• 제목/요약/키워드: Photoautotrophic Culture

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기내 환경에 따른 거베라 'Beauty' 배양묘 잎의 구조적 특성과 탄수화물 함량의 차이 (Structural Characteristics of Leaves and Carbohydrate Content of Propagules Grown at Different Culture Conditions in Gerbera hybrida 'Beauty')

  • 이현숙;임기병;정재동;김창길
    • 식물조직배양학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.117-121
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    • 2001
  • 배양환경을 달리하여 생산한 3가지의 유묘 (타가영양묘, 혼합영양묘, 자가영양묘)를 대상으로 잎의 형태적 특성 및 탄수화물 함량 등을 비교 분석한 결과, 온실묘, 자가영양묘와 혼합영양묘는 하표피층에 왁스의 결정형이 관찰되었으나 타가영양묘에서도 관찰되지 않았다. 기공수와 크기에 있어서는 타가영양묘가 자가영양묘에 비하여 기공이 크고 많았다. 특히, 자가영양묘의 기공형태와 크기는 온실에서 자란 유묘와 거의 유사하였다. 식물체의 탄수화물함량은 자가영양묘가 혼합영양과 타가영양묘에 비하여 많았으며 유리당도 역시 자가영양묘가 가장 많았고 모든 배양묘에서 glucose의 함량이 가장 많았다.

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기내 배양환경이 거베라 유묘의 기외이식 후 생육에 미치는 영향 (Effects of Several Culture Conditions on in vivo Growth and Development in Gerbera hybrida)

  • 이현숙;임기병;정재동;김창길
    • 식물조직배양학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.91-95
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    • 2001
  • 배양환경을 달리하여 생산한 배양묘 (타가영양묘, 혼합영양묘, 자가영양묘)를 기외 이식한 후에 생존율은 타가영양묘에 비해 혼합영양묘와 자가영양묘가 높았고 특히 자가영양묘는 97.6%로 가장 높았으며 정식 일수가 경과함에 따라 엽병장, 엽수, 엽면적은 자가영양묘가 타가영양묘와 혼합영양묘에 비하여 다소 좋았으나 유의성은 없었다. 정식 30일 후 유묘의 총광합성량은 자가영양묘가 154 mg$CO_2$.mgDW$^{-1}$h$^{-1}$로서 혼합영양묘 (148 mg$CO_2$.mgDW$^{-1}$h$^{-1}$)와 타가영양묘 (102 mg$CO_2$.mgDW$^{-1}$h$^{-1}$)보다 높았다. 그리고 개화시기는 자가 영양묘가 타가영양묘와 혼합영양묘에 비해 7~10일 정도가 빨랐고 엽병장, 엽수, 엽면적, 엽록소 함량 등도 양호하였다.

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A Closed Transplant Production System, A Hybrid of Scaled-up Micropropagation System and Plant Factory

  • Chun, Changhoo;Kozai, Toyoki
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제3권2호
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    • pp.59-66
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    • 2001
  • Photoautotrophic micropropagation systems do not include sugar in the culture media. This characteristic provides advantages to scale up the micropropagation systems comparing photomixotrophic micropropagation systems. A closed, large-scale photoautotrophic micro-propagation for transplant production system has been developed at Chiba University, Japan. New concepts and technologies were adapted to produce high quality transplants at minimum usage of resources, and as scheduled. Newly developed software for production management was used to enhance the efficiency of the transplant production system. Currently, virus-free transplants of sweetpotato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) are vegetatively propagated and produced under sterilized conditions in this system. This system can also be used for production of transplants of any other species including horticultural and woody plants with a minimum of modification.

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독립영양방식 액체대량배양 시스템하에서 배양한 체세포배 유래 음나무 기내묘의 생장과 광합성 (The Photoautotrophic Culture System Promotes Photosynthesis and Growth of Somatic Embryo-derived Plantlets of Kalopanax septemlobus)

