흰독말풀의 tumor조직에서 유도한 tumor callus로부터 scopolamine의 생산을 극대화하기 위한 연구를 수행하였다. Tumor callus의 생장률을 증가시키기 위해서는 초기접종량을 배지의 2%로 하고 배양기간은 4주가 효과적이다. 그래서 만일 이단계배양을 추진하려면 배지교체의 시기는 3주가 가장 적당한 것으로 확인되었다. Scopolamine의 생성을 위한 광의 효과를 알아본 결과, 암상태보다 광상태가 callus생장 및 scopolamine 함량 증가에 효과적이었다. Scopolamine 함량 증가의 최적 광량은 16$\mu$mo1 m$^{-2}$ s$^{-1}$, 광질은 적색파장 그리고 연속광보다 장일조건 (16/8)의 광주기에서 tropane alkaoid인 scopolamine합성이 현저히 촉진되었다. 질소원으로는 산화형 질소인 NO$_{3}$$^{-}$ 를 4 g/L로 증가시키는 것이 가장 효과적인 것으로 확인되었다. Scopolamine의 함량을 증가시키기 위한 elicitor 공급은 10 mg/L chitosan과 15 mg/L yeast추출물이 가장 효과적이었으며, 전구물질로는 0.2 mM tropine과 0.3 mM tropic acid가 가장 우수한 것으로 확인되었다. 이러한 결과를 종합해 보면, 흰독말풀 tumor callus에서 scopolamine 대량생산을 추진할 경우 3주 동안 광상태와 무기이온 조성을 균형 있게 조절하여 생장을 최대로 증가시킨 후, 1주 동안 scopolamine생산을 위해 elicitor, precursors 등이 조합된 배지에서 biotransformation 시키는 것이 가장 효과적일 것으로 판단된다. 또한 tumor callus에 $^{60}$Co${\gamma}$-ray을 조사하여 3K, 4K및 6k tumorcallus를 확보하였으며, 이들로부터 유도한 teratoma는 형태적 변이를 나타내었다. Teratoma로부터 또 다시 새로운 teratoma-callus 세포주를 유도하여 현탁배양을 수행하였던 바, MS 기본 배지에서 1.0 mg/L 2.4-D과 0.5 mg/L kinetin을 조합하여 처리한 callus 의 액체배양에서 cell aggregation이 일어나지 않고 세포가 유리화 되면서 왕성한 생장을 보였다.
본 연구는 기내에서 두릅의 잎조직배양을 통한 효율적인 종묘대량증식체계를 확립하기 위한 기초연구로서 엽내으로부터 캘루스 유기 및 식물체 재분화를 시도한 결과이다. 1. 유연조직으로부터 캘루스 유기는 1.0mg/1 Thidiazuron 첨가배지에서 70%의 유기율을 보였다. 2. 0.1~0.2mg/1 Dicamba 및 1.0mg/1 Picloram 첨가가 캘루스의 증식에 효과가 있었다. 3. 호르몬 첨가배지에서는 식물체 재분화가 이루어지지 않은 반면 Hormon-free 배지에서 shoot 및 root의 분화가 이루어져 완전한 식물체를 얻었다.
들잔디의 최적 조직배양 조건을 확립하기 위하여 들잔디 성숙종자로부터 재분화능이 높은 배발생 캘러스 유도효율에 미치는 몇 가지 요인에 관하여 조사하였다. 성죽종자의 소독은 30% (v/v) NaOCl 농도로 60분간 처리하였을 때 가장 낮은 오염율과 가장 높은 캘러스 유도 효율을 보였다. 옥신류의 혼용처리에 따른 배발생 캘러스 유도효율은 2,4-D와 diacamba를 각각 3 mg/L로 혼용처리 하였을 때 가장 높은 배발생 캘러스 유도효율을 나타내었다. 배지첨가 물질 처리에 따른 캘러스 유도효율은 1 g/L casein hydrolysate와 500mg/L L-proline를 동시에 첨가해 주었을 때 높은 효율을 나타내었으며, 항산화제로는 5mg/L $AgNO_3$와 20mg/L cysteine 동시에 첨가해 주었을 때 가장 높은 효율을 나타내었다. 탄소원 종류에 따른 배발생 캘러스 유도효율은 15g/L glucose와 15g/L sucrose를 혼용처리 하였을 때 가장 높은 배발생 캘러스 유도효율을 나타내었다. 이와 같은 조직배양조건에 관한 결과들은 금후 고효율 들잔디 형질전환체계 확립에 있어서 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
Plant secondary metabolites have always been a focus of study due to their important roles in human medicine and nutrition. We transferred the isoflavone synthase (IFS) gene into soybean [Glycine max (L.) Merr.] using the Agrobacterium-mediated transformation method in an attempt to produce transformed soybean plants which produced increased levels of the secondary metabolite, isoflavone. Although the trial to produce transgenic plant failed due to unestablished hygromycin selection, transformed callus cell lines were obtained. The induction rate and degree of callus were similar among the three cultivars tested, but light illumination positively influenced the frequency of callus formation, resulting in a callus induction rate of 74% for Kwangan, 67% for Sojin, and 73% for Duyou. Following seven to eight subcultures on selection media, the isoflavone content of the transformed callus lines were analyzed by high-performance liquid chromatography. The total amount of isoflavone in the transformed callus cell lines was three- to sixfold higher than that in control callus or seeds. Given the many positive effects of isoflavone on human health, it may be possible to adapt our transformed callus lines for industrialization through an alternative cell culture system to produce high concentrations of isoflavones.
