가시오갈피 체세포 배를 이용한 우량종묘의 대량생산체계를 확립할 목적으로 체세포 배의 생물반응기 배양을 통해 얻은 식물체의 순화에 관한 기초시험을 수행하였다. 가시오갈피 기내배양 식물체의 토양활착은 밀폐된 공간보다 비가림 하지 않은 차광막조건에서 양호하였고 순화에는 Klasmann 상토와 원예용상토가 좋았다. 배양실 10도와 차광막에서 3월20일 순화한 기내식물체의 순화 율은 모두 90% 이상으로 양호하였다. 배양실조건에서는 $26^{\circ}C$의 순화온도에서는 10% 이하의 극히 저조한 순화 생존율을 보였으나 포장 차광막조건에서는 최고 온도가 $30^{\circ}C$를 넘는 5월20일 순화 처리구에서도 68%의 높은 순화생존율을 보여 불리한 환경조건에서 차광막순화가 순화에 더욱 적합하였다. 차광조건으로는 50% 차광망 처리가 적합하였다. 차광막에서 순화한 식물체의 묘 소질은 3월10일 순화를 시작한 식물체가 가장 좋았다.
유색칼라 조직배양묘의 순화재배 용토선발실험에서 초기생육 출엽율은 큰 차이가 없었으나 생육 6개월 후의 괴경비대는 모래(50%)+Peatmoss(50%) 처리에서 가장 좋았다. 순화재배 시기별 순화율은 8월 20일 정식에서 64%~70.4%로 가장 저조하였고, 3월 20과 4월 20일은 90%이상의 순화율을 나타냈다. 괴경비대은 3월 20일 정식에서 구중이 가장 무거웠다. 순화 재배시 배양묘의 재식거리 10×10cm에서 괴경중이 가장 양호했다.
약배양 유래 녹색꽃양배추의 유식물 순화율 및 배수성을 조사하였다. 7가지 공시 품종중 순화율에 있어 Marathon은 80.8∼100%, Landmark는 79.2∼100%, Mariner는 71.4∼79.2%로 나타나 평균 순화율은 83.6%∼86.1% 이였다. 소포자 배에서 생성된 식물체의 배수성은 공변세포내 엽연체수 측정으로도 가능했으며, 또한 배수성의 조기측정을 위해 I-KI용액을 사용하여 엽록체의 즉시염색 관찰이 가능했다. 관찰된 평균 엽녹체수는 반수체가 8.5, 2배체는 13.5, 그리고 4배체는 18.5개로 나타 났으며 이를 기초로 분류한 재분화개체의 배수성은 반수체 47.1∼51.3%, 2배체 47.9∼51.7%, 4배체 0.8∼l.2% 로서 반수체와 2배체가 각각 반씩이고 4배체가 극히 적게 분포하며 인위적인 염색체 배가 없이도 상당수의 자연 배가된 2배체를 얻을 수 있었다.
새우난초의 대량 증식 시스템을 확립하기 위하여 새우난초 종자 무균파종 및 순화 방법에 따른 생육특성 을 조사하였다. 발아율은 MS배지 에서 65% 이상이었고 유묘의 대량증식이 가능하였다. 계대배양한 유묘의 증식은 고체배지 보다는 액체배지에서 생육상태 가 더 양호한 경향을 보였다. 순화실험 결과, 70%차광조건에서 플라스틱 멀칭으로 습도를 80% 이상 유지하였을 때 100% 순화 생존하였다. 기내 육성된 배양묘는 백태로 뿌리를 감싸 심었을 때 발근이 가장 잘 이루어졌으나 순화과정 중에서 백태 대신에 질석과 펄라이트를 1:1 부피비로 이용한 경우에도 88%의 비교적 높은 생존율을 보였다.
이 실험에서 우리는 얌의 기내 비대근 유도와 순화에 영향을 미치는 탄소급원의 효과를 연구하였다. 첫 번째로 기내 비대근 유도를 위한 탄소원의 종류와 농도의 효과를 실험하였다. 7% sucrose처리에서 기내 비대근 유도 효율이 가장 높았으며, glucose처리에서는 기내비대근이 형성되지 않았다. 두 번째로 기내식물체의 순화 후 생존율과 비대근 형성율을 실험하였다. 순화 후 형성된 비대근의 직경(6.1 mm)과 생중량(0.5 g)은 7% sucrose에서 생육한 기내식물체에서 가장 높았다. 저농도(3%)의 sucrose처리에서 생육한 기내식물체의 순화 후 생존율은 100%였으나 식물체의 생육과 발달이 억제되었다. 이러한 결과는 얌의 기내 비대근 형성과 순화를 위해 7% sucrose처리가 적정하며 이러한 기술은 얌의 바이러스 및 병 저항성 클론과 우수 개체의 번식을 위해 적용이 가능하다.