  • 박소영;문흥규;김용욱
    • 한국산림과학회지
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    • 제100권2호
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    • pp.212-217
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    • 2011
  • 당이 첨가되지 않은 액체배지를 이용한 광독립영양법은 기내배양시 대량배양에 많은 장점이 있다. 본 논문에서는 광독립영양배양 시스템을 이용하여 체세포배발생을 경유해 대량증식 된 음나무의 대량생산 시스템을 보고하고자 한다. 이를 위해 체세포배에서 발아한 음나무 기내묘는 3가지 배양 방식, 즉 $30gL^{-1}$ 당이 첨가된 1/2MS 고체배지에서 배양한 종속영양 배양(무처리구), 당이 첨가되지 않은 1/2MS 고체배지에서 배양, 그리고 당이 첨가되지 않은 1/2MS 액체배지에서 강제환기를 시켜준 독립영양 배양하에서 4주간 배양되었다. 순화전 각 배양환경하에서 자란 식물체들의 엽면적, 광합성량, 엽록소함량, 생장량 등을 조사하였다. 그 결과 독립영양하에서 생장한 유식물체의 생장이 가장 좋았으며 엽록소 함량 및 순광합성량도 대조구에 비해 월등히 증가하였다. 독립영양배양 시스템하에서 생장한 식물체들은 이후 토양에서 100% 순화되었다. 본 결과에서 배양 마지막 단계에 당이 첨가되지 않은 액체배지에 배양하는 독립영양배양 방식이 기내배양묘의 순화율을 증가시키고 기외 활착율을 높임으로서 체세포배 유래 음나무의 대량생산에 효율적인 것으로 나타났다.

미세액적 광생물반응기를 활용한 광독립영양배양에서 Chlamydomonas reinhardtii의 성장성 분석 (Growth Analysis of Chlamydomonas reinhardtii in Photoautotrophic Culture with Microdroplet Photobioreactor System)

  • 성영준;곽호석;최홍일;김영환;심상준
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권1호
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    • pp.80-85
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    • 2017
  • 최근 고부가가치 산물의 생산이 가능한 미세조류는 이산화탄소의 생물학적 전환 측면에서 많은 주목을 받고 있다. 그렇지만 미세조류 종 자체가 지닌 낮은 광합성 효율 및 생산성의 한계는 미세조류를 활용한 공정의 상업화를 막는 장애요인이다. 따라서 본 연구에서는 대표 미세조류 Chlamydomonas reinhardtii의 광독립영양 성장성 분석을 위한 미세액적 광생물반응기를 개발하였다. PDMS 기반의 미세유체 칩 내에 미세기둥을 배열하고 미세챔버의 높이를 조절하여 미세액적 내 이산화탄소의 전달속도를 증가시켰으며, 이는 세포 성장성과 형광 세기 변화를 통해 확인하였다. 마지막으로 미세액적 광생물반응기를 활용하여 다양한 이산화탄소 농도 및 광량 조건에서 C. reinhardtii의 광독립영양배양에서 성장성을 96 시간동안 관찰하고 분석하였다. 본 연구 결과를 통해 미세액적 광생물반응기는 성장성 및 유용물질 생산성이 우수한 미세조류 종을 빠르게 분석하고 쉽게 분리할 수 있는 효율적인 플랫폼임을 입증하였다.

유식물체 증식.순화용 배양시스템 개발 (Development of Culture System for Masspropagation and Acclimatization of Tissue Cultured Plantlets)

  • 한길수;허정욱;김시찬;이용범;김상철;임동혁;최홍기
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제32권2호
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    • pp.109-114
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    • 2007
  • In mass production of seed-potato plantlets, the processes for in vitro propagation and ex vitro acclimatization with a high cost should be improved by a culture system with environmental control using scaled-up culture vessels. The experiment was conducted to design a hydroponic culture system for enhancement of growth and development of seed-potato (Solanum tuberosum) plantlets cultured under photoautotrophic (without sugar in culture medium) conditions with controlled light intensity and ventilation rate. The culture system was consisted of scaled-up culture vessels, ventilation pipes, a multi-cell tray and an environmental control system (ECS) for optimum controlling in temperature, light intensity, ventilation rate, and culture-medium supply. Growth and development of the plantlets was significantly increased under the ECS compared with a conventional culture system (CCS) of photomixotrophic culture (with sugar in culture medium) using small scale vessels. For 21 days, leaf area of the plantlets was expanded more than 2 times, and number of internodes also approximately 4 times greate. under the ECS. In addition, the photoautotrophic growth in sweetpotato (Ipomoea batatas) and chrysanthemum (Chrysanthemum morifolium) plantlets was greater more than 2 times compared with the CCS.

광독립영양세포(光獨立營養細胞)를 이용(利用)한 새로운 제초제(除草劑) 선발법(選拔法) 확립(確立) I. 담배의 광독립영양세포(光獨立營養細胞) 육성(育成)을 위한 배양조건(培養條件)의 구명(究明) (Establishment of a New Herbicides Screening Method Using Photoautotrophic Cultured Cell I. Studies on Culture Conditions for Developing Photoautotrophic Cells in Tobacco)

