본 연구는 식용 양치식물인 고사리의 대량번식체계를 확립하기 위하여 기내에서 전엽체 증식에 미치는 배지종류, 당의 종류와 농도, agar 농도, 전엽체 접종량 및 배양기간의 영향을 구명하기 위하여 수행되었다. MS배지를 기본으로 하여 배지구성물질을 1/4${\sim}$2배 첨가한 배지와 Hyponex를 0.1${\sim}$0.4%에서 전엽체를 배양한 결과 2MS배지에서 전엽체의 생육이 가장 왕성하였으며, MS배지 구성물질들 중 인산염이 고사리 전엽체의 증식에 가장 영향이 큰 것으로 나타났다. 탄소원의 종류 및 농도별로는 sucrose와 glucose 공히 1% 이상을 첨가한 구에서 전엽체의 생육이 비슷한 경향을 보였다. Agar의 첨가량은 전엽체의 증식에 큰 영향을 미치지 않았으며, agar를 첨가하지 않은 액체배지에서도 전엽체 증식이 왕성하였다. 액체배지 100 mL에 전엽체를 각각 100과 200 mg 접종하여 22일 동안 진탕배양한 결과, 전엽체는 20일 이후에는 증가속도가 완만해지는 경향을 보였으며, 초기 접종량이 20일 후 전엽체 증식에 큰 영향을 미치지 않으므로 100 mg을 곱게 다져 진탕배양 한 후, 20일 후 계대배양 하여 증식시키거나, 기외로 이식하여 포자체를 형성하는 것이 유리한 것으로 사료되었다.
당느릅나무(Ulmus davidiana Planch) 기내번식 방법을 개발하기 위해 유식물의 뿌리로부터 부정근을 유도 한 후 이들 부정근 절편으로부터 부정아 유도과정을 거쳐 식물체를 재생시켰다. 기내발아 식물체의 뿌리 절편을 0.2 mg/L IBA 처리한 1/2 SH 배지에 배양한 결과 다수의 부정근을 유도할 수 있었다. 유도된 부정근으로 부터 절편을 만들어 부정아 유도를 위해 MS배지에 4가지 종류의 cytokinin(zeatin, 2-iP, BA, kinetin)을 첨가한 결과 0.2 mg/L kinetin을 첨가한 배지에서 가장 높은 부정아 유도율과 절편 당 부정아수를 얻었다. 유도된 부정아로부터 줄기생장 및 뿌리유도를 위한 실험에서 줄기 생장은 1/2 WPM배지에서 가장 양호하였고, 뿌리유도는 1/4 WPM배지에는 가장 양호하였다. 또한 기내 재분화묘를 기외로 순환시킨 결과 4주후 100%의 식물체 생존율을 얻었다.
5본의 백합나무 모수로부터 미숙종자 배양을 통한 체세포 배발생을 시험하였다. 두 가지 배지(MS 및 B5)에 2,4-D 및 TDZ의 농도별 조합처리로 캘러스 및 배발생 조직 유도를 시험하고 체세포배 유도, 발달 및 재분화에 미치는 명 암배양의 효과를 조사하였다. 캘러스 및 배발생 조직의 유도는 두 배지간 유의적인 차이가 없었으나 MS + 2,4-D 1.0 mg/L, TDZ 0.01 mg/L, 3% sucrose 조건에서 양호하게 나타났다. 캘러스 유도는 모수 몇 명 암배양에 따른 차이가 없었으나 배발생 조직의 유도는 암배양이 주효하여 명배양보다 약 2배의 효과가 있었고 모수간 55~72%까지 차이를 나타냈다. 체세포배 유도 및 정상적인 체세포배의 발달에 있어서도 모수의 영향을 받으며, 암배양이 필수적인 것으로 나타났고, 해부학적인 관찰을 통해 확인할 수 있었다. 본 실험 결과는 백합나무 체세포배 유도에 있어 모수의 선택과 암배양이 중요한 요인임을 시사해 준다.
