한국에서 알스트로메리아(Alstroemeria)는 저온 작물로 난 방비 절감 효과가 있고 장식용 절화 소재로 꾸준히 소비되어, 일정 재배면적이 유지되고 있다. 본 연구는 알스트로메리아 ‘한에로스’의 기내 대량증식과 뿌리 발근 조건을 구명하고 무 균묘 생산 시스템을 구축하기 위해 수행했다. 기내 대량 증식 조건 구명 실험에는 Murashige and Skoog(MS) 배지(3% sucrose, 0.25% gelrite)에 BA 단용 처리(BA 0.25, 0.5, 0.75mg･L-1)와 NAA 0.2mg･L-1에 BA를 농도(BA 0.25, 0.5, 0.75mg･L-1)에 따라 혼용 처리하였다. 발근 조건 구명을 위 해 MS배지(3% sucrose, 0.25% gelrite)에 BA 0.25 mg･L-1 단용 처리와 BA 0.25mg･L-1에 NAA를 농도(NAA 0.1, 0.2, 0.3mg･L-1)에 따라 혼용 처리하였다. 뿌리줄기 증식 실험 결 과, 호르몬 첨가에 따른 생육차이는 뿌리줄기 수를 제외한 나 머지 부분에서 뚜렷하게 확인되었다. 단용 처리구 보다 혼용 처리구에서 많은 신초가 유도되었다. BA 0.5mg･L-1와 NAA 0.2mg･L-1 혼용 배지에서 가장 많은 1.43개의 신초가 유도되 었다. 발근 실험 결과, ‘한에로스’는 BA 0.25mg･L-1 와 NAA 0.3mg･L-1 혼용 배지에서 뿌리 수가 3.96개로 가장 많고, 뿌 리가 짧고 두꺼워 순화 과정 중에 뿌리 손실이 적었다. 또한, 순화 과정 중 묘가 고사하지 않았다. 종합적으로, ‘한에로스’ 는 BA 0.5mg･L-1와 NAA0.2 mg･L-1 혼용 배지에서 증식을 하는 것이 적절하며, BA 0.25mg･L-1와 NAA 0.3mg･L-1 혼 용 배지에서 발근 후 순화하는 것이 최적의 기내 배양 조건으 로 사료된다. 본 연구의 결과로 알스트로메리아 무균묘의 보 급 확대에 기여하고자 한다.

강원도에서 육성한 유색칼라 ‘Lip Glow’와 외국품종인 ‘Captain Safari’ 조직배양묘의 최적 순화 기술 개발로 종구 자 급화 및 농가 실질 소득 증대에 기여하고자 본 연구를 실시하 였다. 순화실은 하우스 형태(1.2 × 6 × 1.5m)이며, 차광(0, 50%)과 흑색차광망(50, 90%) + PE 필름으로 밀폐한 것을 비 교하였다. ‘Lip Glow’의 순화는 흑색차광망 90% + PE 필름 처 리에서 23일째부터 초장이 가장 크고 엽수가 많았고 이후 생 육속도도 빨랐다. 정식 후 45일째의 근수가 많고 근장도 길었 으며, 생체중은 무차광의 1.6배, 건조중은 1.4배 무거웠고, 괴 경 생존율은 81.1%로 무차광 34.2%에 비해 우수하였다. 유색 칼라 ‘Captain Safari’의 순화는 흑색차광망 50% + PE 필름과 흑색차광망 90% + PE 필름 처리에서 23일과 30일째 초장이 크고 엽수가 많았고 이후 생육속도도 빨랐다. 정식 후 45일째 흑색차광망 50% + PE 필름 처리의 초장이 가장 크고 및 엽장 도 가장 많았다. 정식 후 61일째 차광 50% + PE 필름 처리에 서 근수 8.9개로 가장 많고, 근장 13.1cm로 가장 길고, 생체중 5.6g로 무차광의 1.9배, 건조중 1.0g로 무차광의 2.6배 더 무 거웠다. 수확 후 괴경중은 차광 50% + PE 필름 처리에서 5.6g으로 가장 무겁고, 구주도 6.7cm로 가장 컸으며, 생존율 60.6%로 가장 높았지만 차광 50%와 차광 90% + PE 필름 처 리와 유의차는 없었다. 따라서 유색칼라 조직배양묘의 최적 순화 기술로 국내품종인 ‘Lip Glow’는 차광 90% + PE 필름 처 리가, 외국품종인 ‘Captain Safari’ 는 PE 필름 여부와 관계없 이 차광 50% 이상 처리가 효과적이었다.

