가시오갈피종자의 발아촉진기술

글/허성두·박유헌(임업연구원 서부임업시험장)

 

 

 

<표 1>가시오갈피와 오갈피의 식별표
가시오갈피나무와 오갈피나무의 구분. 가시오갈피나무는 가지에 바늘과 같은 긴 가시가 발생하고 옆병 밑에 잔가시가 많다.
<표 2>종자 후숙처리별 종자개갑률
<표 3>가시오갈피종자 휴면타파 처리기간별 발아율
<표 4>가시오갈피의 파종온도 처리별 발아율
가시오갈피나무와 꽃과열매.

가시오갈피는 풍부한 종자 생산이 어렵고, 생산된 종지가 발아하는데 2년이 걸리는 한편, 자원이 매우 귀한 수종이다. 그래서 가시오갈피 묘목의 대량 생산을 위한 종자 발아촉진기술을 소개한다.

오갈피류는 약용식물로서 전통적으로 민간에서 널리 이용되어 왔다. 오갈피류 중 가시오갈피(Acanthopanax sentico년 Harms)는 약제로서 적용범위가 넓고 약효도 가장 뛰어나 일반인의 관심이 점차 높아가고 있다.
 

가시오갈피는 수고가 2∼3m 정도의 낙엽활엽관목으로 주로 해발 700m 이상 되는 고산지역에 자생하며 일본 북해도, 중국 만주, 러시아 우수리지역에 주로 분포하고 있다. 생육조건이 까다로워 강한 햇볕을 싫어하고 서늘하고 습기가 많은 비옥한 활엽수림하에서 자란다. 비교적 내한성과 내음성이 강하다.
 

가지에는 바늘과 같은 긴 가시가 밀생하고 특히 엽병 밑에 잔가시가 많다. 일반적으로 가시오갈피와 오갈피는 형태가 명확히 구분된다.
 

가시오갈피는 군집형태로 자생하나 생육조건이 까다로워 자생지가 극히 협소하고, 자생지 내 생육본수도 극히 적어서무차별 자원파괴가 우려되며 멸종위기수종으로서의 보존대책이 시급히 요구되고 있다.
 

가시오갈피의 번식은 주로 분근 또는 삽목에 의하기 때문에 개체수를 대량 늘리는데는 시간적으로 한계가 있다.

약용 성분과 효능

소련 과학 아카데미 연구발표에 의하면 가시오갈피의 주성분들은 트리델페노이드(Triterpenoid)계의 배당체 7종류, 즉 에레우테로시드(Eleutheroside) A∼G 7종과 글루코오스(Glucose) 등의 당류 및 카로틴(Carotene), 비타민 Bl, B2 및 C 등으로 보고 되고 있다. 이들의 특기할 효능으로 신체 각부의 기능촉진 및 강장작용이다, 특히 생체리듬의 조절, 신경계나 심인성 질병 그리고 순환기계통의 여러 질병에 놀랄 만한 약효를 나타내고 있다. 더욱이 화학합성약품과 같이 약물부작용의 우려가 전혀 없으므로, 장기간 치료약으로 복용하여도 약물중독의 위험이 없다. 약용 성분과 약효에 관한 중국의 연구문헌에 의하면 가시오갈피는 여러 생물활성성분이 포함되어 있고 폭넓게 많은 약리작용을 하는데, 이에 관련된 주요 화학성분과 효능은 다음과 같다.

○스테롤(Stero1)과 그 배당체 : 인체 내 콜레스테롤(Cholestero1)의 배출을 촉진하고 혈중 콜레스테롤 증가를 억제하며 그 밖에 종양억제 작용도 있다.
○세사민(Sesamin) : 진해, 소염, 기관지 질환예방 및 항진균소의 작용이 있다.
○구마린(Coumarin)성분류 : 현저한 진정작용과 혈압강하작용이 있다.
○시린진(Syringin), 시리가레지놀(Syringaresino1) : 성선의 촉진, 정력, 전립선중량을 증가시키는 작용이 있으며 또한 항피로작용 및 흥분억제 작용은 사포닌보다 우수하다.
○구엘스틴(Guelstine), 하이폐린(Hiferin) : 이 성분은 잎에 많이 함유되어 있는 것으로 진해거담 작용이 있으며 관상동맥의 확장 및 혈류량증가 작용이 있다. 그 밖에 모세혈관의 저항력을 높이며 진정작용을 한다.

