다양한 유도조건에서 확립한 64종의 식물배양세포주의 MPA추출물을 대상으로 DPPH 라디칼을 이용하여 항산화 활성을 조사하고 활성이 높은 세포주를 대상으로 HPLC로 ascorbate 함량을 분석하였다. 13종의 세포주는 생체중 50mg 이하에서 DPPH 라디칼의 자연산화를 억제하는 높은 항산화활성을 나타내었다. 이중 6종의 세포주의 MPA추출물을 실리카겔 TLC에 전개하여 DPPH용액을 분무한 결과, ascorbate와 같은 Rf 위치에서 DPPH 양성반응을 나타내는 화합물이 존재하였다. DPPH 양성반응을 나타낸 덩굴장미(Rosa multiflora), 황금(Scutellaria baicalensis), 쇠무릎(Achyranthes japonica) 세포주의 ascorbate 함량($\mu\textrm{g}/g$ cell fresh wt)은 각각 48.5, 30.3, 16.8였다. 황금 캘러스 배양에서 ascorbate의 함량은 세포생장에 비례하여 정지기까지 증가한 후 계속적인 생장에 따라 급격히 감소하였다.

벼 약배양 배지에 첨가되는 배지응고제의 종류와 농도가 캘러스형성 및 식물체재분화에 미치는 영향을 구명하기 위하여 실험한 결과는 다음과 같다. 배지응고제인 Bacto agar(Difco, 04140-01), Agrose(Sigma, Type 1) 0.4% 처리에서 각각 39%, 55%의 캘러스형성율을 보였으나 농도가 높아질수록 캘러스 형성율이 현저하게 감소하였다. Gelrite(Kelco, 143364)의 0.2~0.8%처리에서는 농도에 따른 차이가 인정되지 않았으며 0.6% 처리에서 44%의 캘러스 형성율을 보였다. 고농도 배지응고제 처리에서 형성된 캘러스는 생장이 늦은 반면 작고 단단하며 백색에 가까운 배발생적인 특성을 보였다. 식물체재분화율은 고농도 배지응고제 처리에서 형성된 캘러스에서 양호하였으며, 또한 고농도 배지응고제가 첨가된 식물체분화배지에서 높았다. 저농도 배지응고제 처리에서 형성된 약치상후 60일된 캘러스는 식물체 재분화율이 급격히 감소하였다. 치상된 약에 대한 최종적인 식물체분화 효율을 향상시키기 위해서는 0.6∼0.8% Gelrite 첨가배지에서 형성된 캘러스를 1.6% Bacto agar 및 Agarose 또는 0.8% Gelrite 식물체분화배지에 이식할 것을 추천한다.

자엽으로 부터 신초 유기율은 MS기본배지와 MS기본배지에 IAA 0.25mg/L 또는 0.50mg/L과 zeatin 2.0mg/L 또는 4.0mg/L를 단독 및 조합 처리한 배지중에서 M배지에 IAA 0.25mg/L + zeatin 2.0mg/L 첨가된 배지가 63%로 가장 양호하였다. 신초 유기시기는 품종 및 배지에 따라 치상후 9~25일의 차이가 있었는데 MS배지 + zeatin 2.0mg/L + IAA 0.25 mg/L배지에서 영양재래, 풋고추, 342, Kakovskij-A-35, Gris I-A-1가 빠르게 유기 되었으며, MS배지 + BA 2.0mg/L + IAA 1.0mg/L 배지에서 COO485 Long Hot P5-3, Gris I-A-1에서 유기가 빨았다. 신초 유기율도 품종 및 배지에 따라 달랐는데 MS 배지 + zeatin 2.0mg/L + IAA 0.25mg/L 배지에서는 621, 영양재래, Nikko(일광), 적색물고추, Ch-6Num-216, 풋고추, Kakovskij-A-35가, MS배지 + BA 2.0mg/L + IAA 1.0mg/L 배지에서는 Fresno Chile, PI 169126, 적색물고추, PI 297438가 90%이상으로 높았다.

키위의 엽육조직과 엽병조직을 치상하여 캘러스 및 부정아형성에 미치는 생장조절제의 효과를 조사한 결과 기관분 화성 캘러스형성은 2,4-D와 kinetin을 조합한 배지에서보다 NAA와 BA를 조합한 배지에서 양호하였고, 부정아 형성은 NAA와 BA를 조합한 배지에서만 형성되었으며 엽병조직보다 엽육조직을 배양하였을 때 반응이 양호하였다. 유도된 캘러스와 부정아로부터 신초의 형성은 MS기본배지에 0.1mg/L NAA와 2.0mg/L zeatin을 첨가한 배지에 계대배양하였을 때가 가장 효과적이었다. 신초의 발근은 1.0 mg/L IBA용액에 1시간 신초를 침지한 후 0.5 mg/L IAA와 0.1mg/L BA를 첨가한 배지에 배양하면 IBA용액에 침지처리 하지 않은 것보다 더 효과적이었으며 정상식물체로 발달하였다.

