Doritaenopsis 체세포배의 내배수성 특성과 절편체의 내배수성 세포에 기인한 체세포변이의 발생

Endoreduplication Pattern of Somatic Embryos and Variants Occurrence Affected by Pre-existed Endoreduplicated Cells in Doritaenopsis

일반적으로 체세포배를 경유한 대량증식은 증식효율이 높다. 그러나 종종 배수성 변이와 같은 체세포 변이를 야기하기도 한다. 본 연구에서는 Doritaenopsis hybrid의 체세포배 증식시 발생하는 배수성 변이체와 체세포배의 세포에 내재되어 있는 내배수화된 세포와의 관계를 구명하여 배수성 변이체 발생 원인을 밝히고자 실시되었다. 내배수성 분석결과 체세포배의 상부는 $2C{\sim}16C$의 DNA를 함유한 세포들로 구성되어 있는 반면, 중부와 하부 조직에는 $2C{\sim}32C$의 내배수성이 높은 세포들이 내재되어 있었다. 또한 체세포배 연령별로는 2주된 체세포배가 $2C{\sim}16C$ 정도의 세포로 구성되어 있는 반면 10주령의 체세포배는 $2C{\sim}64C$까지 고도로 내배수화가 진행된 세포들이 존재하였다. 이는 한 식물체에서도 부위, 연령에 따라 내배수성이 다를 수 있음을 보여주는 결과이다. 체세포배 부위중 내배수성이 낮은 상부와 높은 하부로 절단하여 각각의 절편체를 배양한 결과 배수성 변이체의 발생은 내배수성이 높은 하부를 배양하였을 때 3배 이상 높았다. 본 연구결과는 변수성 변이체의 발생원인이 내배수화된 세포에 있음을 보여주며 이를 기초로 Dtps. hybrid의 안정적인 증식체계를 구축하는데 기초가 되리라 생각된다.

In general, the proliferation of orchids via somatic embryos has been used for mass production of somatic clones because of high propagation efficiency. In spite of high propagation rate, this method often brings somaclonal variation, especially polyploid frequency. Therefor we here concentrated to investigate the relationship between endopolyploidization patterns of explants and the occurrence of tetraploid variant in clonally proliferated Doritaenopsis via somatic embryo regeneration system. In the fully developed somatic embryo, upper part contained 2C to 16C while middle and lower parts showed 2C to 32C DNA content. Two-week-old embryo contained 2C to 16C, whereas those regenerated after 4 to 10-week-old contained 2C to 64C nuclei. Results showed that endoreduplication was variable depending upon tissue types, ages, and parts in one species. lower part of somatic embryo having high endoreduplication degree increased the regeneration of tetraploid variants by about 3-fold comparing to upper part of somatic embryo culture. polyploid frequency occurrence might be closely related to the high levels of endoreduplication of somatic embryos used as explant. It suggested that the upper part of somatic embryo having comparatively low endoreduplication degree is suitable for the stable in vitro propagation system.