국화 ‘백마’의 잎 절편체로부터 신초 기관형성을 통한 식물체 재분화 기술을 개발하고자 배지조성과 배양기간을 달리하여 실험을 실시하였다. 잎 절편체를 식물생장조절제와 AgNO3의 농도를 달리 한 11가지 배지에서 배양하였을 때 bud는 형성되었으나 신초로의 발달은 이루어지지 않았다. Bud 유도 이후 신초 형성을 유도하고자, 서로 다른 식물생장조절제 조성을 가진 배지를 이용한 2단계의 실험을 수행하였다. Bud유도배지(BA 0.2 mg/L, IAA 1.0mg/L, 2,4-D 1.0mg/L를 첨가한 MS 배지)에서 1-4주간 배양한 후 신초 형성배지(식물생장조절제 무첨가, BA 1.0 mg/L, IBA 1.5 mg/L와 AgNO3 5.0 mg/L 또는 BA 1.0 mg/L, NAA 1.0 mg/L와 AgNO3 5.0 mg/L를 각각 첨가한 MS 배지)로 옮겨 배양하였다. Bud 유도에 이어 신초 형성을 위해서는 bud 유도 배지에서 3주 이상의 배양기간이 필요하였으며, bud 유도배지에서 4주간 배양한 후 BA 1.0 mg/L, IBA 1.5 mg/L와 AgNO3 5.0 mg/L를 첨가한 신초 형성배지로 옮겨 4주간 배양한 처리에서 신초 형성율은 50.0%, 절편체당 신초 수는 1.6개로 가장 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 재생된 신초는 신초 형성배지에서 8주간 배양 후 신장하였으며, 1 cm 이상 신장된 신초를 분리하여 발근을 유도한 후 활착시켜 온실에서 재배하였을 때 식물체는 정상적인 표현형을 보여주었다.

철피석곡은 중국에서 전통의약식물로 잘 알려진 난과 식물 중 하나이다. 본 연구에서는 생물반응장치를이용하여 조직 배양된 철피석곡에 대하여 화장품 성분으로써 응용 가치를 평가하였다. 이미 몇몇 보고된 논문에서 철피석곡은 항암, 상처 치유 그리고 면역기능증진 등의 약리학적 활성에 대한 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 생물반응장치를 이용하여 조직 배양된 철피석곡의 원괴체상구체 및 다신초에 대하여 화장품 성분으로서효능, 효과를 자연에서 자란 철피석곡과 비교 평가하였다. 항산화 활성 비교 실험 결과 철피석곡의 원괴체상구체는 조직배양된 다신초 및 철피석곡 지하부 및 지상부보다 항산화 효과가 우수하였다. 조직배양된 원괴체상구체의 총 페놀 및 총 플라보노이드 성분 또한 다른 다신초나 자연에서 자란 철피석곡 추출물보다 함유량이 높음을알 수 있었다. 다른 한편으로는 피부 미백과 관련한 효과를 비교 조사한 결과, 조직 배양된 다신초가 자연에서자란 철피석곡 지상부, 지하부 및 조직 배양된 원괴체상구체보다 타이로 시네이즈 활성 억제 및 멜라닌 생성억제 효과가 우수하였다. 이러한 결과들은 피부개선을 위한 화장품 성분으로서 조직배양체의 부분별 응용 가능성을 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

Effects of nitrogen (N), phosphorous (P) and potassium (K) on the shoot and bulb growth of wild garlic (Allium victorialis var. platyphyllum) were studied by adopting in vitro culture. These macronutrients influenced the growth of both the shoot and bulb of garlic depending upon their application doses. A minimum of 3% potassium nitrate (KNO3) as a source of nitrogen was found to be critical for shoot elongation while higher concentrations were inhibitory. Garlic bulb growth was profuse on the usual KNO3 strength and sucrose (7%), followed by KNO3 (9.4 mM) supplement. On providing 41.22 mM ammonium nitrate (NH4NO3) as nitrogen source highest shoot growth was observed while 82.45 mM NH4NO3 as a source of nitrogen supported high bulb growth. With regard to potassium a good shoot growth was observed in medium that contained 0.31 mM KH2PO4 and 3% sucrose, while bulb growth was high on 2.5 mM KH2PO4 and 7% sucrose. These experiments may thus direct the development of excellent growth conditions for the commercial production of edible wild garlic.

