본 연구는 종자의 높은 유지 함량으로 인해 식･약용 및 바이오에너지 원료 소재로 활용 가치가 높은 문관과(Xanthoceras sorbifolium)의 부정아 유도를 통한 기내 재분화 기술을 개발하기 위해 수행되었다. 미성숙 종자 절편을 0.5 mg l-1 6-benzylaminopurine (BA)이 포함된 MS 배지에 치상하였을 때 부정아 유도율은 68.6%로 나타났으나, 성숙 종자 절편을 이용하였을 때 상대적으로 매우 낮은 비율(2.86%)로 유도되었다. 부정아 유도를 위해 싸이토키닌류의 종류를 달리하여 치상하였을 때 thidazuron (TDZ)과 BA가 포함된 배지에서 70% 이상이 유도되었다. 유도된 부정아의 증식을 위해서 절간을 BA와 TDZ이 혼용 처리된 배지에 치상하였을 때 최대 94.29%까지 신초 유도율이 증가되는 것을 확인하였다. 이 후 유도된 신초는 정상적인 발근과정을 거쳐 식물체로 재분화되었다. 본 연구에서 제시된 문관과의 부정아 유도 방법을 이용하여 안정적인 종묘확보에 활용될 수 있을 것이다.

인삼은 다양한 국가에서 과거로부터 민간의약적으로 사용해 온 유용한 한약자원으로, 동북아시아와 북아메리카에서 서식하고 있다. 인삼의 학명은 Panax ginseng C. A. Meyer로 Araliaceae에 속하고 약용 부위는 곁뿌리를 제거한 뿌리 부분이다. 본 연구에서는 전세계에 분포하는 인삼의 종류와 명칭을 정리하고, 동북아시아 공정서 내 인삼의 기원들을 알아보았다. 다양한 인삼종의 전초의 형태를 비교하였고, 여러 문헌 정보를 바탕으로 각국 인삼종의 약리학적 효능을 정리하였다. 현재 한국에서 재배되고 있는 고려인삼의 품종은 약 15종이며, 이들 중 재래종(자경종), 천풍, 연풍, 금풍, 산양삼의 형태학적 특징을 비교하였다. 한약재 활용 가능한 인삼을 수확하기 위해서는 오랜 기간 재배해야 하며, 그 조건도 까다롭다. 약리학적으 로 가치가 있는 인삼종의 시장 수요를 충족하기 위한 대량증식 방법으로 기내조직배양이 활용될 수 있다. 따라서, 각 인삼종의 종자를 수집하여 크기를 측정하고 형태를 비교하였고, 종자를 횡단면으로 절단해 배의 형태를 관찰했다. 각 인삼종의 종자를 활용하여 기내배양을 진행하였고, MS+GA 1.0mg/L 조건에서 발아율은 미국삼이, 생존율은 금풍이 가장 우수한 것으로 확인 되었다. 인삼의 한 종류인 산양삼은 자연에서 성장 속도가 느리고, 재배조건이 까다롭다는 특징을 가지고 있다. 따라서, 산양삼을 수경 재배해, 해당 인삼종에서 발견되는 다양한 미생물종을 동정하였다. 기내배양을 통한 4종의 인삼종 종자 발아 실험에서도 다양한 미생물종이 확인되었고, rDNA 염기서열 분석을 통해 동정하였다. 본 연구는 한국한의학 연구원이 제공하는 전통의학정보포탈(KIOM Oasis Portal)과 농업진흥청 원예특작과학원의 인삼특작부에서 각 인삼종의 종자를 분양받아 진행되었 다. 해당 논문은 기내배양을 통한 인삼의 대량생산 체계 구축 연구의 초석이 될 것으로 사료된다.

