본 연구는 낙엽송의 4가지 배발생조직(LL-L, LL-K, LL-P 및 LL-N)으로 체세포배 유도에 영향하는 배지종류, 엡시식산(abscisic acid, ABA)의 농도, 삼투압제의 종류 및 농도의 효과를 평가하기 위해 수행되었다. 배지종류 비교에서 1/2LM 배지에 배양한 LL-P 조직라인(134.9개/90 mg조직)에서 가장 높은 자엽단계의 체세포배가 유도되었으나 BLG 배지의 경우 LL-P라인(32.9개)을 제외하고는 체세포배가 전혀 유도되지 않았다. 2가지 ABA농도(60 혹은 100 ${\mu}M$)에 대한 4가지 배발생조직의 체세포배 유도 효과를 비교 한 바 최대 체세포배는 60 ${\mu}M$ ABA농도(142.9개)에서 나타났으나 LL-N 라인을 제외하고는 체세포배 발생에 ABA영향은 그리 크지 않은 것으로 나타났다. 삼투압제 종류 및 농도 비교에서 최고의 체세포배 발생은 LL-K 조직라인을 0.2 M maltose 첨가배지(540.5개)에 배양하였을 때 나타났다. 결론적으로 체세포배 발생 효과는 배지의 종류, 혹은 배지에 첨가된 ABA 및 삼투압제 농도보다는 배발생 조직 라인에 따라 크게 좌우되었다.
본 연구는 소나무의 배발생조직 라인 간 증식율, 체세포배 유도 및 발아율의 효과를 조사하기 위해 수행되었다. 소나무 미숙접합배로부터 유도된 15개 배발생조직 라인 간 증식율 비교에서 05-4 라인은 5.3배의 최대 증식율을 보인 반면, 05-37라인은 1.4배로 가장 저조하여 조직 라인 간 증식율 차이가 크게 나타났다. 배발생조직 13개 라인의 체세포배 유도에서는 05-4라인에서 39.8개(90 mg 조직기준)를 유도하여 가장 높았지만 전체적으로는 단지 5개 조직라인(05-4, 12, 21, 29 및 37)에서만 체세포배 유도가 가능하였다. 나머지 8개 라인에서는 전혀 유도되지 않아 조직라인 간 체세포배 유도효율의 큰 차이를 보였다. 3개의 조직라인에서 유래한 체세포배의 발아비교에서 05-4라인 유래 체세포배 발아율이 0.2% gelrite에서 가장 높은 47.3%로 나타났으나, 05-4 및 29라인에서는 0.2% 이상의 gelrite 농도에서 발아율이 점차 감소하는 경향을 보였다. 한편 05-37 라인 유래 체세포배의 발아는 0.1 혹은 0.2% 농도에서는 전혀 발아가 이루어지지 않아 gelrite 농도에 따른 발아율 차이를 나타냈다. 결론적으로 소나무의 배발생조직 라인 간 증식율, 체세포배 발생 효율 및 발아효과는 배발생조직 라인에 따라 크게 좌우되는 경향을 보였다.
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.
본 연구는 낙엽송 배발생세포의 배양기간에 따른 현탁세포의 생장, 체세포배 유도 및 발아를 위한 다양한 삼투압제 종류 및 농도 효과를 조사하기 위해 수행되었다. 배발생 현탁세포의 생장은 배양일수가 증가함에 따라 settled cells volume (SCV)가 지속적으로 증가하는 경향을 보여 배양 18일 경에는 최대 10.1 ml의 SCV를 보였고, 그 이후로는 세포생장이 감소하였다. 현탁세포로부터 체세포배 발생을 위한 삼투압제 종류 및 농도에 따른 효과 비교에서 최대의 체세포배 유도 수는 0.2 M sucrose 처리구에서 352.3개(/g FW)로 나타났으며, 0.2 M maltose (203.7) 및 0.3 M maltose (193.7) 처리구에서 또한 효과가 있었다. 그러나 7.5% polyethylene glycol (PEG)이 첨가된 0.15 M sucrose 혹은 maltose 각각의 처리구에서는 체세포배 발생이 전혀 이루어지지 않았다. 다양한 삼투압제 종류 및 농도에서 발생된 체세포배의 발아율 비교에서는 최대 자엽 형성율(25.2%) 0.3 M maltose, 하배축 형성률(39%), 뿌리 발생율(30.3%) 및 식물체 재분화율(3.5%)은 0.2 M sucrose 처리구에서 각각 나타났다.