자연 상태에서 발생한 천마버섯 자실체의 다양한부위로부터 분리한 조직을 버섯완전배지 및 감자배지에 배양하여 균사생장 속도, 균총 형태, 균사속 형성 정도에 따라 12종류로 구분할 수 있었다. 자실체배양체(fruiting culture isolate; FC)의 균사생장과 균사속은 감자배지보다 버섯완전배지에서 빠르고 잘형성되었다. 이들을 다시 2차 계대 배양한 결과 버섯완전배지에서 11번 균주가 균총 분리 되면서 다시 분화되어 성장하였다. 균총 분리된 한 쪽의 균총이 12번과 유사하였고 이 12번 균주는 다른 종류와는 전혀 다른 특이한 양상을 나타내었다. 또한 RAPD에의한 DNA 패턴 분석 결과 자실체 조직배양체는 천마균1호 품종과 동일한 양상을 나타냈으나 12번은달랐다. 자실체 조직배양체 중에서 기존 천마균1호품종보다 균사생장과 균사속 형성이 양호한 것을 선발할 수 있었다. 따라서 이들 조직배양체는 새로운우량 계통으로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

자연 상태에서 발생한 천마버섯 자실체의 다양한 부위로부터 분리한 조직을 버섯완전배지 및 감자배지에 배양하여 균사생장 속도, 균총 형태, 균사속 형성 정도에 따라 12종류로 구분 할 수 있었다. 자실체 배양체(fruiting culture isolate)의 균사생장과 균사속은 감자배지보다 버섯완전배지에서 빠르고 잘 형성되었다. 이들을 다시 2차 계대 배양한 결과 버섯완전배지에 서 11번 균주가 균총 분리 되었다. 균총 분리된 한 쪽의 균총이 12번과 유사하였고 이 12번 균주는 다른 종류와는 전혀 다른 특이한 양상을 나타내었다. 또한 RAPD에 의한 DNA 패턴 분석 결과 자실체 조직배양체는 천마균1호 품종과 동일한 양상을 나타냈으나 12번은 달랐다. 자실체 조직배양체 중에서 기존 천마균1호 품종보다 균사생장과 균사속 형성이 양호한 것을 선발할 수 있었다. 따라서 이들 조직배양체는 새로운 우량 계통으로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구에서는 우단일엽(Pyrrosia linearifolia)의 전 엽체 및 포자체의 생활환을 이용한 주년 대량번식체계의 기초를 제공하기 위하여 전엽체 증식 및 포자체를 이용한 식물체 재생에 미치는 기내 환경요소를 구명하였다. 전엽 체 증식은 2MS배지에서 가장 왕성하였다. 질소급원 또한 첨가량이 많아질수록 증식율과 생육이 우수하였으며, 120mM 첨가구에서 생육이 가장 왕성하였다. 전엽체 증 식에 가장 적합한 sucrose의 첨가농도는 3%였다. IAA, NAA, BA 및 kinetin을 5~20 μM정도 첨가하는 것은 전엽체의 생육을 촉진하였으나, 2iP는 전엽체의 생육을 억제하였다. 액체배지에서는 전엽체의 생육이 억제되었 으나, 진탕배양했을 때에는 고체배지와 증식량이 유사하 였으며, 생식기관 또한 정상적으로 형성되었다. 포자체의 엽신과 근경의 절편을 다져서 배양한 결과, 근경 절편 에서만 포자체가 재생되었다. 곱게 다진 근경의 절편은 1/8MS배지에서 포자체 재생이 가장 왕성하였으나, 재 생된 포자체의 생육은 1/2MS배지에서 가장 우수하였다. 1/8MS배지에서 포자체 재생 및 생육을 촉진시킬 수 있는 적정 sucrose의 첨가 농도는 1%이며, NaH2PO4를 50~ 100mg·L−1 첨가하는 것은 균질배양한 근경의 절편에서 포자체가 형성되는 것을 촉진하였다.