우리나라에서 육성(育成)한 교잡종(交雜種)인 양황철나무에 대해 A. tumefaciens strain 6044(pGA472)에 대한 감염력(感染力)을 조사(調査)하였다. 침으로 자극(刺戟)한 양황철나무 잎에서 callus유발은 MS-2, 4-D 0.5 mg/l-BA 0.1 mg/l 배지에서 높게 나타났으며, 줄기는 MS-2, 4-D 0.1 mg/l-BA 0.2 mg/l 배지에서 많이 발생하였다. 형질전환(形質轉換)에 사용(使用)한 A. tumefaciens strain 6044는 AB 액체배지에서 OD 0.5 일때 접종하였는데 이때 박테리아의 농도(濃度)는 1ml당 $4{\times}10^8$개 였다 기내배양(器內培養)한 양황철나무옆에 대한 kanamycin 감수성(感受性)을 조사(調査)한 결과(結果) 10 mg/l에서 심한 생장(生長) 장애(障碍) 현상(現象)을 나타내어 식물체(植物體) 재분화(再分化)가 일어나지 않았다. 침으로 자극한 양황철나무 잎은 A. tumefaciens 6044와 공배양(共培養)한 후 carbenicillin 300 mg/l와 cefotaxime 200 mg/l에서 엽표면에 붙어 있는 박테리아를 제거하였다. 공배양(共培養)한 잎은 kanamycin 10 mg/l가 첨가된 배지(培地)에서 재분화(再分化)되었으며, 줄기 재분화율(再分化率)은 약 10%에 달했다.
향료 및 약용 수종으로 가치 있는 좀목형 (Vitex negundo var. insica)의 기내증식 기술을 개발하고자 3년생 나무의 당년생 신초지로부터 채취한 신초의 기내 증식 및 발근에 미치는 생장조절제의 효과를 구명하였다. 다경줄기 유도는 0.5-2.0 mg/L BA가 첨가된 WPM 배지에서 효과적이었고, 가장 많은 줄기 수 (7.9개/절편)는 1.0 mg/L BA 농도에서 얻었다. 줄기 생장은 WPM 기본배지에서 1-2개의 우세 줄기로 자라는 특징이 있었고 길이는 3.4 cm 정도이었다. BA 2.0 + GA 0.5 mg/L 혼용처리는 증식과 더불어 생장을 촉진하는 효과를 보였다. 줄기 증식 시 처리된 생장조절제는 차후의 발근에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 전반적으로 BA 처리로 유도된 줄기는 차후 발근도 잘되었으나 고농도 BA 처리 (4.0 mg/L)는 발근을 억제하였다. 저농도의 TDZ 처리도 BA 처리와 유사한 경향을 보였으나 0.5 mg/L 농도로 유도된 줄기는 발근이 현저히 억제되었고 그 이상의 농도에서 유도된 줄기는 전혀 발근되지 못했다. 증식 시 BA에 IBA를 혼용처리하면 증식은 물론 차후의 발근에 가장 좋은 것으로 나타났다. 이상의 결과는 약용가치가 뛰어난 좀목형의 기내배양을 통한 효율적인 증식 가능성을 보여주었다.
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.
The Cassava (Manihot esculenta Crantz) is one of the major food crops in the tropical or subtropical regions. Recently, clean planting materials of improved cassava cultivars are in high demand. Problems in the propagation of cassava are virus vulnerable and low rates of seed germination. Thus, the study was undertaken to develop an efficient in vitro mass propagation protocol of Manihot esculenta Crantz. So we tried to optimize protocols for mass production from axillary buds of Cassava. Young and actively growing stem segments were excised from adult plants of cassava. Samples were cut into a 3~4 cm nodal segments with axillary buds, and cultivated in the different medium supplemented with various plant growth regulators for 4 weeks. For shoot multiplication, axillary buds approximately 1 cm in length were taken from in vitro derived shoots and subcultured. After 4~6 weeks, the shoot generation rate showed 55.6%. The shoot number and its length was 1.0/explant and 2.3 cm in the most favorable medium composition. The auxin β-indolebutyric acid(IBA) 0~2.0 mg/L was proved to be effective on root development. Plantlets with fibrous roots easily generated tuberous roots in vitro. The tuberous roots were induced only when both kinetin and IBA were used in combination. after 8 weeks, the root generation rate showed 100%. The root number and its length was 17.2/explant and 2.2 cm in the most promising medium composition. Our experiments confirmed that in vitro growth and multiplication of plantlets could depend on its reaction to the different medium composition, and this micropropagation techniques could be a useful system for healthy and vigorous plant production.
