부정근발생에 관한 도립 및 직립배양의 영향을 구명하기 위하여 6일간 자란 팥의 유경 절편을 사용하였다. $2\times10$^{-4}M$ IAA 용액을 48시간 처리할 때에 절편의 위치를 직립 또는 도립으로 배양 후 96시간 직립으로 배양하였다. 48시간 처리시 직립배양하면 부정근의 형성은 형태학적 기부에서만 발생하지만, 도립 전처리 배양을 하면 유경절편의 양끝에서 부정근이 발생하였다. IAA 전처리는 절편의 방향과 관계없이 부정근 형성을 촉진시켰다. 부정근 발생시기에 유경절편내의 생화학적 변화를 구명하기 위하여 직립배양 및 도립배양을 한 후 부정근 발생 단계별로 24시간, 48시간, 148시간 후 절편을 상부, 중부, 하부로 등분하여 부정근 발생에 수반되는 효소활성, 절편의 길이 신장 및 생중량을 측정하였다. 절편의 길이 신장은 절편의 상부에서 높게 나타났고 생중량은 발근부위에서 높게 나타났다. peroxidase을 catalase 활성은 부정근원기의 형성단계인 24시간에 절편의 발근부위에서 높게 나타났고 이에 비해 IAA oxidase는 양쪽 기부에서 낮았다. 그리고 IAA oxidase와 peroxidase 활성은 48시간 배양인 부정근의 형성동안 발근 부위에서 감소하였다. 도립전처리 유경 절편에 따라서 효소활성의 변화가 일어났으며 peroxidase의 활성은 부정근원기형성과 밀접한 관계를 나타내었다. 따라서 생화학적인 변화는 유경의 발근영역에서 IAA의 수준의 변화와 밀접하게 관련되어 특정부위에서의 부정근 형성을 유도하는 것으로 판단된 것이다.

Southeast Asian javanica 벼 품종 Tinawen의 진탕 배양세포로부터 나출된 원형질체의 효과적인 배양과 식물체 재분화가 조사되었다. Lolium multiforum과 Oryza ridleyi의 진탕 배양세포들을 feeder cell로 사용했고 여러가지 재분화 배지를 이용하여 원형질체로부터 유도된 colony들을 재분화 시켰으며, 또한 식물체 재분화율을 높히기 위해 원형질체로 부터 유도된 colony들을 dehydration 시켜 재분화율을 조사하였다. L multiflorum 또는 O. ridleyi의 진탕 배양세포들을 feeder cell로 사용했을 때 원형질체의 평판효율은 feeder cell type과 age에 따라 차이가 났지만 0.09%에서 1.48% 범위로 나타났고, L. multiflorum을 feeder cell로 사용했을 때가 O. ridleyi cell을 사용했을때 보다 6배 높게 원형질체 평판효율을 얻었다. Feeder cell로 L. multiflorum을 사용하여 배양된 원형질채로부터 유도된 colony들을 dehydration 시킨 경우는 19.3-31.7%, O. ridleyi을 사용한 경우는 13.0-18.0%, 또한 이들 두 진탕 배양세포들을 혼합한 것을 사용한 경우는 18.0-22.0%의 식물체 재분화율을 얻은 반면에, dehydration을 시키지 않았을 때는 각각 2.0-7.0%, 3.0-5.0%, 0-4.0%의 재분화율을 얻었다. 원형 질체에서 재분화된 식물체의 flow cytometry를 이용한 배수성 분석 결과 대부분의 식물체가 이배체로 나타난 반면, 단지 34개중 두 식물체에서만이 4배체로 나타났다. 재분화된 식물체들은 온실에 옮겨 기른 결과 정상적인 임성을 나타내었다.