차나무의 기내배양 과정 중 증식배양 단계에서 LED 광질 조건에 따른 기내배양묘의 생육 특성과 광합성에 미치는 영향을 조사하였다. 광질은 적색광(R), 청색광(B), 혼합광(R+B+W)을 사용하여 처리하였고, 형광등(F)을 대조구로 하였다. 초장 생육은 적색광에서 가장 좋았으며, 특히 뿌리 생육에 있어서 혼합광은 길이와 표면적 증대에 효과적인 것으로 나타났다. 또한 T/R율, 엽록소 함량은 혼합광 처리에서 증가하는 것으로 나타났다. 엽록소 형광반응 이미지 촬영 결과 모든 처리구에서 광질에 따른 Fv/Fm의 값은 현저한 차이가 없었다. 그러나 배양묘의 NPQ는 청색광 처리에서 가장 많이 증가하여, 다른 광질과 유의적인 차이를 보였으며, 광합성 효율을 억제시키는 것으로 나타났다. 이상의 결과로 차나무 기내 배양은 배양목적에 따라 광질을 선택하는 것은 매우 중요하며, 차나무 기내배양 시 건실한 식물 생산을 위해서는 혼합광 처리가 유리할 것으로 판단된다. 본 연구결과는 차나무 대량증식 및 우량묘 생산 등에 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

내건성이 우수하다고 판명되어진 비수리(Lespedeza cuneata), 새(Arundinella hirta), 소리쟁이 (Rumex crispus), 장구채(Silene firma), 매듭풀(Kummerowia striata) 5수종의 기내대량증식 조건을 구명하였다. 5종의 선발종 중 비수리는 WPM배지에서 길이생장이 가장 좋았으며, 새는 MS배지, 소리쟁 이는 LP배지에서 장구채는 LP배지, 매듭풀은 SH배지에서 좋은 길이생장을 보였다. 뿌리발생도 수종에 따라 배양배지에 따라 다르게 나타났다. 비수리의 경우 기내발근은 모든 배지에서 뿌리가 발생하지 않 았으며, 새는 MS배지, 소리쟁이는 WPM배지, 장구채는 MS배지, 매듭풀은 1/2MS배지에서 가장 좋은 뿌리생장을 보였다. 잎 갈변은 비수리는 B5배지, 새는 WPM배지, 소리쟁이는 B5배지, 매듭풀은 LP배 지에서 가장 심한 갈변을 보였다. 생존율은 비수리, 소리쟁이, 장구채는 모든배지에서 100% 생존율을 보였으며, 새는 WPM배지에서 25% 생존율을, 매듭풀은 LP배지에서 25%의 낮은 생존율을 나타냈다. 선 발종의 다경줄기를 유도하기 위해 cytokinin을 처리한 결과 비수리의 경우 TDZ 0.5mg/L 처리구, 새는 BA 0.5mg/L, 소리쟁이는 TDZ 0.1mg/L, 장구채는 BA 0.5mg/L, 매듭풀은 BA 0.5mg/L 처리구에서 가장 많은 다경줄기를 형성하였다. cytokinin 처리는 줄기생장, 기내발근 및 다경줄기 유도에 영향을 미쳤다. 기내에서 배양된 식물체는 4종의 인공상토에서 성공적으로 순화되었다. 본 연구 결과들은 내건 성을 가진 5종의 유용식물의 품종개발 및 대량증식에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

