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.

노지에 있는 교잡종 블랙베리의 근맹아를 채취하여 1.2% sodium hypochlorite 용액에 침지하여 표면 살균한 후 BA를 첨가한 변형된 × 1, × 1/2 MS 고체배지에서 다경유도를 시도하였다. 4주간 배양하였을 때 BA 1mg·L-1가 첨가된 기본 MS배지에서 고빈도(83.3%)의 다경유도가 이루어 졌으며, 절편체당 신초수는 0.5mg·L-1 BA를 첨가한 MS 기본배지에서 3.7개로 가장 높게 형성되었다. 또한 12주간 배양하였을 때 4주간 한 경우에 비하여 신초형성율이 4.1배 많은 15.4개가 형성됨을 관찰할 수 있었다. 형성된 신초로부터 뿌리발생은 식물생장조절물질이 첨가되지 않은 MS배지를 1/1, 1/2, 1/4배로 희석하여 신초를 배양하였을 때 특히 1/2 MS 배지에서 95%로 가장 양호하였다. 재생된 식물체는 모래 : 원예용상토 : 버미큘라이트(1:1:1, vol.)혼합토양에서 순화하였을 경우 95%의 생존율을 나타내었다.

In general, since partial pollen is derived to sporophyte, anther culture efficiency is low, and practical application that is introduced in actuality breeding technology is not many. This study was carried out to improve regeneration of green plants through some culture environments contol in anther culture of naked brley. Among the factors related with plant regeneration, medium was effective in component containing L-glutamine 256 mg/L, L-proline 250 mg/L, IAA 1 mg/L and BAP 2 mg/L controlled in addition sucrose 30 g/L or maltose and sucrose mixed each 30 g/L to increase both plant regeneration and green plant regeneration rate. Also, adequate content of CuSO4 was the best at 1.25 mg/L (fifty-fold), it was tendency to decrease albino production rate. Starvation was effective at 30℃, 7 days in case of Saessalbori for plant regeneration and Dooweonchapssalbori at 30℃, 10 days with increasing green plant regeneration against albino. After plant regeneration, under acclimation by hydroponics, roots and shoots were well developed at 20℃, light control as 2,000～5,000 Lux and photoperiodic reaction by 14/10 as dark/light in the early growth stage. In acclimation method, plants acclimated in the modified Yoshida solution filled-vermiculite in GP pot is superior (100%), in which was controlled by temperature 20℃, pH 6.0 and relative humid 90% over, especially, after transplanting in pot growth of root, sheath and leaf are more active in 20℃ and 5,000 Lux control. For Vernalization, plants derived from anther culture of F1 naked barley was different from their parents with normal heading plant even about 50% in the F1 hybrids whose vernalization was strong, whereas the rest of plants derived from anther culture formed rosette, showing that normal growth were impossible.

The study was carried out to establish an improved protocol for shoot organogenesis and plant regeneration from leaf explant cultures of Scrophularia buergeriana M. with the treatment of ethylene inhibitors [silver nitrate (AgNO3), aminoethox-yvinylglycine (AVG), Cobalt chloride (CoCl2)]. The regenerated shoots obtained from leaf explant cultures on MS medium containing 2 mg/l BAP, The additions of AgNO3. AVG and CoC12 substantially improved the shoot regeneration frequency, at the optimal concentration of 7 mg/L, 7 mg/L, and 3 mg/L respectively, The regenerated shoots could be easily rooted with 0.1 mg/L IBA treatment. The noted plants were hardened and transferred to vermiculite with a 85% survival rate where they grew normally.

체세포배 발생을 통한 고구마 재분화 식물체를 유도하기 위하여 성장조정제 및 부위별 배양조건과 체세포배 캘러스발생 조건에 관한 실험을 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 생장조정제별 캘러스 유기율은 MS+0.5 mg/L IAA+10.0 mg/L BA, MS+1.0 mgt NAA+5.0 mg/L. BA, MS+1.0 mg/L picloram, MS+1.0 mg/L 2.4-D, LS+1.0 mgt picloram 등에서 높았고, 부위별로는 정단분열조직과 엽이 절간과 엽병에 비하여 높았다. 2. 고구마 치상 부위별 캘러스 형성은 부위별로는 정단분열조직 > 엽기저부위 > 줄기상단부위 순으로 높았고, 생장점에서는 건미, 율미, 고계14호 등에서 75~80% 의 노랗고 윤기가 있는 체세포배캘러스를 형성하였다. 3. 2,4-D농도별 체세포배발생캘러스 형성을 조사한 결과 MS+1.0~1.5 mg/L 2,4-D에서 높았고, 품종별로는 건미가 가장 높았다. 4. 식물체 재분화율은 을미가 73%, 신황미가 70%로 신자미와 고계14호에 비하여 높았다.

