종자의 발아

ㅇ 종자발아에 영향하는 요인은?
1) 휴면타파
2) 물
3) 온도
4) 공기
5) 광 : 필요한 경우, 없어야 하는 경우, 무관계한 경우
6) 화학물질 처리 ; 가스체, 무기염류, 산, 알칼리, 종자소독제 등...
7) 식물생장조절제 처리

ㅇ 수분이 발아에 미치는 기작
1) 종피파열 ; 종피가 흡수하여 팽연되고 배, 배유, 자엽 등이 흡수되어 팽창하므로 종피파열된다. 2) 종피가 수분을 흡수하면 가스교환이 용이해져 산소가 공급되어 호흡이 활발해지고 이산화탄소가 배출된다.
3) 흡수한 내부세포들은 원형질농도가 낮아지고 효소의 활성이 증가되어 저장물질의 가수분해 및 전류와 기타 생리작용이 활발해져 종자가 성장한다.

ㅇ 온도가 발아에 영향을 미치는 이유는?
종자발아에 필요한 각종 생리작용이 온도에 의해 크게 지배되기 때문.

ㅇ 발아최저, 최적, 최고온도는?
1) 최저온도 ; 섭씨 0-10도
2) 최적온도 ; 섭씨 20-30도
3) 최고온도 ; 섭씨35-50도

ㅇ 지나친 고온이 종자에 미칠 수 있는 현상은?
열사, 제2차휴면유발

ㅇ 변온이 종자발아에 미치는 기구는?
확실히 규명되지는 않았지만,
1) 종피의 수축팽창이 잦아져 가스교환이 촉진되고
2) 효소의 작용도 활발해져
3) 물질대사가 촉진되기 때문이라고 추정된다.

ㅇ 변온에 발아촉진되는 식물들은?
샐러리, 오챠드그라스, 버뮤다그라스, 캔터키블루그라스, 페튜니아, 담배 등...

ㅇ 변온, 정온이 발아에 영향하지 못하는 식물들은?
당근, 티모시, 파슬리 등...

ㅇ 발아에 산소가 필요한 이유는?
휴면중의 종자는 호흡작용이 극히 미약하지만, 발아중인 종자는 호흡작용이 활발해져 산소요구량이 많아진다. 따라서 대부분의 작물종자는 산소가 충분히 공급되어져야 정상적으로 발아한다.

ㅇ 발아에 필요한 산소요구도가 낮다고 생각되는식물은?
물 속에서도 정상발아 하는 습생식물

ㅇ 밭에 파종한 종자의 복토가 두껍게 된 경우 잘 발아하지 못하는 이유는?
지표에서 지중으로 산소의 확산이 저하되어 발아가 저하된다.

ㅇ 수중에서 발아되지 못하는 종자는?
페레니얼라이그라스, 귀리, 밀, 무 등...

ㅇ 수중에서 발아감퇴 되는 종자는?
담배, 토마토, 화이트클로버, 카네이션 등...

ㅇ 수중에서도 잘 발아되는 종자는?
상추, 당근, 셀러리

ㅇ 호광성 종자란? 그 예는?
암소에서 발아되지 않거나, 나쁘며 광이 있어야 발아가 잘되는 종자
예) 담배, 상추, 베고니아, 페튜니아, 화본과 목초, 잡초 등...

ㅇ 혐광성종자란? 그 예는?
광선하에서는 발아가 저해되고 암소에서 잘 발아되는 종자
예) 토마토, 가지, 호박, 오이류 등...

ㅇ 광무관계종자의 예는?
화곡류, 두과작물, 옥수수 등...

ㅇ 파종과 광과의 관계는?
호광성종자는 얕게 심고, 혐광성종자는 깊이 심는다. 광무관계종자는 적절히 복토하고 습도에 신경을 쓴다.

ㅇ 잡초근절을 어렵게 하는 이유를 광과 관련하여 설명하면?
화본과 목초류나 잡초의 대부분은 호광성종자인데, 지중에 깊이 매몰되면 장기간 휴면상태로 있다가 경기에 의하여 지표부근으로 올라오면 휴면타파되어 발아하게 되므로 근절이 어렵다.

ㅇ 호광성종자의 발아에 있어 일장효과와 마찬가지로 적색광-근적외강전환계가 인정되는데, 상추종자를 예로 설명하면?
상추종자는 광파장 6,000-7,000 옹스트롱 범위에서는 발아촉진되지만, 7,500 옹스트롱 부근에서는 억제되는 현상.

ㅇ 호광성 종자인 담배에 단시간(1시간 정도) 광조사하고 암소에 두면 발아되는가?
발아된다.

ㅇ 종자의 광발아성이 후숙에 의해 바뀌는 예는?
캔터키블루그라스 ; 신선종자는 호광성이나 10개월동안 후숙시 혐광성으로 바뀐다.

