인삼 종자로부터 적출한 embryo로부터 multi-shoot를 얻기 위하여 CPA와 BA를 단독 및 복합처리 하여 각각의 유기 양상을 알아본 결과 CPA 0.5mg/ t 에 BA 1.0 mg/ t 복합처리가 multi-shoot를 얻는데 가장 효과적인 것으로 나타났으며, 식물호르몬 종류를 달리한 처리구에서는 특히, 2,4-D 1mg/ t 와 kinetin 0.5mg/ t 처리구에서 한 개의 embryo 당 4∼6개의 shoot를 유기시킬 수 있었다. 또한 인삼의 형질전환을 위해 인삼 자엽으로부터 pre-embryoid를 유기하기 위한 가장 최적의 조건은 2,4-D 1mg/ t 과 kinetin 0.5mg/ t 복합처리구에서 가장 효과적이었다. 기내배양에 의해 형성된 shoot로부터 잎의 포함여부에 따른 petiole, 그리고 embryo에서 kanamycin 내성정도를 조사한 결과 잎을 포함한 petiole과 embryo는 kanamycin 100μg/ m1 농도에서도 다소간 생존하는 것으로 나타나 매우 높은 농도의 항생제를 사용해야 할 것으로 판단되었으며, 잎을 포함하지 않은 petiole의 적정 농도는 100μg/ m1 정도인 것으로 판단되었다 또한 배배양에 의한 embryo로부터 유기된 자엽 을 2,4-D 1mg/ t 과 kinetin 0.5mg/ t 복합 처리구에서 선발할 경우와 인삼 자엽으로 부터 직접 somatic embryo를 유기하여 인삼의 형질전환을 유도하기 위해서 가장 적합한 kanamycin 농도로는 75∼100μg/ m1이 가장 효과적인 것으로 나타났다.

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.

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.

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.

현탁배양에 의하여 fusaric acid 저항성인 세포주를 선발하고, 선발된 세포주들의 fusaric acid 저항성, 저항성의 안정성 및 식물체 재분화 능력을 조사하였다. 선발된 20개의 세포주의 저항성 정도는 세포주에 따라 상이하였으나, 일반적으로 fusaric acid 감수성인 세포주보다 fusaric acid가 첨가된 배지에서 높은 캘러스 생장을 보여 높은 저항성을 나타냈으며 RF-9, RF-11, RF-15는 100 μM에서도 70% 이상의 높은 캘러스 생장을 나타냈다. Fusaric acid가 첨가되지 않은 배지에서 5주 동안 계대 배양한 후, fusaric acid 안정성을 조사한 결과, 10 μM에서는 모두60% 이상의 생장율을 나타냈으며, 100 μM에서는 약 30%에서 80%까지 생장이 억제됨을 보여 농도가 높아질수록 캘러스 생장 억제 정도가 증가함을 알수 있었다. Fusaric acid 저항성 세포주들의 식물체 분화능력은 세포주에 따라 상이하였으며, 50 μM fusaric acid 농도에서도 13개의 세포주들이 1개 이상의 줄기가 분화되었고 두개의 세포주는 분화가 되지 않았다.

본 연구에서는 탱자의 미성숙배로부터 캘러스 유도와 재분화에 관하여 연구하였다. 탱자 배발생 캘러스들은 3% sucrose와 44.4 μm BA로 처리된 ½MS배지에서 광조사(2,000 1x, 16h)시에 미성숙종자의 배로부터 유도되었으며 식물체 재분화는 MS배지에 5.0 μm BA를 첨가하였을 때 가장 양호하였다. 탱자는 배양2~3주경에 담황색의 캘러스가 유도되었으며 배양5~6주경부터는 딱딱한 녹색의 캘러스로 변하였다. 기내 재분화는 3% sucrose와 5.0 μm BA가 첨가된 MS배지에서 배발생 캘러스로부터 직접 유도되었다. 또한 배양 12주 후에 Multishoot가 재분화되었으며, 배양 16주 후에 뿌리가 형성되었다. 또한 뿌리가 형성된 식물체들은 토양으로 옮겨져 완전한 식물체로 잘 자랐다. 광학 현미경 관찰시 탱자에서는 배양4주경에 하얀색의 조밀한 배양된 세포들이 나타났다. 배양6주경부터는 세포들이 신장되면서 배발생 돌기가 나타났으며 주변의 세포들은 액포화 되었다. 또한 배양12주경에는 미성숙 잎에서 발달된 유낭과 전형성층을 관찰하였다.

시호 재분화 체세포클론과 야생 개체의 뿌리에서 사이코사포닌 함량을 정량하여 비교 분석하였다. 사이코사포닌 함량은 1년생 체세포클론, 경상북도 영덕시호, 강원도 정선시호, 2년생 체세포클론 순으로 높게 나타났다. 사이코사포닌 함량 변이는 3개월간 배양한 캘러스에서 유도되어 2년간 재배된 체세포클론에서 2년간 배양한 캘러스에서 유도되어 1년간 재배된 체세포클론에서보다 높게 나타났다. 이러한 결과는 시호의 경우 사이코사포닌 변이가 캘러스 배양 기간에 별로 영향을 받지 않는다는 것을 보여주는 것이다. 1년생 체세포클론에서 야생 개체에서보다 사이코사포닌 함량이 2배 이상 높은 4개의 체세포클론이 발견되었는데, 이러한 결과는 체세포클론 변이를 이용한 우량 변이주 선발의 가능성을 보여 주는 것이다.

This study was conducted to establish mass propagation system from the axillary bud culture of chrysanthemum zawadskii H. which was used as material of medicinal plants. Shoot egeneration was better on MS medium with NAA and BA. The optimum concentraions of growth regulator for shoot regeneration differed depending on accessionsof C. Zawadskii. Shoot regeneration in Keungucheolcho was better on MS Medium with NAA 0.01mg/1 and BA 0.1mg/1 while Hyangrobonggucheocho was better with NAA 0.1mg/1and BA 0.3mg/1. Addition of NAA into medium was effective for induction of root from shoots regenerated. Shoot multiplcation was more effective when 10mg/1 spermine was added into medium than when other polyamines were treated ino medium . Randomly and specifically amplified polymorphic DAC banding patterns based on polymerase chain reaction (PCR) analysis were used to assess the genetic variation of plants regenerated from in vitro culture.

Indica 벼의 원형질체들로 부터 효과적인 식물체 재분화 방법을 개발하였다. 이 방법은 배형성 진탕 세포 배양체로 부터 나출된 원형질체들을 feeder cell들이 agarose에 embedded된 배지 표면에 놓인 filter membrane 위에 배양하는 것이다. Feeder cell로서 Lolium multiflorum 세포배양체를 사용했을 때가 Oryza ridleyi를 사용했을 때보다 효과적이었고, 원형질체 평탄효율은 세포 배양체 age에 따라 달랐지만 최고로 0.68％ 까지 증가되었다. Carbohydrate source로서 maltose를 사용하거나 maltose와 sucrose를 1:1로 조합했을 때가 sucrose 단독으로 사용했을 때보다 식물체 재분화율이 증가되었고, 고농도의 agarose를 이용하여 원형질체로부터 유도된 캘러스를 dehydration시켰을 때 또한 재분화율이 괄목하게 증가되었다. 식물체 재분화율은 control 캘러스로부터 3.1∼30.6％ 였지만 dehydration처리한 캘러스로부터는 30.7∼70.7％까지 증가되었다. 원형질체로 부터 유도된 식물체들은 형태적으로 정상이며 개화했다.