기내배양한 감자에 1일, 2일, 3일간 저온처리 후 저온관련 유전자의 발현양상을 조사하였다. 저온 처리 기간이 늘어날수록 PPI1, CI21B유전자의 발현양은 증가하였고, CBF4, CI21A 유전자의 발현양은 감소하였다. 또한 CI21A와 CI21B유전자의 잎, 줄기, 괴경에서 명 처리와 암 처리 기간별로 저온 처리기간에 따른 유전자의 발현의 차이를 보았다. 이에 근거하여 감자 정아의 동결과정 중에서 LS단계와 PVS2 단계에서 AFP를 농도별로 처리하였다. 그 결과, 저온처리 기간이 늘었을 때의 유전자 발현양상과 AFP 특정 농도에서의 발현 양상이 동일하였다. LS단계에서는 1,500 ng/ml AFP 처리와, PVS2단계에서 500 ng/ml AFP 처리가 감자 정아의 초저온동결보존에 효과적이라는 것을 유전자의 발현 양상으로 확인하였다.
본 연구에서는 쉽싸리의 재분화와 순화에 영향을 주는 탄소급원의 효과에 관한 연구를 수행하였다. 식물체 재분화는 1/2MS 배지에 3 ~ 10%의 sucrose와 glucose를 각각 다른 농도로 처리하여 재분화를 유도하였다. 그 결과 3%와 5% sucrose 처리에서 줄기증식과 발근이 증가되었으며, 고농도 처리에서는 줄기와 뿌리 길이 등의 생육이 억제되었다. 기외 순화 중 3% 혹은 5% sucrose 처리 배지에서 생육한 식물체의 뿌리비대, 뿌리길이, 줄기 길이 및 생존율은 glucose 및 다른 농도처리와 비교하여 가장 높게 나타났다. 따라서 3% 및 5% sucrose 처리는 쉽싸리의 기내 생육과 순화를 위해 가장 적정한 농도로 확인되었다.
6 종(도깨비고비, 참쇠고비, 족제비고사리, 꼬리고사리, 거미고사리 및 변산일엽)의 양치식물에서 돌연변이원 처리에 따른 영향을 구하고 인위적인 돌연변이를 유도하기 위하여, 균질화한 전엽체에 감마선 및 EMS, NMU, $NaN_3$등의 회학돌연변이원과colchicine을 처리하였다. 전엽체 증식률은 전반적으로 처리농도 및 처리시간에 비례하여 감소되는 경향을 보였다. 전엽체의 증식률에 근거할 때, 감마선 처리의 최적 조건은 족제비고사리의 경우 20krad였으며, 그 나머지 종은 $5{\sim}10krad$ 수준이었다. EMS의 적정 처리조건은 50mM에서 3시간이었으며, NMU는 $5{\sim}10mM$에서 $1{\sim}3$시간 수준이었다. 그리고 $NaN_3$ 처리의 적정조건은 $0.5{\sim}1mM$ 에서 $1{\sim}3$시간이었으며, colchicine의 경우 각각의 처리조건에서 전엽체 증식률은 종에 따라 다소 차이를 보였다.
본 실험은 경정에서 다아체 형성을 통하여 Zantedeschia의 기내 대량번식 체계를 확립하기 위하여 실시하였다. Z. 'Best Gold'의 경정에서 다아체 형성률은 BA 2.0∼5.0 mg/L 및 TDZ 0.1∼l.0mg/L가 첨가된 배지에서 63% 이상으로 높았으며, BA 2.0 mg/L가 첨가된 배지에서는 75%로 가장 높았다. BA와 NAA의 혼용첨가는 BA 단용첨가배지와 비교하여 Z. 'Best Gold'의 신초경정에서 다아체의 형성 및 신초분화를 촉진하지 않았다. Z. 'Best Gold'의 형성된 다아체 절편체 (0.7∼1.0 cm)에서 다아체의 증식은 BA 2.0mg/L를 첨가한 배지가 효과적이었다. 형성된 다아체 절편체 (0.7∼l.0 cm)에서 신초의 생육 및 발근은 IBA 1.0∼2.0 mg/L가 첨가된 배지가 적합하였다. Z. 'Childsiana'는 TDZ 0.5 mg/L가 첨가된 배지에서, Z. 'Golden Affair'는 BA 3.0 mg/L 첨가배지가, Z. 'Pacific Pink'는 BA 5.0∼10.0 mg/L가 첨가된 배지에서 신초증식이 양호하였다.
파리지옥풀 first trap leaf에만 발현하는 유전자군을 탐색하기 위하여 기내배양 식물체와 포충능력을 가진 3년생 실생주을 이용하여 각각의 포충잎 (leaf base), 꽃조직 (flower tissue) 및 포충잎트랩 (first trap leaf)으로부터 분리한 RNA로 Fluorescent differential display (FDD)를 실시하였다. First trap leaf특이발현 유전자 15개를 screening하여 염기서열을 분석하였다. 분리된 DNA들은 protease inhibitor (Pl), myo-inositol-1-phosphate synthase 및 lipocalin-type prostaglandin D syn-thase 유전자들과 매우 유사하였다. 또한 Northern blot분석 결과, 이들 유전자들이 first trap leaf에 특이적으로 발현하고 있는 것을 확인하였다 FDD방법은 세포, 조직 및 기관에 특이적으로 발현하고 있는 유전자들을 선발하는데 매우 유용한 수단으로 사용될 수 있다.
