KR100306432B1

KR100306432B1 - 기발아된종자

Info

Publication number: KR100306432B1
Application number: KR1019950700707A
Authority: KR
Inventors: 게르하르트통코브룩깅크; 페터반데어투른
Original assignee: 더블류. 하링, 지. 보이롤; 노바티스 아게
Priority date: 1992-09-01
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 2001-12-17
Also published as: JPH08500489A; KR950702792A; WO1994005145A1; DE69330188D1; EP0660659A1; MA22966A1; CA2142310C; DK0660659T3; AU4955793A; EP0660659B1; AU678999B2; CA2142310A1; DE69330188T2; JP3368379B2; IL106835A0; IL106835A; NZ255388A; MX9305255A; GB9225392D0; US5585536A

Abstract

본 발명은 내건조성 노출 소근을 함유하는 기발아된 종자, 그의 제조 방법 및 이런 종자로부터 재배한 식물에 관한 것이다.

Description

[발명의 명칭]

기발아된 종자

본 발명은 내건조성 노출 소근을 가진 기발아된 종자, 이러한 종자를 수득하는 방법 및 그로부터 유도된 식물에 관한 것이다.

[배경]

많은 식물종에 대해 들판에서 발아된 종자의 지속적 성장율 및 재생율이 높은 기발아된 종자를 제조하기 위한 몇몇 시도가 행해져 왔다. 그러나, 이러한 시도들은 불만족스러운 것으로 판명됐는데, 그 이유는 여러 이유중에서도 특히 이러한 종자의 저장 수명이 일반적으로 제한된 존속 기간을 가지며, 특정 저장 설비를 사용해야 하는 필요성이 있기 때문이다. 게다가, 기발아된 종자는 파종 조건하에서 종자를 탈수시켜야 하는 문제 때문에 지금까지는 기존의 방법 및 장비를 사용하는 파종에 대해 적합한 것으로 생각되지 않았다.

유럽 특허 제202879 B1호에는 종자 생존성을 상실하지 않으면서 소근 발육이 정지되는 수분 함량의 노출 소근을 갖는 것을 근거로 하여 선택된, 생존성이 높은 종자 로트(lots)를 얻는 방법이 기재되어 있다. 소근에 내건조성(desiccation tolerance)을 유도하는 것이 이로우며, 특정 저장 조건을 필요로 하지 않으면서 장기간 상온에서 저장할 수 있는 발아된 종자로 이루어진 생성물을 유도할 수 있는 방법은 제안된 바 없다. 유럽 특허 제202 879 B1호에서 교시하는 방법에 따라 수득할 수 있는 고 생존성 종자 로트는 상기 명세서에서의 수차례 언급 및 본 발명에 따라 얻을 수 있는 내건조성 기발아된 종자와 유럽 특허 제202 879 Bl호에 개시된 조건에 따라 얻을 수 있는 기발아된 종자 사이의 중요한 차이점을 예시하는 후술하는 실시예에 의해 지지되는 바와 같은 내건조성이 아니다.

종자 또는 묘목에 대하여 건조 강도(Stress)가 미치는 효과에 대한 수많은 보고서가 과학 문헌에 기재되어 있다. 이중 한 보고서에는 수크로즈 같은 이당류의 존재 및/또는 올리고사카라이드 같은 다른 식물 당의 존재에 기인하여 내건조성이 생길 수 있다고 언급하였다. 그러나, 종자에서 이런 내건조성은 종자 피막으로부터 소근 노출시 상실된다는 점이 관찰되었고, 발아의 결정적인 단계에서 소근에 내건조성을 유도할 수 있는 성능은 지금까지 실행 불가능한 것으로 고려되어 왔다[참조: Koster K.L. 및 Leopold A.C. Plant Physiol, 88: 829-832(1988)].

다른 연구자들은 성장하는 브라시카 캄페스트리스 종자가 종자 발육중 내건조성을 획득하는 동시에, 수크로즈 함량이 높아짐을 관찰하였다. 그러나, 발아된 종자의 노출 소근에서 내건조성을 유도하려는 시도는 기술한 바도 제안한 바도 없었다[참조: Leprince O. 등, Plant, Cell and Environment 13:539-546(1990)].

당해 기술 분야에서 통상 발아된 종자에서 내건조성은 상실된다고 교시하고 있다. 그러나, 이제 놀랍게도 소근이 노출된 종자에서 내건조성이 유도될 수 있음을 발견하였다. 게다가, 내건조성의 노출 소근을 포함하는 종자는 기발아된 종자 등에 있어서 피막 형성 겔을 도포해야 하는 것과 같은 개량된 파종 방법을 사용할 필요 없이 파종될 수 있음을 발견하였다. 놀랍게도, 본 명세서에서 기술한 것 같이 내건조성의 노출 소근을 포함하는 종자는 종자 생존성에 거의 유해한 효과를 나타내지 않으면서 종래의 미발아된 종자 파종 방법 및 장비를 이용하여 파종될 수 있다.

소근이 노출된 종자를 파종하는 장점은 일단 파종시 발아 시간이 더 빨라지고 종자 공급자에게 파종된 종자 1 배취 당 높은 종자 생존율을 보증할 수 있으며 파종에 필요한 종자량의 산정치가 더 신뢰할만 하고 더 효율적인 성장 방법을 제공한다는 것이다.

기발아된 종자의 노출된 소근에 내건조성을 유도하는 장점은 이런 종자가 발아되지 않은 종자의 내건조성에 접근하는 수분 함량으로 재건조될 수 있다는 점이다. 따라서, 내건조성 노출 소근을 포함하도록 처리된 종자는 냉장 설비 등과 같은 특정 저장 설비를 사용할 필요 없이, 주위 온도에서 장기간 저장될 수 있다.

추가적인 장점은 추가로 재건조되지 않은 내건조성의 노출 소근을 포함하는 종자는 피막형성 겔 등과 같은 것을 사용할 필요 없이 피막이 없는 상태, 즉 기존의 파종 방법 및 장비를 사용하여 파종될 수 있다는 것이다.

본 발명의 제1 목적은 들판에 파종하기에 적합한 상업적인 규모로 피막이 없는 또는 펠렛화된 종자 형태로 내건조성 노출 소근을 갖는 발아된 종자를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 수송 및/또는 저장을 위한 특정 조건이 필요치 않는, 저장 수명이 긴 내건조성 노출 소근을 포함하는 발아된 종자를 제공하는 것이다.

본 발명의 제3 목적은 종자 처리법을 제공하는 것이며, 이때 발아된 종자 소근의 적어도 일부에 내건조성을 부여하는 것이다.

본 발명의 이들 목적 및 기타 목적과 장점은 하기 설명으로부터 명백해질 것이다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명에 따라 내건조성 노출 소근을 포함하는 기발아된 종자가 제공된다.

