양성자와 감마선 조사한 추파형 유채 $M_2$세대의 화뢰의 소포자 배발생에 대해 조사하였다. 세 가지 유채품종 '한라', '내한'과 '탐미' 유채종자를 각각 400 Gy와 600 Gy의 양성자와 감마선으로 전처리 하였다. 일부 종의 양성자와 감마선 조사구에서 배발생이 증가되었고 대조구보다 높았다. 품종별로는 '내한'유채가 배발생 빈도가 가장 높았고 '탐미' 유채가 가장 낮았다. 드물게 배상체로부터 바로 소식물체가 형성되었고 대부분은 비정상적으로 multilobe가 형성되었다. 배상체로부터 식물체가 성공적으로 재분화 되었고 화분에 순화되었다.
당귀 반수체 육성의 기초차료를 얻고자 배양 소포자의 활력과 특성을 Flow cytometry로 관찰한 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 소포자 활력은 발육 시기에 따라 차이를 보여 배양 4일경에 4분자기 12.8%, 1핵성소포자기 49.3%, 2핵성소포자기 42.3% 및 성숙화분은 56.4%였다. 그리고 배양 20일 경에 는 소포자의 활력이 감소하여 배양중 배지개선과 계대배양이 요구됨을 알 수 있었다. 2. 발육시기에 따라 소포자 구조 peak가 다르게 조사되어 4 분자기는 원형을 보이다가 $1{\sim}2$핵성 소포자 부터 성속 화 분은 장타원형의 발달하는 특성을 띠었다. 3. 배양 소포자 중 살아서 생존한 소포자는 FDA 염색에 녹색 형광을 DAPI 염색에 청색형광을 발하여 활력이 있음을 알 수 있었다.
Haploid/double haploid plants developed from isolated microspores can significantly accelerate plant breeding. Haploid plants can naturally double their chromosomes to create a pure homozygous line of diploid plants. We present a method for producing embryos from isolated microspores of hot peppers (Capsicum annuumL.). We analyzed the polyploidization levels of the regenerated plants. The donor plants produced the optimal stage of microspores following short-term growth under low-intensity light, which resulted in high rates of embryogenesis and cotyledonary embryogenesis. To find an efficient culture method, liquid, doubled-layer, and 2-step cultures were tested. Liquid culture yielded the highest number of embryos, whereas the highest efficiency for cotyledonary embryogenesis was afforded by the doubled-layer culture. When normal cotyledonary embryos were transplanted onto a regeneration medium, they developed into complete plants. From these, 208 plants were tested via flow cytometric analysis, and 35.6% and 72.7% of the chromosomes from the Milyang-jare and LV2319 genotypes, respectively, were found to be spontaneous double haploids. These results are the same as those obtained on analyzing horticultural characteristics, including the size of leaves and the size and shape of fruits. The present study provides information on the practical application of isolated microspore culture of hot peppers, factors that affect embryogenesis, and methods for polyploidy testing.
국내 시판 $F_1$ 4품종과 일본 시판종 1품종을 이용하여 무 약배양을 실시하였다. 무 약배양에 적합한 배지 및 적정 전처리 및 치상후 처리 조건을 구명하기 위하여 $4^{\circ}C$ 전처리 및 치상 후 $35^{\circ}C$ 처리를 병행처리 또는 단독처리하여 약배양에 미치는 영향을 조사하였고, 적정 치상 시기를 결정하고자 약을 치상하는 시기에 따른 배발생율을 조사하였다. 이상의 실험 결과를 요약하면 다음과 같다.1. 무 약배양은 아직까지는 품종간 배발생율의 차이가 두드러지게 나타나고 있어 태백의 경우는 배발생이 잘 되는 품종으로 밝혀졌고, 배발생율은 태백, 백자, 그리고 일본 품종인 대청 및 박달의 순으로 좋았다.2. 배지는 N/N 배지를 기본배지로하고 호르몬을 NAA 0.1 mg/l 와 BAP 0.05mg/l 첨가한 배지가 배발생에 가장 효과적이었다.3. 그러나 배지간 배발생율 차이는 $4^{\circ}C$ 전처리에 영향을 받아 배발생율이 다르게 나타나는 것으로 나타났다.
