본 실험에서 Lilium longiflorum과 11품종에 대한 biochemical, enzymology 등의 분석방법을 적용하여, 화색생합성조절유전자 chalcone synthase(CHS), flavanone 3-hydroxylase(FHT)의 활성을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. Flavonoid의 기본골격형성을 위한 첫 효소인 CHS가 malonyl-CoA와 p-coumaroyl-CoA 기질을 촉매하여 naringenin(NAR) 산물을 생성하였고, caffeoyl-CoA와 p-coumaroyl-CoA 기질에는 eridictiol(ERI)를 생성하지 않아, 백합의 CHS는 기질특이성을 나타냈다. 2. L. longiflorum에서 FHT 효소는 NAR를 기질로써 사용하여, dihydrokaempferol(DHK) 산물을 생성하였고, 그 외 11백합품종에서도 FHT 효소의 뚜렷한 활성이 확인되었다.
본 실험에서 Lilium longiflorum 과 11 나리품종에 대한 생화학적, 효소학적 방법을 적용하여, 화색생합성조절 유전자 flavonoid 3'hydroxylase(F3'H)와 dihydroflavonol 4-reductase(DFR)의 활성을 분석한 결과는 다음과 같다. L. longiflorum에서 F3'H가 dihydrokaempferol(DHK) 기질을 촉매하여 dihydroquercetin(DHQ) 산물을 생성하였고, 그 외 실험에 사용한 모든 8품종에서도 F3'H 활성이 확인되었다. 나리의 F3'H는 기질특이성이 있어 naringenin(NAR)에서는 eridictiol(ERI)를 생성하지 않았다. L. longiflorum에서 DFR은 DHQ를 기질로 사용하여, leucocyanidin(LCy) 산물을 생성하였고 'Montreux', 'Monte Negro', 'Star Gazer', 'Acapulco', 'Etude', 'Le Reve'품종에서도 DFR의 활성이 나타났다. 또한 'Siberia', 'Royal Race', 'Nove Cento', 'Elite', 'Cannes' 품종에서는 DFR의 활성이 나타나지 않았다. 나리의 DFR는 기질특이성이 있어 DHK에서는 leucopelargonidin(LPg)를 생성하지 않았다.
In every reciprocal crosses of self pollination, interspecific pollination through ordinary stigma pollination of L. longiflorum and $L.{\;}{\times}{\;}elegans$, pollen vigorously germinated in stigma, and pollen tube was growing. But, 5 days after pollination, pollen tube stopping their growth in the same style as was observed in the cross of self pollination and interspecific pollination. Intrastylar pollination of $L.{\;}{\times}{\;}elegans$ and L. longiflorum passed stylar cannal through the basal part of styles. But, pollen tube that was growing to the ovule of the ovary was extremely small. In morphogical observation of ovary 10 days after pollination, it was observed, that every reciprocal crosses of L. longiflorum ${\times}$ L. ${\times}$ elegans was fertilized through intrastylar pollination, so that this technique was used to overcome cross incompatibilities.lities.
자구를 형성 및 비대시키기 위하여 BA 0.5 mg/L와 IAA 0.5 mg/L가 첨가된 MS 배지에서 Lilium longiflorum 'Geogia'의 신초를 증식하였다. 증식된 신초 cluster를 5 L air lift 생물반응기에 배양하였다. 자구비대는 sucrose 60 g/L 및 1∼2배 사이의 MS 배지 염류농도에서 효과적이었다. 재료 투입량은 100 g을 투입하는 것이 자구형성 및 자구비대에 적절하였다. 배양방법은 air-lift 방법이 자구의 형성 및 비대를 촉진하였으며, 주입공기량은 200∼300 mL$.$$min^{-1}$을 주입하는 것이 자구비대에 효과적이었다.
분화용 나팔나리 'Nellie White', 'Ace' 및 'Hinomoto'와 교잡으로 자가 수정 5세대에서 선발한 계통인 L2-17'과 'L2-21'을 교잡하여 1대 교잡종 'Charm'을 육성하였다. 종자번식 나팔나리 일대잡종 품종 'Charm'은 화색이 흰색이고, 식물체 당 개화수가 7.4개로 많은 편이며, 꽃의 직경이 16.5 cm이고 개화기는 4월 10일경이다. 초장은 60.3 cm이고, 잎의 수는 70.3개이고, 잎의 길이는 18.8 cm이며, 잎의 폭은 2.4 cm이다. 또한 관상기간이 24.5일이고 기호도가 높다. 한편 'Charm'의 협당 채종 종자수는 251.1개이고, 발아율은 94.7%로 높다. 이와 같이 일대 잡종 'Charm'은 식물체 하부 잎이 건실하여 초세가 강건하고, 화경이 크고 화수가 많아서 개화기간이 길다. 또한 종자번식을 하므로 무병주 생산이 가능하다.
Hybries which was made up by chromosome of L. longiflorum and L. x elegans, using root-tip individual which was obtained through ovary slice culture, and root-tip of these parents, with hoirugen staining, gimsa staining and Q-H staining inaccordance with the location and the existence of secondary construction which waslocating near short arm centromere of No, 1,2,6,9. In metaphase of meiosis ofhybrid which was made up by univalent from 2 individuals to 10 individuals wasobserved, and nuclear plate which was having abnormal type's synthesis amounted to91% of all cells whieh were observed. This result showed the fact that someobstacle arose annormal progress of the divission after that time. 63% of the cellshad micronucleus from 1 individlial to 4 individuals in tetrad phase of meiosisdivision. The peroxidase and $\alpha$ -estelase zymogram phenotypes of parents andhybrids were determined using agarlose IEF gel. Crosses were performed betweenparents bearing dissimilar allelomorphs in orther to discern the genetic control ofthe resolved enzymes. Genetic variation of hybrids were detected at all but 2 plant progenies.
