본 연구는 스프레이 국화의 기내 대량 증식을 위한 적정 배지를 선발하고, 발근시 절편체의 부위와 순화시기가 조직배양 묘의 품질에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행하였다. 먼저 대량증식을 위한 적정 배지를 선발하기 위해 서로 다른 조성의 식물생장조절물질을 첨가한 MS배지에 ‘Field Green’, ‘Green Diamond’, ‘Snow Pangpang’ 등 스프레이 국화 3품 종을 기내배양 하였다. 배양 6주 후의 배양체의 생육을 조사한 결과, MS+NAA 0.1 mg·L-1의 배양체의 초장이 무처리에 비해 1.5~2.0배 더 길었고, 줄기의 두께도 더 두꺼웠다. 그러나 BA 0.1 mg·L-1 이상이 첨가된 모든 배지에서는 캘러스와 다신초가 유도되었고 뿌리가 발생하지 않았으며, 신초와 마디의 길이가 짧아졌다. 따라서, MS+NAA 0.1 mg·L-1 배지가 스프레이 국화의 기내 대량증식 단계에 가장 효율적인 것으로 선발되었다. 두번째로 스프레이 국화 우량묘를 양성하기 위하 여 ‘Field Green’ 품종에서 생장점을 포함하고 있는 줄기의 선단부와 액아를 포함하는 줄기의 중단부를 각각 기내배양 한 후, 배양 2주 후부터 일주일 간격으로 순화하여 순화된 묘의 생육특성을 조사하였다. 그 결과, 선단부 배양체의 뿌리출현일수가 11.2일로 중단부 배양체보다 1.7일 더 빨랐으며, 순화율 과 생장의 균일성도 순화시기에 관계없이 중단부 배양체보다 더 좋았다. 또한 초장, 엽수, 줄기의 굵기, 생체중과 같은 조직 배양묘의 소질과 관련된 특성도 선단부 배양체에서 더 좋게 나타났다. 순화시기에 따른 묘 소질 조사에서는 기내배양 2주 후에 순화한 선단부 배양체의 경우 최종 조사일에 초장이 3.8±0.5 cm로 가장 짧았지만, 줄기의 굵기와 생체중은 1.5±0.2 mm와 1.3±0.3g으로 기내배양 3주와 4주 후에 순화한 묘에 비해 1.5~2.0배 더 두껍고 무거워 품질이 우수하였다. 이러한 결과를 바탕으로 스프레이 국화의 조직배양 우량묘를 양성하기 위해서는 기내 발근시 줄기의 선단부를 절편체로 사용 하고, 기내배양 2주 후에 짧고 굵은 뿌리가 발생하기 시작했을 때 순화하는 것이 적절하다.

고구마 바이러스 무병묘의 기내급속증식을 위한 적정 생장 조절물질 및 sucrose 농도, 최소생장 기내보존(15°C)에 미치는 광의 영향과 생존율 및 기내생장 특성 등을 조사하였다. 고구마 무병묘의 마디배양은 0.2mg·L-1 BA 첨가배지에서 줄기신장, 줄기직경, 잎수, 뿌리수, 생체중 및 건물중 등이 가장 양호하였다. 배양부위 및 배지물리성에 따른 적정 sucrose 농도는 마디배양은 5% sucrose를 첨가한 고체배지에서, 정단배양은 3% sucrose를 첨가한 액체배지에서 줄기두께, 잎수, 뿌리수, 뿌리길이, 생체중 및 건물중 등의 생육에 가장 효과적이었다. 15°C 저온항온기에서 고구마 무병묘의 최소생장 기내보존은 암상태에서는 3개월 내에 모두 고사하였으나, 적색:청색(7:3) 혼합 LED (150±5μmol·m-2·s-1 PPFD)에서는 5개월까지 100% 생존하였다. 따라서 고구마 무병묘의 최소생장 기내보존에는 광이 필요하며, 샬레에 밀식(10 개체/샬레)할 경우, 좁은 공간에서 대량보존이 가능하였다.

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.