저온은 배추 묘에서 1주일동안 RNA함량과 단백질 함량을 증가시켰고, 당 함량에 있어서도 많은 변화를 유발했을 뿐만 아니라 저온순화시 치사온도에서 생존율 또한 증가하였다. 이런 결과에서 보듯이 이러한 변화는 내동성의 발달과 관련되어 있는 것으로 생각할 수 있다. 5$^{\circ}C$에서 처음 24시간처리 했을 때 12시간 이후부터 내동성이 증가했으며 5일째 가장 크게 증가하였다. 치사온도에서의 생존율도 저온처리한지 12시간 후부터 증가해서 5일 후 가장 높은 생존율을 보였다. 수용성당 함량은 저온순화 한지 1일 후부터 크게 증가했다. 몇몇 주요한 당 함량에서 볼 수 있듯이 포도당(Glucose)은 저온처리된 배추묘에서 함량이 가장 많은 당 성분으로 저온처리된 배추묘와 처리되지 않은 배추묘 사이에서 1일 후부터 계속 큰 차이를 나타냈으며 과당(Fructose)도 포도당과 비슷한 경향을 보였다. 저온처리를 시작할 때 자당(Sucrose)이 가장 많이 증가하는 경향을 보였고 처리 9시간 이후부터 큰 차이를 나타내기 시작했다. 당의 정량분석결과 배추묘에서 주요한 당 성분은 포도당이었으나, 저온처리시 크게 증가한 당 성분은 자당이었다. 최대내동성에 도달하기까지 5일이 걸렸으나 탈순화시 9시간후부터 생존율이 서서히 감소해 24시간만에 저온순화로 획득된 내동성이 모두 상실되었다. 전체 RNA와 수용성 단백질 함량 역시 24시간 경과 후 현저히 감소하였다.
본 연구는 사과 왜성대목 M.9와 M.26 조직 배양묘를 통기성 마개와 비통기성 마개의 MS배지에서 생장 특성을 비교하기 위해 시험되었다. 또한 배양묘의 생육 변화와 이 배양묘를 발근촉진제 침지 처리 후 기외 삽목을 하여 발근 및 순화를 동시에 시키기 위해 실시하였다. 배양병내의 $CO_2$와 에틸렌의 농도는 통기성 마개 배양병이 비통기성마개 배양병 보다 낮았다. 통기성 마개 배양병내의 온$.$습도 변화는 광조건에 따라 일정하게 반복되었다. 통기성 마개 배양묘의 기공은 외기에서 즉시 관찰 시 닫혀 있었으나 비통기성마개 배양묘의 기공은 외기에서 20분 후 관찰 시에도 열려 있었다. 통기성 마개 배양묘의 엽록체 지수와 잎 면적은 모두 비통기성 마개의 것 보다 높았다. 기외 삽목시 발근율은 M.9와 M.26 모두 300 mg/L IBA+ 3% sucrose 침지 처리 구에서 각각 86.5%와 85.4%로 가장 높았으며 순화율은 각각 71.7%와 70.0%로 가장 높았다. 통기성 마개 배양묘의 순화율은 비통기성마개 배양묘 보다 모든 침지 처리구에서 순화율이 비슷하거나 높았다.