본 연구는 국내의 경우 제주도의 일부지역에서만 자생하는 흑오미자(Schisandra nigra)를 RAPD법을 이용하여 자웅동주 및 자웅이주 식물의 특이적 Marker를 탐색하고저 실시 하였다. 10-mer로 구성된 80종류의 random primer를 사용하여 흑오미자를 분석한 결과 기존의 재배되고 있는 오미자(Schisandra chinensis) 또는 남오미자(Kadsura japonica)와는 다른 band pattern을 보여 주었다. 흑오미자의 자웅동주. 암그루, 숫그루의 3품종을 상기와 동일하게 80개의 primer를 사용하여 RAPD를 분석한 결과, 5종류의 random primer(OPA-17, OPA-19, OPB-3, OPB-9, OPB-16)에 대해서는 각 품종에 대한 특이적인 band가 검출되었다. 숫그루, 암그루 식물과는 다르게 자웅동주 식물은 3개체(1호 2호, 3호)간에도 서로 다른 band pattern을 보이는 특징을 갖고있다. 숫그루 특이적인 band pattern은 OPB-3 primer을 이용할 경우 750bp에서 검출되었고, 암그루는 OPA-19 primer에서 950bp, 1690bp와 OPB-3 primer의 경우 700bp에서 자웅동주 및 숫그루에서 나타나지 않는 band가 검출되었다. 이러한 결과는 흑오미자의 숫그루 및 암그루에서 나타난 특이적인 band가 유묘시기에 암ㆍ수 개체를 조기에 구별하는 genetic marker로 사용할 수 있으리라 기대된다.

약배양 유래 녹색꽃양배추의 유식물 순화율 및 배수성을 조사하였다. 7가지 공시 품종중 순화율에 있어 Marathon은 80.8∼100%, Landmark는 79.2∼100%, Mariner는 71.4∼79.2%로 나타나 평균 순화율은 83.6%∼86.1% 이였다. 소포자 배에서 생성된 식물체의 배수성은 공변세포내 엽연체수 측정으로도 가능했으며, 또한 배수성의 조기측정을 위해 I-KI용액을 사용하여 엽록체의 즉시염색 관찰이 가능했다. 관찰된 평균 엽녹체수는 반수체가 8.5, 2배체는 13.5, 그리고 4배체는 18.5개로 나타 났으며 이를 기초로 분류한 재분화개체의 배수성은 반수체 47.1∼51.3%, 2배체 47.9∼51.7%, 4배체 0.8∼l.2% 로서 반수체와 2배체가 각각 반씩이고 4배체가 극히 적게 분포하며 인위적인 염색체 배가 없이도 상당수의 자연 배가된 2배체를 얻을 수 있었다.

여러 계통의 고추(Capsicm annuum L.)의 약을 이용하여 식물체 재분화 조건을 확립하였다. 꽃받침 위로 꽃잎이 2mm 올라온 미성숙 화뢰에서 상부로부터 절반 이하로 착색된 약을 채취하여 0.1mg/L 2,4-D와 0.1mg/L kinetin이 첨가된 Dumas 고체배지에 치상하였다. 배양 4주후부터 배가 발생하였으며, 8주후의 배발생 빈도는 최고 58.3%였다. 배는 MS 기본배지로 옮겨주었을 때 95이상이 발아하여 식물체로 재분화되었다.

페튜니아에서의 안토시아닌 생합성 경로는 하나의 중요한 유전적인 모델시스템으로 연구되어 왔다. 본 연구에서는 이 경로에 대한 유전자를 연구하기 위하여 CaMV 35S promoter와 가지로부터 분리된 flavonoid 3',5'-hydroxylase cDNA를 pBI121 플라스미드에서 fusion gene 시스템을 만들었다. 형질전환된 페튜니아를 얻기 위한 최적조건이 페튜니아 절간을 IAA 0.2 ㎎/mL, BA 3 ㎎/mL를 혼용한 MS배지에서 얻었다. 효과적인 형질전환을 위하여 페튜니아 절간을 IAA 0.2㎎/L BA 3㎎/L를 혼용한 BM배지에서 Agrobacterium tumefaciens를 접종하기 전에 절편체를 preculture하였다 형질전환체는 50㎎/L kanamycin과 cefotaxim 300㎎/L을 포함하는 배지에서 선발하였다. PCR과 Southern hybridization분석에 의하여 형질전환체를 검증하였다.

