• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.34-34
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• 2023

화본과 식물인 홍띠(Imperata cylindrica 'Rubra') 식물체의 기관분화 단계별 시료를 작성하여 이들 몇가지 기관분화에 관련된 유전자의 각 단계별 기관분화체에서 유전자존재와 발현여부를 조사하였다. 또한 식물의 기관분화에 관련된 유전자 정보를 얻기 위하여 일부 유전자의 특성을 정리하였다. 조사된 기관분화 관련 유전자중 탈분화 관련 유전자로는 FIF, RAP2-4 (WIND1) 유전자 등이, shoot 분화 관련 유전자로는 WUS, 부정근 분화관련 유전자로는 OsSCR, WOX11 등, 체세포배발생 관련 유전자로는 BBM1, SERK1, LEC1B, MEA 유전자 등이다. 이들 유전자중 RAP2-4(WID1), FIE, BBM1, SERK1, OsSCR, WOX11, WUS, LEC1B 유전자 등 8종의 기관분화 관련 유전자를 대상으로 화본과 식물의 기관분화의 각 단계별 기관분화체를 작성하여 PCR을 통하여 유전자(gDNA)의 존재여부를 확인한 결과 공시 유전자 모두 홍띠의 각단계 기관분화체에서 존재하였다. 또한 상기 유전자를 사용하여 화본과 식물의 각단계별 기관분화체에 대하여 유전자 발현을 확인한 결과 각단계 기관분화체에서 모두 발현하였다. 5종류 총 15개체의 기관분화 단계별 분화체에서 캘러스 발생 유전자인 FIE는 모식물체 1번을 제외한 14개의 식물체에서 모두 관찰되었으며, 뿌리 발생 유전자인 WOX11은 15개의 모든 식물체에서 탐색되었으며, 체세포 발생 유전자인 LEC1B는 15개 식물체에서 모두 발현하였으나 비교적 약하게 발현하였다. 이상과 같이 본 연구에서는 식물 기내발생시 기관분화관련 유전자의 동향을 파악하여 식물발생학의 기초자료를 구축하고자 하였다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 추계국제학술대회
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• pp.54-54
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• 2020

지구온난화에 따라 농업부문 신재생에너지의 중요성이 증대되고 있으며, 화본과 식물은 바이오에너지작물의 중요한 소재를 제공하고 있다. 화본과 식물의 기내대량증식연구의 일환으로 홍띠식물의 기내 재생 식물체의 유전적 안정성에 대한 기초자료를 제공할 목적으로 기내배양으로 재분화시킨 홍띠(Imperata cylindrica 'Rubra') 재분화 식물체 중 녹색체 재생식물체를 대상으로 ISSR 표지를 사용하여 유전적 안정성을 조사하였다. 재분화식물체는 MS (Murashige and Skoog, 1962)배지에 생장조절제를 첨가한 배지에서 배양하였다. 생장점 부위를 적출하여 캘러스를 유도하고(0.1 mg/L 2,4-D와 2 mg/L BA), 캘러스 증식(0.1 mg/L 2,4-D와 0.05 mg/L BA), 신초 재분화( 0.01 mg/L NAA와 2 mg/L BA) 후 MS배지에서 식물체를 양성하고 순화시켰다. 배양은 26±2℃, 25 µmol/m²/s, 14h/10h (day/night) 광조건 하에서 실시하였다. 재분화식물체는 홍띠 및 녹색 재분화식물체 2 종류로 나타났는데, 이는 생장점에서는 홍띠가 분화되었음에도 불구하고 생장점 주변조직에서 유래한 녹새체가 분화된 후 우세하게 자라서 녹색재생체가 우점하는 것으로 추정된다. ISSR 분석은 대조구로 모식물체 홍띠를(8개체), 재분화식물체는 녹색체 중, 1년간 노지포장에서 재배중인 녹색체(10개체)와 실험실내 화분에서 재배중인 시료를(10개체) 사용하였다. ISSR 밴드패턴을 비교한 결과, 재분화체는 실내포트 재배식물체 10.3%, 노지1년 재배식물체 8.3%로 대조구의 4.1%보다 유전적 다형성 비율이 2배 이상 높게 나타났다. 또한 재분화식물체들의 유전적 유사도를 평가하고 군집분석을 실시하였다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.35-35
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• 2023

