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 기내에서 발아된 까마중 유식물체의 조직별로 신초 및 뿌리 유도를 통해 효율적인 재분화 조건을 확립하고자 실시하였다. 신초 형성은 식물체 부위별로 서로 달랐으며, 잎에서의 신초 형성빈도가 자엽이나 하백축 그리고 상배축보다 높았다. 절편체당 신초의 수는 잎과 자엽에서 다소 많았으며, 신초의 길이도 다른 부위에 비해 잎과 자엽에서 빠른 증식과 신장을 나타내었다. 특히, 2.0 mg L-1 BAP가 첨가된 배지에서 재분화율, 신초의 수와 길이가 증가하여 2.0 mg L-1 BAP가 고빈도 신초의 유도 및 생장에 효율적인 것으로 판단되었다. 뿌리분화는 IBA와 IAA가 NAA보다 더 효과적인 것으로 나타났으며, 0.05 mg L-1 IAA가 첨가된 배지에서 뿌리 형성율이 90%이며, 뿌리의 갯수와 길이도 각각 평균 4.0개와 7.82 cm로 가장 양호하게 나타났다. 더욱이 배양토에 이식한 재분화체는 100%의 생존율을 보였으며 정상적인 식물체로 생장하였다. 이러한 결과를 토대로 2.0 mg L-1 BAP 조건에서의 잎 절편에서 다발성 신초 유도, 그리고 0.05 mg L-1 IAA 조건에서의 뿌리형성 유도가 까마중의 대량번식을 위한 최적의 조건임을 알 수 있었다.

본 연구는 최근 한방자원, 사료자원, 바이오에너지 자원 등 다양하게 이용되는 국내 자생 억새(Miscanthus sinensis)의 대량생산 및 신품종 개발을 위한 조직배양체계 확립을 위해 수행되었다. 이를 위해 억새 완숙종자로부터의 캘러스 유도와 재분화를 위한 식물생장조절제의 적정농도를 규명하였다. 억새의 성숙종자유래 배발생 캘러스 유도를 위해 2,4-D, IBA, NAA를 1~10 mg·L-1의 농도로 단용 처리한 결과, 5 mg·L-1 2,4-D 처리에서 가장 높은 85.3%의 캘러스 유도율과 캘러스의 증식을 보였으며 조직배양 과정 중 갈변화율도 가장 낮았다. 또한, 캘러스의 재분화를 위해 옥신인 NAA와 Kinetin, 2-iP, 또는 BAP 등의 사이토키닌을 혼용 처리한 결과, 각각 19.0%~59.0%, 23.0%~67.3%, 14.7%~83.7%의 재분화율을 보여 NAA와 BAP의 혼용 처리구가 NAA와 Kinetin 또는 2-iP와 혼용 처리구보다 식물체 재분화에 효과적이었다. 특히 3 mg·L-1 NAA와 5 mg·L-1 BAP 혼용 처리된 배지에서의 재분화율이 83.7%로 가장 높게 나타났으며, 캘러스 당 재분화 식물체 개수도 5.5개로 동일농도의 2-iP 또는 Kinetin 혼용 처리 시 2.1 및 2.0개보다 많았다. 본 연구결과 억새 성숙 종자로부터의 배발생 캘러스 유도에는 5 mg·L-1 2,4-D가 그리고 캘러스의 재분화에는 3 mg·L-1 NAA와 5 mg·L-1 BAP 혼용 처리가 가장 효율적이었다. 본 연구를 통해 확립된 조직배양체계는 억새의 대량생산 및 신품종 개발에 유용할 것으로 판단된다.

