본 연구의 목적은 한국잔디에 발생하는 병해 중 가장 큰 피해를 나타내는 갈색퍼짐병의 생물학적 방제를 위해 새로운 길항 미생물을 분리하고 그 방제효과를 기내 및 생물검정을 통해 확인하는 것이다. 갈색퍼짐병에 항균활성을 갖는 길항미생물을 선발하고자 토양으로부터 미생물을 분리하여 R. solani AG2-2 (IV)와의 대치배양을 통해 61균주를 1차로 선발하였으며, 선발 균주 중 R. solani AG2-2(IV)의 균사 생육 억제력이 가장 큰 3종의 균주 I-009, FRIN-001-1 및 YPIN-022를 최종 길항미생물로 선발하였다. 이들 세 분리균주의 16s rRNA 염기서열을 분석한 결과 I-009와 FRIN-001-1은 Bacillus 속에 속하였고, YPIN-022 균주는 Pseudomonas 속의 미생물로 확인되었다. 배양여액을 이용한 R. solani AG2-2 (IV)의 균체량 측정결과 선발 길항미생물 모두 51.7-63.5%의 균체 증식 억제력을 확인하였다. 장성에서 수확한 들잔디의 일종인 장성중지를 생육상에서 활착시킨 후 조사한 생물검정에서 잔디줄기 위에 균체 발생율은 I-009와 YPIN-022 균주 처리구에서 각각 60.3%와 65.0%로 갈색퍼짐병 병원균 단독처리구에 비하여 28.1%와 23.7%의 병 발생 억제효과를 나타냈으나, FRIN-001-1 균주 처리구는 47.8%의 균체발생율을 보여 비교적 높은 43.0%의 병 발생 억제율을 보였다. 본 연구결과 한국잔디 갈색퍼짐병에 대한 병 발생 억제율이 가장 우수한 선발 길항미생물 균주는 FRIN-001-1였고, 향후 추가적인 포장검증을 통해 한국잔디 이용지역을 위한 생물농약 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
감자의 생장점배양시 기본배지의 종류 및 기본배지에 첨가되는 2,4-D, NAA 및 Benzyladenine이 감자의 생장점으로부터의 기관의 분화 및 생장과 Callus의 유기에 미치는 영향을 구명하고져 본실험을 준행하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 기본배지중에 Benzyladenine (BA)의 농도를 증가시킬수록 감자 생장점에서 유기된 경의 신장은 현저히 촉진되었으나 BA를 첨가함 배지상에서는 근 및 Callus는 전혀 유기되지 않았다. 2. NAA를 0.5ppm 이상 함유하고 있는 배지상에서는 경의 분화가 완전히 억제되었고 모두 Callus가 유기되었으며 NAA의 농도를 증가시킬수록 Callus의 생장은 촉진되었다. 3. 2.4-D 1.0ppm 이하 함유하는 배지상에서 경의 분화가 완전히 억제되었고 Callus가 유기되었으며 Callus 생장율은 2.4-D 농도가 높을수록 많았는데 2,4-D보다는 NAA 첨가배지사에서 Callus의 생장율은 현저한 증가를 보였다. 4. NAA만을 첨가한 배지상에서는 경의 분화 및 생장이 억제되었으나 BA와 NAA를 조합처리하였을 때는 NAA 0.01ppm에서보다 0.1ppm에서 경의 분화 및 생장이 현저히 증가되었으며 2,4-D와 BA의 조합처리에서도 같은 경향이었던 바 BA와 NAA 혹은 2,4-D의 조합처리시에는 경의 분화 및 신장이 촉진되는 방향으로의 교호작용이 현저하였다. 5. 엽편보다는 경편에서 Callus의 유기 및 생장이 양호하였으며 이들 경엽조직편으로부터의 Callus 유기 및 생장에는 NAA보다는 2,4-D가 더욱 효과적이 었다. 6. MS 표준배지보다는 MS배지의 농도를 $\frac{1}{2}$ 로 희석하여 배지중의 무기성분 농도를 저하시킨 배지상에서 거의 경의 분화 및 신장이 현저히 촉진되었다. 7. 감자 생장점배양시 경의 유기 및 생장에는 MS \frac{1}{2} 배지에 BA 1.0ppm 및 NAA 혹은 2,4-D 0.1ppm을 첨가한 배지가 가장 효과적이었다.
