Agrobacterium rhizogenes의 Ri t-DNA로 형질전환된 당근의 모상근에 Glomus sp.를 감염시킨후 arbuscular 균근균 포자를 Modified Strullu & Romand 배지상에서 12주 동안 기내증식하였다. 기내증식을 위한 접종원으로는 포자보다는 균근감염 뿌리가 더 좋았다. 당근 모상근과 arbuscular 균근균의 대치배양으로 증식된 Glomus sp.의 포자는 직경 약 $50{\mu}m$정도의 원형 또는 타원형의 포자로서 균사의 중간부위에서 형성되었다. 12주 동안 기내에서 대치 배양한 결과 plate 당 약 1,200개 정도의 arbuscular 균근균 포자를 생산하였다.
향료 및 약용 수종으로 가치 있는 좀목형 (Vitex negundo var. insica)의 기내증식 기술을 개발하고자 3년생 나무의 당년생 신초지로부터 채취한 신초의 기내 증식 및 발근에 미치는 생장조절제의 효과를 구명하였다. 다경줄기 유도는 0.5-2.0 mg/L BA가 첨가된 WPM 배지에서 효과적이었고, 가장 많은 줄기 수 (7.9개/절편)는 1.0 mg/L BA 농도에서 얻었다. 줄기 생장은 WPM 기본배지에서 1-2개의 우세 줄기로 자라는 특징이 있었고 길이는 3.4 cm 정도이었다. BA 2.0 + GA 0.5 mg/L 혼용처리는 증식과 더불어 생장을 촉진하는 효과를 보였다. 줄기 증식 시 처리된 생장조절제는 차후의 발근에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 전반적으로 BA 처리로 유도된 줄기는 차후 발근도 잘되었으나 고농도 BA 처리 (4.0 mg/L)는 발근을 억제하였다. 저농도의 TDZ 처리도 BA 처리와 유사한 경향을 보였으나 0.5 mg/L 농도로 유도된 줄기는 발근이 현저히 억제되었고 그 이상의 농도에서 유도된 줄기는 전혀 발근되지 못했다. 증식 시 BA에 IBA를 혼용처리하면 증식은 물론 차후의 발근에 가장 좋은 것으로 나타났다. 이상의 결과는 약용가치가 뛰어난 좀목형의 기내배양을 통한 효율적인 증식 가능성을 보여주었다.
15년생 자작나무의 근주 맹아지 액아를 이식절편체로하여 기내배양시켜 효과적으로 증식시킬 수 있었다. 줄기증식에는 WPM에 BAP 0.5와 1.0mg/l 첨가한 배지가 효과적이었다. 기내발근에는 GD배치를 이용하였고 0.2mg/l IBA 첨가시 100% 발근되었다. 이렇게 증식된 식물체는 토양에 이식하여 95% 이상 활착되었으며 활착후 정상적인 생장을 보였다. 이상의 결과는 자작나무 성숙목의 기내 대량 증식 가능성을 시사한다.
백미조생, 천홍, 유명 등 3가지 복숭아 품종에 있어서 기내 신초 유기에 적합한 배지는 LP 배지이며, 기내 신초 증식에 효과적인 탄소원은 20 g/L sorbitol 처리와 30 g/L sorbitol 처리였다. 배지내 500mg/L LH를 첨가함으로써 백미조생 품종의 기내 신초 증식율의 향상을 가져올 수 있었으며 신초정부를 제거하고 수평배양하는 것이 기내 신초중식에 효과적이었다.
