본 연구는 장미 ‘Natal Briar’와 ‘Deep Purple’의 기내 대 량증식의 조건을 알아보고자 마디배양시에 신초의 형성과 생 육에 미치는 NAA와 cytokinin류의 처리 효과를 조사하였다. ‘Natal Briar’는 2.0과 5.0mg·L-1 BA의 고농도 처리는 신초 형성을 억제하였으며, 0.5mg·L-1 처리에서 신초수 3.7개, 복 엽수 7.1개, 엽수 24.6개로 다른 처리들보다 가장 많았다. Kinetin은 0.5mg·L-1의 저농도 처리보다 2.0과 5.0mg·L-1 의 고농도 처리에서 신초가 더 많이 형성되었다. TDZ는 BA 와 kinetin보다 전반적으로 신초의 수와 길이, 복엽수, 엽수 등에서 부정적으로 작용했으며, 특히 2.0과 5.0mg·L-1의 고 농도 처리에서 기형적인 잎들이 형성되었다. 그리고, NAA는 처리농도가 높아질수록 callus가 형성되었으며, 신초형성은 억제하였다. ‘Deep Purple’은 ‘Natal Briar’의 결과와 유사 하게 나타났는데, kinetin과 BA 처리가 TDZ 처리보다 신초 의 형성이 양호하였으며, 다른 처리들보다 0.5mg·L-1 BA 처 리에서 신초수, 복엽수와 엽수가 가장 많아 신초의 형성과 생 육에 가장 효과적이었다. 그리고, NAA 단용과 0.5mg·L-1 BA 와 혼용처리에서도 NAA의 농도가 높아질수록 대조구보다 신 초형성이 억제되었으며, 2.0과 5.0mg·L-1 NAA 처리에서 callus가 형성되었다. BA 0.5mg·L-1의 농도에서 형성된 ‘Natal Briar’와 ‘Deep Purple’의 신초는 1/2 MS 배지에서 발근되었다. 따라서 장미 ‘Natal Briar’와 ‘Deep Purple’는 마디배양시 0.5mg·L-1 BA가 첨가된 MS 배지에서 배양을 하 는 것이 신초 형성과 생육에 가장 효과적이었다.

본 연구는 종자의 높은 유지 함량으로 인해 식･약용 및 바이오에너지 원료 소재로 활용 가치가 높은 문관과(Xanthoceras sorbifolium)의 부정아 유도를 통한 기내 재분화 기술을 개발하기 위해 수행되었다. 미성숙 종자 절편을 0.5 mg l-1 6-benzylaminopurine (BA)이 포함된 MS 배지에 치상하였을 때 부정아 유도율은 68.6%로 나타났으나, 성숙 종자 절편을 이용하였을 때 상대적으로 매우 낮은 비율(2.86%)로 유도되었다. 부정아 유도를 위해 싸이토키닌류의 종류를 달리하여 치상하였을 때 thidazuron (TDZ)과 BA가 포함된 배지에서 70% 이상이 유도되었다. 유도된 부정아의 증식을 위해서 절간을 BA와 TDZ이 혼용 처리된 배지에 치상하였을 때 최대 94.29%까지 신초 유도율이 증가되는 것을 확인하였다. 이 후 유도된 신초는 정상적인 발근과정을 거쳐 식물체로 재분화되었다. 본 연구에서 제시된 문관과의 부정아 유도 방법을 이용하여 안정적인 종묘확보에 활용될 수 있을 것이다.

화경을 상, 중, 하부로 나누어 신초 및 자구를 유도하기 위하여 NAA와 몇 종류의 cytokinin 첨가 배지에서 각 부위별 화경 절편체를 배양해서 얻은 결과는 다음과 같다. 화경 조직에서 상부, 중부, 하부 중 소화경이 부착된 상부조직에서 다아체 및 자구 형성이 전반적으로 가장 양호 하였다. 다아체 형성은 NAA 와 TDZ 혼용배지에서 가장 효율적이었고 자구 형성은 NAA 와 kinetin 또는 NAA 와 kinetin 혼용배지에서 가장 효율적이었다. 온실에서 순화된 식물체는 정상적으로 개화하였으며 재식 2년차에 1.5개 내외의 자구를 가진 구를 생산할 수 있었다.

