The extracellular polysaccharide production from suspension culture of Aloe vera L. was analyzed, and the optimization for suspension cultivation was investigated. From specific polysaccharide assay of glucomannan, FT-IR and 1H NMR spectrum, the extracellular polysacchride from suspension culture was found to be similar to β-1,4-glucomannan originated from Aloe vera fresh leaf. The polysaccharide existed in an acetylated form and its molecular weight by gel permeation chromatography was estimated to be 490 kD (Mn = 440 kD; polydispersity = 1.115). From medium optimization by simplex-cemtroid design using MINITAB®, the callus growth on the 2,4-D of 11.82 μM, kinetin of 13.84 μM and α-naphthalene acetic acid of 4.34 μM was turned out to be significantly superior than the growth on the other culture media combinations. Under this optimal culture media, other conditions such as the suspension culture's temperature, pH and the growth terms were determined. These results showed that the callus growth was optimum at 25oC, pH 5.5 and in 2 weeks. The maximum levels of growth and extracellular polysaccharide production of callus by optimal conditions were about 20.4 and 2.5 g/L, respectively, showing the profile of extracellular polysaccharide production was closely related to the callus growth.

오차드그래스의 종자배양에서 형성된 캘러스를 현탁배양하여 배양기간별 부정배 형성정도와 식물체 재분화율 등에 대한 몇 가지 실험을 수행하여 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 종자유래의 캘러스를 현탁배양하였을 때, 세포 모양이 둥근것과 그들의 세포괴는 배양 50일 후에 최대치를 나타내었고 그 이후는 감소하였다. 현탁배양 기간에 따른 갤러스의 부정배 형성과 식물체 분화율은 배양 60일째 가장 높았으며, 그 이후는 감소하는 경향이었다. 현탁배양에서 배지 내에

레드 클로-버의 액체배양세포로부터 내산성 세포선발에 대한 몇가지 요인들의 영향을 규명하기 위한 실험으로 부터 다음과 같은 결과들을 얻었다. 액체배양세포의 유도에는 auxin원으로 2,4-D 2 mg/l와 cytokinin으로 BAP 0.5 mg/l를 혼합처리한 것이 가장 좋았으며, 여러가지 기본배지중 PC배지가 액체배양세포의 유도에 가장 효과적이었다. 내산성 세포를 선발하기 위하여 EMS를 여러가지 농도에서 4시간 처리했을 때, 가장 효율적인 EMS농도

This study was carried out to select the appropriate medium (especially, carbon and nitrogen source, potassium phosphate and pH) for somatic embryogenesis in order to develop the rapid mass production system in suspension culture of Oplopanax elatus Nakai. Direct somatic embryos were obtained from root explants in the hormone free suspension culture (MS). Combination of NH4NO3 and KNO3 at the ratio of 1650 (mg/l) : 1900 (mg/l) obtained the better result to produce somatic embryo in suspension culture. MS medium supplemented with 170mg/l KH2PO4. The addition of 1 and 3% sucrose was effective for formation of embryogenic callus. Therefore, this report will be helped to improve the establishment for suspension culture in Oplopanax elatus Nakai.

배발생 캘러스 유도 실험을 통해 음나무의 대량 증식의 가능성을 제시하였다. 절편체의 부위 및 호르몬 농도에 따라 약간의 차이는 보였으나 대부분의 조건에서 배발생 캘러스가 유기되었다. 특히 엽병 절편체에 비하여 잎 절편체에서 배발생 캘러스 유기가 더 활발히 이루어졌으며, 2.0mg/l의 2,4-D와 0.1mg/l의 BA를 혼합 처리한 조건에서 가장 많이 유기됨을 확인할 수 있었다. 배발생 캘러스의 대량 증식을 위하여 현탁배양을 실시한 결과 1.0mg/l의 2,4-D를 첨가한 배양액이 증식에 가장 좋은 것으로 나타났으며, 무기염류를 1/2로 반감한 B5 배지와 White 배지가 적당한 것으로 나타났다. 또한 탄소원은 3%의 농도를 사용하였을 때 캘러스 증식 뿐만 아니라 체세포 배의 발아에도 적당한 것으로 나타났다. 따라서 본 실험 결과는 생물반응기를 이용한 음나무의 대량 생산을 가능하게 하는 기초 자료로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

