십자화과 식물의 유용유전자를 cloning하기 위한 기초연구로서 십자화과 식물인 Armoracia rusicna의 재분화계와 형질전환계를 확립하고, gene tagging을 하기 위하여 binary vector에 삽입된 옥수수의 transposon 유전자 Ac/Ds를 도입한 결과, NAA 0.1 mg/L와 BA 1.0 mg/L를 함유한 MS 배지에서 최적의 shoot를 유기할 수 있었으며, MS 기본배지에 옮기면 쉽게 발근을 유도할 수 있었다. 옥수수의 Ac/Ds의 유전자를 잎에 형질전환시킨 결과 8-10%의 형질전환율을 보였으며, 엽병의 경우에도 4%의 형질전환 식물체가 얻어졌다. Kanamycin 100 mg/L 농도에서 선발한 개체를 PCR 분석 및 Southern blot분석을 행하였던 결과 PCR분석으로부터 Ds유전자가 식물에 도입된 것이 확인되었고, Southern blot 분석으로부터 Ac/Ds 모두가 도입된 것이 확인되었다.

MGBG와 에틸렌 저해제가 대두 자엽 부정근 형성에 미치는 영향을 알아보고자 에틸렌 생성량과 내생 polyamine 함량을 조사하였다. 대두 자엽 절편을 부정근 형성 배지에 2주간 배양하면서 관찰한 결과 많은 양의 부정근이 형성되었으나 $10^{-3}$ M MGBG를 처리하면 부정근 형성이 거의 억제되었다. 그러나 MGBG + spermine, MGBG + Cocl$_2$ 및 MGBG + spermine + Coc1$_2$를 농도별로 처리한 경우 부정근 형성 억제가 회복되었다. $10^{-3}$ M MGBG에 spermine을 농도별로 처리한 경우 $10^{-5}$ M의 spermine 혼합 처리시 다소회복되었다. $10^{-3}$ M MGBG +$10^{-5}$ M spermine + $10^{-4}$ M Coc1$_2$ 처리구에서는 부정근 회복능이 $10^{-3}$ M MGBG +$10^{-5}$ M spermine 처리구에 비하여 현저히 증가하였다. 또한 에틸렌 생성량과 polyamine 함량을 $10^{-3}$M MGBG, $10^{-3}$ M MGBG +$10^{-5}$ M spermine, $10^{-3}$ M MGBG +$10^{-4}$ M CoCl$_2$및 $10^{-3}$ M MGBG +$10^{-5}$ M spermine + $10^{-4}$ M Coc1$_2$처리구에서 조사한 결과 $10^{-3}$ M MGBG 단독 처리구에서 에틸렌 생성량이 가장 높았으며, spermidine과 spermine의 함량은 가장 낮았다. 부정근 형성능이 다소 회복된 $10^{-3}$ M MGBG+ $10^{-5}$M spermine 혼합처리구에서의 에틸렌 생성량은 대조구보다는 다소 높게 나타났다. 부정근 회복능이 가장 높았던 $10^{-3}$ M MGBG+ $10^{-5}$ M spermine + $10^{-4}$ M Cocl$_2$ 혼합처리구에서 에틸렌 생성량은 가장 낮게 나타났으며, polyamine 함량은 가장 높게 나타났다.

연초의 약배양에 의해서 반수체를 유기하고 형성된 반수체와 이배체의 캘러스로부터 식물체 분화과정에서 일어나는 생리적 차이점을 비교하고자 효소의 활성도와 페놀화합물의 함량을 비교 조사하였다. 반수체의 형성은 화아가 중간정도된 크기를 이용하여 IAA가 1.0 mg/L kietin이 0.5mg/L 조합 처리되고 활성탄이 3 mg/L 함유된 배지에서 가장 양호하였다. 캘러스의 유도는 이배체 및 반수체 공히 2,4-D의 농도가 0.5 mg/L 첨가된 배지에서 양호하였으며, 캘러스로부터 재분화는 BAP 농도 2.0 mg/L에서 효과적이었다. 재분화시 변화되는 효소의 활성도와 페놀화합물의 함량은 처리된 BAP의 농도와 사용한 식물체에 따라 차이가 있었다. Peroxidase의 활성도는 이배체 및 반수체 공히 BAP 농도가 2.0 mg/L일때 가장 높았으며, catalase의 활성도는 BAP의 농도가 1 mg/L일때 가장 높은 경향을 보였다. IAA oxidase 및 catalase의 활성도는 이배체에 비해 반수체에서 더 높은 경향을 보였으나 peroxidase의 활성도는 이배체가 더 높은 경향을 나타내었다.