감자 가공용 신품종'새봉'의 무병주 대량생산을 위하여 microponic system에서 배양액의 농도변화가 감자 소식물체 생육에 미치는 영향을 구명하고자 수행 하였다. 조절한 감자 배양액의 농도는 EC 0.2, 0.6, 1.0, 1.4, 1.8, $14.0dS{\cdot}^{-1}$수준 이었으며 감자 조직배양묘는 생장점과 잎을 2개 포함한 1.5cm길이로 잘라 50mL 유리병(glass vial)에 1개씩 치상하여 18일, 또는 21일간 2회에 걸쳐 하였다. 배양액 량은 용기 당 2mL씩 넣고 10일 후 1 mL를 첨가하였으며, 환경조건은 일장 16시간, 온도 $23{\pm}1^{\circ}C$, $40mmol^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 백색 LED에서 실험 I의 배양액농도는 EC 0.2, 1.0, $14dS{\cdot}m^{-1}$였으며, 실험 II의 배양액농도는 0.6, 1.0, 1.4, $1.8dS{\cdot}m^{-1}$로 조정하였다. 치상 7일 후 소식물체의 생존율은 $0.2dS{\cdot}m^{-1}$에서 90%, $0.6dS{\cdot}m^{-1}$에서 100%, $1.0dS{\cdot}m^{-1}$에서 100%, $1.4dS{\cdot}m^{-1}$에서 0%, $1.8dS{\cdot}m^{-1}$에서 0%, $14.0dS{\cdot}m^{-1}$에서 0% 이었다. 배양액의 전기전도도를 $1.0dS{\cdot}m^{-1}$으로 조절한 처리에서 이식 2일 후 뿌리가 발육되어 소식물체 생육이 왕성하게 생장하여 18일 만에 7개의 엽, 길이 5cm, 생중 0.5g이상의 식물체로 생육하였다. 배양액의 농도를 $0.6dS{\cdot}m^{-1}$으로 조절한 처리에서는 이식 4일 후부터 뿌리가 발육되어 21일 후 5개의 엽, 길이 4cm, 생중 0.2g을 가진 식물체로 생육하였다. 따라서 microponic system에서 무병 감자 묘 대량생산을 위해서는 감자배양액의 전기전도도를 $0.6{\sim}1.0dS{\cdot}m^{-1}$ 조절하여 관리하는 것이 효과적임을 알 수 있었다.
Bulbophyllum auricomum Lindl.은 희귀 난초이며 매력적인 향기가 지닌 꽃이 피어난다. 본 연구는 미세 증식을 위한 조직 배양 방법을 조사하였다. 인공 자가 수분으로부터 파생된 캡슐은 MS 기본 배지에서 최상의 종자 발아를 위해 얻어진다. 식물 성장 조절제(1.0 mg/L의 BAP 및 2.0 mg/L의 NAA)는 원괴체 유래 유사구근 절편체의 캘러스 유도에 영향을 받았다. 캘러스 계대배양을 위해 10가지 처리 배지에서 다른 천연물 추출물을 테스트하였다. 이 중 150ml/L 코코넛 워터를 첨가한 MS 배지는 일반적으로 1개월 및 2개월에 생중량(1.75 ± 0.08) 및 (3.01 ± 0.20) 캘러스 증식 및 PLB 유도에 효과가 있었고, 그 다음으로 바나나 30g/L와 감자 추출물 20g/L의 MS 조합이 뒤를 이었다. 식물 생장 조절제와 천연 추출물을 함께 첨가한 MS배지와 천연 추출물만 첨가한 MS 배지를 비교 연구한 결과, 천연 추출물(코코넛 워터 150ml/L)과 식물 생장 조절제(BAP 2.0 mg/L 및 NAA 1.0 mg/L)를 혼합하여 MS 배지에 첨가한 결과 배양 1개월 및 2개월 후에 각각 가장 높은 새싹 재생수로 (3.37 ± 0.17) 및 (6.41 ± 0.68)을 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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