Plant Regeneration from Leaf and Root Cultures of Lycoris chejuensis via Bulblet Formation

Plant regeneration system from leaf and root segments of Lycoris chejuensis via bulblet formation was established. Surface-sterilized leaf and root segments were cultured on the B5 medium containing 2,4-D. After 12 weeks of culture onto B5 medium containing 2,4-D, white globular structures and white calluses were formed on the cut surface of the explants. The highest frequency of globular structures and calluses formation from leaf explants was 32.1% when leaf explants were cultured onto B5 medium supplemented with 1 mg/L of 2,4-D. However, the higher concentration of 2,4-D (over than 3 mg/L) resulted in decrease of the frequency. In comparison to leaf explants, root segments showed the highest frequency at a rate of 36.1% when root explants were cultured onto B5 medium supplemented with 3 mg/L of 2,4-D. These structures and calluses were sub-cultured and proliferated onto the same culture medium. Upon transfer to B5 basal medium, white globular structures were developed into bulblets and normal plantlets. After 4 weeks of incubation in the light, plantlets were successfully rooted over the frequency of approximately 90%. Rooted plantlets were successfully transferred to potting soil and acclimatized in the growth chamber. The plant regeneration system of Lycoris chejuensis established in this study, might be applied to mass proliferation, conservation of genetic resources and genetic transformation for molecular breeding.

제주상사화 (Lycoris chejuensis K. Tae et S. Ko) 잎 및 뿌리 절편으로부터 소자구 형성을 통한 식물체 재생안

제주상사화의 잎 및 뿌리 조직으로부터 형성된 캘러스 및 구형 소자구로부터 효율적인 기내 식물체 재생체계를 확립하였다. 2,4-D가 첨가된 B5 배양배지에서 12주 배양 후 제주상사화의 잎 조직으로부터 백색의 구형 세포괴 및 캘러스가 동시에 발달하였으며 그 빈도는 32.1%이었다. 그러나 3 mg/L 이상의 고농도 2,4-D 처리구에서는 캘러스 형성빈도가 14%로 크게 감소하였으며 10 mg/L 2,4-D 처리구에서는 캘러스 형성이 전혀 이루어지지 않았다. 잎 조직과 달리 뿌리 절편의 경우 3 mg/L 2,4-D 처리구에서 캘러스 형성빈도가 36.1%로 가장 높았으며 BA 단독처리구나 2,4-D와 BA의 혼용처리구에서는 그 빈도가 감소하였다. 형성된 백색의 구형세포괴는 생장조절제가 첨가되지 않은 B5배지에 배양하면 소자구 발달 경로를 거쳐 소식물체로 발달이 이루어졌다. 소식물체는 생장조절제가 첨가되지 않은 1/2MS 기본배지로 옮겨 명배양한 결과, 약 배양 2주후부터 녹색의 잎이 신장되는 것을 관찰 하였으며 4주 후 뿌리 발달이 이루어지면서 정상적인 식물체로 발달하였다. 재생된 소식물체는 배양기내에서 순화과정을 통해 토양이식이 가능하였다. 본 연구에서 확립된 제주상사화의 식물체 재생체계는 제주상사화의 대량증식 수단은 물론, 유용 형질 도입을 통한 분자육종의 수단 및 유용 유전자원의 장기보전을 위한 초저온 보존 연구의 직접적인 연구소재로 활용이 가능할 것으로 예상된다.