An efficient method for Agrobacterium-mediated transformation of forage crop alfalfa (Medicago sativa L.) was established using secondary somatic embryogenic calli. Agrobacterium tumefaciens strain EHAlOl and a binary vector pIG121-Hm which has selection

오차드그래스의 종자배양에서 형성된 캘러스를 현탁배양하여 배양기간별 부정배 형성정도와 식물체 재분화율 등에 대한 몇 가지 실험을 수행하여 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 종자유래의 캘러스를 현탁배양하였을 때, 세포 모양이 둥근것과 그들의 세포괴는 배양 50일 후에 최대치를 나타내었고 그 이후는 감소하였다. 현탁배양 기간에 따른 갤러스의 부정배 형성과 식물체 분화율은 배양 60일째 가장 높았으며, 그 이후는 감소하는 경향이었다. 현탁배양에서 배지 내에

벼의 엽록체 small HSP의 고온 스트레스 하에서의 기능을 밝히기 위하여 Oshsp21 cDNA를 pET 발현 vector에 도입하였다. 형질전환된 대장균 배양액에 IPTG를 첨가하여 단백질 발현을 유도시킨 다음 고온 stress 하에서의 생존율을 대조구와 비교하였다. 그 결과 대조균주의 경우 에서의 생존율이 크게 감소하였으나 Oshsp21이 발현된 대장균의 경우 70% 이상의 생존율을 나타내었다. 또한 대장균 단백질을 에서 30분간 열처리한 후, 대장균 단백질을 가용성과 비가용성 단백질로 분획한 다음, 각각의 비율을 조사한 결과, 대조균주의 경우 총 단백질의 약 60%가 비가용성 단백질로 변성되었으나, Oshsp21을 발현시킨 대장균의 경우 총 단백질의 약 35%만이 비가용성 단백질로 나타났다. 이러한 결과는 벼의 엽록체 small HSP는 세포내에서 분자 chaperone으로 기능하여 고온내성을 부여할 수 있음을 나타낸다.

벼에 있어서 엽록체 small heat shock protein(small HSP)의 기능을 밝히기 위하여 Agrobacterium을 이용한 형질전환법을 이용하여 벼로부터 분리한 small HSP cDNA를 도입하였다. Agrobacterium의 감염에는 벼의 미성숙 배로부터 유도한 callus를 이용하였다. 형질전환 후의 재분화율은 약 30%였다. 형질전환을 통하여 얻어진 식물체의 genomic DNA로부터 PCR 분석과 Southern blot 분석으로 엽록체 small HSP 유전자의 도입을 확인하였다. 도입 유전자의 형질전환 벼에 있어서 유전자의 발현 양상을 northern blot 분석으로 조사하였다. 그 결과 도입된 유전자는 상온에서의 발현량이 서로 다르게 나타났으며 항상적으로 발현하고 있음을 확인하였다.

알파파의 재분화된 식물체로부터 다량의 이차체세포배를 유도하였으며, 이들 체세포배로부터 재분화되는 식물체의 획득빈도를 향상시키기 위하여, 캘러스에서 유래된 배의 형태 및 형태별 유식물 분화 양상에 관한 실험을 수행하였다. 2,4-D 농도에 따라 체세포배의 형성에 차이를 나타내었는데, 생장조절제가 첨가되지 않았거나, 2,4-D가 0.1 m g / ℓ 첨가된 배지에서 형성된 배는 약 57% 이상이 2개의 자엽을 갖은 정상배였으며, 2,4-D 농도가 증가할수록 정상체세포배의 출현빈도는 감소하였고, 2,4-D 4 m g / ℓ 에서는 10%만이 정상배로 나타났다. 배의 형태에 따른 발아율 및 유식물 분화양상을 조사한 결과, 2개의 자엽을 갖는 정상배의 경우는 발아율이 85%로 가장 높았으며, 정상식물체로 발육되는 비율도 80%로 나타났다. 그러나 자엽이 1개 또는 3~4개인 배는 정상적으로 발육되는 식물체의 비율이 10% 이하로 매우 낮았으며, 자엽이 5개인 배와 나팔모양의 배는 정상적인 식물체로 발달하지 못하였다.