ㅇ 많은 종류의 호광성종자를 발아상을 적셔줌으로써 암소발아가 되게 하는 화합물은?
KNO3(질산칼륨)

ㅇ 광이 발아에 영향을 미치는 기작은?
종자 내의 물질에 광이 흡수되어 광화학반을이 일어나 발아를 촉진한다고 생각된다. 또한 건조한 휴면종자는 광감수성이 없는 것으로 미루어 광은 흡수, 산소호흡, 적온 등이 구비되어 종자가 생리활동을 시작하면 광이 2차적인 보족요인으로 작용한다고 생각된다.

ㅇ 종자발아과정은?
1) 흡수
2) 저장양분의 분해
3) 양분의 전류
4) 동화
5) 호흡
6) 생장

ㅇ 종자의 흡수과정은?
1) 1단계흡수 ; 발아 전에는 모관현상, 침윤(imbibition)에 의한 흡수
2) 2단계흡수 ; 발아가 시작되면 삼투(osmosis)에 의한 흡수

ㅇ 침종이란?
종자예조법의 하나로 작물종자를 균일하고 속히 발아시키기 위한 방법인데, 종자를 적당한 온도의 우물물에 충분히 침지하여 충분히 흡수시켜 파종하는 방법이다. 여러 작물종자에서 발아촉진효과가 인정되었다.

ㅇ 영구위조점이하의 토양함수량이 발아에 미치는 영향은?
영구위조점이하의 토양함수량은 생장중인 작물에는 흡수되지 않으나, 종자발아에는 유효하며 위조계수에서 포장용수량까지의 토양유효수의 범위에서 발아속도가 빨라진다.

ㅇ 종자에 흡수된 물에 의한 저장양분의 분해과정을 간단히 설명하라.
발아초기의 유식물은 광합성을 할 수 없어 종자내 양분으로 생장하게 되는데, 저장양분의 대부분은 분자량이 큰 물질이기 때문에 조직내를 이동할 수 없다. 종자에 물이 흡수되면 최초로 각종 가수분해효소들이 작용하여 세포막의 파괴되고 세포내로 침입한 효소들(아밀라제, 말타아제, 디아스타제, 리파아제, 프로테아제 등)은 녹말, 지방, 단백질과 같은 고분자 양분들을 운반되기 쉬운 가용성물질인 포도당, 아미노산, 아미드 등으로 잘게 분해한다.

ㅇ 종자발아시 가용성양분의 이동(mobilization)이란?
종자흡수로 종피파열이 되고 가스교환이 활발해지면 가수분해효소들의 활동이 증대되어 저장양분이 분해된다. 이 분해된 양분이 배나 생장점으로 이동하는 현상을 저장물질의 동원(mobilization)이라 한다.

ㅇ 종자발아시 가용성양분의 이동방법은?
배나 발아초기의 유식물에는 통도조직이 발달하지 않은 상태이므로 분해된 가용성양분은 통도조직이 발달하기 전까지는 세포사이를 확산(diffusion)에 의해 이동한다.

ㅇ 종자발아시 동화작용(assimilation)이란?
동원에 의하여 배나 생장점에 이동해 온 저분자물질에서 원형질이나 세포막물질과 같은 고분자물질이 합성되는 것을 동화작용이라 하고 이러한 동화작용에 의하여 유근, 유아등 식물이 자라게 된다.

ㅇ 종자발아시 호흡작용에 대하여 말하라.
발아중의 종자는 다른 기관이나 조직에 비해 호흡이 극히 왕성하고 에너지의 소모가 크다. 호흡작용에 의해 탄수화물이나 지방이 분해되어 CO2와 H2O가 되면서 에너지를 방출하는데 이 에너지는 대부분 호흡열로 소모되고 생장에 필요한 동화작용에 소모된다. 발아시 호흡량은 건조종자의 100배, 소모되는 에너지는 종자건물의 50%이상에 해당된다.

ㅇ 발아시 유근과 유아의 출현순서는?
1) 수분의 양에 따라 달라지지만, 보통은 유근이 먼저 출현한다.
2) 보통 쌍떡잎식물에서는 유근이 먼저 출현하고 외떡잎식물에서는 유아가 먼저 출현한다.
3) 밀, 보리, 귀리, 쌀보리 등에서는 유근이 먼저 출현한다.
4) 벼는 물이 적으면 유근이 먼저 출현하고, 수중에서는 유아가 먼저 출현한다.

ㅇ 초기의 유식물에서 이유기란?
발아초기에는 유식물이 배유나 자엽의 저장양분에 의하여 생육되지만 어느 시기부터는 광합성이나 기타의 동화작용에 의하여 독립영양의 시기로 전환되는데 이 시기를 이유기라 한다. 벼는 본엽이 2-3매, 발근 수 5-7개, 맥류는 본엽 2-3매, 발근수 5-9개 정도인 때에 해당한다.