고추의 나출 소포자로부터 배를 유기하는데 최적인 조건을 확립하기 위하여 micro-blender를 사용하여 소포자들을 나출한 후 NLN 배지에 배양하였으며 $32^{\circ}C$의 고온처리 기간, 전처리 배지내 2-hydroxynicotinic acid의 첨가, 그리고 약과 소포자의 공동전처리가 소포자배의 발생에 미치는 영향을 조사하였다. 나출 소포자들을 기아배지에서 고온처리 한 후 NLN 배지에 배양하였을 때 다수의 배가 발생하였다. 배양 3주 후부터 구형 및 어뢰형배가 관찰되었는데 이때 배의 발생은 비동조적으로 일어났다. 배양4주가 되면 구형과 어뢰형배 이외에 자엽배들이 발생하였다. 발생한 배들 중자엽배늘은 $2\%$ sucrose가 첨가되고 생장조절물질은 첨가되지 않은 B5 고체배지로 옮겼을 때 정상인 유식물들로 발달하였다. 고온처리 기간이 $1\~2$일로 짧은 경우 소포자배의 발생은 높았으나 대부분이 발달초기의 구형 또는 심장형배이었으며 자엽배의 발생은 매우 드물었다. 고온처리 3일 이상에서는 배의 발생은 크게 감소하였으나 자엽배가 다수 발생하였다. Inducer chemical로 알려진 2-hydroxynicotinic acid를 약전처리배지에 첨가하였을 때 배의 발생은 다소 높았으나 발달은 오히려 억제되어 대부분이 구형 또는 심장형이었다. 소포자 전처리시 약을 첨가한 경우 배의 발생이나 발달 모두 억제되었다. 본 연구결과 고추의 나출 소포자로부터 다수의 배를 획득하였고 식물체를 재분화 시키는데 처음으로 성공하였다. 이와 같은 소포자 배양시스템은 앞으로 더 많은 배를 생산할 수 있는 배양조건이 확립되어야 하지만 homozygous한 배가 반수체의 생산 뿐만아니라 형질 전환과 열성 또는 우성의 돌연변이체 선발에 매우 유용하게 이용될 수 있을 것이다. 비해 $ 0.27\~0.79\;\cal{mg/g}$ F.W.가 높았으며 환기횟수 $0.1 h^{-1}$ 처리구는 광도의 증가에 따른 효과가 나타나지 않았으나 환기횟수 $0.1 h^{-1}$ 처리구는 높은 광도에서 감소하였다. 환기횟수 $4.9 h^{-1}$는 $0.1 h^{-1}$에 비해 잎의 공변세포가 크고 주변 부세포가 잘 발달되어 있었다. 특히 PPF $99\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$에서 환기횟수 $0.1 h^{-1}$는 부세포의 발달이 미흡하고 기공이 많이 열려 있는 상태인 반면 환기횟수 $4.9 h^{-1}$는 부세포가 잘 발달된 잎을 지니고 있었다.:PR30, KB50:PR50, PR100:KB0 처리구의 $1m^2$ 당 개체 수는 각각 16,600개, 6,700개, 4,900개, 3,300개, 12,400개였으며 총직립경 수는 각각 33,200개, 22,800개, 18,000개, 15,000개, 62,000개였다. 개체 수는 KB100:PR0처리구가 가장 높았고, 다음은 PR100:KB0처리구였으며 혼합처리구의 경우는 Kentucky bluegrass 혼합비 율이 높을수록 높았다. 총직립경 수는 PR100:KB0 처리구가 KB100:PR0 처리구보다 오히려 높았으며 혼합 처리구의 경우는 개체수와 비슷한 경향을 보였다. 혼합처리구의 경우 초종별 개체수의 비율은 KB80:PR20는 87:13, KB70:PR30는 78:22, KB50:PR50은 48:52의 비율로 나타났다. 조성시기의 기상과 피복율과의 상관관계 2001년 가을과 2002년 봄의 일일평균기온을 비교하여 보면 가을(9월, 10월, 11월) 3개월간의 일일평균기온은
프리지아 '골드리치' 양액재배 시 적정 인공배지를 선발하기 위해 펄라이트, 펄라이트(1) + 피트모스(1) 혼합, 피트모스를 처리하였다. 꽃눈분화 전 초기 생육은 혼합배지와 피트모스 배지가 펄라이트 배지에 비해 초장이 길었고 엽수는 차이가 없었다. 엽내 무기이온 흡수비율과 엽록소 함량(SPAD value)은 처리별 큰 차이가 없었다. 개화소요일수는 혼합배지가 137일, 피트모스 배지는 143일, 펄라이트 배지는 150일로 가장 늦었다. 식물체 총 중량은 혼합배지에서 62.2g으로 펄라이트배지 보다 21.3g이 더 무거웠고, 초장은 혼합배지에서 96.6cm로 펄라이트 배지 보다 20cm가 큰 것으로 조사되었다. 소화수도 혼합배지가 14.4개로 가장 많았고 펄라이트 배지 보다 1.7개가 많았다. 프리지아 양액재배 시 적정 배지로는 생육 및 개화특성이 우수한 것으로 조사된 혼합(펄라이트 + 피트모스)배지로 판단되었다.