고려인삼의 배 및 기엽조직편에서의 Callus의 유기및 기관의 분화에 지치는 NAA, 2,4-D 및 BA의 영향을 구명하는 한편 인삼의 영양번식방법을 찾고져 본 실험을 수행하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. NAA는 발근에 탁칠한 효과를 보었는데 NAA의 농도가 높을수록 발근량은 증가되었으며 NAA, 2.0mg/l 이상을 첨가한 배지상에서는 줄기의 양단에서 모두 발근하는 경우도 있었다. 2. NAA 4.0ppm까지는 NAA의 정도를 지연시킬수록 Callus의 생장량은 직선적인 증가를 보였으며 엽보다는 기편에서 Callus가 잘 유기되었고 생장도 빨랐으나 Callus의 유기 및 생장에는 NAA보다는 2,4-D가 현저히 효과적이었다. 3. BA는 발근을 억제하는 효과가 현저하였으며, BA 단독으로는 Callus를 유기하는 효과가 전혀 없었으나 BA를 NAA나 2,4-D와 조합처리할 경우 Callls의 유기 및 생장이 배이상 촉진되었는데 Callus의 유기 및 생장을 촉진시키는 교호효과는 NAA와 BA보다는 2,4-D와 BA간에서 현저히 높았다. 4. 배배양에 있어서 NAA 2.0mg/l를 첨가한 배지상에서늘 기의 발생이 현저히 많았던 바 4개 이상의 기이 발생된 개체의 비율이 22.2%였고 8개 이상의 기이 발생된 개체도 있었다. NAA8.0mg/l 첨가한 배지상에서도 기엽은 정상적인 생장을 보였으나 뿌리의 발생량이 아주 많았고 기의 기부에 상당량의 Caillus도 생성되었다. 5. 3매의 소엽이 부착된 기을 1.5cm의 길이로 절단하여 NAA 1.0mg/l를 첨가한 Blayde의 한천배지에 이식하였던 바 기의 기부에서 다수의 뿌리가 발생하여 정상적인 인삼묘를 얻을 수 있었는데 이 실험의 결과는 인삼의 영양번식의 가능성을 명백히 시사하고 있다.
오차드그래스의 최적 조직배양조건을 확립하기 위하여 8가지 품종의 성숙종자로부터 배발생 캘러스 유도 및 캘러스로부터의 식물체 재분화 효율을 조사하였다. 4주 동안 배양한 종자로부터 캘러스 유도율은 Frontier, Roughrider, 93E, Frode, Potomac, Ambassador, Hapsung 2, Amba 순으로 높은 캘러스 유도율을 보였고 식물체로의 재분화율은 Roughrider, Frontier, Potomac, Frode, Amba, Hapsung2, 93E, Ambassador 순으로 나타났다. 전체적으로는 캘러스 유도율이 높은 품종이 식물체 재분화율도 높은 경향을 나타내었다. 본 연구를 통하여 밝혀진 캘러스 유도와 식물체 재분화율이 우수한 품종은 분자육종을 통한 신품종 오차드그래스의 개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.
Hibiscus syriacus L., the national flower of Korea, is a commonly grown ornamental species found in parks, gardens and along roadsides in Korea. This study sought to establish a plant regeneration system of H. syriacus 'Nanpa' using mature leaves as an explant. Sterilized mature leaf explants were cultured on modified MS medium with combinations of NAA and BAP at various concentrations for 6 weeks. Among the various media evaluated, modified MS media containing 0.46 mg/L NAA and 0.5 mg/L BAP (CI-1) or 0.92 mg/L NAA and 1 mg/L BAP (CI-4) were the most effective for callus formation. Whitish-yellow calluses were observed on CI-1 medium, while green calluses formed on CI-4 medium. The whitish-yellow callus derived from CI-1 medium showed a higher frequency of shoot induction than the green callus derived from CI-4 on modified MS medium containing 0.5 mg/L BAP. Among the various media evaluated in this study, modified MS medium containing 0.46 mg/L NAA and 0.5 mg/L BAP was the most optimal for shoot-forming callus production. Our findings show that mature leaves of H. syriacus 'Nanpa' can be used for in vitro plant regeneration, and the regeneration system described here may be a powerful tool for molecular breeding of H. syriacus 'Nanpa' in the future.
