형질전환 식물체를 직접 이용하기에는 후대에 유전적인 고정 및 포장검정이라는 문제가 대두되는데, 이를 해결하기 위하여 본 연구는 바스타저항성 유전자가 도입된 벼와 직파적 응성 계통을 교잡한 후 약배양에 의한 형질전환체 고정 등 기존 육종체계와 연계하여 제초제 저항성 직파적응 계통을 조기에 육성할 수 있는 체계를 확립하고자 수행하였다. 제초제 저항성 직파적응 계통을 조기에 육성하고자 1999년 동계에 교배된 동진벼 Ds15(Ba $r^{R}$)/주남벼 등 5조합으로부터 2000년 $F_1$을 양성하고, 이들을 PCR분석으로 제초제 저항성 유전자 bar도입을 확인한 후 약배양을 실시하여 얻어진 1,508개의 재분화 식물체 중 제초제 저항성 유전자가 도입된 169개체 ( $A_2$)에서 채종하였다. 이들을 2001년 포장에 공시하여 42계통을 선발하고,2002년에 동진벼 Ds15 (Ba $r^{R}$)/주남벼 조합에서 수량 등 주요 농업형질이 우수한 7계통을 생산력 검정시험에 공시한 결과 제초제 저항성이면서 직파적응성 등 기타 농업형질이 우수한 YR23235Acp79를 선발하여 밀양 204호로 계통명을 부여하였다. 결과적으로 형질전환체를 이용하여 교배부터 계통선발까지 3년 만에 목적하는 계통을 조기에 육성할 수 있는 생력육종체계가 확립되었다.
벼 약배양을 통하여 분화된 식물체의 배수성분포와 반수체식물의 효과적인 염색체배가시험을 실시하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 15조합의 F$_1$을 재료로 하여 약배양한 결과 얻어진 574 식물체의 배수성분포는 반수체가 49.7%, 2배체는 48.6%, 다배체는 1.7%로 나타났다. 2. 통일형조합(Japonica/Indica)에서는 반수체(60.6%)가 많은 경향이었고, 일본형조합(Japonica/Japonica)에서는 2배체(54.8%)가 많은 경향이었다. 3. 2,4 -D, NAA가 첨가된 배지에서는 반수체가, Kinetin이 첨가된 배지에서는 2배체가 많은 경향이었다. 4. 반수체의 분얼경 분주에 의한 염색체자연배가율은 개체에 따라 0~25%로 나타났고 평균 8.2%였다. 5. Colchicine 0.1% 용액의 잎집주사접종법에 의한 염색체배가율은 0~33.3%의 변이를 보였으며 평균 18.8%로 나타났다. 6. 약배양에서 유래된 식물체의 배수성에 따른 형태적인 차이는 반수체가 2배체에 비하여 간장이 64.6%, 수장이 63.4%, 지엽장은 68%, 지엽폭은74.4%로 뚜렷한 차이를 나타내었다.
미나리아재비의 약을 배양하여 미숙화분 유래의 식물체를 획득하는데 있어서 생장조절제의 종류와 농도 및 배양 적기를 구명하기 위해 화분의 발육단계별로 캘러스, 배발생및 식물체 재분화에 미치는 영향을 조사하였다. 캘러스 및 배발생에는 2,4-D 및 kinetin 처리보다 NAA 및 BA처리에서 효과적이었으며 특히 0.5 mg/L NAA와 1.0 mg/L BA 처리구에서 가장 왕성하였다. 화분의 발육과정중 1핵성과 초기2핵성의 pollen mitosis 전후기인 개화 3일전의 약의 발육상태가 캘러스, 배발생 및 식물체 재분화에 적합하였다. 화분유래의 배발생은 영양세포의 계속적인 분열에 의해 이루어졌다.
