참외 (Cucumis melo L.)의 자엽 절편체로부터 캘러스 형성, 발근 및 신초의 형성에 효과적인 생장조절물질의 영향을 조사하기 위하여 cytokinin류의 BA, kinetin및 zeatin의 농도를 각각 0.5, 1.0 1.5 2.0 mg/L그리고 auxin류의 IAA와 NAA 0.1 mg/L를 공시하여 참외의 재분화 효율성을 증가시키고자 하였다. 캘러스 분화는 BA 2.0 mg/L와 NAA 0.1 mg/L를 혼용 처리한 MS배지에서 절편체 당 2,437.0mg으로써 가장 효율이 높았으나, 대부분이 황백색의 연약하고 부스러지기 쉬운 non-embryogenic callus였다. 발근은 kinetin 0.5 mg/L와 NAA 0.1 mg/L를 혼용 처리한 배지에서 97.9%로 가장 효율이 좋은 결과를 보였으나 신초가 전혀 발생하지 않았다. 신초의 형성은 BA 0.5 mg/L와 IAA 0.1 mg/L를 혼용한 배지에서 98.0%로써 가장 높았는데, 자엽절편체 내 엽맥의 절단부위에서 주로 유도되었으며, 이들은 대부분 multiple shoot를 형성하였다. 한편 BA의 함량을 동일하게 하고 auxin류의 IAA와 NAA의 함량을 저 농도로 처리한 결과 신초의 발생율이 향상되지 않았다. BA 0.5 mg/L와 IAA 0.1 mg/L를 혼용 처리한 배지에 자엽 절편체를 치상한 결과. 캘러스는 1주일만에 유도되었으며, 신초는 3주만에 형성되기 시작하였다. 2주 간격으로 2회의 계대배양을 실시한 후 MS 기본배지에서 발근시켜 배양 10주만에 완전한 소식물체를 획득하였다.

저온관련 유전자인 BN115 gene과 표지유전자인 npt II gene을 함유하고 있는 Agrobacterium tumifacience GV 3101 균주를 이용하여 겨울상추품종인 청치마의 잎절편과 공동배양하는 방법으로 형질전환 시켰다. 상추의 잎절편을 Agrobacterium과 공동배양 후 MS 기본배지에 100 mg/L kanamycin, 500 mg/L carbenicillin, 0.1 mg/L NAA, 0.5 mg/L kinetin을 첨가한 선발배지에 치상하였는데, 치상 후 3-4주부터 절편체로부터 multiple shoot들이 생성되기 시작하였다. 선발배지에서 살아남은 선발체들은 1/2 MS배지에 100 mg/L kanamycin, 250 mg/L carbenicillin이 첨가된 발근배지로 옮겨졌다. 한편, 선발된 shoot들은 PCR반응을 이용하여 도입유전자의 삽입여부를 확인하였다. PCR 반응은 표지유전자인 nptII와 저온관련 유전자인 BN115 및 식물에 도입되지 않는 vir G 유전자를 각각 특이적으로 증폭하는 primer를 가지고 실시하였다. PCR 반응 결과 대조구로 쓰인 정상 상추식물체에서는 nptII와 BNl15유전자의 증폭을 볼 수 없는 반면에 형질전환체에서는 두 유전자 모두 PCR 증폭 산물을 확인할 수 있었다. 또한 확인된 식물체의 DNA에서는 vir G유전자가 발견되지 않아 이는 Agrobacterium의 혼입에 의한 결과가 아님을 다시 한번 증명하였다. 또한 선발된 형질전환체를 이용하여 Southern analysis와 RT-PCR을 실시한 결과 내한성 유전자가 상추 식물에 안정적으로 도입되어 발현됨을 확인하였다.

