[$^3$H] 5-epi-aristolochene (5-EAS)를 담배 현탁배양세포에 투여하여 elicitor에 의해 유도된 세포가 생합성하여 배지로 방출하는 [$^3$H]-capsidiol의 량을 측정함으로써 5-EAS hydroxylase의 활성을 검정하였고, 이 반응의 전 단계에 관여하는 효소인 sesquiterpene cyclase의 발현특성과 비교하였다. 5-EAS hydroxylase는 정상세포에는 전혀 활성을 보이지 않으나 elicitor로써 cellulase를 처리한 세포는 9시간 후부터 유도를 시작하여 18시간 후에 최대 활성을 보였는데 동일한 세포내에서 유도되는 cyclase와 유사한 패턴을 보였다. Cyt P450계 효소의 특이적 억제제로 알려진 ancymidol과 ketoconazole에 의해 5-EAS hydroxylase의 활성은 강한 억제를 보인 반면 cyclase의 활성은 억제를 보이지 않아 5-EAS hydroxylase가 P450계 효소임이 시사되었다.

AL1-gene은 TGMV의 복제에 매우 중요한 역할을 하고 있다. 이 AL1 gene의 발현을 억제하기 위해서는 식물체내에서 AL1 gene의 antisense RNA의 발현에 의한 억제가 효과적 방법 중에 하나로 알려져 있다. 이런 발현을 식물체내에서 실현시키기 위해 hygromycin 저항성 유전자에 antisense AL1-gene을 연결시키고, 연결된 부위를 CaMV35s-promoter와 octopine synthase gene terminator 사이에 연결시켰다. 이 유전자 발현 단위 부분을 다시 kanamycin 저항성 유전자 발현 단위 부분을 지니고 있는 형질 전환 벡터인 pBinAR에 삽입시켜 새로운 형질 전환 벡터인 pAR35-2를 개발하였다. 이 벡터를 Agrobacterium tumefaciens LBA4404에 형질전환 시킨 다음, 토마토와 담배 잎사귀 조직에 감염시켜 식물체들을 kanamycin과 hygromycin이 함유된 배지위에서 배양하여 형질전환된 식물체들을 선발하였다. 형질 전환된 식물체들로부터 antisense AL1-gene 및 antisense RNA를 각각 PCR 및 RT-PCR를 이용한 southern hybridization 방법을 이용하여 증명하였고, 토마토 식물체의 공변세포쌍 내에 있는 엽록체 숫자가 여덟 개라는 것이 확인되어 형질 전환된 토마토 식물체가 2 배수체로서 정상적인 식물체라는 것을 증명하였다. 이러한 형질 전환 식물체는 앞으로 항 바이러스성 형질을 지니는 식물체들을 개발하는 데 많은 도움을 주리라 여겨 진다. 그리고, 본 연구에서 제조된 벡터 pAR35-2는 두 개의 항생제에서 동시 선발 할 수 있도록 되어 있고 promoter가 두 개로 되어 있어 형질 전환 식물체선발 및 유전자 발현 연구에 효과적으로 이용되어 질 수 있으리 라 여겨진다.

Arabidopsis thaliana에 beet curly top virus (BCTV)를 인공접종하여 외부병징 및 조직내부구조 변화를 광학현미경으로 검경하였다. BCTV-Logan에 접종된Arbidopsis thaliana ecotype Sei-O 줄기에서 약 2주 후 이상비대현상이 관찰되었고, 약 4주 후에는 캘러스조직이 형성되었다. 감염된 각 시기별로 증상부위의 Sei-O 줄기를 횡단절단하여 관찰한 결과 다음과 같은 순서, (1) 사부조직의 이상비대, (2) 이상비대된 사부의 괴사, (3) 괴사조직의 lacuna 형성, (4) lacuna형성된 사부 주위의 피층과 표피세포 신장 및 확대, (5) 신장된 피층 및 표피세포에서의 세포분열 유도, (6) 캘러스 조직의 유도 순으로 내부구조 변화가 관찰되었다. BCTV에 감염된 Arabidopsis에서의 캘러스 형성은 바이러스의 감염결과로 유도되었으며, azure-A염색법에 의해 바이러스 inclusion body는 사부조직과 캘러스에서도 존재함이 관찰되었다. 본 연구 결과 BCTV에 감염된 Arabidopsis에서 관찰된 캘러스 형성의 원인은 감염된 숙주식물의 사부조직의 괴사에 따른 lacuna 주위 피층세포의 세포분열에 기인한 것으로 사료된다.

