• 제목/요약/키워드: microspore embryo

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고추 (Capsicum annuum L.)의 약배양 시 온도 전처리가 소포자배 발생에 미치는 영향 (The Influence of Temperature Pretreatment on the Production of Microspore Embryos in Anther Culture of Capsicum annuum L.)

  • 김문자
    • 식물조직배양학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.71-76
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    • 1999
  • 약배양에 대한 반응이 비교적ㆍ높은 것으로 알려진 고추의 두 품종 계룡산재래와 밀양재래의 약을 2,4-D와 kinetin이 각각 0.1 mg/L씩 첨가된 배지에 치상한 후 4$^{\circ}C$와 32$^{\circ}C$의 온도 전처리가 소포자배 발생에 미치는 영향을 조사하였다. 소포자배의 발생은 사용한 두 품종 중 밀양재래에서 높았다. 고온처리는 저온처리에 비해 소포자 배의 발생이 많았고 캘러스의 발생은 거의 없었으며 발생한 배는 동일 배지에서 또는 호르몬이 없는 배지에 옮겼을 때 대부분이 정상적인 유식물로 발달하였다. 저온처리에서는 캘러스의 발생이 많았고 발생한 배는 대부분이 비정상적으로 발달하였다. 소포자배 발생에 효과적인 고온처리 기간은 밀양재래에서는 3일, 계룡산재래에서는 6일이었다. 고추의 약배양 시 고온처리는 소포자배의 유기뿐만 아니라 유기된 배의 생장에도 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

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고추의 소포자 배양 시 전처리 배지, 새 배지의 첨가, 및 배양 용기의 크기가 배의 생산에 미치는 영향 (Influence of pretreatment medium, fresh medium addition, and culture plate size on the production of embryos in isolated microspore culture of hot pepper (Capsicum annuum L.))

  • 박은준;김진애;김문자
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제36권2호
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    • pp.184-192
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    • 2009
  • The influences of pretreatment medium, the addition of fresh medium, and the size of culture plate on the production of embryos were investigated in isolated microspore culture of hot pepper (Capsicum annuum L.). Among the media used for heat shock pretreatment ($32{\pm}1{^{\circ}C}$), high frequency embryo production was obtained when the sucrosestarvation medium A was used. On the other hand, neither 0.37 M mannitol solution nor NLNS medium supplemented with sucrose was not efficient for embryo production. The addition of culture medium to pretreatment media considerably decreased the embryo production even though embryo development proceeded further. The embryo production was not improved by the addition of fresh medium after 2 or 3 weeks from starting culture. Increase in the size of the culture plate from $3.5{\times}1.0$ cm to $6.0{\times}1.5$ cm improved embryo quality. These results will provide valuable information for developing an efficient microspore culture system of hot pepper for high frequency embryo production.

소포자 배양에 의한 반수체 식물유도 효율이 높은 국내 유채 품종 선발 (Comparison of Frequency Embryogenesis through Microspore Culture of Domestic Cultivars in Brassica napus L.)

  • 박윤정;김광수;장영석;김철우;방진기
    • 한국작물학회지
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    • 제51권spc1호
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    • pp.237-241
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    • 2006
  • 국내육성 유채품종 간 반수체식물 생산성을 비교하였다. 화아로부터 분리된 소포자를 13%의 sucrose, $0.05mg/{\ell}$ BA 와 $0.5mg/{\ell}$ 의 NAA가 첨가된 NLN 배지에서 배양하였다. 반수체 배의 생산에는 유전형이 중요한 요인이였으며, 탐라유채가 가장 높은 반수체 배 생산능을 보여 화아당 176개의 반수체 배가 발생하였으나, 한라유채와 영산유채는 배 생산은 물론 세포분열도 관찰되지 않았다. 발생한 반수체 배를 NLN배지에서 현탁배양하여 Multilobe abnormal embryos를 형성시켰으며, 계속하여 생장조절제가 첨가되지 않은 MS고체 배지에 치상 배양하여 반수체식물체를 유도 하였다. 재생된 반수체 식물체는 성공적으로 순화되었다.

