• 제목/요약/키워드: Adventitious root cultures

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Adventitious root induction in Ophiorrhiza prostrata: a tool for the production of camptothecin (an anticancer drug) and rapid propagation

  • Martin, Kottackal Poulose;Zhang, Chun-Lai;Hembrom, Manoj Emanuel;Slater, Adrian;Madassery, Joseph
    • Plant Biotechnology Reports
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    • 제2권2호
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    • pp.163-169
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    • 2008
  • Roots of Ophiorrhiza prostrata D. Don serve as a rich source of camptothecin (CPT), an anticancer drug. Because of the large-scale collection of its roots, the plant has become a threatened species. The present study accomplishes the induction of adventitious roots as a means for the production of CPT as well as for the large-scale propagation of this anticancer drug plant using leaf and internode explants. The biomass yield and CPT content of adventitious roots induced from different explants were compared to roots developed on ex vitro rooted stem cuttings. Adventitious roots were produced on half-strength Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with $10.74{\mu}M$ ${\alpha}-naphthaleneacetic$ acid and $2.32{\mu}M$ kinetin at mean fresh weights of 0.753, 0.739 and 0.748 g roots from leaf, internode and shoot, respectively. CPT yield from in vitro derived roots after 50, 80 and 120 days of incubation (0.028, 0.06 and 0.1% dry weight, respectively) was not significantly different from those harvested at the same age from ex vitro rooted (0.03, 0.06 and 0.13%, respectively) stem cuttings. CPT from subcultured roots derived from solid (0.08%) medium was lower than from suspension culture medium (0.12%). Subsequent cultures of the adventitious roots showed a stable production of CPT (0.16%). The yield of CPT from 360-day-old plant-derived roots was 0.19%. Elicitation using methyl jasmonate and acetyl salicylic acid exhibited no enhancement in CPT yield. In vitro propagation through direct shoot regeneration was achieved from the adventitious roots upon transfer to MS medium with $8.87{\mu}M$ $N^6-benzyladenine$ (BA) and $2.46{\mu}M$ indole-3-butyric acid (IBA) with a mean of 21.2 shoots per culture in 50 days. The shoots upon subculture on medium having the same level of BA and IBA underwent rapid proliferation. The shoots transferred to field conditions after in vitro rooting exhibited 95% survival. Adventitious root induction, from leaf and internode explants, enables the feasible production of CPT as well as the large-scale rapid propagation of this species which can safeguard it from extinction.

Methyl jasmonate 처리에 의한 인삼 (Panax ginseng C.A. Meyer) 부정근의 이차대사산물 및 항산화활성 증가 (Increasement of Secondary Metabolites and Antioxidative Activity in Panax ginseng Adventitious Root by Methyl Jasmonate)

  • 임순;배기화;신차균;김윤영;김윤수
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제32권3호
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    • pp.225-231
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    • 2005
  • 인삼부정근 배양에서 MeJA 처리가 부정근내 진세노사이드와 페놀화합물의 생산에 미치는 영향과 이러한 이차대사 산물의 증가에 따른 인삼부정근의 항산화활성의 효과를 조사하였다. 다양한 농도의 MeJA를 인삼부정근에 처리한 결과, $100\;{\mu}M$ MeJA에서 부정근내 진세노사이드의 생산은 26.6 mg/g dry wt로 대조구보다 약 8배 이상 생산하는 것으로 나타났다. 하지만, MeJA의 처리는 부정근의 생장을 감소시키는 것으로 나타났다. 페놀화합물의 생산 역시 MeJA처리에 의하여 증가되는 경향을 나타냈으며 $50\;{\mu}M$ MeJA에서 0.38 mg/g dry wt로 대조구에 비하여 약 3배 이상 증가한 것으로 나타났다. 이러한 MeJA의 처리효과는 조건배지 (CM)를 이용하는 것이 신선배지 (FM)를 이용하는 것보다 유리한 것으로 나타났다. 배지성분이 결핍된 조건배지에서의 진세노사이드 생산은 신선배지에서 보다 약 1.7배가 증가한 것으로 나타났으며, 페놀화합물 역시 조건배지에서약 1.2배가 증가한 것으로 나타났다. 이러한 MeJA 처리에 의한 진세노사이드와 페놀화합물의 증가는 결과적으로 인삼부정근의 항상화활성을 무처리구인 대조구에 비해서 약 72%이상 증가시키는 것으로 나타났다.

Establishment of Cell Suspension Cultures and Plant Regeneration in White Dandelion (Taraxacum coreanum NAKAI.)

  • Sun, Yan-Lin;Kim, Jae-Hak;Hong, Soon-Kwan
    • 한국자원식물학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.280-285
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    • 2011
  • In this study, we established a novel somatic embryogenesis and plant regeneration system through cell suspension culture of white dandelion (Taraxacum coreanum NAKAI.). Embryogenic calli could be initiated from leaf and root explants of sterile seedlings on solid Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with 1.0 mg/L 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) after 3-week cultures. To proliferate embryogenic calli rapidly, cell suspension culture was performed with transferred to liquid MS medium with various combinations of plant growth regulators (PGRs) including 2,4-D, ${\alpha}$-naphthalene acetic acid (NAA), indole-3-acetic acid (IAA), $N^6$-benzylamino purine (BAP), thidiazuron (TDZ), and kinetin. During suspension cultures, embryogenic calli not only greatly proliferated, but shoot organogenesis also simultaneously occurred from the surface of somatic embryos. Among them, TDZ at lower concentration, 0.1 mg/L produced the highest efficiency of somatic embryo formation and shoot organogenesis. Rooting of embryogenic calli with adventitious shoots was done on solid MS medium containing 0.1 mg/L NAA and 0.3% activated carbon. Nearly 80% of embryogenic calli with shoot organogenesis could be rooted normal. Well-rooted plantlets were transferred into pots under a greenhouse condition, and plants derived from this system appeared phenotypically normal.

