Hydrangea arborescens ‘Pink Annabelle’과 H. paniculata ‘Polar Bear’의 종간 교배에서 수정 후 장벽 확인과 적정 배양 시기 구명

• Published in: Weon'ye gwahag gi'sulji Vol. 41; no. 2; pp. 214 - 223
• Main Authors: 박성화(SeongHwa Bak), 한태호(Tae-Ho Han)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국원예학회HST 01.04.2023; 한국원예학회
• Subjects: 농학; embryo degeneration; 배 발달; ovule culture; 배 퇴화; 접합 후 장벽; embryo development; postzygotic barrier; 교배 육종; cross-breeding; 배주 배양
• ISSN: 1226-8763; 2465-8588

종간 교배는 화훼식물에서 다양한 형질들을 여러 종에 도입하여 다양성을 확대하는데 중요한 수단이다. 여러가지 요인에 의해 종자 형성 및 실생 획득은 매우 어렵지만 그 중 수정 후 장벽은 배주 배양을 통해 극복 가능하다. 본 연구는 수국 종간 교잡시(H. arborescens x H. paniculata)에 수정 후 장벽을 확인하고 퇴화 시점과 적정 배주 성숙 단계를 구명하여 수국의 교잡종획득률 향상을 통한 유전적 다양성 확대의 기반을 마련하고자 한다. H. arborescens x H. paniculata를 교배하였고, 수분 후3주부터 1주일 단위로 자방과 종자를 관찰하였다. 수분 후 5주부터 배주 배양을 시행하였다. 그 결과 자방은 자연스러운 자방의 성숙 단계로 관찰되었다. 배주는 수분 후 4–5주 사이에 배가 형성되고 수분 후 5–7주에 발달하고 발달이 완료되는 것으로확인되었다. 배주 배양 전체 2,905개중 45개 발아하였고 평균 발아율은 1.6%로 매우 낮았다. 수분 후 5–7주는 배의 형성과발달기로 상대적으로 낮은 발아율과 발아 소요 일이 길었다. 수분 후 8주부터는 상대적으로 높은 발아율과 발아 소요 일(평균11.6일)이 짧았다. 하지만 수분 후 14주에 급격한 발아 소요 일(33일) 증가가 확인되었고 수분 후 14주 배주에서 종자의 함몰이확인됨에 따라 수분 후 13–14주 사이에 퇴화가 시작되는 것으로 확인되었다. 결론적으로, H. arborescens x H. paniculata의종간 교배시 수정 후 장벽으로 인한 종자 퇴화는 13–14주에 발생되며, 적정 배주 배양 시기는 8–12주이다. Interspecific hybridization, referring to the transfer of various traits into another species, is an important method to expand diversity in flowering plants. It is very difficult to form seeds and obtain seedlings due to various factors. Post-fertilization barriers can be overcome by embryo rescue strategies in general. The purpose of this study is to establish a protocol to improv the success of the interspecific hybridization of hydrangeas by identifying seed abortion and optimal ovule stages in the presence of post-fertilization barriers. Hydrangea arborescens and H. paniculata were crossed, and ovaries and seeds were observed every week from three weeks after pollination (WAP). Ovules were cultured in vitro from 5 WAP. As a result, it appeared that the ovaries had matured normally. Embryos in the ovary started to form between 4 and 5 WAP and developed between 5 and 7 WAP. Forty five out of 2,905 cultured ovules germinated, indicating a very low germination rate of 1.6%. Early embryos from 5 to 7 WAP, the early stages of embryo formation and development, had a low germination rate and a long germination period (average of 23.3 days). The germination rate was relatively high and the period for germination (average 11.6 days) was relatively short in cultured ovules from 8 WAP. A sharp increase in the germination period (33 days) and ovule collapse were observed at 14 WAP. In conclusion, post-fertilization barriers appeared to occur between 13 and 14 WAP, and the optimal period for the culturing of ovules was between 8 and 12 WAP for interspecific hybridization (H. arborescens x H. paniculata). KCI Citation Count: 3