본원 명세서에서, 용어 "기발아된 종자" 및 "발아된 종자"는 상호 교환적으로 사용되며, 종자 피막 또는 과피로부터 돌출되거나 또는 노출된 소근 및/또는 배축을 가진 종자로서 정의된다. 돌출되거나 또는 노출된 소근은 배유(예를 들어, 시클라멘)에 의해 둘러싸일 수 있거나 종에 의존적이지 않다. 소근의 길이는 발아된 종자를 발아되지 않은 종자와 구별하는 임의의 길이일 수 있다 소근의 길이는 종자의 최대 직경에 이르기까지 임의의 길이인 것이 바람직하다. 따라서, 종자의 모양이 불규칙한 경우, 소근의 길이는 종자의 최대 직경에 근접할 수 있다. 종자 피복, 파종 및/또는 분리 과정을 위한 가장 바람직한 소근의 길이는 종자 유형에 따라 약 2.5mm 이하이다. 적당한 종자 유형은 적어도 배축 부위로부터 초생 뿌리를 생성할 수 있는 것이며, 바람직한 종자 유형은 종자 뿌리계를 발육시킬 수 없는 유형인 것이다. 이러한 카테고리의 예는 문헌 [참조: The Handbook for Seedling Evaluation, J. Bekendam and R, Grob ISTA, Zurich, Switzerland 1979 page 28∼29]에 기록된 유형 중 모든 채소 종 및 화훼 종을 포함하며, 특히 상기 문헌의 122∼126 페이지에 예시된 유형을 포함한다. 배축 부위로부터 뿌리 형태를 형성할 수 있는 종자 유형도 본 발명의 범위내에 포함된다. 상기 참고 문헌의 122∼126 페이지에 기술된 종자 유형의 예는 전형적인 종자 뿌리 체계를 형성하는 것으로 여겨지지 않을 수도 있으나, 그럼에도 불구하고 배축 부위로부터 뿌리를 형성하는 것으로 언급될 수 있으며, 시클라멘 및 봉선화 같은 종자 유형을 포함한다. 본 발명의 바람직한 종자 유형은 알리움, 안티르히눔, 베고니아, 브라시카세아, 캡시쿰, 베타, 리코페르시콘, 쿠쿠르비타세아, 시클라멘, 디안투스, 가자니아, 거베라, 봉선화, 로벨리아, 니코티아나, 펠라고니움, 페튜니아, 플록스, 프리물라, 라파누스, 살비아, 솔라나세아, 타게테, 베르베나, 빈카, 비올라, 아피움, 다우크스, 치코리움 및 지니아를 들 수 있다 가장 바람직한 종자 유형은 브라시카세아, 캡시쿰, 봉선화, 시클라멘, 페튜니아, 리코페르시손 및 비올라 군으로 표현되는 종을 포함한다.

또한 본 명세서에 기재한 바와 같은 종자로부터 성장한 식물도 본 발명의 범주내에 포함된다.

내건조성 노출 소근을 포함하는 발아된 종자는 수송중이나 파종 장비 등에 의해 야기될 수 있는 주위 환경에 의해 부과되는 건조 강도를 견딜 수 있기 때문에 종래의 발아된 종자보다 더 용도가 다양하다. 따라서, 본 발명의 종자는 추가의 건조 처리를 수행할 수 있어 내건조성 유도 처리를 수행하지 않은 노출 소근을 포함하는 종자에 비해 종래의 종자 저장 조건하에서 더 장기간 보존할 수 있다. 종래의 종자 저장 조건은 상대 습도가 약 30% 내지 50%이고 온도가 약 15℃ 내지 20℃이다. 종자 저장 조건은 약 -20℃ 내지 약 25℃(즉, 실온)의 온도 범위를 포함할 수 있다. 선택적으로, 본 발명의 발아된 종자는 수분 손실 등을 최소화하기 위한 겔 피막 형성 같은 특별한 처리를 필요로 하지 않고 종래의 파종 방법 및 장비를 사용하여 파종할 수 있는 바, 상기 종자는 제자리에 있는 동안 종자 파종 장비상의 개방형 자루 등에서 추가 건조를 견딜 수 있기 때문이다.

본 발명의 다른 실시 형태에서, 종래의 파종 장비를 사용하여 파종할 수 있는 내건조성 노출 소근을 포함하는 종자를 제공한다.

통상적으로, 본 발명의 발아된 종자는 본 명세서에서 기술된 바와 같이 내건 조성 처리를 실시하지 않은 발아된 종자의 소근에 비해 그들의 소근에서 이당류인 수크로즈의 수준이 실질적으로 상승되었음이 밝혀졌다. 당연히 당업자는 소근에 내건조성이 유도된 기발아된 종자가 예컨대 자엽 구조 등과 같은 종자의 다른 구조에도 내건조성을 부여하는 것으로 이해할 것이다.

용어 "내건조성"은 내건조성이 유도된 종자 소근이 1,2주 또는 그 이상 저장 후, 바람직한 성장 조건하에서 성장을 재개할 수 있는 종자의 성능에 대해 실질적으로 영향을 미치지 않고 종자의 총 수분 함량을 관련된 종의 발아되지 않은 종자의 통상의 수분 함량으로 감소시키는 추가 건조 처리를 견딜 수 있음을 의미한다. 내건조성이 소근내에서 유도된 종자는 목적에 따라 추가의 건조 처리를 수행할 수 있다.

내건조성 노출 소근을 가진 기발아된 종자는 소근의 성장을 실질적으로 억제하기에 충분히 낮으나 기타의 대사 과정을 계속하기에는 충분히 높은 수분 함량에서 항온 처리기간 동안 기발아된 종자를 유지시킴으로써 얻을 수 있다. 최적 수분함량은 사용되는 특정 종자 유형에 따라 좌우되며, 시험 시료에서 대사 과정의 전개, 예를 들어 항온 처리기간 중 수크로즈 함량의 증가를 모니터하므로써 확정될 수 있다. 일반적으로, 노출 소근에 내건조성을 유도하기에 적합한 종자의 수분 함량은 종자의 약 35 중량% 내지 55 중량%, 더 구체적으로는 약 35 중량% 내지 약 50 중량%이다. 최적 항온 처리 조건(항온 처리 시간, 온도, 상대 습도[RH], 삼투값 등)은, 예를 들어 종자를 다른 조건하에서 항온 처리한 후, 발아되지 않은 종자를 통상의 수분 함량으로 재건조하고, 건조된 종자의 생존성을 후술하는 실시예에 의해 예시되는 바와 같이 시험 화합물에 대해 일정 기간 동안 저장한 후 수득한 묘목의 백분율, 뿌리 신장 또는 2차 뿌리 형성 등을 나타내는 종자의 백분율을 측정하므로써 결정하는 것과 같이 실험적으로 결정하였다. 일반적으로, 항온 처리온도는 0℃ 내지 25℃, 더 바람직하게는 0℃ 내지 15℃이다. 항온 처리기간은 기타 항온 처리 조건 및 특정 종자 유형에 따라 달라진다. 일반적으로 1일 내지 10일의 항온 처리 조건을 사용하여 만족스러운 결과가 얻어졌다. 추가로 건조 처리한 내건조성 노출 소근을 함유하는 종자는 내건조성 유도 처리를 수행하지 않은 노출 소근을 함유하는 종자에 비해 종래의 종자 저장 조건하에서 더 장기간 동안 저장될 수 있다. 본 발명 종자의 저장 수명은 적합한 성장 조건으로 회복시켰을 때 성장을 재개할 수 있는 소근의 성능에 실질적으로 영향을 미치지 않고, 종자의 총 수분량을 종에 따라 종자의 약 4 중량% 내지 약 12 중량%(즉, 관련 종의 발아되지 않은 종자에 대한 전형적인 수분 함량)로 감소시키는 추가의 건조 처리를 사용하여 연장시킬 수 있다. 내건조성 유도 처리를 처음 실시한 후, 1차 뿌리 자체의 신장 또는 1차 뿌리상의 한점 또는 점들 또는 배축 부위로부터 초생 뿌리 형성 및/또는 신장의 형태로 추가의 소근 성장이 발생할 수 있다면, 종자의 소근은 내건조성이 존재하는 것으로 간주될 수 있다. 따라서, 노출 소근에서 내건조성은 노출 소근의 배축 부위같이 적어도 특정 부위로 제한될 수 있다.

내건조성이 유도된 발아된 종자의 소근은 내건조성 유도가 수행되지 않은 동일 종의 종자에서 노출 소근의 수크로즈 함량에 비해 수크로즈 함량이 더 증가하였다. 통상, 내건조성 발아 종자의 소근에서 수크로즈 함량은 소근의 약 3 중량% 내지 약 15 중량%이다. 물론, 소근의 실제 수크로즈 함량은 종에 따라 달라질 것이다. 당업자는 종자의 총 수크로즈 함량 또한 상숭할 것으로 예견할 것이다.

본 발명의 다른 실시 형태에서, 내건조성 노출 소근을 함유하는 피복되고 발아된 종자가 제공된다.