작약의 화분배양에 의한 반수체 식물을 유기시킬 목적으로 화분배양을 실시하여 배양중 소포자의 변화를 관찰하고 캘러스 및 배발생에 미치는 저온전처리(5$^{\circ}C$/10 days)의 효과와 배양화분의 생존율을 조사하였다. 작약의 화분배양시 캘러스 및 배발생에는 저온전처리의 효과가 다소 인정되었으나 약배양의 효과에는 미치지 못하였다. 화분를 첨가한 고체배지에 이식했을 때 구형배가 형성되었다. 화분의 생존율에는 저온전처리 및 배지조성간 의 영향이 미치지 않았으며 배양기간이 지남에 따라 화분의 생존율도 저하되었다.
도라지 약배양에 있어서 저온처리가 화분 2형현상과 배형성에 미치는 영향을 조사하기 위해 1핵성 소포자기의 도라지 약을 0.5 mg/L NAA와 1.0mg/L BA가 첨가된 MS배지에 배양하였다. 저온전처리는 이상화분과 균등분열에 의한 B형 화분, 다핵 및 다세포 화분수를 현저하게 증가시켰는데 특히 8$^{\circ}C$에서 5일간 저온전처리는 배양 전 이상화분이 20.6%가 증가되었고 배양 중에는 54.9%의 캘러스와 9.9%의 배형성율을 나타내 가장 효과적이었다. 배양 중 소포자로부터 배는 첫째. 주로 영양세포가 분열하거나 둘째, 영양세포와 생식세포가 각각 분열하거나 셋째, 균등분열에 의한 영양핵과 동일한 크기의 두 낭세포 모두가 분열하여 배를 형성하는 3가지 경로가 관찰되었다.
본 연구에서는 유지형 배추인 LP08과 청경채형 LP21을 교배한 교잡종 $F_1$을 소포자 배양하여 유전적으로 고정된 계통을 획득하였다. 엽의 결각 유무 및 결각수에서 다양한 형태적 특징을 보이는 66개 고정계통을 대상으로 항암 및 항산화 물질로 알려진 플라보노이드의 함량을 분석하였다. 66개 고정 계통의 엽의 결각 유무와 플라보노이드 함량 간 상관관계는 관찰되지 않았다. 양친으로 사용된 LP08, LP21 그리고 결구 배추형 품종인 Chiifu를 대상으로 플라보노이드 분석을 실시한 결과, quercetin, naringenin, 및 kaempferol 함량의 다양한 분포가 관찰되었다. 또한 모계인 LP08에서 가장 높은 총 플라보노이드 함량을 나타내었고 결구 배추형인 Chiifu에서 가장 낮은 함량을 보였다. 66개 고정 계통을 대상으로 플라보노이드 함량을 분석한 결과, quercetin은 LP08 보다 높은 함량을 보이는 18 계통이 확인되었으나 naringenin과 kaempferol에서는 교배친 보다 높은 함량을 보이는 계통을 발견할 수 없었다. 총 플라보노이드 함량에서 kampferol은 79.7 %, quercetin은 17.4 %의 비율을 보였고 naringenin의 경우 2.8 %로 거의 대부분의 계통에서 가장 낮은 함량을 보이고 22개 계통에서는 전혀 발견되지 않았다. 또한 성분간 상관관계를 분석한 결과 quercetin과 kaempferol의 함량간에 유의한 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다. 본 실험의 결과는 향후 플라보노이드 생합성 기작 관련 유전자 탐색을 위한 자료로 활용할 예정이다. 또한 고정 계통을 대상으로 다양하고 광범위한 형질 조사를 실시하여 배추의 품종 개발이 가능할 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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