KR101087735B1 - 자주색 꽃이 피는 동백나무 신품종 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

시각적으로 우수한 특성을 갖고 자주색인 꽃이 피는 동백나무 신품종 및 동백 삽수에 돌연변이원을 처리하여 자주색의 시각적으로 우수한 특성을 갖는 동백나무 신품종을 제조하는 방법이 제공된다.

Description

자주색 꽃이 피는 동백나무 신품종 및 그의 제조 방법{New variety of Camellia japonica with purple flower and method of preparing the same}

시각적으로 우수한 특성을 갖고 자주색인 꽃이 피는 동백나무 신품종 및 동백 삽수에 돌연변이원을 처리하여 자주색의 시각적으로 우수한 특성을 갖는 동백나무 신품종을 제조하는 방법에 관한 것이다.

동백나무는 밑에서 가지가 갈라져서 관목으로 되는 것이 많다. 나무껍질은 회백색이며 겹눈은 선상 긴 타원형이다. 잎은 어긋나고 타원형 또는 긴 타원형이다. 잎가장자리에 물결 모양의 잔 톱니가 있고 윤기가 있으며 털이 없다. 꽃은 이른봄 가지 끝에 1개씩 달리고 주홍색이며 꽃잎은 5 내지 7개가 밑에서 합쳐져서 비스듬히 퍼지고, 수술은 많으며 꽃잎에 붙어서 떨어질 때 함께 떨어진다. 암술대는 3개로 갈라진다.

열매는 삭과(殼果)로 둥글고 지름 3 내지 4cm로서 3실이며, 검은 갈색의 종자가 들어 있다. 식물체와 꽃은 관상용으로 하며, 경상남도, 전라남북도, 충청남 도, 중국, 일본 등지에 분포한다. 꽃잎이 수평으로 활짝 퍼지는 것을 뜰동백(var. hortensis)이라 하며 많은 품종이 있다. 백색 꽃이 피는 것을 흰동백(for. albipetala), 어린가지와 잎 뒷면의 맥 위 및 씨방에 털이 많이 나 있는 것을 애기동백(C.sasanqua)이라고 한다. 꽃나무로서 정원과 공원에 심고, 화분심기ㅇ분재ㅇ울타리꽃 등으로 쓰며 따뜻한 지역의 해안이나 산림에 분포한다. 동백나무속 Camellia은 17세기경 체코슬로바키아 선교사 G.J. Camellus(라틴명)가 여행하면서 이 속의 식물을 채집한 데서 유래한 것인데, 원산지는 동남아시아ㅇ아열대ㅇ난대로 약 80종이 난다. 한국에는 2종 1변종 1품종이 자생하고 있다. 비교적 강우량이 많은 자바, 네팔, 보르네오, 필리핀, 일본, 중국, 인도차이나에 많이 자생한다. 한국에는 완도, 제주도, 울릉도, 경남, 전남, 충남, 백령도 등지에서 자생한다.

동백나무는 꽃나무로서 정원과 공원에 심고, 화분심기ㅇ분재ㅇ울타리꽃 등으로 쓴다. 씨에서 얻어지는 동백유는 식용유나 머리기름으로 쓰고, 올리브유 대용으로 연고를 만들 때 넣는다. 재질은 치밀해서 닦으면 광택이 나므로 각종 세공품과 악기, 기구에 사용된다

최근 우리나라 경제가 급성장함에 따라 관상·조경수 산업도 날로 성장하고 있다. 관상조경수는 인간의 정서 생활의 중요한 역할을 하므로 문화 수준의 향상과 더불어 꾸준히 생산과 소비가 늘고 있어서 고소득 작물로서 자리를 잡아 가고 있다. 이에 따라 유망 자생 수종 및 관상식물의 개발과 상업화 연구 분야에 많은 연구 인력이 투입되고 있어 현재 꾸준하게 다양한 꽃과 관상식물이 소개되고 있다.