본 연구는 한국에 자생하는 대표적인 식충식물인 끈끈이주 걱(Drosera rotundifolia)에 있어서 기내 대량번식 체계를 확립 하기 위해 잎 부위별로 절편체(엽신, 사각형으로 자른 엽신, 엽병, 엽신+엽병, 엽신+엽병의 중앙에 칼집)를 달리하여 신초 증식 및 재분화에 적합한 배지농도(1/4MS, 1/2MS, 1MS, 2MS) 및 배양방법(고체 및 액체배지 그리고 암 4주후 명 1주, 암 2 주후 명 3주, 명 5주처리)을 구명하고자 하였다. 고체배지의 경우, 식물체 재생율과 신초수는 1/4MS~1/2MS배지에서 사각 형으로 자른 엽신 절편(100%, 1.8개)과 엽신+엽병 절편(100%, 1.6~1.8개)에서 가장 높게 나타났다. 액체배지의 경우, 식물체 재생율은 1/2MS배지의 사각형으로 자른 엽신 절편에서 100%, 신초수는 1/4MS와 1/2MS배지의 사각형으로 자른 엽신과 엽 신+엽병(중앙-칼집) 절편에서 2.6~2.7개로 높게 나타났다. 고 체배지와 액체배지를 비교해 볼 때, 액체배지에서 5주간 배양 한 결과가 고체배지에서 8주간 배양한 결과보다 좋은 것으로 나타나 끈끈이주걱의 재분화를 위해서는 액체배양이 효율적 인 것으로 판단된다. 배양조건에서는 암 4주 후 명 1주 처리 와 암 2주 처리 후 명 3주 처리의 1/4MS배지에서 신초수가 각각 3.5개, 3.6개로 가장 높았으나 생장상태를 고려한다면 암 2 주처리후 명 3주처리의 1/4MS배지가 가장 좋은 것으로 판단 된다. 본 실험에서는 오히려 cytokinin이 첨가된 배지보다는 첨가되지 않은 배지에서 신초 및 뿌리생장이 양호한 것으로 나타났다.

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.

In Korea most bulbs of calla lily (Zantedeschia spp.) are imported from foreign countries including USA and Netherlands due to frequent viral infection problems in field propagation. To solve this problem, in vitro propagation system of calla lilies has been attempted, which ultimately would have an agronomical impact on Korean calla lily farmers. In this study, we carried out experiments to find an efficient method for multiple shoot formation and subsequent root induction in calla lily ‘Black Star’. Lateral buds were used for the induction of multiple shoots on basal MS media containing various concentrations of auxin and cytokinin. The highest callus and multiple shoot formation was observed in MS medium containing 1.0 mg/L of each NAA and BA, in which 25 (83.3%) explants exhibited callus formation and all 30 explants produced multiple shoots with an average of 14.7 shoots per explant in average length of 4.1 cm. Subsequently, obtained shoots were tested for root induction in MS media containing auxins, IAA, NAA, or 2,4-D, because calla lily shoots derived from tissue culture did not produce sufficient roots that are crucial for the survival under natural environment after transplanting. An average of 4.9 or 3.1 roots was generated after 20-day culture of shoots on MS media containing 1.0 mg/L IAA or 1.0 mg/L 2,4-D, respectively. However, no root formation was observed in MS media supplemented with NAA, indicating that NAA is not adequate for root induction of shoots derived from tissue culture of ‘Black Star’.

This study was determined optimal condition as culture medium, pH, carbohydrate source and growth regulators through axillary buds cultures of Salix gracilistyla. S. gracilistyla shoots were obtained from axillary bud on 1/2MS basal medium after 2 weeks of culture. Highest shoot growth was showed in the MS medium(GI= 2.43). Shoot growth was highest in 9% sucrose compared to other concentration. BAP affects axillary shoot multiplication in of S. gracilistyla. Among nutrients, Ca2+ was not affected shoot number of S. gracilistyla. However, NH4+, NO3 -, and K+ is greatly influenced shoot number. However, Ca2+ was affected in shoot length of S. gracilistyla. Feeding of Mg2+ was not affected in shoot length. Root number is greatly influenced by NH4 +, NO3 -, and K+, however NH4 + and K+ was not affected root number of S. gracilistyla. NH4 + was affected root length, however Mg4 + was not affected root length. Treatment of 0.1mg/L IBA promoted in vitro rooting. In vitro rooted plantlets were successfully transferred to pots for 4weeks hardening process. Later, these plants were transferred to soil with above 90% survival rate in BS+SD(2:1). These results could be easily adopted for commercial large scale cultivation.