Slow seedling growth rate and nodulation failure of white clover (Trifolium repens L.) has been limited its good establishment to pastures. The experiment was done to determine the effect of removal of cotyledon and unifoliolate on the shoot, root growth,

기관분화(器官分化)된 유채의 조직으로부터 재분화되는 식물체의 획득빈도를 높이고자 이에 관여하는 몇가지 요인에 대한 실험을 수행하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 유채의 종자, 무균배양(無菌培養)된 자엽(子葉), 하배축(下胚軸) 및 엽절편(葉切片)배양에서 명상태에서 보다는 암상태에서 캘러스의 생장이 왕성하였고, 하배축(下胚軸)과 자엽조직(子葉組織)에서 형성된 캘러스에서 shoot 분화능력이 높은 편이었다. 자엽(子葉) 및 하배축(下胚軸) 조직(組織)의 캘러스형성에는 2, 4-D 단용보다 2, 4-D와 kinetin 또는 BAP를 혼용하는 것이 효과적이었으며, 자엽조직(子葉組織)의 경우는 2, 4-D(1.0 mg/)와 0.1mg/의 kinetin이 첨가된 배지에 형성된 캘러스를 0.1mg/의 NAA와 2.0 mg/의 kinetin이 첨가된 배치에 이식하였을 때 shoot 분화율이 16.7%로 가장 높게 나타났다. 하배축(下胚軸) 조직(組織)에서는 1.0mg/의 2, 4-D와 0.5mg/의 kinetin이 첨가된 배지에서 형성된 캘러스를 0.1mg/의 NAA와 4.0mg/의 kinetin이 혼용된 배지에 이식하였을 때 shoot 분화율(分化率)이 24%로 가장 높게 나타났다. 자엽(子葉) 및 하배축(下胚軸) 조직(組織)의 캘러스 형성과 shoot분화능력의 유채 품종간(品種間) 차이는 매우 뚜렷하게 인정되었고, 자엽(子葉)보다는 하배축(下胚軸) 조직(組織)에서 형성된 캘러스에서 shoot 분화능력이 현저히 높게 나타났다.

국화 ‘백마’의 잎 절편체로부터 신초 기관형성을 통한 식물체 재분화 기술을 개발하고자 배지조성과 배양기간을 달리하여 실험을 실시하였다. 잎 절편체를 식물생장조절제와 AgNO3의 농도를 달리 한 11가지 배지에서 배양하였을 때 bud는 형성되었으나 신초로의 발달은 이루어지지 않았다. Bud 유도 이후 신초 형성을 유도하고자, 서로 다른 식물생장조절제 조성을 가진 배지를 이용한 2단계의 실험을 수행하였다. Bud유도배지(BA 0.2 mg/L, IAA 1.0mg/L, 2,4-D 1.0mg/L를 첨가한 MS 배지)에서 1-4주간 배양한 후 신초 형성배지(식물생장조절제 무첨가, BA 1.0 mg/L, IBA 1.5 mg/L와 AgNO3 5.0 mg/L 또는 BA 1.0 mg/L, NAA 1.0 mg/L와 AgNO3 5.0 mg/L를 각각 첨가한 MS 배지)로 옮겨 배양하였다. Bud 유도에 이어 신초 형성을 위해서는 bud 유도 배지에서 3주 이상의 배양기간이 필요하였으며, bud 유도배지에서 4주간 배양한 후 BA 1.0 mg/L, IBA 1.5 mg/L와 AgNO3 5.0 mg/L를 첨가한 신초 형성배지로 옮겨 4주간 배양한 처리에서 신초 형성율은 50.0%, 절편체당 신초 수는 1.6개로 가장 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 재생된 신초는 신초 형성배지에서 8주간 배양 후 신장하였으며, 1 cm 이상 신장된 신초를 분리하여 발근을 유도한 후 활착시켜 온실에서 재배하였을 때 식물체는 정상적인 표현형을 보여주었다.

