Agrobacterium과 자엽절편의 공동배양으로 박과작물인 오이의 형질전환체를 생산하였다. 오이 배양재료는 "은침"의 자엽절편을 사용하였으며, reporter유전자로서 gus유전자와 선발표지로서 bar 또는 nptII유전자로 각각 제작된 pPTN289와 pPTN290벡터를 GV3101, LBA4404, EHA101에 형질전환하여 공동배양하였다. 형질전환빈도는 Agrobacterium의 종류에 따라 현저한 차이가 있었으며, 특히 사용한 균주중 EHA101에서 0.35%로 가장 높았다. 선발배지에서 형성된 오이 식물체중 제초제 저항성 (12개체)과 paromomycin 저항성 (3개체)을 얻었고, 이들 모두 gus양성반응 나타냈다. Southern분석에 의하여 오이 형질전환체의 genome에 gus유전자가 도입되어 있음을 확인 하였다.
벼와 피의 속간(屬間) 선택성(選擇性)을 구명(究明)하기 위하여 제초제(除草除) cyhalofop-BE에 대(對)한 해부학적(解剖學的) 검경(檢鏡)을 통해 생장점(生長點)에 미친 영향(影響)을 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. Cyhalofop-butyl ester 180ppm을 벼와 피에 처리시(處理時) 생장점(生長點)의 분제조직(分製組織) 저해(沮害) 양상(樣相)은 매우 유사(類似)하나 벼는 아주 경미(輕微)한 저해(沮害)를 보인 반면 피는 세포(細胞)의 분제(分製)이 억제(柳制)되고 배열(配列)이 불규칙(不規則)해지며 크게 위축(萎縮)되는 현상(現狀)을 보였다.
Agrobacterium과 자엽절 공동배양으로 대두 형질전환체를 생산하였다. 멜론 (슈피VIP품종)의 자엽절 절편은 선발 마커로서 bar와 reporter로서 gus유전자가 포함된 pPTN289 또는 선발마커로서 nptII유전자와 reporter로서 gus유전자로 제작된 pPTN290벡터를 LBA4401, GV3101, EHA101에 각각 형질전환하여 공동 배양하였다. 최대 형질전환빈도(0.16%)는 EHA101 (pPTN289)균주로 공동배양한 자엽절 절편을 glufosinate가 첨가된 선발배지에서 얻을 수 있었으며, 최종적으로 glufosinate저항성과 잎 ($T_0$), 화기 ($T_0$), 종자 ($T_1$) 및 유식물체 ($T_1$)에서 GUS양성반응을 나타내는 5개체를 얻었다. Southern분석에 의하여 GUS유전자가 멜론 genomic DNA에 도입되어 있음을 확인하였다.
온실조건에서 N-alylphthalimide계열의 신규 화합물 KSC-35089의 경엽 처리 활성을 조사하고, quizalofop-P-ethyl과의 혼합 경엽처리에 의한 상호작용성을 알아보았다. KSC-35089는 경엽처리에서 광엽초종에 대한 제초활성이 화본과 보다는 상대적으로 강한 특성이 있어 화본과 특이적 제초활성을 지닌 quizalofop-P-ethyl과의 혼합처리에 의한 비선택적 제초제로서의 이용 가능성을 시사하였다. 경엽처리 실험에서 두 화합물의 상호작용은 서로 독립적으로 제초효과를 발현하는 상가적관계로 나타났으며, 이러한 상가적 작용은 19종의 화본과와 26종의 광엽초종을 이용한 다초종간 반응에서 확인되었다. 온실조건에서 KSC-35089 64g ai/ha와 quizalofop-P-ethyl 32g ai/ha의 혼합 경엽처리는 공시된 광엽과 화본과 초종 모두를 90%정도 방제하여 비선택적 제초제로서의 사용가능성이 있는 것으로 판단되었다. 향후 이들 두 화합물의 상가적 상호작용에 대한 원인구명을 위한 추가 실험이 요구된다.
Gibberellic acid에 대한 밀과 메귀리간에 차등반응을 이용하여 제초제에 gibberellic acid를 첨가함으로써 상대적으로 민감한 반응을 보였던 메귀리를 효과적으로 방제할 수 있는 조합을 찾고, 그 효과증대의 생리적 원인을 조사하고자 실험하였다. 밀은 $GA_{3}$에 대한 낮은 신장반응을 보였으나, 메귀리는 이보다 $4{\sim}5$배 높은 반응을 보였다. $GA_{3}$에 침지된 메귀리 종자를 파종한 후 토양처리했을 때는 isoproturon, trifluralin의 효과가 증진되었다. 경엽처리의 경우 $GA_{3}$는 tralkoxydim fenoxaprop-ethyl, metsulfuron-methyl, metribuzine, isoproturon의 효과를 증진시켰으나, oxyfluofen과 paraquat의 효과에는 거의 영향을 미치지 않았다. 경엽처리조건에서 체계처리를 할 경우 tralkoxydim처리 이전에 $GA_{3}$를 처리하면 tralkoxydim의 효과를 증진시켰으나, tralkoxydim처리 이후에 $GA_{3}$를 처리하면 효과가 낮은 경향이었다. 그러나 $GA_{3}$를 어느 시기에 처리하여도 tralkoxydim의 신장저해효과를 증진 또는 경감시키지는 못하였고, $GA_{3}$가 처리된 잎의 과산화작용 화합물에 대한 반응은 무처리와 비교하여 일정한 경향을 보이지 않았다. 이들 결과로 보아 $GA_{3}$가 일부 제초제의 효과를 증진시킨 것은 조직의 연화(세포신장 촉진)에 의한 높은 제초반응 때문이라기보다는 제초제 흡수, 이행의 변화 또는 제초작용 발현과 관련한 체내대사의 촉진 때문으로 추정된다.