작약의 약 및 소포자 배양에서 Phenylacetic Acid [PAA]가 배형성에 미치는 영향 (Effect of Phenylacetic Acid (PAA) on Embryo Formation in Anther and Microspore Culture of Paeonia lactiflora)

  • 권용삼;신영애;손재근
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제29권3호
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    • pp.193-198
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    • 2002
  • 작약의 약 및 소포자 배양 효율을 향상시키기 위하여 배지 내에 첨가되는 PAA의 농도별 배형성 정도와 배의 형태적 변이 등에 대한 실험을 수행하여 얻어진 결과를 요약하면 다음 과 같다. 작약의 약배양에서 배지 내에 첨가되는 PAA의 농도에 따라 소포자 유래의 배형성률은 다르게 나타났는데 2 mg/L의 PAA가 첨가된 배지에서 배형성률이 가장 높게 나타났으며, PAA의 농도가 증가됨에 따라 배형성를은 낮아진 반면 캘러스 형성률은 증가하는 경향을 나타내었다. 소포자에서 유래된 배의 형태는 PAA의 농도에 따라 큰 변이를 나타내었는데 2개의 자엽을 가진 정상배의 출현빈도는 2 mg/L의 PAA가 첨가된 배지에서 가장 높게 나타났으며 PAA의 농도가 그 이상으로 증가하면 오히려 비정상배의 출현빈도가 높아지는 경향이었다. 작약의 소포자 배양에서도 2 mg/L의 PAA 첨가 배지에서 10일간 전배양된 약을 PAA (2 mg/L)를 함유한 MS액체 배지에 배양했을 때 누출된 소포자 (shed microspore)의 수도 많았고 분열률도 높았으며, 이들 소포자로부터 형성된 배의 수도 가장 많았다.

Agrobacterium 공동배양을 이용한 고추 소포자 유래 초기 배의 GFP 발현 (GFP expression in the microspore-derived early embryo through co-culturing with Agrobacterium)

  • 정민;인동수;김봉규;장인창;박은준;김문자;한지학
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제35권2호
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    • pp.109-114
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    • 2008
  • Agrobacterium 공동배양을 적용하여 소포자에 Agrobacterium-mediated genetic transformation이 가능한지를 조사하기 위하여 소포자 형질전환에 대한 조건을 구축하고자 하였다. 선발 배지에서 Kanamycin에 대한 소포자의 배발생율을 조사하였는데 Kanamycin 농도 10 mg/L, 50 mg/L, 100 mg/L를 처리하였을 때 배발생율이 각각 4배, 8배, 10배 이하로 감소하였고 Kanamycin이 형질전환 선발마커로 사용할 경우 형질 전환율이 매우 낮아질 것으로 사려 된다. GFP 유전자 발현을 이용하여 visual reporter로서 활용하고자 Agrobacterium과 공동배양 후 배발생 유도 배지에 치상하고 소포자가 배로 발생하는 과정을 현미경으로 조사하면서 GFP 발현을 관찰하였다. 소포자는 배양 12일째서부터 소포자 분열로 cluster를 형성하였으며 24일째에는 반복되는 분열을 통하여 큰 mass의 배로 발달된 모습을 각각 GFP 발현을 통해 볼 수 있었다. 배양48일째도 GFP발현이 계속 보이며 총 8 개의 배에서 GFP 발현 재현성을 보임으로서 형질전환은 된 것으로 보이지만 더 이상 성숙된 배로 자라지 않아 소포자를 이용한 Agrobacterium 형질전환 조건을 더 개선할 필요가 있다.

고추의 약배양 시 온도 전처리에 따른 소포자의 세포학적 변화 분석 (Cytological Analysis of Microspores during Temperature Pretreatment in Anther Culture of Capcicum annuum L.)

