Many flowering plants possess genetically controlled self -incompatibility (SI) system that prevents inbreeding and promotes outcrosses. SI is usually controlled by a single, multiallelic S-locus. In gametophytically controlled system, SI results when the S-allele of the pollen is matched by one of the two S-alleles in the style, while in the sporophytic system self-incompatible reaction occurs by the interaction between the pistil genotype and genotype of, not the pollen, but the pollen parent In the former system the self-incompatible phenotype of pollen is determined by the haploid genome of the pollen itself but in the latter the pollen phenotype is governed by the genotype of the pollen parent along with the occurrence of either to-dominant or dominant/recessive allelic interactions. In the sporophytic type the inhibition reaction occurs within minutes following pollen-stigma contact, the incompatible pollen grains usually failing to germinate, whereas in gametophytic system pollen tube inhibition takes place during growth in the transmitting tissue of the style. Recognition and rejection of self pollen are the result of interaction between the S-locus protein in the pistil and the pollen protein. In the gametophytic SI the S-associated glycoprotein which is similar to the fungal ribonuclease in structure and function are localized at the intercellular matrix in the transmitting tissue of the style, with the highest concentration in the collar of the stigma, while in the sporophytic SI deposit of abundant S-locus specific glycoprotein (SLSG).is detected in the cell wall of stigmatic papillae of the open flowers. In the gametophytic system S-gene is expressed mostly at the stigmatic collar the upper third of the style length and in the pollen after meiosis. On the other hand, in the sporophytic SI S-glycoprotein gene is expressed in the papillar cells of the stigma as well as in e sporophytic tape is cells of anther wall. Recognition and rejection of self pollen in the gametophytic type is the reaction between the ribonuclease in the transmitting tissue of the style and the protein in the cytoplasm of pollen tube, whereas in the sporophytic system the inhibition of selfed pollen is caused by the interaction between the Sycoprotein in the wall of stigmatic papillar cell and the tapetum-origin protein deposited on the outer wall of the pollen grain. The claim that the S-allele-associated proteins are involved in recognition and rejection of self pollen has been made merely based on indirect evidence. Recently it has been verified that inhibition of synthesis of S$_3$ protein in Petunia inflata plants of S$_2$S$_3$ genotype by the antisense S$_3$ gene resulted in failure of the transgenic plant to reject S$_3$ pollen and that expression of the transgenic encoding S$_3$ protein in the S$_1$S$_2$ genotype confers on the transgenic plant the ability to reject S$_3$ pollen. These finding Provide direct evidence that S-proteins control the s elf-incompatibility behavior of the pistil.

생장점배양하여 얻어진 소수의 식물체를 기내 재배양하여 건전 우량마늘을 대량으로 증식시킬 수 있었다. MS 기본배지에 서당 8%, NAA 0.1 mg.L 첨가된 배지에 지엽을 뚫고 나온 직후의 주아 생장점을 5월 중순에 치상하면 shoot의 형성 없이 기내인경이 직접 형성되어 배양 기간 및 노력을 절약할 수 있었다. 또한 총포 내의 미숙주아 및 receptacle을 6월 상순경에 0.1 mg/L NAA+2mg/L BA 혹은 1 mg/L NAA + 10 mg/L BA가 첨가된 MS 기본배지에 배양하면 multiple shoot가 유도되었다. 특히 여러 화기 재료중 receptacle에서 평균 5.8개의 shoot가 분화되어 1개의 총포 내에서 50개 이상 분화되었다. 따라서 총포배양에 의한 식물체 생산은 우량마늘의 대량번식 체계의 한 수단으로 이용할 수 있었다.

고구마 경단배양에 의한 우량종묘 대량증식 과정에서 분화 및 생육에 미치는 생장조절제의 효과를 구명하기 위하여 실험을 수행하였다. 고구마 경단조직은 1 mEm/L 2,4-D 첨가된 MS배지에서 배양 40일경 배발생 캘러스가 형성되었다. 또한 형성된 배발생 캘러스는 0.1 mg/L GA$_4$ 첨가된 배지에 배양한 경우, 효과적으로 배발생 캘러스를 유지 및 증식이 가능하였으며, 배발생캘러스로부터 shoot 재분화는 0.1mg/L BA가 유효하였다. 체세포배로부터 shoot 재분화는 0.01 ngh BA와 0.01 mg/L GA$_4$ 혹은 0.1 mg/L BA와 0.01mg/L GA$_4$ 혼합배지에서 양호하였으며, 0.1-1 mg/L BA를 첨가된 배지에서는 배발생 캘러스 및 체세포배로부터 녹색의 단단한 캘러스가 형성되었다. 체세포배를 배양하여 얻어진 5 mm 크기의 shoot 정단을 재배양 시, 0.1 mg/L jasmonic acid 또는 0.01 mg/L brassnlolide가 첨가된 배지에서 소식물체의 생육이 가장 양호하였다.

땅두릅에 있어서 이상체세포배의 형성에 미치는 ABA의 영향을 구명하기위하여 체세포배는 1.0 mg/L 2,4-D가 첨가된 M 기본배지상에서 자엽유래 배발생 세포괴로부터 유도되었다. 배발생세포괴에 0.2 mg/L의 ABA를 처리하여 3주간 배양한 후 ABA가 첨가되지않은 기본배지에 2주간 계속 배양한 경우에 2개의 정상적인 자엽수를 갖는 배는 68%. 생장조절물질이 첨가되지않은 MS 기본배지에 5주간 배양한 대조구에(59.4%) 비하여 높게 나타났다. 그러나 0.2mg/L의 ABA를 처리하여 3주간 배양한 후 ABA의 농도를 0.1 mg/L로 반감한 배지에서 2주간 배양한 경우에는 정상의 자엽을 갖는 배는 28.6%로 감소된 반면에 3개 이상의 자엽을 갖는 다자엽배의 형성률이 높게 나타났다. 구형배에 ABA를 농도별(0.01-1.0 mg/L)로 처리한 경우에 정상의 자엽을 갖는 배의 형성률은 농도에 비례하여 감소되었으며, 다자엽배의 형성률은 높게 나타났다. 또한 심장형, 어뢰형 및 자엽시기 등 배발생 단계별로 배에 ABA를 각각 상기와 같이 단기간 처리하거나 계속처리한 경우에도 다자엽배의 형성률은 높게 나타났다.