녹색꽃양배추의 약배식에 있어서 배발생에 미치는 제요인의 영향을 구명하고자 7개의 시판종으로 2년에 걸쳐 일련의 실험을 실시한 결과는 다음과 같다. 1. 소포자 배발생에 미치는 수정B5배지의 sucrose농도는 10%보다 14%가 우수하였다. 2.. NAA와 2,4-D처리는 질산은 첨가에 영향을 받아서 모든 품종에서 농도가 낮을(0.1mg/L) 경우 AgNO$_3$의 첨가에서 배발생율을 낮추었다. 3. BAP는 품종에 따라 배발생효율을 크게 낮추거나 높이는 등 품종간 차이가 확인되었다. 4. NAA와 2,4-D 농도가 높거나 sucrose 농도가 10%보다 14%였을때 배발생률을 높였다. 5. 꽃잎길이가 약길이의 0.6~l배 정도의 화뢰에서 채취된 약에서는 배발생을 볼 수 있었으며, 이때 소포자 발달단계는 1핵기초에서 2핵기초였고, 가장 좋았던 것은 1핵기후기부터 화분유사분열기로서 화뢰성장단계는 꽃잎길이가 약길이의 약 0.8배 때였다. 6. 약의 치상시기는 3월초가 2월초에 비하여 좋았으나 품종간 차이가 켰으며, 배발생에 효과적인 35$^{\circ}C$의 고온처리 요구기간도 품종간 차가 있고, 동일품종이라도 연차변이가 있어 채취 모본의 생리 및 배양조건에 따라 미치는 영향이 다름을 확인 할 수 있었다.
벼 약배양에 있어서 기본배지 및 배지내 첨가물질이 callus유기와 식물체분화에 미치는 영향을 구명하기 위하여 시험한 결과는 다음과 같다. 1. callus 유기 및 식물체분화는 N$_{6}$기본배지에서 가장 높았으며 Indica형 품종보다는 Japonica형 품종에서 그 효율이 더욱 높게 나타났다. 2. 약치상후 callus유기는 기본배지의 종류에 관계없이 20~40일 사이에 90% 이상이 유기되었다. 3. 식물체분화는 callus유기배지의 영향을 크게 받으며 Miller 배지에서 유기된 callus의 식물체분화는 N$_{6}$나 MS배지에 비하여 저조하였다. 4. N$_{6}$배지내에 포함된 질소원중 (NH$_4$)$_2$SO$_4$의 함량을 31.5mM로 조절하였을 때 callus 및 식물체분화율이 향상되었다. 5. 생장조정제 첨가에 있어 2,4-D단독 처리보다는 NAA 2mg/$\ell$에 Kinetin 1mg/$\ell$를 혼용 처리하였을 때 callus유기 뿐 아니라 식물체분화율도 향상되었다. 6. Indica형 품종의 callus유기에 대한 DL-Ala-nine 첨가효과는 약을 저온처리하였을 때 높게 나타났다.
생강의 개화특성과 화기구조를 관찰하고 약배양에 의한 캘러스 형성과 식물체 재분화에 미치는 배지내 생장조절물질의 효과에 대하여 검토한 결과는 다음과 같다. 1 화병의 형성은 국내종은 서산종, 도입종은 태국종에서만 출현되었으며 화뢰당 소화형성은 서산종 8개, 태국종이 10개 형성되었으나 종자정성은 이루어지지 않았다. 2. 개화기는 8월 18일에서 8월 25일 사이에 불규칙적으로 나타났고 1일중 개화시각은 오후 4시-5시 사이에 대부분 개화하였다. 3. 꽃은 장주화로서 주두상단에는 섬모가 나 있으며 수술은 연착약, 배낭내 태좌는 증축태좌 형태를 나타냈다. 화분은 원형과 타원형이 혼재되어 있으나 원형이 많았으며, 화분막은 2중 구조였다. 4. 약 유래 캘러스 형성에는 CM배지가 좋았고, 캘러스로부터 기관분화는 MS배지에 BA 2mg/l 를 첨가한 재생배지에 이식 후 40일경부터 부정근이 먼저 출현되고 배양 60일 후에는 줄기와 뿌리가 완전 분화된 정상적인 식물체를 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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