부경대학교  1997 년도 학위논문

갈조식물 톳의 생식방법을 이용한 인공종묘생산
Artificial seed Production Using the Reproduction Methods in Hizikia Fusiformis (Phaeophyta)

황은경

부경대학교 대학원 수산생물학과

1997 수산학박사 학위논문

   톳의 생식방법에 따른 실내 및 야외배양을 실시하여 인고종묘 생산의 효과적인 방안을 모색하고자 하였다. 실험 결과는 다음과 같다. 실내 유성생식에 의한 종묘생산 방법 중 톳의 초기발생을 촉진하는 조건으로서 조도, 광주기, 온도, 배양방법, 노출시간, 배지종류 별 배양 실험 결과 조도는 4,000 lux 이상, 광주기는 16:8 (L:D) 또는 연속조명이 초기발생을 촉진하는 조건으로 나타났으며, 온도는 15∼20℃, 배양방법으로는 포기한 실험구와 하지 않은 대조구에서 생장이 유사한 경향을 나타내었다. 또한 1일 1시간 이상 노출을 준 실험구에서 초기 생장이 우세한 것으로 나타났으며, 배지로는 PESI 배지에서 가장 생장이 우세한 것으로 나타났다. 톳의 유배를 채묘틀에 채묘하여 수조배양 실험을 실시한 결과 온도조건은 18℃에서 유배의 생장이 가장 우세하였고, 부착기질로는 크레모나사 40합사에서 부착률이 가장 높았다. 채묘방법으로는 강제채묘 보다는 자연채묘의 방법이 유배의 부착률과 생장면에서 우수하였다. 실내 무성생식에 의한 종묘생산 방안으로서 광주기별 정단부와 포복지의 재생 및 분화 실험 결과 정단부의 생장은 16:8 (L:D)에서 가장 우세하였으며 생식기탁의 형성은 24:0, 16:8, 12:12 (L:D)의 순서로 일어났으며 배양 49일까지 8:16 (L:D) 조건에서는 생식기탁 형성이 관찰되지 않았다. 포복지의 생장은 24:0 (L:D)의 연속조명에서 가장 우세하였으며, 분화된 유엽의 수는 16:8 (L:D)에서, 분화된 유엽의 길이생장은 12:12 (L:D)의 조건에서 가장 높은 비율로 나타났다. 광파장별 정단부와 포복지의 재생 및 분화 실험 결과 정단부의 길이생장은 청색광 조건에서 35일 후 1.1±0.2㎝로 최고치를 나타내었으며 적색광 조건에서 0.5±0.1㎝로 최소값을 나타내었다. 포복지의 생장은 백색광 조건에서 가장 우세한 것으로 나타났다. 자연군락에서 톳 엽체의 유실과 새로운 엽체의 재생을 관찰한 결과 5월부터 엽체가 녹아나가기 시작하여 8월에는 0.5±0.3㎝에 도달하였다. 노출에 대한 톳 엽체의 내성 실험 결과 5℃ 조건에서는 노출 12시간까지 Fv/Fm 값이 0.611±0.04로 변하지 않았으나 26℃ 조건에서는 노출 3시간 이후 감소하기 시작하여 12시간 후에는 0.043±0.01로 나타났다. 상대수분 함량별로는 5℃ 조건에서 60% 이상 감소된 조건에서 Fv/Fm 값이 감소하기 시작하였으며, 26℃ 조건에서는 80% 이상 감소된 조건에서 감소하기 시작하였다. 야외 종묘생산의 방안으로서 5월의 양식 톳을 수확한 후 남은 포복지의 야외 배양 실험 결과 1일 0, 1, 2 및 3시간의 노출시간별로 배양 140일 후 3시간 노출구에서 20.6±1.6㎝로 최고치를 보였으며, 중량은 63.91±0.26g으로 나타났다. 양성실험으로서 내해 및 외해쪽 양식장에서 톳의 생산량은 양식 말기인 5월에 각각 6,043.5g/m, 5,940.1g/m로 큰 차이를 보이지 않았다. 야외 포복지 재생에 의한 인공 종묘와 자연 군락으로부터 채취한 종묘의 양성 실험 결과 중량에서는 인공종묘와 자연종묘에서 각각 184.2±105.7g, 182.5±118.4g으로 큰 차이를 보이지 않았으나 전장은 각각 35.9±13.4㎝, 33.0±9.5㎝, 단위 m당 생산량은 각각 2.58±0.95㎏/m, 3.79±0.54㎏/m으로 나타났다. 인고종묘의 양성시 솎음에 의한 밀도 효과 실험 결과, 솎음을 한 실험구와 대조구에서 전장은 5월에 각각 35.9±4.3㎝, 24.7±8.9㎝, 중량은 각각 142.8±67.2g, 98.2±14.0g으로 나타났으며, 단위 m당 생산량은 각각 1.97±0.56㎏/m, 2.45±0.98㎏/m으로 나타났다. 유·무성생식 방법의 일간생장률과 상대생장률을 구하였다. 유성생식의 경우 일간 생장률은 34.7㎛/일, 상대 생장률은 0.0362였으며, 포복지의 무성생식에 의한 엽체의 경우 일간 생장률은 0.16㎝/일, 상대 생장률은 0.0224로 나타나 유성생식의 생장률이 유의하게 높은 것으로 나타났다 (p>0.01). 이상과 같이 톳의 생식방법을 이용하여 효과적인 종묘 생산 방안을 모색하기 위한 실험을 실시한 결과 유·무성생식을 효과적으로 이용함으로써 톳 자원을 효율적으로 이용할 수 있도록 하였으며, 대량 인공종묘 생산의 가능성을 제시하여 톳 양식의 완전 양식화를 위한 실제적 자료를 제공하였다.