이에, 본 발명자들은 자주색꽃이 피는 관상용 조경수를 개발하기 위하여 연구한 결과, 우리나라에 자생하는 유망 경관 조경수로서 변이성이 많은 동백나무개체의 삽수를 수집하고 돌연변이원을 처리하여 자주색 꽃이 피는 동백나무 개체를 선발하는데 성공하여 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 일례는 시각적으로 우수한 특성을 갖고 자주색인 꽃이 피는 동백나무 신품종을 제공한다.

본 발명의 다른 예는 동백 삽수에 돌연변이원을 처리하여 자주색의 시각적으로 우수한 특성을 갖는 꽃이 피는 동백나무 신품종을 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명은 우리나라 자생종 동백나무(Camellia japonica)의 신품종인 "자주동백"에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전라남도 해남군의 동백나무 자생 천연 집단중 꽃잎색이 자생 동백나무(CMKY색상표 Y100M100~Y100M80)에 비해 변이가 있는 변이 동백나무 (CMKY색상표 Y40M100~Y20M80) 한 개체의 삽수에 돌연변이원을 처리한 다음, 육성하여 수득한, 자주색꽃잎 특성을 가지고 있으며, 무성적으로 반복 생식이 가능한 동백나무의 신품종에 관한 것이다. 본 발명자들은 이와 같이 얻어진 동백나무 신품종을 "해남자주동백"이라고 명명하였다.

본 발명에 따른 "해남자주동백"은 자주색 꽃잎을 가진 동백나무 신품종으로 서 관상가치가 높아 국내는 물론 국제적으로 경쟁력이 있을 것으로 기대되는 산업적으로 매우 유용한 신품종이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 일례는 다음과 같은 특징을 갖는 동백나무에 관한 것이다:

(a)꽃은 진분홍색바탕에 자주색의 갈래꽃(CMYK 색상표 M100C60~M100C40)이다.

(b) 꽃의 횡넓이는 7.8±0.67 cm, 종길이는 4.6±0.47 cm이고, 횡넓이/종길이가 1.5 내지 2, 바람직하게는 1.7로서 길이에 비해 꽃의 폭이 넓은 특성을 갖는다

(c) 암꽃의 주두는 3개로 갈라져 있으며, 한 개의 주두의 나비는 0.49 내지 0.51mm이고, 소주두대의 나비는 0.43 내지 0.45mm이고, 암술대의 나비는 0.8 내지 1mm이고, 수꽃의 화분주머니 길이는 2.6 내지 3.39mm이고 나비는 1.45 내지 1.5mm이다.

(d) 꽃잎은 5개이고, 크기가 서로 다르며, 가장 작은 것은 길이 4 내지 5cm, 나비 3 내지 3.5cm이고, 가장 큰 것은 길이 5.5 내지 6cm, 나비 4.5 내지 5cm이고, 뒷면에는 0.9 내지 1.2cm 길이의 털이 절반에 분포하거나 가운데 부분에 밀하게 분포하며, 5개의 포와 4개의 포린에도 모서리 부분에 0.9 내지 1.2cm 길이의 털이 밀생한다.

(e) 자방에는 3의 배주가 있다.

겨울과 초봄에 주홍색의 꽃이 피는 동백나무(11월개화형(11월~1월) 3월개화 형(3월~4월))는 관상 조경수로서 가치가 우수하지만 화관폭이 좁고, 화관길이가 길어 잎에 가려 잘 안 보이는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명에 따른 신품종 "해남자주동백"은 꽃의 크기(화관폭)가 자생 동백나무보다 약 3 내지 4cm 정도 더 크고, 꽃의 길이에 비해 폭이 넓은 특성을 갖기 때문에 이러한 문제를 해소할 수 있다는 이점이 있다. 또한 기존 자생종 동백나무의 꽃잎의 색상이 주홍색인 것에 반해서, 본 발명에 따른 신품종 "해남자주동백"은 꽃잎의 색상이 자주색이어서 시각적으로 우수한 미감을 일으키는 것을 특징으로 한다. 또한, 자생 동백나무는 꽃잎의 선에 굴곡이 있으면서 거치가 파상형이나, 본 발명에 따른 신품종 "해남자주동백"은 꽃잎선에 굴곡이 없고 거치가 없이 미려하여 관상 조경수로서 매우 뛰어나다는 이점이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 신품종 "해남자주동백"은 국내외 시장에서 상품성 및 경쟁력이 뛰어날 것으로 기대된다.

