• 제목/요약/키워드: 소포자

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고추의 약배양 시 온도 전처리에 따른 소포자의 세포학적 변화 분석 (Cytological Analysis of Microspores during Temperature Pretreatment in Anther Culture of Capcicum annuum L.)

  • 김문자;장인창
    • 식물조직배양학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.263-271
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    • 2001
  • 고추의 약을 배지에 치상한 후 4$^{\circ}C$와 32$^{\circ}C$의 온도 전처리가 소포자의 활력, 초기분열 및 소포자 배 발생에 미치는 영향을 조사하였다. 활력 있는 소포자의 비율은 모 식물에서 채취하여 치상할 당시에는 62~64%정도였으나 치상 후 온도처리 기간 중에는 매우 급속하게 저하되었다. 소포자의 활력은 4$^{\circ}C$ 처리에 비해 32$^{\circ}C$ 처리 시에 더욱 심하게 감소하였으며 배양 9일이 되면 온도처리와 관계없이 활력 있는 소포자가 거의 없었다. 치상 당시의 소포자는 대부분이 후기 1핵성 소포자기였으며 배양 2일 후부터 핵이 소실된 무핵 소포자들과 함께 다양한 유형의 다핵 소포자들이 나타났다. 배 발생적 소포자의 비율은 고온처리에서 높았으나 균등분열에 의한 동형2핵 소포자의 출현에는 온도처리에 따른 차이가 크지 않았으며 다핵 소포자들은 균등 또는 불균등 분열에 의해 생겨났다. $25^{\circ}C$와 32$^{\circ}C$ 처리에서는 배양 2일 후에 이미 퇴화 소포자들이 50% 이상이 되었는데 4$^{\circ}C$ 처리에서는 14일 동안 대부분의 소포자들에서 핵이 완전하였다. 소포자 배의 발생은 4$^{\circ}C$ 처리에 비해 32$^{\circ}C$ 처리에서 높았으며 가장 효과적인 고온처리 기간은 4일이었다. 이에 비해 4$^{\circ}C$ 처리에서는 2일 처리가 가장 효과적이었으며 처리기간이 길어질수록 소포자 배의 발생이 감소되었다.

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유채 소포자 유래 배의 발달과정에 따른 형태와 단백질 양상 (Morphology and Protein Pattern During Microspore-derived Embryogenesis of Brassica napus)

  • 윤석준
    • Journal of Plant Biology
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    • 제36권4호
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    • pp.399-406
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    • 1993
  • 유채(Brassica napus L. cv. Topas) 소포자 배양에 의한 기내 배발생 과정을 관찰하고 발생과정에 따른 총단백질의 변화 양상을 이차원 전기영동을 통하여 분석하였다. 배양에 적합한 소포자의 발달 단계는 4,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) 형광염색으로 핵상관찰을 통하여 결정하였다. 최초의 소포자 생존율은 63.9%였으며 이러한 생존율의 차이로 배양초기에 소포자의 이형성이 나타났다. 배 발달 경로에 따른 최초의 세포분열은 화분벽 안에서 균등분열로 시작되어 배병의 발달이 선행된 후 배 발생이 일어났으며, 구형, 심장형, 어뢰형으로의 배 발달은 여러 조직의 분화와 더불어 빠르게 진행되었다. 소포자배 발달과정을 치상단계의 소포자, 배양 3일째의 초기 분열세포, 구형 및 심장형배, 어뢰형배, 성숙한 자엽단계의 배 등의 5단계로 나누어 각각 2차원 전기영동을 수행한 결과, 최초 소포자 단계에서 나타났던 23개의 단백질들은 배 달달 경로로 진행됨에 따라 사라지고, 배양 3일째에는 8개의 단백질이 특이적 또는 지속적으로 발현되었다. 배의 발달과 더불어 20∼50 kD 사이에서 총 42개의 단백질이 급격히 나타나거나 또는 후기 배로 진행하면서 점차적으로 발현되었다.

