During the 100 years since the initial discovery of meiotic phenomenon many brilliant aspects have been elucidated, but further researches based on light microscopy alone as an experimental tool have been found to have some limits and shortcomings. By the use of electron microscopy and armed with the advanced knowledges on modern genetics and biochemistry it has been possible to applu molecular technology in gaining information on the detailed aspects of meiosis. As synapsis takes place, a three-layered proteinous structure called the synatonemal complex starts to form in the space between the homologous chromosomes. To be more precise, it begins to form along the paired chromosomes early in the prophase I of meiotic division. The mechanism that leads to precise point-by-point pairing between homologous chromocomes division. The mechamism that leads to precise point-by-point pairing between homologous chromosomes remains to be ascertained. Several items of information, however, suggest that chromsome alignment leading to synapsis may be mediated somehow by the nuclear membrane. Pachytene bivalents in eukaryotes are firmly attached to the inner niclear membrane at both termini. This attached begins with unpaired leptotene chromosomes that already have developed a lateral element. Once attached, the loptotene chromosomes begin to synapse. A number of different models have been proposed to account for genetic recombination via exchange between DNA strands following their breakage and subsequent reunion in new arrangement. One of the models accounting for molecular recombination leading to chromatid exchange and chiasma formation was first proposed in 1964 by Holliday, and 30 years later still a modified version of his model is favored. Nicks are made by endomuclease at corresponding sites on one strant of each DNA duplex in nonsister chromatid of a bivalent during prophase 1 of meiosis. The nicked strands loop-out and two strands reassociate into an exchanged arrangement, which is sealed by ligase. The remaining intact strand of each duplex is nicked at a site opposite the cross-over, and the exposed ends are digested by exonuclease action. Considerable progress has been made in recent years in the effort to define the molecular and organization features of the centromere region in the yeast chromosome. Centromere core region of the DNA duplex is flanked by 15 densely packed nucleosomes on ons side and by 3 packed nucleosomes on the other side, that is, 2000 bp on one side and 400 400 bp in the other side. All the telomeres of a given species share a common DNA sequence. Two ends of each chromosome are virtually identical. At the end of each chromosome there exist two kinds of DNA sequence" simple telpmeric sequences and telpmere-associated sequencies. Various studies of telomere replication, function, and behabior are now in progress, all greatly aided by molecular methods. During nuclear division in mitosis as well as in meiosis, the nucleili disappear by the time of metaphase and reappear during nuclear reorganizations in telophase. When telophase begins, small nucleoli form at the NOR of each nucleolar-organizing chromosome, enlarge, and fuse to form one or more large nucleoli. Nucleolus is a special structure attached top a specific nucleolar-organizing region located at a specific site of a particular chromosome. The nucleolus is a vertical factory for the synthesis of rRNAs and the assenbly of ribosome subunit precursors.sors.

감자 plastid 형질전찬을 위한 새로운 DNA 절편을 확보하고자, 감자의 trnK-matK 유전자를 PCR 방법으로 클로닝하고 특성을 조사하였다. 염기서열 분석을 통하여 trnK-matK 유전자에는 두 종류의 polymerase 인지부위[Prokaryotic site(plastid encoded polymerase)와 eukaryotic site (nuclear-encoded polymerase)]가 족재함을 알 수 있었다. 이 사실은 trnK-matK 유전자의 발현이 광합성조직과 비광합성조직에서 서로 다른 polymerase에 의하여 조절됨을 시사하였다. 한편 MatK의 아미노산서열을 분석한 결과 식물에 따라 아미노산 identity가 39-75%로 다양하였으나, 감자와 담배는 98%의 아주 높은 identity를 보였다. Northern분석을 통하여 포장과 기내에서 생육된 감자 식물체 모두에서, trnK-matK 의 전사 수준이 잎에서 높고 괴경에서는 낮음을 알 수 있었다. 한편 잎에서의 16s rDNA의 전사수준은 괴경에 비해 약 50배 높았다. 이것으로 미루어보아 괴경에서 수준이 낮을 것은, 괴경에서는 plastid genome copy 수가 적거나 plastid 수가 적기 때문으로 추정된다. 이상의 결과로서 엽록체와 amyloplst 모두에서 trunK-matK 유전자가 활발하게 발현되고 있음을 알 수 있었다. Plastid genomic DNA의 Southern 분석을 통하여 trnK는 1 copy로 존재하고, matK는 trnK intron을 포함하고 있음을 확인하였다. 따라서 감자 plastid형질전환의 새로운homologous recombination 부위로 trnK-matK유전자를 이용할 수 있을 것이다.