반하(Pinellia ternata(Thunb.) Breit)는 천남성과에 속하는 다년생 초본식물로서 조직배양을 이용하 여 대량번식 방법 연구가 활발히 진행되어 왔다. 하지만 대량생산된 괴경들의 토양 순화 및 적응을 위 한 환경 조건의 확립의 연구는 미비하다. 따라서 본 연구에서는 기내에서 증식된 반하의 괴경을 이용하 여 우수한 품질의 약재와 건전묘의 대량생산을 위해 생육에 적합한 토양조건을 탐색하였다. 본 연구에 서는 액체배지에서 현탁배양 한 괴경(Type 1)과 고체배지에 치상하여 배양된 괴경(Type 2)두 종류를 비 교하였다. 토양은 3개의 조성으로 조합하여 생육을 비교하였으며, 코코피트, 피트모스, 버미큘라이트, 펄라이트 및 제오라이트를 배합하여 사용하였다. 기내 배양 조건이 다른 처리구들의 토양 조성별 순화 율 측정하였으며, 생육의 차이를 확인하기 위해 8주동안 생육 후 초장, 잎 수, 마른잎 수, 괴경 수, 괴 경 크기, 생체중 및 건물중을 측정하였다. 또한 주아의 생성율을 확인하기 위하여 4주와 8주에 측정을 진행하였다. 그 결과 Type 2가 펄라이트를 20%증량한 상토 B에서 가장 우수한 생육을 보였다. 괴경의 비대에 영향을 주고 묘로서 이용을 위하여 필요한 잎의 수는 상토 B에서 가장 많은 1.7개로 나타났고 가장 잎의 출현이 없었던 Type 1의 상토 C가 0.9개로 나타나 1.8배의 차이를 나타냈다. 또한 같은 처 리구에서 건물중이 통계적으로 유의한 차이를 보이며 우수한 것으로 나타났다. 반하의 주아 생성율의 차이는 상토 B에서 1.1개로 우수하였으며, 가장 저조한 처리구의 수치보다 1.2배 높은 생성율을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 기내에서 배양된 반하의 토양 순화 및 적응기에 괴경의 비대를 유도하여 우 수한 한약재 생산이 가능 할 것으로 생각되며 차후 토양에서 재배 시 반하의 대량번식에도 도움이 될 것이라 사료된다.

This study was conducted to establish a propagation system by shoot tip culture of Hosta plantaginea ‘Joseon’, of which production has increased as landscape plants and cut foliage. We evaluated the effects of culture methods (drum shaker in liquid, filter paper bridge in liquid and solid media), media (1/2MS , 1MS, 2MS), cytokinin (BA, kinetin, TDZ), and light quality (fluorescent lamp, red LED, blue LED, red LED + blue LED) on shoot multiplication and rooting. In the treatment by culture methods, the highest number of shoots (2.4 shoots per explant) was obtained on liquid media with drum shaker (BA 4.0 mg·L-1+ NAA 0.2 mg·L-1) and solid medium (BA 4.0 mg·L-1+ NAA 0.2 mg·L-1), but the shoots showed vitrification symptoms in liquid media. In media treatment, underground growth was good in 1/2MS and 1MS: overground growth was good in 1MS and 2MS but shoot length of 2MS tended to be shortened. In the treatment by cytokinin, kinetin 2.0 mg·L-1+ NAA 0.2 mg·L-1 and k inetin 4.0 mg·L-1+ NAA 0.2 mg·L-1 showed the highest number of shoots (3.4 and 3.3 shoots per explant, respectively). In the treatment by light qualities, red LED showed the highest number of shoots, shoot length, leaf number, fresh weight, dry weight, and leaf area. Red LED enhanced shoot length elongation, but chlorophyll content was lower. The content of chlorophyll was highest in blue LED, but the number of the shoots was lower. Shoots were rooted easily on basa MS medium without NAA, showing 100% of rooting. As a result, it might be considered that roughly 6,561 plants can be produced through subculture for one year in vitro from only one shoot tip of H. plantaginea ‘Joseon’ in MS semi-solid medium with BA 4.0 mg·L-1+ NAA 0.2 mg·L-1 or with kinetin 4.0 mg·L-1+ NAA 0.2 mg·L-1.

