본 실험의 목적은 생물반응기를 이용한 현삼 종묘의 기내증식과 기내순화에 관여하는 적정 배지조건을 검토하여 추후 종묘의 건전한 생육과 안정적 생산에 활용할 수 있는 기초자료를 얻고자 하였으며 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 생물반응기에서 4주간 배양한 신초의 발근과 생장은 1X MS 액체배지에서 양호하였으나 6주간 배양한 신초는 1/10 MS 배지에서 좋았다 2. MS 고체배지에서의 잎 전개율은 생물반응기에서 6주간 배양한 신초가 4주간 배양한 신초보다 높았다. 3. 잎이 전개된 신초의 수와 신초당 잎의 수는 1X MS 고체배지에서 많았으나 유리화도 1/2X MS 고체 배지에서 보다 많이 발생하였다. 4. 전반적으로 보아 신초의 지상부 생육은 MS 기본배지에서 양호하였으나 지하부 생육은 암모니아 태 질소를 1/4로 줄인 배지에서 좋았다. 5. 암모니아태 질소를 1/4로 줄이고 아가농도를 1.2%로 조정한 배지에서 신초의 생육이 좋았으나 유리화가 많이 발생하였다. 6. 신초의 생육과 순화는 1X MS배지에 1.6% 아가농도가 좋았으나 1/2X MS에 1.2%의 아가를 첨가한 경우보다 유리화가 많이 나타났기 때문에 신초의 순화는 1/2 MS 기본배지에 아가농도를 1.2%로 한 배지가 가장 적합한 것으로 생각되었다.
절화 장미의 기내 배양에서 품종간의 차리는 물론 적절한 사이토키닌의 종류와 그 농도를 구명하여 효과적인 대량증식 방법을 확립하고저 본 실험을 수행하였다. 신초 형성에 의한 수확률은 품종간에 현저한 차이가 있었으며, 공식 품종 중 'Golden Emblem'이나 'Tineke'에서 보다 'Carl Red'에서 신초 형성이 현저하게 많았으며, 사이토키닌의 종류로는 BA가 신초 형성에 2iP나 kinetin 보다 훨씬 효율적이었으나, 신초 가감후 신초 생장에는 2iP나 kinetin이 BA 보다 그 효과가 월등하였다. 신초 형성에 적합한 사이토키닌의 농도를 1.0 mg/L이었으나, 장미의 증식만을 고려할 때 사이토키닌면의 적정 농도는 BA 1.0 ∼ 5.0 mg/L라 할 수 있으며, 신초의 장점은 사이토키닌의 종류에 상관없이 농도가 증가할 수록 증가되는 경향을 나타내었다.
6월의 안개 두른 먼산은 더 높아 보이고, 눈앞의 장송도 훌쩍 커 보이며, 비에 젖은 잎사귀는 더욱 짙푸려 보이면 여름의 시작을 알리는 소나무들이 신초를 자랑스럽게 내밀고는 온몸에 바늘 같은 잎을 간직한 채 새로운 한해를 시작하는 것을 볼 수 있다. 이때 어김없이 해충들은 이들의 신비함을 시기나 하는 듯 무참하게 신초를 노랗게 말라 죽게 하는 벌레들이 있다. 이들에 대한 종류와 생태 및 방제에 대하여 알아보고자 한다.
Populus davidiana는 종자의 활력이 짧고(약 3주), 삼목시 발근율이 저조하여 전통적인 유성 무성번식법의 어려움이 있어서 효과적인 기내증식법을 연구하였다. 10가지의 기본 배지를 이용하여, 1-2개의 액아를 포함한 잎이 붙어 있는 줄기절편체를 0.2mg/l의 BAP가 첨가된 배지에서 배양한 결과 MS 배지와 LP배지에서 가장 많은 신초를 생산하였다. 두 배지에서 5주간 배양한 결과 절편체당 9개 이상씩 신초를 생산하였다. 신초생산과 신초의 생장에 있어 클론간의 상당한 차이를 보였다. 몇 클론은 생장조절물질을 첨가하지 않아도 신초를 생산하였다. 기내배양된 신초 중 60% 이상이 0.2mg/l의 IBA가 첨가된 1/2 GD배지에서 발근이 가능하였다.