안정적인 유묘의 확보는 스마트작물생산을 위한 공정육묘 생산에서도 중요하며, 기내배양시 유전적 안정성이 높은 유묘의 대량증식은 유묘생산과 공정육묘생산에서 중요한 과정이다. 기내배양시 배양과 정에서 존재하는 체세포영양계변이(somaclonal variation)라는 장벽을 제거하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 화본과 식물인 홍띠(Imperata cylindrica ‘Rubra’)로부터 기관분화 단계별 재분화체를 작성하여 기관분화 시 기내재생체의 유전적 안정성을 조사하였다. ISSR 마커에 기반하여 유전적 변이성을 조사하고자 7종류 총 21개체의 기관분화 단계별 재분화체 및 재분화식물체에 대하여 분석한 결과, 유전적 다형성은 기관분화 단계별 재분화체 및 순화 재분화체에서 대조구인 모식물체(1.4％) 대비 같거나 높게 나타나서 재분화체에서 유전적 안정성이 다소 낮은 것으로 나타났다. 또한, Jaccard 계수(Jaccard coefficient)로 총 21개체들 간의 유전적 유사도 지수를 평가한 결과, 유전적 유사도 지수는 0.747~1.0 사이에 분포하며, 평균 0.868로 나타났다. ISSR 마커 밴드에 기반하여 평균연결법(Average linkage method)으로 군집 분석한 결과, 모든 개체는 유사도 지수 0.809 ~ 1.000 내에 분포하였다. 유전적 유사도 지수 0.809에서 2개 그룹으로 유집되었으며, 모식물체와 실내재배, 노지재배 재분화 녹색 식물체가 같은 그룹으로 분류되었다. 이상의 결과는 화본과 식물의 기내배양에서 기관분화 시 존재하는 체세포영양계변이에 대한 기초 정보를 제공해 준다. 이들 기관분화에 따른 기내재생체의 안정성에 대한 연구자료는 향후 기내식물의 안정적인 대량번식에 있어 유익한 배경을 제공해 줄 것이다.

• 식물조직배양학회지
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• 제28권6호
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• pp.323-328
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• 2001

이탈리안 라이그래스의 종자배양에서 캘러스 형성 및 식물체 재분화 체계를 확립하기 위하여 기본배지와 탄소원의 종류별 식물체 재분화 정도 및 배양효율의 품종 간 차이 등에 대한 실험을 수행하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 기본배지의 종류에 따른 캘러스 형성 및 식물체 재분화율은 MS 배지가 N6 배지나 B5 배지보다 높게 나타났다. 배지 내에 첨가되는 탄소원의 종류에 따른 식물체 재분화율은 sucrose가 maltose보다 효과적이었다. 이탈리안 라이그래스의 종자배양에 있어서 모식물의 genotype에 따라 식물체 재분화 능력은 큰 차이를 보였으며, 공시품종 중 'Rio' 와 'Jeanne' 의 재분화 능력이 각각 38%와 56%로 가장 높았다.

• 식물조직배양학회지
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• 제26권1호
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• pp.37-40
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• 1999

부추의 미수분 자방배양에서 식물체 분화에 영향을 미치는 요인을 밝히고자 국내에서 수집된 재래종 3종과 일본에서 도입된 2품종을 이용하여 실험을 수행한 결과는 다음과 같다. 부추의 미수분 자방배양에서 일본 도입종인 그린벨트의 식물체 분화율은 7%로 낮은데 비해 국내 수집종 3종의 식물체 분화율은 25~31%로 매우 높게 나타났고 기내에서의 종자 형성률도 일본 도입종 보다는 국내 재래종에서 높게 나타났다. B$_{5}$배지에 배양된 자방의 식물체 분화율은 10.6%인데 비해 MS배지에서의 식물체 분화율은 21.3%로 높게 나타났다. 2,4-D가 첨가되지 않은 배지에 배양된 자방은 캘러스 형성과정을 거치지 않고 직접 식물체로 발달하였고 그 효율도 28.0%로 높게 나타났다. 그리고 배지내에서 2,4-D의 농도가 높아질 수록 캘러스 형성률은 증가되었으나 식물체 분화율은 현저히 줄어들었고 종자는 전혀 형성되지 않았으며 배지내에 활성탄의 첨가효과는 인정되지 않았다. 부추의 미수분 자방배양에서 자방만을 절취하여 배양하였을 때 식물체 분화율이 5%로 낮은데 비해 수술이 부착된 자방에서는 20%의 높은 분화율을 나타내었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제36권1호
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• pp.18-22
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• 2009