본 연구는 기내에서 발아된 까마중 유식물체의 조직별로 신초 및 뿌리 유도를 통해 효율적인 재분화 조건을 확립하고자 실시하였다. 신초 형성은 식물체 부위별로 서로 달랐으며, 잎에서의 신초 형성빈도가 자엽이나 하백축 그리고 상배축보다 높았다. 절편체당 신초의 수는 잎과 자엽에서 다소 많았으며, 신초의 길이도 다른 부위에 비해 잎과 자엽에서 빠른 증식과 신장을 나타내었다. 특히, 2.0 mg L-1 BAP가 첨가된 배지에서 재분화율, 신초의 수와 길이가 증가하여 2.0 mg L-1 BAP가 고빈도 신초의 유도 및 생장에 효율적인 것으로 판단되었다. 뿌리분화는 IBA와 IAA가 NAA보다 더 효과적인 것으로 나타났으며, 0.05 mg L-1 IAA가 첨가된 배지에서 뿌리 형성율이 90%이며, 뿌리의 갯수와 길이도 각각 평균 4.0개와 7.82 cm로 가장 양호하게 나타났다. 더욱이 배양토에 이식한 재분화체는 100%의 생존율을 보였으며 정상적인 식물체로 생장하였다. 이러한 결과를 토대로 2.0 mg L-1 BAP 조건에서의 잎 절편에서 다발성 신초 유도, 그리고 0.05 mg L-1 IAA 조건에서의 뿌리형성 유도가 까마중의 대량번식을 위한 최적의 조건임을 알 수 있었다.

본 실험은 새우난초의 기내 다신초 유도를 통한 재분화 조건의 확립과 이를 통한 토양순화을 목적으로 수행되었다. 우선 새우난초의 유식물체로부터 잎, 구경, 뿌리를 달리하여 부정아을 유도한 결과, 잎 부위는 구경이나 뿌리보다 양호한 부정아의 유도를 보였다. 또한, 부정아 유도시 3.0 mg/L의 BA와 1.0 mg/L의 NAA가 첨가된 배지에서 가장 높은 부정아 유도율을 보였다. 유도된 부정아을 이용하여 GA3의 농도에 따른 다신초 증식률을 조사한 결과, 3.0 mg/L의 GA3가 포함된 배지에서 가장높은 결과를 보였다. 최적의 발근조건을 확인하고자 IBA와 NAA의 농도는 달리하여 실험한 결과, 3.0 mg/L의 NAA가 첨가된 배지에서 가장 높은 발근수와 발근길이를 보였다. 발근이 되어 모본과 유사하게 배양된 새우난초의 유식물체를 모래단용상, 모래와 TKS-II를 1:1로 배합한 ST혼용상, 펄라이트 단용상, 펄라이트와 TKS-II를 1:1로 배합한 PT혼용상, TKS-II단용상을 조성하여 심재한 후 신장률, 줄기직경, 뿌리길이, 생존률을 조사한 결과 모래와 펄라이트에 TKS-II를 1:1로 혼용하여 제조된 배양토에서 가장 양호한 결과를 보였다.