벼의 약 및 현미 배양효율과 관련된 DNA marker를 이용하여 인디카형 벼 품종인 'IR 36'의 조직배양 효율을 개선하기 위하여 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 벼품종 간에 약 및 현미배양 효율을 비교한 결과 자포니카 > 통일형 > 인디카 형의 순으로 나타났다. 그러나 MGRI집단의 약배양에서 식물체분화율이 높은 계통으로 선발된 'MGRI 079'와 'MGRI 036'의 약배양 효율은 각각 19.8%, 19.9%로 가장 높게 나타났다. 'MGRI 079'에 'IR 36'이 여교배되어 양성된 90 계통에 대한 marker검정을 실시하여 positive band를 나타내는 34계통을 선발할 수 있었다. 선발된 34계통 중 10 계통의 약배양에서 캘러스 형성률은 'IR 36' 보다 현저히 높았다. 선발된 10 계통의 현미배양에서도 캘러스형성 능력과 식물체재분화율이 'IR 36' 보다 높게 나타났다. 계통 중에서 식물체분화능력이 높은 계통으로 선발된 -28은 간장이 'IR 36'보다 큰 편이었으나 출수기와 미립특성은 'IR 36'과 비슷하였다.

본 연구는 식물체 캘러스의 접종공정의 자동화기술 개발하기 위하여 캘러스를 인식하는 영상처리 시스템과 캘러스를 새로운 배지로 접종하는 접종용 엔드이펙터, 매니퓰레이터 및 자동화 제어장치를 개발하고 그 성능을 평가하기 위하여 수행되었으며, 본 보에서는 영상처리 시스템 및 매니퓰레이터에 대한 연구결과를 소개한다. 캘러스의 인식을 위하여 영상처리부와 조명부로 구성한 영상처리 장치를 개발하였다. 영상처리부는 CCD 카메라와 PC로 구성하였으며, 조명부는 55W/3 파장 램프를 전면과 측면에 각각 설치하여 항상 일정한 조도가 유지되도록 하였으며, R, G, B 각 프레임별 화소특성을 검토한 결과, 캘러스와 배양용기는 B 프레임에서 분리가 가능하였다. 또한 캘러스 분할을 위한 알고리즘의 개발결과 캘러스가 원형인 경우는 도심을 기준으로 절단하고 장변형인 경우는 길이방향의 수직으로 절단하도록 하였으며, 장변형의 경우 위치하고 있는 방향을 인식하여 0~180˚ 범위내의 결과 값을 로봇측에 전송하여 엔드이펙터의 방향을 결정하도록 하였다. 영상취득부터 캘러스의 분할위치 결정까지 1사이클에 소요되는 시간은 디스플레이 1.5초, 영상처리 0.7초 등으로 총2.2초였으며, 개발된 인식 알고리즘의 정확도는 용기인식의 경우 전체 30개중에서 28개가 정확히 인식되어 성공률은 93%가 되었다.