This study was conducted to examine the effects of medium composition on organogenesis towards in-vitro cultured diploid and tetraploid Codonopsis lanceolata and obtain in-vitro mass propagation of superior species of C. lanceolata. Regarding MS medium composition for each concentration, diploid C. lanceolata was found to be declined. However, shoot and adventitious root formation were suppressed with higher mineral salt concentration, and active growth of shootand adventitious root was exhibited as 4.9 cm and 3.2 cm respectively in 1/2 MS medium. While in tetraploid C. lanceolata, it showed 2.9 cm and 3.2 cm respectively in 1/4 MS medium. In the case of sucrose concentration, no consistent decrease was observed for growth of shoot and adventitious root of diploid both at high and low concentration. The growth of shoot (at 3% concentration) and adventitious root (at 7% concentration) was 2.3 cm and 2.0 cm respectively. Although there was no difference in shoot formation of tetraploid C. lanceolata in all concentrations with the range of 1.7 ~ 1.8, there was a slight decrease in shoot growth at high concentration. Results revealed that the adventitious root formation was suppressed at high concentration. Concentration of agar exhibited no significant difference in shoot formation of diploid C. lanceolata at all concentrations. The highest result of adventitious growth (4.1 cm) was observed at 0.8% concentration. Slight inhibition of shoot formation and root formation of tetraploid C. lanceolata was observed at higher concentration. Shoot formation of diploid C. lanceolata also exhibited inhibition at higher concentration. Shoot formation of diploid C. lanceolata was increased at lower pH and shoot growth was the highest (2.3 cm) at pH 3.8. Adventitious root formation was higher at lower pH. Although there was no difference in shoot formation of tetraploid C. lanceolata presenting 1.7 ~ 1.8 regardless of high and low pH, growth inhibition was showed at higher pH. Adventitious root formation and growth showed a little higher result at pH 5.8.

대반하[大半夏: Pinellia tripartita(Blume) Schott]는 천남성과에 속하는 다년생 초본식물로써 중국, 일본, 우리나라를 포함한 아시아 전역에 분포하며 꽃과 전초가 아름다워 최근 원예용으로도 많이 이용 되고 있으나 체계적인 대량번식 체계가 구축되어 있지 않다. 본 연구에서는 조직배양을 통해 증식된 대 반하 기내 식물의 토양조성별 괴경 생육을 조사하여 비교하였다. 기내 증식된 대반하 괴경의 크기에 따 라 직경이 1cm 이상인 경우 TypeⅠ, 1cm 이하를 TypeⅡ로 나누어 6종의 조합상토에 파종하여 괴경의 비대와 생육을 조사하였다. 괴경의 비대와 전초의 생육변화를 확인하기 위하여 초장, 잎 수, 마른 잎 수, 괴경 수, 괴경 크기, 생체중 및 건물중을 8주간 변화를 측정한 결과, Type I와 II 모두 코이어 68.0%, 피트모스 14.7%, 펄라이트 3.0%, 버미큘라이트 7.0% 및 제오라이트 7.0%로 구성된 조합상토 B에서 가장 우수한 생육을 보였다. 특히 TypeⅠ은 조합상토 B에서 괴경 크기와 생체중이 각각 45%와 101%를 보였으며, 이는 생육이 가장 좋지 못했던 처리구인 조합상토 E(코이어 14.3%, 피트모스 14.3%, 펄라이트 42.9%, 버미큘라이트 14.3% 및 제오라이트 14.3%)와 약 2배의 차이를 보였다. 이러한 연구 결과는 종자번식이 어려운 대반하의 기내 대량증식을 통한 육묘에 있어 안정적인 토양 순화와 대규모 배양묘 생산을 위한 중요한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

배추속은 전세계적으로 재배되는 중요한 경제작물을 포함하고 있으며, 종의 진화 및 배수성 연구를 위해 학문적으로 중요한 가치를 가지고 있다. 그러나 대부분의 작물이 교잡육종을 통해 종자를 생산하기 때문에 고정 계통을 육성하는 데 많은 시간과 노력이 필요하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 인위적인 방법으로 반수체 식물체를 유도하여 형질이 고정된 계통을 단시간에 육성함으로써 연구 및 육종 소재로 활용할 수 있는 다양한 기내배양법이 시도되었다. 본 논문에서는지금까지 배추속 작물에서 시도된 기내배양법의 연구현황을살펴보고 반수체 생산에 영향을 미치는 요인들을 조사하여 효율적인 반수체 생산 기술에 대한 정보를 제공하고자 하였다.