  • 김길웅;서수경;권순태
    • 한국잡초학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.68-73
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    • 1991
  • 담배 잎으로 부터 광독립영양세포(光獨立營養細胞) 육성방법(育成方法)을 확립(確立)하고자 식물생장조절제(植物生長調節劑) 및 sucrose 농도(濃度)와 빛이 담배의 세포(細胞) 배양(培養)과 배양(培養) 세포(細胞)의 엽록소(葉綠素) 생성에 미치는 영향(影響)을 조사하여 얻어진 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 담배 잎으로부터 callus 유도(誘導)에는 LS 기본(基本) 배지(培地)에 NAA $10^{-5}$M과 BA $10^{-6}$ M 을 혼합(混合) 처리(處理)하였을때 치상(置床) 후 30일째 3.08g으로 가장 높았다. 2. Callus의 엽록소(葉綠素) 함량(含量)도 LS 기본(基本) 배지(培地)에 NAA $10^{-5}$ M과 BA $10^{-6}$ M을 혼합(混合) 처리(處理)한 조합(組合)에서 28.42${\mu}g/g$.(FW)의 가장 높은 함량(含量)을 얻었다. 3. 광(光) 및 암조건(暗條件) 하(下)에서 sucrose 농도(濃度)가 0.5%에서 3.0%까지 증가(增加)할수록 callus 유도량(誘導量)이 증가(增加)되었으나 특히 광조건하(光條件下)에서는 sucrose 농도(濃度) 2.0%에서 가장 높았고 반면에 엽록소(葉綠素) 함량(含量)은 sucrose 농도(濃度) 0.5%에 가장 높았으며 암조건(暗條件) 하(下)에서는 엽록소(葉綠素)가 거의 형성(形成)되지 않았다. 4. 엽록소(葉綠素) 함량(含量)에 관(關)한 한 sucrose 농도(濃度)를 0.75%까지 낮추어도 sucrose 농도(濃度) 1.0%와 유사(類似)한 경향(傾向)을 보였다.

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The Sterolic Properties of Heterotrophic Tetraselmis suecica

  • Jo Qtae;Choy Eun Jung;Park Doo Won
    • Fisheries and Aquatic Sciences
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    • 제7권1호
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    • pp.34-38
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    • 2004
  • The heterotrophic production method for Tetraselmis suecica, a suggested alternative to photoautotrophic one in the economic sense, was studied in terms of cell growth and sterolic property. The alga in the 10 mM organic carbon (glucose) manifested cell growth. However, the alga produced by the heterotrophic method showed a unique property of sterol determined with an aid of GC and GC-MS. The photoautotrophic control T. suecica contained 6 detectable sterol species: $cholesta-5,\;22-dien-3\beta-o1$, $ergost-5-en-3\beta-o1$, cholest-5-en-3\beta-o1$, $24-methyl-cholesta-5,\;22-dien-3\beta-o1$, $24-methylcholesta-5,\;24-dien-3\beta-o1$, $24-ethylchlolesta-5,\;24-dien-3\beta­o1$, $24-methylcholesta-5-en-3\beta-o1$, and $24-ethylchlolesta-5en-3\beta-o1$. We discuss the sterolic properties of the alga along the heterotrophic progress, particularly focusing on the availability of the method in the aquaculture of bivalves which normally need sterols as a dietary source.

광합성 녹색 미세조류 Haematococcus pluvialis를 이용한 이산화탄소 고정화 및 항산화성 카로티노이드 생산 (Biological Co2 Fixation to Antioxidant Carotenoids by Photosynthesis Using the Green Microalga Haematococcus pluvialis)

  • 강창덕;박태현;심상준
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권1호
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    • pp.46-51
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    • 2006
  • 광합성 미생물을 이용하여 $CO_2$를 항산화성 카로티노이드를 다량 함유하고 있는 바이오매스로 전환하는 새로운 방법의 생물학적 $CO_2$ 저감 기술이 제시되었다. 본 연구에서 담수 녹색 미세 조류인 Haematococcus pluvialis가 광합성 미생물로 사용되었으며, 이 균주는 녹색의 성장 세포에서 적색의 포낭 세포로 전환될 때 2차 카로티노이드인 astaxanthin을 세포 내에 다량 축적하는 것으로 알려졌다. 균주의 이러한 특성을 이용하여 $CO_2$가 연속적으로 공급되는 광 반응기에서 자가 영양 배양 방식으로 $CO_2$ 고정화 및 그것을 통한 astaxanthin 생산 연구가 수행되었다. 녹색 성장 세포의 성장은 5% $CO_2$ 공급 환경 및 기본 NIES-C 배지에서 최대로 이루어졌다. 적색 포낭 세포로 효과적인 전환을 위해 5% $CO_2$ 주입과 강한 빛 조사로 이루어진 자가 영양 유도법을 적용하였으며, 이 공정을 통해 $9.6mg/L{\cdot}day$의 astaxanthin 생산성을 획득하였다. 이때 astaxanthin으로 전환되는 $CO_2$의 균주 내 고정화 속도는 $27.8mg/L{\cdot}day$로 나타났다. 본 연구를 통해 제시된 H. pluvialis를 이용한 자가 영양 배양, 유도 공정은 $CO_2$ 고정화뿐만 아니라 고부가 생리 물질 생산기능을 겸비하여 새로운 $CO_2$ 저감기술로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