This study was conducted to examine effects of plant growth regulators and light resources on the formation of multiple shoot and plant regeneration of Hovenia dulcis var. koreana Nakai. Stem and shoot tip were cultured on MS medium or WPM supplemented with various plant growth regulators. At the single treatment, the highest shoot formation was obtained when stem explants were cultured on WPM supplemented with kinetin 1.0mg·L-1. MS medium containing NAA 0.1 and TDZ 0.1mg·L-1 gave the best results for shoot induction rate and shoot growth in combination treatments. Of the BAP and kinetin tested, BAP 0.5mg·L-1 on WPM was found to be more effective for shoot growth from shoot tip. Under white fluorescent light treatment, shoot growth was much higher than blue, red LED treatments. Root induction from in vitro growth of plantlet was the best on WPM supplemented with 1.0mg·L-1 IBA. The results suggest that selection of plant growth regulators and light resources could be important factor to achieve an efficient in vitro growth.

물레나물 약유래 캘러스로부터 신초 재분화에 미치는 저온 전처리 및 식물생장조절물질의 효과를 조사하기 약배양을 실시하였다. 약유래 캘러스 유도 및 식물체 재분화에 미치는 식물생장조절제의 효과를 조사하기 위해 2,4-D, NAA, BA 및 TDZ를 8종류로 혼합한 1/2 MS 배지에 약배양을 실시한 결과 물레나물은 식물생장소절물질에 의존적인 식물로 배지내 식물생장조절물질이 첨가되지 않으면 캘러스가 형성되지 않았다. 2,4-D가 포함된 배지에서 약유래 캘러스 형성이 양호하였으며 2.0mg/L 9,4-D단용 처리에서 캘러스 형성율이 52.6%로 가장 높았으며 지속적 캘러스의 증식 및 shoot 분화는 0.1mg/L 2,4-D와 1.0mg/L BA 혼용처리가 효과적이었다. 2.0mg/L 2,4-D 단용처리에 의해 형성된 캘러스로부터 부정적 다수의 신초분화에 미치는 TDZ와 BA 효과를 조사한 결과 1.0mg/L TDZ 처리구에서 단 한개의 shoot가 분화된 것을 제외하고는 갤러스가 갈변되어 효과적이지 못하였으나 모든 BA 처리구에서 갤러스는 shoot가 분화되어 TDZ에 비해 효과적이었다. 특히 3.0mg/L BA 처리구에서는 캘러스 모두 shoo4로 분화되어 다수의 multishoot가 형성되어 가장 효과적이었다. 개화 1주일전의 화뢰를 5℃ 에서 8일간, 15일간 저온 전처리 하여 0.1mg/L 2,4-D와 1.0 mg/L BA 혼용처리된 DIS 배지에 배양한 결과 무처리에 비해 처기구에서 약의 생육기간이 길었으며 특히 5℃ 15일간 저온처리한 약이 배양기간 동안 지속적으로 캘러스 및 부정 shoot를 형성하여 저온처리 효과가 있었다.

지황 (R. glutinosa)의 조직절편으로부터 고효율의 식물체 재분화 시스템을 확립하기 위하여 기내에서 발아된 유묘의 잎을 절취하여 auxins과 cytokinins을 농도별로 단독 또는 혼합하여 MS배지에 치상한 후 신초의 형성율을 조사하였다. 잎 절편으로부터 부정아의 형성율은 1 mg/l BA와 2mg/l IAA가 첨가된 MS배지에서 93.4%로 가장 높았다. 한편, 엽령에 따른 부정아의 형성율을 조사한 결과 기내에서 발아 후 6주가 지난 유식물체의 정단부위로부터 3번째의 잎을 사용함으로써 신초의 형성율을 98.4%까지 높일 수 있었다. 형성된 신초는 0.1mg/l IBA가 첨가된 1/2MS배지로 옮겼을 때 4주 후 최대 발근율을 보여주었다.

천문동 (Asparagus cochinchinesis (Lour.) Merr.)의 기내생장과 증식의 가능성을 검토하기 위하여 신초의 유기, 생장 및 발근에 적합한 배지, 식물생장조절제, 배양온도를 검정한 결과를 요약하면 다음과 같다. MS 기본배지에 3.0 mg/l BA 처리시 신초의 유기 및 생장이 가장 양호하였으며 MS 기본배지에 0.5 mg/l IBA 처리가 발근에 가장 효과적이었고 기내배양 온도는 23~25℃가 적합하였다.

