Effect of Iron Ion on Cell Division and Microcallus Growth in Mesophyll Protoplast Cultures of Arabidopsis thaliana

철이온이 Arabidopsis thaliana 초기 원형질체배양의 세포분열 및 미세 캘러스 생장에 미치는 효과

This study was performed to investigate the effect of iron ion on the mesophyll protoplast culture of Arabidopsis thaliana. Mesophyll protoplasts were isolated and cultured in a modified IMH medium supplemented with various concentrations of Fe-EDTA. Relatively low concentration of Fe-EDTA (<0.02 mM) induced the low level (4.8%) of cell division. In addition the cell division and microcallus growth were dose-dependently stimulated by 0 to 1 mM of Fe-EDTA. In 0.5 to 1 mM concentration range of Fe-EDTA, microcolonies were readily formed and the plating deficiency (8.5%) also showed maximal rate. However more than 1 mM of Fe-EDTA inhibited the initial growth of protoplase. The overall results suggest that Fe2+ion concentration plays an important role at the early developmental stage of protoplast regeneration.

철이온이 Arabidopsis thaliana의 mesophyll protoplasts 배양에 미치는 영향을 조사하기 위하여 mesophyll protoplasts를 분리한 후 변형시킨 IMH 배지에 서로 다른 농도의 Fe-EDTA를 조성하여 배양하는 동안 나타나는 현상들을 관찰하였다. 세포분열률, 미세캘러스의 생장 및 첫번째 세포분열의 시기 등이 Fe-EDTA 농도에 따라 현저히 달라짐을 확인하였다. 대조군에서는 전혀 세포분열이 관찰되지 않았으며, 0.02 mM 미만의 저농도에서는 세포분열률이 낮았다. 0.5-1 mM에서 가장 빠른 세포분열과 높은 분열률을 보였으며 미세캘러스의 형성과 생장도 가장 빨랐다. 낮은 농도(0-0.25 mM)의 Fe-EDTA가 첨가된 배지에서는 농도의 증가와 비례하여 분열률이 높아졌고, 첫 세포분열의 시기와 미세캘러스의 생장 또한 농도의 증가에 비례하여 촉진되는 것으로 나타났다. 그러나 이러한 현상은 1 mM에서최고치를 보인 후 그 이상의 농도에서는 농도의 배가에 따라 효율이 현저히 감소되는 것으로 관찰되었다. 본 연구에서 엽육세포 원형질체의 세포분열 및 미세캘러스의 생장이 최대로 나타났던 0.5-1 mM 철이온 농도는 현재 일반적으로 사용되고 있는 배지들에 비해 5-10배의 높은 농도이다.