본 연구는 우리나라 주요 재배종인 Muscari armeniacum ‘Early Giant’ 품종을 사용하여 엽절편체로 부터 직접적으로 신초재생과 체세포배 발생에 미치는 생장조절제의 효과를 구명하였다. 무스카리의 엽조직으 로부터 캘러스 과정을 거치지 않은 직접 신초형성은 2,4-D 0.1 mg·L−1가 함유된 배지에서 가장 좋았다. 반면, 체세포배 발생은 생장조절제를 첨가하지 않는 대조구와 IPA 0.1~1.0 mg·L−1가 함유된 농도의 배지에서 비교적 양호하였다. 무스카리의 엽조직으로부터 재생된 자구를 기외로 이식했을 때 맹아율은 모든 처리구에서 80%이상 으로 높았으며 특히 NAA 0.1mg·L−1, IPA 1.0~3.0mg·L−1 배지에서 재생된 자구의 생장이 양호하였다.

Somatic embryos on growth regulator-free medium can be produced directly from cotyledon explants of Panax ginseng C. A. Meyer. When the embryo developmental stage was torpedo and cotyledon, the germination rate of embryos was quite high on MS medium supplemented with gibberellic acid (GA3). However, the percentage of plantlet formation at the cotyledon stage was higher than that at the torpedo stage. This result demonstrates that the embryo at the cotyledon stage was the most appropriate for increasing germination by GA3. Embryos cultured on medium including four levels of GA3 concentrations (3, 5, 10, or 20 mg/l) showed all quite high germination rates (87-91%). When the well-developed embryos were continuously cultured on media including high concentrations of GA3 from 10 to 20 mg/l, the percentage of formation of normal plantlets was lower than that seen under low concentrations from 3 to 5 mg/l. This treatment of high concentrations resulted in shoots with abnormal shape. The optimal GA3 treatment provides a basis for the efficient method obtaining healthy plantlets derived from ginseng somatic embryos.

지황과 현삼을 대상으로 저장 온도와 기간이 직접 체세포배 발생에 미치는 영향을 조사하였다. 지황은 4℃에서 저장한 후 배양한 경우보다 8℃에서 저장하여 배양한 경우 직접 체세포배 생성율이 높았으며, 저장 조직 간에 차이가 있어, 잎이 12주간 저장 후에도 거의 일정한 체세포배 발생율을 보여 줄기나 엽병보다 장기 저장에 적합한 것으로 나타났다. 현삼의 각 조직을 전배양 없이 바로 4℃와 8℃에서 저장하였을 때, 줄기와 엽병 조직이 저장기간의 경과와 무관하게 신초의 발생율이 유지되었는데 경제적인 면으로 볼 때 4℃ 조건보다는 8℃ 조건이 적절할 것으로 판단되었다. 한편 현삼의 각 조직을 25℃에서 10일 동안 전배양한 후에 저장하기 위해서는 줄기와 잎 조직은 8℃에서, 엽병 조직은 4℃ 조건에서 저장하는 것이 유리한 것으로 나타났다.

지황(Rehmannja glutjnosa)에서 종근 저장시 나타나는 병원균의 오염을 배제하면서 종묘를 대량 증식시키는 방법을 개발하기 위하여 액체 배양을 통해 직접 체세포배를 형성하고자 할 때 요구되는 배지, 질소원, 탄소원 및 pH와 배양 기간 중 배지의 성분 변화를 조사하였다. 줄기나 엽병을 접종조직으로 할 경우, 배지내 질소원인 NH4NO3 와 KNO3의 적정비율은 825 mg/1 : 1900 mg/l 이었고, 탄소원으로는 자당이 적합하였으며, 적정 농도는 3% 이었다. 배지로는 1X MS 배지가 적합하였고, 적정 BA 농도는 2.0 mg/l 였는데, NAA와 조합하였을 경우에는 BA 1 mg/l에 NAA를 0.5 mg/l 를 조합한 배지 와 BA 2.0 mg/l 에 NAA를 0.1 mg/l로 첨가한 배지가 체세포배 발생에 효과적이었다. 멸균 전에 pH를 5.7로 조정한 경우에 직접 체세포배의 형성에 효과적이었다. 배양기간 중 배지 내 Ca++와 Mg++이온은 거의 변화가 없었으나, K+이온은 많이 흡수되었다. 배양 3주 째에 자당은 거의 고갈되었고, 과당과 포도당은 3주 째부터 흡수되기 시작하였다.