  • 김문자;장인창
    • 식물조직배양학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.263-271
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    • 2001
  • 고추의 약을 배지에 치상한 후 4$^{\circ}C$와 32$^{\circ}C$의 온도 전처리가 소포자의 활력, 초기분열 및 소포자 배 발생에 미치는 영향을 조사하였다. 활력 있는 소포자의 비율은 모 식물에서 채취하여 치상할 당시에는 62~64%정도였으나 치상 후 온도처리 기간 중에는 매우 급속하게 저하되었다. 소포자의 활력은 4$^{\circ}C$ 처리에 비해 32$^{\circ}C$ 처리 시에 더욱 심하게 감소하였으며 배양 9일이 되면 온도처리와 관계없이 활력 있는 소포자가 거의 없었다. 치상 당시의 소포자는 대부분이 후기 1핵성 소포자기였으며 배양 2일 후부터 핵이 소실된 무핵 소포자들과 함께 다양한 유형의 다핵 소포자들이 나타났다. 배 발생적 소포자의 비율은 고온처리에서 높았으나 균등분열에 의한 동형2핵 소포자의 출현에는 온도처리에 따른 차이가 크지 않았으며 다핵 소포자들은 균등 또는 불균등 분열에 의해 생겨났다. $25^{\circ}C$와 32$^{\circ}C$ 처리에서는 배양 2일 후에 이미 퇴화 소포자들이 50% 이상이 되었는데 4$^{\circ}C$ 처리에서는 14일 동안 대부분의 소포자들에서 핵이 완전하였다. 소포자 배의 발생은 4$^{\circ}C$ 처리에 비해 32$^{\circ}C$ 처리에서 높았으며 가장 효과적인 고온처리 기간은 4일이었다. 이에 비해 4$^{\circ}C$ 처리에서는 2일 처리가 가장 효과적이었으며 처리기간이 길어질수록 소포자 배의 발생이 감소되었다.

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Microspore-derived Embryo Formation and Morphological Changes during the Isolated Microspore Culture of Radish (Raphanus sativus L.)

  • Han, NaRae;Kim, Sung Un;Park, Han Young;Na, Haeyoung
    • 원예과학기술지
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    • 제32권3호
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    • pp.382-389
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    • 2014
  • Raphanus sativus L. cv. Taebaek, a efficiently microspore-derived embryo (MDE)-forming cultivar, and 'Chungwoon', a non-MDE-forming cultivar were selected as donor plants for isolated microspore culture. Radish flower bud of 2.0 (small, S), 4.0 (medium, M), and 6.0 (large, L) ${\pm}$ 0.5 mm in length were isolated to determine the temporal relationship between flower bud size and MED yield. Anatomical observations revealed no difference in the structure of the flower buds between the two cultivars. In both cultivars, the stigmas were much longer than the floral leaf in M-sized flower buds. The MDE yields for 'Taebaek' per petri dish were 6.6 and 1.3 for M- and L-sized of flower buds, respectively, but MDE formation was not induced in the S flower buds. On the other hand, 'Chungwoon' failed to form MDEs in all flower buds. The microspore density of 'Taebaek' was 1.3 times more than that of 'Chungwoon' for M sized flower buds. Of the M-sized buds from 'Taebaek' and 'Chungwoon', 92.1 and 81.6%, respectively, were in the late uninucleate microspore stage, which is characterized by the highest frequency of MDE formation. Anatomical observations of MDE formation revealed that the microspores were able to divide to form a primordium from which cell division took place continuously in the 'Teabeak' cultivar. However, the microspores of 'Chungwoon' failed to progress beyond the primodium stage, resulting in lack of MDE formation. By contrast, after the formation of the primordium, various developmental stages of embyos from microspore were observed in the 'Taebaek' cultivar. These results can be used to determine MDE forming potentials of radish cultivars.

Inhibition of ethylene biosynthesis enhances embryogenesis of cultured microspores of Brassica napus

  • Leroux, Benoit;Carmoy, Nathalie;Giraudet, Delphine;Potin, Philippe;Larher, Francois;Bodin, Manuelle
    • Plant Biotechnology Reports
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    • 제3권4호
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    • pp.347-353
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    • 2009
  • Procedures that induce microspore embryogenesis have been described for a range of Brassica species, but embryo yield remains low for a number of genotypes. We have carried out experiments with the microspores from a weakly responsive line of B. napus to determine the culture conditions that optimize their in vitro embryogenesis by treating them with effectors of ethylene synthesis and action. The results revealed that isolated microspores subjected to an initial heat stress in a medium supplemented with inhibitors of ethylene synthesis such as AVG and $CoCl_2$ exhibited significantly increased embryo yields. This suggested that regulatory effects are exerted by the ethylene produced by the isolated microspores on the early processes of gametogenesis. As a consequence, treatment of microspores with SAM, an ethylene synthesis precursor, or with the ethylene-releasing agent ethephon, led to decreases in embryo yield. A special response to ethylene during the early stages of microspore development was finally shown to occur through experiments where isolated microspores were treated for increasing periods of time with $CoCl_2$. Collectively, our data demonstrated that the induction of embryogenesis induced by heat stress can be enhanced by inhibitors of ethylene biosynthesis.