노지에 있는 교잡종 블랙베리의 근맹아를 채취하여 1.2% sodium hypochlorite 용액에 침지하여 표면 살균한 후 BA를 첨가한 변형된 × 1, × 1/2 MS 고체배지에서 다경유도를 시도하였다. 4주간 배양하였을 때 BA 1mg·L-1가 첨가된 기본 MS배지에서 고빈도(83.3%)의 다경유도가 이루어 졌으며, 절편체당 신초수는 0.5mg·L-1 BA를 첨가한 MS 기본배지에서 3.7개로 가장 높게 형성되었다. 또한 12주간 배양하였을 때 4주간 한 경우에 비하여 신초형성율이 4.1배 많은 15.4개가 형성됨을 관찰할 수 있었다. 형성된 신초로부터 뿌리발생은 식물생장조절물질이 첨가되지 않은 MS배지를 1/1, 1/2, 1/4배로 희석하여 신초를 배양하였을 때 특히 1/2 MS 배지에서 95%로 가장 양호하였다. 재생된 식물체는 모래 : 원예용상토 : 버미큘라이트(1:1:1, vol.)혼합토양에서 순화하였을 경우 95%의 생존율을 나타내었다.

노각나무의 기내번식법을 개발하기 위하여 성숙 배조직을 절편으로 MS 배지에 BA 및 NAA의 단독 또는 혼용처리로 부정아 유도에 미치는 효과를 조사하였다. 대체적으로 BA의 단독 처리가 부정아 유도에 효과적이었으며 1.0mg/L 처리 시 절편 당 약 11개의 부정아가 유도되었다 NAA와의 혼용 처리 시는 대체로 부정아 유도 율이 저조하였으나 0.5mg/L이상의 BA를 처리하였을 때 일부 혼용 효과를 확인할 수 있었다 생장조절제의 처리에 따라 부정아의 형태에 많은 차이를 나타내어 BA와 NAA의 혼용처리 시는 BA 단독처리 시보다 짧고 진녹색의 부정아로 유도되었고, 뿌리 발달은 0.5mg/L의 NAA 처리구에서 가장 높아 정상적인 식물체로 재분화 되었다. 본 연구는 노각나무의 성숙 배조직을 절편으로 기내 식물체 유도가 가능함을 보여 주었다.

본 연구에서는 헛개나무 조직 배양에서 체세포배 유토 및 식물체 재분화를 위한 적절한 배지, 생장조절물질, 탄소원 그리고 배양 환경을 조사하였으며 대량 번식 시스템을 위해 체세포 배로부터 식물체로 재분화 하기전 세포 동조화와 건실한 유묘 생산에 최적인 배양 조건을 조사하였다. 강원도 양양 헛개나무 자생지에서 채취한 종자를 배배양하여 기내 발아시킴으로 기내 식물체를 얻었으며 이를 본실험에 이용하였다. 기내 발아후 7-14일 된 식물체의 자엽과 잎 절편을NAA를 처리한 배지에 배양했을 때 callus 상태를 거치지 않고 직접 shoot가 유기되었는데 NAA 0.5mg/에서 43.6%로 형성율이 가장 높았으며 절편체 당 shoot의 수도 2.8개였다. NAA와 BA 조합처리 하였을 때 BA 0.1mg/ + NAA 1mg/에서 38.1%의 형성율을 보였으며 절편체 당 shoot의 수는 4개 이상으로 유기 되었다. 체세포배는 NAA와 2,4-D의 단독처리 또는 BA와의 조합처리에서 발생하였으며 직접 체세포배 또는 배발생 캘러스가 형성하였다. BA 0.1mg/ + 2,4-D 1mg/ 또는 BA 0.1mg/ + NAA 1mg/ 에서 발생한 배발생 캘러스의 생장과 성숙 및 발아에 최적 배양 조건을 조사하였을 때 GA3 1mg/ 을 처리하여 배 발아를 촉진시켰으며 자엽은 발달하지 못하고 하배축이 신장하여 유근이 발생한 형태의 유묘를 생산하였다.