인삼(Panax ginseng C. A. Meyer) 캘러스로부터 분리한 원형질체를 배양하면서 배양시간에 따른 원형질체의 미세구조 변화와 원형질막 표면을 전자현미경으로 조사하였다. 3일 동안 배양된 원형질체에서는 조면소포체, 리보좀, 골기체, 미토콘드리아, 전색소체 등의 세포기관들의 수가 증가하였고 미소관도 관찰되었다. 골기체 주변에는 많은 골기소낭들이 형성되어 세포질 전반에 존재하였고, 이들 소낭들은 원형질막 바깥으로 돌출되어 돌기를 형성하기도 하였다. 소포체에서 유래된 액포속에는 액포의 함입에 의하여 골기소낭들이 들어 있는데, 이들 액포들은 융합에 의한 exocytosis로 원형질막 근처로 이동하여 원형질막과 융합한 다음, 세포벽 물질을 원형질막 바깥으로 방출하여 원형질막에 침적하였다. 전색소체는 많은 전분립을 함유하고 있었고, 미소관들은 원형질막 근처에서 막과 평형으로 배열하고 있었다. 배양된 원형질체의 표면에는 섬유소로 구성되어 있는 원섬유들이 서로 연결되어 있는 것이 관찰되었다.

오이의 국내 F1 품종인 조생낙합의 하배축 유래 배발생 현탁배양 세포의 초저온 보존 시스템을 개발하였다. 액체질소 저장 후 캘러스 재생률은 2M DMNSO와 0.4 M sucrose를 혼용 처리하였을 때 캘러스 재생률이 85%로 가장 높았다. 그러나 glycerol 처리구에서는 처리농도에 상관없이 모든 처리구에서 캘러스 재생이 이루어지지 않았다. 또한 고농도의 삼투용액에서 배양세포의 전처리 과정은 필요하지 않았다. 재생된 캘러스를 1 mg/L 2,4-D가 첨가된 MS 배지로 이식하여 배양하였을 때 다수의 체세포배가 발달하였으며, 체세포배를 MS 기본배지로 옮겨 명배양한 결과 다수의 소식물체가 발달하였다.

자리공 엽절편에 Agrobacterium tumefaciens $A_4$T을 접종하여 암상태에서 초기 접종량의 139배로 분지능이 높고 성장률이 우수한 모상근 세포주인 PEH2를 선발하였다. 선발된 모상근으로부터 생리활성 물질인 Phytolaccoside G 및 D2를 IR, Mass, NMR등으로 동정하였다. 모상근 PEH2의 성장은 SH배지에서 가장 양호하였으며, 암상태 보다 광상태에서 배양하였을 때 40% 성장이 억제되었으며, betalain의 생성은 white 배지에서 가장 양호하였다. 배지별 Phytolaccoside G와 D2의 생성은 MS배지에서 암상태로 배양하였을 때 가장 양호하였으며, SH 및 . White 배지에서는 암상태보다 광상태에서 높은 생성을 나타내어 phytolaccoside G와 D2의 생성은 광에너지에 의하여 조절됨을 확인하였다. 자리공 모상근에서 betalain 및 phytolaccoside G와 D2의 생산성을 향상시키기 위한 방안으로 처리한 elicitor 을 처리하였던 바, 모상근의 성장은 억제되었으나, chitosan 및, yeast extract에 의하여 betalain 및 Phytolaccoside G와 D2의 생성이 촉진되어 적절한 elicitor와 광의 조합처리는 자리공 모상근으로부터 betalain 및 Phytolaccoside G와 D2의 생산성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

