This experiments were carried out to find out the effects of different explant materials, kinds and concentration of plant growth regulators, and total nitrogen and sucrose contents on the in vitro regeneration of Abeliophyllum distichum Nakai. The effects of growth regulators on regeneration from 3 explant sources (leaf, internode and node) were more or less same. Leaf explants produced only callus with 2ip (Isopentenyladenine) and NAA (Naphthaleneacetic acid) treatment and other regulators had no effects. Test with internode explants yielded about same results but callus was obtained with 2,4-D (2,4-Dichlorophenoxyacetic acid). Node explants resulted in shoot regeneration by all regulator treatment except NAA and 2,4-D, but control also showed similar results. Callus formation from internode and node explants was vigorous by 2ip, zeatin, and 2,4-D treatments and high NAA concentration resulted in higher callus formation. In this experiment, various mixed treatment of growth regulators were also employed, using node as explant material. Shoot regeneration was obtained with BA (Benzyl adenine) + NAA treatments but the results were comparable with control. Generally shoot and root regeneration was poor with all combined treatment except 2ip + NAA and 2,4-D + NAA. However, callus was formed readily with all treatments. In this experiment, combined treatments of regulators were applied on the callus derived from singular regulator treatment. The results showed no shoot and root regeneration with any combination of 2,4-D, IAA (Indoleacetic acid) and NAA, but soft milky white callus was formed in all the treatments. No shoot and root regeneration was observed with any combination of 2iP, NAA and IAA, but somewhat hard, light green callus was formed in all the treatments. Callus formation decreased with high kinetin concentration in case of kinetin + NAA treatment. The experiments with total nitrogen content of media showed that low concentrations of 15 and 30mM were effective for the shoot and root regeneration. Sucrose experiment demonstrated shoot regeneration with 1~4% concentration, and root and callus formation with 2~4%. No root and callus formation was observed with 0 and 1% sucrose.

Protoplasts of Panax ginseng C. A. Meyer and Aralia continentalis K. (Araliaceae) were isolated from callus cells and mesophyll cells, respectively. The maximum yield of protoplasts isolated from callus cells of P. ginseng were obtained by incubation for 3 hrs in the enzyme mixture of 0.5% macerozyme, 1.5% cellulase, and 0.5 M mannitol as an osmoticum. In the case of mesophyll cells of A. continentalis, the highest yield of protoplasts were obtained by incubation for 5 hrs in the enzyme mixture of 1% macerozyme, 2% cellulase, and 0.6 M mannitol. A polyethylene glycol (PEG) treatment induced an intergeneric fusion of the protoplasts. The fusion products, that is, heterokaryocytes were obtained by treatment of 50% PEG containing 0.05 M Ca salts.

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.

Lunasin is small subunit peptide of coded from Gm2S-1 gene in soybean. It has been previously demonstrated that lunasin is a novel and promising cancer preventive peptide. Lunasin peptide is found only in the seed and not other tissues. And lunasin peptide starts to appear at 5 weeks after flowering and remains in the mature seed. We report here firstly lunasin peptide identified from soybean callus induced by the tissue culture and demonstrate its anticancer properties. The lunasin was identified and purified from soybean callus aged for 6 months. The callus lunasin(1μm) inhibited the acetylation of histone H3 and H4 by 58.8% and 56.5%, respectively. And it fully inhibited foci formation compared to the values of the positive control(no lunasin) and negative control(no MCA). Purified lunasin was able to internalize into the cell and localized in the nucleus.

대량 원소의 종류 및 적정 농도의 규명은 식물의 생장뿐 아니라 유용한 2차 대사산물의 생합성량 증가를 위해 필수적이다. 참돌꽃 배양조직에서 salidroside의 생산성을 높이기 위해 기본 배지의 대량 원소의 농도를 달리하였을 때 KNO3는 98.92 mM, (NH4)2SO4는 1.01 mM, NaH2PO4·2H2O는 2.18 mM, CaCl2·2H2O는 2.04 mM, 그리고 MgSO4·7H2O는 1.01 mM 일 때, salidroside의 생산량이 가장 높았다. 또한 이와 같은 무기이온의 농도를 조합한 S4B5배지에서 기본배지인 2XB5배지에 비해 2.5배 salidroside 함량 증가를 확인할 수 있었다.

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.

차나무 카테킨류의 생산성을 높이기 위하여 차나무 잎의 캘러스 배양시 thiamine-HCl과PVP의 효과를 조사하였다. 캘러스의 생장은 20 mg/L thiamine-HCl이 포함된 캘러스증식배지(0.2 mg/L 2,4-D와 1.0 mg/L TDZ가 첨가된 MS 배지)에서 가장 왕성하여 대조구에 비해 1.7배의 생장을 보였다. 배양된 캘러스의 카페인 함량은 신초에 비해 10%이하로 낮아졌고 총 카테킨류 함량은 40 mg/L thiamine-HCl에서 가장 높아 신초의 1.6배까지 증가하였다. 특히 신초에서는 검출되지 않았던 (-)-epicatechin(EC)이 thiamine-HCl 또는 PVP를 처리하여 배양하였을 경우 모든 처리에서 검출되었으며, (-)-epicatechingallate(ECG)는 신초에서 보다 4.8배나 높은 함량을 나타내었다. 캘러스 생장과 고효율의 카테킨 생산을 고려했을 때 30 mg/L thiamine-HCl이 포함된 배지가 최적의 배양조건으로 판단된다.