본 연구는 쌈채소로 각광받고 있지만 산림에서는 희귀한 식물이며 번식이 까다로운 병풍쌈(Cacalia firma)을 기내 번식을 통한 식물체 번식을 위하여 진행되었다. 병풍쌈의 기내 종자발아를 위해서는 종자의 절단 및 GA3처리가 효과적이었다. 종자유래 유식물체의 자엽, 잎, 엽병 및 뿌리절편을 BA가 첨가되 배지에 배양한 결과 엽병 절편당 2.76개로 가장 양호하였다. 부정아 유래 식물체의 엽병 절편을 다양한 종류의 cytokinin(2-iP, kinetin, zeatin, TDZ, 및 BA)를 각각 2 mg·L-1씩 단독 첨가한 배지와, 오옥신으로 NAA 0.5 mg·L-1을 혼합 첨가한 배지에 접종하였다. 그 결과 TDZ와 BA에서 높은 부정아 유도율을 나타냈고, kinetin에선 낮은 부정아 유도율을 보였으며, 2-iP와 zeatin에서는 부정아가 형성되지 않았다. NAA를 혼합한 배지는 단독 처리 배지보다 높은 유도율을 나타냈지만 배양절편당 부정아의 수는 오히려 줄어들었다. 대부분의 부정아는 cytokinin 단독 처리시 배양절편으로부터 직접부정아가 발생되었으며, cytokinin과 NAA 혼합된 배지에서는 일부 캘러스화된 부분에서 부정아가 발생되었다. 이들 부정아는 IBA가 첨가된 배지에 옮겨준 경우 뿌리가 발생되어 식물체로 재생되었다. 재생된 식물체는 토양에 성공적으로 순화되었다.

The immature embryos during seed development were examined to predict the suitable embryos for an efficient regeneration system. Five spring wheat genotypes and five winter wheat genotypes were tested using immature embryos as explants. Spring wheat genotypes showed much higher levels of plant regeneration than those of winter wheat genotypes. The highest frequencies of embryogenesis and regeneration were obtained when embryos at 13-14 days after anthesis (DAA) were used as explant and decreased using embryos at 21-22 DAA during seed development. Significant differences were also found for callus induction and regeneration as affected by immature embryo size. The regeneration efficiency was drastically decreased in spring and winter wheat genotypes when embryos larger than 2.0 mm of length were used. The optimum developmental stage and embryo length for regeneration efficiency were at 13-14 DAA and 1.0-1.5 mm, respectively. The selection of suitable embryos for the high frequencies of embryogenesis and regeneration leads us to efficient genetic improvement of wheat.

We previously reported that purified hepatocyte-like cells derived from human embryonic stem cell (hESC) promoted the liver tissue recovery not only by cell replacement, but also by delivering proteins (secretome) that enhance endogenous host liver regeneration. In this study, we investigated possible therapeutic effects of secretomes obtained from undifferentiated hESC and mesenchymal stem cell (hMSC), and explored the underlying mechanism in a mouse model of chronic liver injury. Mice pre-intoxicated with dimethylnitrosamine (DMN) were treated with single intraperitoneal injection of secretome or medium used to support the growth of hESCs or hMSCs. Both hESC- and MSC-secretomes induced robust host liver regeneration, as determined by biochemical and histological analyses. The expression of MMP2 was significantly increased in the liver that received hESC- or hMSC-secretome, compared to control groups. In contrast, expression of α-SMA, a hallmark of activated hepatic stellate cells, was profoundly decreased after administration of both secretomes. These results suggest that hESCs and MSCs may release soluble factors that support the host tissue regeneration of chronically injured liver.

The remarkable regenerative capacity of the adult liver provides a setting to test the functional consequences of grafting human cells generated from pluripotent stem cells. This presentation describes a procedure to differentiate hepatocytes from human embryonic stem and induced pluripotent stem cells using only defined factors. Two cell populations generated in vitro were grafted into the spleen of mice treated with the hepato-toxin carbon tetra-chloride. The population containing few hepatocytes generated few surviving cells that produced low levels of albumin and did not support regeneration of the host liver. The cells enriched in donor hepatocytes efficiently engrafted around the branches of the portal vein, expressed hepatic features for at least 5 weeks. These cells also contributed to the endogenous tissue regeneration and function of the host liver. These results show that the controlled differentiation of hepatocytes from human pluripotent cells provides new approaches to define the mechanisms of tissue regeneration and restore liver function.

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, α-naphthalene acetic acid (NAA), indole-3-acetic acid (IAA), N6-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.

본 연구는 수수의 성숙 종자로부터 캘러스유기 및 재분화 효율 조사하기위하여 수행되었다. 배발생 캘러스 형성을 살펴보기 위해 생장조절제 효과를 조사하였다. 수수 성숙종자로부터 캘러스 유기에 적합한 생장조절제 종류와 농도는 2 mg/L 2,4-D인 것으로 나타났다. 배발생 캘러스의 고효율 빈도는 B5 배지에 2 mg/L 2,4-D을 첨가하였을 때 가장 양호한 것으로 나타났다. 배발생 캘러스로부터 식물체 재분화는 BAP와 IBA를 넣은 MS 배지가 가장 적절한 것으로 나타났다. BAP 농도가 높을수록 신초재분화가 활발하였다. 따라서, 본 연구 결과로부터 수수 기내배양시 신초와 발근 형성에 효과적인 생장조절제 조합은 0.5 mg l-1 BAP와 0.25 mg l-1 IBA인 것으로 나타났다.