국내 육성 프리지아(Freesia)가 농가에 보급되고 시간이 지나면서 바이러스에 감염되거나 품질이 저하되는 문제가 발생하고 있다. 고품질을 유지하기 위해서는 생장점 배양을 통해 무병종구를 만들고 기내에서 급속 대량증식하여 농가에 보급하는 일이 시급하다. 본 연구에서는국내에서 육성된 프리지아 ‘Shiny Gold’와 ‘Gold Rich’의자구를 이용하여 효과적인 급속 대량증식 기술을 찾고자실험을 수행하였다. 배지는 MS기본배지에 호르몬을 첨가하지 않은 배지와 5.0mg•L−1 NAA+5.0mg•L−1 Kinetin를 넣은 호르몬배지 2종류를 이용하였다. 치상방법은 자구를 횡으로 절단한 절편체를 정상으로 치상(정상치상)한경우와 위아래를 거꾸로 치상(역위치상)하는 2가지 방법을 이용하였다. 치상한 절편체는 23oC의 암배양실에서 5주간 배양한 후, 광도 60µmol•m−2s−1 (16/8, 주/야)의 광환경으로 옮겨 주었다. 치상 10주째에 두 품종 모두 역위치상하였을 때, 정상치상에 비해 부정아 발생이 2~6배 정도 증가하였다. 이러한 결과는 호르몬 유무에 상관없이 비슷한 결과를 보였다. 역위치상하고 19주 후 ‘ShinyGold’의 신초수는 기본배지에서 절편체당 42.7개로 정상치상에 비해 약 2.5배 증가되었고, 호르몬 첨가배지에서는 17.7개로 정상치상에 비해 약 7.1배 증가되었다. ‘GoldRich’를 역위치상 하였을 때, 기본배지에서는 신초수가 절편체당 55.4개로 대조구에 비해 약 1.7배 증가되었고, 호르몬 첨가배지에서는 61.0개로 대조구에 비해 약 2.4배증가되었다. 결론적으로 프리지아 자구를 기내에서 급속대량증식 하고자 할 때, 호르몬 유무와 상관없이 자구를횡으로 절단하여 역위치상 하는 방법이 효율적이라는 것을 알 수 있었다.

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.

1. ‘Florex Gold’ 품종의 측아 기내배양에서 auxin류의 단용처리는 multiple shoot 발생을 유도하지 못했다. Callus 형성은 2,4-D 1.0 mg/L 처리구에서 63.3%로 가장 높았고, multiple shoot 형성은 cytokinin인 zeatin 1.0 mg/L 처리구에서 평균 8.1개로 가장 높게 나타났다. 2. ‘Florex Gold’의 증식 실험에서 callus 형성은 NAA 1.0 mg/L와 BA 1.0 mg/L이 혼용처리된 MS 배지에서 26(86.7%)개의 절편체에서 발생해 가장 높았다. 또한 동일한 배지 조건이 multiple shoot발생에도 가장 효과적이었고, 평균 16.9개(평균길이4.6 cm)의 신초가 발생하였다. 3. ‘Florex Gold’ 신초의 발근유도 실험에서 2,4-D 1.0 mg/L처리가 절편체당 평균 6.7(3.2 cm)개의 뿌리를 유도하여 ‘Florex Gold’ 신초의 발근 유도에 가장 적합한 것으로 나타난 반면 NAA는 발근유도에 부적합 한 것으로 나타났다.