본 실험은 무궁화 '홍화랑' 품종의 기내 대량 생산 체계를 구체적으로 확립하기 위한 연구로서 고체배지 또는 액체배지에서 thidiazuron (TDZ)이 캘루스 형성과 신초의 재분화에 미치는 효과 및 가장 적합한 multiple shoot 형성을 위한 배지의 조건을 유도하여 기내 식물체 대량생산 체계를 확립하기 위해 실시하였다. 고체배지에서의 캘루스 형성에 있어서는 TDZ 0.01 mg/L에서 가장 효과적으로 나타났으며, 반면 신초의 생장에 있어서는 BA 0.1 mg/L에서 가장 좋게 나타났다. 전반적으로 TDZ 0.01 mg/L에서는 캘루스의 형성이 가장 좋았고, TDZ 0.001 mg/L과 BA 0.1 mg/L의 혼용처리구에서는 약간의 신초원기가 형성되었다. 신초의 형성은 TDZ 0.001 mg/L에서 가장 잘 되었다. 대량의 multiple shoot를 유도하기 위해서 1단계는 TDZ 0.01 mg/L에서 8주간 캘루스의 형성을 유도한 후, 2단계에서 형성된 캘루스를 TDZ 0.001 mg/L에서 4주간 배양하여 많은 신초원기를 형성시켰다. 3단계는 형성된 신초원기들을 growth regulator-free 배지에 4주간 계대배양하여 multiple shoot 유도 및 발달시켰다. 발근은 MS 기본 배지에 NAA 1.0, 5.0 mg/L와 IBA 5.0 mg/L의 농도에서 효과적이었다.
본 실험은 감자괴경에 특이적으로 나타나는 patatin promoter에 의한 외부 도입 유전자의 발현 양상을 파악하고자 수행되었다. Patatin promoter에 의하여 GUS 유전자의 발현이 조절되도록 pATGUS 벡터를 제작한 후 Agrobacterium tumefaciens LBA4404를 이용하여 감자의 잎 절편에 형질전환하였다. 대조구로 GUS 유전자의 상시발현 벡터인 pBI121을 사용하였으며, 항생제를 포함한 재분화 배지에서 개체를 유도한 결과 8주 후부터 신초를 관찰할 수 있었다. NPTII 유전자의 삽입여부를 PCR로 검정한 후, 선별된 형질전환체의 소괴경 형성을 위해 sucrose 농도를 높인 배지에서 1주일 간격으로 줄기의 하단 부분을 배양하였다. 주별로 시료를 채취한 후, RNA gel blot 분석을 해 본 결과 CaMV35S promoter에 의한 GUS 발현은 소괴경의 전단계에서 고르게 발현되는 반면, 괴경-특이적인 patatin promoter의 경우 감자 줄기에서는 관찰이 어려웠고, 주별 발현율은 1주부터 5주까지는 점점 증가하다가 그 이후부터는 점차 감소함을 알 수 있었다. 또한, GUS의 효소활성 역시 mRNA의 발현율과 비례함을 알 수 있었다. 제시된 실험결과들로 보아 감자 괴경에서의 patatin promoter에 의한 GUS 유전자의 발현은 5주경에 가장 높게 나타났으며, 이러한 결과들로 보아 patatin promoter에 의해 감자 소괴경내로 도입된 외래 유전자의 발현을 확인하기 가장 좋은 시기는 소괴경 형성 후 5주째임을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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