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당귀 배양 소포자의 Flow Cytometric 특성 (Characterization of Cultured Angelica gigas Microspores by Flow Cytometry)

  • 박충헌;성낙술;유홍섭;피터포울
    • 한국약용작물학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.196-201
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    • 1997
  • 당귀 반수체 육성의 기초차료를 얻고자 배양 소포자의 활력과 특성을 Flow cytometry로 관찰한 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 소포자 활력은 발육 시기에 따라 차이를 보여 배양 4일경에 4분자기 12.8%, 1핵성소포자기 49.3%, 2핵성소포자기 42.3% 및 성숙화분은 56.4%였다. 그리고 배양 20일 경에 는 소포자의 활력이 감소하여 배양중 배지개선과 계대배양이 요구됨을 알 수 있었다. 2. 발육시기에 따라 소포자 구조 peak가 다르게 조사되어 4 분자기는 원형을 보이다가 $1{\sim}2$핵성 소포자 부터 성속 화 분은 장타원형의 발달하는 특성을 띠었다. 3. 배양 소포자 중 살아서 생존한 소포자는 FDA 염색에 녹색 형광을 DAPI 염색에 청색형광을 발하여 활력이 있음을 알 수 있었다.

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고추의 소포자 배양 시 모식물의 생육조건, 소포자 나출 방법, 치상배지 및 광배양이 배의 발생에 미치는 영향 (Influence of donor plant growth condition, microspore isolation method, culture medium, and light culture on the production of embryos in microspore culture of hot pepper (Capsicum annuum L.))

  • 이종숙;박은준;김문자
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제34권4호
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    • pp.363-373
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    • 2007
  • 효율적이며 반복성 있는 고추의 소포자배양 시스템을 확립하기 위해 꽃봉오리로부터 소포자의 수확 시 나출 방법이 소포자 활력에 미치는 영향을 조사하는 동시에 모 식물 생육 시의 광도, 치상배지의 조성, 및 배양 광 조건이 배의 발생 및 발달에 미치는 영향을 조사하였다. 광도가 10,000 lux 와 5,500 lux로 각기 다른 곳에서 모식물이 생육된 경우 활력 있는 소포자의 비율은 큰 차이가 없었으며, 소포자 배의 발생이나 발달은 저광도인 5,500 lux에서 생육된 경우에 다소 높아 모 식물 생육 시의 광도가 소포자배의 발생에 미치는 영향이 크지 않은 것으로 나타났다. 그러나 5,500 lux에서 생육된 식물에서는 꽃봉오리의 수가 적어 배양에 필요한 소포자를 준비하기가 매우 어려웠다. 활력 있는 소포자의 비율은 체나 막자사발을 이용한 maceration 방법에 비해 blender를 이용하는 경우 13배 이상 높았다. 배의 발생 및 발달에 가장 좋았던 배지는 사용한 배지 중 MN배지였으며, 배양 광 조건은 암 상태에서 배양한 4주 후에 다시 광 상태로 옮겨 1주 배양하는 것이었다. 이상에서와 같은 결과들은 고추에서 형질전환이나 돌연변이 연구에 이용될 수 있을 정도로 많은 배를 생산할 수 있는 소포자 배양 시스템을 확립하는데 중요한 기초 자료가 될 것이다.

Agrobacterium 공동배양을 이용한 고추 소포자 유래 초기 배의 GFP 발현 (GFP expression in the microspore-derived early embryo through co-culturing with Agrobacterium)

  • 정민;인동수;김봉규;장인창;박은준;김문자;한지학
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제35권2호
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    • pp.109-114
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    • 2008
  • Agrobacterium 공동배양을 적용하여 소포자에 Agrobacterium-mediated genetic transformation이 가능한지를 조사하기 위하여 소포자 형질전환에 대한 조건을 구축하고자 하였다. 선발 배지에서 Kanamycin에 대한 소포자의 배발생율을 조사하였는데 Kanamycin 농도 10 mg/L, 50 mg/L, 100 mg/L를 처리하였을 때 배발생율이 각각 4배, 8배, 10배 이하로 감소하였고 Kanamycin이 형질전환 선발마커로 사용할 경우 형질 전환율이 매우 낮아질 것으로 사려 된다. GFP 유전자 발현을 이용하여 visual reporter로서 활용하고자 Agrobacterium과 공동배양 후 배발생 유도 배지에 치상하고 소포자가 배로 발생하는 과정을 현미경으로 조사하면서 GFP 발현을 관찰하였다. 소포자는 배양 12일째서부터 소포자 분열로 cluster를 형성하였으며 24일째에는 반복되는 분열을 통하여 큰 mass의 배로 발달된 모습을 각각 GFP 발현을 통해 볼 수 있었다. 배양48일째도 GFP발현이 계속 보이며 총 8 개의 배에서 GFP 발현 재현성을 보임으로서 형질전환은 된 것으로 보이지만 더 이상 성숙된 배로 자라지 않아 소포자를 이용한 Agrobacterium 형질전환 조건을 더 개선할 필요가 있다.