식물세포의 기내배양에 의한 ubiquinone 10의 생산연구의 일환으로 Nicotiana tabacum cv Xanthi 품종으로부터 ubiquinone 10의 생성여부을 확인하고, 식물호르몬의 종류와 농도의 조건에 따른 ubiquinone 10의 생산증대를 조사하고자 본 실험을 수행하였다. Xanthi 캘러스 생장은 NAA 및 2,4-D와 혼합처리시 생장이 양호하였으며 NAA 단독처리구에서도 생장량이 증가되었고 암배양보다는 광배양상태에서 더 양호하였다. 또한 HPLC에 의해서 ubiquinone 10의 생성 여부를 조사한 결과 어느 조건에서도 모두 ubiquinone 10이 검출되었다. 식물호르몬에 의한 ubiquinone 10의 함량은 2,4-D와 NAA 혼합처리구에서보다 NAA 0.5 mg/L 단독처리구에서 ubiquinone 10의 함량이 증가되었으며, 특히 IBA 1mg/L와 NAA 0.5 mg/L 혼합처리구에서 더 양호한 경향을 보였고 단위 플라스크당 ubiquinone 10의 생산량도 더 높았다. 그러나 2,4-D 0.5 mg/L와 kinetin 0.5 mg/L 혼합한 처리구에서는 캘러스의 생장량은 비록 적었지만 ubiquinone 10의 함량이 가장 높아 단위 플라스크당 생산량은 제일 높은 경향을 보였다.

인삼의 기내 개화가 결정되는 시점을 조사하기 위하여 접합자배, 유식물체, 자엽마디 절편을 BA와 GA$_3$가 각각 5 $\mu$M 첨가된 MS 배지(화아유도 배지)에 배양하였다. 재료를 화아유도 배지에 다양한 기간 동안 배양하였다가 각각 생장조절제가 첨가되지 않은 기본배지로 옮기게 되면 화아유도가 결정된 재료에서만 개화가 가능하게 된다. 인삼의 기내 개화가 결정되는 데에는 10일간의 배양을 필요로 하였다. 조직학적 관찰 결과, 화아유도 배지에서 배양 10일째의 액아에 존재한 분열조직은 화아로 발달되도록 운명되었음에도 불구하고 형태적으로는 엽아의 상태로 남아있었다. 이러한 분열조직은 배양 15일 경과한 후에야 비로소 전형적인화아의 외형을 갖추었다. 이러한 결과는 식물체에서 영양생장으로부터 생식생장으로의 전환시 일어나는 생화학적 혹은 분자생물학적 연구에 이용될 수 있을 것이다.

사람 B형 간염 바이러스의 pre-S2 표면항원에 결합하는 키메라 항체 유전자(카파 및 감마사슬의 cDNA클론)를 식물체에서 발현시키기 위해 식물체 발현벡터인 pBKS-1에 XbaI 자리를 이용하여 클로닝하였다. 이들 유전자를 포함하는 대장균의 플라스미드 핵산을 추출하여 아그로박테리움에 형질전환 시켰다. 다음 담배의 조직절편과 아그로박테리움을 공동배양함으로써 담배의 형질 전환을 시도하였다. 카나마이신이 포함된 신초유기배지에서 나온 신초를 시료로 하여 Western blot을 실시함으로써 이들 유전자가 형질전환 담배에서 안정하게 발현됨을 확인하였다.

키틴 가수분해 효소와 베타-1,3-글루카네이즈는 식물체의 주요 방어효소로 여겨지고 있다. 본 논문에서는 아기장대풀의 잎조직으로부터 고정된 현탁배양주를 만들고 이어서 에틸렌과 유인제 (elicitor) 처리에 의한 키틴 가수분해 효소유도양상을 분석하였다. 키틴 가수분해 효소활성은 $^3$H으로 표지된 키토산을 기질로 한 radiochemical 분석방법이나 담배식물체의 키틴 가수분해 효소를 대상으로 얻어진 항체를 이용하여 Western 분석방법을 사용하였다. 이 결과 에틸렌과 유인제 처리 공히 48시간후에 가장 활성이 높게 나타남을 관찰하였다. 또한 씨앗, 새싹, 식물체의 잎, 뿌리 등에서의 활성을 조사하여 뿌리에서 키틴 가수분해 효소 활성이 높음을 확인하였다.

식물 세포의 신호전달 기작에 있어 calmodulin (CaM)의 역할을 조사하기 위하여 외부기원의 CaM을 식물 세포 내로 주입하였다. 이를 위하여 bovine testis로부터 CaM을 분리, 정제하여 SDS-PAGE상에서 순수함을 확인하였고, 이를 세포 내로 주입한 후 실제 주입 여부를 확인하기 위해 정제된 CaM을 미리 fluorescein isothiocyanate (FITC)로 표식하여 사용하였다. 또한, FITC-CaM complex의 농도에 따른 fluorescent intensity를 측정하여 주입된 CaM의 농도를 결정하였다. 대두 현탁 배양 세포를 saponin (0.1 mg/mL)이 포함된 배지에서 15분간 배양하여 permeabilization시키고,FITC-CaM (1mg/mL)을 30분간 처리한 후 형광현미경으로 조사했을 때 세포질에서 강한 형광이 나타났으며, 이 결과로 외부의 calmodulin이 세포 내로 주입되었음을 확인할 수 있었다. 대두 현탁 배양 세포에 3가지의 세포벽 분해 효소를 처리하여 원형질체를 분리하였고, 이 원형질체를 FITC-CaM이 들어있는 완충용액에 넣고 electroporation 하였을때 capacitance와 field strength가 증가할수록 원형질체의 생존률은 감소하였으나, 세포 내의 fluorescent intensity는 증가하였다. 이것은 외부의 calmodulin이 electroporation에 의해 대두의 원형질체 내로 도입되었음을 의미하는 것이다.