고등식물에 있어서 엽록체에 존재하는 저 분자량 HSP의 기능을 밝히기 위하여 담배 (Nicotina tabacum cv. Petit Havana SRI)로부터 분리한 cDNA (NtHSP21)를 도입한 형질전환 담배 식물체를 재생하였다. 상온에서의 발현량이 서로 다른 5개의 순계 형질전환 식물체를 선발하였다 상온에서 발현된 엽록체 small HSP가 식물의 고온내성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 기내에서 생장시킨 유식물을 52$^{\circ}C$에서 45분간 열처리한 후 생장온도에서의 변화를 조사하였다. 그 결과 wild-type식물의 경우 1주일 이내에 모두 고사하였으나 형질전환 식물체의 약 70%는 생존하였다. 또한 이러한 고온내 성은 상온에서 발현된 단백질의 양에 비례하여 증감하였다. 따라서 엽록체에 존재하는 small HSP가 식물의 고온내성 획득에 있어서 중요한 역할을 담당할 것으로 사료된다.

사과 자엽조직으로부터 기내에서 식물체를 재분화시키는 데에 있어서 배양 광조건 및 절편체 극성과의 관계를 살펴보고자 사과‘Fuji’품종의 자엽을 재료로하여 광조건 및 광질을 달리하여 배양하였고, 또한 여러 가지 형태의 절편체를 사용하여 시험을 수행하였다. 배양환경조건 중 광조성에 따른 신초 재분화율을 본 결과 배양 초기 10일간 암배양한 후 명 배양한 처리구에서 가장 높은 재분화율을 나타내었으며, 배양중기의 암처리는 효과가 없었다. 광질별로 비교할 때 전처리로 4일간 암배양한 후 청색광을 조사한 처리구에서 높은 신초 재분화율을 나타내었다. 신초 재분화 유기와 절편체 극성과의 관계를 보면 모든 신초의 형성은 절제된 자엽의 기부 끝쪽에서만 이루어졌다. 즉, 기부쪽 절편체의 말단부 절단면에서보다는 기부쪽 절편체와 말단 절편체의 기부쪽 절단면에서 식물체의 재분화가 이루어짐을 알 수 있었다. 신초 유기는 배축의 기부쪽 자엽 절편체 에서 매우 높게 나타난 반면 자엽의 말단부위에 가까운 곳에서는 현저히 감소하였다.

백합의 건전 우량주의 확보와 대량 증식을 위해 소인편을 배양하여 얻어진 직경 3mm 정도 크기의 소인경구를 사용하여 액체배양을 실시하였다. 인경구의 생장에 미치는 sucrose와 질소 농도의 영향을 알아본 결과 인경구의 생장과 무게에 가장 효과적인 처리구는 10 mM $NH_4NO_3$에 sucrose 9% 또 는 20 mM $NH_4NO_3$에 sucrose 6%인 것으로 나타났으며, 새로운 소인경구의 분구는 $NH_4NO_3$, 20 또는 40 mM에 sucrose 3%에서 가장 양호하였다. 또한 전체 생체중은 광도 $60\;{\mu}mol{\cdot}m^2{\cdot}sec^{-1}$ BA 0.2 mg/L 단독 처리구에서 효과적이었으며, 구중은 BA에 농도에 큰 차이없이 0.2와 2 mg/L 처리에 광도 $60\;{\mu}mol{\cdot}m^2{\cdot}sec^{-1}$에서 증가하는 경향을 보였다. 액체 진탕배양에 적절한 소인경구의 배양기간은 2개월 정도인 것으로 나타냈다.

인삼 (Panax ginseng C.A. Meyer)의 뿌리로부터 유도한 모상근의 proton 방출은 철이온의 결핍 또는 nitrate나 ammonium이온에 의해 증가되었다. 철이온 결핍에 의한 수소이온 방출의 증가는 정단 조직에서 나타나는 반면에 nitrate와 ammonium 이온에 의한 수소이온 방출은 기저부위에서 높게 나타났다. 배지의 pH변화에 따른 무기이온의 흡수는 무기이온의 종류에 따라 다양한 양상을 나타냈다. $Ca^{2＋}$, $Mg^{2＋}$ 그리고 Fe$^{2＋}$ 는 pH 4.8 에서 가장 높은 흡수를 나타냈으며, Mn$^{2＋}$, $Zn^{2＋}$ 그리고 Cu$^{2＋}$ 는 pH 3.8에서 가장 높았다. HPLC를 이용한 유리당 및 ginsenoside분석에서, 인삼모상근 유리당 구성의 주성분은 sucrose, glucose 그리고 fructose 였으며, glucose와 fructose는 pH 6.8에서 sucrose는 pH 4.8 에서 함량이 가장 높았다. 반면에 ginsenosides와 phenolic compound의 함량은 MS 배지의 표준인 pH 5.8 에서 가장 높았다. pH 변화에 대한 인삼모상근의 이러한 생리적 반응은 인삼근의 적변유발과 관련된 무기이온의 mobilization 및 흡수기작의 구명을 위한 모델 시스템으로 이용할 수 있는 가능성을 제시하였다.