Prometryn은 트리아진계 제초제로 일년생 쌍자엽 식물체와 같은 일년생 잡초 제거에 탁월한 효과가 있으나 일부 토양에 약효가 여러 달 지속될 경우 수중계에 스며들어 축적과 이동, 생물학적 농축(biomagnification)등의 심각한 환경문제를 비롯한 수질오염, 야생동물 및 국민건강에 심각한 문제를 일으킬 수 있는 잔류물질이다. 최근 국내에서 중국산 바지락 및 그 가공품에서 prometryn의 검출이 보고된 바 있어 이에 대한 지속적인 모니터링이 필요하기 때문에 바지락 중의 prometryn 분석법 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 수산물 중 바지락을 시료로 사용하였다. 시료를 아세토니트릴로 추출하고 농축한 다음 20% 아세톤 함유 헥산을 첨가하여 용해하였다. 이 용액을 florisil 카트리지로 정제한 후 농축하여 GC-MS로 분석하였다. 기기분석은 SIM 모드로 m/z 241 이온에 대하여 정량하였고, LOQ는 0.04 mg/kg으로 계산되었으며, LOQ, $2{\times}LOQ$ 농도에서의 회수율 및 분석오차가 각각 84.0-98.0%, 3.1-7.1%로 분석되어 Codex 가이드라인 규정에 만족하였다.
이 연구는 농산물 중 아클로니펜의 안전관리를 위한 공정분석법을 확립하기 위하여 수행하였으며 분석법의 선택성, 검출한계 및 정량한계, 회수율에 대한 검증을 통하여 아클로니펜의 공정시험법으로의 유효성을 확인하였다. 아클로니펜의 이화학적 특징에 따라 분석기기는 GC-ECD를 사용하였고, 아세톤 추출 후 실리카 카트리지를 이용하여 정제하였다. 개발된 분석법의 회수율은 고추에서 92.3-95.0%, 감귤에서 74.3-90.4%, 아몬드에서 76.7-89.8%였으며, 분석오차는 8%이하로 코덱스 가이드라인 (CAC/GL 40)에 적합하였다. 또한 GC-MS를 이용한 재확인 과정을 통해 분석법의 신뢰성을 확보하였다. 따라서 본 분석법의 정확성 및 재현성이 입증되어 농산물 중 아클로니펜의 잔류분석에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
남부지방(南部地方) 만파대두포장(晩播大豆圃場)의 잡초방제(雜草防除)를 위한 Aciflurofen과 Haloxyfop-methyl의 조합처리반응(組合處理反應)을 조사(調査) 분석(分析)한 결과(結果), 다음의 몇가지 결론(結論)을 얻었다. 1. 화본과잡초(禾本科雜草)가 선우점(先優占)했던 만파대두포장(晩播大豆圃場)에서 9월(月)에 가장 많은 잡초종(雜草種)(25종(種))이 출현(出現)하고 있었으며, 광엽(廣葉) 및 사초과잡초(莎草科雜草)의 발생(發生)을 화본과잡초(禾本科雜草)의 방제정도(防除程度)에 비례(比例)하여 천이적(遷移的)으로 이루어지고 있었다. 2. Haloxyfop-methyl의 단독처리(單獨處理)에서는 9월중(月中)의 광엽(廣葉) 및 사초과잡초(莎草科雜草)에 대한 방제수단(防除手段)이, Acifluorfen의 단독처리(單獨處理)에서는 8 9월의 화본과잡초(禾本科雜草)에 대한 방제수단(防除手段) 보완(補完)이 요구(要求)되었다. 3. 9 10월(月)까지의 지속적(持續的)인 제초(除草)를 위하여 Haloxyfop-methyl은 0.3~0.4kg, Acifluorfen은 0.3~0.5kg ai/ha의 조합처리(組合處理)가 요구되었다. 4. 조합처리시(組合處理時)의 Haloxyfop-methyl의 작용력(作用力)은 약량(藥量)에 관계(關係)없이 0.25~0.4kg ai/ha까지 양성반응(陽性反應)이었으나 Acifluorfen의 작용력(作用力)은 7 8월(月)에 대체로 음성반응(陰性反應)을 보였고 이후에 서서히 양성반응(陽性反應)으로 전환(轉換)하였으며, 양성적(陽性的)인 상호작용반응(相互作用反應)이 실용적(實用的) 조합수준(組合水準)에서 인정(認定)되었다. 5. Colby의 상대협력계수(相對協力係數) 분석결과(分析結果)로는 두 약제조합처리(藥劑組合處理)로 각(各) 초종군(草種群)에 대한 결과(結果)는 길항적(拮抗的)인 것으로나 전체초종(全體草種)에 대한 방제효과(防除效果)는 협력적(協力的)인 것으로 해석(解析)이 되었다. 6. 