종자 발아촉진

대부분의 수목종자는 정도의 차이가 있지만 모두 휴면성을 가지고 있다. 휴면(Dormancy)이란 종자의 저장측면에서는 유리한 특성이나 발아란 관점에서 보면 매우 불리한 요소인데, 발아를 억제하는 원인을 크게 종피에 의한 외부적 요인(Exogenous dormancy)과 배나 배유의 내부적 요인(Endogenous dormancy),그리고 이 두 가지가 동시에 존재하는 복합적인 요인으로 구분된다. 그런데 가시오갈피는 내부적인 요인 중에서도 형태적 요인과 생리적 요인이 동시에 내재하는 특이한 휴면성을 가지고 있다. 따라서 이 두 가지 장애요인을 적절히 제거해 주어야만 비로소 묘목으로 육성이 가능하다.
 

가시오갈피는 열매가 성숙하여 낙과할 때 내부적인 성숙은 완료되지 않은 상태로 낙과된다. 즉, 열매(Fruit)는 익었지만 배(Embryo)는 미분화, 즉 미숙상태로 있기 때문에 발아가 불가능하며 성숙단계로 배의 형태를 바꾸어 주어야 한다. 그리고 나서 발아를 억제하는 물질, 생리적 장애인자들을 제거해 주는 처리방법이 수반되어야 비로소 자유롭게 발아할 수 있는 종자로서 조건을 갖추게 된다.
 

■종자 후숙처리
가시오갈피종자는 나무에서 자연 탈락하는 시기(9월 중순경)에 종자를 수확한다. 9월 이전에 탈락하는 종자는 대부분 비립종자이며, 성숙이 늦은 종자는 추석 전후에 탈락이 된다.
 

후숙처리를 위해서는 수확한 종자를 과육째 말리지 말고 과육을 깨끗이 씻어내어 깨끗한 모래(세사가 소량 섞인 중사)에 종자를 섞어 큰 화분이나 시루 등 용기에 모래와 함께 묻히도록 하여 넣는다. 또한 항시 일정수분이 유지되고 공기유통이 되도록 하여 15℃ 항온기에 넣어 120일간 후숙처리를 한다. 공기유통으로 수분함량이 감소하고 모래가 건조하여 종자가 건조되면 종자의 발아율이 매우 저조하게 된다. 수시로 일정수분이 유지되도록 수분공급을 한다. 단, 너무 밀폐하여 공기유통이 없으면 종자가 죽게 되며 또한 너무 수분함량이 높으면 부패되므로 적정량의 수분(포장용수량 정도 내의)이 유지토록 하여야 한다.
 

항온기가 없을 경우에는 종자를 위와 같이 처리하여 거실에 놓아두고 모래가 건조하지 않도록 1∼2주에 1회씩 수분을 공급해 준다. 너무 잦은 수분공급은 종자를 부패시키고 너무 건조하여 모래가 마르면 종자의 발아율이 낮아지게 된다. 또한 공기유통이 없도록 밀폐하면 부패하므로 일정수분 유지와 공기유통이 있도록 해야 한다.
 

후숙처리 80일 후부터 종자를 살펴보면 배유가 부풀어 종피가 갈라진 것(개갑종자)이 육안으로 확인된다. 120일경에는 충실종자의70∼화% 종피가 갈라지게 된다.
 

실제 실험한 data를 제시하면 다음과 같다. 종자의 후숙처리를 위해 1997년 가을 직경 50cm, 길이 70cm 화분의 바닥에서부터 위로자갈과 마사토를 넣고 그 위에 1997년 가을에 수집한 가시오갈피종자 100g을 넣은 후 모래로 화분 맨 윗부분을 채웠다. 이와 같은 처리의 화분 하나는 5∼25℃ 사이로 변온되는 온실에, 다른 하나는 1정C 항온저장고에 각각 놓았으며, 또 다른 후숙처리로서 같은 시기에 같은 양의 종자를 노천매장하였다. 이후 후숙처리 기간별 종피가 벌어지는 개갑률을 조사한 결과는 <표 2>와 같다.
 

3처리 중 15℃ 항온으로 120일간 처리한 종자의 개갑률이 73%로 가장 높았는데, 일본의 이소다(기전;1989년) 등은 이와 같은 후숙처리 시험으로 5∼25℃ 온도범위 중 15℃에서 개갑률이 가장 높은 72%로 보고한 바 있다.이에 따라 종자후숙 최적온도는 15℃인 것으로 추정된다.
 