토양 미생물 A. tumefaciens로부터 cytokinin 합성효소 (ipt) 유전자를 분리하여 형질전환 식물을 작성하였다. 도입된 ipt 유전자는 모든 조직에서 발현되었으며, 잎에서의 발현량이 서로 다른 3개의 형질전환 식물체를 선발하였다. 선발한 식물체는 도입유전자의 고정을 위하여 2회 자가수정을 거쳐 homozygous 식물체를 작성한 후 해석하였다. 형질전환 식물체는 노화가 지연되어 녹엽을 유지하였으며, 측아로부터 측지가 분얼하여 그 수가 증가하였을 뿐만아니라, 각 마디에서 복수의 본엽이 생성되었다. 식물체의 노화가 가장 많이 진행된 잎에서의 chlorophyll 함량은 형질전환 식물체에서 1.5~4배 정도로 wild-type에 비하여 월등히 높았다. 이러한 결과는 축적된 cytokinin이 식물의 노화를 지연시킬 뿐만 아니라, 분얼 및 잎수를 증가시켜 식물의 수량을 증가시켰음을 나타낸다.

알팔파의 하배축(hypocotyl)으로부터 캘러스 유도 및 식물체 재분화를 위하여 2.4-D 와 kinetin이 조합 처리된 MS 배지에 조직을 치상하였을 때 4주 후 캘러스가 유도되었으며, 2.4-D 4 m g / ℓ 와 kinetin 0.1 m g / ℓ 그리고 2.4-D 4 m g / ℓ 와 kinetin 0.5 m g / ℓ 조합에서 체세포배가 형성되었다. 성숙한 체세포배를 MS 기본배지로 계대배양하였을 때 정상적인 식물체로 재분화 하였다. 이차 체세포배 발생을 위하여 재분화된 기내식물의 자엽으로부 터 이차 캘러스를 유도하였다. 2.4-D의 농도에 따라 배발생 캘러스의 형성률에 차이를 보였으며, 2.4-D 4 m g / ℓ 의 MS 배지에서 배양하였을 때 배발생 캘러스의 유도가 가장 좋았다. 배발생 캘러스로부터 이차 체세포배의 발생률을 2.4-D 0.1 m g / ℓ 첨가한 MS 배지에서 가장 좋았으며, 캘러스당 배 발생률이 일차 캘러스 보다 평균 18배 증가하여, 이차 체세포배 배양에 의한 재분화 식물체의 대량증식이 가능하였다. 성숙한 이차 체세포배는 MS 기본배지에 계대배양 하였을 때 뿌리가 유도되었으며 정상적인 식물체로 발달하였다.

Orchardgrass의 종자배양 유래의 캘러스를 현탁배양하여 현탁배양기간별 부정배형성정도와 식물체 재분화율 등에 대한 몇 가지 실험을 수행한 바, 2주 간격으로 4회계 대배양 하였을 때 계대배양 횟수가 증가됨에 따라 식물체 재분화율이 증가되었다. 종자배양에서 형성된 캘러스의 현탁배양에서 모양이 둥근세포와 그들의 세포괴는 배양 30일 후에 최대치를 나타내었고, 그 이후는 감소하였다.(중략)

알팔파의 하배축 (hypocotyl)으로부터 캘러스 유도 및 식물체 재분화를 위하여 2,4-D와 kinetin이 조합 처리된 MS배지에 조직을 치상하였을 때 4주 후 캘러스가 유도되었으며, 2,4-D 4 mg/l와 kinetin 0.1 mg/l 그리고 2,4-D 4 mg/l와 kinetin 0.5mg/l 조합에서 체세포배가 형성되었다 성숙한 체세포배를 MS기본배지로 계대배양하였을때 정상적인 식물체로 재분화 하였다. 이

Perennial ryegrass의 종자유래 캘러스 및 조직 절편체로부터 식물체 재분화에 적합한 조건을 조사하였다. 종자유래 캘러스로부터 식물체 재분화 조건을 확립하기 위하여, 품종, 배지 및 생장조절물질의 조성 등에 따른 재분화율을 조사하였다. Reveille과 Modus의 품종간 비교에서 종자로부터 형성된 캘러스 생체중은 Reveille이 2,4-D 10mg/l에서 가장 좋았으며, MS배지가 SH, B5배지보다 더 좋았다.(중략)

고등식물에 있어서 엽록체에 존재하는 저 분자량 heat shock protein (smHSP)은 식물의 내열성 획득에 있어서 필수유전자임이 mutant를 이용한 유전학적인 연구에 의해 보고된 바 있다. 고온내성이 강한 작물인 벼로부터 엽록체 smHSP cDNA를 분리하고자 벼의 잎에서 분리한 mRNA로 작성한 cDNA library로부터 screening하였다. 선발된 smHSP cDNA는 1,026 bp의 염기로 구성되어 있었으며, 239개의 아미노산