당귀(Angelica gigas Nakai)의 잎절편유래 체세포배의 비정상자엽구조에 관한 2,4-D와 BA의 영향에 대하여 또한 체세포배의 자엽수와 발아와의 관계에 대하여 기술하였다. 배발생능 캘러스는 0.5 및 1 mg/L 2,4-D와 1mg/L 2,4-D+0.1mg/L BA, 1mg/L 2,4-D+0.5mg/L BA가 첨가된 MS 기본배지에 치상한 외식편에 형성된 캘러스로부터 선발하였다. 1mg/L 2,4-D첨가 MS고형 기본배지에서 8 주간 배양후 2,4-D가 제거된 배지에서 3주간 배양하여 체세포배 발생과 비정상적인 체세포배의 자엽발생을 관찰하였다. 이상자엽의 빈도는 정상인 2개의 자엽을 갖는 체세포배는 42.5%인데 반하여 1개의 자엽에서 22.8%, 3개의 자엽을 갖는 체세포배에서는 16.8%, 4개의 자엽에서는 7.8%, 5개의 자엽배에서는 1.8%와 주발형 자엽배는 8.2%이었다. 또한 ABA를 처리하면 2개의 자엽을 갖는 체세포배는 65.3%로 향상되었다. ABA 는 정상적인 체세포배의 높은 생산에 중요하였다. 2개의 정상적인 자엽을 갖는 체세포배의 발아율은 77.8%이었으나 비정상적인 자엽을 갖는 체세포배의 발아율은 대단히 낮아서 1개, 3개, 4개, 5개 및 주발형의 자엽배을 갖는 체세포배에서는 62.5%, 43.3%, 60%, 50%및 0%이었다.

Streptanthus 조직 배양 세포를 사용하여 사부를 순수분리 시키고, 분리된 사부에서 사부 하적에 대한 기작을 규명하기 위해 다음 연구를 하였다. 유조직 세포는 0.2% macerase 와 0.03% cellulase의 가수분해 효소로 처리하여 원형질체를 얻었고, 분화된 세포에서는 0.03% cellulase + 0.02% pectinase + 0.2% macerase + 0.025% rohamet PC로 가수분해시켜서 순수한 사부 세포와 사부 원형질체와 반세포의 원형질체를 분리하였다. 분리된 유조직 세포와 반세포의 원형질체에서는 단당류인 포도당을 수송시키나, 설탕은 수송시키지 못했다. 반면 분리된 사부 세포는 설탕을 능동수송 시키나 포도당은 수송시키지 못했다. 이는 설탕의 사부 하적은 반세포 없이도 가능하며, 반세포는 설탕 운반체가 없어서 설탕을 직접 수송할 수 있는 능력이 없다는 것을 보여주는 것이다. 그리고 사부 세포에서 설탕의 수송은 에너지대사에 의존하는 능동수송으로 나타났다.

Electroporation을 이용한 형질전환 연구에서 원형질체 대신 체세포 배발생 세포를 이용하여도 DNA가 도입될 수 있음을 이미 보고한 바 있다. 본 연구는 배발생 세포 내로 DNA를 도입하기 위한 electroporation의 최적 조건, 즉 전압과 capacitance 수준, promoter 종류, DNA 농도, 저온처리효과 등을 구명하며, 처리에 따른 DNA의 전입 현상을 이해하고 전기충격후의 생장과 분화 정도를 조사하고자 수행되었다. 들잔디 미숙배를 2,4-D가 2 mg/L 함유된 MS배지에서 배양하여 배발생 캘러스를 유도하였고, 동일 조성의 액체배지에 진탕배양하여 조직 electroporation에 적합한 현탁배양 세포괴를 증식할 수 있었다. 100-400 V의 전압과 10-1980 $\mu\textrm{F}$의 capacitance 수준에서 세포괴를 35S-gusA 조성을 갖는 운반체 DNA와 함께 electroporation 하였을 때, 전반적으로 DNA가 도입되었음을 표지유전자 gusA의 transient 발현을 통하여 확인하였으며, 200-300 V 전압과 330-800 $\mu\textrm{F}$ capacitance 수준이 보다 효과적인 경향을 보였다. 처리시 온도는 큰 영향을 미치지 않았으며, 6 $\mu\textrm{g}$/mL 이상의 DNA 농도에서는 GUS 발현이 양호하였다. 배발생 캘러스 세포주들은 모두 DNA가 도입 되었으나 비 배발생 캘러스 세포주는 11개중 하나에서만 도입이 확인되었다. Electroporation시 전기충격후 20, 40시간 후에 DNA를 첨가하여도 gusA가 발현됨에 따라 전기충격이 세포막의 침투성을 장시간 변화시킴으로써 DNA가 전이될 수 있는 것임을 확인할 수 있었다. GusA의 promoter로 CaMV 35S외에 Actl과 Ubil의 활성을 비교한 바, 35S에 비해 각각 7배, 5배의 활성을 나타내었다. Electroporation 처리후 세포괴의 배양실험에서 100-400 V의 전압과 10-l980 $\mu\textrm{F}$ capacitance의 전 처리 범위에서 캘러스의 지속적인 생장과 함께 식물체 재분화가 일어났다.

