서 상대적으로 낮은 발근 반응이 관찰된 점은 상동나무에서의 최적 농도 범위, 처리시간, 삽수 성숙도 또는 재배 환경 조건이 본 연구 조건과 완전히 일치하지 않았을 가능성도 배제할 수 없다. 따라서 향후에는 옥신계 조절제의 농도 및 처리시간 범위를 확장하거나 GA3–옥신 조합 처리 등 추가 실험을 통해 상동나무의 종 특이적 반응을 검증할 필요가 있다.
종합하면, 본 실험 조건에서는 GA3 1,000 ㎎/L 처리가 출엽 및 발근율을 크게 향상시켜 상동나무 삽목 번식에서 실용적 대안이 될 가능성이 시사된다. 다만 GA3의 효과가 직접적인 발근 촉진인지, 출엽 및 생육 촉진을 통한 간접 효과인지에 대해서는 발근 수, 근장 및 활착률 등 추가 지표와 생리적 검증을 포함한 후속 연구가 필요한 것으로 판단된다.
적 요
본 연구는 상동나무의 종자 발아, 삽수 조건 및 식물생장조절제 처리를 통한 발근특성으로 효율적인 번식 체계를 목표로 대량 증식 기반을 제시하고자 하였다. 적정 종자 발아조건 구명으로 상동나무 종자 수분흡수율을 측정하였으며, 온도별 발아율, 평균발아일수, T50, 발아속도를 조사하였다. 삽목 조건 구명으로는 삽수 종류, 길이 및 직경과 식물생장조절제 3종에 대한 농도 처리별 발근특성을 조사하였다. 연구 결과, 종자 수분흡수율은 54.8 ± 0.6%이며, 발아율에 대한 최적 온도는 15℃이고, 100.0 ± 0.0%를 나타냈다. 그러나 발아율과 발아속도를 고려한 최적 온도는 20℃에서 25℃로 확인되었다. 삽수 종류는 숙지삽에서 66.7 ± 2.4%로 발근율이 우수하였으며, 삽수 길이는 7∼9 ㎝에서 40.0 ± 4.0%, 삽수 직경은 6∼7 ㎜에서 50.0 ± 4.0%로 발근율이 가장 높게 나타났다. 또한 식물생장조절제 GA3 1,000 ㎎/L 처리에서 출엽율 86.7 ± 4.7%와 발근율 61.7 ± 13.1%로 우수한 발근특성을 나타냈다.
