• Plant Biotechnology Reports
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• 제4권2호
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• pp.109-116
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• 2010

Morinda citrifolia adventitious roots were cultured in shake flasks using Murashige and Skoog medium with different types and concentrations of auxin and cytokinin. Root (fresh weight and dry weight) accumulation was enhanced at 5 $mg\;l^{-1}$ indole butyric acid (IBA) and at 7 and 9 $mg\;l^{-1}$ naphthalene acetic acid (NAA). On the other hand, 9 $mg\;l^{-1}$ NAA decreased the anthraquinone, phenolic and flavonoid contents more severely than 9 $mg\;l^{-1}$ IBA. When adventitious roots were treated with kinetin (0.1, 0.3 and 0.5 $mg\;l^{-1}$) and thidiazuron (TDZ; 0.1, 0.3 and 0.5 $mg\;l^{-1}$) in combination with 5 $mg\;l^{-1}$ IBA, fresh weight and dry weight decreased but secondary metabolite content increased. The secondary metabolite content (including 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl activity) increased more in TDZ-treated than in kinetin-treated roots. Antioxidative enzymes such as catalase (CAT) and guaiacol peroxidase (G-POD), which play important roles in plant defense, also increased. A strong decrease in ascorbate peroxidase activity resulted in a high accumulation of hydrogen peroxide. This indicates that adventitious roots can grow under stress conditions with induced CAT and G-POD activities and higher accumulations of secondary metabolites. These results suggest that 5 $mg\;l^{-1}$ IBA supplementation is useful for growth and secondary metabolite production in adventitious roots of M. citrifolia.

• The Plant Pathology Journal
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• 제25권3호
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• pp.231-235
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• 2009

Viral infections and root growth were examined to elucidate the relationship between viral resistance and root growth in 26 Korean hulless barley cultivars. Viral resistance was estimated in experimental filed of Honam agricultural research institute for 3 years. Length and number of seminal and adventitious roots were examined for evaluation of root growth in both field and green-house conditions 30 days after seeding. Dominant viral infection occurred in Korean hulless barley by Barley yellow mosaic virus (BaYMV) in fields; however, susceptible cultivars were infected by either BaYMV, Barley mild mosaic virus (BaMMV) or both. Only four cultivars, including Donghanchalssalbori, Kwangwhalssalbori, Namhossalbori and Naehanssalbori, presented stable resistance to viral infections. Susceptible cultivars to viral infection in fields showed shorter seminal root length and fewer adventitious root number than resistant cultivars. Resistant cultivars showed better root growth and significant difference in adventitious root length in green house conditions. Increase in the number of seminal roots in resistant cultivars was derived from decreased damage of roots by the viral infection compared to the susceptible cultivars.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권2호
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• pp.153-159
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• 2007

Plant regeneration of Pulsatilla koreana was achieved via adventitious shoot formation indirectly from callus and directly from adventitious root segments. For the callus induction from leaf or petiole explants, combination of 2,4- dichlorophenoxyaceticacid (2,4-D) with $2.22\;{\mu}M$ 6-benzyladenine (BA) was effective. Adventitious shoot induction from callus was enhanced by the combined treatment with $0.1\;{\mu}M$ polyvinylpyrrolidone (PVP) compared to cytokinin treatment alone. Adventitious roots were induced from the petiole segments on 1/2 MS medium with $4.93\;{\mu}M$ IBA. High frequency direct adventitious shoot formation from the segments of adventitious roots was achieved on medium with $4.92\;{\mu}M$ 2-isopentenyladenine (2-ip). Elongated shoots were rooted on half-strength MS medium containing $5.71\;{\mu}M$ indole acetic acid (IAA). Regenerated plantlets with well-developed shoots and roots were successfully transferred to soil. This in vitro propagation protocol might be useful for mass propagation as well as conservation of this plant.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권3호
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• pp.213-221
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• 2007

분리된 무 자엽 조직에 산화질소 (nitric oxide: NO) 공여체인 sodium nitroprusside (SNP) 처리 시 농도 의존방식으로 부정근의 발달을 증진시켰다. 그러나 이러한 NO 증진 효과는 세포외 칼슘 chelator인 0.5 mM EGTA 또는 세포막 칼슘채널 차단제인 0.1 mM $LaCl_3$를 각각 $50\;{\mu}M$ SNP와 함께 혼합처리 시 반전되었다. 또한, 뿌리 발생에서 중심적 역할을 수행하는 것으로 알려진 guaiacol peroxidase (GPX)와 syringaldazine peroxidase (SPX)의 활성도가 SNP 단독 처리된 자엽에서 부정근이 형성되는 동안 현저히 증가하였다. 그러나, SNP와 $LaCl_3$ 혼합처리 시 SNP에 의해 유도된 GPX와 SPX 활성도 증가가 거의 증류수 대조구 수준으로 억제되었다. calmodulin의 anatagonist인 trifuoperazine 역시 SNP로 처리된 자엽에서 부정근 형성을 억제하여 발생된 뿌리의 개수와 길이를 감소시켰으며 동시에 GPX와 SPX를 불활성화 하였다. 결론적으로, 이들 결과는 칼슘이 GPX와 SPX 활성도 조절을 통해 부정근 유도를 이끄는 NO 반응에 포함되어 있음을 나타내는 것이다.