구기자나무로부터 캘러스의 형성과 shoot의 형성에 미치는 생장조절제의 영향을 연구한 결과 캘러스의 형성은 2,4-D를 포함하는 배지에서 효과적이었으나 shoot의 형성에는 억제효과를 보였다. Shoot의 형성은 0.1mg/L IAA + 0.1mg/L BA의 배지에서 형성률과 절편당 형성 개체수가 가장 높은 분화율을 보였다. 절편체의 부위에 극성에 다른 캘러스의 형성과 shoot의 재분화에 있어서는 자엽의 기부와 말단부를 20% 절제한 절편의 기부의 절단면에서는 shoot의 형성이, 하부의 절단면에서는 캘러스의 형성이 높았으며 시간이 경과함에 따라 하부에서도 shoot의 형성이 보였다. 재분화식물은 1/3 MS 배지에서 뿌리가 양호하게 발달하였으며 토양 순화과정에서도 90% 이상의 생존율을 보여 개화가 이루어졌다.

Agrobacterium rhizogenes ATCC15834에 의해 형질전환된 지황 (Rehmannia glutinosa)의 모상근으로부터 유식물체를 재분화 시키기 위한 최적 조건을 탐색하였다. 모상근 절편으로부터 유식물체의 재분화는 0.5 mg/l BA가 첨가된 SH배지 (3% sucrose, pH 5.8)에서 배양 5주 후 이루어졌다. 이와 같은 유식물체는 식물생장조절물질이 포함되지 않은 기본배지로 옮겼을 때 발근이 이루어졌다. 형질전환된 모상근 유래 식물체는 잎으로부터 직접 재분화된 식물체와 비교했을 때 잎이 오므라드는 경향을 보였고 줄기는 절간이 짧았으며, 뿌리는 가늘고 수량이 많은 특징을 보였다. 생체량 비교에서 형질전환식물체는 식물 하나의 무게가 1.28 g (생중량)으로 대조구인 잎 유래 재분화식물체 (0.53 g)에 비해 높았으며, 지표물질인 catalpol의 함량에 있어서도 차이를 보여주었다.

블랙베리의 다경유도를 통한 식물체 재생을 위하여, 노지에서 생육되고 있는 맹아를 채취하여 1.2% NaOCl 용액에 침지하여 표면 살균한 후, kinetin과 BA가 각각 포함된 MS 배지에서 4주간 배양하여 절편당 형성된 신초의 수를 조사하여 BA가 효과적임을 밝혔다. 동일방식으로 맹아를 IBA와 BA를 첨가한 MS 고체배지에서 4주간 배양하여 신초를 유도하였는데 1.0 mg/L BA가 첨가된 배지에서 신초유도는 100% 이루어졌다. 기내배양한 신초의 절편체를 1.0 mg/L BA가 첨가된 MS 배지에 치상하여 형성된 신초의 수는 절편체당 5.3개로 최고를 나타내었다. 약 10주 정도 배양을 더 오래하였을 때, 다경 형성율이 더 높아질 뿐 아니라 절편체당 신초 수도 많아졌다. 형성된 신초로부터 뿌리 발생을 위하여 glycine의 농도를 달리한 (0~2.0 mg/L) MS 기본배지에서 4주간 배양하였을 때, 0.5 mg/L glycine을 첨가한 배지에서 고빈도 (85%)의 뿌리발생을 관찰 할 수 있었다. 재생된 식물체는 모래 : 토양 : 버뮤큘라이트 (1:1:1, vol.) 혼합토양에서 순화시켜, 토양에 이식하였을 때 95%의 식물체 생존율을 나타내었다.