인삼원료삼의 안정적인 공급을 위하여 인삼의 기내배양에 의하여 생산된 캘루스 및 모상근으로부터 인삼사포닌, 지방산, 산상다당체, 페놀성화합물 및 유기산함량을 조사하였다. 인삼사포닌의 경우에는 캘루스에 비해 모상근에서 훨씬 많았으며 모상근 세포주간에는 약 10mg/g로 유사한 경향을 보였다. 포화지방산은 인삼 캘루스에서 높은 반면 모상근의 경우에는 불포화지방산이 오히려 많거나 비슷한 경향을 보였다. 특히 인삼 캘루스에서는 palmitic acid가 많이 존재하였으며, 인삼 모상근의 경우에는 불포화지방산인 linoleic acid가 캘루스의 5배 이상 많은 검출되었다. 산성 다당체와 페놀성화합물은 기내 배양한 인삼 캘루스 조직에서는 거의 동량으로 존재하였으나, 인삼 모상근의 경우에는 세포주에 따라서 많은 차이를 나타내었다. 특히 HR-2같은 경우에는 산성 다당체보다는 페놀화합물이 2.26%로 산성 다당체보다 2배 이상 많이 존재하였는데 반하여, HR-3 인삼 모상근의 경우에는 산성 다당체가 1.64%로 페놀화합물보다 4배 이상 존재하는 것으로 분석되었다. 인삼 모상근세포주와 캘루스의 유기산은 모상근 세포주가 34.64 mg으로 가장 많이 존재하는 것으로 조사되었다.

Lysine is the first essential amino acid for optimal nutrient quality in rice grain. For the narrow genetic diversities of lysine contents in rice, somaclonal variation was the source of mutation in our breeding program. Biochemical selection was conducted using 1 mM S-(2-aminoethyl) cysteine followed by two passages of 5 mM lysine plus threonine in the callus subculture medium. The lysine contents in endosperm of all progenies recovered from the biochemical selection were higher than those of their donor cultivar 'Hwayeongbyeo'. These elevated lysine levels of mutants were successfully transmitted to M4 generation. The lysine contents in endosperm varied 3.85 to 4.80% compare to their donor cultivar 'Hwayeongbyeo' was 3.85%. Three of high-lysine germplasms, Lys-l, Lys-2 and Lys-7 were selected by biochemical selection and rapid screening methods. DNA analysis showed that a new insertion of Tos 17 which mapped to rice chromosome 11 on the high-lysine mutant, Lys-2.

인삼 callus의 기내배양에 의해서 항암물질을 대량생산하기 위한 연구의 일환으로 인삼 callus의 polyacetylene생산에 미치는 전구물질 및 elicitor의 효과를 조사하였다. 5mg/l의 L-phenylalanine첨가배지에서 인삼 callus의 생장과 polyacethylene합성이 가장 양호하였으며 panaxynol뿐만 아니라 panaxydol도 형성되었다. 반면에 α-methyl-D.L.methionine과 D.L.-norleucine 첨가구에서는 polyacetylene이 전혀 생성되지 않았다. Elicitor로 사용되는 nigeran은 농도가 높아질수록 인삼 callus의 생장을 억제시키지만 polyacetylene생성에는 전혀 영향을 미치지 못했다. 그러나 chitosan은 0.5mg/l의 농도에서 는 인삼 callus의 생장과 polyacetylene의 생성에 영향을 주지 못하였으나, 1mg/l 이상 처리구에서는 panaxynol은 검출되지 않았지만 panaxydol은 검출되었다.

오차드그래스의 최적 조직배양조건을 확립하기 위하여 'Roughrider' 품종의 성숙종자로부터 최적 배발생 캘러스 유도 및 식물체 재분화에 미치는 배지첨가물질의 영향을 조사하였다. 성숙종자로부터 배발생 캘러스 유도시 첨가되는 생장조절 물질로는 3 mg/L 2,4-D가 가장 효율적이었으며, 식물체 재분화에는 1 mg/L 2,4-D와 3 mg/L BA가 첨가된 배지에 캘러스를 배양했을 때 36.3%의 재분화율을 나타내었다. 캘러스 유도배지와 재분화배지에 1 g/L의 casein hydrolysate와 300 mg/L의 proline을 동시에 첨가해주었을 때 캘러스 유도율과 재분화율이 각각 57.3%와 60.7%로 증가되었다. 또한 항산화물질로서 10 mg/L의 AgNO3 와 40 mg/L의 cysteine을 첨가해준 과 켈러스 유도율 재분화율 각각 68.7%와 71.7%까지 증가되었다. 본 연구를 통하여 확립된 성숙종자로부터 효율적인 배발생 캘러스의 유도 및 식물체 재분화 체계는 유전자 형질전환을 통한 신품종 오차드그래스 개발에 유용하게 응용되어질 수 있을 것이다.

