• 제목/요약/키워드: embryo-derived plantlets

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유자의 성숙종자 배양 및 종자유래 배발생 현탁배양으로부터 체세포배발생을 통한 유자의 식물체 재생 (Somatic Embryogenesis and Plant Regeneration in Mature Seed Cultures and Seed-Derived Embryogenic Suspension Cultures of Yuzu)

  • 민성란;최명석;정원중;유장렬
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제29권3호
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    • pp.185-188
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    • 2002
  • 유자의 성숙종자를 MS 기본배지에 치상하여 종자의 내피에서 주심조직 유래의 희고 부서지기 쉬운 배발생캘러스가 1.2%의 빈도로 형성되었다. 이 캘러스는 1 mg/L 2,4-D를 첨가한 MS배지에서 증식되었다. 증식된 캘러스를 0.1 mg/L kinetin을 첨가한 MS 배지에 옮겼을 때 많은 수의 체세포배가 형성되었다. 배발생캘러스를 1 mg/L 2,4-D를 첨가한 액체 배지에 넣어 배발생 현탁배양계를 확립하였다. 배양된 현탁배양세포를 0.5 mg/L ABA를 첨가한 고체배지에 평판하였을 때 높은 빈도로 체세포배로 발달하였으며 MS 기본배지 혹은 1 mg/L kinetin 첨가배지에서 소식물체로 발달하였다. 소식물체는 성공적으로 토양으로 옮겨서 온실에서 육성되었다.

강활(Ostericum koreanum Kitagawa)의 잎절편체 배양으로 부터 발생된 여러가지 형태의 체세포배를 통한 식물체 재생 (Plant Regeneration from Somatic Embryo with Structural Diversity from Leaf Explant Culture of Ostericum koreanum Kitagawa)

  • 조덕이;소웅영
    • 식물조직배양학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.51-56
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    • 1998
  • 강활(Ostericum koreanum Kitagawa)의 잎절편배양으로부터 체세포배 형성을 통한 식물체 재생, 체세포배의 이상자엽에 관한 NAA와 싸이토카이닌(kinetin, BA)의 영향 및 체세포배의 자엽수와 발아와의 관계을 밝히기 위하여 본 연구를 시도하였다. 배발생능캘러스는 여러 가지 농도의(0, 0.1, 0.5, 1, 2mg/L) NAA와 싸이토카이닌(kinetin, BA)이 첨가된 MS배지에서 배양된 캘러스는 희고 물기가 많고 부드러웠으며 배양중에 갈변하면서 연노랑색의 배발생능 캘러스로 되었으며 이로부터로 체세포배가 형성되었다. 1mg/L NAA+0.1mg/L BA가 첨가된 MS 배지상에서 계대배양 없이 60일간 배양하여 고빈도 체세포배를 얻을 수 있었다. 성숙한 체세포배는 계대배양없이 동일 배지상에서 2주후 발아하여 소식물체로 되었다. 성숙한 체세포배는 2개 자엽을 갖는 정상적인 자엽배가 39.8%이었고, 주발모양, 1개, 3개 및 4개자엽배 등은 3.1% 33.6%, 15.3% 및 8.2%이었다. 정상적인 2개 자엽 체세포배의 발아율은 97.4% 이었고 주방모양의 자엽을 갖는 체세포배를 제외하고(33.3%) 비정상 자엽배에서도 정상자엽체세포배의 발아율과 거의 비슷하였다.

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Establishment of Cell Suspension Cultures and Plant Regeneration in White Dandelion (Taraxacum coreanum NAKAI.)

  • Sun, Yan-Lin;Kim, Jae-Hak;Hong, Soon-Kwan
    • 한국자원식물학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.280-285
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    • 2011
  • In this study, we established a novel somatic embryogenesis and plant regeneration system through cell suspension culture of white dandelion (Taraxacum coreanum NAKAI.). Embryogenic calli could be initiated from leaf and root explants of sterile seedlings on solid Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with 1.0 mg/L 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) after 3-week cultures. To proliferate embryogenic calli rapidly, cell suspension culture was performed with transferred to liquid MS medium with various combinations of plant growth regulators (PGRs) including 2,4-D, ${\alpha}$-naphthalene acetic acid (NAA), indole-3-acetic acid (IAA), $N^6$-benzylamino purine (BAP), thidiazuron (TDZ), and kinetin. During suspension cultures, embryogenic calli not only greatly proliferated, but shoot organogenesis also simultaneously occurred from the surface of somatic embryos. Among them, TDZ at lower concentration, 0.1 mg/L produced the highest efficiency of somatic embryo formation and shoot organogenesis. Rooting of embryogenic calli with adventitious shoots was done on solid MS medium containing 0.1 mg/L NAA and 0.3% activated carbon. Nearly 80% of embryogenic calli with shoot organogenesis could be rooted normal. Well-rooted plantlets were transferred into pots under a greenhouse condition, and plants derived from this system appeared phenotypically normal.

