Somatic cell nuclear transfer (SCNT) technique is a key point of producing transgenic animal disease models. During in vitro production of SCNT embryo, the quality of matured oocytes are one of the important factors that regulate embryo developmental capacity. In preliminary test, we confirmed the effect of fibroblast growth factor 10 (FGF10) on porcine oocyte maturation. In this study, we investigated the developmental potential of SCNT embryos treated with the 10 ng/ml FGF10 (10 F) during in vitro maturation of recipient oocytes. The polar body emission rate was significantly higher in the 10 F treated group than control group. After SCNT, although the rate of fusion was no significant difference, the rate of cleavage and blastocyst formation was significantly increased in the 10 F treated group (p<0.05). In 10 F treated group, the total cell number was increased and the percentage of apoptotic cell was decreased in the blastocyst stage at day 7 (p<0.1). The transcription level of apoptosis relative gene, Casp3 was significantly decreased, while anti-apoptosis gene BCL2l1 was increased in the 10 F treated group compared to control group. The 10 F treated group was highly expressed the reprogramming related genes, Sox2 and POU5f1. Also, the first cleaving time was more faster and the percentage of cell block was significantly lower in 10 F treated group than in control group. In this study, we confirmed that 10 ng/ml FGF10 has effect on enhance the oocyte maturation and developmental capacity. These results demonstrate that FGF10 treatment can be used for in vitro development of porcine SCNT embryos and subsequent production of transgenic animal model.

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.

This experiment was carried out to enhance plantlet conversion and ex vitro survival of encapsulated somatic embryos of Siberian ginseng. Cotyledonary somatic embryos were encapsulated with 3.0% sodium alginate and 96% of conversion rate in terms of plantlet with well-developed epicotyl marked when the encapsulated embryos were placed on perlite soils wetted with sucrose solution as for carbon source. However, post-germinative growth of encapsulated embryos was suppressed in case of sucrose did not added. Instead of sucrose alone, the addition of both sucrose and starch to the sodium alginate enhanced the post-germinative growth of the embryos. In sodium alginate matrix with 2% sucrose, the survival rate of the encapsulated embryos was more than twice (23.5%) that of ones without sucrose (10.0%). Embryos encapsulated with both 2% sucrose and 1% starch showed the highest percentage (42.1%) of survival rate was shown. In analysis of Iodine staining and starch content in the sodium alginate matrix, the starch component was decomposed when the embryos started to germinte. This result indicated that the carbohydrate treatments (starch and sucrose) in the encapsulation matrix enhanced the survival rate of post-germinative growth of encapsulated embryos in Siberian ginseng.

An efficient plant regeneration system of Gentiana scabra through somatic embryogenesis was established. Leaves and roots of seedlings of Gentiana scabra excised after germination were cultured on MS basal medium with 2,4-D, NAA or BA. Embryogenic callus was obtained on MS medium with 0.5 mg/L 2,4-D alone or 0.1 mg/L 2,4-D combimation with 1.0 mg/L BA after 45 days of culture. These embryogenic calli gave rise to somatic embryos, which subsequently developed into plantlets on MS medium without PGRs. Also, shoots were effectively differentiated from embryogenic callus when root segments were cultured on MS medium supplement with 0.1 mg/L 2,4-D and 1.0 mg/L BA. Shoots were effectively rooted on MS medium without PGRs. In vitro flowers were formed from plantlets cultured on MS medium with 5% sucrose after 60 days of culture.

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.

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.

조직배양에 의한 두릅나무 종묘의 대량생산을 목적으로 체세포배의 발아에 효과적인 배지 및 생장조철제의 적정조건을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 배지는 MS매지가 채세포배의 발아에 가장 효과적이었으며(65%) 그 중애서도 무기염류의 농도를 1/4로 감소하고 당농도도 1%로 줄인 MS배지에서 발아 및 기관생장인 양호하였다. 2. Gelling agent는 gelrite 0.2~0.3% 처리에서 발아가 촉진되었으며 (65~70%) shoot 및 root의 생장도 양호하였다. 3. Cytokinin은 0.1mg/l의 BA와 kinetin처리에서 발아율(65~70%)과 신초 및 뿌리 의 길이 및 건물중이 높게 나타났다. 4. Polyamine의 효과에 대한 실험결과 putrescine 1mg/l과 5mg/l, spermidine 10mg/l 처리에서 체세포배의 발아(90%) 및 기관생장이 양호하였으며 분화식물의 투명화도 억제되었다.