미치광이풀(Socopolia parviflora Nakai) 모상근 배양에서 모상근 생장과 tropane alkaloid 생산에 대한 sucrose농도와 일부 흡착제의 효과를 조사하였다. 모상근 클론 SP 11은 5% sucrose 농도를 함유한 1/2 B5 배지에서 최적인 생장과 tropane alkaloid 생산을 보였다. 모상근에서 tropane alkaloids 생성양상은 모식물에서와 약간의 차이를 보였고 그 중 식물체에서 검출되지 않는 littorine의 생성이 모상근에서 두드러졌다. 조사된 흡착제(0.01% 1%) 중에서, charcoal 0.01%와 XAD-II l%에서 약간의 생장촉진효과를 보인 것을 제외하고는 그 외 농도나 흡착제(amberlita chitosan)에서는 억제효과 또는 유의적인 변화를 보이지 않았다. 반면에 hydroxyapatite는 미치광이풀 모상근의 생장과 tropane alkaloid 생산에 있어 촉진효과가 있음이 확인되었다.

아마릴리스 'Picottee', 'White Christmas', 'Eldorado', 'Origin', Red Lion', 'Telstar', 'Crypsy'의 교잡배를 여러 농도의 2,4-D, NAA, BA, TDZ가 첨가된 MS배지에 배양한 결과, 0.5～3.0 ㎎/L 2,4-D에 비하여 0.5～3.0 ㎎/L NAA 처리구에서 줄기와 자구 분화가 양호하였다. 0.5㎎/L NAA 처리는 배양체로부터 높은 자구 형성율을 나타냈고, 줄기 분화율은 NAA 1.0㎎/L과 TDZ 2.0㎎/L 혼용처리구에서는 가장 높았다. 배지에 1.0～2.0㎎/L TDZ 첨가는 치상체당 더 많은 줄기를 분화시켰으나 1.0～2.0㎎/L BA 처리보다 뿌리의 발달은 억제되었다. 'Star Van Holland'의 인편을 배양했을 때 자구 형성은 0.5㎎/L NAA가 첨가된 배지에서 가장 효과적이었다.

온실에서 생육하고 있는 Guzmaniz cv. Cherry의 신초를 채취하여 기내에서 대량번식하였다. 온실에서 생장한 신초는 초대배양에서 약 80% 정도로 오염율이 매우 높았다. Cytokinin이 단용으로 첨가된 배지에서 재생된 신초의 증식은 BA 2.0mg/L 첨가배지가 신초수 6.6개로 가장 좋았으며, kinetin 0.5mg/L 첨가배지와 BA 0.5~1.0 mg/L 첨가배지도 증식이 양호하였다. 신초증식에 양호한 cytokinin 과 농도를 선택하여 IAA와 혼용첨가한 배지에서는 kinetin보다 BA를 첨가한 배지가 전반적으로 신초증식이 높았으며, BA 2.0mg/L 단용첨가보다 BA 2.0mg/L 와 IAA 0.1~0.5mg/L를 혼용첨가하였을 때, 신초의 증식이 증가하였다. BA 2.0mg/L와 IAA 0.1mg/L 를 첨가한 배지에서 8.7개의 가장 높은 신초증식율을 나타냈었고, BA 2.0mg/L 와 IAA 0.5~1.0mg/L를 첨가한 배지도 신초증식이 매우 높았다. BA 0.5 mg/L와 IAA 0.1mg/L를 첨가한 배지에서, 80rpm으로 액체회전배양하는 것이 신초수가 12.4개로 액체정체배양이나 고체배양보다 증식율이 월등히 높았다. 신초의 발근은 IBA 2.0 mg/L첨가한 배지가 발근율 100%, 뿌리수 4.14개, 뿌리길이 1.53 cm로 발근이 가장 좋았다.

