벼의 약배양 배지 내에 콜히친 첨가에 의한 염색체 배가 방법을 확립하기 위하여, 콜히친의 농도를 0.001∼0.1 mg/L까지 조절하여 약배양하였을 때 콜히친의 농도가 증가할수록 캘러스 형성률과 식물체 분화율은 점점 감소하였으며, 그 감소폭은 농도가 증가됨에 따라 점점 커지는 경향이었다. 자포니카 3품종과 통일형 1품종을 콜히친이 첨가되지 않은 배지에 약배양하였을 때 반수체의 출현빈도가 50%이상 높게 나타난 반면, 이배체는 40% 이하의 낮은 발생빈도를 나타내었다. 그러나 0.001 mg/L의 콜히친이 약배양 배지에 첨가될 경우 품종에 따라 다소간의 차이는 있으나, 반수체의 출현빈도는 상대적으로 감소되고 이배체의 발생 비율이 54.3∼60%로 증가하였다.
벼 육종을 위한 약 배양은 기존 육종 방법을 사용하여 새로운 품종을 개발하는데 최소 6세대에 필요한 시간을 크게 줄여 동형접합자를 신속하게 생산하는 방법이다. 이 약 배양기술은 방법론적 관점에서 더 많은 녹색 식물을 얻을 기회를 제공하며, 약 배양에서 시간과 노력을 절약하는 배양의 효율성을 높이기 때문에 중요하다. 본 연구에서는 배양액과 배양 방법이 다른 1단계와 2 단계 배양의 캘러스 유도율과 녹색 식물 재분화율로 비교하였다. 1단계 배양은 하나의 배지에서 캘러스 유도 및 식물 재생을 허용하는 반면, 2 단계 배양은 두 개의 다른 배지에서 유도 및 식물 재분화가 필요하다. 이 연구에서는 1 단계 및 2 단계 배양으로 벼 꽃밥의 캘러스 유도와 식물 재생률을 비교했다. 캘러스 형성률은 1 단계 배양의 경우 13.0 %, 2 단계 배양의 경우 8.6%로 2 단계 배양보다 1 단계 배양에서 4.4% 더 높았다. 식물 재분화율은 1 단계 배양에서 1.0%, 2 단계 배양에서 3.0 %로 1 단계 배양보다 2단계 배양에서 식물체 재분화율이 3배 더 높았다. 이것은 2 단계 배양이 반수체 생산을 위한 1 단계 배양보다 더 효율적임을 시사한다.
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.
현사시나무 4배체의 약배양에 의하여 2배체 식물을 얻을 수 있었다. 약배양에 의한 캘러스 유도에는 2,4-D가 효과적 인 것으로 나타났다. 증식된 캘러스로부터 식물체 재분화를 위해서는 16시간의 광조건하에 6-8 $\mu$M의 zeatin 처리가 가장 좋은 반응을 보였는데 이때 얻어진 줄기수는 평균 7.7개 였다. 재분화된 식물체는 MS 기본배지에서 쉽게 뿌리를 유기시킬 수 있었으며, 이들 식물체는 폿트묘로 육성하여 온실 및 포지로 이식하였다. 약배양유래의 300클론에 대한 생육상태를 조사한 결과 삽목묘에 비하여 33%는 생장이 저해됨을, 47%는 생장이 더 좋은 것으로 나타났으며, 그중 20%는 삽목묘에 비해 직경이 5배 이상되는 거대 엽을 가지고 있었다. 염색체 수는 대체로 2배체성 혹은 4배성을 띠고 있었으며, RAPD marker를 이용하여 DNA polymorphism을 본 결과 약배양 유래의 몇몇 식물체에 있어 서 밴드 형태적인 차이를 나타내는 개체를 발견할 수 있었다.
Park, Gyu-Hwan;Kim, Dai-Hee;Kim, Jin-Ho;Choi, Yong-Hwa;Oh, Jung-Youl;Kwon, Yong-Sham;Kim, Myung-Min
Journal of Life Science
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제12권1호
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pp.19-21
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2002
The pathway of embryos formed anther culture in herbaceous peony was influenced by addition of 2,4-D. MS medium with 2,4-Dichlorophenoxy acetic acid (2,4-D) alone did not arise direct embryogenesis, but was proliferate callus. Embryos through calli were produced on medium containing 0.2 mg/1 zeatin or without growth regulators. Direct embryogenesis was obtained from MS basal medium. However, after the anthers were cultured on medium with 0.1 mg/1 2,4-D, 3 g/1 AC, 30 g/1 sucrose, 2 g/1 gelrite for 40 days. Its efficiency (32.3 %) was markedly improved when anthers cultured on medium without 2,4-D. Embryo morphology was also affected by the 2,4-D used in medium. The induction of normal embryos with two cotyledons was higher in the embryos formed through direct embryogenesis than those formed callus. The embryos formed from calli were mainly showed abnormal embryo with one, three, four cotyledons or hors and bowling pin type.
벼 약배양 배지에 첨가되는 배지응고제의 종류와 농도가 캘러스형성 및 식물체재분화에 미치는 영향을 구명하기 위하여 실험한 결과는 다음과 같다. 배지응고제인 Bacto agar(Difco, 04140-01), Agrose(Sigma, Type 1) 0.4% 처리에서 각각 39%, 55%의 캘러스형성율을 보였으나 농도가 높아질수록 캘러스 형성율이 현저하게 감소하였다. Gelrite(Kelco, 143364)의 0.2~0.8%처리에서는 농도에 따른 차이가 인정되지 않았으며 0.6% 처리에서 44%의 캘러스 형성율을 보였다. 고농도 배지응고제 처리에서 형성된 캘러스는 생장이 늦은 반면 작고 단단하며 백색에 가까운 배발생적인 특성을 보였다. 식물체재분화율은 고농도 배지응고제 처리에서 형성된 캘러스에서 양호하였으며, 또한 고농도 배지응고제가 첨가된 식물체분화배지에서 높았다. 저농도 배지응고제 처리에서 형성된 약치상후 60일된 캘러스는 식물체 재분화율이 급격히 감소하였다. 치상된 약에 대한 최종적인 식물체분화 효율을 향상시키기 위해서는 0.6∼0.8% Gelrite 첨가배지에서 형성된 캘러스를 1.6% Bacto agar 및 Agarose 또는 0.8% Gelrite 식물체분화배지에 이식할 것을 추천한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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