This study was to examine the variations of chromosome number and the ranges of variety in the suspension culture of ginseng (Panax ginseng C. A. Meyer) callus cell, and the effect of plant hormones for the chromosome aberration. Plant hormones added with MS medium in the suspension culture were 2,4-D, kinetin, and 2,4-D+kinetin and concentration of the plant hormones were 1000 μM, 10 μM and 0.1 μM respectively. As a result of these experiment the following conclusion has been obtained. Media contained with 2,4-D+kinetin in 10 μM concentration was very effective in the suspension culture result from 26.4% mitosis frequency, and found the various variation of chromosome number. Variety of chromosome number was diversed (9～110), espicially frequency of hypohaploid and hyperhaploid cells were very higher than hyperdiploid cells. In this experiments, it is suggested that 10 μM 2,4-D+kinetin added with medium in the suspension culture of ginseng callus was effect in the variations of chromosome number.

본 연구를 통해 헛개나무의 기내유묘의 조직절편으로부터 배발생캘러스의 유기 및 2차 배형성, 그리고 배발생캘러스의 현탁배양계로부터 체세포배를 대량생산하여 식물체로 재분화시키는 시스템을 확립하였다. 현탁배양을 통해 배발생세포의 유도 및 증식에는 모두 30℃의 고온이 효과적이었는데 이와 같은 온도조건에서 배발생캘러스 유도율과 배발생캘러스의 생장량은 각각 100%와 894.6 mg로 25℃에 비해 1.53배와 9.19배로 높게 나타났다. 배발생세포를 18℃에서 배양할 경우 체세포배로 전환되었고 배양 5주후 체세포배로 발달하였으며 25℃ 이상의 배양온도에서는 배발생세포는 증식만 할뿐 체세포배는 형성되지 않았다. 체세포배로부터 식물체의 형성은 18℃ 저온에서만 가능하였다. 배지에 0.1과 0.5 mg/l BA를 첨가할 경우 식물체 재분화율은 37%와 28%로 생장조절물질을 처리하지 않은 배지에 비해 2.2배와 1.7배로 높게 나타났다 재분화된 식물체의 성장에 주는 무기염의 영향을 조사하기 위하여 유식물체를 MS와 1/3MS 고체배지에 옮겨 배양한 결과 1/3MS배지가 줄기신장과 뿌리의 유도에 적합하였다.

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.

공기주입형 생물반응기를 이용하여 오미자 현탁배양세포로부터 Gomisin J의 생산 가능성을 확인 하였다. 시료의 초기접종 농도와 탄소원의 농도에 따른 세포증식과 Gomisin J의 생산성은 6% sucrose가 첨가된 MB5배지 에 100 g (FCW)의 현탁배양세포를 접종하였을 경우 세포중량 (dry biomass)과 Gomisin J의 함량은 각각 43.5 g DCW/과 0.71 × 10-3 μg/g DCW을 얻을 수 있었다. 배양기내 산소의 공급량은 0.5로 공급해 주는게 바람직 할 것으로 사료되었다.

Cell growth and gomisin J production by suspension cultures of Schisandra chinensis Baillon were investigated under various culture media, initial sucrose concentrations, shaking speeds, and inoculum sizes. Callus was induced from in vitro cultivated leaf segments on MS medium supplemented with 1 mg/l NAA. The maximum dry cell weight of 2.23 g was obtained at inoculum size of 0.5 g fresh cell weight and in MB5 medium supplemented with 1 mg/l NAA, 3% sucrose after 8 weeks. The production of gomisin J in suspension cell cultures was maximized in WPM medium containing 5% sucrose. The shaking speed for maintaining maximal cell dry weight was 100 rpm while the best shaking speed for gomisin J accumulation was 140 rpm.