미나리아재비의 약을 배양하여 미숙화분 유래의 식물체를 획득하는데 있어서 생장조절제의 종류와 농도 및 배양 적기를 구명하기 위해 화분의 발육단계별로 캘러스, 배발생및 식물체 재분화에 미치는 영향을 조사하였다. 캘러스 및 배발생에는 2,4-D 및 kinetin 처리보다 NAA 및 BA처리에서 효과적이었으며 특히 0.5 mg/L NAA와 1.0 mg/L BA 처리구에서 가장 왕성하였다. 화분의 발육과정중 1핵성과 초기2핵성의 pollen mitosis 전후기인 개화 3일전의 약의 발육상태가 캘러스, 배발생 및 식물체 재분화에 적합하였다. 화분유래의 배발생은 영양세포의 계속적인 분열에 의해 이루어졌다.

0-4mm 크기의 미성숙접합자배를 0.5-8 mg/L 2,4-D가 첨가된 MS배지에서 배양하였다. 87%의 미성숙접합자배가 정단부위로부터 캘러스의 발생없이 체세포배를 형성하였다. 1-2개의 엽원기와 생장점을 포함하는 정단분열절편을 배양하여 체세포배의 발생위치는 유아임을 확인할 수 있었다. 2,4-D 농도가 4 mg/L 이상일 때에는 유아에서 비배발생캘러스만 나타났으나, 60%의 미성숙접합자배가 자엽가장자리에서 체세포배를 형성하였다. 체세포배는 MS 기본배지에서 발아하여 15개의 체세포 중에서 2개가 식물체로 재분화되었다. 재분화된 식물체는 화분에 옮겨서 생육상에서 성숙개체로 발달하였다.

가나 재래종 카사바 식물체의 경단 분열조직을 2 mg/L 2,4-D가 함유된 MS 배지에서 배양하였을 때 32%가 체세포배를 형성하였다. 절단한 체세포배를 1 mg/L 2,4-D가 함유된 배지에 배양하였을 때는 최고 93%가 2차배를 형성하였다. 체세포배는 식물체로 전환하지 못하였으므로 종단으로 자른 체세포배를 0.1-5mg/L BA가 함유된 배지에서 배양하여 부정아를 유도하였다. 8주 경과하였을 때 최고 100%가 부정아를 형성하였으며 이들은 발근된 후에 토양으로 이식하였다

간편하면서도 효율적인 단자엽 식물의 형질전환 기법을 개발하기 위하여 배발생 세포를 직접 electroporation하여 DNA를 도입하는 실험을 벼와 잔디에서 실시하였다. 잔디는 수정 후 3주된 미숙배에서 캘러스를 유도하였으며, 2.4-D가 1 mg/L 함유된 액체 MS배지로 옮겨 진탕배양한 것을 electroporation 실험에 이용하였다. 벼는 20 mm 정도의 미숙화서 유래의 캘러스를 액체 N$_{6}$배지(1 mg/L 2.4-D 함유)에서 진탕배양하여 획득한 세포주를 사용하였다. 액체 진탕배양한 세포괴를 GUS expression vector인 pGA1074 (30 $\mu\textrm{g}$/ml)와 함께 MS 액체 배지에서 Electroporation하였다. 세포벽과 세포막을 통한 세포로의 DNA 전이는 GUS 유전자의 발현 여부 및 정도에 따라 결정하였다. 400 volt, 800 $\mu$F capacitance로 electroporation 처리된 벼와 잔디의 세포괴들은 200 ${\mu}\ell$ (packed cell volume)의 세포괴 당 25 unit (1 unit=파란색을 띤 독립된 세포군) 이상의 빈도로 GUS 활성을 나타내었다. 반면에 무처리 세포주 및 처리한 비배발생 세포주에서는 GUS 발현이 일어나지 않음을 반복적으로 확인차였다. 따라서 electroporation에 의한 벼와 잔디의 형질전환실험에서 원형질체 대신 intact한 배발생 세포가 이용될 수 있음을 의미한다

CaMV35S promoter-$\beta$-glucuronidase (GUS) 유전자와 선발 표지로서 neomycin phosphotransferase 유전자를 가진 pBI121 binary 벡터를 도입한 Agrobacterium turmfaciens LAB4404와 더덕 유식물체의 자엽 절편을 1 mg/L BA가 첨가된 MS 배지에서 48시간 동안 공동배양한 후 1 mg/L BA, 250 mg/L carbenicillin 100 mg/L kanamycin sulfate을 첨가한 고체배지에 옮겨 명조건에서 배양하였다. 배양 2주 후 절편의 절단면 부근으로부터 수많은 부정아가 형성되기 시작하였다. 이들 부정아의 GUS 활성을 조사한 결과 15%가 양성반응을 나타내었다. 배양 6주 후 절편이 형성한 수많은 부정아로부터 56.7% 빈도로 shoot이 발달하였다. 이들 shoot은 기본배지에 옮겨서 4주 경과되었을 때 대부분 발근하였으며, 재분화된 개체는 토양에 이식하였다. Southem 분석결과 GUS양성을 보인 재분화 개체의 게놈 DNA에 GUS 유전자가 삽입되었음이 확인되었다.