ㅇ 종자발아시험시 조사항목은?
1) 발아율 = 조사 마감일까지 정상묘의 수 / 치상종자 수 * 100
2) 발아세 = 조사 시작일까지 정상묘의 수 / 치상종자 수 * 100
3) 청결율(percentage of purity) = 순정종자중량 / 종자총중량 * 100
4) 용가(utility value) = P * G / 100 (P ; 청결율, G 발아율)

ㅇ 발아에 오랜시일을 요하는 수목종자 등과 같은 휴면종자나 경실종자의 발아력을 단시일 내에 조사하는 방법은?
발아시키지 않고 시험할 수 있는 간이검사법을 이용한다.
1) 육안감정법, 투시법 ; 광선을 투과시켜 활력유무를 검정한다.
2) 절단법 ; 배를 절단하여 그 색깔을 본다.
3) 비중법 ; 활력의 유무에 따르는 비중의 차이를 본다.
4) 효소소검출법 ; 효소작용의 유무에 의한 종자의 생사를 검정한다.
5) 생체염색법 ; 디나이트로벤졸, 인디고카민, 구아이아콜, 테트라졸륨용액 등의 색소에 의한
염색상황을 검정하여 활력유무를 판정한다.
6) 환원법 ; 조직의 환원력을 이용하여 검정한다.
7) X선조사법 ; 흡수된 종자에 염화바륨, 초화바륨과 같은 조영제를 흡수시켜 X선으로 촬영하는 법. 살아있는 배는 조영제를 흡수하지 않으나, 죽은 세포는 조영제를 흡수하여 검게 찍힌다.
8) 지베렐린과 티오요소의 혼합액에 의한 발아검정법 이용 

ㅇ 발아의 두 형태는?
1) 상배축 발아(Epigeal) : 콩, 소나무. 떡잎(cotyledon)이 지상으로 나옴. 배축(hypocotyl)이 꼬부려져 땅을 뚫고 신속히 길게 신장.
2) 배축 발아(Hypogeal) : 완두콩, 화본과 및 대부분의 종자. 자엽(cotyledon)이 땅속에 있음.
상배축(epicotyl)이 길게 신장. 

ㅇ 발아율이 중요한 이유는?
1) 생산의 기본이 되는 개체의 형성여부
2) 경작(농사)의 결정요인(파종량, 보파, 재파, 보상)

ㅇ 발아율 검사가 필요한 종자 대상은?
1) 순도검사와 발아율 검사가 동시에 필요한 경우 : 순수 종자라고 분리된 종자를 크기나 모양에
관계없이 검사
2) 발아검사만 필요한 경우
- 발아검사만 필요한 경우, 98% 이상이 순수종자라고 생각되는 경우,
- 전체를 대표할 수 있는 종자의 구별 없이 단지 발아율만 필요한 경우
- 순수종자가 98% 이하인 경우에는 ① 순수종자 ② 다른작물 - 잡초-이물질 등의 2부분으로 나누어 생각할 수 있으며, 이러한 분리를 할 경우에는 적어도 순도검사량의 1/4 이상은 되어야 한다.
- 최소시료는 400개이고(100개씩 4반복), 종자발아규정에 의하여 각각의 종자가 최적발아조건에서 실시되며(표 2), 7일∼수개월이 걸린다.

ㅇ 발아율 검사(Germination Test)요령은?
1) 발아의 최적조건에서 실시(온도 d/n, 수분, 배지, 광의 유무, 計數終末시기)
2) 실험실에서 간접적 평가
3) 포장조건과의 상관관계가 높은 방법의 개발

ㅇ 유식물 활력검사(Seed Vigor Test)란?
신속하고 균일한 발아와 정상 유식물로의 발달(field에서 실시하는 것이 최상) 정도를 검사하는 것.

ㅇ 종자계수(種子計數, seed index)란?
100粒種의 무게(g으로 표시)

ㅇ 종자의 발아에 미치는 광선의 효과를 종자내 피토크롬(phytochrome)과 관련하여 설명하라.
- 광발아성 종자의 경우 적색광선을 쬐이면 종자내 Pr가 Pfr로 변하여 발아가 촉진된다.

ㅇ GA310-4mol과 200ppm 각각의 조제방법을 설명하라
1) GA310-4mol = 346.37/10,000gr/ℓ 증류수=34.637mg/ℓ 증류수
2) 200ppm = 200mg/ℓ 증류수

ㅇ 종자의 발아단계를 흡수로부터 차례대로 열거하라.
- 흡수 → 세포팽창(액포화) → 세포분열 → 종피파열 → 유근출현 → 유아출현 → 유묘생장 → 독립영양개체 확립

ㅇ 저장중에 퇴화한 종자에서 비정상묘 발생이 많은 이유를 설명하라.
- 퇴화 종자의 세포는 모두 동시에 죽는 것이 아니므로 유묘의 기본조직이 불균형하게 발육하는 기형의 유묘발생이 많아지기 때문이다.

