원예특작 연구동향 리포트
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  • 원예산업신문
  • 승인 2015.02.09 15:29
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장미꽃 기관(암술과 수술) 이상현상과 원인규명 연구

■ 연구기관

▲ 암술과 수술이 잎처럼 변형된 장미 품종 ‘그린아이’
△이스라엘, The Hebrew University of Jerusalem
△터키, Canakkale Onsekiz Mart University
△미국, University of California

■ 연구내용
장미꽃의 암술과 수술이 잎과 비슷한 형태로 변형되는 이상증상이 종종 발견되고 있다. 이러한 이상증상은 1790년에 Johann Wolfgan Von Goethe에 의해 ‘꽃의 암술과 수술이 잎과 줄기로 대체되어 있다’ 고 처음으로 기록돼 있다.
이러한 이상 증상의 원인은 호르몬의 영향, 고온, 환경스트레스, 수분스트레스 또는 파이토플라즈마에 의한 감염 등이 손꼽히고 있으며 정확한 원인은 아직 연구 중이다.
이러한 이상증상의 원인을 파악하기 위해 낮/밤의 온도를 26℃/21℃와 21℃/15℃로 나눠 처리했을 때, 고온에서 장미 수확량이 더 많았으나, 이중에 80%에서 이상증상이 나타났고, 21℃/15℃에서는 이상증상을 나타낸 장미가 17.7%에 불과했다.
▲ 정상적인 장미와 이상증상을 보이는 장미 단면
1mm의 작은 꽃눈의 사이토키닌 함량을 분석했을 때, 21℃/15℃과 비교하여 고온인 26℃/21℃에서는 그 함량이 약 1/7수준으로, 이는 고온으로 인한 사이토키닌 합성에 돌연변이가 생긴 것으로 예상된다.
파이토플라즈마는 뭉친 경엽이 다수 발생하는 빗자루병의 원인균으로 꼽히고 있으며, 장미의 이상증상도 분자생물학이 발달하기 전에는 이로 인한 것으로 여겨졌으나, 최근 PCR 결과에는 파이토플라즈마가 검출되지 않았다.
최근에는 꽃의 꽃받침, 꽃잎, 수술, 암술의 발생 과정 중 수술과 암술 발생에 관여하는 AGAMOUS 유전자의 이상으로 이상증상이 나타나는 것이 발견됐다. 실제로 전기영동 결과 이상증상이 나타나는 개체에서는 AGAMOUS 유전자 함량이 매우 적은 것을 확인했다.  
암술과 수술이 변형된 특이한 형태의 장미는 현재 품종으로도 출원되고 있으며, 뚜렷한 원인은 지속적으로 연구될 것으로 예상된다.

■ 국내 기술수준과 전망
국내에서도 암술, 수술이 변형된 형태의 품종이 출원되었으나, 그 원인에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 

 ■ 참고문헌 및 사이트
● Chmelnitsky, Inna, et al. “Effects of temperature on phyllody expression and cytokinin content in floral organs of rose flowers." Plant growth regulation 35.3 (2001): 207-214.
● Chmelnitsky, Inna, et al. “Morphological development of normal and phyllody expressing Rosa hybrida cv. Motrea flowers." Plant growth regulation 37.3 (2002): 215-221.
● Chmelnitsky, Inna, E. Khayat, and N. Zieslin. “Involvement of RAG, a rose homologue of AGAMOUS, in phyllody development of Rosa hybrida cv. Motrea." Plant growth regulation 39.1 (2003): 63-66.
● Sim, Sue, A. Rowhani, and D. Golino. “Phyllody in roses." American Rose 39.18 (2004): 32-34.

■ 자료제공 : 농촌진흥청 국립원예특작과학원 화훼과 농업연구사 이혜진


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