용어 "피복되고 발아된 종자"는 종자가 추가의 보호층 또는 펠렛화된 형태로 제공되는 것을 제외하고는 "발아된 종자"에 대한 상기 설명과 일치한다. 펠렛화 물질은 당해 기술 분야에서 종자를 보호 및 펠렛화하기 위해 통상 사용되는 임의의 종래 물질이다. 적당한 펠렛화 물질은 퍼얼라이트, 부석, 금속 스테아레이트, 폴리에텐, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 활석 분말, 폴리프로펜, 폴리비닐클로라이드, 전분, 옥토, 당, 아라비아검, 유기 중합체, 셀룰로즈, 목재 분말 등의 분말, 수정 분말 등과 같은 첨가제와 함께 서브벤토나이트 및 벤토나이트 같은 점토, 버머클라이트를 포함한다. 이런 물질들은 당해 기술분야에 공지된 종래의 층화 또는 펠렛화 방법을 사용하여 본 발명의 종자에 첨가될 수 있다. 또한, 종자 피막내로 혼입될 수 있는 성분의 예는 지베렐린 또는 옥신 같은 성장 조절제를 포함한다. 통상, 성장 조절제의 항량은 피복 물질의 약 0.0001 중량% 내지 약 1.0 중량%의 범위일 것이다.

다른 실시 형태에서, 노출 소근내에 내건조성을 유도하는데 기여하는 환경조건에서 발아된 종자를 처리하는 것을 포함하는, 발아된 종자의 노출 소근에 내건조성을 유도하는 방법을 제공한다.

다른 실시 형태에서,

i) 발아된 종자를 노출 소근에 내건조성을 유도하는데 기여하는 환경 조건으로 처리하는 단계와,

ii) 상기 종자를 상업적으로 이용 가능한 발아되지 않은 종자의 실질적인 수분 함량으로 재건조하는 단계를 포함하여, 내건조성 노출 소근을 함유하는 발아된 저장 가능한 종자를 얻는 방법을 제공한다.

상기 단계(ii)는 수분 함량이 대사 과정이 실질적으로 중단되는 수준에 도달되기 전에 건조 단계(ii)를 종자 소근이 내건조성을 얻을 수 있을 정도로 충분히 느리게 수행하는 경우에, 단계(i)의 조건하에서 내건조성 유도가 달성되기 전에 개시될 수 있다.

일반적으로, 본 발명에 따른 저장 가능한 발아된 종자의 수분 함량은 종자의 4 중량% 내지 12 중량%이다.

출발 물질로서 사용된 발아된 종자는 종래 방법으로 얻을 수 있다. 발아 종자는 적합한 종자 발아 환경에서 종자를 발아시키므로써 편리하게 얻을 수 있다. 용어 "종자 발아 환경"은 적어도 소근 돌출이 발생할 수 있을 정도로 종자가 자유롭게 발아될 수 있는 환경이다. 환경은 적당한 습기 탄산화(aerate) 또는 산화되도록 조절되어야 하며, 종자 피막 또는 과피로부터 적어도 소근 돌출 단계로 종자 발아를 촉진시킬 수 있어야 한다. 이런 환경의 예는 탄산수 컬럼이며, 이때 탄산화도는 해당 종자가 부유되거나 현탁을 유지할 정도가 충분하다. 단위 부피당 종자의 양은 임의의 적당량일 수 있다. 적당한 종자의 양은 1∼200 g 종자/ℓ일 수 있다.

종자의 양은 약 25g (종자)/1ℓ(물)를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 물의 단위 부피당 실제의 종자량은 종에 따라 달라진다. 일반적으로, 종자 발아 환경 온도는 종자의 발아를 허용 또는 촉진하는 온도이다. 발아 환경의 적당한 온도는 종에 따라 5℃ 내지 약 30℃ 범위일 수 있다. 발아 환경의 바람직한 온도는 약 15℃ 내지 약 25℃이다.

발아 환경에 발아를 촉진 또는 개선시키거나 노출 소근내에서 2차 초생 뿌리 유도를 증가시키는데 도움을 줄 수 있는 필요한 추가적인 부형제, 희석제, 첨가제, 인자 및 조절제와 같은 기타 종래의 첨가물을 첨가할 수 있다. 이러한 첨가물은 종자 발아 환경의 약 0 0001 중량% 내지 약 1.0 중량%의 농도로 발아 환경에 첨가될 수 있는 식물 성장 조절제 또는 호르몬, 예를 들어 팩토부트라졸 같은 지베렐린 생합성 억제제(예를 들어, 1차 뿌리의 생존을 증가시키는 것이 바람직한 경우), 지베렐린(예를 들어, 2차 뿌리 성장을 자극하는 것이 바람직한 경우) 또는 옥신을 포함하지만 이들의 사용으로 국한되지 않는다. 또한, 발아 환경에 대한 종래의 첨가물에는 물리적 자극의 사용이 포함된다.

탄산수 컬럼 대신에, 습식 여과지 같은 다른 환경이 사용될 수 있다 일단 종자 피막 또는 과피로부터 발아 또는 소근 돌출이 관찰되면, 당해 기술분야의 종래기술을 사용하여 발아되는 종자를 다른 것들로부터 분리한다. 통상, 분리 기술은 발아된 종자와 발아되지 않은 종자간의 크기, 중량, 모양 등의 물리적 차이에 기초한다. 종자 분리에서 가장 중요한 인자는 적당한 길이의 소근을 갖는 종자의 선택이다. 소근의 길이는 종자의 길이 또는 직경 이하가 바람직하다. 보통, 종자는 당해 기술분야에서 통상 사용되는 절차를 이용하여 내건조성을 유도하기 전에 표면 건조된다.

여러 가지 방법중 임의의 한 방법에 의해 내건조성이 노출된 소근에 유도될 수 있다. 이 유도 상(induction phase) 동안, 소근의 성장은 실질적으로 억제되나 종자의 수분 함량은 기타의 대사 과정이 계속될 정도이어야 한다. 이러한 수분 함량은 특히 종자 종에 따라 달라지지만 일반적으로 종자의 약 35 중량% 보다 더 낮은 수준은 아닐 것이다. 몇몇 방법은 "항온 처리"기간 동안 종자로부터의 유지수분(with-holding water) 또는 유출 수분에 의존한다. 원칙상, 대사 과정에는 수분이 필요하며, 수분이 유지되는 경우 종자의 총 수분 함량은 감소되기 때문에 유지 수분은 충분하다. 따라서, 다소 더 낮은 수분 함량이 더 빨리 유도시킴에도 불구하고, 최초 수분 함량은 발아하는 종자의 수분 함량과 동일할 수 있다. 항온 처리의 목적은 종자를 온건한 상태하에 놓아서 수 스트레스를 완화시키는 것이다.

종자에 내건조성을 유도하는 한 방법은 수분 손실을 막는 조건하에서 노출 소근을 함유하는 종자를 장시간 동안 항온 처리하는 것을 포함한다. 한 예는 종자를 최소한의 가스 교환이 허용하는 폐쇄 용기내에서 수일 동안 수용시키는 것이다.

예를 들어, 이런 용기는 뚜껑이 느슨한 페트리 접시 또는 뚜껑이 느슨한 더 큰 용기일 수 있다. 종자는 예컨대 약 0℃ 내지 약 25℃ 범위내의 임의의 온도에서 항온 처리될 수 있다. 병원체 침입의 위험을 최소화하기 위해서, 약 0℃ 내지 약 15℃ 같은 적당히 낮은 온도에서 종자를 항온 처리할 수 있다. 항온 처리에 필요한 시간 및 온도는 종자에 따라 다르며, 항온 처리기간은 일 수로 일주일 또는 그 이상 연장되어 일수로 기록할 수 있다. 항온 처리기간은 약 1일 내지 약 10일 중 임의의 기간이 바람직하다.

이러한 경우에, 종자 피막 배합물을 종자에 도포하는 경우, 피막은 항온 처리 단계 전 또는 후 및 임의의 후속하는 건조 단계 전 또는 후에 종자에 부여될 수 있다.