지황 기내 식물체의 줄기 조직을 재료로 생물반응기에서 부정아 발생 과정을 통하여 기내 종묘를 생산하기 위해 본 실험을 수행하였다. 공기부양형 생물반응기가 교반형에 생물반응기의비해 신초 형성에 유리하였다. 2.5L 규모의 생물반응기에서 적절한 배양 밀도는 배지 1.5L에 시료 50g(줄기절편 90개)이었고, 이 때 공기의 주입량은 0.5 v.v.m으로 조절하는 것이 효과적이었다. 신초의 생산 효율을 높이기 위해 배지에 pH 완충제인 MES를 첨가한 결과, 생성된 신초의 수가 증가하였다. 유리화 억제제를 5g/1의 농도로 배지에 첨가하였을 경우 신초의 유리화 현상이 뚜렷하게 억제됨과 동시에 신초의 형성도 증가되었다.

큰용담을 대상으로 실시한 체세포배의 형성, 재분화 체계의 확립 및 multiple shoot의 형성 등의 대량증식에 관한 일련의 실험의 결과는 다음 몇 가지로 요약된다. 큰용담의 잎절편을 2, 4-D 2 mg/ l 에 배양한 경우 callus 형성율이 90%, embrogenic callus 형성율이 70% 로 높은 형성율을 나타내었으나 실제 형성되는 체세포배의 발생 숫자를 조사하였을 때 2,4-D 단독처리시 보다 2, 4-D 0.5 mg/ l 와 BAP 0.5 mg/ l이 조합처리 시 잎절편체 당 18.8 개의 높은 체세포배가 형성되었다. 큰용담의 줄기와 마디를 배양한 결과 캘러스의 형성은 단독처리시 20~30%의 캘러스 형성율을 보인 반면 고농도의 2,4-D에 TDZ를 조합처리 하여 줄기마디를 배양한 경우 50% 이상의 우수한 캘러스 형성이 이루어지는 것으로 나타났으며 재분화식물체는 단독처리에서 MS medium 에 BAP 2 mg/ l 처리한 줄기마디 배양에서 7개의 재분화 식물체를 얻음으로 해서 가장 높은 shoot 분화율을 나타내었다. 큰용담에서는 TDZ, BAP를 조합처리한 결과 TDZ 1 mg/ l 와 BAP 1 mg/ l 조합처리하였을 경우 multiple shoot를 형성하였으며 explant 당 70~80개의 식물체가 분화되었다. 식물체의 각 치상조직을 배양한 결과 정아 마디 줄기 순으로 식물체 많이 유도되는 것으로 나타났으며 잎조직에서는 새로운 신초는 유도되지 않았다. 배양기간에서 대한 차이는 배양한지 30일 경과한것 보다 60 일이 경과한것에서 거의 모든 조직에서 2배 이상의 신초형성을 보였다.

생물 반응기를 이용한 현삼 종묘의 생산에 있어 적정 탄소원과 질소원의 종류 및 농도와 , 생물 반응기 형태에 대한실험의 결과는 다음과 같다. 탄소원으로서 과당을 사용하였을 때 자당 사용의 경우보다 다신초의 형성은 좋았으나, 비정상적인 개체가 많아 종묘 생산용으로는 부적합하였다. 질소원으로 질산태 질소의 효과적 이었으며, 암모니아태 질소 413 mg/L 에 절산태 질소 1,900 mg/L 로 조합하는 것이 신초형성에 가장 적합하였는데, 500 ml 플라스크 배양에서 전 질소 함량은 3 주째 까지는 83% 에서 75% 로 완만하게 감소하다 이후 46% 로 급격히 감소하였다. 이러한 현상은 신초가 급속히 증가하는 시기와 일치하였고 생물 반응기에서는 일정한 속도로 감소되었으며, 배양 종료시인 6주 째에는 500ml 플라스크에서나 생물 반응기 배양액 내의 질소함량은 거의 남아 있지 않았다. 생물반응기의 배지내 자당은 2주째에 완전히 고갈되었으며 500ml 플라스크 배양에서 자당은 3주째에 완전히 고갈되었고, 자당에서 전환된 과당과 포도당은 절편체의 생체중이 급격히 증가되는 4주와 5 주 사이에 감소되었다. 현삼의 배양에 적합한 생물 반응기 형태는 inner loop 가없는 air lift형 sphere type이었다.