Germination and Growth of Laminaria japonica (Phaeophyta) Microscopic Stages under Different Temperatures and Photon Irradiances

수온과 광량에 따른 다시마 초기 생활사의 발아와 성장

Germination and growth of Laminaria japonica microscopic stages were investigated under crossed gradients of temperatures and irradiances, and the results related to the seasonal temperature regime in the southeastern coast of Korea. Germination rates of $70\~86\%$ were observed in the temperature range of $5\~20^{\circ}C$, however, at $25^{\circ}C$ no germination of meiospores was observed. The primary factor affecting germination rates at the temperature range of $5\~20^{\circ}C$ was irradiance: germination was significantly reduced at $150 {\mu}E{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$. Vegetative cell production of female gametophytes was highest at $20^{\circ}C$, but plants were not fertile at the temperature. In the temperature range of $5\~15^{\circ}C$, higher irradiance caused females to reduce cell production, but increased fertility. Cell production was also low at lower temperatures with increased fertility rates. Optimal growth temperature for microsporophytes was $10^{\circ}C$ and their growth rates were light-saturated at $70 {\mu}E{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$. We have concluded that meiospores released before July could develope to the young sporophytic stage in the southeastern coast of Korea which is off the southern limit of its geographical distribution. However, limiting factor in the development of natural sporophytic population in this region would be the upper temperature limit for the survival of young sporophytes, as water temperature at this area frequently exceeds $25^{\circ}C$ during the summer period.

여러 가지 수온과 광량 하에서 다시마 포자의 발아, 암배우체의 성장과 성숙, 그리고 어린 포자체의 성장을 조사하였고, 이 결과를 동남해안의 수온과 특성과 결부하여 해석하였다. 수온 $25^{\circ}C$에서 포자들은 전혀 발아하지 않았다. $5\~20^{\circ}C$에서의 발아율은 $70\~86\%$였다. $5\~20^{\circ}C$에서 포자의 발아율은 광량에 따라 달랐다. $150 {\mu}E{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$이하에서 배양한 포자의 발아율은 $70 {\mu}E{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$이하에서 배양한 포자의 발아율에 비해 낮았다. 암배우체는 $20^{\circ}C$에서 영양세포를 가장 많이 형성하였으나, 이 수온에서는 성숙하지 않았다. 수온 $5\~15^{\circ}C$에서는 광량이 증가할수록 영양세포의 생산량이 줄어들었으나, 성숙률은 오히려 높아졌다. 또한 수온이 낮아질수록 성숙률은 높아졌으나, 반면 영양세포의 생산량은 줄어들었다. 어린포자체의 성장에 대한 최적수온은 $10^{\circ}C$였으며, $70 {\mu}E{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 광량은 어린 포자체의 성장하기에 충분한 광량으로 판단되었다. 동남해안의 수온특성을 볼 때, 다시마의 지리적 분포를 벗어난 이 지역에서도 7월 이전에 방출된 포자는 배우체를 거쳐 어린 포자체로 발달할 수 있다. 그러나 이러한 조건 속에서도 자연 개체군이 존속할 수 없는 이유는 여름철 높은 수온에 의한 어린 포자체의 사망으로 요약할 수 있다.