국내 육성 품종 '탐미유채'의 소포자 배양 시 배양조건이 배발생에 미치는 영향 (Effects of Culture Condition on Embryogenesis in Microspore Culture of Brassica napus L. Domestic Cultivar 'Tammiyuchae')

  • 김광수;이영화;조현준;장영석;박광근
    • 한국작물학회지
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    • 제57권4호
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    • pp.317-323
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    • 2012
  • 국내 육성 유채 품종의 소포자 배양을 통한 효율적인 소포자배 생산법의 확립을 위해 '탐미유채'를 대상으로 소포자 배양 시 적당한 꽃봉오리의 크기, 고온처리시간, 배양밀도, 기내 증식조건 등의 배양조건을 구명하고자 실시한 결과, 소포자배 발생은 1핵기말과 2핵기 초기 상태의 소포자가 포함된 3.0~3.5 mm 크기의 꽃봉오리에서 채취한 소포자에서 배발생률이 가장 높았으며, 배지 1 mL 당 약 388개의 소포자 배가 발생하였다. 배양 초기에 $32.5^{\circ}C$에서 2일간 열처리하였을 때 배발생률이 가장 높았다. 소포자의 배양밀도에 따른 배발생은 $5{\times}10^4$개/mL일 때 가장 높았으며, 배양밀도가 더 이상 높아지면 배발생을 억제하였다. 발생한 소포자배는 $0.5mg{\cdot}L^{-1}$ NAA와 $1mg{\cdot}L^{-1}$ BA가 첨가된 MS 고체배지에 치상하여 배양하면 정상적인 신초로 재분화되었고, 발달한 신초를 절취하여 식물성장 조절제가 첨가되지 않은 MS고체배지에서 배양하면 뿌리가 발달하여 정상적인 식물체로 성장하였다.

국내육성 유채품종의 생체 내 화분발육 비교 (Comparison with in Vivo Pollen Development of Domestic Cultivars in Brassica Napus L.)

  • 박윤정;김광수;장영석;김철우;방진기
    • 한국작물학회지
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    • 제51권spc1호
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    • pp.242-246
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    • 2006
  • 국내 재배 유채의 육종을 위해서는 소포자배양을 통한 배발생법의 확립이 절실하나 대부분의 재배 품종이 배발생율이 낮고 품종별로 화뢰의 크기에 따른 소포자의 발달 상태가 다르기 때문에 이에 대한 조사가 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국내 육성 유채 품종의 육종을 위한 기초 자료로서 품종 간 화뢰의 크기에 따른 생체 내 화분(핵)발육 상태를 비교, 관찰하였다. 1. 소포자 배양에 있어서 배 발생이 가능한 소포자 분리 시기는 1핵기말기 또는 2핵기초기가 효과적이며, 소포자 배양에 최적인 화뢰의 크기는 품종에 따라 차이가 있지만 3.5-4.0 mm이다. 2. 예외적으로 '탐라유채'는 3.5-4.0 mm의 크기에서 다수의 1핵기말기의 소포자와 2핵기초기의 소포자가 관찰되었으며, 화뢰크기가 더 큰 4.0-4.5 mm 크기에서도 2핵기초기의 핵이 관찰되어 화분발육상태가 늦게 진행되는 것을 알 수 있었다. 3. '목포64호'의 경우 3.0-3.5 m크기에서 1핵기초기와 1핵기중기 및 1핵기 말기의 소포자들이 관찰되었으나 다른 품종과 달리 2핵기 화분이 전혀 관찰이 되지 않았다. 'MS-B Line'의 경우는 2.5-3.0 mm 크기에서도 4분자포자가 관찰되어 초기 발육상태가 조금 늦게 일어나는 것을 볼 수 있었다.