본 발명의 다른 예는 다음의 단계를 포함하는 동백나무 신품종의 제조 방법을 제공한다:

동백나무 영양번식체를 채취하고 조직내 수분함량이 55 내지 65%이 되도록 건조 시키는 단계;

상기 건조된 영양번식체에 발근촉진 호르몬과 돌연변이원을 처리하여 발근촉진 및 돌연변이를 유발하는 단계; 및

발근된 영양번식체를 묘목으로 하여 키우고 개화한 꽃들을 관찰하여 진분홍색바탕에 자주색의 갈래꽃이고 꽃의 횡넓이는 7.8±0.67 cm, 종길이는 4.6±0.47 cm이고, 횡넓이/종길이가 1.5 내지 2인 특성을 갖는 개체를 선별하는 단계.

상기 제조 방법에 따라서 제작된 동백나무 신품종은 꽃이 상기한 (a) 내지 (e)의 특성을 갖는 것임을 특징으로 한다.

상기 건조 단계는 20 내지 27℃의 온도 조건 및 50 내지 70%의 습도 조건하에서 12 시간 내지 36시간 방치하여 수행하는 것일 수 있다. 통상적으로 삽목에 의한 무성번식을 하기 위해서는 삽수를 채취하고 삽수의 건조를 방지하기 위하여 물속에 10 내지 24시간 정도 담가둔다. 그러나, 본 발명에서는 삽수에 수분이 포화상태로 있을 경우 발근촉진제와 돌연변이원이 액아까지 침투할 수 없으므로, 삽수 채취 후 적정 수분 범위, 즉, 수분함량 55 내지 65%까지 건조시키는 것이 매우 중요하다.

상기 돌연변이원은 γ-선, X-선, 자외선, EMS(ethyl methane sulfonate), NaN3(Sodium azide), NMU(N-nitroso-N-methylurea), 콜히친, 알킬화제(예컨대, Ethylnitrosourea), 방향족 아민 (예컨대, 에티디움브로마이드(Ethidium bromide)), 브로민(Bromine), 니트로 화합물(예컨대, Nitrous acid), 과산화물 등 이루어진 군으로부터 선택 된 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있고, 바람직하게는 NMU(N-nitroso-N-methylurea)일 수 있으며, 그 처리 농도는 0.3 내지 0.7 w/v%, 처리 시간은 약 18 내지 24시간으로 하는 것이 좋다. 통상적으로 NMU와 같은 돌연변이유발물질은 1%(24시간) 내지 5%(5시간)로 통상적으로 발아하지 않은 종자에 처리한다. 종자의 두께에 따라서 수분흡수가 빠른 것은 저농도에서 처리시간도 짧게한다. 본 발명에서는 삽수조직에 직접처리하고 삽수끝 화아까지 충분히 약물이 침투되게 하기 위해서 0.3 내지 0.7 w/v%의 농도로 18시간 내지 24시간정도 처리하 는 것이 좋다. 식물체내에 적정농도 이상이 침투되면 식물체가 죽게 된다.

상기 발근 촉진 호르몬은 IBA (indol butyric acid), IAA (indol acetic acid), 및 NAA (naphthalene acetic acid)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있으며, 충분하면서 적정한 발근 촉진을 위하여, 약 20 내지 80 ppm, 바람직하게는 30 내지 50 ppm의 양으로 처리하는 것이 좋다.