수선화의 기내증식에 미치는 TDZ처리의 가능성을 조사하기 위하여 disk를 붙인 인편을 MS 기본배지에 NAA, BA 및 TDZ을 첨가한 배지에 배양하였다. 인편배양으로부터 자구의 형성 및 직접적인 신초형성에는 5.0 mg/L NAA와 1.0 mg/L BA가 반응이 양호했고 3 mg/L NAA와 0.02 mg/L TDZ을 혼용처리했을 때에도 비교적 양호한 반응을 보였다. 분화된 유식물의 뿌리형성에는 5.0 mg/L NAA와 0.02 mg/L TDZ이 첨가된 배지에서 가장 양호했다. 기내배양에서 얻어 진 식물체의 조직편을 이용하여 기내증식에 미치는 시토키닌의 영향을 조사했던 바 TDZ이 다른 시토키닌보다 효과가 있었고 조직은 인편을 배양했을 때가 자구형성 및 신초 분화가 가장 양호했으며 1.0 mg/L NAA와 0.5 mg/L TDZ을 첨가한 배지에서 여러 조직편으로부터 자구형성 및 신초분화가 가장 양호하여서 수선화의 기내증식 시 TDZ처리의 가능성이 있음이 인지되었다.
약용으로 널리 이용되는 산수유(Cornus officinalisis)의 기내육종을 위한 기초 연구로 액아배양을 통한 기내 대량증식 가성을 검토한 결과, 1) 액아 배양에 적합한 배지로는 MS 배지와 DKW 배지가 77%의 신초형성율을 보여 가장 양호하였고 WPM과 GD배지는 다소 저조하였다. 2) 얻어진 기내 Shoot의 증식에는 DKW가 6.8개의 신초를 형성하고 신초장이 4.5cm, 엽수도 10.8개로 가장 우수하였고 B5 > GD > MS >WPM의 순이었다. 3) Shoot 증식에 적합한 sucrose의 농도는 MS배지의 경우 3%가 좋았으며, 농도가 높아질수록 신초의 기내 생육에 제한적이었으며, 활성탄의 영향으로는 배지내 농도가 $2\;g\;/\;{\ell}$ 까지 증가할 수록 개체의 생육이 양호한 경향이었다. 4) MS배지의 경우 무기염류의 농도는 2MS에 비하여 1/4MS까지 낮아질수록 기내 생육에 적합하였다. 5) Shoot증식을 위하여 BA $0.5mg\;/\;{\ell}$에 auxin을 종류별로 혼합 첨가한 결과 2,4-D 첨가구의 경우 Callus의 생장이 가장 왕성하였으나 Shoot 증식에는 극히 제한적이었고, IAA와 IBA 처리는 Callus가 전혀 유기되지 않는 반면 multiple shoot가 형성되었으며, NAA에서는 Callus형성과 Shoot증식 이 모두 이루어졌다. 6) 신초의 기내 발근유도 시험에서는 MS매지에 NAA $0.5mg\;/\;{\ell}\;와\;BA\;0.5mg\;/\;{\ell}$를 첨가한 처리에서 신초로부터 정상근이 분화 되었으나 5% 비율로 낮았다.
복숭아 품종 백미조생, 대구보, 유명의 기내 신초 증식 및 발근에 미치는 생장조절제의 종류 및 농도의 영향을 알아보기 위하여 일련의 실험을 실시하였다. 기내 신초 대량증식에 효과적인 cytokinin은 2.0 mg/L BA처리였으며, BA와 auxin과의 혼용처리 결과 2.0mg/L BA와 1.0mg/L IAA혼용처리가 백미조생 품종의 신초 증식률에 가장 효과적이었다. 배양된 신초의 기내발근에 효과적인 auxin은 IAA였으며,그 농도는 백미조생에서는 5.0mg/L, 대구보에서는 3.0mg/L였다.
멸종위기 식물 덩굴용담의 기내증식법 개발을 위하여 기내증식에 미치는 생장조절제의 효과를 시험하였다. 6가지의 기본배지 시험에서 MS 배지가 줄기증식에 가장 적합한 것으로 나타났다. 싸이토키닌 가운데 BA 처리는 3.0 mg/L농도까지 증식에 유의적인 증식효과를 보였고, 그 이상 농도에서는 증식이 억제되었다. Kinetin과 TDZ는 BA 만큼 증식에 효과적이지 못했다. 발근에 있어 TDZ는 저농도에서도 발근을 현저히 억제하였으나, BA와 kinetin은 저농도 처리 조건에서 자발적인 발근이 이루어 졌다. 한편 지베렐릭산 ($GA_3$)의 처리는 줄기신장의 유의적인 효과가 있었다. 증식중인 줄기는 인공상토에 기외삽목하여 90% 이상 발근이 가능하고 정상적인 생장이 이루어졌다. 대부분의 식물체는 토양이식 다음해에 개화되고 과실을 맺었다.