꿩의비름(Sedum erythrostichum Miq.)의 잎과 줄기 절편으로부터 식물체의 재분화에 미치는 생장조절제의 영향 (Effect of Plant Growth Regulators on Plant Regeneration from Leaf and Stem Explant Cultures of Sedum erythrostichum Miq.)

  • 윤의수
    • 식물조직배양학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.285-289
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    • 1997
  • 꿩의비름(Sedum-erythrostichum Miq.)의 잎과 줄기의 절편을 몇 가지의 호르몬이 첨가된 MS 배지에 배양하였다. 배양 2주후 2.0 mg/L. 2,4-D와 1.0 mg/L BA를 혼합한 배지에서 잎의 절편으로부터 100%의 캘러스가 형성되었다. 이 캘러스를 2.0 mg/L 2,4-D와 1.0 mg/L BA를 혼합한 배지로 계대배양하였을때 캘러스의 생장이 왕성하였다. 또한 2.0 mg/L NAA와 1.0 mg/L BA를 혼합한 배지로 계대배양한 캘러스로부터 부정아의 분화가 왕성하였다. 생장호르몬이 없는 배지에서 분화된 신초는 1.0 mg/L IAA를 첨가한 배지에서 발근하여 완전한 식물체로 생장하였다.

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'자랑' 포도 생장점 배양으로부터 무병주 식물 대량번식에 미치는 배지 구성물질과 생장 조절제의 영향 (Effect of Medium Composition and Growth Regulators on Mass Propagation of Virus-Free Plant from the Meristem Cultures of 'Jarang' Grape)

  • 이재웅;이윤상;홍의연;이석호;김홍식;김학현
    • 한국자원식물학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.303-309
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    • 2013
  • 본 연구는 바이러스 무병묘의 대량 증식을 위한 기초 자료를 얻고자 포도 '자랑' 품종의 신초와 뿌리의 형성 및 생장에 미치는 배지조성물질과 생장조절제의 영향을 구명하고자 수행되었다. 배지의 무기염 농도가 낮을수록 신초의 형성은 많아지는 경향으로, 특히 1/2MS배지에서 신초의 형성 및 생장이 가장 양호하였다. 부정근의 형성은 무기염의 농도가 높아질수록 양호하여 2MS배지에서 부정근의 수가 2.1개로 가장 많았다. Sucrose의 경우, 신초의 형성은 1%, 부정근의 형성은 3%, 생장은 1% 농도구에서 가장 좋았다. 활성탄의 0.05% 첨가에 의해 신초의 생장은 양호했으며, 특히, 부정근의 형성 및 생장에 효과적이었다. '자랑'의 대량 증식을 위한 배지의 pH는 6.8이 가장 적합하여 신초의 마디수와 길이가 각각 3.9개와 1.3 cm로 가장 좋았다. 기내 대량증식에 미치는 생장조절제의 영향으로 BA 1.0 mg/L에서 신초의 생장이 가장 왕성하였으며, NAA 1.0 mg/L에서 절편체당 16.9개의 신초가 형성되어 양호한 결과를 얻었다.

섬오갈피나무 부정근(不定根) 배양(培養)에서 부정근(不定根)의 생장(生長)과 Eleutheroside 류(類)의 생산(生産)에 미치는 Jasmonic acid 처리(處理)의 영향 (Effects of Jasmonic Acid on Root Growth and Eleutheroside Accumulation in Adventitious Root Culture of Eleutherococcus koreanum)

  • 안진권;박소영;이위영;박영기
    • 한국산림과학회지
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    • 제95권1호
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    • pp.32-37
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    • 2006
  • 생물반응기를 이용한 섬오갈피 부정근 배양시에 jasmonic acid를 농도별 (0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4 mg/L)로 처리하여 부정근의 생장과 eleutheroside류 생산과의 관계를 조사하였다. Jasmonic acid 처리농도별 부정근의 생장은 무처리구에서 2.9 g Dry Weight/L로 가장 높았으며 jasmonic acid 농도가 증가할수록 부정근 생장은 감소하였다. 그러나 eleutheroside B와 E의 함량은 jasmonic acid 농도가 높을수록 증가하여 eleutheroside B는 0.4 mg/L처리구에서 $49.0{\mu}g/g\;DW$, eleutheroside E는 0.2 mg/L처리구에서 $64.7{\mu}g/g\;DW$로 가장 생산량이 많았다. 반면에 eleutheroside $E_1$은 무처리구에 $19.0{\mu}g/g\;DW$로 가장 생산량이 많았다. 배지 lL당 eleutheroside류의 총생산량은 0.01 mg/L처리구에서 $259.9{\mu}g/L$를 생산하여 가장 우수하였다. 0.01 mg/L의 jasmonic acid 처리 후 12일간 eleutheroside류의 함량을 조사한 결과 eleutheroside B는 jasmonic acid처리 후 감소하였으나, eleutheroside E는 처리 후 10일째, eleutheroside $E_1$은 처리 후 4일째 가장 많은 생산량을 보여 주었다.