생물반응기를 이용한 대량 번식 방법 개발의 기반을 마련하고자 현삼 조직의 액체배양에서 직접 체세포배 발생에 미치는 치상조직과 식물 생장조절제의 상호영향을 조사하였다. 식물체의 부위에 따라 전혀 다른 양상을 보였는데, 잎, 줄기 및 엽병조직을 치상한후 체세포배 발생 정도를 살펴본 결과 줄기 절편을 배양하였을 때 체세포배 발생율이 가장 높았다. 또한 유식물체로 발달되기까지 약 3주의 기간이 소요되어 빠른 속도로 성장이 이루어진 반면, 뿌리의 형성은 이루어지지 않았다. 엽병을 접종 재료로 하여 3주간 배양하였을 때는 직접체 세포배를 통한 shoot는 형성은 되었으나 줄기 절편에 비해 체세포배 발생율은 낮았으며, 뿌리 발생도 이루어지지 못하였다. 잎조직을 액체 배지에 치상하였을 경우 체세포배 발생에 소요되는 기간이 줄기와 엽병에 비해 상대적으로 길었으며 , 배양 8주 후에는 완전한 식물체로 발달하였다. 액체배양에서 체세포배 형성에 영향하는 생장조절제로는 BA효과가 컸으혀, BA에 옥신류인 IAA와 NAA를 첨가함에 따라 탈분화가 진행되어 체세포배 발생을 감소시키는 경향을 보였다. 짧은 배양 시간 동안 많은 유식물체를 얻을 수 있는 최적의 조건은 BA 05 mg/ l 나 1.0 mg/ l 로 첨가시킨 NS 액체배지에 줄기 부위를 치상 조직으로 이 용하는 것이 가장 효과적 이었다.

한라산에 자생하는 왕벚나무(Prunus yedonesis)의 미성숙 접합자배로부터 체세포배를 직접 유도할 수 있었으며, 이들 직접 체세포배로부터 식물체를 재분화 시킬 수 있었다. 0.1mg/L GA3 와 0.1mg/L BAP 또는 0.5mg/L GA3와 0.1mg/L BAP 가 첨가된 배지에서는 캘러스가 형성되지 않고 80~93%로 체세포배가 직접 발생하였으며, 그 중 정상적인 구형 또는 심장형의 체세포배 비율은 43~58%, 자엽상의 비정상적인 체세포배 비율은 42~57%로 나타났다. 자엽상의 비정상적인 체세포배는 생장조절물질이 첨가되지 않은 MS 배지에 계대배양하면 16주 이후부터 신초가 다수 발생되었고, 이들 신초들은 0.5mg/L IBA가 첨가된 MS 배지에서 80% 이상의 발근을 보여 정상적인 식물체로 발달하였다. 또한 종자 성숙 시기에 따라서 정상적인 체세포배는 만개 후 30일된 종자의 접합자배에서 전체 62.5%가 직접 발생되었으나 45일된 종자의 배에서는 37.5%가 발생되어 종자가 성숙할수록 체세포배의 직접적인 유도율은 점차 낮아졌다.

지황 (Rehmannia glutinosa) 에서 종근 저장시 나타나는 병원균의 오염율을 없애면서 종묘를 대량 증식시키기 위한 방법의 하나로 조직을 액체 배양하여 직접 체세포배를 형성하고자 할 때 효과적인 생장조절제의 종류와 농도 및 이들의 혼용 효과와 직접 체세포배 형성 효율이 높온 최적 치상 조직을 찾고자 실험 한 결과는 다음과 같다. 1. MS고체배지에 잎 절편을 치상한 결과 BA를 1.0 mg/l 이상처리 한 경우에는 직접적으로 체세포배가 형성되었으나 BA 1.0 mg/1에 NNA를 혼용한 경우에는 캘러스만 형성되었고, BA 2.0 mg/l에 NAA를 혼용한 경우에는 캘러스 과정을 거쳐 체세포배가 형성되었다. 2. MS 액체배지에 잎 절편을 배양한 결과 IAA와 NAA를 각각 0.5 mg/l로 처리하거나, IAA와 IBA를 각각 2.0 mg/l로 처리한 경우 직접 체세포배가 형성 되었다. 3. 잎 절편을 MS 액체배지에 치상하였을 때 BA, zeatin 및 kinetin을 각각 2.0 mg/l로 처리한 경우 직접체세포배가 효과적으로 형성되 었다. 4. IAA 1.0 mg/l에 BA, zeatin및 kinetin을 혼용처리한 MS 액체배지에 잎 절편을 배양한 결과, zeatin 2.0mg/l을 혼용 처리한 구에서 직접 체세포배 형성율이 가장 높았고 다음이 kinetin 2.0 mg/l 와 zeatin 5.0mg/l을 조합한 경우이었다. 5. 치상 6주 후부터 줄기, 엽병 및 잎 절편에서 직접 체세포배가 형성되었으나, 8주 후 치상 조직별 체세포배 형성율은 잎 절편에서 가장 높았다.