• 한국약용작물학회지
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• 제28권6호
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• pp.445-454
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• 2020

Background: Culturing wild ginseng adventitious root using plant factory technology provides genetic safety and high productivity. This production technology is drawing attention in the fields of functional raw materials and product development. The cultivation method using elicitors is key technology for controlling biomass and increasing secondary metabolites. Methods and Results: Elicitor treatments using methyl jasmonate, pyruvic acid, squalene, β-sistosterol were performed to amplify total ginsenosides (Rb1, Rc, Rb2, Rb3, and Rd) of cultured wild ginseng adventitious root. Thereafter, fermentation and steaming processes were performed to convert total ginsenosides into minor molecular ginsenosides (Rg3, Rk1, and Rg5). The result indicated that methyl jasmonate minimizes the reduction in fresh weight of cultured wild ginseng adventitious root and maximizes total ginsenosides (sum of Rb1, Rc, Rb2, Rb3, and Rd). Ginsenoside conversion results showed a maximum degree of conversion of 131 mg/g. Conclusions: In this study, we demonstrated that the optimal elicitor treatment method increased the content of total ginsenosides, while the steaming and fermentation processing method increased the content of minor ginsenosides.

• 식물조직배양학회지
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• 제25권2호
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• pp.75-80
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• 1998

부정근발생에 관한 도립 및 직립배양의 영향을 구명하기 위하여 6일간 자란 팥의 유경 절편을 사용하였다. $2\times10$^{-4}M$ IAA 용액을 48시간 처리할 때에 절편의 위치를 직립 또는 도립으로 배양 후 96시간 직립으로 배양하였다. 48시간 처리시 직립배양하면 부정근의 형성은 형태학적 기부에서만 발생하지만, 도립 전처리 배양을 하면 유경절편의 양끝에서 부정근이 발생하였다. IAA 전처리는 절편의 방향과 관계없이 부정근 형성을 촉진시켰다. 부정근 발생시기에 유경절편내의 생화학적 변화를 구명하기 위하여 직립배양 및 도립배양을 한 후 부정근 발생 단계별로 24시간, 48시간, 148시간 후 절편을 상부, 중부, 하부로 등분하여 부정근 발생에 수반되는 효소활성, 절편의 길이 신장 및 생중량을 측정하였다. 절편의 길이 신장은 절편의 상부에서 높게 나타났고 생중량은 발근부위에서 높게 나타났다. peroxidase을 catalase 활성은 부정근원기의 형성단계인 24시간에 절편의 발근부위에서 높게 나타났고 이에 비해 IAA oxidase는 양쪽 기부에서 낮았다. 그리고 IAA oxidase와 peroxidase 활성은 48시간 배양인 부정근의 형성동안 발근 부위에서 감소하였다. 도립전처리 유경 절편에 따라서 효소활성의 변화가 일어났으며 peroxidase의 활성은 부정근원기형성과 밀접한 관계를 나타내었다. 따라서 생화학적인 변화는 유경의 발근영역에서 IAA의 수준의 변화와 밀접하게 관련되어 특정부위에서의 부정근 형성을 유도하는 것으로 판단된 것이다.

• 한국자원식물학회지
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• 제22권5호
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• pp.454-460
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• 2009

본 실험은 여우구슬의 기내 부정근 유도 및 증식조건의 확립을 목적으로 수행되었다. 우선 여우구슬의 기내 발아체로부터 부위를 달리하여 부정근을 유도한 결과 줄기부위는 뿌리보다 양호한 부정근의 유도를 보였다. 또한 유도된 부정근을 이용하여 옥신의 종류(IAA, IBA, NAA와 2.4-D)에 따른 부정근 유도율을 조사한 결과 IBA와 NAA는 IAA와 2.4-D보다 높은 유도율을 보였다. IBA의 농도에 따른 유도율과 증식효율은 IBA가 0.5 mg/L첨가되었을 때 가장 높은 유도 및 증식효율을 보였다. 최적의 액체배지조건을 확인하고자 IBA의 농도는 0.5 mg/L로 첨가하고 sucrose의 농도를 달리하여 실험한 결과 sucrose는 30 g/L 첨가 되었을 때 가장 높은 생중량과 건중량을 나타냈다. 액체배양된 여우구슬의 부정근을 각각 MS, 1/2MS, 1/3MS배지에 30 g/L sucrose, 0.5 mg/L IBA가 첨가된 5 L 용량의 생물반응기에 4주간 배양한 결과 1/2MS 배지에서 양호한 생장을 보였다. 본 실험에서는 여우구슬의 종자발아체를 이용하여 부정근의 유도 및 증식조건에 필요한 기내배양조건과 2차적으로 유도된 부정근을 이용하여 플라스크와 생물반응기 배양을 통한 효율적인 증식조건을 확립하였다.