배 '신고'의 경정배양을 통한 급속대량증식법을 개발하기 위하여 모수의 수세와 채취시기 및 배지에 첨가되는 생장 조절제 NAA와 BA, sucrose가 경정배양의 각 단계의 생육에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 신초를 채취하는 모수의 수세와 채취시기에 있어서, 중 정도의 수세를 가진 모수로부터 6월에 채취한 경정이 배양확립단계에 가장 적합하였다. 신초생장은 BA 1.0, 2.0㎎/L의 단독처리구에서 가장 좋았으며, NAA의 첨가는 저조한 신초생장과 과도한 callus 발생을 야기하였다. 신초증식단계에서는 BA 단독처리로는 신초의 대량증식이 불가능하였으며, BA 2.0㎎/L와 NAA 0.01㎎/L의 혼합처리구에서 발근단계에 필요한 크기의 신초를 다량으로 얻을 수 있었고, 30g/L 의 sucrose 첨가가 효과적이었다. 발근단계에는 NAA 0.1㎎/L 를 첨가한 1/4MS배지에서 높은 발근율(96%), 1, 2차 근수와 근장을 나타내었으며, 이상의 과정을 통하여 정상적인 소식물체를 얻을 수 있었다.

고추 교잡계통의 약배양 후대를 재료로 하여 배상체 발생률과 주요 농업형질에 대한 다양성을 조사하였다. 교배조합간 약배양 효율이 16.4%부터 43.4%까지 분포하였고 교배조합중 약배양 호율이 높은 계통 DGSH와 교배된 DGSH$\times$C-NH 조합에서 배 발생율이 43.4%로 가장 높았다. 3개 교배조합에서 얻은 약배양 후대 275개 $A_2$계통 중 계통내 개체별 분리를 보이는 계통은 총 6계통으로 2.1%를 차지하였다. $A_2$ 계통들의 형태적 다양성을 보면 청과색은 양친이 녹색과인 것이 교배된 조합에서는 녹색과만, 그리고 녹색과와 농녹과가 교배된 조합의 후대에서는 녹색과와 농녹과 계통만 출현하였다. 엽색에서도 조합에 따라 출현 빈도는 다르지만 녹색잎과 농녹색 잎의 발현 현상은 청과색과 비슷하였지만 모친에 없는 엽색도 소수 나타났다. 과장, 과경, 1과중은 C-HC $\times$DGSH, DGSH $\times$C-NH조합에서 얻어진 $A_2$ 약배양 계통들에서 양친보다 다양한 변이양상을 보인 계통들이 많이 출현하였으나 과장, 과경, 1과중이 현저하게 큰 적조 1호가 교배된 적조 1호$\times$C-HC 조합에서 얻어진 약배양 후대 계통들은 다양성이 낮았다. 1차 분지점까지의 줄기 길이는 3개 조합 공히 양친과 비슷한 것들이 많이 출현하였고 양친보다 긴 것도 다수 출현하였다. 주경의 굵기는 양친들의 주경 굵기보다 적거나 큰 것들이 다수 출현하여 큰 다양성을 보였다. 1차 분지점까지 마디수는 C-HC$\times$DGSH 조합에서 양친과 비슷한 것이 가장 많았으나, DGSH$\times$C-NH 조합과 적조 1호$\times$C-NH 조합에서는 양친의 마디수 보다 적거나 많은 것들도 많이 출현하여 큰 다양성을 보였다.

지황(Rehmannia glutinosa)의 캘러스배양을 통한 기내 대량증식을 위하여 엽조직으로부터 캘러스 형성에 미치는 생장조절물질의 영향을 조사한 결과 MS배지에 0.5 mg/L NAA와 2.0 mg/L BA 첨가배지에서 캘러스 형성율 100%, 식물체 분화율 31%로 가장 높았으며, 2.4-D와 zeatin 첨가배지에서는 캘러스 형성율은 95% 이상 높았으나 기관분화가 전혀 이루어지지 않았다. 재분화 식물체로부터 다수의 신초 유기에 적합한 배지로는 MS배지에 0.2mg/L NAA와 0.5 mg/L BA를 첨가한 배지에서 3.4개와 2.8개로 양호하였다. 다수의 신초 증식을 위하여 1.0 g/L활성탄을 첨가한 배지에서 가장 많은 3.8개의 신초가 분화되었으나 2.0 g/L 첨가배지에서는 2.4개로 감소된 반면, 초장과 엽수는 증가하여 개체생육은 양호함을 알 수 있었다.