기내배양을 통해 동백종자의 자엽절편으로부터 직접 체세포분화를 통하여 식물체를 재분화 시켰다. 종피를 제거한 후 표면살균 처리한 자엽절편을 2.4-D, NAA 및 BA가 단독 또는 조합 첨가된 MS 고체배지에 치상하였다. 원배체 형성을 통한 부정아 형성은 0.1 mg/l 2.4-D와 1 mg/l BA가 첨가된 처리구에서 이루어졌다. 부정아는 주로 자엽절편체의 배축에 가까운 기저부위에서 캘러스의 형성없이 직접 형성되었으며, 이로부터 형성된 유묘는 식물생장조절물질이 첨가되지 않은 기본배지에서 정상적인 개체로 발달 하였다. 이와같은 연구결과는 앞으로 동백나무의 육종과 산업적 이용에 필요한 형질전환 연구에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

체세포배발생을 이용한 가시오갈피 대량증식체계 확립을 위하여 저온처리에 의한 체세포배의 장기저장 실험을 수행하였다. 현탁배양 체세포배의 4℃에서의 저온저장에는 구형배 이전의 조기단계의 체세포배가 적합하였고 2 g/l 이하의 낮은 접종밀도에서는 36개월 이상 저장이 가능하였다. 장기간 저온 저장한 체세포배는 상온에 옮긴 후 2,4-D를 첨가한 배지에서만 성장을 회복하여 배발생캘러스를 형성하였으며 배발생캘러스의 증식속도는 배양온도를 32℃로 높였을 때에 가장 효율적이였다.

갯방풍의 캘러스 유도와 식물체 재분화에 영향을 미치는 생장조절제에 대한 몇 가지 요인들을 조사하였다. 식물체 조직으로부터 캘러스의 유도에 적절한 배지의 조건은 1∼2 mg/L, 2,4-D와 1∼2 mg/L BA 혼용처리 조합에서 캘러스의 유도율이 높았고, 조직별 캘러스 유도율은 엽조직 보다 엽병에서 우수하였으나, 다른 식물의 부정아 발생 양상과 달리 엽조직에서 발생한 캘러스로부터 부정아와 부정근의 형성을 보였다. 조직별 캘러스의 식물체 분화율은 식물생장 조절제의 농도가 높을수록 양호하였고 적정농도는 1 mg/L NAA와 2 mg/L BA 이었다. 이후 분화된 식물체를 계대배양하여 대량증식을 위해 multiple shoot를 발생시키고 뿌리를 발생시킬 수 있도록 발근배지에 옮겨 생육 시킨 후 식물체의 초장에 따라 vermiculite에 순화시켜 생존율을 조사한 결과 높은 생존율을 보임을 알 수 있었다.

기내에서 삽목 배양중인 한라구절초[( Chrysanthemum zawadskii ssp. coreanum(Nakai) Y.N. Lee)]의 잎으로부터 효과적인 식물체 재생을 위한 NAA와 BA농도 및 배지고형물의 효과를 조사하였다. 0.2% Gelite를 고형물로 하였을 때 한라구절초의 잎 재분화에는 BA농도보다는 NAA 농도가 더 영향을 미쳤으며, NAA 농도가 1 mg/L 이상이면 모든 조직 에서 재분화를 보였다. 신초수는 NAA 단용 처리에서 많은 경향이었으며 NAA 1 mg/L 처리시가 가장 양호하였다. 배지고형물로 agar과 gelite를 가지고 재분화 효과를 조사한 결과, gelite 첨가시 잎절편 당 신초수가 많았으며 agar 첨가시에는 잎절편당 신초수가 적은 반면에 신초의 길이가 길게 나타났다. 한라구절초의 잎절편으로부터 재분화에는 MS에 3% sucrose, 0.8% agar와 NAA 1 mg/L를 첨가하여 25 ℃, 2,000 lux 정도에서 배양하는 것이 효과적이었다.

가시오갈피의 꽃봉오리 엽병, 줄기, 줄기마디, 뿌리, 꽃대, 잎 등 조직으로 부터 캘러스가 유기 되었으며 캘러스 유기재료로는 꽃봉오리, 엽병, 줄기, 줄기 마디, 뿌리 등이 적합하였다. 캘러스 유기율은 한국산 가시오갈피가 일본산과 러시아산보나 높게 나타났다. 캘러스유기에는 2.4-D와 TDZ조합처리가 효과적이었으며 한국가시오갈피의 엽병, 줄기, 액아, 뿌리절편으로부터 형성된 캘러스에서 배발생 캘러스가 형성되었으며 줄기에서 형성된 캘러스로부터 한국, 일본, 러시아산 가시오갈피 모두에서 배발생캘러스가 형성되었다. 엽병에서 형성된 캘러스로부터 배발생캘러스의 유기율이 가장 높았으며 2.4-D 1mg/l 처리가 가장 효과적이었다. 액체배지에서의 체세포배의 생장에는 생장조절물질을 첨가하지 않은 MS기본배지가 적합하였다. 기내에서 잎과 뿌리 분화가 이루어지고 건실하게 자란 식물체를 온실에 옮겨 순화하였을 경우 99.1%의 생존율을 보였다.