Mapping QTLs for Tissue Culture Response of Mature Wheat Embryos

  • Jia, Haiyan;Yi, Dalong;Yu, Jie;Xue, Shulin;Xiang, Yang;Zhang, Caiqin;Zhang, Zhengzhi;Zhang, Lixia;Ma, Zhengqiang
    • Molecules and Cells
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    • 제23권3호
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    • pp.323-330
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    • 2007
  • The mature wheat embryo is arguably one of the best explants for genetic transformation because of its unlimited availability and lack of growth season restriction. However, an efficient regeneration system using mature wheat embryos (Triticum aestivum L.) is still not available. To identify genes related to the tissue culture response (TCR) of wheat, QTLs for callus induction from mature embryos and callus regeneration were mapped using an RIL population derived from the cross of 'Wangshuibai' with 'Nanda2419', which has a good TCR. By whole genome scanning we identified five, four and four chromosome regions conditioning, respectively, percent embryos forming a callus (PEFC), percent calli regenerating plantlets (PCRP), and number of plantlets per regenerating callus (NPRC). The major QTLs QPefc.nau-2A and QPcrp.nau-2A were mapped to the long arm of chromosome 2A, explaining up to 22.8% and 17.6% of the respective phenotypic variance. Moreover, two major QTLs for NPRC were detected on chromosomes 2D and 5D; these together explained 51.6% of the phenotypic variance. We found that chromosomes 2A, 2D, 5A, 5B and 5D were associated via different intervals with at least two of the three TCR indexes used. Based on this study and other reports, the TCRs of different explant types of wheat may be under the control of shared or tightly linked genes, while different genes or gene combinations may govern the stages from callus induction to plantlet regeneration. The importance of group 2 and 5 chromosomes in controlling the TCRs of Triticeae crops and the likely conservation of the corresponding genes in cereals are discussed.

Biolistic transformation of Moroccan durum wheat varieties by using mature embryo-derived calli

  • Senhaji, Chaimae;Gaboun, Fatima;Abdelwahd, Rabha;Diria, Ghizlane;Udupa, Sripada;Douira, Allal;Iraqi, Driss
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제48권4호
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    • pp.246-254
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    • 2021
  • Environmental stresses are estimated to have reduced global crop yields of wheat by 5.5%. However, traditional approaches for the transfer of resistance to these stresses in wheat plants have yielded limited results. In this regard, genetic transformation has undoubtedly opened up new avenues to overcome crop losses due to various abiotic stresses. Particle bombardment has been successfully employed for obtaining transgenic wheat. However, most of these procedures employ immature embryos, which are not available throughout the year. Therefore, the present investigation utilized mature seeds as the starting material and used the calli raised from three Moroccan durum wheat varieties as the target tissue for genetic transformation by the biolistic approach. The pANIC-5E plasmid containing the SINA gene for drought and salinity tolerance was used for genetic transformation. To enhance the regeneration capacity and transformation efficiency of the tested genotypes, the study compared the effect of copper supplementation in the induction medium (up to 5 μM) with the standard MS medium. The results show that the genotypes displayed different sensitivities to CuSO4, indicating that the transformation efficiency was highly genotype-dependent. The integration of transgenes in the T0 transformants was demonstrated by polymerase chain reaction (PCR) analysis of the obtained resistant plantlets with primers specific to the SINA gene. Among the three genotypes studied, 'Isly' showed the highest efficiency of 9.75%, followed by 'Amria' with 1.25% and 'Chaoui' with 1%.

작약(Paeonia lactiflora Pall.) 화분에서 유래된 배의 발달과 분화식물체의 배수성 (Development of Pollen-Derived Embryos and Ploidy Level of Their Regenerated Plants in Paeonia ladctiflora Pall.)

  • 손재근;김광수;김경민
    • 식물조직배양학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.215-220
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    • 1994
  • 약배양에서 형성된 배를 GA$_3$가 첨가되지 많은 MS배지에 배양한 결과 발아률이 12.5%로 낮았으나, 0.3 mg/L GA$_3$가 첨가된 배지에서는 81.3%의 높은 발아률을 보였고 발아후의 생육양상도 양호하였다. 자엽출연기의 배를 GA$_3$ (0.3mg/L)가 첨가된 MS배지에서 20일 동안 전배양한 후 IAA, cytokinin 및 GA$_3$가 단용 또는 혼용된 배지에 배양한 바 배의 발아률은 모든 처리에서 72% 이상의 높은 발아률을 보였으나 발아후의 생육면에서는 2.0mg/의 BA 단용 또는0.1 mg/L의 kinetin과 0.3 mg/L의 G가 혼용된 배지에서 가장 좋았다. 0.5 mg/L GA$_3$가 첨가된 배지에 자엽출현기의 배를 이식하여 4$^{\circ}C$에 8주동안 저온처리하면서 저온처리 기간별 배의 발아률 및 발아후의 생육양상을 조사한 바 저온처리기간이 길어질수록 작약의 발아률이 향상되어 8주동안 저온처리된 배에서 73.3%의 가장 높은 발아률을 나타내었고 발아후의 생육양상도 가장 양호하였다. 작약의 체배양에서 재분화된 식물체의 배수성을 조사한 바 분화식물체 개체 중 반수체와 이배체가 각각 낙.8%와 31.2%로 가장 많았고, 4배체5.2%)와 3배체(1.3%)도 있었으며 염색체수가 4개(1.3%) 또는 6개(5.2%)인 이수체 있었다.