• 한국자원식물학회지
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• 제35권4호
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• pp.502-507
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• 2022

본 연구는 약용식물자원인 땅꽈리 유식물의 하배축 절편으로부터 부정아 형성을 통한 재분화를 조사하여 효율적인 재분화 조건을 확립하고자 하였다. 신초는 저농도 BAP를 함유하는 MS 배지에서 효과적으로 유도되었다. 신초 유도는 BAP 0.5~1.0 mg/L를 단독으로 또는 NAA 0.1~0.5 mg/L와 함께 처리한 MS 배지에서 활발히 이루어졌으며, 특히 BAP 1.0 mg/L가 포함된 MS 배지가 가장 효과적이어서 다발성 신초가 왕성하게 형성되었다. 유도된 신초를 뿌리 유도 배지로 옮겼을 때, 저농도의 NAA, IBA, IAA에서 뿌리가 잘형성되어 재분화 식물체를 만들어 내기에 적절하였다. 발근 수와 뿌리의 길이는 각각평균 2.0개, 8.0 cm 이상으로 높게 나타났다. 특히, 0.03 mg/L의 NAA, IBA, IAA를 포함한 MS 배지에서 뿌리가 더잘 성장하고, 뿌리의 전체적인 형태도 양호하였다. 그리고, 저농도의 NAA, IBA, IAA를 함유하는 MS 배지에서 새로운 신초의 형성도 잘 이루어져서, 줄기의 수가 2개 이상으로 많이, 그리고 길이는 6.0 cm 이상으로 길게 신장하였다. 배양토에 이식한 재분화 식물체는 100%의 생존율을 보였으며, 모두 정상적인 성체로 생장하였다. 따라서 땅꽈리의 부정아 형성을 이용한 재분화 식물체의 생산은 개체들을 대량 증식할 수 있어 균질한 조원료를 안정적으로 공급하는데 주요 수단이 될 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제12권6호
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• pp.786-795
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• 2002

암하에서 3일간 발아시킨 해바라기 유식물의 유근을 절단한 후 붕소 첨가구와 비첨가구에서 온도와 pH 처리에 의한 부정근 발생을 조사하였다. 붕소 미첨가구에서는 부정근이 발생하지 않았으나, 붕소 첨가구에서는 배축의 하위부에서 부정근 발생이 유도되었다. 낮은 pH 처리에 의해 부정근이 손상되었으나 $Ca^{2+}$을 함께 처리한 붕소 첨가구에서는 현저하게 회복되었는데, 이것은 proton 독성을 극복하는데 calcium이 필요하며 proton 독성이 뿌리에서 중요한 기능을 하는 펙틴 다당류의 안정성을 방해하는 현상과 관련이 있음을 시사해준다. 부정근 생장에 최적온도는 $25^{\circ}C$이었다. 붕소 결핍의 가장 뚜렷한 현상은 부정근 생장의 정지이었으나 붕소 첨가구에서 부정근 생장은 향상되었다. 붕소 비첨가구에 ascorbate를 처리하였을 때 부정근의 생장은 촉진되었다. 이러한 사실들로 보아 붕소 결핍, 낮은 pH 및 온도저해로부터 야기된 부정근 생장의 억제는 ascorbate대사가 교란된 결과에 기인되는 것으로 사료된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제25권2호
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• pp.277-284
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• 2012

본 연구는 기내에서 발아된 까마중 유식물체의 조직별로 신초 및 뿌리 유도를 통해 효율적인 재분화 조건을 확립하고자 실시하였다. 신초 형성은 식물체 부위별로 서로 달랐으며, 잎에서의 신초 형성빈도가 자엽이나 하백축 그리고 상배축보다 높았다. 절편체당 신초의 수는 잎과 자엽에서 다소 많았으며, 신초의 길이도 다른 부위에 비해 잎과 자엽에서 빠른 증식과 신장을 나타내었다. 특히, 2.0 mg $L^{-1}$ BAP가 첨가된 배지에서 재분화율, 신초의 수와 길이가 증가하여 2.0 mg $L^{-1}$ BAP가 고빈도 신초의 유도 및 생장에 효율적인 것으로 판단되었다. 뿌리분화는 IBA와 IAA가 NAA보다 더 효과적인 것으로 나타났으며, 0.05 mg $L^{-1}$ IAA가 첨가된 배지에서 뿌리 형성율이 90%이며, 뿌리의 갯수와 길이도 각각 평균 4.0개와 7.82 cm로 가장 양호하게 나타났다. 더욱이 배양토에 이식한 재분화체는 100%의 생존율을 보였으며 정상적인 식물체로 생장하였다. 이러한 결과를 토대로 2.0 mg $L^{-1}$ BAP 조건에서의 잎 절편에서 다발성 신초 유도, 그리고 0.05 mg $L^{-1}$ IAA 조건에서의 뿌리형성 유도가 까마중의 대량번식을 위한 최적의 조건임을 알 수 있었다.