심장질환 및 암치료에 약제로 사용되어지는 D. purpurea의 잎 절편으로부터 신초의 재분화와 증식을 시도하였다. MS 배지에 2 mg/l BA와 0.1 mg/l IAA를 조합하여 처리하였을 때 잎절편으로부터 부정아가 형성되었다. 유기된 부정아로부터 신초의 증식은 식물생장조절물질이 첨가된 B5 배지에서 배양 5주 후 약 21개의 신초가 분화되었으며, 신초의 길이 신장과 생육은 WPM 배지와 MS 배지에서 가장 양호한 것으로 나타났다. 한편 기내 증식된 신초로 부터의 발근은 1 mg/l IBA를 첨가된 MS 배지에서 신초당 21.5개가 형성 되었다.

생물반응기에서 배양 수확한 신초의 발근과 순화조건을 알기 위하여 실험한 결과는 다음과 같다. 배양배지는 MS 기본배지의 농도를 반으로 줄이고 아가 농도를 1.2%로 하는 것이 신초의 발근과 순화에 유리하였다. 여과막이 부착된 배양병에서 신초를 생육시키는 것이 밀폐된 배양병에서 생육시킨 것보다 생육이 양호하고 생존율도 높았다. 배지에 paclobutrazol을 0.3-0.4mg/l로 처리한 경우 신초의 발근과 생육이 양호하였다.

번행초(Tetragonia tetragonoides)의 잎 절편으로부터 기내(in vitro) 증식을 유도 하였다. 2 mg/L BA와 0.5 mg/L NAA가 조합 처리된 MS 기본배지에서 잎 절편으로부터 직접 기관형성 과정을 통하여 부정아가 형성 되었다. 유기한 부정아는 절취하여 2 mg/L NAA와 0.5 mg/L BA이 첨가된 MS배지로 옮겨 유묘의 대량 증식을 시도하였으며, 배양 3주 후 신초의 지속적인 성장을 위해 무기염의 농도가 두배로 증가된 2MS배지로 옮겨 배양 하였다. 증식된 신초로부터 발근은 식물성장조절물질이 첨가되지 않은 1/2MS와 MS배지 모두에서 이루어 졌다.

이 연구는 지황에서 신초의 유도와 신장에 미치는 thidiazuron과 paclobutrazol의 영향을 조사분석한 것으로 얻어진 결과는 아래와 같다. 1. 신초 유도시 thidiazuron을 단독처리한 경우에 신초 발생율이 높았으며, thidiazuron은 저농도에서부터 활성을 나타내어 영향을 주는 농도범위가 비교적 넓었다. 특히 thidiazuron 1.0mg/L 농도에서 신초 발생이 많았다. 2. 신초 유도시 thidiazurona만을 사용하였거나 thidiazuron에 paclobutrazol을 조합처리하였던지 간에 신초의 신장에는 모두 thidiazuron 1.0mg/L 처리구에서 마디수와 신초의 수가 가장 많아 신초 신장에 효과적이었다.

본 실험의 목적은 생물반응기를 이용한 현삼 종묘의 기내증식과 기내순화에 관여하는 적정 배지조건을 검토하여 추후 종묘의 건전한 생육과 안정적 생산에 활용할 수 있는 기초자료를 얻고자 하였으며 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 생물반응기에서 4주간 배양한 신초의 발근과 생장은 1X MS 액체배지에서 양호하였으나 6주간 배양한 신초는 1/10 MS 배지에서 좋았다 2. MS 고체배지에서의 잎 전개율은 생물반응기에서 6주간 배양한 신초가 4주간 배양한 신초보다 높았다. 3. 잎이 전개된 신초의 수와 신초당 잎의 수는 1X MS 고체배지에서 많았으나 유리화도 1/2X MS 고체 배지에서 보다 많이 발생하였다. 4. 전반적으로 보아 신초의 지상부 생육은 MS 기본배지에서 양호하였으나 지하부 생육은 암모니아 태 질소를 1/4로 줄인 배지에서 좋았다. 5. 암모니아태 질소를 1/4로 줄이고 아가농도를 1.2%로 조정한 배지에서 신초의 생육이 좋았으나 유리화가 많이 발생하였다. 6. 신초의 생육과 순화는 1X MS배지에 1.6% 아가농도가 좋았으나 1/2X MS에 1.2%의 아가를 첨가한 경우보다 유리화가 많이 나타났기 때문에 신초의 순화는 1/2 MS 기본배지에 아가농도를 1.2%로 한 배지가 가장 적합한 것으로 생각되었다.