Tomato phenylalanine ammonia-lyase 5 (tPAL5) was identified that alternate initiation sites were utilized differentially in response to environmental stimuli (Lee et al, 1992b). In this study, we tried to look into tissue -or cell- specific expression pattern of tPAL5 gene by fusing with ${\beta}-glucuronidase$ (GUS) gene in transgenic tobacco plants. In transgenic plants, root and stem extracts contained 8~12 fold higher levels of GUS activity than petiole or leaf tissue while the highest levels of induction was observed from leaf tissue by mechanical wounding (5~11 fold). In trans-sections of stems and petioles, GUS activity was restricted to phloem cells(outer region) of developing vascular bundle and mainly at apical tip region in the root tissues. The levels of GUS activity was drastically reduced (10~12 fold reduction) when the 5'-upstream region of tPAL5 gene (-1151bp from ATG codon) was deleted up to -665. The levels of GUS expression, however, raised up by 6~8 fold when deleted up to -455. Therefore, we conclude that there are positive cis-elements at the region -1151 to -1008 and at -455 to -195 while the negative cis-element is at -1008 to -455.

PI-II cDNA가 도입된 식물발현 벡터인 pGA875를 가진 A.tumefaciens LBA4404를 이용하여 꽃양배추의 하배축 조직에 형질전환하여 식물체를 재분화 시켰다. Dot blot 분석으로 PI-II 유전자가 전사됨을 확인할 수 있었다. 또한 이들 개체를 담배거세미나방 유충을 이용하여 생물검정한 결과 대조구에 비해 형질전환체 잎의 섭식정도가 현저히 떨어지는 것을 알 수 있었다. 개화후 이들 개체의 종자를 받아 후대검정을 실시하였을 때 27,4%가 kanamycin내성을 가진 꽃양배추로 확인되었다.

백미조생, 천홍, 유명 등 3가지 복숭아 품종에 있어서 기내 신초 유기에 적합한 배지는 LP 배지이며, 기내 신초 증식에 효과적인 탄소원은 20 g/L sorbitol 처리와 30 g/L sorbitol 처리였다. 배지내 500mg/L LH를 첨가함으로써 백미조생 품종의 기내 신초 증식율의 향상을 가져올 수 있었으며 신초정부를 제거하고 수평배양하는 것이 기내 신초중식에 효과적이었다.

중이온 빔을 이용한 방사선 돌연변이의 기초자료를 얻고자 담배의 수분ㆍ수정 직후의 원배에 100 Gy의 중이온빔을 조사하여 $\textrm{M}_{1}$세대의 종자를 얻었다. NaCl 20과 25%를 포함된 MS배지에 $\textrm{M}_{1}$세대의 종자를 파종하여 17개통의 NaCl저항성 식물체를 선발하였다. 저항성 식물체는 BY-4품종에 $^{14}\textrm{N}$빔을 조사한 처리구에서만 관찰되었다. $\textrm{M}_{1}$세대의 저항성 식물체의 경우 영양생장기간 중에는 외형적 변이가 관찰되지 않았으나 생식생장기의 화기에 있어서는 다양한 변이가 관찰되었다. 특히 암술 수술의 길이의 변화, 꽃잎의 변화, 불완전 화분립, 줄기당 꽃의 착생수 감소 등의 변이가 발생하였다. $\textrm{M}_{1}$세대에서 17개의 NaCl저항성 계통 중에서 8계통은 $\textrm{M}_{2}$ 세대에도 저항성형질이 발현되었고, 또한 $\textrm{M}_{2}$세대의 3계통은 Mannitol이 포함된 배지에서 저항성을 보여주었다.