본 발명의 바람직한 구체예에 있어서, 상기 발근촉진 및 돌연변이를 유발하는 단계는 발근 촉진 호르몬 20 내지 80 ppm과 NMU 0.3 내지 0.7 w/v%와의 혼합액에 20 내지 27℃의 온도 조건 및 50 내지 70%의 습도 조건 하에서 18시간 내지 24시간 동안 침적하여 수행하는 것일 수 있다. 상기 온도 및 습도 조건은, 20~27℃ 범위의 온도가 식물의 생리활성에 가장 좋은 온도이며, 용액의 온도도 상기 범위인 것이 식물체내에 흡수될 때의 용액의 물리적 밀도가 가장 적당한 온도이며, 습도 50%~70%는 식물체 함수율이 여름철에 70%, 겨울철에 50%정도 됨으로 외계환경의 습도가 이보다 건조하면 식물체의 건조가 빨리 일어나 돌연변이 용액의 흡수가 많이 되어 고농도의 돌연변이원이 축적될수 있고, 외계습도가 이보다 높으면 돌연변이 용액의 흡수를 덜 될 수 있음을 고려한 것이다.

상기 발근 촉진 및 돌연변이 유발된 삽수는 토양에 이식시까지 배양토에서 배양될 수 있으며, 이 때, 상기 배양토는 특별한 제한은 없지만 부엽토:피트모스:마사토(부피비율 1:0.5 내지 2:0.5 내지 2)인 것을 사용할 수 있다. 배양 조건은 공중온도 25℃±2℃ 및 공중습도 90%이상일 수 있다.

영양번식체는 삽수라고도 하며, 꺾꽂이를 하려고 일정한 길이로 잘라낸 나뭇 가지 또는 식물체의 순을 의미하는 것이다. 본 발명의 한 구체예에서는 동백나무 천연집단에서 꽃의 모양과 색깔이 다른 개체에 비하여 변이가 많은 개체를 선발하여 6월하순~8월초순(장마기간)중 공중습도가 90%이상시기가 2~3일 정도 지속되는 시기에 4월에서 6월까지 생장한 새순을 전년도에 생장한 가지(2년지까지) 붙여서 채취한 것을 사용하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 동백나무 신품종은 관련 기술 분야에 잘 알려진 영양번식, 조직배양 등에 의해 무성적으로 반복 생식 시킬 수 있으며, 이는 당업자에게 자명하다 할 것이다.

본 발명의 동백나무 신품종 "해남자주동백"은 국내 남부 해안지대에 자생하는 수목인 자생 동백나무의 자주색꽃잎을 가진 동백나무 신품종으로서 관상가치가 높아 국내는 물론 국제적으로 경쟁력이 기대되는 산업적으로 매우 유용한 신품종이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1: 영양번식체(삽수)의 제조

3월말에서 4월 초순까지 개화하는 전라남도 해남군 해남읍 남송리 동백나무 천연집단에서 꽃의 모양과 색깔이 다른 개체에 비하여 변이가 많은 개체 (꽃 색깔: CMKY색상표 Y40M100~Y20M80)를 선발하여 6월하순~8월초순(장마기간)중 공중습도가 90%이상시기가 2~3일 정도 지속되는 시기에 4월에서 6월까지 생장한 새순을 전년도에 생장한 가지(2년지까지) 붙여서 채취하였다. 삽수채취 후 실내 온도는 24℃ 습도는 60%로 하여 24시간가량 방치하여 조직내 수분함량이 60%가 되도록 미약한 건조를 실시하였다.

실시예 2 : 돌연변이 개체 육성

액아가 잘 형성된 잎이 1~2개정도 달리고, 길이는 8~10cm정도 되도록 삽수를 조제한 다음, 발근촉진호르몬과 돌연변이 유발물질 혼합액(발근촉진호르몬: IBA, IAA, 또는 NAA 40ppm (0.04g/1리터) + NMU(N-nitroso-N-methylurea) 0.5%(5g/1리터))에 실내 온도는 24℃ 습도는 60%로 하여 18시간동안 500개의 삽수를 침적처리하여 발근촉진과 돌연변이를 유발하였다.

이와 같이 처리된 삽수는 부엽토:피트모스:마사토 (부피비율 1:1:1)인 배양토에 꽂아 두었다. 삽목번식조건은 공중온도는 25℃±90%이상의 공중습도를 유지하였다.