옻나무의 근삽에 의한 묘목생산성을 높이기 위하여 BA, kinetin 및 zeatin 등의 생장조절물질과 삽수의 길이 및 직경 등을 공시하여 신초발생율과 묘소질을 조사하였다. 옻나무의 근삽처리 후 3∼5주 사이에 삽수로부터 신초가 발생하여 지상부로 출현하였다. 발생하는 신초의 수는 대부분이 1개였으나 2∼3개의 신초가 발생하기도 하였다. 한편 신초가 발생하지 않은 삽수들은 대부분 신초분화능이 포함된 피층부가 부패 한 것이 그 원인이었다. 생장조절물질 처리에 있어서 zeatin처리가 가장 양호한 신초발생율을 보였고 농도가 높을수록 신초발생율도 높았다. BA와 kinetin처리 역시 농도가 높을수록 신초발생율이 높았으나 zeatin처리에 비하여 낮았다. 생장조절물질 처리에 의한 묘소질은 처리간에 통계적인 유의성이 인정되지 않았지만 대조구보다는 양호하였다. 삽수의 길이 별 신초의 발생은 삽수의 길이가 길수록 일찍 시작되었고, 묘소질은 15 cm의 삽수가 가장 양호하였고 삽수의 길이가 작아질수록 묘소질이 불량하였다. 그러나 단위길이 당 유묘 생산량은 10 cm의 삽수가 가장 양호하였다. 삽수의 직경에 따른 신초의 발생율은 삽식 10주 후에 0.3∼0.5 cm의 삽수가 76%로써 가장 양호하였고 묘소질은 통계적인 유의성이 인정되지 않았다.

지황 기내 식물체의 줄기 조직을 재료로 생물반응기에서 부정아 발생 과정을 통하여 기내 종묘를 생산하기 위해 본 실험을 수행하였다. 공기부양형 생물반응기가 교반형에 생물반응기의비해 신초 형성에 유리하였다. 2.5L 규모의 생물반응기에서 적절한 배양 밀도는 배지 1.5L에 시료 50g(줄기절편 90개)이었고, 이 때 공기의 주입량은 0.5 v.v.m으로 조절하는 것이 효과적이었다. 신초의 생산 효율을 높이기 위해 배지에 pH 완충제인 MES를 첨가한 결과, 생성된 신초의 수가 증가하였다. 유리화 억제제를 5g/1의 농도로 배지에 첨가하였을 경우 신초의 유리화 현상이 뚜렷하게 억제됨과 동시에 신초의 형성도 증가되었다.

본 실험은 생물반응기를 이용한 현삼 종묘의 기내생산과 기내 발근에 관여하는 요인을 검토하여 추후 종묘의 건전한 생육과 안정적 생산에 활용할 수 있는 기초자료를 얻고자 실험한 결과는 다음과 같다. 1. 생물반응기에서 현삼 배양은 MS 기본배지의 NH4NO 양을 1/4 로 줄여 413mg/ l 의 농도로 처리하고 6주간 배양하는 것이 신초의 유도에 유리하였다. 2. 생물반응기 배양시 신초의 형성과 생장에는 NH4NO3를 413mg/ l로줄인 MS 배지가 유리하였다. 3. 배지량 1.5L 의 생물반응기에서 줄기 절편의 접종량이 300개 이상일 경우 기내 식물체가 과밀화 되어 신초의 생육이 저해되고, 생물반응기 내부 및 배지 위로 노출된 신초는 괴사되었다. 따라서 신초의 생체중이 무거우면서도 신초수를 많게 하기 위해서는 적정 접종량을 300개체로 하는것이 유리하였다. 4. 신초의 발근 수와 길이생장에는 IBA 0.05mg/ l 가 효과적이었다. 5. 생물반응기에서 6주간 배양하는 것이 신초의 생육이 정상적으로 되었으며 또한 이들 신초에서 발근과 뿌리의 발육에도 유리하였다.