본 연구에서는 상처, 병원균의 침입 등에 의하여 발현양이 크게 증폭되는 토마토 PAL유전자의 promoter에 giant silk moth(Hyalophora cecropia)로부터 분리한 lytic gene의 genetic code를 일부 변경한 Shiva 유전자를 부착하여 담배, 감자 등의 작물에 형질전환을 시도하였다. 형질전환된 담배로부터 얻은 종자에 대한 kanamycin저항성 유전자의 유전분석, PCR 증폭 혹은 genomic Southern blot hybridization에 의하여 tPAL5 promoter-Shiva fusion gene의 염색체내로의 integration을 확인하였다. Kanamycin 저항성 유전자의 유전분석에서 선발된 7개체를 PCR 분석 실시한 결과 모든 개체가 positive임이 확인되었으나, genomic Southern blot Hybridization으로는 4개체가 negative로 나타났다. 특히 한 개체의 경우는 chromosome rearrangement 현상이 일어난 것으로 추정되었다. 감자의 경우는 남작(Irish Cobbler) 품종이 Zeatin 2.0 mg/L NAA 0.01 mg/L, GA$_3$ 0.1mg/L을 포함한 배지에서 callus형성율 및 shooting율이 가장 높아서 재분화된 형질전환체를 얻을 수 있었다. 한편 GUS 유전자는 Shiva 유전자의 3' 말단에 존재하는 NOS terminator 때문에 translation까지의 발현이 어려울 것으로 예상되었으나 형질 전환하지 않은 담배에서보다 10배 이상의 GUS활성을 나타내었다. 또한 감자 조직에 X-gluc을 사용하여 GUS($\beta$-glucuronidase)의 기질로 작용하게 하여 효소활성 자리를 염색한 결과 줄기, 잎, 뿌리 등의 도관 조직에 다량 발혈됨을 확인할 수 있었다.

작약의 종자로부터 절취한 배를 기내 발아시켜 획득한 자엽조직으로부터 체세포배발생에 적합한 배지내의 식물생장 조절제 조성을 밝히기 위하여 전배양배지와 배유도배지의 식물생장조절제 조성별 체세포배 발생율과 접합자배의 구조와 동일한 정상 체세포배 발생 정도를 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 자엽으로부터 체세포배발생을 위한 식물생장조절제로 ABA가 첨가된 배지에서 체세포배 발생율이 높았으며, 특히 ABA가 0.5 mg/L 첨가된 배지에서 59.9%의 높은 체세포배 발생율을 나타내었다. ABA가 첨가된 배지에서 접합자배를 배양할 경우 발아가 저해되고 발아한 식물체가 비정상적인 형태로 발달하는 현상이 나타났으나 이들 비정상적인 형태의 자엽으로부터 체세포배 발생이 효과적이었으며, ABA가 0.5 mg/L 첨가된 배지에서 자엽으로부터 발생된 체세포배의 형태는 2개의 자엽을 갖는 정상체세포배가 22.6%, 3개 19.5%, 1개 9.8%로 나타났으며 볼링핀 또는 나팔모양의 비정상적인 배는 1.3%로 낮게 나타났다.

박과식물과 우수한 접목친화성을 가진 것으로 알려진 야생식물인 Sicyos angulatus L.(일명 '안동오이')의 화기, 자엽 및 잎 조직을 배양하여 캘러스유도 및 체세포배의 획득 가능성을 밝히고 기내배양에 의한 묘의 대량증식에 필요한 기초자료를 얻고자 본 실험을 수행하였다. 자엽이나 화기 절편체로부터 캘러스유도를 위한 가장 적합한 식물생장조절제는 MS 배지에 각각 2,4-D 2.0㎎/L + BA 0.1 ㎎/L와 2,4-D 1.0㎎/L + BA 0.1 ㎎/L를 첨가한 것이었다. 잎 및 자엽 절편체로부터는 체세포배 발생이 되지 않았으나 화기 절편체에서는 체세포배 발생이 관찰되었다. 화기로부터 유래한 캘러스를 NAA 1.0 ㎎/L+ kinetin 1.0 ㎎/L가 첨가된 1/2 MS기본배지에 배양하면 가장 효율적으로 체세포배를 획득할 수 있었고, 탄소원으로는 sucrose 20 g/L가 가장 효율적이었다.