선택적으로 상기 개설한 항온처리를 변형하는 경우에, 발아된 종자는 먼저 종래 건조 과정하에서 비교적으로 빠르게 재건조시킨 후 항온 처리 조건하에 방치할 수 있다. 따라서, 초기에는 수분 함량이, 예를 들어 발아된 종자가 통상 함유하는 수분 함량 보다 약 10% 더 낮은 수분 함량으로 감소될 수 있다. 수분 함량이 종에 따라 발아된 종자가 통상 지니는 수분 함량 보다 약 0 5% 내지 5%, 구체적으로 약 2% 내지 5% 더 낮을 경우, 만족스러운 결과가 얻어진다. 일반적으로, 수분 함량은 종자의 약 35 중량% 이하로 감소시키지 않는 것이 이롭다 예를 들어, 종자는 정체성 공기 또는 종자를 재건조하기 위한 통상의 속도로 유동하는 공기중에서 0 내지 25℃의 온도, 상대 습도 30 내지 90%의 조건하에서 재건조시킬 수 있다. 예를 들어, 공기 유속은 2m/s이상의 임의의 속도일 수 있다. 시간 주기는 사용되는 건조 조건에 따라 약 24시간 이하의 임의의 적당한 시간 간격일 수 있다. 적당한 건조 조건은 5분에 걸쳐 공기 유속이 2m/s이고 온도는 20℃, 상대 습도는 40%이다.

통상, 소근에 내건조성이 유도된 종자는 대사과정을 계속하기에 충분하나 소근 성장을 실질적으로 억제하기 위해 발아 종자의 수분 함량 보다 충분히 낮은 총 수분 함량, 종에 따라 통상 종자의 약 35 내지 약 55 중량%, 더 바람직하게는 35 내지 50 중량%로 재건조 된다.

재건조한 후, 종자를 수분 손실을 막는 환경(예를 들어, 폐쇄 용기)으로 옮기고, 소근에 내건조성을 유도하기 위해, 본 명세서에 상기 기술한 바와 같이 항온 처리한다. 전술한 바와 같이, 종자 피막 배합물이 종자에 도포되는 경우에, 유도단계 전 또는 후 및 임의의 후속 건조 단계 전 또는 후에 종자를 피복할 수 있다.

종자 또는 노출된 소근의 수분 함량은 하기 식으로 계산한다.

상기 식에서, Wi는 초기 중량이며,

Wa는 종자 또는 소근을 103℃에서 밤새 오븐 건조시킨 후의 중량이다.

종자의 노출된 소근에 내건조성을 유도하는 별도의 방법은 종자를 삼투에 의해 수 스트레스 처리하는 것을 포함한다. 예를 들어, 선택된 종자를 삼투값이 약 -0.5 내지 약 -4.0 MPa인 수용액에 이전시킬 수 있다. 상기 용액의 실제 삼투값은 종에 따라 변할 수 있으나, 소근의 성장을 억제하지만, 종자의 수분 함량은 기타의 대사과정이 계속되도록 충분히 높아야 한다. 이러한 상태에서, 종자는 자유수 유용성의 결핍으로 인하여 수 스트레스가 완화된다. 통상, 종자를 적당한 PEG 8000, 만니톨 같은 오스모티컴 또는 NaCl 등과 같은 염용액의 수용액과 접촉시킨다. 메틸 자스모네이트 같은 식물 성장 조절제 및 옥신, 예를 들어 인돌부티르산(IBA)은 약 0.0001 중량% 내지 약 1.0 중량%의 농도로 오스모티컴 총액에 첨가될 수 있다. 선택적으로, 종자는 압시스산(ABA) 같은 적당한 식물 호르몬의 용액과 접촉할 수 있다. 전술한 바와 같이 탄산화 컬럼내의 적당한 오스모티컴 용액에 종자를 침지시키는 것이 바람직하다. 사용되는 실제 오스모티컴 용액은 종자가 이것에 의해 해를 입지 않는 한 발명에 중요한 것은 아니다. 접촉 시간은 0 내지 25℃의 온도 범위에서 수주일 또는 그 이상으로 연장되는 일수로서 측정된 시간 간격 또는 바람직하게는 1 내지 10일 동안의 기간일 수 있다. 더 바람직한 접촉 시간은 3 내지 10일이다. 접촉 기간은 10℃이하의 온도에서 수행되는 것은 바람직하다. 접촉 기간 후, 종자를 물로 세척한다.

노출 소근에 내건조성을 유도한 후, 저장용으로 예정된 종자를 발아되지 않은 종자의 수분 함량, 예를 들어 종에 따라 약 4 내지 12 중량%와 유사한 수분 함량으로 재건조할 수 있다. 소근에 내건조성을 유도한 후 재건조시키는 방법은 소근에서 충분한 정도의 내건조성이 유도되어 있고, 온도가 너무 낮지 않는 한 중요한 것은 아니다. 온도는 10℃ 이상인 것이 유리하다. 예를 들어 한 건조 방법에서, 종자를 단일층으로 살포시키고, 상대 습도 약 40% 내지 75%, 온도 10 내지 30℃에서 정체성 공기중에 24시간 동안 유지시킬 수 있다. 이런 건조기간이 끝난후, 종자의 수분 함량이 종에 따라 4 중량% 내지 12 중량%에 도달한 것을 알 수 있다.

다른 변형예에서, 노출 소근을 함유하는 종자를 발아되지 않은 종자의 수분 함량, 예를 들어 약 4 내지 약 12 중량%로 매우 서서히 재건조하므로써 전술한 바와 같이 저장 가능한 종자를 제조하는 경우, 노출 소근내에서 내건조성이 유도될 수 있으며, 한 단계에서 추가 건조와 결합 가능하다. 이를 위해 필요한 기간은 약 20℃의 온도, 75 내지 90%의 상대 습도에서 지속 기간 2 내지 10일일 수 있다. 바람직한 시간 간격은 적합한 건조 조건하에서 약 3 내지 7일이다. 적합한 건조 조건은 전술한 바와 같은 온도 조건을 포함한다. 이어서, 종자를 목적한 바에 따라 추가의 건조 처리를 수행할 수 있다.

저장 가능한 종자는 내건조성이 소근내에서 유도되었고 수분 함량이 약 4 내지 약 12 중량%인 종자이다. 이런 종자는 저장 조건이 주위 환경, 즉 특별한 냉장 또는 냉각 조건, 특정 온도, 특정 상대 습도 등이 불필요한 조건하에서 드럼, 플라스틱백, 알루미늄으로 안감을 댄 백 등과 같은 봉인된 용기내에서 3개월 이상의 기간 동안 저장할 수 있다.

본 발명을 하기 실시예를 통해 더욱 상세히 예시하고자 한다. 하기 실시예는 어떠한 경우에도 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해해서는 안된다. 실시예에 제시된 표는 실시예 14 이후에 나타내었다.

[실시예 1]

[PEG 8000 용액내에서 발아된 봉선화를 항온 처리하는 중에 내건조성 및 수크로즈 함량은 증가함.]

봉선화(임펄스 로즈로 대체 가능함, 자두니에 비브이) 종자 25 g을 20℃의 탄산수 2ℓ에서 4일 동안 발아시켰다. 3000개의 발아된 종자를 선택하고, 1300rpm에서 1분 동안 원심분리하여 과량의 물을 제거하였다. 종자를 600개씩 5개의 분획으로 분할하였다 4개의 분획을 1,2,3 또는 6일의 기간 동안 8℃의 밀폐 용기에서 사우스앰프톤에 소재하는 비피 케미칼스로부터 시판되는 PEG-8000 용액(324 g/1, 수전위 -1,5 MPa, 문헌[참조: Michel B.E. Plant Physiology 72:66∼70(1983)]에 교시된 대로 측정함)을 사용하여 흡수시킨 블로팅지에서 항온 처리하여 내건조성을 유도하였다. 1개의 분획은 대조용(즉, 항온 처리시키지 않음)으로 사용하였다 유도 기간 후, 종자를 증류수로 세정하였다. 종자의 수분 함량은 항온 처리 기간의 말기 및 세정 직후에 전술한 식을 사용하여 측정한 결과 44중량%이었다.