본 실험은 딸기 조직배양 시 여러가지 식물호르몬의 농도 별처리에 따른 증식률 및 형태적, 유전적 변이 발생 정도를 확인하고자 실시하였다. 본 실험에 사용된 공시 품종은 '고하'와 '설향'이며, 본 실험에 사용한 식물 호르몬은 BA, CPPU 및 TDZ로, 농도는 0.5, 1.0, 2.0, $4.0mg{\cdot}L^{-1}$였다. '고하'와 '설향'의 조직배양묘 증식률은 BA 처리 시 가장 높았다. BA, CPPU 및 TDZ 처리 시 '고하' 및 '설향'에서 형태적 및 유전적 변이가 발생하였고, 특히 품종에 관계없이 CPPU 처리에서 변이가 높게 나타났다. '고하'의 유전적 변이는 BA $0.5mg{\cdot}L^{-1}$ 이상의 농도에서 1.1%로 나타났고, CPPU $0.5mg{\cdot}L^{-1}$에서 15.3%로 나타났으며, TDZ $2.0mg{\cdot}L^{-1}$에서 1.2%로 나타났다. '설향'의 유전적 변이는 BA $4.0mg{\cdot}L^{-1}$에서 2.3%로 나타났고, CPPU $0.5mg{\cdot}L^{-1}$에서 14.3%로 나타났다. 따라서 딸기 조직배양 시, CPPU는 처리하지 않는 것이 좋을 것으로 판단되고, BA나 TDZ또한 저농도로 처리하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
인삼 조직배양에 있어 multi-shoot 대량번식을 통한 이차대사산물의 이용가능성을 조사코자 강제통기방식에 의해 $CO_2$를 기내에 공급하여 배배양하였던 바 multi-shoot 분화특성 및 사포닌 함량에 미치는 $CO_2$의 효과는 다음과 같다. 부정아 수와 부정아 유래의 신초수는 무처리와 $CO_2$ 2처리구간에 차이가 적었고 분화율은 50%내외이었고 부정아에서 분화한 신초는 경엽의 전개가 빠르고 생장량이 높은것이 특징이었다. 한 개의 자엽에서 분화되는 shoot primordium의 수는 대체로 15.4개-23.9개로 $CO_2$ 2, 500ppm처리구가 가장 양호하였고 $CO_2$ 10, 000ppm의 고농도는 오히려 shoot primordium수 뿐만 아니라 신초 분화율도 저하시켰다. 무처리의 건물율은 7,50%이었던데 반하여 $CO_2$ 2, 500ppm처리구는 건물율이 8.59%로 여타 $CO_2$ 처리구에 비하여 가장 높았다. 기내개화율은 무처리가 7.6%이었으나 $CO_2$, 2, 500-5, 000ppm처리구는 16.3-15.7%로 무처리에 비하여 2배 가량 높았다. 그러나 1개의 치상 배에서 얻어지는 개화수는 1.2-1.3개로 $CO_2$ 처리농도에 따른 차이가 없었다. 조사포닌 함량은 $CO_2$ 2, 500ppm처리구의 경우, 캘러스와 신초가 혼재되어 있는 소식물체는 5.80%이었던데 비하여 multi-shoot가 8.32%로 높았고 ginsenoside함량은 multi-shoot의 경우, ginsenosid Rd, Re 그리고$Rg_1$이 특히 많았다.
본 연구는 Apple stem grooving virus (ASGV)에 감염된 배 (Pyrus pyrifolia L.) '만수'의 기내배양 식물체를 이용하여 효과적인 배 바이러스 무병화 기술을 알아보고자 수행하였다. 식물체의 경정조직을 잘라 열처리($37^{\circ}C$), 한냉처리($4^{\circ}C$), 항바이러스제인 ribavirin을 단독 또는 복합처리하였다. 처리기간은 2, 4, 8주였으며 ribavirin 농도는 20과 $40mg{\cdot}L^{-1}$이었다. 바이러스 제거율은 Reverse transcription polymerase chain reaction 분석으로 확인하였다. 신초 생존율은 2주간 한냉처리, 항바이러스제 단독처리와 한냉처리와 항바이러스제가 복합처리된 그룹에서 100%로 높았고 열처리에서 33.3%로 가장 낮았다. 단독으로 ribavirin을 처리한 그룹은 처리기간이 길수록 신초 생존율이 감소하는 경향이었다. ASGV 제거율은 2주간 ribavirin $40mg{\cdot}L^{-1}$ 농도로 처리한 그룹과 열처리와 ribavirin을 복합처리한 그룹에서 100%로 높았다. 한냉처리한 그룹의 바이러스 제거율은 16.7%로 가장 낮았으나 한냉처리와 ribavirin을 복합처리한 그룹에서는 43.3%로 향상되었다. 모든 처리에서 처리기간이 길수록 바이러스 제거율은 증가하였다. 본 실험을 통해 배 ASGV 제거에는 경정배양과 더불어 항바이러스제인 ribavirin을 $20mg{\cdot}L^{-1}$ 농도로 4주간 처리하거나 $40mg{\cdot}L^{-1}$ 농도로 2주간 단독처리만으로도 효과적으로 무병화가 가능할 것으로 판단되었다.