Ethylene이 옥화란 rhizome의 증식과 유식물체의 분화에 미치는 영향을 조사하였다. Ethylene 발생량은 rhizome 치상 8일째 가장 많았고 배양기간 동안의 총 ethylene 발생량은 rhizome이 증식될 때보다 유식물체가 분화될 때 많았다. 배양 rhizome에 ethephon을 처리한 결과 ethephon은 rhizome의 증식과 유식물체의 길이생장은 억제하였으나 유식물체의 분화에는 효과적이었다. Aminoethoxyvinylglycine(AVG) 1mg/L 처리에서는 rhizome의 증식과 유식물체의 분화에는 효과적이었으나 10mg/L에서는 rhizome의 증식이 억제되었고 유식물체의 길이생장은 촉진되었다. $\textrm{AgNO}_{3}$처리는 rhizome의 증식과 유식물체의 분화를 억제하였다.

한국산 수박 녹반 모자이크 바이러스(CGMMV-WK)를 TR-PCR 기술에 의해서 간편하고 확실한 진단방법을 구명하고 아울러 CGMMV의 외피단백질 유전자를 클로닝 하였다. 바이러스의 추출은 Lee등 (1996)의 간이 조즙액추출법을 변형하여 정제된 핵산 추출액을 사용하여도 RT-PCR이 양호하였으며, 20 pmol의 primer, reverse transcriptase (30 unit), Rnasin (5unit)이 첨가된 PCR 반응액에서 one step reaction으로 RT-PCR이 가능하였다. CGMMV의 진단을 위한 RT-PCR 조건으로 42$^{\circ}C$에서 45분간 cDNA를 합성하고 있어서 95$^{\circ}C$ 에서 2분간 per-denaturation하고 96$^{\circ}C$ 에서 30초, 6$0^{\circ}C$ 에서 30초 그리고 72$^{\circ}C$에서 1분간으로 36 cycle을 반응을 수행함으로서 간편하고 확실하게 CGMMV를 진단할 수 있었다. 또한 추출된 CGMMV의 외피단백질의 염기서열분석 한 결과 CGMMV-W와는 98.77%, CGMMV-SH와는 99.38%의 상동성을 가지고 있었으며 아미노산 서열은 모두 100%의 상동성을 가지고 있었다.

인삼의 뿌리절편, 줄기, 엽병에 Agrobacterium을 접종하여 고생장 모상근을 선발하고자 수행하였다. 인삼 뿌리 절편에서 A. rhizogenes R1000과 A. rhizogenes $A_4$에 의하여 모상근이 유도되었으며, 인삼의 줄기 및 엽병에서도 모상근이 유도되었다. 유도된 모상근은 rolC및 virC DNA절편의 확인으로 형질전환체임을 확인하였으며, 균이 제거된 모상근을 선발하였다. 선발된 모상근 300 세포주중 성장과 형태적 특징이 뚜렷한 11 모상근을 선발하였다. 이들 모상근은 주근이 비후된 것, 주근이 가는 것, 측근의 돌기가 많은 것, 측근의 생장이 높은 것 등의 특징을 나타내었다. 이들 11 모상근중 주근이 가늘고 측근의 생장이 왕성한 형태가 모상근의 생장이 좋았으며, 주근이 비후되고 측근의 돌기가 많은 형태는 생장이 낮았다. 본 연구에서 인삼 뿌리절편으로부터 고생장 모상근인 KGHR-1, KGHR-5, KGHR-8을 선발하였다.