In response to the expanding landscape of the biotechnology industry and the increasing demand for comprehensive drug development as well as the conduct of preclinical and clinical trials, there is a growing need for employment of diverse animal models, including both small and large animals. The focus of this study was on refining ex vivo culture techniques for bioluminescence imaging following administration of intradermal injections in large animals. To examine the feasibility of our approach, varying concentrations of the rFluc protein were administered to rats and live imaging was employed to validate the corresponding levels of expression. Subsequently, following administration of rFluc to mini-pigs, ex vivo analyses were performed on sample tissues to assess the levels of protein expression across different concentrations. In particular, optimal culturing conditions that facilitated the sustained expression of the protein in samples post-euthanasia were identified. Moreover, by employing small animal imaging devices, we were able to capture clear images of the sample plates, which provided evidence of the successful application of our experimental techniques. The findings from this research represent a significant effort toward refining bioluminescence imaging methods tailored for use with large animal models—an imperative facet of contemporary drug development and biomedical research.

한국에서 알스트로메리아(Alstroemeria)는 저온 작물로 난 방비 절감 효과가 있고 장식용 절화 소재로 꾸준히 소비되어, 일정 재배면적이 유지되고 있다. 본 연구는 알스트로메리아 ‘한에로스’의 기내 대량증식과 뿌리 발근 조건을 구명하고 무 균묘 생산 시스템을 구축하기 위해 수행했다. 기내 대량 증식 조건 구명 실험에는 Murashige and Skoog(MS) 배지(3% sucrose, 0.25% gelrite)에 BA 단용 처리(BA 0.25, 0.5, 0.75mg･L-1)와 NAA 0.2mg･L-1에 BA를 농도(BA 0.25, 0.5, 0.75mg･L-1)에 따라 혼용 처리하였다. 발근 조건 구명을 위 해 MS배지(3% sucrose, 0.25% gelrite)에 BA 0.25 mg･L-1 단용 처리와 BA 0.25mg･L-1에 NAA를 농도(NAA 0.1, 0.2, 0.3mg･L-1)에 따라 혼용 처리하였다. 뿌리줄기 증식 실험 결 과, 호르몬 첨가에 따른 생육차이는 뿌리줄기 수를 제외한 나 머지 부분에서 뚜렷하게 확인되었다. 단용 처리구 보다 혼용 처리구에서 많은 신초가 유도되었다. BA 0.5mg･L-1와 NAA 0.2mg･L-1 혼용 배지에서 가장 많은 1.43개의 신초가 유도되 었다. 발근 실험 결과, ‘한에로스’는 BA 0.25mg･L-1 와 NAA 0.3mg･L-1 혼용 배지에서 뿌리 수가 3.96개로 가장 많고, 뿌 리가 짧고 두꺼워 순화 과정 중에 뿌리 손실이 적었다. 또한, 순화 과정 중 묘가 고사하지 않았다. 종합적으로, ‘한에로스’ 는 BA 0.5mg･L-1와 NAA0.2 mg･L-1 혼용 배지에서 증식을 하는 것이 적절하며, BA 0.25mg･L-1와 NAA 0.3mg･L-1 혼 용 배지에서 발근 후 순화하는 것이 최적의 기내 배양 조건으 로 사료된다. 본 연구의 결과로 알스트로메리아 무균묘의 보 급 확대에 기여하고자 한다.

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’.

배추속은 전세계적으로 재배되는 중요한 경제작물을 포함하고 있으며, 종의 진화 및 배수성 연구를 위해 학문적으로 중요한 가치를 가지고 있다. 그러나 대부분의 작물이 교잡육종을 통해 종자를 생산하기 때문에 고정 계통을 육성하는 데 많은 시간과 노력이 필요하다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 인위적인 방법으로 반수체 식물체를 유도하여 형질이 고정된 계통을 단시간에 육성함으로써 연구 및 육종 소재로 활용할 수 있는 다양한 기내배양법이 시도되었다. 본 논문에서는지금까지 배추속 작물에서 시도된 기내배양법의 연구현황을살펴보고 반수체 생산에 영향을 미치는 요인들을 조사하여 효율적인 반수체 생산 기술에 대한 정보를 제공하고자 하였다.