Escherichia coli의 $\beta$-glucuronidase (GUS) 유전자를 고구마의 배발생세포괴에 particle bombardment로 도입하여 재분화 식물체에 발현시켰다. CaMV35S-GUS 융합유전자와 선발표지로서 neomycin phosphotransferase유전자가 들어있는 binary 운반체 pBI121 DNA를 텅스텐 입자로 코팅하여 정단분열 조직 유래의 배발생 세포괴에 bombarding하였다. Bombarding된 세포괴를 1mg/L 2,4-D와 100mg/L kanamycin이 첨가된 MS 배지로 옮겨 한달 간격으로 6개월동안 계대배양하였다. Kanamycin 저항성 캘러스를 0.03mg/L 2iP, 0.03 mg/L ABA 및 50 mg/L kanamycin이 들어있는 MS 배지로 옮겨 체세포배를 유도하였고, kanamycin이 첨가되지 않은 MS 기본배지에서 식물체로 발달시켰다. 토양에서 생육중인 6개체의 식물을 대상으로 PCR과 northern분석을 수행한 결과 GUS 유전자가 식물체 genome에 안정적으로 도입, 발현되었음이 확인되었다. 조직화학적 분석으로 GUS 유전자가 형질전환 식물체에서 발현됨을 밝혔다.

미숙배주조직 유래의 배발생캘러스를 이용하여 원형질체의 유리 및 배양에 미치는 요인을 조사하였다. 배발생캘러스로부터 원형질체를 유리시키는데 적당한 배양시간은 16시간이었고, 건전한 원형질체를 유리하는데 적당한 효소용액의 농도는 0.7M $\textrm{BH}_{3}$ 용액과 cellulase 1.0%, macerozyme 1.0%, pctolyase 0.2%가 혼합된 효소용액을 동량으로 조합하였을 때가 가장 효과적이었다. 유리된 원형질체는 MT기본배지에 0.1 mg/L 2,4-D를 첨가한 배지로 배양하면 캘러스 형성이 양호하였다. 유도된 캘러스는 고체배지에 계대배양하고 있으나 생육이 징약한 상태이다. 본 실험결과 배발생캘러스유래의 원형질체와 엽육세포유래의 원형질체 융합에 의한 배양도 가능할 것으로 생각되었다.

색소유전자의 전이를 통하여 새로운 색소발현체계를 가진 품종을 육종하기 위한 기초연구로 stock (Matthiola incana R. Br.)의 꽃봉오리로부터 cDNA-library를 합성하였고 screening을 통하여 anthocyanin 합성경로의 중요효소의 하나인 DFR (dihydroflavonol 4-reductase) 유전자를 분리하였다. 염기서열분석을 수행하여 분리유전자의 크기가 1450bp 이며 이중 coding region은 1029 bp 임을 확인하였다. 이미 밝혀진 다른 식물체의 DFR 유전자와 서로 염기서열의 일치성을 비교해 본 결과 외자엽식물인 옥수수와 보리와는 각각 61%를 보였으며, 쌍자엽식물인 페튜니아, 금어초, 거베라, 과꽃 그리고 카네이션 등 과는 66%-67%의 일치성을 나타내었다. 아울러 염기서열의 G/C 함량분석을 통하여 쌍자엽식물의 G/C 함량은 외자엽식물의 그것에 비해 매우 낮은 수치를 나타내었다. 분리유전자의 발현을 확인하기 위하여 인위적으로 기내에서의 전사와 해석을 수행한 결과 42-44 kd 크기의 단백질을 확인하였다. Southern blot 분석의 결과 DFR 유전자는 stock의 genome에 다른 대부분의 식물체와 유사하게 한 개가 존재하며 야생종과 돌연변이종의 stock을 분리 DFR 유전자를 probe 로 Northern blot 분석을 수행하여 돌연변이종인 lineK17b가 DFR 돌연변이임을 확인하였다.

딸기 '수홍'의 기내배양된 잎과 탁엽 절편체로부터 기관형성을 통한 식물체 재생 방법을 확립하고자 실험을 수행하였다. 엽절편체 배양에서는 생장조절제 처리에 따라 NAA 첨가시에는 뿌리 재생, BA 첨가시에는 신초 재생이 이루어졌으며, BA 1.0㎎/L + NAA 0.2 ㎎/L 처리구에서 재생률 31.1%, 절편체당 신초수 1.7개로 가장 양호하였다. 탁엽절편체 배양에서는 생장조절제와 광조건의 처리를 실시하였는데, 명조건에서는 생장조절제 처리에 따른 뚜렷한 경향을 발견할 수 없었으나, 암조건에서는 고농도 BA와 저농도 NAA의 혼용처리가 신초 재생에 필요함을 알 수 있었다. 탁엽절편체는 BA 2.0 ㎎/L + NAA 0.1㎎/L 처리구에서 재생률 44.4%, 절편체당 신초수 4.0개로 가장 양호한 반응을 나타내었다. 재생된 신초는 NAA 0.1㎎/L 가 첨가된 MS배지에서 발근되었으며, 이어서 인공토양(vermiculite : perlite = 1 : 1)에서 성공적으로 활착을 유도할 수 있었다.