차세대 바이오매스로 주목받고 있는 섬유질계 에너지작물 중 국내에서 활용 가능성이 높은 갈대(Phragmites communis)를 바이오에너지 작물로 개발하기 위하여 미성숙 화기로부터 callus 유도 및 유도된 callus로부터 식물체 재생에 미치는 배지조성의 영향을 조사하였다. 갈대의 미성숙 화기를 절단한 절편체를 callus 유도 배지에 치상하였으며, 배양 4주 후 callus 형성율과 cluster 당 형성된 callus 수를 조사하였다. Callus 유도를 위해서 MS 배지에 2,4-D 1.0mg/L를 첨가하고 배지고형제로 Phytagel 4.0g/L를 첨가한 배지가 callus 유도율 88.9%와 callus 수 8.7개로 가장 좋았다. 배양 4주 후 callus를 분리하여 동일배지로 옮겨주었으며, 4주 간격으로 계대배양 하였고, 이를 재생배지에 치상하여 식물체 재생을 유도하였다. 미성숙 화기 유래 callus를 N6 배지에 BA 0.25mg/L, NAA 0.1mg/L가 첨가된 배지에서 배양하여 식물체 재생을 유도하였을 때, 재생율은 100%, callus당 재생된 식물체수는 17.4개로 가장 양호하였다. 식물체를 분리하여 MS 배지에서 신장을 유도하였고, 배양 4주 후 8～10cm 길이의 소식물체가 형성되었다. 소식물체를 배양용기에서 꺼내어 육묘판으로 이식하였고, 6주 후 지상부가 20cm 이상 발달하면서 성공적으로 활착되었다. 본 연구를 통하여 갈대의 미성숙화기로부터 callus 유도를 거쳐 식물체를 재생시키는 시스템을 확립하였다.

바이오에너지 작물로 주목받고 있는 억새(Miscanthus sinensis)의 성숙 종자로부터 캘러스를 유도하고 식물체를 재생시키는 방법을 개발하였다. 억새 종자로부터의 캘러스 유도에 적합한 조건을 알아보고자 기본배지와 2,4-D의 농도, proline의 농도, 배지고형제의 종류와 농도 처리를 각각 실시하였다. 기본배지로 MS배지와 N6배지를 두고 2,4-D를 농도별로 처리하였을 때, MS 배지에 2,4-D 4.0 mg/L를 첨가한 처리구에서 캘러스 형성율이 42.2%로 가장 높았다. Proline은 종자로부터 캘러스 형성을 증가시키는 효과가 있었고, 3.0 g/L 이하의 저농도에 비해 12.0 g/L를 첨가하는 것이 캘러스 형성에 좋았다. 배지 고형제는 agar에 비해 Phytagel이 효과적이었으며 Phytagel 2.25 g/L를 첨가한 처리구에서 캘러스 형성율이 86.1%로 가장 높았다. 억새의 종자로부터 유도된 캘러스는 4주 간격으로 계대배양하였고, 캘러스 유도 3개월 후 진한 노란색의 둥근 돔 형태를 갖는 캘러스를 분리하여 신초 재생에 이용하였다. 종자로부터 유도된 캘러스를 호르몬 무첨가 MS 배지 또는 MS 배지에 BA 1.0 mg/L를 첨가한 배지에서 배양하여 신초 재생을 유도할 수 있었다. 재생된 신초는 신장과 발근을 거쳐 소식물체로 발달하였으며, 소식물체는 성공적으로 활착되었고 정상적인 표현형을 나타냈다.

본 연구는 아그로박테리움을 이용한 기능획득 일일초 모상근의 대량생산을 위한 조건 확립에 대한 것이다. 본 연구에서는, 효율적인 형질전환 일일초 모상근 생산에 있어서의 최적의 일일초 품종의 선발과 최적의 일일초 조직을 결정하였으며, 또한 다양한 배지에 있어서의 모상근 유도를 조사하였다. 최종적으로 약 2,500개의 독립적인 형질전환 일일초 모상근 line을 생산하였으며, 또한 이들을 이용하여, 대사체 연구를 위한 효율적 관리 시스템을 구축하였다. 이들 모상근 line은 일일초 인돌알칼로이드 생합성 관련 유전자의 발굴 및 기능해석에 유용하게 쓰일 것이다.