체세포배의 생산, 보호 및 저장조건의 구명과 체세포배의 기내분화 및 체세포배 배양식물의 유전변이 여부를 탐색하기 위한 연구를 수행한 결과 MS기본배지 보다 1/2MS배지가 체세포배형성에 가장 효과적이었으며 BA, kinetin처리 모두 $0.1{\sim}1mg/L$에서 체세포배가 발이하여 식물체 형성이 양호하였고 농도가 높을수록 억제되는 경향을 보였으며 shoot의 발근과 신장을 위해서는 IAA처리가 효과적이었다. 1/2MS기본배지에 2.0%의 알진산 용액으로 알진산캡슐을 씌운 체세포배의 기내에서의 식물체형성(전환율)은 $AgNO_3$5mg/l처리가 86%로 가장 앙호하였다 . $5^{\circ}C$에서 3개월 동안 체세포배를 저온저장하여 65%의 발아가 이루어졌으며 저장기간이 길어질수록 발아율이 저하되었다. 체세포배 배앙식물은 RAPD(Randomly Amplified Polymorphic DNA)분석을 통하여 여러 major band 수준에서 DNA polymorphism이 관찰되었다.
Background : A series of studies were conducted to optimize adventitious root induction in vitro from explants of Astragalus membranaceus using various nutrient media supplemented with plant hormones. Methods and Results : Levels of active components were analyzed from adventitious roots induced under different media conditions. Among the different media conditions, Murashige and Skoog medium supplemented with $1.0mg{\cdot}{\ell}^{-1}$ indole-3-butyric acid resulted in the greatest adventitious root induction rate. The amount of the major active component of the adventitious roots of Ama1, calycosin-7-O-${\beta}$-D-glucopyranoside was higher than that of other adventitious root samples. Conclusions : These results suggest that the adventitious roots of A. membranaceus could be used for the commercial production of medicines.
인삼 callus의 기내배양에 의해서 항암물질을 대량생산하기 위한 연구의 일환으로 인삼 callus의 polyacetylene생산에 미치는 전구물질 및 elicitor의 효과를 조사하였다. 5mg/l의 L-phenylalanine첨가배지에서 인삼 callus의 생장과 polyacethylene합성이 가장 양호하였으며 panaxynol뿐만 아니라 panaxydol도 형성되었다. 반면에 $\alpha-methyl-D.L.methionine$과 D.L.-norleucine 첨가구에서는 polyacetylene이 전혀 생성되지 않았다. Elicitor로 사용되는 nigeran은 농도가 높아질수록 인삼 callus의 생장을 억제시키지만 polyacetylene생성에는 전혀 영향을 미치지 못했다. 그러나 chitosan은 0.5mg/l의 농도에서 는 인삼 callus의 생장과 polyacetylene의 생성에 영향을 주지 못하였으나, 1mg/l 이상 처리구에서는 panaxynol은 검출되지 않았지만 panaxydol은 검출되었다.
창포는 한국에 자생하는 수생식물로 약용뿐만 아니라 phytoremediation과 수질정화 식물로도 알려져 있다. 본 연구에서는 창포의 기내 식물체에 다양한 선량(20-500 Gy)의 감마선을 조사하여, 방사선의 효과 및 감수성을 확인하기 위해 2달후 생존율, 신초형성율 및 생장율을 측정하였다. 생존율과 신초형성율은 감마선 선량이 증가할수록 현저하게 감소하였다. 기내에서 저선량을 조사한 식물체의 생장율은 대조구에 비해 오히려 증가하였으나, 250 Gy 이상에서는 생장이 멈추거나 유의하게 감소하였으며, 반치사선량($LD_{50}$)은 240 Gy로 다른 식물종의 $LD_{50}$보다 훨씬 높은 선량이었다. 창포에서 저선량을 조사하였을 때 생장율이 증가하는 방사선호메시스(radiation hormesis) 효과를 확인하였다.
천남성과에 속하는 Z antedeschia spp. 칼라는 절화로서 매우 인기가 높다. 다양한 색상을 지닌 유색칼라는 자연번식률이 낮고 고온에 취약하다는 문제로 식물 조직배양을 통한 대량 증식 체계를 확립하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 칼라 기내 식물체의 생육을 향상시키고자 타우린을 첨가하여 실험을 수행하였다. 식물 생장 효과로 타우린을 20 mg/L 첨가했을 때 다신초는 54.0 %의 발생을 보였고, 생체중은 17.2배가 증가하여 가장 높은 효율을 보였다. 식물 생장에 악영향을 주는 갈변화에서는 타우린 20 mg/L 처리구가 16.0 %로 무처리구의 39.2 %보다 약 2배 이상의 갈변이 억제된 것을 보였다. 타우린은 전반적인 칼라 식물 생장을 촉진시켜 칼라 경정의 대량 증식체계 확립에 긍정적인 영향을 줌으로써 우량품종의 효율적인 대량증식 및 농가 소득 향상에 도움이 될 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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