고추의 소포자 배양 시 모식물의 생육조건, 소포자 나출 방법, 치상배지 및 광배양이 배의 발생에 미치는 영향 (Influence of donor plant growth condition, microspore isolation method, culture medium, and light culture on the production of embryos in microspore culture of hot pepper (Capsicum annuum L.))

  • 이종숙;박은준;김문자
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제34권4호
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    • pp.363-373
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    • 2007
  • 효율적이며 반복성 있는 고추의 소포자배양 시스템을 확립하기 위해 꽃봉오리로부터 소포자의 수확 시 나출 방법이 소포자 활력에 미치는 영향을 조사하는 동시에 모 식물 생육 시의 광도, 치상배지의 조성, 및 배양 광 조건이 배의 발생 및 발달에 미치는 영향을 조사하였다. 광도가 10,000 lux 와 5,500 lux로 각기 다른 곳에서 모식물이 생육된 경우 활력 있는 소포자의 비율은 큰 차이가 없었으며, 소포자 배의 발생이나 발달은 저광도인 5,500 lux에서 생육된 경우에 다소 높아 모 식물 생육 시의 광도가 소포자배의 발생에 미치는 영향이 크지 않은 것으로 나타났다. 그러나 5,500 lux에서 생육된 식물에서는 꽃봉오리의 수가 적어 배양에 필요한 소포자를 준비하기가 매우 어려웠다. 활력 있는 소포자의 비율은 체나 막자사발을 이용한 maceration 방법에 비해 blender를 이용하는 경우 13배 이상 높았다. 배의 발생 및 발달에 가장 좋았던 배지는 사용한 배지 중 MN배지였으며, 배양 광 조건은 암 상태에서 배양한 4주 후에 다시 광 상태로 옮겨 1주 배양하는 것이었다. 이상에서와 같은 결과들은 고추에서 형질전환이나 돌연변이 연구에 이용될 수 있을 정도로 많은 배를 생산할 수 있는 소포자 배양 시스템을 확립하는데 중요한 기초 자료가 될 것이다.

고추의 소포자 배양 시 전처리 후 배지의 교환, 배지의 첨가 및 2층배양 시 하층고체 배지의 양이 배의 생산에 미치는 영향 (The effect of medium change after pretreating microspores, medium addition, and volume of under solid medium in double layer culture on the production of embryos in isolated microspore culture of hot pepper (Capsicum annuum L.))

  • 박은준;이종숙;안동주;김문자
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제37권4호
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    • pp.494-504
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    • 2010
  • 본 연구에서는 고추의 소포자 배양 시 전처리 후 배지의 교환 여부, 배양 후 새 배지의 첨가 및 2층배지 사용시 하층고체배지의 양이 배의 생산에 미치는 영향을 조사하였다. 고온 전처리 후 배양배지를 첨가하여 배양하는 것보다 사용한 전처리 배지를 새 배양 배지로 교환하여 배양 하는 것이 배의 생산에 효과적 이었으며, 고온전처리 기간은 1일이나 2일에 비해 3일이 효과적 이었다. 배양 후 새 배지의 첨가는 약전처리 시에는 효과가 없었으나 소포자 전처리 시에는 배의 유기와 발달 모두 크게 향상되었다. 새 배지의 첨가 시기는 배양 4일 후가, 첨가 횟수는 1회가 배의 생산에 가장 효과적이었다. 한편 2층배지 사용 시 첨가하는 새 배지의 양은 1.5 ml이 효과적이었으며 이보다 많은 양을 첨가하는 경우 배의 발생과 발달 모두 저하되었다. 액체배지 사용 시에 비해 2층배지 사용 시 배의 발달이 좋았다. 또 2층배지 사용 시 하층고체배지의 양이 3 ml 일 때 보다는 5 ml이나 7 ml일 때 배의 발생은 감소하였으나 배의 질이 향상되었다. 이와 같은 결과들은 고추에서 다수의 정상자엽배를 생산 할 수 있는 소포자 배양시스템을 확립하는데 중요한 기초자료가 될 것이다.