갯방풍의 캘러스 유도와 식물체 재분화에 영향을 미치는 생장조절제에 대한 몇 가지 요인들을 조사하였다. 식물체 조직으로부터 캘러스의 유도에 적절한 배지의 조건은 1∼2 mg/L, 2,4-D와 1∼2 mg/L BA 혼용처리 조합에서 캘러스의 유도율이 높았고, 조직별 캘러스 유도율은 엽조직 보다 엽병에서 우수하였으나, 다른 식물의 부정아 발생 양상과 달리 엽조직에서 발생한 캘러스로부터 부정아와 부정근의 형성을 보였다. 조직별 캘러스의 식물체 분화율은 식물생장 조절제의 농도가 높을수록 양호하였고 적정농도는 1 mg/L NAA와 2 mg/L BA 이었다. 이후 분화된 식물체를 계대배양하여 대량증식을 위해 multiple shoot를 발생시키고 뿌리를 발생시킬 수 있도록 발근배지에 옮겨 생육 시킨 후 식물체의 초장에 따라 vermiculite에 순화시켜 생존율을 조사한 결과 높은 생존율을 보임을 알 수 있었다.

We have investigated that a couple of soft ferrite ceramic powders having a spinal structure have shown the effect on growth and secondary metabolites production of some medicinal plants cultured in vitro. The addition of the ceramic powders as bare state to culture medium has stimulated the growth of Achyranthes japonica callus and plantlet, adventitious root of Hyoscyamus niger and Platycodon grandiflorum hairy root about 65, 75, 150 and 50%, respectively. Whereas Centella asiatica callus and plantlet, Scopolia parviflora hairy root, and Hyoscyamus albus adventitious root were not affected markedly. Moreover, the ceramic powder has enhanced the growth of H. niger adventitious roots even under conditions of irradiating alone without any direct contact between ceramic powder and media. Based on growth stimulation effect, the ceramic powders have enhanced the gross production of tropane alkaloid in H. niger adventitious root, and polyacetylene in P. grandiflorum hairy root about 35 and 30%, respectively.

The optimized in vitro culture system was investigated for improvement of regeneration efficiencies by observing the responses of scutella-derived callus of Korean rice (Oryza sativa L.). Large variations of callus induction (43.9-93.9%) and shoot regeneration (0-88.7%) were observed among the rice cultivars depending on medium. However, shoot regeneration was significantly improved by selected utilization of basal medium, growth regulators, and carbon sources. N6 basal medium was more efficient for embryogenic callus induction than MS or LS basal medium, while MS was superior to N6 for shoot regeneration. The calli of highly regenerative cultivars grew faster and showed higher rates of green tissue formation (GT) and shoot regeneration (SR) and lower rate of callus browning (CB) than those of recalcitrant cultivars. Although a higher level of kinetin stimulated the GT and SR in highly regenerative cultivars, 10~textrmmgL-1 kinetin generally suppressed the GT and SR, while CB was accelerated compared to 2~textrmmgL-1 kinetin. Additional benefits of sorbitol combined with maltose (or sucrose) under 5~textrmmgL-1 kinetin were certainly confirmed on regeneration efficiencies compared to sucrose alone as carbon source and osmotic regulator. This combination showed high rate of GT and SR with multiple shoots while low rate of CB. With MSRK5SM-Pr medium (5~textrmmgL-1 kinetin, 3% sorbitol, 2% maltose, 500~textrmmgL-1 proline), the regeneration efficiencies of total 17 out of 24 cultivars were practically improved 160% on average compared to MSRK2S (2~textrmmgL-1 kinetin, 3% sucrose) control medium. Especially, the medium was most effective to the cultivars showing a medium level of regenerability such as Daesanbyeo and Dongjinbyeo and Suwon477, enhancing efficiencies more than 300-600% compared to MSRK2S medium.

약용식물로 쓰이는 선피막이 (Hydrocotyle maritima Honda)를 기내에서 재분화 가능성에 대해 조사하였다. 선피막이의 엽병 절편체를 식물생장조절제 (0~5 mg/l, NAA와 0~5 mg/l 2,4-D)가 단독 또는 0.1~2 mg/l BA와 조합 첨가된 배지 에서 6주동안 배양하였다. 2,4-D 또는 NAA을 단독으로 처리해도 캘러스가 발생하나, 가장 좋은 결과는 각각 0~5 mg/l BA, 5 mg/l NAA와 0.5 mg/l BA조합구에서 나타났다. Kinetin를 3 mg/l로 처리시 캘러스로부터 가장 많은 신초 (캘러스당 12개)을 발생시켰다. 또한, 0.5 mg/l 2,4-D와 0.5 mg/l BA가 첨가된 배지에서 유도된 배 발생 캘러스를 호르몬이 없는 배지에서 배양하였을 때, 체세포 배가 분화되었고, 식물체로 더 잘 발달하였다.