참나무류(類)의 원형질체(原形質體) 분리(分離) 및 융합(融合)에 영향(影響)을 끼치는 요인(要因)에 관한 연구(硏究)

Studies on Factors Affecting Isolation and Fusion of Protoplasts of Quercus Species

본(本) 연구(硏究)는 국내(國內) 삼림생태계(森林生態係)의 우점수종(優占樹種)으로서 생태적(生態的) 및 경제적(經濟的)으로 유망(有望)한 참나무류(類)의 육종(育種) 및 우량(優良)크론의 대량증식(大量增殖)을 저해(低害)하고 있는 인공교잡(人工交雜)과 무성번식(無性繁殖)의 난점(難點)을 타개하기 위한 세포배양(細胞培養) 및 체세포(體細胞) 교잡(交雜)에 필요(必要)한 기초자료(基礎資料)를 획득하기 위하여 실시(實施)되었다. 주요시험결과(主要試驗結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1) 미경화엽(未硬化葉)과 왕성(旺盛)한 성장(成長)을 보이는 Callus가 지속적인 원형질체(原形質體) 공급원(供給源)으로 적합(適合)하며 2) 원형질체(原形質體) 라출(裸出)을 위(爲)한 효소용액(酵素溶液)의 조성(組成)은 Cellulase Onozuka R-10($20g/{\ell}$), Macerozyme R-10($10g/{\ell}$), Pectinase($250units/{\ell}$), $CaCl_2$, $2H_2O$(14mM), $MgSO_4{\cdot}7H_2O$(1.8mM), $KNO_3$(1.0mM), $H_3BO_3$(1.0mM), $KH_2PO_4$(0.2mM), KI($1.0{\mu}M$), 1.4-dithiothreitol(0.1mM), mannitol(0.6M)을 조합(組合)한 것의 성적(成績)이 가장 좋았다. 3) 세포융합율(細胞融合率)이 가장 높았던 원형질체(原形質體)의 밀도(密度)는 $2{\times}10^5/ml$이었다. 이는 본(本) 시험(試驗)에 채용(採用)된 원형질체밀도중(原形質體密度中) 가장 높은 밀도(密度)였다. 4) 세포융합유도(細胞融合誘導)를 위(爲)한 polyethylene glycol 처리(處理)의 적정농도(適正濃度)와 처리시간(處理時間)은 각각(各各) 29%(w/v)와 5~10분(分)으로 나타났다.

Factors affecting isolation and fusion of protoplasts of three Quercus species were investigated and procedures for isolation, purification and fusion of protoplasts of the three species were also established. Unhardened leaves and rapidly growing callus cultures were good source of viable protoplasts. The optimum composition of enzyme mixture for rapid isolation of protoplasts from leaf mesophyll tissues and calli was Cellulase Onozuka R-10 (20g/l, Macerozyme R-10(10g/l), Pectinase(250 units/l, $CaCl_2$, $2H_2O$(14mM), $MgSO_4{\cdot}7H_2O$(1.8mM), $KNO_3$(1.0mM), $H_3BO_3$(1.0mM), $KH_2PO_4$(0.2mM), KI($1.0{\mu}M$), 1,4-dithiothreitol (0.1mM) and mannitol (0.6M). Optimum density of protoplasts for maximum fusion was $2{\times}10^5/ml$ which was the highest protoplast density given in this study. Optimum concentration and duration of PEG 1450 treatment for inducing fusion appeared to be 29%(W/V) final PEG 1450 concentration and 5-10 minutes, respectively.