지황 기내 식물체의 줄기 조직을 재료로 생물반응기에서 부정아 발생 과정을 통하여 기내 종묘를 생산하기 위해 본 실험을 수행하였다. 공기부양형 생물반응기가 교반형에 생물반응기의비해 신초 형성에 유리하였다. 2.5L 규모의 생물반응기에서 적절한 배양 밀도는 배지 1.5L에 시료 50g(줄기절편 90개)이었고, 이 때 공기의 주입량은 0.5 v.v.m으로 조절하는 것이 효과적이었다. 신초의 생산 효율을 높이기 위해 배지에 pH 완충제인 MES를 첨가한 결과, 생성된 신초의 수가 증가하였다. 유리화 억제제를 5g/1의 농도로 배지에 첨가하였을 경우 신초의 유리화 현상이 뚜렷하게 억제됨과 동시에 신초의 형성도 증가되었다.
온실에서 생육하고 있는 Guzmaniz cv. Cherry의 신초를 채취하여 기내에서 대량번식하였다. 온실에서 생장한 신초는 초대배양에서 약 80% 정도로 오염율이 매우 높았다. Cytokinin이 단용으로 첨가된 배지에서 재생된 신초의 증식은 BA 2.0mg/L 첨가배지가 신초수 6.6개로 가장 좋았으며, kinetin 0.5mg/L 첨가배지와 BA 0.5~1.0 mg/L 첨가배지도 증식이 양호하였다. 신초증식에 양호한 cytokinin 과 농도를 선택하여 IAA와 혼용첨가한 배지에서는 kinetin보다 BA를 첨가한 배지가 전반적으로 신초증식이 높았으며, BA 2.0mg/L 단용첨가보다 BA 2.0mg/L 와 IAA 0.1~0.5mg/L를 혼용첨가하였을 때, 신초의 증식이 증가하였다. BA 2.0mg/L와 IAA 0.1mg/L 를 첨가한 배지에서 8.7개의 가장 높은 신초증식율을 나타냈었고, BA 2.0mg/L 와 IAA 0.5~1.0mg/L를 첨가한 배지도 신초증식이 매우 높았다. BA 0.5 mg/L와 IAA 0.1mg/L를 첨가한 배지에서, 80rpm으로 액체회전배양하는 것이 신초수가 12.4개로 액체정체배양이나 고체배양보다 증식율이 월등히 높았다. 신초의 발근은 IBA 2.0 mg/L첨가한 배지가 발근율 100%, 뿌리수 4.14개, 뿌리길이 1.53 cm로 발근이 가장 좋았다.
사과 '후지'의 잎 절편체로부터 신초 기관형성을 통한 효율적인 식물체 재생 시스템을 확립하기 위하여 암처리 기간, 전처리 방법, 배양 용기당 치상 절편체 수, 배양 용기의 종류와 배지 위의 절편체 치상방향 등을 달리하여 실험을 실시하였다. 배양 초기 암조건에서의 배양은 신초 형성에 필수적이며, 4주 동안 배양한 후 명조건으로 옮겨 배양하는 것이 신초 재생에 가장 효과적이었다. 배양 전 전처리로는 sorbitol 40 g/L가 포함된 액체 재생배지에 2시간 동안 침지하였을 때 신초 형성율이 87.5%까지 증가하였으며, 신초 형성 시기가 빨라지는 것으로 나타났다. 배양 용기당 치상 절편체 수는 9개를 치상하는 것이 신초 재생에 효과적이었으며, 배양 용기는 100 ml 삼각플라스크를 사용하는 것이 petri dish를 사용하는 것에 비해 신초 형성율이 약 3배 정도 증가하였다. 잎절편체의 배지 위 치상방향은 배축면이 배지에 닿게 치상했을 때, 신초 형성율과 재생된 신초수가 다소 높게 나왔다. 암조건에서 4주간 배양한 후 명조건으로 옮겨총8주간 배양하여 재생된 신초는 1/4 MS에 0.2 mg/L의 IBA가 첨가된 배지에서 발근을 유도한 후 활착시켜 온실에서 재배하였을 때 정상적인 표현형을 보여주었다.