대반하[大半夏: Pinellia tripartita(Blume) Schott]는 천남성과에 속하는 초본성 식물로써, 중요 한약재인 반하[半夏: Pinellia ternata(Thunb.) Makino]의 국내 자생 동속 종으로 활용가치가 높은 식물이나 반하에 비해 생리학 및 유전학 등 관련 연구가 거의 진행되지 않았다. 본 연구는 대반하의 소괴경 형성 및 분화에 적합한 최적 배지와 식물생장조절물질의 농도를 규명하고, 유전적인 안전성 및 토양환경 순화조건을 검증하여 향후 반하의 대체 약재로 활용시 이용가능한 배양묘 대량생산조건을 확립하기 위하여 수행되었다. 자생지에서 채집한 대반하는 소독 후 MS 기본배지에서 배양하여 기내식물체를 확보하였고, 소괴경 분화와 비대 최적배지 규명을 위해서 10종류의 다양한 식물배지에서 6주간 배양 한 결과, Nitsch & Nitsch(NN) 배지에서 가장 효과적이었다. 기내 배양 시 발생한 캘러스를 이용하여 식물체 최적 재분화 조건을 규명하기 위하여, 명/암 반응과 BA 호르몬의 다양한 농도별(0.5ppm-3.0ppm) 처리를 통해서 4주 동안 배양한 결과, 명상태에서 BA 1.0 ppm이 첨가된 배지에서 가장 효과가 높았다. 최적 기내배양 및 재분화 개체는 2주 후 토양으로 이식하여 환경적응을 유도한 후 배양묘 대량 생산조건을 설정하였다. 기내배양 및 재분화를 통해 생산된 배양묘의 유전적 안전성을 검증하기 위해서 각 증식 단계별 식물조직 및 캘러스 시료의 RAPD genomic profile을 분석한 결과, 원 식물체와 각 단계별 개체의 유전적 안전성이 증명되었다.

거베라의 조직배양과정 중 증식배양단계에서 LEDs 파장이 기내배양묘의 생육에 미치는 영향을 조사하고 자 이 실험을 수행하였다. 절화용 거베라 ‘바네사’의 증식배양 시 발광다이오드(LEDs) 광질에 따른 생육특 성을 보면 주당 신초수가 red와 red(4) + blue(1) LEDs에서 대조구인 형광등에 비해 많았고 far-red에서 는 다소 증가 또는 blue LEDs에서는 줄어드는 경향이 었으나 그 차이는 통계적 유의성이 없었다. 초장은 red LEDs에서 가장 길었으며 주당 엽수는 red(4) + blue(1) LEDs에서 가장 많았고 엽면적은 far-red LEDs를 제외 하고는 비슷한 경향이었다. 주당 생체중과 건물중은 red LEDs에서 가장 무거웠으나 red(4) + blue(1) LEDs, 형광 등과도 큰 차이가 없었다. 증식배양단계에서 가장 중요 한 것은 신초를 확보하는 것으로 다른 생육특성들이 형 광등 대비 큰 차이가 없는 것으로 보아 red LEDs 또 는 red(4) + blue(1) 혼합 LEDs를 광원으로 사용하는 것이 적당하다고 판단된다.