각각의 분획으로부터 종자 25개를 문헌[참조: "Methods of Biochemical Analysis and Food Analysis"(1986) 96면∼98면, Boehringer Mannheim]에 개시된 UV 방법론을 사용하여, 항온 처리 기간의 말기에 수크로즈 함량을 측정(즉, 대조용 종자에 대해서는 즉시)하기 위해 사용하였다. 각각의 분획으로부터 100개의 종자를 토양에 파종하고 14일 후 묘목의 출현을 계수하였다.

세정후, 잔존하는 종자를 상대 습도(RH) 40%, 온도 20℃인 정체성 공기중에서 건조시켜 24시간내에 최종 수분 함량을 5 중량%에 이르게하였다. 대조용 종자를 동일한 방법으로 건조시켰다.

건조후, 종자를 상대 습도 40% 및 온도 20℃에서 파종할때까지, 즉 대조용을 건조시킨지 14일 후 까지 저장하였다. 표 1은 종자의 항온 처리 기간중 점진적으로 증가하는 내건조성, 수크로즈 함량 증가와 함께 내건조성의 증가를 나타내었다.

[실시예 2]

[기발아된 토마토 종자에서 내건조성 및 수크로즈 함량의 증가.]

토마토 종자 25 g을 20℃의 탄산수 4ℓ에서 발아시켰다. 4일 후, 소근의 길이가 종자의 직경보다 작은 종자 1000개를 수작업으로 선택하였다. 종자를 블롯 건조하고 0,1,4 및 6일의 내건조성 유도 기간 동안 8℃에서 밀폐 용기에 방치시켰다. 시료 종자 200개의 수분 함량은 48 중량%로 측정되었다. 항온 처리기간 후, 종자를 정체성 공기중에 방치하고 20℃ 및 40%의 상대 습도에서 건조시켰다. 종자의 최종 수분 함량은 7%이었고, 약 12 시간의 시간 간격후에 도달되었다 노출 소근의 수크로즈 함량은 전술한 바와 같이 유도 기간의 말기, 즉 건조 직전에 측정하였다. 수크로즈 함량을 실시예 1에서 기술한 UV 방법론을 사용하여 50개의 종자 시료에 대해 측정하였다. 건조후, 종자를 40%의 상대 습도 및 25℃의 온도에서 14일 동안 저장하였다. 각각의 유도기간으로부터 100개의 종자를 심고, 5일 후 출현율을 측정하였다. 결과는 하기 표 2에 나타내었다.

[실시예 3]

[느린 건조에 의해 기발아된 봉선화 종자에서 내건조성 및 상승된 수크로즈 함량이 유도됨.]

봉선화 종자 5 g을 탄산화 컬럼의 20℃ 물 4ℓ에서 발아시켰다. 4일 후, 소근의 길이가 종자의 직경보다 작은 발아된 종자 1000개를 수작업으로 선택하였다. 모든 종자를 1300 rpm에서 2분 동안 원심분리하여 과량의 물을 제거하였다.

종자를 2개의 군으로 나누었다. 제1군의 종자를 3가지의 다른 건조 속도로 건조시켰다(하기 참조). 제2군의 종자를 8℃의 밀폐 용기에서 5일 동안 항온 처리하였다. 종자의 수분 함량은 47.5중량%로 측정되었다. 종자를 제1군과 동일한 3가지 다른 건조 속도로 건조시켰다.

건조후, 종자를 40%의 상대 습도 및 20℃에서 14일 동안 저장하였다. 두개의 군으로부터 종자의 수크로즈 함량은 실시예 1에서와 같이 건조후에 측정하였다. 종자의 최종 수분 함량은 5.5 중량%이었다.

각각의 군으로부터 100개의 종자를 심고, 25℃에서 7일 후 출현율(%)을 측정하였다.

건조 조건:

i) 빠른 건조

30%의 상대 습도 및 25℃에서 풍속 1 m/s, 6 시간 후 종자의 최종 수분함량은 5%이었다.

ii) 중간 속도의 건조

상태 조절된 환경을 가진 챔버(1 m³)내의 NaCl의 포화 용액 위에 있는 트레이에 종자를 놓았다. 수분 함량을 상대 습도 75% 및 온도 25℃에서 유지하였다. 종자가 그 수분 함량이 10 증량%에 이를때까지 24 시간 동안 이들 조건하에서 유지시켰다. 종자를 상대 습도 40% 및 20℃에서 개방 용기로 옮겼다. 24시간 후, 수분 함량은 5%로 측정되었다.

iii) 느린 건조

종자를 건조 온도 25℃에서 NaCl 포화 수용액을 함유하는 밀폐 용기(0,1 d m³)의 페트리 접시에 위치시켰다. 상기 NaCl 포화 용액 상부의 수분 함량은 25℃에서 상대 습도 75%로 맞추었다. 종자를 최종 수분 함량이 10%에 이를 때까지 72 시간 동안 이들 조건하에 유지시켰다. 그 후, 종자를 상대 습도 40%, 온도 20℃의 개방 용기로 옮겼다. 24 시간 후, 수분 함량은 5%로 측정되었다.

결과는 하기 표 3에 나타내었다.

[실시예 4]

[기발아된 봉선화 종자의 저장 수명]

봉선화(임펄스 레드로 대체 가능함, 자두니에 비브이) 종자 20 g(로트 1) 및 봉선화(임펄스 스칼렛으로 대체 가능함, 자두니에 비브이) 종자 20 g(로트 2)을 탄산화 컬럼의 20℃의 물 2ℓ에서 4일 동안 발아시켰다. 소근이 돌출된 발아된 종자 20 g을 얻었다. 발아된 종자를 선택하고, 원심 분리(1300 rpm/1분)하여 과량의 물을 제거하고, 8℃의 밀폐된 용기에서 7일 동안 항온 처리하여 노출 소근에 내건조성을 유도하였다. 종자의 수분 함량은 47 중량%로 측정되었다. 종자를 상대습도 40% 및 온도 20℃의 정체성 공기중에서 건조하였다. 48 시간 후, 종자의 수분 함량은 전술한 식을 사용하여 측정한 결과 5 중량%이었다. 건조된 종자를 0.5 g의 분획들로 분할하고, 알루미늄으로 안을 댄 백에 밀봉하였다. 각각의 종자 로트중 백의 절반을 8℃의 냉각기에 저장하고, 나머지 절반은 20℃의 조절된 챔버(네델란드, 몬트푸르트에 소재하는 반덴베르그)에 저장하였다. 1개월마다 백을 개방하고 25℃, 일광하의 축축한 여과지 상에서 100개의 종자를 발아시켰다. 항온 처리 14일 후 2차 뿌리를 형성하는 종자의 수를 계수하였다. 대조용 종자 시료는 기발아되었으나, 건조 단계는 그들의 처리에 포함되지 않는다. 대조용은 8℃ 및 20℃에서 저장하였다. 결과는 표 4에 나타내었다.

[실시예 5]

[내건조성 노출 소근을 가진 발아된 봉선화 종자(수분 함량은 종자의 5.0 중량%)와 내건조성 노출 소근은 갖지 않은 발아된 봉선화 종자(수분 함량은 종자의 19.6 중량%)의 저장 수명 비교.]

봉선화(블리즈 살몬으로 대체 가능함, 자두니에 비브이) 40 g을 컬럼내의 20℃의 탄산수 4ℓ에서 4일 동안 발아시켰다. 노출된 소근을 가진 종자 20 g(약 20,000개의 종자)를 선택하였다. 종자의 ½을 1300 rpm에서 2분 동안 먼저 원심 분리하므로써 즉시 건조하고, 27℃ 및 상대 습도 80%로 조절된 피토트론(fytotron)의 플라스틱 박스에 위치시켰다. 8 시간 후, 종자의 수분 함량은 초기 48 중량%에서 19.6 중량%로 감소되었다. 그 후, 종자를 동일한 부분들로 분할하고, 알루미늄으로 안을 댄 백에 넣고 밀봉하고, 3가지 다른 온도, 즉 -20℃, 8℃ 및 20℃에서 저장하였다. 종자의 나머지 ½은 원심 분리후, 상대 습도가 100%인 밀폐 용기내의 공기중에서 온도 8℃로 7일 동안 소근의 내건조성 유도를 위해 항온 처리하였다. 항온 처리의 말기에서 수분 함량은 46중량%로 측정되었다. 항온 처리후, 종자를 25℃ 및 상대 습도 80%에서 건조하였다. 건조 개시 24 시간 후, 종자의 최종 수분 함량이 5 중량%로 측정될 때까지 종자를 상대 습도 40% 및 20℃의 정체성 공기로 이전하였다. 이어서, 종자를 동일한 분획으로 분할하고, 밀봉된 백에 충전 (종자 100개/백)시키고, -20℃, 8℃ 및 20℃에서 저장하였다.