본 연구는 식물체 캘러서의 접종공정을 자동화하기 위한 로봇개발을 위하여 수행되었으며, 본 보에서는 로봇의 주요구성부인 엔드이펙터 및 전체 로봇시스템의 성능에 대한 연구결과를 소개하였다. 이에 본 보에서 소개한 연구결과를 요약하면, 캘러스 접종을 위하여 흡인식 엔드이펙터와 기계식 엔드이펙터를 제작하였으며, 흡인식은 분리 및 치상의 겸용, 기계식은 분리 분할 치상용으로 각각 분리하여 제작하였으며, 흡인식 엔드이펙터의 성능시험 결과, 평균 8.2kPa의 흡인압에서 캘러스가 깨끗이 분리되었으며 분리된 캘러스를 새배지로 치상 고정히는데 소요되는 적정 배출압은 12kPa로 나타났다. 또한 기계식 엔드이펙터를 이용한 접종공정 자동화 시스템의 성능시험으로서 분할, 파지, 이송 및 치상 작업 성능을 시험한 결과 분할에서는 97%, 분할된 캘러는 모두 정확하게 파지되었으나, 치상하기 위하여 새로운 배양용기로 이송하는 과정에서는 일부 미끄러지는 현상이 발생하여 95%의 성능을 보였고 이송된 캘러스는 모두 정확하게 치상이 기능하였다. 따라서 분할하여 치상할 총 80개의 캘러스 가운데 74개가 정확하게 작업되는 것으로 나타나 전체 성공율은 92%였다. 또한 식물 조직 배양 자동화 공정에 사용되는 로봇에 있어서 엔드 이펙터를 장착하게 되는 매니퓰레이터로서는 6자유도의 매니퓰레이터를 선정하였다.

조직배양묘인 Dtps. pulcherrima (sib.) × Dtps. ‘Kyotoprinty’ 를 이용하여 호접란 체세포 변이체의 형태적 유전 적 변이를 조사하였다. 잎과 꽃에서의 색깔과 형태 변이 도 다양하게 관찰되었다. 조직배양시에 발생하는 잎의 변이와 꽃의 변이중에서 대표적인 개체들 13개를 골라 정상적인 개체와 함께 total genomic DNA를 분리하고 RAPD 분석하여 변이체와 정상적인 개체간 DNA 밴드 차이가 나는지 살펴보았다. 그 결과 Operon primer OPO-06과 OPO-07를 이용한 PCR 분석에서 다형성이 관찰되었다. 잎의 변이를 일으킨 개체와 꽃의 변이를 야 기한 개체에서 각각 특이한 DNA Marker를 선발할 수 있었다.

본 연구는 감마선 조사 및 배양방법을 이용하여 유 용한 변이체를 선발하고, 그 특성을 관찰하기 위해 수 행되었다. 기내 신초수의 증식은 MS 배지 내에 NAA 0.2mg·L-1에 BA의 농도가 1.0mg·L-1로 증가할수록 양호한 반면 신초의 길이와 뿌리형성율은 감소되었다. 계대배양을 3회 수행한 후 온실에서 순화 및 삽목하였다. 감마선으로 조사된 총 370 개체들은 감마선의 조 사선량에 관계없이 토양이식 후 생존율이 97% 이상이 었다. 조사된 개체들 중 변이의 빈도는 감마선의 선량 이 증가할수록 높아졌다. 50Gy 조사구에서는 화색과 화형의 변이가 각각 28.2와 15.4%로 확인되었다. 화 색과 화형은 다양한 변화를 나타냈으며 줄기색 또한 변화되었다. 예를 들면 흰색에 옅은 자주색의 관상화는 흰색, 적자색, 노랑색 또는 연분홍색 등으로, 흰색이었 던 설상화는 연한 자주색이나 적자색으로 바뀌었다. 설 상화의 길이와 폭 및 화경의 크기가 달라진 개체 및 줄기에서 안토시아닌 색소가 제거된 개체도 관찰되었 다. 본 연구결과 국화 ‘Argus’에서 기내 배양체에 30- 50Gy의 감마선 조사에 의해 화색, 화형 및 줄기색의 다양한 돌연변이체를 선발할 수 있었다.

붉나무에서 면충에 의하여 형성되는 오배자 및 꽃오배자면충의 생장과정과 시기별로 축적되는 tannin 함량을 분석하고 동시에 이들 충영으로부터 유래된 배양 callus에 IAA등을 처리하여 생육 및 tannin 축적과의 관계를 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 충영의 발달은 오배자가 꽃오배자 보다 이른 시기인 6월초에 시작되었고 완숙단계도 오배자가 9월초까지 지속됨으로서 오배자가 면충은 꽃오배자 보다 면충 보다 생활사가 길며 먹이 활동 또한 활발한 것