대두(大豆)의 협수(莢數) 7 8월(月), 종실수량(種實收量)은 9월(月), 경건중(莖乾重)은 10월(月)의 제초효과(除草效果)와 관계(關係)가 깊은 것으로 해석(解析)되었고, 유사한 결과를 곡선회귀분석(曲線回歸分析) 결과(結果)로도 인정(認定)할 수 있었다. 7. 본(本) 연구(硏究)와 유사(類似)한 조건하(條件下)에서는 Haloxyfopmethyl과 Acifluorfen을 각각 0.4kg/ha 정도(程度)의 수준(水準)에서 조합처리(組合處理)됨이 타당(妥當)할 것으로 판단(判斷)되었다.
본 연구는 Agrobacterium을 매개로 도라지에 PAT 유전자를 도입하여 ‘바스타’에 저항성을 가지는 형질전환 도라지를 개발하는 기술을 확립하기 위하여 수행되었다. 종자를 무균적으로 발아시킨 후 10일 된 미성숙 자엽과 성숙엽에 Agrobac-terium을 접종하고 1/10 MS 배지에서 48시간 동안 공동 배양하였다. 공동배양 후 부정아 유도를 위해 MS 선발배지 (0.2 $mg/{\ell}$ NAA, 1.0 $mg/{\ell}$ BA, 3% 설탕, pH 5.8; 3 $g/{\ell}$ gelrite, 100 $mg/{\ell}$ kanamycin, 500 $mg/{\ell}$ carbenicillin)에 치상하여 배양한 결과 미성숙 자엽의 절편에서 형질전환체로 추정되는 부정아가 형성되었고, 선발배지에 2회 계대배양하여 형질전환 추정체를 선발하였다. 이러한 형질전환 추정체는 GUS, PCR 분석 및 RT-PCR 분석에 의하여 형질전환체로 확인되었다. 또한 10 $mg/{\ell}$ 의 phosphinothricin이 함유된 배지에서 배양하여 형질전환 여부를 확인하였고, 순화재배 후 0.3% ‘바스타’를 살포한 결과 형질전환 도라지는 제초제에 저항성을 보였다. ‘바스타’에 저항성을 보인 도라지 식물체는 정상적인 생육을 계속하여 개화하였다.
전국(全國)의 각(各) 지역(地域)에서 채집(採集)한 피는 외부형태적(外部形態的)으로는 매우 큰 차이(差異)를 보였으나 Yabuno가 제시(提示)한 종자(種子)의 포영 길이와 생육습성(生育習性)에 따라 분류(分類)하면 E.oryzicola 와 E.crus-galli var. crus-galli, 및 var. praticola 로 대별(大別)할 수 있었다. E. oryzicola는 외부형태적(外部形態的)으로 벼와 유사(類似)하여 초장(草長)이 비교적 작고 직립형(直立型)으로 까락이 없으며 출수기(出穗期)가 대체로 늦은 편이었고 종내변이(種內變異)가 적었다. 그러나 E. crus-galli var. crus-galli 와 var. praticola는 외부형태적(外部形態的)으로 다양(多樣)한 차이(差異)를 보이고 있어서 외부형태(外部形態)만으로 분류(分類)가 어려웠다. E. crus-galli var. crus-galli의 초장(草長), 분얼수(分蘖數), 수수장(穗穗長) 등(等)의 변이폭(燮異幅)이 매우 컸고 E. crus-galli var. praticola 도 비슷한 경향(傾向)을 나타내었다. 우리나라에 분포(分布)하는 피는 외형(外形)의 차이(差異)가 다양(多樣)함에도 불구하고 3정내외(種內外)로 분류(分類)되고 있으며 금후 세포학적(細胞學的)또는 생화학적(生化學的) 관찰(觀察)을 통(通)해 확정(確定)될 수 있을 것이다. 피 3종(種)의 제초제(除草劑)에 대(對)한 반응(反應)은 종내(種內)또는 종간(種間)에서 공(共)히 조사(調査)되었으며 상대적(相對的) 내성(耐性)과 감수성(感受性)의 차이(差異)를 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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