1. 지황의 잎조직과 줄기조직을 생산조절물질이 첨가된 MS배지에 치상하였을 때 Quincrac, NAA, 2.4-D에서 보다 TDZ에서 더 많은 신초분화가 일어났다. 뿌리분화는 신초분화가 잘되었던 TDZ에서와는 달리 NAA가 첨가된 배지에서 잎조직을 치상했을 때 분화가 많이 일어나TEk. 2. 지황의 잎조지과 줄기조직을 $B_5$배지에 치상하였을 때 Quinerac, NAA, 2.4-D에서보다 TDZ에서 신초분화가 많이 일어났다. $B_5$배지에서는 Quincrac, NAA, 2.4-D 모두 0.01mg/l에서 분화가 일어났다. 뿌리의 분화에서 $B_5$배지에서는 NAA, TDZ 모두 분화가 잘 되었다. $B_5$배지에서는 Quincrac과 2.4-D에서도 뿌리분화의 효율이 높았다. 3. 2.4-D와 TDZ 생장조절물질을 조합처리한 MS배지에 지황의 잎과 줄기조직을 치상한 결과 신초수와 길이는 2.4-D 0.01mg/l와 TDZ 0.01, 0.1, 2(${\mu}M$)의 조합처리에서 가장 많은 신초분화수와 길이를 나타냈다. 2.4-D와 TDZ을 조합처리한 $B_5$배지에 지황의 잎과 줄기조직을 치상한 결과 신초수와 길이는 MS배지에 치상했을 때와 마찬가지로 2.4-D 0.01mg/l와 TDZ 0.1, 2.0(${\mu}M$)의 조합처리에서 신초분화가 일어났다.
옻나무의 근삽에 의한 묘목생산에 있어서 적정삽목 시기와 삽수의 절단 여부에 따른 신초발생율과 묘소질을 조사하였다. 삽목시기가 빠를수록 신초는 3-4주 후부터 발생하여 늦은 경향이었으나 삽식 10주 후의 신초 형성율은 높은 경 향이었는데 3월 15일과 25일 및 4월 5일 삽목구는 84% 이상이었으며, 신초는 삽목시기가 늦을수록 각시기별로 고르게 발생하는 경향이었다. 묘소질은 4월 5일과 3월 25일 삽목구가 수장, 주당 분지수, 엽수, 경직경 및 엽면적 모두 가장 양호하였다. 절단하지 않은 삽수로부터 신초의 발생은 2주 후부터 시작되었으나 절단한 삽수로부터는 3주 후부터 시작되어 약 1주일이 늦었다. 그러나 삽식 6주 이후부터 10 cm의 크기로 절단한 삽수의 신초발생율은 급격히 증가하여 10주 후에는 84%이었으나 절단하지 않은 삽수의 신초발생율은 54%로 매우 낮았다. 절단하지 않은 삽수의 묘가 경시적으로는 양호하였으나, 수장, 분지수 및 경직경 등은 통계적인 유의성이 인정되지 않았다.
감나무 (Diospyros kaki Thunb.)의 기내번식에 효과적인 배지 및 생장조정제를 구명하고자 일목계차랑 (Ichikikeijiro), 도근조생 (Tonawase), 평핵무 (Hiratenenasi) 3품종을 공시재료로 하여 시험한 결과, 신초의 생존에 가장 효과적인 배지는 MS 배지였으며 MS 배지내 질소원의 함량을 1/2∼1배로 조정한 경우가 신초의 증식 및 신장에 효과적이었다. 1/2N-MS배지에 2 mg/L zeatin 처리시 0.9 cm로 가장 많은 신초 신장을 보였고, 5 mg/L 처리시 증식된 신초수가 6.2개로 가장 많았다. 증식된 신초의 발근은 동일 배지에 1 mg/L IBA 처리시 가장 효과적이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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