Growth Regulators and Colchicine Treatments for Embryo Culture Efficiency in Barley

보리 배배양 효율증진을 위한 생장조절제와 콜히친처리 효과

This experiment was done to determine the optimum concentration of IAA for root development in plants regenerated from the callus culture of barley embryos. Two concentrations of 2,4-D, 3ppm and 5ppm selected as an optimum among five different concentrations in the previous experiment were used for callus induction and proliferation in this experiment. For callus induction, 3ppm of 2,4-D produced 35.6% in immature embryos and 4.4% in mature embryos, while 5ppm gave 33.8% in immature and 5.6% in mature embryos. Out of 320 immature embryos cultured, 111 embryos were induced to calli and 684 plants were produced from them, while only 16 embryos were induced to calli from 320 mature embryos and 92 plants were restored. The rates of callusing and plant regeneration were 34.7%, 214% in immature embryos and 5.0%, 28.7% in mature embryos, respectively. The average root lengths and root numbers of plants restored from callus at five different IAA concentrations of 0ppm, Ippm, 5ppm, l0ppm and 30ppm were 7.9mm, 3.6; 18.4mm, 5.2; 16.1mm, 3.9; 8.5mm, 3.5 and 6.4mm, 3.4, while plants directly obtained from mature embryos were 14.8mm, 4.9; 4.9mm, 3.6; 4.3mm, 3.1; 3.6mm, 2.6 and 3.2mm, 2.1, respectively. Therefore, 1ppm gave the best result for the root. promotion in callus, whle 0ppm, a control, gave the largest root developmemt in embryos. High concentration of lAA(30ppm) in callus and any exogeneous supplement of lAA in embryos negatively affected to the root lengths and root numbers. Genotypic effect was also observed in given four varieties, Bruce, Klages, Olbori and Albori. For chromosome doubling, when 0.1% colchicine was applied on 428 plants under three different conditions such as air circulation, temperatures and growth stages, 319 plants of doubled haploids were obtained so that the rate was 74.5%

야생종 보리(H. bulbosum)을 이용한 반수체 육종은 보리 육종에 있어서 육종 년한 단축 등 탁월한 육종 효과가 인정되고 있으나 이 방법을 실용화 하기 위해서는 해결해야 할 문제가 많다. 그중에도 종간 교잡에서 얻은 소수의 반수체 배를 안정적으로 보리 육종에 적용하기 위한 system을 개발코자 실시하였다. 이를 위하여 callus 배양을 위한 적정 2,4-D농도와 유기 식물체에 대한 발근촉진에 필요한 적정 IAA농도 선발 및 염색체 배가에 관한 시험에서 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. Callus유기율은 3ppnm 2,4-D구에서 미성숙 배가 35.6% 성숙 배에서 4.4%였으며, 5ppm구에서 미성숙 배가 33.8%, 성숙 배가5.6%로서 미성숙 배가 성숙 배보다 월등히 높았다. 2. Callus 당 식물체 유기율은 미숙 배에서 6.16개체, 성숙 배에서 5.75 개체로서 Callus를 유도한 배의 성숙도와는 무관하였으며 2,4-D 농도별로는 미성숙배 구에서 3ppm이 5ppm 보다 약간 높은 경향이 었다. 3. 발근 촉진을 위한 IAA농도별 반응 시험에서는 callus에서 유도한 식물체엑서 Ippm, 5ppm구에서 평균 뿌리 길이와 수가 각각 18.4mm, 5.2개와 I5.1mm, 3.9개로 대조구에서의 7.9mm, 3.6개보다 월등히 촉진되었으나, 30ppm에서는 뿌리 길이와 수가 6.4mm, 3.4 개로서 대조구보다 감소되었고 뿌리가 생성될 신초기부에 갈변화 현상이 심하였다. 4. 한편 정상적인 배에서 얻은 식물체에서는 반대로 대조구의 평균 뿌리 길이와 수가 14.8mm,4.9개로서 어느 처리구보다 발근이 좋았으며, IAA 농도가 증가할수록 뿌리 신장이 비례적으로 억제되었다. 5. 반수체의 염색체 배가를 위한 콜히친 처리시송풍 효과를 본 바, 낮은 온도(15$^{\circ}C$)에서는 효과가 크게 인정되었으나 높은 온도($25^{\circ}C$)에서는 배가의 효과없이 식물체 고사율만 증가시켰다.