Microprogation And Environment Conditions Affecting On Growth Of In Vitro And Ex Vitro Of A. Formosanus Hay

  • Ket, Nguyen-Van;Paek, Kee-Yoeup
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2002년도 심포지엄
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    • pp.29-30
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    • 2002
  • The goal of this research was to develop the effectiveness of in vitro culture method for A. formosanus and study the environment in vitro conditions affecting on growth. The first series of experiments were examined to investigate the response of three different basal media, MS (Murashige and Skoog, 1962), Knudson (KC; Knudson, 1946) and modified hyponex on growth and multiplication during in vitro culture. Multiple shoot proliferation was induced in shoot tip explants on Hyponex (H3) media supplemented with BA (1 mg1$\^$-1/) or TDZ (1-2 mg1$\^$-1/). Addition of activated charcoal (1%) to the TDZ containing medium promoted rapid shoot tip proliferation (11.1 shoots per explant) but the same medium had an opposite effect resulting in poor proliferation in the nodal explants. However, the regenerated shoots had slow growth rate and failed to elongate. This problem was overcome by transferring the shoot clumps to a hormone free H3 media supplemented with 2% sucrose and 0.5% activated charcoal. Using bioreactor culture for scaling up was also shown the best way for multiple shoot induction and growth of this plant. The second series of experiments was studied to investigate the effect of physical environment factors on growth of in vitro plantlets. The Anoectochilus formosanus plantlets were cultured under different air exchange rate (0.1, 0.9, 1.2h$\^$-1/), without sucrose or supplement 20g.1$\^$-1/ (photoautotrophic or photomixotrophic, respectively), and different photosynthesis photon flux (40, 80, 120 ,${\mu}$mol.m$^2$.s$\^$-1/- PPF). Under non-enrichment CO$_2$ treatment, slow growth was observed in photoautotrophical condition as compared with photomixotrophical condition on shoot height, fresh weigh and dry weight parameters; High air exchange (1.2.h-l) was found to be inadequate for plant growth in photomixotrophical condition. On the contrary, under CO$_2$, enrichment treatment, the plant growth parameters were sharply (visibly) improved on photoautotrophic treatments, especially on the treatment with air exchange rate of 0.9.h-1. The growth of plant in photoautotrophic condition was not inferior compared with photomixotrophic, and the best growth of plantlet was observed in treatment with low air exchange rate (0.9.h-1). Raising the PPF level from 80 to 120${\mu}$mol.m$\^$-2/.s$\^$-1/ decreased the plant height, particularly at 120${\mu}$mol.m$\^$-2/.s$\^$-1/ in photoautotrophic condition, fresh weight and dry weight declined noticeably. At the PPF of 120${\mu}$mol.m$\^$-2/,s$\^$-1/, chlorophyll contents lowed compared to those grown under low PPF but time courses of net photosynthesis rate was decreased noticeably. Light quality mainly affected morphological variables, changes of light quality also positively affected biomass production via changes in leaf area, stem elongation, chlorophyll content. Plant biomass was reduced when A. formosanus were grown under red LEDs in the absence of blue wavelengths compare to plants grown under supplemental blue light or under fluorescent light. Stem elongation was observed under red and blue light in the present experiment. Smaller leaf area has found under blue light than with other lighting treatments. Chlorophyll degradation was more pronounced in red and blue light compared with white light or red plus blue light which consequent affected the photosynthetic capacity of the plant. The third series of experiment were studied to investigate the effect of physical environment factors on growth of ex vitro plants including photosynthesis photon flux (PPF), light quality, growing substrates, electrical conductivity (EC) and humidity conditions. In the present experiments, response of plant on PPF and light quality was similar in vitro plants under photosynthesis photon flux 40${\mu}$mol.m,$\^$-2/.s$\^$-1/ and white light or blue plus red lights were the best growth. Substrates testing results were indicated cocopeat or peat moss were good substrates for A. formosanus growth under the greenhouse conditions. In case of A. formosanus plants, EC is generally maintained in the range 0.7 to 1.5 dS.m-1 was shown best results in growth of this plant. Keeping high humidity over 70% under low radiation enhanced growth rate and mass production.

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