꽃양배추 '은배' 종자를 무균 파종한 후 6일째된 하배축 조직을 BA 1㎎/L, sucrose 30㎎/L한천 8 g/L가 첨가된 MS 재분화배지에 1일간 전처리한 다음, PI promoter-GUS 융합 유전자가 도입된 Agrobacterium tumefaciens LBA 4404와 2일간 동일조성의 MS 액체배지에서 공동배양하여 carbenicillin 500 ㎎/L와 kanamycin 20 ㎎/L가 첨가된 MS 재분화배지로 옮겨 주었을 때 가장 많은 형질전환체를 얻을 수 있었다. PCR 분석결과, PI promoter-GUS 융합 유전자가 형질전환체의 게놈상에 삽입되어 있음을 확인하였다. Southern 분석결과, ECL-labelling된 PI promoter-GUS 융합 유전자 probe의 coding sequence와 동일한 것으로 판단되는 약 366bp 위치에서 밴드를 확인할 수 있었다. 그러나 형질 전환되지 않은 식물체에서는 이들 밴드를 확인할 수 없었다. 조직내 GUS 유전자의 활성은 잎부위에서부터 시작하여 엽병과 줄기의 관다발을 중심으로 나타났으며 상처의 정도가 심할수록 높은 편이었고 그 범위도 넓었다.

꽃양배추의 하배축 조직을 proteinase inhibitor II 유전자가 도입된 Agrobacterium tumefaciens LBA 4404와 2일간 pH 5.5로 조절된 MS 액체배지에서 공동배양후 carbenicillin 500mg/L kanamycin 20mg/L와 BA 1mg/L가 함유된 MS 재분화배지에 옮겼다. 이들 조직을 매 2주마다 계대배양하였으며 약 4주후에 kanamycin 저항성 개체를 얻었다. 형질전환된 것으로 추정되는 식물체는 kanamycin 30mg/L가 함유된 선발배지에서 생존하였다. PCR 분석결과, PI-II 유전자가 형질전환체의 게놈상에 삽입되어 있음을 확인하였다. 형질전환체의 Southern blot 분석을 통하여 ECL-labelling된 PI-II 유전자와 동일한 것으로 판단되는 약 500bp 위치에서 밴드를 확인할 수 있었다.

강활(Ostericum koreanum Kitagawa)의 잎절편배양으로부터 체세포배 형성을 통한 식물체 재생, 체세포배의 이상자엽에 관한 NAA와 싸이토카이닌(kinetin, BA)의 영향 및 체세포배의 자엽수와 발아와의 관계을 밝히기 위하여 본 연구를 시도하였다. 배발생능캘러스는 여러 가지 농도의(0, 0.1, 0.5, 1, 2mg/L) NAA와 싸이토카이닌(kinetin, BA)이 첨가된 MS배지에서 배양된 캘러스는 희고 물기가 많고 부드러웠으며 배양중에 갈변하면서 연노랑색의 배발생능 캘러스로 되었으며 이로부터로 체세포배가 형성되었다. 1mg/L NAA+0.1mg/L BA가 첨가된 MS 배지상에서 계대배양 없이 60일간 배양하여 고빈도 체세포배를 얻을 수 있었다. 성숙한 체세포배는 계대배양없이 동일 배지상에서 2주후 발아하여 소식물체로 되었다. 성숙한 체세포배는 2개 자엽을 갖는 정상적인 자엽배가 39.8%이었고, 주발모양, 1개, 3개 및 4개자엽배 등은 3.1% 33.6%, 15.3% 및 8.2%이었다. 정상적인 2개 자엽 체세포배의 발아율은 97.4% 이었고 주방모양의 자엽을 갖는 체세포배를 제외하고(33.3%) 비정상 자엽배에서도 정상자엽체세포배의 발아율과 거의 비슷하였다.