건조 직후 및 적당한 저장 시간 간격 후, 100개의 종자를 25℃에서 축축한 블로팅지에서 항온 처리시켰다. 발육된 제2 뿌리를 가진 묘목의 백분율을 항온 처리 개시 14일 후에 측정하였다. 또한, 100개의 종자를 20℃의 토양에 파종하고 형광 하에 위치시키는 토양 발아 시험에서 종자를 묘목 출현을 위해 테스트하였다.

묘목의 백분율은 파종 14일 후 측정하였다 결과는 표 5a 및 5b에 나타내었다.

[실시예 6]

[5% 수분 함량에서 내건조성 노출 소근을 가진 발아된 토마토 종자와 21.6% 수분 함량에서 내건조성 노출 소근을 갖지 않은 종자의 저장 수명 비교]

토마토 종자(F 7263, 실험적 변형, 자두니에 비브이) 50 g을 20℃에서 탄산수 4ℓ가 담긴 컬럼에서 발아시켰다. 3일 후에 4000개의 발아된 종자를 선택하였다. 발아된 종자의 ½을 상대 습도 75% 및 20℃의 정체성 공기중에 위치시키므로써 즉시 건조하고, 수분 함량이 21.6 중량%에 이르도록 하였다. 종자의 초기수분 함량은 50.6 중량% 으로부터 21.6 중량%로 6 시간내에 감소하였다. 종자의 나머지 ½은 비피 케미칼스에서 시판되는 PEG-8000 용액(324 g/1)을 가진 탄산용액 컬럼에 이전시켰다. 소근의 내건조성을 유도하기 위해 종자를 8℃에서 7일동안 이 용액에 잔류시켰다. 종자를 제거한 후, 증류수로 세정하고, 수분 함량을 46%에서 측정하였다 종자를 상대 습도 40% 및 20℃에서 3일 동안 정체성 공기중에서 건조하였다. 그 후 종자의 수분 중량은 5%로 측정되었다. 2가지 처리로 건조된 종자(18 × 100종자)를 알루미늄으로 안을 댄 밀봉된 별도의 백에 충전, 밀봉하고 3가지 온도, 즉 -20℃, 8℃ 및 20℃에서 저장하였다. 규정된 저장 기간 후, 토양에 1회 처리당 100개의 종자를 파종하므로써 종자의 질을 시험하였다. 트레이의 토양에 종자를 파종하고 온실로 옮기기전에 20℃의 암실에서 3일 동안 방치시켰다. 파종한지 2주 후, 묘목의 백분율을 측정하였다.

표 6의 결과는 검사된 모든 저장 조건하에서 내건조성 유도 처리를 받은 종자의 저장 수명이 21,6%의 수분 함량으로 직접 재건조되고 내건조성 유도처리를 받지 않은 종자의 수명보다 더 길다는 것을 보여준다.

[실시예 7]

[내건조성 노출 소근(5% 수분 함량)을 가진 싹양배추(브루셀즈 스프라우츠)종자와 노출 소근(20% 수분 함량)을 가진 내건조성이 없는 종자의 저장 수명 비교.]

싹양배추(타르디스로 대체 가능함, 자두니에 비브이) 종자 100 g을 23℃의 탄산수 4ℓ에서 발아시켰다. 16 시간 후, 발아된 종자를 수작업으로 선택하였다. 2100개의 종자가 선택되었다. 발아된 종자의 수분 함량은 50 중량%로 측정되었다. 1000개의 종자를 PEG-8000(비피 케미칼스) 용액(324 g/1, 수전위 -1.5 MPa, 실시예 1과 동일하게 결정함)으로 축축해진 블로팅지에서 7일 동안 8℃에서 항온 처리하여 노출된 소근내에서 내건조성을 유도하였다 항온 처리 기간의 말기에 수분 함량은 41%로 측정되었다. 종자를 증류수로 세정하고, 약 24시간 후 수분 함량이 5%에 이를 때까지 상대 습도 40% 및 20℃의 정체 공기에 위치시켰다. 나머지 1000개의 종자는 수작업으로 선택한 직후, 6시간 후 수분 함량이 20.9%에 이를때까지 상대 습도 75% 및 20℃의 정체성 공기중에서 건조하였다. 그 후 종자를 알루미늄으로 안을 댄 백에 밀봉하였다(백 하나당 종자 50개), 포장된 종자를 -20℃, 8℃ 및 20℃의 온도에서 저장하였다. 0,1 및 2개월의 저장 기간 후, 1회 처리당 50개의 종자를 토양에 파종하고 17일 후 묘목의 백분율을 측정하였다. 결과는 표 7에 나타내었다.

[실시예 8]

[내건조성의 노출 소근을 함유하는 봉선화 종자(임펄스 살몬 오렌지) 및 파종 시물레이터 기계에서의 실행.]

봉선화(임펄스 살몬 오렌지) 50 g을 컬럼내의 20℃ 탄산수 4ℓ에서 발아시켰다. 3일 후, 노출 소근을 함유하는 종자 30 g(약 30,000개의 종자)을 선택하였다.

종자(대조용) 15 g을 파종 시뮬레이터에 위치시켰다. 나머지 15 g(시험용)을 소근에서 내건조성을 유도하기 위해 상대 습도 100%의 폐쇄 용기에서 공기로 7일 동안 8℃에서 항온 처리시켰다. 항온 처리 단계 말기에 종자의 수분 함량은 44.3 중량%로 측정되었다. 유도 단계 후, 후술하는 바와 같이 파종 시물레이터로 종자를 파종하였다.

대조용 시료 및 시험용 시료에 대한 파종 시물레이션은 플라스틱 트레이의 바닥에 한층으로 종자를 살포하고, 상대 습도 40% 및 20℃로 조절된 피토트론(네덜란드, 몬트푸르트에 소재하는 반덴 베르그 시판)내에 위치시키므로써 수행하였다.

파종 기계의 저장기에서의 진동을 모방하기 위해 박스를 규칙적으로 흔들었다. 규칙적인 간격으로 종자 시료를 트레이로부터 채취하였다. 시료 1 g을 수분 측정을 위해 사용하였으며, 2 × 50 종자를 20℃에서 토양에 파종하였다. 14일 후, 종자의 출현을 조사하였다.

표 8은 내건조성 노출 소근을 갖지 않은 기발아된 종자보다 노출 소근에 유도된 내건조성을 가진 기발아된 종자가 유리함을 보여준다.

[실시예 9]

[내건조성 노출 소근을 가진 토마토 종자와 종래 방법으로 건조된 토마토 종자의 비교]

토마토 종자(F 7263, 자두니에 비브이의 실험적 변형) 50 g을 20℃의 탄산수 4ℓ가 담긴 컬럼에서 발아시켰다. 3일 후, 발아된 종자를 선택하고 다음과 같이 그룹으로 분리하였다:

제1군: 대조용. 570개의 종자를 상대 습도 40% 및 온도 20℃의 정체성 공기중에 7일 동안 방치시켰다. 종자의 수분 함량은 1일 및 7일 후 각각 6 중량%로 측정되었다.

제2군: 본 발명의 종자에 대한 수분 비교 시험용으로 20 중량%까지 직접 건조함.