참돌꽃의 캘러스는 0.5 mg/l NAA와 1 mg/l BA가 조합 첨가된 1/2MS 배지에서 유도하였으며, 현탁세포배양은 0.5 mg/l NAA와 1 mg/l BA가 조합 첨가된 2B5 배지에서 확립되었다. 한편, 참돌꽃 뿌리로부터 반복된 silicagel colum chromatography와 분취 HPLC를 통하여 순수한 salidroside 결정을 얻었으며, 얻어진 결정체는 1H-NMR, 13C-NMR 및 1H-1H COSY 등의 분광학적 분석으로 구조를 동정 확인하였다. 확립된 세포배양계에서 salidroside 함량은 원뿌리 0.17%에 비교하여 광배양(0.12%) 암배양 (0.286%) 및 sucrose 5%에서 함량이 0.41% 까지의 함량변화를 나타내었다.

현탁배양으로 체세포배를 대량 생산하는데 관여하는 요인 들을 조사분석하고. 생산된 체세포배를 encapsulation시켜 인공종자화가 가능한지를 검토한 결과를 요약하면 아래와 같다. 1. 현탁배양에서 LS(Linsmeier-Skoog) 배지가 어뢰형과 자엽기의 체세포배 형성율이 높았다. 2. 현탁배양시 체세포배 형성에 영향하는 탄소원은 sucrose가 가장 효과적이었다. Gtucose에서도 자엽 기의 체세포배가 형성되었으나 sucrose에서보다는 적었다. Fructose, lactose 및 maltose는 효과가 없었다. 3. 현탁 LS 배지에서 sucrose 농도는 3%가 체세포배 형성에 적합한 농도로 나타났다. 4. 현탁 LS 배지에서 질소원을 달리하여 체세포배 형성율을 조사한 결과 암모니아태 질소의 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 또한 암모니아태 질소와 질산태 질소의 비율을 413(mg/l) : 1900(mg/l)로 하는 것이 바람직하다고 판단되었다. 5. 현탁배양에서 계대배양 3회까지는 체세포배형성에 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 그러나 불필요하게 계대배양 회수를 증가시킬 필요는 없다고 본다. 6. 고형배지에서 체세포배 형성을과 형성 수에는 BA단독보다는 NAA를 혼용하는 것이 효과적이었으며 이 효과는 BA 농도가 높은 경우에 크게 나타났다. 7. 고형배지에서 체세포배 형성율과 형성 수에는 kinetin 단독보다는 NAA와 혼용하는 것이 바람직하며 이 효과는 kinetin의 농도가 높은 경우가 좋았다. 8. 고형배지에서 체세포배 형성율과 형성 수에는polyamines 중에서 spermidine과 spermine이 효과적이었으며 spermine 10mg/l처리에서 가장 많은 체세포배가 형성되었다. 9. 기내묘에서 발생하는 vitrification을 억제시키기 위하여 질산은을 처리하더라도 체세포배 형성이나 형성율에 별다른 영향이 없었다. 10. 체세포배를 encapsulation 할 때 인공종자의 구형 형성은 sodium alginate 농도를 3%로 인한 경우 가장 좋았으나 인공종자의 발아율은 2.5%에서 100% 발아가 되었고 3%에서는 88%가 발아하였다. 11. 인공종자는 발아하여 정상적으로 생장하면서 shoot와 root를 형성하였다.

본 실험은 쪽 세포의 현탁배양에서 indirubin 생산을 위한 indole의 처리 시기와 처리 기간 및 첨가량을 찾기 위하여 수행하였으며 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. Indole 첨가시 세포 생장량은 억제되었다. 2. Tryptophan 첨가시 세포 생장량의 증가는 크지 않았다. 3. Indole과 L-tryptophan을 고체레지에 첨가한 경우 indole을 첨가한 배지에서 만 indirubin이 검출되었다. 4. Indirubin 생산에 적절한 indole 첨가 농도는 고체배지에서 200mg으로 나타났다. 5. 현탁배양 중 indole 첨가시기를 달리한 결과 배양 20일 후 indole을 첨가한 배지에서 세포와 배지내 indirubin 농도가 높았다. 6. 고체배양보다 현탁배양에서 세포내에 축적된indirubin이 많았으며 배지 내 로 상당량의 indirubin이 유출되었다.