토마토에서 GUS 유전자를 가진 Agrobacterium을 이용하여 형질전환된 캘러스와 형질전환 되지 않은 캘러스의 peroxidase(POD)와 superoxide dismutase(SOD) 활성 차이를 조사하여 형질전환된 세포의 안전성평가의 기초자료로 삼고자 얻어진 결과는 다음과 같다. JA101 종자로부터 형성된 hypocotyl의 POD, SOD 비활성은 각각 23 unit/mg protein와 2,156 unit/mg protein로 공시품종 중 가장 높은 활성을 나타내었다. Hypocotyl 절편체로부터 유도한 캘러스 생장은 1mg/L 2,4-D의 농도에서 가장 좋았으며, 1 mg/L 2,4-D가 함유된 배지에서 유도된 캘러스에서 POD 와 SOD 비활성은 각각 47 unit/mg protein 와 95,786 unit/mg protein로 높게 나타났다. Agrobacterium과 hypocotyl 절편체와의 공동배양으로부터 형성된 캘러스중 21.6%의 형질전환된 캘러스를 얻을수 있었으며, 형질전환된 캘러스의 POD 비활성은 54 unit/mg protein로 형질전환 되지 않은 캘러스의 64 unit/mg protein보다 낮게 나타났고, SOD 비활성은 형질전환된 캘러스가 30,300 unit/mg protein로 형질전환되지 않은 캘런스의 37,077 unit/mg protein 보다 낮게 나타났다. 형질전환된 캘러스와 형질전환되지 않은 캘러스간의 isozyme pattern 차이는 인정할 수 없었다.

한란(Cymbidium kanran)의 근경에 돌연변이 물질인 EMS를 처리하여 엽록소변이 식물체를 유도하였다. 한란종자를 발아시켜서 근경을 유도할 때 종자에 40분간 초음파 처리한 것이 무처리구에 비하여 발아율이 5.5배 정도 높았다. EMS 0.2%를 포함한 근경증식용 액체배지에서 3주간 배양하였을 경우에 50-60%정도의 근경이 갈변되었다. 갈변된 근경을 근경증식용 고체배지에서 배양하였을 경우에 근경조직의 일부분으로부터 새로운 근경의 증식의 관찰되었고, 이러한 근경조직을 절단하여 1년간 계단배양하던중에 분열조직의 일부분에서 색소변이 근경이 관찰되었다. 색소변이 근경은 나선형의 줄무늬가 가장 많았고, 그 외 엷은 노란색과 흰색의 근경이 분리되었다. 나선형의 근경에서 유도된 식물체는 잎에 무늬가 전혀 없는 녹색의 식물체 또는 줄무늬가 들어 있는 식물체가 유도되었다. 그러나 엷은 노란색 근경에서 유도된 식물체는 노란색 줄무늬가 있는 식물체로, 흰색 근경으로부터 유도된 식물체는 백화된 식물체로만 분화하였다. 이상의 결과 한란근경을 이용한 색소변이식물체의 유도에 있어서 배양중인 근경에 EMS처리가 효과적인 것을 보여주었다. 이러한 방법을 다른 식물에 적용하면 색소변이 식물체를 개발할 수 있으리라 생각된다.

우리나라 야생란 중 원예적 개발가치가 인정되나 대량 증식체계가 확립되지 않아 원예종으로 보급이 미흡한 새우난초 및 해오라비난초를 중심으로 종자의 기내발아와 유묘의 생장촉진에 미치는 배지의 영향에 대해 실험한 결과는 다음과 같다. 새우난초의 발아 및 유묘 생장은 파종전 초음파를 30분간 처리한 후 MS배지에 파종하여 얻은 유묘를 H$_3$P$_4$배지에 이식하여 육묘했을 때 가장 적합하였다. 해오라비난초는 종자를 H$_3$P$_2$배지에 파종하여 형성된 구근을 H$_3$P$_1$ 배지에 이식하여 맹아시킨 후 H$_1$P$_2$배지에 옮겨 배양했을 때 우량종구의 기내생산이 가능하였다.