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.

본 연구는 감마선 조사 및 배양방법을 이용하여 유 용한 변이체를 선발하고, 그 특성을 관찰하기 위해 수 행되었다. 기내 신초수의 증식은 MS 배지 내에 NAA 0.2mg·L-1에 BA의 농도가 1.0mg·L-1로 증가할수록 양호한 반면 신초의 길이와 뿌리형성율은 감소되었다. 계대배양을 3회 수행한 후 온실에서 순화 및 삽목하였다. 감마선으로 조사된 총 370 개체들은 감마선의 조 사선량에 관계없이 토양이식 후 생존율이 97% 이상이 었다. 조사된 개체들 중 변이의 빈도는 감마선의 선량 이 증가할수록 높아졌다. 50Gy 조사구에서는 화색과 화형의 변이가 각각 28.2와 15.4%로 확인되었다. 화 색과 화형은 다양한 변화를 나타냈으며 줄기색 또한 변화되었다. 예를 들면 흰색에 옅은 자주색의 관상화는 흰색, 적자색, 노랑색 또는 연분홍색 등으로, 흰색이었 던 설상화는 연한 자주색이나 적자색으로 바뀌었다. 설 상화의 길이와 폭 및 화경의 크기가 달라진 개체 및 줄기에서 안토시아닌 색소가 제거된 개체도 관찰되었 다. 본 연구결과 국화 ‘Argus’에서 기내 배양체에 30- 50Gy의 감마선 조사에 의해 화색, 화형 및 줄기색의 다양한 돌연변이체를 선발할 수 있었다.

완두에 있어서 보다 효율적인 형질전환 방법을 모색하고 형질전환된 개체를 얻고자 본 실험을 수행하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 형질전환은 발아중인 완두의 생장점(shoot tip)을 제거한 다음 T-DNA내에 GUS gene과 neomycin phosphotransferase II gene이 들어있는 binary vector를 가진 Agrobacterium tumefaciens를 생장점을 제거한 부위에 감염시켰다. 감염 후 새로 형성된 shoot는 개체당 4~5개였으며, 그중 GUS유전자가 발현하는 shoot만을 정상적인 식물체로 분화 시켰다. 감염부위에서 형성된 shoot에서의 GUS유전자의 발현빈도는 10%내외였다. 이들 개체로 부터 genomic DNA를 분리하여 Dot blot hybridization분석 결과 T-DNA가 식물체 내에 존재함을 알 수 있었고, 수확한 종자를 발아시켜 Sorthern blot hybridization한 결과 T-DNA가 다음세대로 전달되었음이 확인되었으며 형질전환율은 2%이내였다.

숙근(宿根)안개초(草)의 조직배양(組織培養)에 있어 배지(培地)에 첨가하는 agar농도(濃度) 및 auxins의 농도(濃度)가 vitrification에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 초장(草長), 생체중(生體重), 분지수(分枝數)는 agar농도(濃度)가 높아질수록 감소(減少)되는 경향(傾向)이었으며 auxins의 효과(效果)는 미약(微弱)하였다. 그러나 초장신장(草長伸長)에 있어서 IAA 1.0ppm+NAA 0.5ppm 및 IAA 2.0ppm+NAA 1.0ppm 첨가구에서는 그 결과(結果)가 매우 양호(良好)하였다. 2. 발근소요일수(發根所要日數)에 있어서는 auxins의 첨가효과(效果)가 적었다. 그러나 근(根)의 생육(生育)에 있어서는 IAA 1.0ppm+NAA 0.5ppm 및 IAA 2.0ppm+NAA 1.0ppm 첨가구에 있어서 분화(分化)된 근(根)의 생장(生長)이 매우 양호(良好)한 경향(傾向)이었다. 3. 건전주율(健全株率)에 있어서는 agar농도(濃度)가 높아질수록 증가(增加)하는 경향(傾向)이었으나 배지(培地)가 너무 경화(硬化)되면(1.5%) 지상부(地上部) 및 지하부(地下部)의 생육(生育)이 극(極)히 저조(低調)하였다. 4. 이상(以上)을 종합(綜合)해 보면 숙근(宿根)안개초의 조직배양시(組織培養時) 외부환경(外部環境)에 대(對)한 적응력(適應力)이 높은 강건한 묘(苗)의 육성(育成)을 위해서는 agar농도(濃度) 1.2%로 한 MS배지(培地)(RM1962)에 IAA 1.0ppm+NAA 0.5ppm 첨가배지(培地)를 사용(使用)하는 것이 바람직하다고 생각된다.