실시예 3 : 체세포 돌연변이 식물체 선발

이듬해에 3월에 발근된 묘목을 시설 하우스 내 노지에 이식하였으며, 발달생장을 촉진하기 위하여 화아가 형성된 개체는 화아를 3년째까지 제거하였고, 4년째에 개화한 꽃들을 관찰하였다. 그 결과, 꽃의 크기가 자생동백나무 꽃에 비해 3~4cm정도 크고, 꽃색이 그늘에서 자주색(CMYK 색상표 M100C60~M100C40)을 띄는 신품종 해남자주동백 한 개체를 선발하였으며, 그 특성은 다음과 같다:

(a)꽃은 진분홍색바탕에 자주색의 갈래꽃임;

(b) 꽃의 횡넓이는 7.8±0.67 cm, 종길이는 4.6±0.47 cm이고, 횡넓이/종길이가 1.5 내지 2임;

(c) 암꽃의 주두는 3개로 갈라져 있으며, 한 개의 주두의 나비는 0.49 내지 0.51mm이고, 소주두대의 나비는 0.43 내지 0.45mm이고, 암술대의 나비는 0.8 내지 1mm이고, 수꽃의 화분주머니 길이는 2.6 내지 3.39mm이고 나비는 1.45 내지 1.5mm임;

(d) 꽃잎은 5개이고, 크기가 서로 다르며, 가장 작은 것은 길이 4 내지 5cm, 나비 3 내지 3.5cm이고, 가장 큰 것은 길이 5.5 내지 6cm, 나비 4.5 내지 5cm이고, 뒷면에는 0.9 내지 1.2cm 길이의 털이 절반에 분포하거나 가운데 부분에 밀하게 분포하며, 5개의 포와 4개의 포린에도 모서리 부분에도 비슷한 길이의 털이 밀생함;

(e) 자방에는 3의 배주가 있음.

또한, 선발된 개체의 특성을 아래의 표 1, 표 2, 및 도 1 내지 도 6에 나타내었다 (n=15).

[표 1] 화관(꽃잎, 포린, 포)의 폭과 길이(단위 : cm)

	횡넓이(cm)	종길이(cm)
평균	7.8	4.6
표준편차	0.67	0.47

[표 2] 암술과 자방(암꽃)의 형태적 특성(단위 : mm)

	암꽃총길이(주두-자방아래까지 길이)	암술길이(주두-자방위까지 길이)	자방폭	암술두께
평 균	36.4	31.5	4.1	0.9
표준편차	7.2	5.7	0.4	0.1

실시예 4 : ISSR DNA 분석에 의한 유전변이분석

DNA추출은 동백나무군락지(200년생 이상)인 전라남도 해남군 해남읍 남송리의 변이개체의 근처에 서식하는 주황색 꽃(CMKY색상표 Y100M100~Y100M80)이 피는 자생동백나무개체 1개체, 전라남도 해남군 해남읍 남송리의 꽃잎의 색이 주황색에서 분홍색(CMKY색상표 Y40M100~Y20M80)을 띄고 있는 변이개체 1개체와 상기 실시예 3에서 선발된 본 발명에 따른 신품종 돌연변이체 1개체의 잎을 채취하여 50% EtOH에 넣고 4℃냉장고에 보관하였다가 분석용 시료를 FastPrep-24(MP Biomedicals, Ohio, USA)의해서 분쇄하여 FastDNA Spin kit(MP Biomedicals, Ohio, USA)를 이용하여 사용 메뉴얼에 따라서 Genomic-DNA를 추출하였다 이 용액은 NanoBiometer OPTIZEN 3220UV(Mecasys Co., Ltd, Daejeon, Korea)를 이용하여 Genomic-DNA 농도를 측정하고, PCR을 위한 Template로 사용하였다.