향료 및 약용 수종으로 가치 있는 좀목형 (Vitex negundo var. insica)의 기내증식 기술을 개발하고자 3 년생 나무의 당년생 신초지로부터 채취한 신초의 기내 증식 및 발근에 미치는 생장조절제의 효과를 구명하 였다. 다경줄기 유도는 0.5-2.0 mg/L BA가 첨가된 WPM 배지에서 효과적이었고, 가장 많은 줄기 수 (7.9개/절편)는 1.0 mg/L BA 농도에서 얻었다. 줄기 생장은 WPM 기본배지에서 1-2개의 우세 줄기로 자 라는 특징이 있었고 길이는 3.4 cm 정도이었다. BA 2.0 + GA 0.5 mg/L 혼용처리는 증식과 더불어 생장 을 촉진하는 효과를 보였다. 줄기 증식 시 처리된 생장조절제는 차후의 발근에 영향을 미치는 것으로 나타 났다. 전반적으로 BA 처리로 유도된 줄기는 차후 발근도 잘되었으나 고농도 BA 처리 (4.0 mg/L)는 발근 을 억제하였다. 저농도의 TDZ 처리도 BA 처리와 유사한 경향을 보였으나 0.5 mg/L 농도로 유도된 줄기 는 발근이 현저히 억제되었고 그 이상의 농도에서 유도된 줄기는 전혀 발근되지 못했다. 증식 시 BA에 IBA를 혼용처리하면 증식은 물론 차후의 발근에 가장 좋은 것으로 나타났다. 이상의 결과는 약용가치가 뛰어난 좀목형의 기내배양을 통한 효율적인 증식 가능성을 보여주었다.

An efficient method for the rapid micropropagation of Camptotheca acuminata from axillary buds was established by application of various plant growth regulators. Among various cytokinins, 0.5 mg L-1 BA showed the best performance on shoot multiplication, number average multiple shoots up to 10.8. The propagated shoot cuttings in vitro were elongated on NN basal medium without plant growth regulators. The secondary multiple shoots were induced at the site of initially induced buds. Rooting was induced directly near the base of the shoot on half-strength NN medium containing 0.5 mg L-1 of IBA, whereas high concentration of 1.0 mg L-1 IBA could induce callus at the base of the shoot. The camptothecin content, anticancer compound of the micropropagated plants was contained in various tissues. Camptothecin contents were 1.8 and 2.5 mg g-1 dry weight in stems from propagated in vitro and mother plant, respectively. This result may be used to develop strategies for large-scale propagation of elite C. acuminata trees.

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.

본 실험은 식물조직배양 기법을 통하여 한란과 심비디움의 효율적인 증식을 위한 식물 생장조절물질의 적정 처리방법을 구명하고자 수행하였다. 한란의 rhizome 형성은 무처리 및 10 ppm kinetin + 2 ppm NAA, 심비디움의 protocorm 형성은 무처리 및 10 ppm kinetin + 0.05 ppm NAA에서 아주 양호하였다. Callus 유도의 적정 식물 생장조절물질의 농도는 구명하지 못했다. 한란 rhizome으로부터의 shoot 분화에는 10 ppm BA + 2 ppm NAA, 5 ppm BA + 2ppm NAA, 심비디움 protocorm으로부터의 shoot 분화는 10 ppm Kinetin + 0.05 ppm NAA, 1 ppm Kinetin + 2 ppm NAA에서 비교적 효과적인 것으로 나타났다.

This study investigated a suitable method that could be applied for Asian chain fern [Woodwardia japonica (L. f.) Sm.] to propagate gametophytes and promote sporophyte formation. The gametophytes used in all experiments were obtained from germinated spores in vitro and were subcultured at 8-week intervals. The most appropriate media for gametophyte propagation was identified by culturing 300 ㎎ of gametophyte in Murashige and Skoog (MS) basal medium (1/8, 1/4, 1/2, 1, 2), and Knop medium for 8 weeks. As a result, fresh weight of the gametophyte was increased by 56.7-fold on MS medium. Moreover, antheridium formation as well as gametophyte growth was improved on MS medium, especially. To improve the sporophyte formation ex vitro, 1.0 g of gametophyte was ground with distilled water and spread on eight combinations onto four different culture mediums, such as bed soil, peat moss, perlite and decomposed granite. Then generation and growth of sporophytes were investigated after cultivation for 10 weeks. As a result of this experiment, peat moss had a promotive effect of sporophyte formation at single-use and mixed culture soils. In particular, a mixture of bed soil, peat moss and perlite in a 1:1:1 ratio (v/v/v) led to the accelerated formation (782.5 ea/pot) and the frond growth of sporophytes. This included increases in length and width of fronds. However, promotive effect of gametophyte growth and sporophyte formation was not found at single-use and treatment with high ratio of bed soil.