쌀의 쌀눈은 배유에 비해 단백질, 지방, 비타민 B1 등의 영양분을 더 많이 함유하고 있다. 본 연구에서는 식물에서 발현 할 수 있는 p53 플라스미드를 제작하였으며, 여러가지의 배지에서 쌀눈 발아의 최적조건을 확립하였다. p53 플라스미드는 pcDNA-p53 플라스미드에서 p53을 얻어내어 TA 벡터에 subcloning을 한 후 식물 플라스미드인 pGEM-CaMV에 p53을 삽입하여 식물에서 발현 가능한 pGEM-CaMV-p53 플라스미드를 제작하였다. 그리고 효율적인 p53 유전자의 도입을 위하여 최적의 팽윤버퍼의 조성 및 배지의 조건을 확립하였다. 팽윤방법을 통한 유전자의 도입에서 팽윤버퍼는 염과 detergent의 서로 다른 농도로 조성하였지만, 이 버퍼조성 사이에서의 쌀눈 발아율의 유의한 차이는 확인되지 않았다. 또한 팽윤된 쌀눈의 발아를 극대화 시키기 위하여 고체한천배지, 액체 배지, 페이퍼 타올 배지의 3가지 조건에 대해서 발아실험을 진행하였다. 그 결과 고체배지에서의 발아율은 70% 정도로 가장 높고 액체배지에서의 발아율은 20% 정도로 가장 낮았으며, 페이퍼 타올배지에서의 발아율은 60% 정도였다. 앞서 확인한 최적의 발아조건에서 쌀눈에 p53 플라스미드를 도입하였고, 그 결과 쌀눈에서의 human p53 발현을 확인 할 수 있었다. 따라서, 팽윤방법에 의한 쌀눈에서의 효율적인 유전자 발현은 쌀의 새로운 부가가 치를 창출할 수 있을 것이다.
Zygotic embryos were excised from immature and mature seeds of the Himalayan yew, Taxus wallichiana. The embryos germinated precociously when kept in darkness for 5 weeks and developed into full seedlings within 10-12 weeks. The highest rate of embryo germination ($81\%$) was obtained in modified Lloyd & McCown' s woody plant medium containing macro and micronutrients at half strength supplemented with $1\%$ activated charcoal, which supported both the best embryonic growth ($43\%$) and seedling development ($32\%$). However, the supplementation of basal media with kinetin, thidiazuron, 6-benzyl aminopurine or $GA_3$ had no effect on the germination of the embryos. The embryos derived from immature seeds germinated but the frequency of embryonic growth was better in mature seeds. Stratification of seeds effected precocious germination of embryos. Seeds kept at $4^{\circ}C$ for 1 week germinated earlier and at a higher frequency irrespective of the stage of seed maturity, while the germination rate declined with prolonged cold treatment for 1 month at that same temperature. Analysis of taxanes in germinating seedlings revealed that root tissues contained high levels of taxol, 10-deacetyl-baccatin ill and baccatin ill as compared to shoots. Thus embryo culture technique appears to overcome the lengthy dormancy requirement of T. wallichiana seeds.
To develop an efficient propagation method for yew tree, zygotic embryos were cultured under various conditions. When dissected embryos were cultured on GA$_3$ containing media, the highest germination frequency was observed on WPM medium contaning 1.0 mg/L GA$_3$. For germination of the embryos, two different conditions were compared; culturing embryos with endosperm (Method I), and 2) culturing embryos only (Method II). Maximum germination was achieved in 0.5 mg/L GA$_3$ when embryos with endosperm were cultured on the media. Of the media tested, White and WPM medium were the most suitable on germination of embryos. The abnormality of yew embryos found was observed when it cultured on GA$_3$ or culture media. About 40% of the precociously germinated embryos could be developed into full seedlings. Seedlings contained taxol in high quantity (535 $\mu\textrm{g}$/g dry weight). In vitro techniques will be sewed as a useful tool for the development of transformed root cultures and biosynthesis studies.
개갑 인삼종자의 생리적 휴면타파를 위한 적정 저온감응기간을 조사하였다. 채종하여 3개월간 모래로 층적저장하여 개갑이 완료된 종자의 배는 배유의 1/2정도의 크기를 보였다. 인삼종자는 채종 당시의 미숙한 배가 형태적으로 거의 완전한 발달을 보이기까지는 6개월 정도가 소요되었으며, 배의 신장의 실외보다는 실내에 저장하였던 종자가 더 빨리 자랐다. 배 신장이 완료된 종자라 할지라도 60일 이하의 저온처리된 종자는 발아가 되지 않았으며, 발아에 필요한 저온감응기간은 실외의 자연상태에서는 75일 정도이며, 냉장온도(4$^{\circ}C$)에서는 90일 정도가 적정하였다. 그러나 적정의 저온감응을 받은 종자라 할지라도 상온데 지속적으로 방치하게 되면 그 효과는 현저히 감소되었다.