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참나물 현탁배양세포 유래 배발생캘러스에서 HD-Zip 유전자, Phc5의 클로닝과 특성 (Cloning and Characterization of Homeodomain-Zip Gene, Phc5 in Embryogenic Callus derived from Pimpinella brachycarpa Suspension Cultured Cells)

  • 손수인;김준철
    • 식물조직배양학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.121-126
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    • 1999
  • 참나물 (Pimpinella brachycarpa)의 엽병 (petiole)절편체로부터 캘러스가 MS배지 (0.5mg/L 2,4-D와 0.1mg/L BAP)에서 유도되었으며 이들 캘러스로부터 치밀하게 배열된 세포집단(cell cluster)을 선발하여 현탁배양하였다. 이들 현탁배양세포들은 0.1 mg/L NAA가 포함된 MS고체배지에 배양되어 배발생 (embryogenic) 캘러스로 성장하였다. 배발생캘러스는 연한 노란색을 띠며 체세포배로 분화되었으며 이들 체세포배는 MS액체배지에서 발아되어 식물체로 성장하였다. 참나물 현탁배양세포 유래 배발생캘러스로부터 분리한 mRNA로부터 cDNA library를 합성하여 PCR을 수행한 결과 제조된 library의 삽입절편의 크기가 대부분 500bp이상임을 확인하였다. 이들 cDNA library로부터 전체 1.5 $\times$$10^{6}$개의 plaque를 혼성화하여 일차의 screening을 통해 19개의 cDNA clone을, 이차의 screening을 통해 5개의 cDNA clone을 얻었으며 이중 4개의 cDNA clone은 참나물 shoot의 HD-Zip 유전자인 Phz4 유전자와 동일한 약 1.4 kb 정도인 것으로 나타났으나, 1개의 cDNA clone, Phc5는 약 1.5kb정도의 크기를 나타내었다. 1.5kb인 Phc5는 Phz4유전자의 5'쪽으로 163bp의 염기가 추가로 발견되어 총 1,531 bp에 해당하였으며 18개의 polyA tail을 가지고 있었다. Phc5는 284번째에 ATG개시코돈이 있고 302개의 아미노산을 암호화하는 906개의 단백질 암호화 부위와 Homeodomain을 갖고 있었다. Phc5로부터 추정된 단백질은 기존 전사조절자에서 많이 보고된 HD의 구조적 특징을 갖고 있었다.

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배추 유전자원의 소포자 유래 배 발생 효율에 미치는 배양 조건 구명 (Efficiency of microspore embryogenesis in Brassica rapa using different genotypes and culture conditions)

  • 서미숙;손성한;박범석;고호철;진민아
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제41권3호
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    • pp.116-122
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    • 2014
  • 다양한 형태적 특징을 가진 배추 유전자원의 소포자 배양을 통한 고정계통의 육성 및 효율적인 소포자 배 발생조건을 확립시키기 위하여 50종의 배추 유전자원을 대상으로 소포자 배양을 실시하여 30종에서 반수체배의 생산이 확인되었다. 소포자 배 발생률은 순무형인 IT135449에서 가장 높았고 일부 유지작물형(winter oil)에서는 배 발생이 관찰되지 않았다. 소포자 배양을 통한 다양한 배추 유전자원의 배 발생 효율의 증대를 위하여 유전자원 4종(IT135449, IT199710, IT212886, IT218043)을 대상으로 고온처리 기간에 따른 소포자 배 발생 효율을 확인한 결과, 3종에서는 $32^{\circ}C$에서 2일간 고온처리 할 경우 배 발생률이 가장 높았고 summer oil형 IT218043에서는 3일간 처리할 경우 가장 높은 배 발생률이 관찰되었다. 또한 소포자배의 식물체 재분화에 영향을 미치는 식물 생장조절제의 농도를 조사한 결과, 결구배추형인 IT199710에서는 NAA $0.5mg{\cdot}L^{-1}$과 BAP $1mg{\cdot}L^{-1}$를 첨가한 처리구에서 가장 높은 재분화율이 관찰되었으나 순무형인 IT135449와 청경채형 IT212886에서는 생장조절제 무처리구에서 가장 높은 재분화율이 관찰되었다. 소포자 배 유래 재분화 식물체들을 대상으로 배수성 검증을 실시한 결과 종자를 형성한 모든 식물이 자연배가를 통한 이배체 식물임이 확인되었다. 본 실험의 결과는 다양한 배추 유전자원의 소포자 배양효율 증진을 위해 이용될 수 있을 뿐 아니라 획득한 고정 계통은 이후 배추의 육종 및 유전자 기능 연구의 소재로 활용될 수 있을 것이다.