작약의 약 및 소포자 배양에서 Phenylacetic Acid [PAA]가 배형성에 미치는 영향 (Effect of Phenylacetic Acid (PAA) on Embryo Formation in Anther and Microspore Culture of Paeonia lactiflora)

  • 권용삼;신영애;손재근
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제29권3호
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    • pp.193-198
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    • 2002
  • 작약의 약 및 소포자 배양 효율을 향상시키기 위하여 배지 내에 첨가되는 PAA의 농도별 배형성 정도와 배의 형태적 변이 등에 대한 실험을 수행하여 얻어진 결과를 요약하면 다음 과 같다. 작약의 약배양에서 배지 내에 첨가되는 PAA의 농도에 따라 소포자 유래의 배형성률은 다르게 나타났는데 2 mg/L의 PAA가 첨가된 배지에서 배형성률이 가장 높게 나타났으며, PAA의 농도가 증가됨에 따라 배형성를은 낮아진 반면 캘러스 형성률은 증가하는 경향을 나타내었다. 소포자에서 유래된 배의 형태는 PAA의 농도에 따라 큰 변이를 나타내었는데 2개의 자엽을 가진 정상배의 출현빈도는 2 mg/L의 PAA가 첨가된 배지에서 가장 높게 나타났으며 PAA의 농도가 그 이상으로 증가하면 오히려 비정상배의 출현빈도가 높아지는 경향이었다. 작약의 소포자 배양에서도 2 mg/L의 PAA 첨가 배지에서 10일간 전배양된 약을 PAA (2 mg/L)를 함유한 MS액체 배지에 배양했을 때 누출된 소포자 (shed microspore)의 수도 많았고 분열률도 높았으며, 이들 소포자로부터 형성된 배의 수도 가장 많았다.

작약(芍藥)의 화분소포자(花粉小胞子)로부터 캘러스와 배(胚) 형성(形成) (Callus and Embryo Formation from Microspore Culture of Peony(Paeonia lactiflora Pall.))

  • 손재근;김경민;권용삼
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • 제12권
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    • pp.51-55
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    • 1994
  • 작약(芍藥)의 약(葯)으로부터 분리된 화분소포자(花粉小胞子)를 생장조절제가 첨가되지 않은 MS 배지에 배양하였을때 직접 배(胚)발생 과정을 거쳐서 소포자 유래의 배(胚)가 형성되었고, 1mg/l의 PAA가 첨가된 배지에서는 화분소포자 유래의 캘러스가 형성 되었으며 이들 캘러스를 생장조절제를 함유하지 않은 배지에 이식하였을 때 배양 7주 후에 배(胚)가 형성되었다.

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배추 유전자원의 소포자 유래 배 발생 효율에 미치는 배양 조건 구명 (Efficiency of microspore embryogenesis in Brassica rapa using different genotypes and culture conditions)

  • 서미숙;손성한;박범석;고호철;진민아
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제41권3호
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    • pp.116-122
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    • 2014
  • 다양한 형태적 특징을 가진 배추 유전자원의 소포자 배양을 통한 고정계통의 육성 및 효율적인 소포자 배 발생조건을 확립시키기 위하여 50종의 배추 유전자원을 대상으로 소포자 배양을 실시하여 30종에서 반수체배의 생산이 확인되었다. 소포자 배 발생률은 순무형인 IT135449에서 가장 높았고 일부 유지작물형(winter oil)에서는 배 발생이 관찰되지 않았다. 소포자 배양을 통한 다양한 배추 유전자원의 배 발생 효율의 증대를 위하여 유전자원 4종(IT135449, IT199710, IT212886, IT218043)을 대상으로 고온처리 기간에 따른 소포자 배 발생 효율을 확인한 결과, 3종에서는 $32^{\circ}C$에서 2일간 고온처리 할 경우 배 발생률이 가장 높았고 summer oil형 IT218043에서는 3일간 처리할 경우 가장 높은 배 발생률이 관찰되었다. 또한 소포자배의 식물체 재분화에 영향을 미치는 식물 생장조절제의 농도를 조사한 결과, 결구배추형인 IT199710에서는 NAA $0.5mg{\cdot}L^{-1}$과 BAP $1mg{\cdot}L^{-1}$를 첨가한 처리구에서 가장 높은 재분화율이 관찰되었으나 순무형인 IT135449와 청경채형 IT212886에서는 생장조절제 무처리구에서 가장 높은 재분화율이 관찰되었다. 소포자 배 유래 재분화 식물체들을 대상으로 배수성 검증을 실시한 결과 종자를 형성한 모든 식물이 자연배가를 통한 이배체 식물임이 확인되었다. 본 실험의 결과는 다양한 배추 유전자원의 소포자 배양효율 증진을 위해 이용될 수 있을 뿐 아니라 획득한 고정 계통은 이후 배추의 육종 및 유전자 기능 연구의 소재로 활용될 수 있을 것이다.