ㅇ 종피의 산소와 탄산가스에 대한 투과성이 종자의 발아에 중요한 이유를 설명하라.
- 산소는 저장양분으로부터 에너지를 얻는 종자의 호흡에 필요하고 탄산가스는 이의 부산물이다. 호흡과정은 세포분열에 필요한 에너지를 공급하여 배의 발육이 진행되도록 한다. 종피의 투과성 증대는 산소의 유입과 탄산가스의 배출을 보다 쉽게 하여 발아에 유리하다. 


ㅇ 종자의 발아에 어떤 환경요인이 필수적인지 설명하라.
- 수분, 산소 및 온도가 종자발아에 필수적인 요소이다. 광발아성 종자에는 광이 필요하다. 수분은 종피를 연화시켜 가스의 투과성을 높이고 배를 팽윤시켜 종피를 뚫게하며, 효소를 활성화시키고, 저장양분을 수용성으로 바꾸어 이동하며, 화학반응이 일어나는 터전이 되고 생체의 구성요소가 된다. 온도는 화학반응속도, 산소와 수분의 흡수에 영향을 주고 발아속도에 영향을 미치는데, 일정 온도까지는 온도가 높을수록 발아속도가 빨라진다. 그러나 너무 높은 온도는 효소활동을 저해하므로 발아가 저하된다. 산소는 호흡에 필수적이며 발아가 시작되면 호흡속도는 커지게 된다.

ㅇ 양파의 종자가 과수분시 발아력을 상실하게 되는 이유를 설명하라.
- 종자가 건조해야 후숙의 효과가 있기 때문이다.

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치상일수      1   2   3    4   5   6   7   8  

발아개체수   0   3  14  34  24   2   1   1

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ㅇ 위 표는 보리의 치상일수별 발아개체수를 조사한 것이다. 발아세와 발아율을 구하라.
(치상된 종자수는 100립임)
- 보리의 발아세는 치상 후 4일째(중간조사일) 까지의 총공시 종자에 대한 발아종자의 백분율임 = 51%
- 보리의 발아율은 최종조사일(치상 7일째)까지의 총공시 종자에 대한 발아종자의 백분율임 = 78%

ㅇ 무와 상추종자를 암상태의 15℃와 30℃에서 각각 발아시킬 때 일어날 수 있는 현상을 비교하여 설명하라. 상추 종자는 광발아성 종자이고 무는 암발아성 종자이다.
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발아온도..........무.............상 추
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15...............발아양호.....발아양호
30...............발아양호.....발아불량(고온에 의해 Pfr의 암전환이 일어남)
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ㅇ 발아속도지수(promptness index)란 무엇인가?
- 발아 해석에 관한 용어로서 발아율과 속도를 동시에 나타낸 값으로 계산식은 다음과 같다.
- PI=∑[(T - ti+1)ni] 식에서 T: 총조사 일수, ti: 치상후 조사일수, ni: 조사당일의 발아수

ㅇ 종자의 발아촉진 물질로 알려져 있는 키네틴(kinetin)과 지베렐린(gibberellin)은 광조건에 따라 효과가 다르다. 이들 두가지를 광조건에 따라 그 효과를 설명하라.
1) 키네틴(kinetin)
- 광이 있을 때에만 효과적임
- 처리후 적광의 효과는 초적광에 의해 전도됨
- 발아촉진은 장파장광 하에서 효과적임
2) 지베렐린(gibberellin)
- 광이 있든 없든 효과적임
- 처리후 적광의 효과는 초적광에 의해 전도 되지 않음
- 400~700㎚에서 고루 효과적임

ㅇ 종자세의 뜻과 이에 영향을 미치는 요인 3가지
Perry; 종자세를 "종자의 발아와 유묘의 출현 중에 보이는, 활성과 능력의 정도를 결정하는 총체적인 종자의 성질" 이라 정의. 종자세는 종자의 충실도, 기계적 손상, 퇴화정도, 병원균 감염상태 등에 의하여 크게 영향을 받는다. 

ㅇ 종자의 흡수 속도와 흡수량에 영향을 미치는 3가지 주요인.
종자가 발아할 때에는 흡수→저장양분의 소화→양분의 이동→동화→호흡→생장.
종자의 흡수는 침윤과 삼투에 의해 발생한다.
흡수에 관계하는 요인 ; 종자의 피질조성, 용액의 농도, 종피의 수분투과성, 물의 공급도, 온도 등이 있다.