본 연구는 나무이끼(Climacium japonicum) 배우체의 기내증식에 영향을 미치는 몇 종류의 화학적 및 물리적 환경을 표준화하기 위하여 실시하였다. 초기 배양재료는 멸균한 배우체의 정단을 Knop 배지(1865)의 다량요소와 Nitsch와 Nitsch배지 (1956)의 미량요소를 첨가한 고체배 지에 배양하여 획득하였다. 배우체 생산을 위해 좋은 배양재료를 얻기 위하여 다져진 배우체 및 shoot의 정 단부와 기저부를 평가하였다. 배우체의 기내생산에 미 치는 영향을 검정하기 위해 배지 7종류, 총질소 4농도, sucrose 5농도, 광도와 온도 등의 요인들을 분석하였다. Shoot의 정단부가 배우체 번식을 위해 사용한 3종류의 절편체들 중 가장 우수하였으며, Knop 배지(1865)의 다량요소와 Nitsch와 Nitsch배지 (1956)의 미량요소를 첨가한 배지가 다른 종류의 배지들에 비해 배우체의 증식에 효과적 이었다. Sucrose의 농도가 높아질수록 배우체의 신장 및 증식에 좋은 영향을 미쳤으며, 질소의 결핍 및 과다는 배우체의 생장을 억제하였다. 광도의 강약에 따라 배수체의 수, 길이 및 생체중에 큰 변화를 보였으며, 배우체 생장을 위해 최적의 광도는 3000- 4000lx. 인 것으로 생각되었다. 고온 또는 저온 조 건은 배우체의 증식과 생산에 부정적인 영향을 미쳤다. 본 연구에 의해 개발된 생산과정의 단순화, 대량화 및 영 양체의 고품질화는 효과적인 이끼의 기내배양 방법으로 생각되었다.

Pteris cretica ‘Wilsonii’의 대량생산에 적합한 배양 환경을 구명하기 위하여 연구를 수행하였다. 포자는 7주 안에 모두 발아하였다. Knop과 Hyponex배지에서 전 엽체 증식이 왕성하였지만, 전엽체의 생육에는 Hyponex 배지가 더 유용하였다. MS배지에서는 전엽체가 괴사하 였으며, 질소급원과 sucrose의 농도를 조절한 경우에도 sucrose 무첨가구를 제외한 모든 첨가구에서 전엽체가 괴사하였다. Sucrose 1%와 agar 0.6%를 첨가한 Hyponex배지가 전엽체의 증식과 생육에 가장 적합한 것으로 나타났다. 접종방법을 달리한 결과, Hyponex배 지에서는 다져서 접종하는 전엽체의 증식 및 생육에 효과적이었지만, MS배지에서는 전엽체의 군집을 4등 분하여 접종한 처리구에서 전엽체의 증식 및 생육이 우수하였다. 고체배지에서 배양하는 것이 액체배지에서 배양하는 것보다 효과적이었다. 액체배양은 전엽체의 괴사를 유도하였다. 액체진탕배양한 전엽체는 생육은 우수하였으나 고체배양한 전엽체에 비하여 증식이 억 제되었다.

자주초롱꽃(Campanula punctata 'Rubriflora')의 자가영양배양시 CO2 농도,환기횟수 및 광도가 소식물체의 생장에 미치는 영향을 조사하였다. 1,500μmol·m-1고농도CO2에서는 광도를 높일수록 초장, 엽수가 증가되었으나, 최대근장은 유의성이 인정되지 않았다 엽록소의 함량은 광도가 높을 때보다는 낮은 경우인 70μmol·m-2s-1에서 가장 많이 증가되었다 엽면적은 광도가 높을수록 작아지는 경향을 보였으며, CO2 1,500μmol·mol-1 환기횟수 2.8h-l, PPF 220μmol·m-2·s-1에서 가장 큰 차이로 작게 나타났다. 생체중과 건물중은 CO2 농도, 환기횟수, PPF가 높을수록 증가되었다. 특히 CO2 1,500μmol·mol-1, 환기횟수 2.8h-1, PPF 220μmol·m-2·s-1에서 가장 크게 증가되었다. 환기횟수의 영향은 전반적으로 적었다. 종합적으로 자주초롱꽃 소식물체의 기내 자가영양배양 차량번식을 위해서는 CO2 1,500μmol·mol-1, PPF 220μmol·m-2·s-1의 조건이 적합하였다.