본 실험은 질소원처리가 식물의 생육 및 질소대사에 미치는 영향을 규명하고자 조직배양을 실시하였으며 공시재료로는 담배 'NC 2326'와 대두 '단엽콩'을 사용하였다. 배지내 질소원의 종류와 그 비율을 달리했을 때 callus의 생육, 전 질소, 단백질 함량 그리고 nitrate reductase와 glutamine synthase의 활성 변화를 조사하였다. 단엽콩의 조직배양시 callus증식은 2:1처리구와 암모늄태 질소만 공급한 배지에서 높았던 반면 질산태만 공급한 경우 쉐는 callus증식이 저조하였다. 한편 담배는 질산태와 암모늄태 질소를 2:1로 혼용한 구가 callus증식이 좋았고, 암모늄태 질소단용구에서 저조하였으며, 질산태 질소단용구의 callus생육이 양호하였다. Callus내 전질소함량은 담배의 경우 배지내 질산태 질소가 많을수록 증가되어 질산태 질소단용구에서 가장 많았으며 암모늄태 질소단용구에서 가장 적었다. 한편 단엽콩은 이와 반대의 경향으로 암모늄태 질소단용구에서 가장 많았으며 질산태 질소단용구에서 가장 적었다. Callus의 nitrate reductase의 활성을 보면 담배는 질산태 질소단용구에서 활성이 높았으며 암모늄태 질소단용구에서 활성이 낮은 반면 단엽콩은 2:1 처리구에서 활성이 높았고 생육이 부진했던 질산태 질소단용구에서 현저하게 낮았다. Glutamine synthetase의 활성은 단엽콩, 담배 모두 질산태 질소단용구에서 활성이 높았으며 암모늄태 질소단용구에서 활성이 낮았다.

정단 및 마디조직을 이용한 지황의 기내증식방안을 마련하기 위하여 일련의 시험을 실시하였다. 재생된 신초의 정단을 재배양하였을 경우 BA 5.0 mg/L에서 7.8개의 신초가 형성되었으며 투명화된 묘의 발생은 Gelrite 보다는 Bacto-agar 첨가구에서 감소하였다. 광도와 한천의 농도가 증가할수록 신초형성수 및 생장은 억제되었고 생체중 : 건물중의 비율도 감소하였다. 광도가 2000 lx일 때는 Bacto-agar 0.6-1.2%, 3,000 lx에서는 한천 0.4-0.6%에서 건전한 신초를 10개 이상 생산할 수 있었다. 활성탄소 0.1-0.3%첨가는 신초의 생장촉진과 뿌리형성에 촉진적으로 작용하였으며 투명화 발생률도 감소시켰으나 신초형성수는 현저히 감소시켰다. MS배지내 첨가되는 다량원소의 농도를 0.8-1.0배 하였을때 신초형성수 및 생장이 촉진되었다. 기관형성에 미치는 오옥신의 종류 및 농도별 효과를 조사한 결과 NAA나 IBA 보다는 IAA 0.3mg/L 와 BA 5.0mg/L를 혼합처리 하였을 때 증식률이 16배에 달하였다.

당근(Daucus carota L cv. Hongshim)의 체세포배를 MS 기본배지에서 4주간 현탁배양하여 얻어진 유식물들은 자엽수에 따라 유형별로 구별되었고, paraffin method에 의한 영구표본을 제작하여 유관속 구조를 관찰하였다. 자엽의 엽육은 책상조직과 해면조직으로 뚜렷한 분화가 되어 있지 않았다. 모든 유형의 자엽에서 유관속은 독립된 병립유관속으로 배열되어 있지 않고, 서로 연결되어 있거나 부분적으로 연결되어 있다. 자엽기부는 대부분의 유형에서 짧은 원통상 구조를 보인다. 자엽기부와 자엽절에서 유관속의 배열은 주발형자엽 및 1자엽배에서는 환상으로 연결되므로서 외사관상중심주의 형태를 보이는 경우가 많고, 5자엽배에서도 가끔 관찰되었다. 2자엽, 3자엽 및 4자엽배의 자엽기부와 자엽절에서는 주로 독립적으로 배열된 진정중심주가 관찰되었다. 배축에서 유관속의 배열은 주발형자엽, 1자엽 및 5자엽배에서는 4-6원형 목부가, 2자엽배에서는 4원형 목부가 많고, 3자엽배에서는 3원형 목부가 많았다. 자엽절-배축에는 대부분의 경우에 피층유관속이 산재하며, 드물게 이중유관속도 나타난다. 2자엽배에서는 대부분이 2원형 목부이며, 3자엽배에서는 3원형 목부가 절반정도 관찰되며, 나머지에서도 주로 2원형 목부이지만 드물게 4원형 목부도 관찰되었다.