전위유전자 표지를 이용한 2배체 야생근연종 감자의 유용 유전자 cloning 체계를 개발하기 위하여 옥수수의 진위유전자 Ac를 조작하여 전위효소는 생산하나 이동은 불가능하도록 제작된 immobilized Ac (iAc)와 자체 이동은 불가능하나 iAc의 작용에 의해 이동이 가능한 Ds를 Agrobacterium tumefaciens를 이용한 형질전환에 의해 2배체 근연종 감자 (Solanum tuberosum Group Phureja) 계통 1.22에 도입하였다. iAc및 Ds 삽입 binary vector들을 보유하는Agrobacterium 계통들로 형질전환 처리된 1.22 기내배양신초의 잎과 줄기 절편의 경우 50mg/L 의 kanamycin이 첨가된 배지에서도 캘러스를 형성하였으며, 잎 절편으로부터 재분화신초가 획득되었다. 형질전환 처리되지 않은 1.22 신초는 100mg/L의 kanamycin이 첨가된 배지에서 전혀 발근이 되지 않았으나, 형질전환 처리에 의해 획득된 재분화 신초는 동일 배지에서 발근이 되었다. iAc와 Ds의 염기배열에 대해 특이적인 oligonucleotide primer들을 이용하여 형질전환 처리 획득 식물들로부터 추출된 DNA에 대한 PCR분석을 실시한 결과, 사용된 primer들의 iAc 와 Ds의 염기배열에 있어서의 위치에 의해 예상되는 크기의 DNA들이 형성되어 iAc 와 Ds의 1.22 genome내 도입이 확인되었다.

당류의 수송속도는 당류 고갈동안 증가되었고, 당류 고갈 3일째에 최대 수송속도를 보였다. 당류 고갈로 유도된 당류 수송계는 cycloheximide에 의해서 완전히 방해되었다 선천적으로 식물에서 당류 수송계는 하나이나 당류 고갈동안 유도된 포도당 수송은 포화상태를 보이고, 설탕 수송은 포화되지 않았다. 유도된 당류 수송계는 선천적인 당류 수송계와는 다른 kinetic을 보였다. 이 결과는 고등식물도 불리한 조건하에서 새로운 수송계를 유도시킬 수 있는 능력이 있음을 보여주었다.

감나무 (Diospyros kaki Thunb.)의 기내번식에 효과적인 배지 및 생장조정제를 구명하고자 일목계차랑 (Ichikikeijiro), 도근조생 (Tonawase), 평핵무 (Hiratenenasi) 3품종을 공시재료로 하여 시험한 결과, 신초의 생존에 가장 효과적인 배지는 MS 배지였으며 MS 배지내 질소원의 함량을 1/2∼1배로 조정한 경우가 신초의 증식 및 신장에 효과적이었다. 1/2N-MS배지에 2 mg/L zeatin 처리시 0.9 cm로 가장 많은 신초 신장을 보였고, 5 mg/L 처리시 증식된 신초수가 6.2개로 가장 많았다. 증식된 신초의 발근은 동일 배지에 1 mg/L IBA 처리시 가장 효과적이었다.