돌나물 (Sedum sarmentosum)의 형질전환 및 유전자원 기내보존을 위한 효율적인 식물체 분화 체계를 확립하기 위하여, 잎절편 유래의 켈러스로부터 식물체 분화에 미치는 glutamine과 $AgNO_3$의 영향과 분화 식물체의 순화 후 생존율을 조사하였다. 캘러스 유도는 3 mg/L 2,4-D와 1 mg/L BA, 식물체 분화는 0.2 mg/L NAA와 3.0 mg/L BA를 각각 첨가한 MS배지를 사용하였다. 금산 수집종에서 glutamine 첨가는 50일째에 100%의 식물체 분화를 보였으며, 350mg/L glutamine 첨가시 켈러스당 17.6개의 가장 많은 식물체가 분화되었다. $AgNO_3$ 첨가배지에서도 금산 수집종은 100% 식물체 분화를 보였으며, $15{\mu}M$ 첨가배지에서 캘러스당 16.1개의 식물체가 분화되어 가장 양호하였다. 완주 수집종은 glutamine 첨가에 관계없이 식물체가 전혀 분화되지 않았고, $5-15{\mu}M$ $AgNO_3$ 첨가배지에서만 소수의 식물체가 분화되었다. 분화 식물체는 생장조절제를 첨가하지 않은 MS 배지로 옮겨 shoot생장과 발근을 유도한 다음, vermiculite와 perlite를 혼합한 인공토양에서 순화시킨 결과 88-100%의 생존율을 보였다. 생존 식물체들은 강모래:밭흙 (1:1, v/v)을 혼합한 토양에 정식한 후에도 양호한 생장을 보였으며, 모식물과 형태적으로 차이가 없었다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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• pp.37-37
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• 2020

홍띠(Imperata cylindrica 'Rubra') 식물자원의 생장점 부위를 기내 배양하여 기내 식물체 재분화와 재분화식물체의 유전적 안정성을 검토하였다. 기내배양은 26±2 ℃, 25 μmol/m²/s, 14h/10h (day/night) 광조건 하의 배양실에서, MS (Murashige and Skoog, 1962) 기본배지에 생장조절물질을 첨가하여 조직절편체로부터 식물체를 유도하였다. 캘러스는 MS기본배지에 0.1 mg/L의 2,4-D와 2 mg/L의 BA를 혼용처리하여 생장점 부위로부터 유도하였다. 캘러스 증식은 MS기본배지에 0.1 mg/L의 2,4-D를 첨가한 배지에서, 이들 캘러스로부터 신초 재분화는 0.01 mg/L의 NAA 및 2 mg/L의 BA를 첨가한 배지에서 유도하였다. 다경줄기 형성(multiple shooting) 후 MS배지에서 4주 동안 배양한 재분화식물체는 멸균한 상토(버미큘라이트)를 포함한 배양병에서 7주간 배양한 다음 점차적으로 배양병 뚜껑을 개방(1/10 정도 1차 개방 1주일, 3/10 정도 2차 개방 2주일)하여 직경 6 cm의 컵포트에 이식하여 활착시켰다. 재분화식물체는 붉은색이 사라지고 녹색을 나타내었으며, 일부개체에서만 잎의 일부분만 붉은색을 나타냈다. 이는 생장점 주변조직에서 유래한 재분화체가 우세함으로써 생장점보다는 생장점 주변의 조직을 구성하는 녹색층에서 주로 식물체가 재생되는 것으로 판단된다. 이에 따라 홍띠 대조구식물체 8개체, 활착한 녹색 재분화 식물체 20개체(실내 재배중인 순화체 10개체, 2020년 6개월간 포장에서 재배중인 순화체 10개체)를 대상으로 ISSR분석을 실시하여 재분화식물체의 유전적 안정성을 검토하였다. 향후 조직학적 측면에서 신초재분화의 기원에 대한 검토가 필요하다고 사료된다.