본 연구에서는 헛개나무 조직 배양에서 체세포배 유도 및 식물체 재분화를 위한 적절한 배지, 생장조절물질, 탄소원 그리고 배양 환경을 조사하였으며 대량 번식 시스템을 위해 체세포 배로부터 식물체로 재분화 하기 전 세포 동조화와 건실한 유묘 생산에 최적인 배양 조건을 조사하였다. 강원도 양양 헛개나무 자생지에서 채취한 종자를 배배양하여 기내 발아시킴으로 기내 식물체를 얻었으며 이를 본 실험에 이용하였다. 기내 발아 후 7-14일 된 식물체의 자엽과 잎 절편을 NAA를 처리한 배지에 배양했을 때 callus 상태를 거치지 않고 직접 shoot가 유기되었는데 NAA 0.5mg/l에서 43.6%로 형성율이 가장 높았으며 절편체 당 shoot 의 수도 2.8개였다. NAA와 BA 조합처리하였을 때 BA 0.1mg/l+ NAA 1mg/l에서 38.1%의 형성율을 보였으며 절편체 당 shoot의 수는 4개 이상으로 유기되었다. 체세포배는 NAA와 2,4-D의 단독처리 또는 BA와의 조합처리에서 발생하였으며 직접 체세포배 또는 배발생캘러스가 형성하였다. BA 0.1mg/l+ 2,4-D 1mg/l 또는 BA 0.1mg/l+ NAA 1mg/l에서 발생한 배발생 캘러스의 생장과 성숙 및 발아에 최적 배양 조건을 조사하였을 때 GA3 1mg/l을 처리하여 배 발아를 촉진시켰으며 자엽은 발달하지 못하고 하배축이 신장하여 유근이 발생한 형태의 유묘를 생산하였다.

1. Bulb 유래 식물체 재분화는 식물생장조절물질이 첨가되지 않은 1/4MS 액체 배지에서 잎과 뿌리분화 및 생장, bulb 분화가 양호하였다. 2. 캘러스 현탁배양의 경우 2,4-D 1mg/ l 를 처리한 액체배지는 배발생 캘러스를 증가하였다. 식물생장조절제가 처리되지 않은 액체배지는 캘러스가 활성을 잃었고, 활성 감소는 salt strength가 감소함에 따라 급격히 감소하였다. 그리고 생장조절제가 처리되지 않는 액체배지에서 소수의 캘러스로부터 잎의 분화가 관찰되었다. 3. 솔나리 잎, 뿌리, 인편 중 재분화 식물체 유도는 인편이 가장 적합하며, 인편을 치상하였을 때, 잎의 분화는 MS 기본 배지에 NAA 1mg/ l 첨가와 1.5%의 sucrose 첨가한 곳에서 가장 양호하였다. 잎의 생장은 MS 기본 배지에 NAA 1mg / l를 첨가와 3.0%의 sucrose를 처리한 곳에서 관찰되었다. 뿌리의 분화 및 생장, 인편의 분화는 MS기본 배지에 NAA 1mg / l 를 첨가와 6%의 sucrose를 첨가한 배지에서 가장 양호함을 나타내었다. 4. 고체배지에서 잎의 분화는 spermidine에 비해 spermine첨가가 효과적이었고, 잎의 신장은 spermidine처리가 보다 효과적이었다. 뿌리의 분화 및 생장은 spermine처리에 의해 양호한 결과를 나타내었고, 인편의 분화는 spermidine첨가에서만이 나타났다. 액체배지에서 spermine과 spermidine 1mg/ l 를 처리하였을 때 잎, 뿌리 모두 분화하였다. Spermine 1mg/ l 를 첨가한 한 플라스크에서는 체세포 배 발생 이 관찰되었는데, 이는 2, 4-D 1mg/ l 를 처리한 액체배지에서 나타나는 것과 유사함을 나타내었다. 솔나리 인편배양에서 polyamine의 처리는 액체배지보다 고체배지가 효과적이었다. 5. 솔나리 인편배양을 통해 분화된 식물체의 토양순화 실험에서, 재분화된 식물체의 생존률은 vermiculite + perlite (1 : 1 by volume)에서 96.3%를 나타내어 가장 양호한 결과를 얻었고, 순화된 식물체의 뿌리 생장은 peat moss에서 가장 양호하였다.