본 연구는 장뇌삼(Panax ginseng)의 효율적인 증식과 성공적인 토양 순화의 최적 조건을 구명하기 위해 수행되었다. 장뇌삼의 자엽을 시료로 사용하여 체세포배를 유도한 후, 유도된 체세포배를 발아시켜 얻은 자엽을 다시 시료로 사용하여 2차 체세포배를 유도함으로써 효율성을 증가시켰다. 2차 체세포배의 형성율은 MS 배지의 경우 약 53%이고, WPM 배지의 경우 약 48%인 것으로 나타나 1차 체세포 배의 형성율인 MS 배지와 WPM 배지의 각각 83%, 73%에 비해 약간 떨어지는 것으로 나타났다. 형성된 체세포배는 $GA_3$가 첨가된 WPM 배지에서 발아시키고, 무기염류의 양을 반감시키고, $GA_3$가 첨가된 WPM 배지에서 신장시킨 후, 무기염류를 줄인 SH 배지에서 대기 순화와 무당배양의 처리에 따른 줄기와 뿌리길이, 생존율 차이를 조사하였다. 기내에서 대기 순화와 무당배양 혼용처리 시 가장 정상적인 유식물체로 성장 시킬 수 있었고, 뿌리길이도 가장 길었으며, 생존율 또한 75%로써 가장 높은 생존율을 보였다.
조직배양구를 순화시키기 위하여 상토에 정식을 할 때 순화율을 높이고 구 비대에 적합한 재식밀도와 깊이를 구명하고자 시험을 수행되었다. 오리엔탈나리 대표 품종들인 '시베리아'와 '솔본느' 조직배양구의 효과적인 순화를 위한 재식 밀도를 200, 400, 600, 800, 1,000구/$m^2$ 단위로 하였으며, 재식깊이 시험을 위해 상토의 복토를 1, 3, 6, 9, 12cm로 나누어 정식하였다. 오리엔탈나리 '시베리아'의 경우 $m^2$ 당 400구 재식시 생존율 87.3%, 구주 6.4cm, 구중 8.3g, 구주 6cm 이상 비율 61.6%로 가장 적합하였다. '솔본느'의 경우도 400구/$m^2$에서 생존율 88.8%, 구주 5.0cm, 구중 7.1g 으로 가장 효율적인 것으로 생각되었다. 오리엔탈나리 '시베리아'와 '솔본느' 조직배양구의 순화를 위한 적정 재식깊이는 '시베리아'의 경우 지표면에서 3cm 재식구가 생존율 77.8%, 구주 5.9cm, 구중 7.9g, 구주 6cm이상 비율 47.2-51.0%로 가장 양호하였고, '솔본느'의 경우도 3cm 재식구에서 생존율 87.1%, 구주 5.1cm, 구중 6.5g로 가장 양호하였다.
본 연구는 체세포배 발아 식물체의 세포 라인별, 순화용 기질별 생육 특성을 분석하여, 일본잎갈나무 조직 배양묘의 순화 중 생존율을 높이려는 방안을 마련하고자 실시하였다. 체세포배 발아 식물체는 라인 L14-66, L16-18, L17-B4를 사용하였으며, 순화용 기질은 낙엽송 전용 상토, 원예용 상토, 엘리포트, 피트플러그를 사용하였다. 평균 초기 신초와 뿌리 길이는 L14-66 라인이 가장 짧았고, L17-B4 라인이 가장 길었다. 세포 라인별 평균 생존율은 L17-B4 라인이 87.0%로 가장 높았고, L14-66 라인이 64.3%로 가장 낮았다. 순화용 기질별 생존율은 엘리포트와 피트플러그에서 각각 88.5%, 88.9%로 가장 높았다. L14-66 라인의 초기 신초 길이는 낙엽송 전용 상토(r = 0.852), 원예용 상토(r = 0.692), 엘리포트(r = 0.867)에서 생존율과 상관이 높았으나, 전 질소 함량이 높은 피트플러그에서는 상관이 없었다. L17-B4 라인의 초기 신초 길이는 모든 순화용 기질에서 생존율과 상관이 없었다. L14-66 라인의 초기 뿌리 길이는 낙엽송 전용 상토(r = 0.986), 엘리포트(r = 0.846), 피트플러그(r = 0.802)에서 생존율과 상관이 높았으며, 유식물체의 생존율은 초기 뿌리 길이가 길수록 높았다. L17-B4 라인의 초기 뿌리 길이는 낙엽송 전용 상토(r = 0.896)와 엘리포트(r = 0.696)에서만 생존율과 상관을 보였다. 결론적으로, 유식물체의 생존율을 높이기 위해서 신초 길이보다 뿌리 길이를 우선 고려해야 하며, 피트플러그와 같이 기질 내 질소 함량이 높은 재료를 사용하거나 순화 과정 중에 질소 시비를 높여 주는 것이 좋다. 또한, 생존율을 높이기 위해 초기 생장이 빠른 라인 개발도 함께 이루어져야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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