A large amount of information is currently available for somatic embryogenesis of plants. However, one common problem related to somatic embryos is that the conversion rate can be low for some species. Apical meristems are responsible for post-embryonic growth of the embryo. The low percentage observed is most likely a result of poor apical meristem development or defects in the meristem organization during somatic embryogenesis. In flowering plants, apical meristems are well developed by the late heart stage of zygotic embryo development. In conifers, such as white spruce, apical meristems are formed at the pre-cotyledon stage. Thus, apical meristem development occurs very early, prior to the maturation stage of embryo development. Once formed, meristems are stably determined. In the somatic embryo, as exemplified by white spruce, since embryo development is not synchronous, tissue differentiation including apical meristem formation occurs throughout the“maturation”stage. Different apical meristem organizations can be found among different individuals within a population. In contrast to their zygotic counterparts, the apical meristems appear not to be stably determined as their organization, as the shoot apical meristem especially, can be easily modified or disrupted. Precocious germination seldom results in functional plantlets. All these observations suggest that the conditions for somatic embryo maturation have not been optimized or are not suitable for meristem formation and development. The following strategies could improve meristem development and hence conversion: 1. Simulate in ouuio conditions to promote meristem development prior to the“maturation”treatment.2. Prevent deterioration of apical meristem organization during somatic embryo maturation.3. Promote further meristem development during embryo germination.
This study was conducted to know the effect of vinyl mulching from the sowing to germination on the seedbed for germination and production of seedling. Embryo growth was restrained with decreasing the water content in seed and stopped below 10% water content. Germination was possible over 55% water content but radicle growth was stopped at 55% water content. Ratioes of embryo / emdosperm length were about 50% at seeding time, and about 80% at just before freeing season, and the ratio was increased from the thawing season again. Vinyl mulching increased the soil water content and soil temperature. Germination rate and number of available seedling in vinyl mulching were increased 10% and 12%, respectively.
본 연구는 인삼종자의 휴면타파 및 발아에 미치는 GA$_3$, Ethrel 몇 $H_2O$$_2$의 영향을 알기 위하여 실시하였는 바 GA$_3$는 배의 생장과 종자의 개갑비율을 높이는데 효과적이었다. GA$_3$ 처리는 인삼종자의 발아율을 높이고 발아기간을 단축시키는데도 효과가 있었다. 그러나 Ethrel과 $H_2O$$_2$처리는 발아에 영향을 미치지 못했으며 GA$_3$의 처리농도간에도 차이가 없었다. 본 실험결과에 의하면 인삼종자의 발아속도가 늦은 것은 배의 영향보다는 배유 또는 종피의 영향을 더 크게 받는 것으로 생각되었다.
This study was carried out to develop an effective seed propagation method for Thalictrum rochebrunianum var. grandisepalum (H. Lev.) Nakai by analyzing seed dormancy types and germination characteristics. Seeds were collected between September to October at Gangwon province, and well-selected seeds were used while being dry-stored at 4±1℃. The seed size ranged 4.52 × 1.58 ㎜ and the weight of thousand seeds were 1,603.5 ± 0.02 ㎎. The moisture content was 7.2%. Seeds were achene type, and morphology characters showed an elliptical shape and rough texture, and light brown in color. Moist-chilling treatment was conducted for dormancy breaking because the seeds had an undeveloped embryo of liner type. The embryo had developed during a moist-chilling period, constantly, and fully developed in 10 weeks. Consequently, it seemed to be non-deep complex or intermediate complex type of morphophysiological dormancy, and embryo dormancy was broken by wet-chilling for 10 weeks. After 10 weeks of wet-chilling treatment, seed germination began. Germination percentage was higher in dark condition raher than light condition and recorded the maximum at 25℃ in the dark (16.3%). A pre-soaking treatment with a combined plant growth hormones promoted germination and shortened T50. Specifically, seed germination of 84.5% was achieved by pre-soaking of seeds with a combined solution of 500 ㎎/L GA3 and 10 ㎎/L kinetin for 24 h after a wet-chilling treatment for 10 weeks. Thus the effect of plant growth hormones coupled with chilling temperature on seed breaking dormancy provide asubsequent growth of seedlings for successful plantation.
Chionanthus retusus is a small deciduous tree that is widely used in landscaping due to its beautiful white spring flowers and ornamental value. Conventional propagation through seeds requires one to two years of breaking dormancy. The objective of this study was to determine the conditions of in vitro germination in C. retusus. In vitro embryo culture was carried out to investigate the effects of six factors: basal media (McCown Woody Plant Medium (WPM) and Murashige and Skoog (MS)); plant growth regulators (different combinations and concentrations of naphthaleneacetic acid (NAA), 6-Benzylaminopurine (BA), and gibberellic acid ($GA_3$)); embryo age (collected weekly beginning 36 days after fruit setting); low temperature pretreatment (storing $4^{\circ}C$ for 1, 2, 3, and 4 weeks); coconut additives (100, 200, and $300ml{\cdot}L^{-1}$); and genotype (grouping plants depending on their flowering nature). The basal medium used in this study was WPM with $2mg{\cdot}L^{-1-1}\;GA_3$, $20g{\cdot}L^{-1}$ sucrose, and $6g{\cdot}L^{-1}$ Agar. WPM medium mixed with $GA_3$, resulted in higher germination rate as compared to when using a combination of auxin and cytokinin. $GA_3$ at $2mg{\cdot}L^{-1}$ was the most effective of all combinations and concentrations of PGRs. WPM medium with $2mg{\cdot}L^{-1}GA_3$ resulted in better and faster germination (75.93%). Embryos collected at 57 days after fruit setting had the highest percent of germinated seeds (87.04%) while low-temperature pretreatment of fruits at $4^{\circ}C$ for two weeks produced the highest germination (95.37%). These results of this study could be an open ground for development of an efficient protocol for commercial production of the ornamental tree.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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