황칠나무(Dendropanax morbifera Lev.)는 두릅나무과(Araliaceae)에 속하며 학명에서 뜻하는 바와 같이 목본 (Dendro), 전능약(Panax)이라는 의미가 있고 나무인삼이라 불리기도 하며 줄기에 상처를 내면 노란액이 나온다고 해서 황칠나무(D. morbifera)라는 이름이 붙여졌다. 두릅나무과는 우리나라에서 최고의 약재들로 손꼽히는 인삼(Panax ginseng), 가시오갈피(Eleutherococcus senticosus) 등의 약용식물을 포함하고 있어서 황칠나무는 황칠수지액 이외에 약용식물로서의 무한한 개발 가능성을 내포하고 있다. 따라서 본 실험은 황칠나무의 기내 부정근 유도 및 증식조건의 확립을 목적으로 수행되었다. 우선 황칠나무의 기내 발아체로부터 부위(잎, 줄기, 뿌리)를 달리하여 부정근을 유도한 결과, 잎은 줄기나 뿌리보다 양호한 부정근의 유도를 보였다. 또한 유도된 부정근을 이용하여 옥신의 종류에 따른 부정근 유도율을 조사한 결과 IBA와 NAA는 IAA와 2.4-D보다 높은 유도율을 보였다. IBA의 농도에 따른 유도율과 증식효율은 IBA가 1.0 mg/L 첨가되었을 때 가장 높은 유도 및 증식효율을 보였다. 최적의 액체배지조건을 확인하고자 sucrose의 농도와 염농도를 달리하여 실험한 결과 1/2MS 배지는 MS 배지보다 10%정도 높은 증식율을 보였다. 액체배양 된 황칠나무의 부정근을 각각 1/2MS 배지에 30 g/L sucrose, 3.0 mg/L IBA가 첨가된 5 L volume 생물반응기에 4주 간 배양한 대조구와 2주 후 IBA의 농도를 1.0으로 낮추어 배양한 실험구에서 2주후 IBA의 농도를 낮추어 배양한 실험구에서 대조구보다 약 2배 높은 부정근의 증식량을 보였다. 결국, 황칠나무의 종자발아체를 이용하여 부정근의 유도 및 증식조건에 필요한 기내배양조건을 확립하였고, 플라스크와 생물반응기 배양을 통해 효율적인 실험실 내 증식조건을 확립하였다. 본 실험결과는 향후 황칠나무 천연추출물을 활용한 향장품/식,의약품 소재의 대량확보 차원에서 중요한 가치를 내포하고 있다고 조심스럽게 사료된다.
황칠나무의 선발된 우량개체군의 집단재배시 우량해체간의 교잡에 의해서 형성된 종자를 증식하기 위한 기내배양체계를 확립하기 위해서 기내 발아, 증식, 발근에 적합한 식물생장조절제를 구명하기 위하여 본 실험을 실시한 결과는 다음과 같다. 황칠나무 종자의 무균발아에 적합한 배지로는 MS(Murasinge Skook)기본배지가 발아율이 높고 유식물체(plantlet)의 생장이 양호하여 알맞는 배지로 판단 된다. 기내에서 신초의 증식과 생육에 효과적인 식물생장조절제는 사이토키닌(BAP 0.1~l.0 mg/l)과 오옥신(NAA 0.5~1.0 mg/l)의 혼용처리가 효과적이었다. 또한 기내의 발근은 오옥신의 첨가에서 쉽게 유도되었으며, 그 중에서 NAA1.0 mg/l첨가에서 가장 양호하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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