PCR은 MJ Mini Personal Thermal Cycler(Bio-Rad Co.)를 이용하여 수행하였으며, 아래의 표 3과 같은 반응액을 만들어 전체 50㎕되게 PCR용액을 제조한 후 94℃ 5분간 전처리 시킨 후, 94℃에서 30초, 52℃에서 30초, 72℃에서 1분의 열순환 을 45회 반복한 다음 72℃에서 10분간 PCR을 완료시켰다.

[표 3] PCR 반응액

PCR Reaction Mixture	Volume
-Template DNA(100ng/㎕) -ISSR UBC Primer (10pmol/㎕) -Takara dNTP Mixture(2.5mM) -Takara 10 x Ex Taq Buffer -Takara Taq DNA Polymerase -Sterilized Deionized Water	1㎕ 5㎕ 2.5㎕ 5㎕ 2.5㎕ 34㎕
Total	50㎕

전기영동은 Mupid 전기영동장치(Takara, 일본)를 사용하여 실시하였으며 실험에 사용된 ISSR Primer는 UBC primer #856(University of British Columbia, Canada)을 사용하였다. ISSR UBC primer #856 DNA 밴드 패턴 사진을 도 7에 나타내었다 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 3개체는 Primer #856에서 유전적 차이를 나타내는 밴드패턴 양상을 보였으며, 이를 통하여 본 발명의 신품종인 '해남자주동백'이 자생 동백나무와는 유전적으로 서로 다른 품종임이 입증되었다.

이상의 실시예에 따른 표 1과 2 및 도 1 내지 6에 나타난 바와 같이, 기존의 동백나무의 꽃잎 색깔이 주황색인데 반해, 신품종 '해남자주동백'은 진분홍색 바탕에 자주색을 가진 것이 큰 차이점이며, 그 색깔이 독특하고, 아름답고 꽃의 넓이가 기존 동백나무 보다 3~4cm정도 넓고 꽃잎의 가장자리 선이 미려하고 부드러워 관상·조경수으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 진분홍색 바탕에 자주색 꽃잎의 신품종 '해남자주동백'의 꽃 사진이다.

도 2는 신품종 '해남자주동백'의 꽃과 잎의 크기를 알 수 있는 전체 일러스트이다.

도 3은 신품종 '해남자주동백의 꽃 종단면 일러스트이다.

도 4는 신품종 '해남자주동백'의 꽃잎, 포, 및 포린 일러스트이다.

도 5는 신품종 '해남자주동백'의 수술대, 화분주머니 앞면(좌), 및 뒷면(우)일러스트이다.

도 6은 신품종 '해남자주동백'의 암술, 암술대, 주두, 및 자방 일러스트이다.

도 7은 ISSR UBC primer #856 DNA 밴드 패턴 사진으로, 컬럼 1은 일반동백나무 개체, 컬럼 2는 변이가 많은 개체, 컬럼 3은 신품종 '해남자주동백'에 대한 것이다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 꽃잎색이 CMKY색상표 Y40M100~Y20M80인 동백나무 영양번식체를 채취하고 20 내지 27℃의 온도 조건 및 50 내지 70%의 습도 조건하에서 12 시간 내지 36시간 방치하여 조직내 수분함량이 55 내지 65%이 되도록 건조시키는 단계;

   상기 건조된 영양번식체를 IBA (indol butyric acid), IAA (indol acetic acid), 또는 NAA (naphthalene acetic acid) 40 ppm과 NMU(N-nitroso-N-methylurea) 0.5w/v%의 혼합액에 20 내지 27℃의 온도 조건 및 50 내지 70%의 습도 조건 하에서 18 내지 24시간 동안 침적하여 발근촉진 및 돌연변이를 유발하는 단계; 및

   발근된 영양번식체를 묘목으로 하여 키워서 개화한 꽃들을 관찰하여 진분홍색바탕에 자주색(CMYK 색상표 M100C60~M100C40)의 갈래꽃이고 꽃의 횡넓이는 7.8±0.67 cm, 종길이는 4.6±0.47 cm이고, 횡넓이/종길이가 1.5 내지 2인 특성을 갖는 개체를 선별하는 단계

   를 포함하는 동백나무 신품종 제조 방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제

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