500개의 종자를 상대 습도 40% 및 온도 20℃의 정체 공기중에 위치시키고, 6 시간 후 수분 함량이 20 중량%가 되었을 때 이전시켰다. 이어서, 종자를 8℃의 밀폐 용기에 7일 동안 위치시켰다. 이 기간 후, 종자를 2개의 부분으로 세분하였다. 한 부분을 축축한 블로팅지에 위치시켜 25℃에서 4일 동안 물을 흡수하게 하였다. 종자의 제2 분획은 상대 습도 40% 및 온도 20℃의 정체성 공기중에서 재건조시켜 수분 함량을 6%로 하였다.

제3군: 본 발명의 종자.

500개의 종자를 페트리 접시내의 PEG-8000(비피 케미칼스) 용액(324 g/1, 실시예 1에서와 같이 측정된 수전위 -1,5 MPa)으로 적신 여과지에 위치시켰다. 페트리 접시를 온도 8℃의 냉장고에 7일 동안 위치시켜 종자에 내건조성을 유도하였다. 기간의 말기에 종자의 수분 함량은 43중량%로 측정되었다. 이 기간후, 종자를 증류수로 세정하고, 종자를 2개의 분획으로 세분하였다. 한 분획은 축축한 블로팅지에 위치시켜 25℃에서 4일 동안 물을 흡수하게 하였다. 제2 부분은 상대 습도 40% 및 온도 20℃의 정체성 공기중에서 재건조하여 수분 함량을 6%로 하였다.

배(胚)의 당 함량은 제2군 및 제3군의 종자로부터 건조된 종자의 분획 및 제1군의 종자에 대해, 그들을 2시간 동안 물에 위치시키고 각 군당 25개의 배를 절개한 후 실시예 1의 방법을 사용하여 측정하였다.

모든 종자 군(각 군당 2 × 100개의 종자)을 축축한 블로팅지에 위치시켜 25℃에서 4일 동안 물을 흡수하게 하였다. 제2 뿌리 재생을 계수하여 측정하였다. 결과는 표 9에 나타내었다.

표 9는 제2군 및 제3군의 종자가 건조 처리 전에 생존 가능함을 나타냈다. 건조 처리후 제2군 종자의 생존성은 건조 처리한 제1군 종자의 생존성에 필적할 만하였으나, 본 발명의 종자의 생존성(3군)이 더 높았다. 제3군의 종자는 내건조성이 있었다.

[실시예 10]

[오이, 비올라 및 페튜니아의 발아된 종자에 내건조성 유도.]

오이(알바리스로 대체 가능), 비올라(오로라 옐로우로 대체 가능) 및 페튜니아(화이트 플래시로 대체 가능), 모든 자두니에 비브이의 종자를 20℃에서 박스에 담긴 페트리 접시의 축축한 여과지에서 항온 처리하였다. 모든 경우에서, 돌출하는 소근을 가진 각각의 종으로부터 종자 250개를 3일 후에 선택하였다. 대조용 종자는 상대 습도 40% 및 온도 20℃의 정체성 공기에서 즉시 건조하였다. 시험용 시료 종자를 소근의 내건조성을 유도하기 위해 실시예 9에서 기술한 것파 유사한 조건하에서 페트리 접시의 8℃의 PEG-8000 용액(324 g/1, -1 5 MPa, 실시예 1에서와 같이 측정됨)이 흡수된 블로팅지에서 7일 동안 항온 처리시켰다. 이어서, 종자를 증류수로 세정하였다 오이, 비올라 및 페튜니아의 항온 처리 단계 후, 수분함량은 각각 46 중량%, 44 중량% 및 41 중량%로 측정되었다. 그 후, 시험용 시료를 상대 습도 40% 및 온도 20℃의 정체성 공기중에서 24시간 동안 건조시켰다. 50개의 건조된 종자를 25℃ 주위 온도에서 물이 흡수된 블로팅지에서 항온 처리하고, 14일 후 묘목의 발육을 평가하였다.

오이 축 및 비올라 배내의 수크로즈 함량을 항온 처리기간의 개시 전 및 말기에서 표준 과정(보에링거-만하임 상기 참조)을 사용하여 측정하였다. 결과는 표 10에 나타내었다.

표 10은 내건조 처리된 발아된 종자로부터 얻어진 묘목의 백분율의 현저한 증가를 보여준다.

[실시예 11]

[시클라멘의 소근에 내건조성의 유도.]

시클라멘(마농으로 대체 가능함, 자두니에 비브이) 20 g을 암실에서 18℃의 탄산수 4ℓ의 컬럼내에서 발아시켰다. 7일 후, 배유내에 포함된 소근이 종자 피막으로부터 돌출되는, 즉 배유가 종자 피막으로부터 부풀어오르나 배유로부터의 소근 돌출이 나타나지 않은 것이 명백한 단계에서 500개의 종자를 선택하였다. 이 단계에서 종자는 상대 습도 40% 및 20℃의 정체성 공기중에서 직접 건조하거나(대조용), 종자(테스트용)를 노출된 소근에서 내건조성을 유도하기 위해 7일 동안 수전위가 -1,5 MPa인 PEG-8000 용액으로 흡수시킨 블로팅지를 구비한 페트리 접시에서 건조시키기전 우선 항온 처리하고, 이어서 실시예 9의 제3군 종자에 수행한 것과 유사한 과정을 수행하였다. 종자의 수분 함량은 항온 처리기간의 말기에 42중량%로 측정되었다.

건조 후, 100개의 대조용 종자 및 100개의 시험용 종자를 18℃의 암실의 토양에서 발아시켰다. 파종 3주 후 묘목의 백분율을 측정하였다.

표 11의 결과는 건조 처리를 항온 처리기간보다 선행하는 경우 묘목 발육이 현저히 증가함을 보여준다.

[실시예 12]

[기발아된 캡시쿰 종자에서 내건조성의 유도.]

캡시쿰 종자(아스트리온으로 대체 가능함, 자두니에 비브이) 5 g을 20℃의 탄산수 4ℓ 컬럼에서 5일 동안 항온 처리시켰다. 발아된 종자를 수잡업으로 선택하고, 각각 100 개씩 3개의 분획으로 분할하였다, 한 분획을 페트리 접시에 위치시키고, 상대습도 40% 및 20℃의 정체성 공기에서 건조시켜 최종 종자 수분 함량을 7%로 하였다 제2 분획은 노출 소근에 내건조성을 유도하기 위해 PEG-8000(324 g/1, -1.5 MPa) 용액이 흡수된 페트리 접시의 여과지에서 7일 동안 항온 처리시켰다. 종자의 수분 함량은 45중량%로 측정되었다. 이어서, 제1 분획과 동일한 조건하에서 종자를 건조시켰다. 제3 분획은 노출 종자의 내건조성을 유도하기 위해 10 μM의 농도로 인돌부티르산(IBA)을 함유한 -1,5 MPa의 PEG-8000 용액에서 7일 동안 항온 처리시켰다. 종자의 수분 함량은 45 중량%로 측정되었다. 이후, 제2 분획과 동일한 조건하에서 종자를 건조하였다.

건조된 종자를 25℃의 밀폐 용기의 축축한 여과지에서 8일 동안 항온 처리하고, 3일 후 1차 뿌리의 재생을 나타내는 종자의 백분율을 나타냈다. 8일 후, 1차 및/또는 2차 뿌리를 가진 종자의 백분율을 기록하였다. 표 12에 나타낸 결과는 건조 단계를 거친 발아된 캡시쿰 종자는 건조 조건하에서 생존하며, 1차 뿌리 재성장 및/또는 2차 뿌리 형성을 나타냄을 보여준다. 뿌리의 생존성은 IBA 첨가 후 증가되었다.

[실시예 13]

[토마토의 1차 뿌리의 생존 및 배축 부위로부터 2차 뿌리의 성장은 소근의 길이, 소근내에서 내건조성의 유도에 의존함.]