기내에서 발아시킨 애기장대(Arabidopsis thaliana)의 잎과 줄기 절편체로부터 캘러스 유도는, 잎절편체의 경우 2mg/L 2,4-D가 첨가된 MS 고체배지에서 유도되었고, 줄기절편체의 경우는 0.5mg/L 2,4-D와 0.1mg/L BAP가 첨가된 CP 고체배지에서 배양 4주 후 다량의 캘러스가 유도되었다. 유도된 캘러스를 잘게 자르고 0.5mg/L 2,4-D와 0.1mg/L BAP가 첨가된 CP 액체배지에서 7일 간격으로 암조건에서 4개월간 배양하였을 때 균일한 shoot-forming(SF)캘러스를 얻을 수 있었다. 액체배지에서 유도된 SF 세포괴는 0.05 mg/L IAA, 7.0mg/L 2-iP, 30g/L sucrose가 첨가된 MS 재분화배지에서 광조건으로 배양하였을 때 캘러스를 거쳐 녹화되기 시작하였으며 배양 4주 후부터는 전체적으로 녹화된 SF캘러스로부터 shoot가 형성되어 식물체 재분화가 가능하였다. 또한 재분화 배지에 옮겼을 때 IAA와 2-iP가 첨가된 배지에서 50% 이상의 shoot 형성률(SF 캘러스당 한 개 이상의 shoot가 형성된 캘러스의 백분율)을 보였다. 절단된 shoot는 호르몬이 첨가되지 않은 배지에서 4주 후 뿌리를 형성하였으며, 재분화된 식물체는 기내에서 6주 후부터 화뢰가 형성되고 꽃이 피기 시작하였다.

Superoxide dismutase (SOD)를 많이 생산하는 신기능성 오이(Cucumis sativus L.) 과실을 개발하기 위하여, 발아 7일째의 자엽절편에 완두콩(Pisum sativum) 유래 MnSOD 유전자를 Agrobacterium tumefeciens LBA4404의 매개로 형질 전환시켰다. 1mg/L zeatin, 0.1mg/L IAA, 300mg/L claforan, 100mg/L kanamycin이 포함된 선발배지에서 부정아를 유도한 후, 1주일 간격으로 계대배양하면서 kanamycin 저항성 형질전환체를 선발하였다. 선발배지 배양 6주 후 kanamycin 저항성을 가진 부정아만을 절단하여 0.2mg/L NAA가 함유된 발근배지에 옮겨 뿌리를 유도한 후, 화분에서 순화시켰다. 소식물체의 잎에서 DNA를 분리하여 PCR 로 분석한 결과, 3개의 식물체에서 선발마커유전자인 NPTII 유전자가 존재함을 확인하여 SOD 유전자가 오이에 도입됨을 확인할 수 있었다. 이중 한 개체의 과실에서 SOD 함량이 무처리개체에 비해 약 3.2배 높았으며 native gel 전기영동에서 도입한 SOD isoenzyme 밴드가 강하게 검출되었다.

한국에서 자생한 자연산 tumor 조직과 근권토양으로부터 형질전환율이 높은 hypervirulent Agrobacterium spp를 분리하기 위해서 Salix, Diospyros, Populus 및 Malus에서 형성된 tumor 조직과 근권토양을 채취하괴 Schroth 선택배지와 New and Kerr 배지를 이용하여 78 균주의 colony를 특성에 따라 분리하였다. 이중에서 48 균주가 당근 disc에서 tumor를 형성하였으며 tumor를 형성한 균주중 형성시기가 빠르며 크기가 커 hypervirulent 균주로 생각되는 A. tumefaciens SP101을 biotype 1, 그리고 A. tumefaciens SM042를 biotype 2로 동정하였다. 토양중에서 선발한 A. tumefaciens SM042와 disarmed A. tumefaciens PC2760에 kanamycin 저항성 유전자를 함유하고 있는 binary vector pGA643을 도입하여 conjugant인 A. tumefaciens SM643과 A. tumefaciens PC643을 kanamycin과 tetracycline이 함유된 최소배지에서 획득하였다. 연초의 형질전환을 위해서 conjugant Agrobacterium과 연초조직을 동시배양 후 2,4-D와 kanamycin이 함유된 선발배지에 치상하여 형질전환을 유도한 결과 A. tumefaciens SM643이 A. tumefaciens PC643보다 더 많은 캘러스가 형성되었다. 그러나 A. tumefaciens PC643을 사용한 형질전환 캘러스는 대부분 friable한 캘러스로 유도되었으며 정상적으로 식물체로 생장하였으나 A. tumefaciens SM643을 사용한 캘러스는 매우 딱딱하며 둥그런 형태의 캘러스와 friable한 캘러스가 혼재한 상태로 생장하였으며, 이중에서 friable한 캘러스는 정상적인 shoot가 형성되었으나 딱딱한 캘러스로 유도된 형질전환체는 식물체로 형성되지 않고 반구형 미색의 전형적인 tumor 캘러스로 생장하였다. 한편 형질전환시 캘러스를 유도하지 않고 직접 shoot를 형성시킨 결과 disarmed Ti-plasmid를 사용하지 않고 wild-type Ti-plasmid를 사용해도 정상적인 형질전환체를 획득할 수 있었다.