들깨로부터 callus의 유기 및 재분화를 위해 MS 기본배지에 생장조정제 NAA(0.1, 0.5, 1.0, 및 2.0mg/$\ell$)와 BA(0.5, 1.0 및 1.5mg/$\ell$)를 혼용하여 자엽과 하배축 조직을 치상하고 3, 4, 5 및 6주로 나누어 재분화과정과 구성성분의 변화를 조사한 결과, BA 0.5mg/$\ell$과 NAA 0.5mg/$\ell$을 첨가한 배지에서 자엽과 하배축 모두 callus의 유기 및 재분화 정도가 좋았고, 자엽절편의 뿌리 발생은 BA 0.5mg/$\ell$과 NAA 0.1mg/$\ell$을 첨가한 배지에서만 발생하였다. 배양기간의 경과에 따라 단백질함량은 증가한 반면 RNA 함량은 감소하였고, polypeptide pattern은 배양전 자엽조직에서는 30KD과 45KD의 polypeptide가 진하게 나타났고, 30KD polypeptide는 배양기간의 경과에 따라 증가 하였다.
Iris dichotoma Pall. is an important endangered plant belonging to the family Iridaceae. A method was developed for the rapid micropropagation of I. dichotoma through plant regeneration from leaf, rhizome, and root explant-derived calli. Leaf, rhizome, and root segments were cultured on Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with 2,4-dichlorophenoxy acetic acid (2,4-D; $0-3.0mg{\cdot}L^{-1}$) for callus induction. Callus production was highest at $1.0mg{\cdot}L^{-1}$ 2,4-D, where 73.8% and 45.5% of cultured rhizome and root cuttings, respectively, produced calli. The viable calli were maintained at an induced concentration of 2,4-D ($3.0mg{\cdot}L^{-1}$). They were then transferred to MS medium supplemented with various concentrations of 2,4-D ($0-3.0mg{\cdot}L^{-1}$) in combination with 6-benzyladenine (BA: 0, 1.0 and $3.0mg{\cdot}L^{-1}$) for adventitious shoot regeneration. The addition of a low concentration of 2,4-D into BA-containing medium significantly increased the frequency of shoot regeneration in leaf, rhizome, and root-derived calli. The highest number of adventitious shoots (26.4 per callus) formed at $0.5mg{\cdot}L^{-1}$ 2,4-D and 1.0 mg/l BA. For rooting of the shoots, half- strength MS medium supplemented with different concentrations of indole 3-butyric acid (IBA) $0-3.0mg{\cdot}L^{-1}$ was tested. The optimal results were observed using half-strength MS medium supplemented with $1.0mg{\cdot}L^{-1}$ IBA, on which 98% of the regenerated shoots developed roots with an average of 3.5 roots per shoot within 45 days. The plantlets raised in vitro were acclimatized and transferred to soil with 95% success. This in vitro propagation protocol will be useful for conservation and mass propagation of this endangered plant.
Choi, Han;Lee, Seung Youn;Ryu, Sun Hee;Yoon, Sae Mi;Kim, Sang Yong;Lee, Jong Suk;Yang, Jong Cheol
한국자원식물학회:학술대회논문집
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한국자원식물학회 2018년도 추계학술대회
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pp.80-80
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2018
Hosta is a genus of the family Asparagaceae and distributed in East Asia. There are six Hosta species (Hosta capitata (Koidz.) Nakai, H. clausa Nakai, H. jonesii M.G.Chung, H. minor (Baker) Nakai, H. venusta F.Maek., and H. yingeri S.B.Jones) native to Korea and among them, four species (H. minor, H. jonesii, H. venusta and H. yingeri) are endemic to the Korea peninsula. Hosta is generally propagated by seed, crown division or tissue culture. However, tissue culture is a more efficient method to mass proliferation, a new cultivar development and disease-free plantlet production in a limit time. Hence, we conducted this study to evaluate the influence of various plant growth regulators (PGRs) treatments on the induction of callus and somatic embryo of the six Hosta species. Leaf, petiole and root were used to select optimum tissue culture explants. Petiole explants thus only were used for callus induction and somatic embryogenesis with TDZ (0.1, 0.5 or 1.0mg/L) and NAA (0.1 or 0.5 mg/L) combinations. After 12 weeks of culture, the highest rate of somatic embryogenesis was achieved on modificated MS medium containing 1.0 mg/L TDZ and 0.1 mg/L NAA in H. capitata and H. minor (15.5%, respectively), 0.1 or 0.5 mg/L TDZ and 0.1 mg/L NAA in H. jonesii (22.2%), 1.0 mg/L TDZ and 0.5 mg/L NAA in H. yingeri (26.7%), and 0.1 mg/L TDZ and 0.5 mg/L NAA in H. venusta (53.3%). H. clausa showed very low effect on somatic embryogenesis by PGRs; 2.2%. There was interspecies difference to PGRs respond for callus and somatic embryo induction. Regenerated multiple shoots and plantlet of H. minor, H. jonesii, H. venusta and H. yingeri were obtained via somatic embryogenesis.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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