Rhizobium의 Nitrogenase 생성요인(生成要因)과 감염기작(感染機作)을 구명(究明)하고 배양세포(培養細胞)와 Rhizobia의 혼합배양(混合培養)에서 질양고정계(窒養固定係)를 확립(確立)하기 위(爲)하여 황금(黃金), 남천(南川), D68-0099등(等) 세 품종(品種)을 조직배양(組織培養)한 결과(結果)는 다음과 같다. Callus 형성능(形成能)은 배(胚)와 유근(幼根)에서는 양호(良好)하나 배축(胚軸)에서는 전혀 없었으며 2mg/ 2,4-D, 4mg/ NAA에서 가장 양호(良好)하고 2,4-D/Kinetin 조합농도(組合濃度)에서는 0.2mg(2,4-D)/과 0.05mg(Kinetin)/에서 가장 이상적(理想的)이었다. 배양세포(培養細胞)의 성장(成長)에는 2,4-D 2mg/와 2,4-D (0.2mg/)/Kinetin(0.05mg/)일 때가 가장 양호(良好)하며 R. japonicum 019, 011을 접종(接種)하였을때 배양세포(培養細胞)의 성장(成長)은 상당히 둔화되었다. 단일(單一) 아미노산은 배양세포(培養細胞)의 성장(成長)을 저해(沮害) 하였는데 황금(黃金)의 경우 Methionine, Leucine에서 저해(沮害)가 가장 컷으며 다른 아미노산의 첨가(添加)로 저해작용(沮害作用)이 상당히 회복되었다. 부정근(不定根)의 생성(生成)은 2,4-D 2.0mg/에서나 0.2mg/ 2, 4-D/0.05mg/ Kinetin에서 양호(良好)하였다. 배양세포(培養細胞)-Rhizobium의 친화(親和)에 의(依)한 질소고정력(窒素固定力)은 25개(個) 사용(使用) 균주중(菌株中)에서 황금(黃金)에서는 10개(個) 균주(菌株), 남천(南川)에서는 7개(個) 균주(菌株)에서 나타났으며 D68-0099에서는 전혀 나타나지 않았으며 황금(黃金)의 경우(境遇) 85-HG-1 019, 007, 남천(南川)에서는 007, 119등(等)이 높은 활성(活性)을 나타내었다.

콩은 전세계적으로 재배되는 중요한 작물 중에 하나로 최근, 표준유전체 해독과 함께 유전적, 표현형적으로 다양성을 가진 한국핵심집단이 구축됨에 따라 유전체 기반 분자 육종 연구, 유전자 교정 기술을 활용한 새로운 육종 소재 개발 연구가 가속화 될 것으로 예상된다. 유전체 정보 기반 작물의 분자 육종 및 생명공학 연구를 통한 성공적인 작물의 개량을 위해서는 식물의 효율적인 조직배양 기술이 수반되어야 할 것이다. 그러나 반수체 생산, 원형질체 배양 및 형질전환 기술과 같은 콩의 조직배양 효율은 아직까지 높지 않고 일부 계통에 한정되어 이루어지고 있다. 본 논문에서는 콩의 분자육종 및 생명공학 기술의 적용을 위하여 다양한 콩 조직배양 기술에 관한 연구 동향을 분석하고 조직배양 효율에 영향을 미치는 요인들에 대한 정보를 제공하고자 하였다.