   Artificial seeding methods have not bee developed yet for Hizikia fusiformis cultivation. In the past, the principle method of cultivation of Hizikia has been to seed the young thalli from natural bed annually. This method has been the cause of a high natural wastage and a fluctuation in the seed cost. The aim of this study is to establish a simple method for obtaining young fronds as artificial seeds for Hizikia fusiformis cultivation. According to the reproductive patterns, indoor and outdoor cultivation experiments were carried out from November 1993 to May 1996. The results of sexual reproduction were as followed. In the control for differentiation and maturation of H. fusiformis, the young blades were formed under both short-day (8:16 L:D) and long-day (16:8 L:D) conditions. Differentiation of the shoots occurred under 8:16 (L:D) condition, but not under long-day condition. In contrast with shoot differentiation, the formation of receptacles was observed only under long-day condition. In the early development of germlings, growth was facilitated under conditions of more han 4,000 lux of light intensity, a 16:8 (L:D) photoperiod, a temperature range of 15∼20℃, 1 hr/day of exposure to the air and PESI medium. In the case of tank culture, the growth of attached germlings on the seeding frame was promoted with a temperature of 18℃, and the highest ratio of attachment was found on the cremona 40 twisted thread. Vegetative regeneration of the excised portion of Hizikia was greater at 16:8 than at 8:16 (L:D). With regard to the quality of light, blue light promoted the elongation of fronds and red light inhibited this growth. In the outdoor seed production, holdfast remained culture ropes were transferred to the intertidal zone for different exposure times of 0, 1, 2 and 3 hrs/day. Young fronds were then regenerated from the holdfast. In November, the total length was 20.6±1.6 ㎝ for 3 hrs/day. This size was larger than the natural seed size of 5∼10 ㎝ in the same season. This suggests that the vegetative reproduction of holdfast is a more effective method of artificial seed production than sexual reproduction in H. fusiformis. However, the relative growth rate was significantly higher with sexual reproduction (0.0362) than with vegetative reproduction (0.0224) (P>0.01). In the natural population, the vegetative regeneration was initiated in July from the tip of the holdfast which the erect thalli was bleach and drift away this season. This intertidal region was exposed to the air from 1 to 4 hrs/day. The photosynthetic capacity of Hizikia was decreased to the desiccation level by exposure of more than 3 hrs/day. In the cultivation experiment, the maximum production of inner and outer culture ground of Hizikia was not different in May. Comparisons of the culture experiments for natural and artificial seed were conducted from November 1995 to May 1996. The production of the natural seed was slightly higher than that of artificial seed with the same density conditions. However, the density experiment did not show significant differences between thinning out and control. Therefore, artificial seed maybe used as a replacement for the natural seed in Hizikia cultivation. From the results, a useful method was established to obtain young fronds for cultivation using the reproduction pattern, to conserve the natural population of Hizikia. This research has accordingly been directed towards developing new techniques for he mass artificial seed production of H. fusiformis.