■휴면타파처리
개갑된 종자는 모래를 제거하고 150ppm 키네틴(Kinetin)용액에 24시간 침종처리 후 종자를 습하게 유지하여 5t 항온기에서 60일간 넣어두어 휴면성이 제거한다.
 

휴면타파 처리기간 동안 계속하여 유근이 발생하므로 유근이 발생되는 종자는 그때그때 골라내어 폿트에 옮겨 심는다.
 

발아적온은 10∼15℃ 사이이므로 가능한 서늘하고 직사광선을 받지 않도록 차광하여 발아시킨다. 발아배지는 피트모스(Peatmoss)나 코코넛(Coconut)껍질을 이용한 배양토가 좋으며 종자가 묻히도록 한 후 잔모래를 살짝 덮어 주어 싹이 지상부로 나올 때 종피를 완전히 벗고 나오도록 해야 한다.
 

종자의 휴면타파 촉진을 위한 실험으로 후숙처리에 의해 개갑된 종자들을 생장조절물질Kinetin과 H2O2수용액에 침적하는 방법으로 다음과 같이 4가지 처리를 하였다. 개갑된 종자들을 Kinetin 150ppm 및 50ppm에 각각 24시간 침적하고 H2O2 1%에 각각 2시간 침적하여 5℃에서 20∼80일간 항온처리 하였다. 이들 각 처리별 종자발아율은 <표 3>과 같다. 4처리중 Kinetin 150ppm에 24시간 침적한 처리에서 60일 경과 후 발아율이 81%로 가장 높았으며, 그 이상 경과하여도 발아율 증가는 없었다.
 

■파종종자 발아적정온도
휴면타파된 종자들의 최적 발아온도를 구명하기 위해 휴면타파종자를 파종하고 5∼25℃의 각 온도별로 7일간 항온처리 하였다. 그 결과 기간별 발아율은 <표 4>에서와 같이 모든 온도처리에서 15일까지 발아율이 급속히 증가하였으며, 최종 종료일 25일에 모든 온도처리 중 10℃에서 발아율이 65%로 가장 높았다. 15℃에서도 60%로 비교적 발아율이 높았다. 이러한 결과로 볼 때 가시오갈피 종자발아의 파종 적정온도는 일반종자와는 달리 10∼15℃인 것으로 추정된다.

가시오갈피종자 생산의 문제점

가시오갈피는 자연상태에서의 번식형태가 종자 생산에 의한 실생번식 보다는 대부분 뿌리에 의한 근맹아형태로 번식이 진행되고 있다.
 

일부 농가에서 재배되고 있는 가시오갈피 중에 간혹 개화량이 많은 개체들이 있으나 대부분이 낙과되며 결실된다 하더라도 비립종자가 많아 대부분 포기나누기로 증식하고 있다. 따라서 국내의 대부분 가시오갈피는 현재 종자에 의한 실생묘라기보다는 영양번식에 의한 개체들이다.
 

이러한 종자결실 부진은 대부분 가시오갈피집단이 소수의 동일개체군 또는 유사한 집단으로 구성되어 있으므로 자배에 의한 불염, 생식기능의 퇴화 등에 의한 생리적인 낙과로 추정되며 하절기의 고온, 건조에 의한 환경요인에 기인한 것인지도 동시에 구명되어야 할 것이다.

맺음말

농산촌 고소득원으로 유망시 되는 가시오갈피는 가공공장과 연계하여 음료개발, 식품첨가제, 액기스 등 국민건강식품으로 개발하기에 충분한 유망작목임에도 대량 번식기술의 미 확립으로 현재 산업화에 이르지 못하고 있다. 본 종자 발아촉진법에 의한 묘목 대량생산기술은 가시오갈피를 재배하고자 하는 농가에 도움을 줄 것이나 비립, 염성률이 극히 낮아 종자수득률이 미약한 가시오갈피 종자결실량을 어떻게 높여 주느냐 하는 것이 선결과제이다.
 

수정과정, 결실연구와 더불어 국내 토산종과 러시아, 중국 등의 산지간의 약효가 구명되고 우리 나라 가시오갈피의 우수성이 입증되면 제2의 산삼으로 인정받을 수도 있을 것이다.

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