Background: For stable induction of tetraploidy in Fallopia multiflora Haraldson, colchicine was treated to establish the condition of induction and investigated the morphological and cytogenetic traits of the tetraploid plants obtained compared to those of diploid ones. Methods and Results: For the induction of tetraploidy, F. multiflora plants were soaked in aqueous solutions of colchicine at various concentration (0.1, 0.5, and 1.0%). After this, 2% dimethyl sulfoxide (DMSO) was added at room temperature on a shaker set at 150 rpm for periods of 12, 24, and 48 h. The induction rate of tetraploids appeared to be the highest in plants treated with 0.5% colchicine for 24 h. As the colchicine concentration and soaking time increased above these levels, the growing tip of the roots did not develop and they began to rot. When compared to diploid plants, tetraploids differed greatly in various characteristics, including the sizes and shapes of the leaves, fruits, flowers and roots. The induced tetraploid F. multiflora had larger guard cells, and chloroplasts, increased number of chloroplast in the guard cells and decreased stomatal densities. Conclusions: When colchicine induced plants for tetraploid, it can be distinguished from diploids, in various characteristics such as morphological changes as stomatal size, number of chloroplasts per guard cell, number of chromosomes and flow cytometry. Therefore, it proved that these methods are suitable, quick and easy methods for the identification of the ploidy level of F. multiflora.

이 연구는 수량이 많은 4배체 호밀 품종을 육성하기 위한 일환으로 기존의 2배체 호밀에 0.05% 농도의 콜히친을 처리하여 염색체가 배가된 4배체 식물체를 만드는 과정에서 배수체 작성효율, 처리시기, 4배체의 작물학적 특성 등 몇 가지 기초자료를 얻었다. 1. Flow cytometry(FC) 방법으로 호밀에서 배수성 여부를 구분하였는데, 2배체는 DNA 양(DAP1)이 50 전후, 4배체는 80~110 범위이었다. 2. 처리시기에 따른 2배체 호밀의 콜히친 처리후 생존율은 최아종자 처리가 18.5%, 2엽기 처리가 78%로 나타났지만, 생존한 개체 중에서 4배체 배가비율은 각각 50.9%, 1.1%로써, 처리시기별 총 4배체 작성효율은 최아종자 처리(9.42%)가 2엽기 처리(0.86%)보다 월등히 높았다. 3. 최아종자에 콜히친 처리 시 처리종자의 생존율은 1차 년도에 평균 18.5%(곡우호밀 33%, 조그린 4%), 2년차에 평균 42%(곡우호밀 56%, 조그린 21%, 참그린 49%)를 보였다. 생존한 개체들 중에서 4배체 비율은 1년차에 평균 50.9%(곡우호밀 53.7%, 조그린 32.4%), 2년차에 평균 60.5%(곡우호밀 64.1%, 조그린 51.5%, 참그린 60%)를 보였다. 4. 최아종자 처리 시 4배체 작성 효율(생존율 × 4배체 유기율)은 1차년도에 곡우호밀 17.7%, 조그린 1.3%, 2차년도에 곡우호밀 35.9%, 조그린 10.8%, 참그린 29.4%로 품종간 차이를 보였다. 5. 2배체 호밀에 콜히친 0.05%를 12시간 처리하여 35개의 4배체 식물체에서 148개 이삭과 2,673립의 종자를 얻었다. 식물체당 이삭수는 곡우호밀 4.4개, 조그린 3.3개, 수당 립수는 곡우호밀 18.3개, 조그린 15.6개, 천립중은 곡우호밀 37.6g, 조그린 46.8g 이었으며, 14개 이삭을 갖는 식물체도 2개나 되었다.