주두 및 화주절단수분법으로 나팔백합 (L. longiflorum)과 신나팔백합 (1. ${\times}$ ormolongi)을 자방친으로 한 자가 및 품종간 수분을 통하여 교배 조합간 종자 형성율 등을 구명하고 교잡종 육성범위 확대를 위한 기본자료를 얻고자 수행했다. 나팔백합인 L. longiflorum 'Gelria' 및 L. longiflorum 'Lorina'의 자가수분에서 주두수분의 경우 각각 100%의 종자형성 삭과율에 삭과당 평균 종자수는 각각 189개, 70개인 반면 화주절단수분에서는 종자형성 삭과율이 각각 87%, 40%였다. 삭과당 평균 종자수는 각각 53개, 20개로 화주절단 수분법보다 주두 수분에 의한 종자 형성률이 훨씬 높았다. L.${\times}$formolongi의 자가수분에서도 주두수분은 80%의 종자형성 삭과율에 삭과당 종자수가 597개인 반면 화주절단 수분에서는 47%의 종자형성 삭과율에 삭과당 종자수가 81개였는데 형성된 종자도 주두수분보다 충실하지 못했다 품종간 수분에서 L. longiflorum 'Gelria' 및 L. longiflorum 'Lorina'을 자방친으로 한 전체에서 주두수분의 종자형성 삭과율은 60%로 삭과당 평균 종자수는 18개인 반면, 화주절단 수분에서는 종자형성 삭과율이 20%로 삭과당 평균 종자수는 7개로 주두수분과 상당한 차이가 있었다. 신나팔백합의 품종간 교잡인 (L.${\times}$formolongi 'Raizan'${\times}$L. formolongi 'Nobia')에서도 주두수분시 종자형성 삭과율이 75%로 삭과당 평균 종자수는 179개인 반면 화 주절단 수분에서는 종자형성 삭과율이 50%로 삭과당 평균 종자수는 63개로 주두수분과 많은 차이를 보였다. 결과적으로 주두수분이 화주절단수분보다 결실률이 높았다.
백합 (Lilium longiflorum cv. Georgia) 화분의 생장과 agro-infiltration에 의한 일시발현에 대한 물리적, 화학적, 생물적 요인의 영향을 분석하였다 화분을 배지에 섞기 위한 물리적 과정이나 agro-infiltration을 위한 진공작업과정은 정상적 화분생장을 위하여 최소화되는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 비교적 넓은 범위에서의 온도 (19 to 27$^{\circ}C$)나 pH(5.0 to 8.0)에서 화분의 생장이 유사하게 진행되었으며 화학적 요인으로서의 cefotaxime (300mg/L), acetosyringone (800 $\mu$M), syringealdehyde (800 $\mu$M) 등의 처리는 화분의 생장에 영향을 나타내지 않았다. 그러나 kanamycin의 경우 매우 심한 생장저해현상을 보였는데 25mg/L의 농도에서도 저해현상을 보이는 경우도 있었다. GUS유전자의 화분발현시 acetosyringone(200-400$\mu$M)의 처리에 의하여 그 효율이 약간 향상되는 것으로 나타났으나 syringealdehyde의 경우에는 효과가 없었다. 짧은 시간 내의 agro-infiltration과정과 이어서 18 hr의 화분 및 박테리아의 동시배양으로서도 acetosyringone의 첨가에 상관없이 화분에서의 GUS 일시 발현결과를 얻을 수 있었다.
Lilium longiflorum 'Nellie White'에서 부서지기 쉬운 배발생 캘러스 (FEC)를 유도하여 FEC를 통한 소자구 재분화 체계를 확립하고자 실시하였다. FEC를 통한 나리 소자구 분화는 2.0 mg/L dicamba가 첨가된 MS 기본배지에 나리 인편을 배양하여 단단한 캘러스를 유도하고, 유도된 단단한 캘러스를 동일배지에서 3번 이상 계대배양하여 단단한 일반 캘러스를 증식하였다. 증식된 단단한 캘러스는 $1{\sim}2mm$ 정도의 크기로 절단하여 2.0 mg/L dicamba와 90 g/L sucrose가 첨가된 MS배지에서 배양하여 FEC를 유도하였다. 2개월 간격으로 계대배양하면서 FEC를 유도하였으며, FEC 유도율은 단단한 캘러스를 동일 배지에 계대배양 하였을 때 증가하였다. 유도된 FEC는 $1.0{\sim}2.0\;mg/L$ dicamba와 90 g/L sucrose가 첨가된 MS배지에서 5배 이상의 증식율을 보였다. 증식된 FEC에서 소자구 분화는 0.1 mg/L BA, 1.0 g/L NAA, 30 g/L maltose가 첨가된 1/2 MS 배지에서 양호하였다. 그러나 많은 재분화된 소자구가 투명화 되었다. 건전한 소자구의 재분화는 30 g/L sucrose와 $0.5{\sim}1.0%$ 활성탄이 첨가된 MS 배지가 가장 효과적이었다.
백합 (Lilium longiflorum Thumb)의 정부로부터 하부로 내려가면서 잎이 황갈색으로 변하다가 마르며 마른잎은 떨어지지 않고 줄기에 그대로 붙어있으면서 결국 식물이 고사하게 되는 것은 Aphelenchoides ritzemabosi에 의한 피해인 것을 발견했으며 백합이 본선충의 기주식물로 밝혀진 것은 처음이다. 그리고 본선충 형태적 특징을 기술했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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