본 연구는 개고사리의 기내 조직배양 시 적정 배지구성 물질과 배양방법을 구명하여 효율적인 대량생산체계를 구축하기 위하여 시행하였다. 개고사리의 엽신, 엽병 및 근경의 절편 중 근경의 절편에서만 포자체가 분화되었다. 근경의 절편으로부터 포자체의 재생을 촉진시키기 위해서는 1/2MS 배지가 가장 적합하였으며, 배지 내 sucrose는 1%, NaH2PO4는 50 mg·L-1으로 첨가하는 것이 가장 효과적이었다. 생장조절물질은 BA보다 kinetine을 첨가하는 것이 포자체의 분화를 촉진하는데 적합하였으며, kinetin 2 μm와 IBA 5 μm를 혼용하여 첨가하는 것이 근경의 절편으로부터 포자체를 형성하는데 가장 효과적이었다. 포자체 형성에 가장 효과적인 것으로 나타난 변형 1/2MS배지(sucrose는 1%, NaH2PO4는 50 mg·L-1, kinetin 2 μm와 IBA 5 μm, pH 5.8)에 활성탄을 0 또는 0.1% 첨가하여 고체 또는 액체배지에서 배양한 결과, 개고사리 근경의 절편은 고체배지에서 포자체의 재생 및 생육이 가장 우수하였다. 배지에 활성탄을 첨가하는 것은 고체, 액체 정치 및 액체 현탁배양 모두에서 근경절편의 포자체 분화를 억제하였다.

The purpose of this paper is to identify the determinants of spillover effects of regional regeneration projects. This finds that the effects are positively determined by population sizes of regions and degree of industrial specialization of regeneration related industries. In particular, the improvement of accessibility through the development of transportation infrastructure facilities can contribute to increases of economic impacts of regeneration projects of high-income regions on the lagged regions. Microeconomic approaches and dynamic modelling need to be integrated for this impact analysis as further research fields.

Buckwheat sprout is used as vegetable, and also flour for making noodles, and so on. Currently, information about tissue culture in buckwheat is limited and restricted to micropropagation. We carried out somatic embryogenesis and plant regeneration using hypocotyl segments as explant of the cultivated buckwheat species Fagopyrum esculentum, differs from existing studies in the growth regulator combinations used. Maximum callus regeneration was induced on MS medium containing 2,4-D(2.0 mg/L) and benzylaminopurine BAP (1.0 mg/L) and 3% sucrose. Friable callus was transferred to solidified MS media containing BAP (1.0 mg/L) and at various concentrations for the induction of embryogensis. The optimum concentrations of additives were IAA (2 mg/L), KIN(1.0 mg/L), BAP (1.0 mg/L), and 3% (w/v) sucrose. Only 2,4-D did not show any significant effect on callus induction or embryogenesis. Regeneration of embryonic callus varied from 5 % to 20%. Whole plants were obtained at high frequencies when the embryogenic calluses with somatic embryos and organized shoot primordia were transferred to MS media with 3% sucrose. Regenerated plants after acclimation will transfer to green house. The main objective of this research was to develop a efficient protocol for plant regeneration for common buckwheat, and to apply in future for genetic transformation.

This research was conducted to identify the effect of BAP and NAA on plant regeneration from flower bud of A. macrocephala. Flower buds the plant were used as target explants for tissue culture. Plant tissues were sterilized with each 45ml of 50% ethanol and 0.8% sodium hypochlorite containing 20ul of Tween20 for each 5 minutes, respectively, and then washed 5 times with sterile distilled water. Four pieces of the sterilized explants were cultured in a petri-dish at 25±2℃ under 16hr/day light condition. LS basal medium and BAP (0.2 and 2 mg·L-1) and NAA (0.2 and 2 mg·L-1) were used for the experiment. When the target explants were cultured on the media containing both BAP and NAA, explants of the flower buds were swelled about 15~25mm long and then calli were induced from receptacles at about 20 days after planting. However, there were no significant differences between the concentrations of the phytohormones. In results, normal shoots were successfully regenerated on the media supplemented with 2 mg·L-1 BAP and 0.2 mg·L-1 NAA prior to root induction. However, under the conditions of 0.2 mg·L-1 BAP and 2 mg·L-1 NAA, only roots were induced from the calli instead of shoot regeneration.

Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) is one of important forage crop grass widely cultivated in Korea. Progress in breeding using conventional selection procedure is very slow, since Italian ryegrass is highly self-infertile. Biotechnological approaches, therefore, may contribute to the development of improved cultivars for forage crops. In an effort to optimize tissue culture responses of Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) for future genetic manipulations to improve forage characteristics, the effects of culture medium supplements on tissue culture responses were investigated with mature seeds of Korean Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) seven cultivars as explant tissues.

기내배양을 이용하여 Pteris cretica 'Wilsonii'의 효율적인 대량번식법을 개발하기 위한 목적으로 근경, 엽신 및 엽병조직으로부터 식물체 재분화를 유도하였다. 그 결과, 균질화된 근경의 절편에서만 신초가 재생되었다. 식물체 재분화를 유도하는데 적합한 배지는 1%의 sucrose와 50 mg·mL-1의 NaH2PO4를 첨가한 1/8MS배지였다. 근경 절편으로부터 식물체의 재생을 촉진하기 위하여 생장조절물질이 첨가된 배지에서 2달 동안 절편을 배양한 후, 생장조절물질을 첨가하지 않은 배지로 이식한 결과, 1μm의 kinetin과 5μM의 NAA를 혼용첨가한 처리구에서 신초의 재생이 가장 왕성하였다. BA 첨가구에서는 분열조직의 일종인 GGB가 다량 유도되었으나, 형성된 GGB에서 신초 재생율은 낮은 것으로 나타났다. MS배지의 적정 무기물 및 비타민의 농도를 구명하는 실험을 마친 뒤, 형성된 유묘를 이용하여 기외순화 시킨 결과, 1/8MS배지에서 형성된 유묘가 생존율이 가장 높았으며, 생육 또한 왕성하였다.

Mature dry seeds of Korean cultivars, Daepungkong, Muhankong, Myeongjunamulkong, Somyeongkong, Sowonkong, Jinpumkong, and Pungsannamulkong were used. The influence of antibiotics on elimination of Agrobacterium growth and shoot regeneration was estimated with cotyledonary node. Cefotaxime and timentin at the concentration of 250 and 500 mg/l suppressed Agrobacterium, especially cefotaxime was an efficient antibiotic to suppress Agrobacterium in all cultivars. While carbenicillin and timentin at the concentration of 50 and 100 mg/l were not sufficient to control the development of Agrobacterium, respectively. Cefotaxime and timentin represented high shoot formation rates compared with carbenicillin. Carbenicillin at low concentrations did not effectively suppress Agrobacterium and also had no effect on shoot development. Cefotaxime at the concentration of 250 mg/l showed maximum frequency of shoot regeneration in cvs. Somyeongkong and Sowonkong. Furthermore, on medium containing cefotaxime, shoot was more quickly formed than the other antibiotics. The use of cefotaxime was very useful for elimination of Agrobacterium growth with cotyledonary node of Korean soybean cultivars.

Camptotheca acuminata, a native of South China is a well known natural source of monoterpene-indole alkaloid camptothecin(CPT), one of the most promising anti-tumoural compounds. This study was conducted to optimize plant growth regulators and culture conditions on plantlets regeneration through organogenesis from callus of Camptotheca acuminta. Callus were induced from various explants of in vitro germinated plantlets of C. acuminta using WPM medium containing 0.2 ㎎/L 2,4-D. Hypocotyl segments were exhibited higher embryogenic callus than the other explants. Shoot buds formation from embryogenic callus was affected by plant growth regulators, pre-treated dark condition and liquid culture. Organogenesis was optimal in WPM liquid medium containing 0.5 ㎎/L BA. The dark pre-treatment for 2 weeks before the solid culture was effective for organogenesis. The regenerated shoots were rooted in WPM medium with 0.2 ㎎/L NAA and successfully acclimated in green-house conditions.