자주초롱꽃(Campanula punctata 'Rubriflora')의 자가영양배양시 $CO_2$ 농도,환기횟수 및 광도가 소식물체의 생장에 미치는 영향을 조사하였다. $1,500{\mu}mol{\cdot}m^{-1}$고농도$CO_2$에서는 광도를 높일수록 초장, 엽수가 증가되었으나, 최대근장은 유의성이 인정되지 않았다 엽록소의 함량은 광도가 높을 때보다는 낮은 경우인 $70{\mu}mol{\cdot}m^{-2}s^{-1}$에서 가장 많이 증가되었다 엽면적은 광도가 높을수록 작아지는 경향을 보였으며, $CO_2\;1,500{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$ 환기횟수 $2.8h^{-l},\;PPF\; 220{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$에서 가장 큰 차이로 작게 나타났다. 생체중과 건물중은 $CO_2$ 농도, 환기횟수, PPF가 높을수록 증가되었다. 특히 $CO_2\;1,500{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$, 환기횟수 $2.8h^{-1},\;PPF\; 220{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$에서 가장 크게 증가되었다. 환기횟수의 영향은 전반적으로 적었다. 종합적으로 자주초롱꽃 소식물체의 기내 자가영양배양 차량번식을 위해서는 $CO_2\;1,500{\mu}mol{\cdot}mol^{-1},\;PPF\;220{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 조건이 적합하였다.
본 연구는 우리나라에 자생하고 있는 비비추속 식물 6종(일월비비추, 주걱비비추, 다도해비비추, 좀비비추, 한라비비추, 흑산도비비추)의 정단을 이용하여 대량증식과 품종개발 등을 위한 기내증식체계를 확립하고자 하였다. 정단은 0.5, 1.0, 2.0, 4.0 mg/L BA와 0.1, 0.5, 1.0, 2.0 mg/L TDZ를 0.1 mg/L NAA와 각각 혼용한 조건과 PGRs을 무첨가한 조건(control)의 MS배지에 배양하였다. 배양 8주 후에 embryogenic callus, somatic embryo, crown bud, 그리고 신초와 뿌리의 분화 및 생육, 생체중 등에 대하여 조사하였다. 6종의 비비추 식물 모두에서 control에 비하여 PGRs 처리구의 embryogenic callus와 somatic embryo 형성율, 다신초 분화율이 높았다. 분화된 신초의 개수는 일월비비추는 2.0 mg/L TDZ에서 5.4개, 주걱비비추와 다도해비비추는 1.0 mg/L TDZ에서 각각 3.3개, 5.8개, 좀비비추는 0.5mg/L BA에서 11.1개, 흑산도비비추는 0.5 mg/L TDZ에서 9.8개, 한라비비추는 1.0 mg/L BA, 0.1 mg/L TDZ에서 8.1개로 가장 많았다. Somatic embryo 형성에서는 다도해비비추와 흑산도비비추가 처리한 PGRs에 대해 효과적이었고, 일월비비추, 주걱비비추, 좀비비추, 한라비비추에서는 상대적으로 효과가 적었다. 4종의 자생 비비추(일월비비추, 주걱비비추, 다도해비비추, 흑산도비비추)에서 조사된 crown bud도 control에 비하여 PGRs 처리구에서 더많이 형성되었다. 주걱비비추는 cytokinin의 종류 및 농도와 상관없이 callus와 신초 분화에 큰 효과가 나타나지 않았지만, crown bud의 형성에는 TDZ에서 약간 증가하였다.
감자 12품종의 내염성 비교를 위하여 NaCl 0, 75, 150, 225 mM을 처리한 MS배지에서 줄기 단일절편을 기내 배양하여 신초길이와 무게, 근길이 및 proline 함량 변화를 조사하였다. NaCl 처리에 따른 신초와 근생장의 품종 간 비교에 적정한 NaCl 처리농도는 75 mM이었다. NaCl 150 mM과 225 mM 처리에서는 신초의 로제트화 및 엽의 백화현상이 심하여 품종 간 비교가 어려웠다. 신초의 길이와 무게는 '대지', '수미', '자영', '하령'이 양호하였으며, '고운', '대서', '홍영' 등은 불량하였다. 근길이는 '서홍', '수미', '하령' 등이 양호하였던 반면, '고운', '대서', '대지', '조원', '추백' 등은 극히 미미하였다. Proline 함량은 모든 품종에서 NaCl 처리농도가 높을수록 증가하였으며 그 증가량은 신초와 근생장이 양호했던 품종들이 불량했던 품종보다 더 낮은 경향이었다. 이상의 결과로 볼 때 '수미'와 '하령'이 NaCl 처리배지에서 신초와 근생장 모두 양호하여 내염성이 강한 품종으로 판단되었으며, 이들 품종들을 활용한 추가 포장시험을 통하여 국내 간척지 등 염류화 토양에서도 감자재배가 가능할 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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