식물배양세포의 항산화기구를 이해하기 위하여 다양한 유도조건에서 확립된 24종의 세포주를 대상으로 환원형 (GSH)과 산화형 (GSSG)의 glutathione 함량을 조사하였다. 배양세포의 전체 glutathione 함량 ($\mu$g/g cell fresh wt)은 98$\pm$27로 식물종에 따라 큰 차이가 없었다. 배양세포의 환원형 GSH과 산화형 GSSG의 평균함량 ($\mu$g/g fr wt)은 각각 72$\pm$20와 26$\pm$10을 나타내었다. 배양세포의 전체 glutathione 중에서 평균 환원형 GSH는 약 73%를 차지하였다. 황금 (Scutellaria baicalensis)배양세포의 현탁배양에 따른 GSH 함량 ($\mu$g/g cell fresh wt)은 계대배양부터 대수증식기까지는 계속하여 감소하여 세포생장 정지기인 배양후 13일에는 84까지 감소한 후 다시 증가하였다가 배양후기에는 크게 감소하였다. 한편 GSSG의 함량 ($\mu$g/g cell fresh wt)은 오히려 대수증식기까지는 증가하여 배양후 13일에는 31을 나타내었고 배양후기인 25일에는 48로 오히려 산화형 GSSG의 비율이 높았다. 이러한 결과는 GSH와 GSSG의 비율이 배양세포의 생장과 항산화기구에 주요하게 관여하고 있음을 시사한다.

Buffalo gourd의 기내배양 체계를 확립하기 위하여, 기내 발아, 증식, 발근에 적합한 생장조절제와 배양환경 조건을 구명코자 본 실험을 수행하였다. Buffalo gourd의 종자는 암상태가 명상태 보다 더 높은 발아율을 얻을 수 있었다. BA 1.0 mg/L에 IAA 0.3-0.6 mg/L가 혼용처리된 MS 배지에서 신초증식 및 생육이 가장 양호했고 kinetin과 2iP는 신초증식에 큰 영향을 미치지 않았다. 증식을 위한 적정배양 온도는 22-$25^{\circ}C$ 였다. 기내발근은 오옥신 첨가로 쉽게 유도되었는데 특히 IBA 1.0-2.0mg/L 및 IAA 2.0mg/L 단용처리가 기내 발근에 가장 효과적이었으며, 지상부 생장도 양호하였다. 발근된 신초를 포장에 이식한 결과, 생존율이 90%이상에 달하였다. Common milkweed의 종자를 기내 파종하여 명상태에서 발아시킨 결과, 발아율이 71.2%로 비교적 높았다. 전반적으로 BA가 다른 사이토키닌 보다 기내생장에 더 효과적이었으나, 농도에 따라 효과는 달랐다. BA 3.0mg/L에 IAA 0.3 mg/L 혹은 0.6mg/L 혼용처리하는 것이 신초 생체중, 마디수의 증가에 효과적이었고 2iP는 신초신장에 효과적이였다. Com-mon milkweed의 기내생장은 온도에 아주 민감하였는데, 22 $^{\circ}C$에서 생장이 양호한 반면 $25^{\circ}C$ 이상에서는 생존율이 감소하였다. Common milkweed의 경우 기내 발근율이 매우 저조하였는데 배양전 신초를 IBA 10.0~100.0 mg/L용액에 30~120분간 처리 후 MS배지에 접종하였을 경우 발근율이 4~5%로 매우 낮았다.

발광다이오우드 (Light emitting diode)를 사용한 적색, 녹색 및 청색광에서 식물생산의 가능성을 조사하기 위하여 도라지 유묘의 생장과 형태형성에 미치는 광질의 효과와 광질에 따른 엽록소함량을 형광등과 비교하여 조사하였다. 식물체의 초장은 형광등에서 3.8 cm로 가장 짧았고 LEDs 에서 생장한 것은 적색광에서 13.4cm로 가장 길었다. 반면에 적색/청색의 혼합광은 5.6cm로 적색 단색광에서 식물체가 도장된 것에 비해 정상적인 식물체의 생장양상을 보여 적색과 청색의 혼합광이 식물체의 생장에 적당하였다. 엽면적은 녹색광에서 24.1 $\textrm{cm}^2$로서 적색광에서 10.1 $\textrm{cm}^2$인 것에 비하여 약 2.4 배가 더 넓어 다른 처리구에 비하여 가장 양호하였다. 건물률은 적색/청색의 혼합광에서 15.3%를 나타내어 다른 광질처리보다 함수율이 적었다. 엽록소함량은 청색 단색광과 적색/청색의 혼합광에서 형광등보다 각각 20%, 10% 적었으나 적색과 녹색의 경우 각각 2%, 7% 적었는데 적색 단색광에서 형광등과 비슷한 엽록소 함량을 보였다.