토마토(엘레나로 대체 가능함, 자두니에 비브이) 종자 10 g을 일광하의 20℃에서 축축한 여과지의 표면에서 2일 동안 항온 처리시켰다. 종자의 ½을 25℃에서 136 μM의 파클로부트라졸(아이씨아이 피엘시로부터 시판되는 합성 지베렐린 생합성 억제제) 용액에 침지한 여과지에서 추가 항온 처리하였다. 나머지 종자는 25℃, 일광하의 축축한 여과지에서 추가 항온 처리하였다. 노출 소근을 가진 600개의 발아된 종자를 25℃에서 항온 처리시킨지 1일 후에 선택하였다. 0.5∼1.5mm의 노출 소근을 가진 100개의 종자 및 1.5∼2.5 mm의 노출된 소근을 가진 100개의 종자를 선택하였다. 선택된 종자는 상대습도 40% 및 20℃의 정체성 공기중에서 즉시 건조시켜 최종 종자 수분 함량을 6%(대조용)로 하거나 노출 소근내에서 내건조성을 유도하기 위해 PEG-8000 용액(324 g/1, -1 5 MPa)으로 축축해진 여과지에서 처리하였다. 수분 함량은 46중량%로 측정하였다. 이후, 종자를 대조용 종자와 동일한 조건하에서 정체성 공기 주에서 건조하여 최종 종자 수분 함량을 동일하게 하였다. 건조후, 종자를 25℃, 일광하의 밀폐 용기의 축축한 여과지의 표면에 파종하였다. 3일 후, 1차 뿌리의 생존을 육안으로 측정하였다. 생존은 1차 뿌리가 가시적인 손상이 없고 성장을 계속하는 것으로 정의하였다. 배축 부위로부터의 2차 뿌리 형성은 7일 후에 측정하였다.

표 13은 다수의 노출 소근이 건조시 죽었으나, 소근이 선택 시점에서의 길이보다 더 길었을 경우 손상이 더 심하다는 것을 보여준다. 추가로 표 11은 내건조성의 유도가 1차 뿌리 생존 및 2차 뿌리 형성의 자극을 증가시킨다는 것을 나타낸다. 파클로부트라졸을 사용하는 처리법은 1차 뿌리의 생존을 훨씬 더 높게 하였다.

[실시예 14]

[PEG에서 발아된 봉선화 종자의 항온처리는 자엽 및 소근(배축)에서 수크로즈 함량 증가 및 내건조성을 증가시킴.]

봉선화(임펄스 오렌지로 대체 기능함, 자두니에 비브이) 종자 10 g을 20℃ 탄산수 4ℓ 함유하는 칼럼에서 항온 처리시켰다. 3일 후, 1600개의 발아된 종자를 선택하였다. 400개의 종자(대조용)를 상대 습도 40% 및 20℃의 정체성 공기에서 건조하고, 24 시간 후 수분 함량을 5 중량%로 측정하였다. 400개의 종자 각각의 3가지 배취를 8℃에서 항온 처리기간 1,2 또는 5일 동안 분리된 밀폐 박스의 PEG-8000(324 g/1, 수전위 -1,5 MPa) 용액이 흡수된 블로팅지에서 항온 처리시켰다. 항온 처리후, 종자를 증류수로 세정하고 블롯 건조시켰다. 이후, 각 처리(테스트용 및 대조용) 시료에 대해 수크로즈 함량을 측정하였다. 시험용 및 대조용 각각에 대해 25개의 자엽쌍 및 100개의 소근(배축)을 평가하였다. 나머지 종자는 건조하여 수분 함량을 5%로 하고 이어서 대조용과 동일한 과정을 수행하였다. 건조된 종자의 내건조성을 테스트용 및 대조용 각각에 대하여 2×50개의 종자를 25℃, 일광하의 종이 위에 파종하므로써 평가하였다. 파종 14일 후, 묘목으로 발육한 종자의 백분율을 평가하였다.

표 14는 항온 처리중 소근내의 수크로즈 함량이 자엽내의 수크로즈 함량과 같이 현저하게 증가되었음을 보여준다. 발아된 종자의 내건조성은 수크로즈 함량상승과 병행하였다.

[표 1]

[건조전 및 건조후 출현율, 다른 처리후 봉선화 종자내의 수크로즈 함량]

[표 2]

[표 3]

[표 4]

[25℃의 축축한 여과지에서 14일 동안 항온 처리시킨 후 2차 뿌리를 형성하는 100개의 종자중 기발아 처리된 봉선화 종자의 수]

[표 5a]

[수분 함량 5% 또는 19.6%로 저장된 종자에 대한 종이에서의 발아 시험]

[표 5b]

[수분 함량 5% 또는 19.6%로 상이한 온도에서 저장된 종자에 대한 토양에서의 발아 시험]

[표 6]

[표 7]

[토양에서 처리된 싹양배추 종자를 파종한 후 얻은 식물의 백분율.]

[표 8]

[표 9]

[표 10]

[표 11]

[표 12]

[표 13]

[표 14]

[파종 14일 후 묘목으로 자라는 종자의 백분율.]

Claims

발아된 종자의 노출 소근에서 내건조성을 유도하는 방법으로서, 0℃ 내지 25℃의 온도에서 1 내지 10일 동안 종자의 35 중량% 내지 55 중량%의 수분 함량으로 발아된 종자를 항온처리하는 단계 및 선택적으로 얻어진 발아된 내건조성의 종자를 종자의 4 중량% 내지 12 중량%의 수분 함량으로 재건조하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 발아된 종자를 삼투 용액에서 항온 처리함에 의하여 부족(water stress) 상태가 되도록 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 발아된 종자를 -0.5 내지 -4.0 MPa의 삼투값을 갖는 수용액에서 1 내지 10일 동안 0℃ 내지 25℃의 온도로 항온 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
발아된 종자의 노출 소근에서 내건조성을 유도하는 방법으로서, (i) 0℃ 내지 25℃의 온도에서 1 내지 10일 동안 종자의 35 중량% 내지 55 중량%의 수분 함량으로 발아된 종자를 항온 처리하는 단계 (ii) 항온 처리된 종자를 4 중량% 내지 12 중량%의 수분 함량으로 재건조하는 단계를 포함하는 방법.
제4항에 있어서, 하나의 단계에서 발아된 종자의 내건조성을 유도하고, 이를 미발아 종자의 수분 함량으로 재건조하는 단계를 포함하며, 상기 재건조는 대사 작용이 중단되는 수준의 수분 함량에 도달하기 전에 내건조성을 획득하도록 서서히 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서, 발아된 종자를 2 내지 10일간 75 % 내지 90 %의 상대 습도 및 10℃ 내지 30℃의 온도에서 유지시키는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 발아된 내건조성의 종자가 종자의 4 중량% 내지 12 중량%의 수분 함량을 가질 때까지, 재건조 조건을 유지시키는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 40 % 내지 75 %의 상대 습도 및 10℃ 내지 30℃의 온도에서, 재건조를 수행하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 내건조성을 유도하는 동안 발아된 종자를 수분 손실을 방지하는 조건하에서 유지시키는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 발아된 종자를 항온 처리하기 전에, 우선 통상의 건조 공정하에서 발아된 종자의 통상의 수분 함량 보다 0.5 % 내지 10 % 낮은 수준으로 발아된 종자의 수분 함량을 감소시키는 한편, 항온 처리 동안의 수분 함량은 종자의 35 중량% 이하로 감소되지 않도록 보장하는 방법.
제10항에 있어서, 초기 건조 단계를 0℃ 내지 25℃의 온도 및 30 % 내지 90 %의 상대 습도에서 정체성 공기 또는 유동 공기 중에서 실시하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 소근의 길이가 종자의 최대 직경 이하인 방법.
제7항에 있어서, 발아된 종자가 알리윰, 안티르히눔, 베고니아, 브라시카세아, 캡시쿰, 쿠쿠르비타세아, 리코페르시손, 시클라멘, 베타, 디안투스, 가자니아, 거베라, 봉선화, 로벨리아, 니코티아나, 펠라고니움, 페튜니아, 플록스, 프리물라, 라파누스, 살비아, 솔라나세아, 타게테, 베르베나, 빈카, 비올라, 아피움, 치코리움, 다우크스 및 지니아를 포함하는 식물군으로부터 선택되는 방법.