• 식물조직배양학회지
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• 제21권2호
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• pp.69-76
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• 1994

일반적으로 캘러스상태로 오랫동안 계대배양시 식물체분화능력 이 상실되거나 감소한다. 캘러스배양이나 현탁배양을 이용하여 제초제 및 각종 저항성 식물체를 선발하고저 할 때 장시간이 소요되므로 장기간 계대배양된 세포나 캘러스로 부터 식물체를 분화시키는 체계를 확립하는 것이 중요하다. 따라서 본 실험은 2년 이상 캘러스상태로 기내에서 장기간 계대배양한 수종의 Solanum과 Lycopenicon종으로 부터 캘러스 생장 및 식물체분화에 미치는 무기염류, 생장 조절물질 및 타이아민의 효과를 조사하였다. 캘러스 생장 및 식물체분화에는 MG배지가 다른 MS, Gamborg, White배지보다 더 효과적이었으며 낮은 농도의 IAA와 높은 농도의 BA가 조합처리 되었을때 높은 식물체분화율을 보였다. 타이아민이 첨가되었을때가 무처리보다 식물체분화와 생장을 증가시켰으며 타이아민의 농도가 증가함에 따라 식물체분화와 생장을 증가시켰으며 그 농도는 10 mg/L에서 30mg/L까지가 적합한 것으로 보였다.

• 식물조직배양학회지
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• 제21권2호
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• pp.65-68
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• 1994

한방에서 항암제로 사용되고 있는 약용식물들로부터 이 차대사산물을 생산하기 위한 시도로서 바위솔의 조직배양을 시도하였다. 바위솔의 부위별 조직, 즉 잎, 줄기 및 화주 조직을 이용하여 캘러스 유기를 시도하였다. 줄기조직과 화주조직에서는 캘러스가 유기되었으나 잎 조직으로부터는 캘러스가 유기되지 많았다. 따라서 캘러스 유기가 가장 왕성하게 일어나는 줄기조직으로부터 유기된 캘러스를 이용하여 식물체 재분화를 시도하였다. 캘러스 유기에는 MS배지에 4 mg/L 2,4-D와 2 mg/L BAP를 첨가하였을 때 가장 효과적이었으며, 잎 조직으로부터는 캘러스형성이 되지 않았다. 식물체 재분화에 있어서 줄기분화는 MS배지 0.5 mg/L와 BAP 2 mg/L를 첨가한 배지에서 가장 높은 분화율을 나타내었으며, 뿌리형성은 2,4-D 1 mg/L와 kinetin 1∼3 mg/L를 첨가한 배지에서만 5%의 분화율을 나타내었다. 뿌리형성에 대한 2,4-D의 적정 농도에 대한 연구 및 뿌리 발생시 생성되는 적색물질의 규명에 대한 연구가 진행되어야 할 것이다. 완전한 식물체로 재분화가 일어나는데는 약 14 주의 기간이 소요되었다.

• 식물조직배양학회지
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• 제22권3호
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• pp.143-148
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• 1995

벼의 뿌리조직을 기내배양하여 배발생캘러스의 형성과 식물체 재분화율의 품종간 차이 및 완숙배와 뿌리조직에서 유래된 캘러스의 현탁배양 기간별 부정배 형성정도와 식물체 재분화율 등에 대한 몇가지 실험을 수행하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 벼 뿌리조직으로부터 캘러스 형성 및 식물체 재분화 능력의 품종간 차이는 뚜렷하게 나타났으며, 자포니카형 품종들이 통일형 품종에 비해 캘러스의 생장량도 많고 식물체 재분화율도 높은 경향이었고, 공시품종 중 "영덕벼"의 식물체 재분화율이 13%로 가장 높았다. 뿌리 및 현미배양에서 형성된 캘러스를 고체배지에서 2 주 간격으로 7회 계대배양한 바, 계대배양 횟수가 증가됨에 따라 식물체 재분화율이 증가되었다가 5회째부터는 점차 감소하였다. 뿌리조직에서 형성된 캘러스의 현탁배양에서 모양이 둥근세포와 그들의 세포괴는 배양 24일 후에 최대치를 나타내었고 그 이후는 감소하였다. 현탁배양 기간별 뿌리조직에서 형성된 캘러스의 체세포배 형성률은 배양 90일까지는 배양기간이 길어질 수록 증가하였으나, 그 이후는 감소하였고, 식물체 재분화율도 배양기간이 길어질수록 감소하는 경향이었다.소하는 경향이었다.