기내에서 무균 발아시킨 오이 유식물체의 자엽절편과 하배축으로부터 기관발생 및 체세포배 발생 경로를 통한 식물체 재분화 시스템을 개발하였다. 자엽절편을 1,0mg/L zeatin과 0.1mg/L IAA가 첨가된 MS 배지에서 4주간 배양하였을 때 사용한 모든 품종에서 부정아의 형성이 가장 양호하였다. 자엽절편의 기저부에서 유도된 부정아를 0.2mg/L IAA가 첨가된 MS 배지에 이식하여 뿌리를 유도하여 완전한 소식물체로 발달시켰다. 한편, 하배축을 약 5-10mm 크기로 절단하여 1.0mg/L 2,4-D가 첨가된 MS 배지에서 배양하였을 때 낙합계 품종에서 배발생 캘러스가 유도되었다. 같은 조건의 배지에서 2-3주 간격으로 계대배양을 실시하면서 배발생 캘러스만을 선발하여 유지 및 증식시켰다. 배발생 켈러스를 2,4-D가 첨가되지 않은 MS 배지에 옮겨 배양하였을 때 약 1주 후부터 배발생 캘러스로부터 구상형 시기의 체세포배가 발생하였다. 그리고 이들은 심장형, 어뢰형 및 자엽기 시기를 거처 발아하여 소식물체로 발달하였다. 자엽절편 및 하배축 배양으로부터 유도된 소식물체는 잎이 2-3장 정도 되었을 때 화분에 옮겨 온실에서 순화시켜 과실을 얻을 수 있는 완전한 식물체로 재분화시킨다.

Antisense PG 유전자 형질전판 토마토로부터 자식시켜 얻은 종자를 kanamycin 내성을 이용하여 5세대까지 분리, 육성하여 antisense PG 유전자가 안정적으로 고정된 식물체를 얻었다. 이들 식물체에는 genomic DNA gel blot 분석으로 antisense PG 유전자가 안정적으로 유전되며 northern blot 분석을 통하여 antisense RNA가 발현됨을 확인하였고, 또한 antisense RNA에 의한 endogenous PG 유전자의 발현 저해를 분석하였다. Antisense PG 유전자 형질전환 성숙 토마토내 PG 효소 활성이 비형질전환 성숙 토마토에 비하여 37-65% 수준으로 저하되었다.

연초 N. glauoa(2n=24)와 N. langsdorffii(2n=18)의 종간상 호교잡에 의하여 종간잡종을 획득하였다. N. glauca $\times$ N. langsdorffii 교잡에서는 100%의 F$_1$ 종자를 획득할 수 있었으나, N. langsdorffii $\times$ N. glauca교잡에서는 종자결실이 극히 불량하였다. 그러나 종자 발아율은 모두 양호하였으며, 정상 식물체로 생장하였다. F$_1$식물체의 chromosome수를 조사한 결과 모두 2n=21개로 종간잡종임이 확인되었으며, 엽병의 존재여부 및 형태, 잎의 형태, 꽃잎의 형태와 색깔 및 크기, 화분의 색깔 등의 형태적 특성을 조사한 결과 모두 종간잡 종임을 재차 확인 할 수 있었다. F$_1$잡종식물체에서는 spontaneous tumor인 genetic tumor가 형성되었으며, N. glauca을 모본으로 한 교잡체에서는 생식생장기부터 형성되었고, N. langsdorffii을 모본으로 한 잡종체에서는 생식생장기 이후에만 형성되었다. 특히 genetic tumor 조직을 기내에서 식물호르몬 무첨가 배지에서 배양할 경우 생장이 매우 왕성하였으며 많은 teratoma shoot를 형성하였다. 또한 genetic tumor 조직이 아닌 일반 F$_1$식물체의 잎과 줄기절편도 식물호르몬 무첨가 배지에 접종되었을 때에도 15일경부터 callus가 왕성히 형성되었으며, 30일경부터는 수많은 teratoma shoot가 형성되었다. 식물호르몬 무첨가배지에서 잡종체의 teratoma shoot 형성은 N. langsdorffii $\times$ N. glauca 보다 N. glauca $\times$ N. langsdorffii가 더 양호한 경향을 보였다. Teratoma shoot 중에서는 뿌리는 가지고 있지 않지만 지상부가 정상적으로 자란 shoot를 절취하여 다시 조직배양 할 경우에는 영양생장기에 배양잡종식물체에서 많은 genetic tumor가 형성되었다.