• 한국식물학회:학술대회논문집
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• 한국식물학회 1999년도 제13회 식물생명공학심포지움 New Approaches to Understand Gene Function in Plants and Application to Plant Biotechnology
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• pp.85-89
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• 1999

Somatic embryogendesis is one of good examples of the basic research for plant embryo development as well as an important technique for plant biotechnology. This paper describes the direct somatic embryogenesis from zygotic embryos of Panax ginseng is reversely related to normal axis growth of zygotic embryos by the experiment of various chemical treatments. Under the normal growth condition, the apical tips of embryo axis produced an agar-diffusible substance, which suppressed somatic embryo development from cotyledons. Although the cells of zygotic embryos were released from the restraint of embryo axis, various factors were still involved for somatic embryo development. Electron microscopic observation revealed that the ultrastructure of cells of cotyledon epidermis markedly changed before initiation of embryonic cell division, probably indicating reprogramming events into the cells embryogenically determined state. Polar accumulation of endogenous auxin or cell-cell isolation by plasmolysis pre-treatment is the strong inducer for the somatic embryo development. The cells for the process of somatic embryogenesis might be determined by the physiological conditions fo explants and medium compositions. Direct somatic embryos from cotyledons fo ginseng were originated eithrer from single or multiple cells. The different cellular origin of somatic embryos was originated either from single or multiple cell. The different cellular origin of somatic embryos was depended on various developmental stages of cotyledons. Immature meristematic cotyledons produced multiple cell-derived somatic embryos, which developed into multiple embryos. While fully mature cotyledons produced single cell-derived single embryos with independent state. Plasmolysis pretreatment of cotyledons strongly enhanced single cell-derived somatic embryogenesis. Single embryos were converted into normal plantlets with shoot and roots, while multiple embryos were converted into only multiple shoots. GA3 or a chilling treatment was prerequisite for germination and plant conversion. Low concentration of ammonium ion in medium was necessary for balanced growth of root and shoot of plantlets. Therefore, using above procedures, successful plant regeneration of ginseng was accomplished through direct single embryogenesis, which makes it possible to produce genetically transformed ginseng efficently.

• 한국약용작물학회지
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• 제8권1호
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• pp.14-20
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• 2000

인삼조직배양에서 배양환경 조절방법의 필요성을 검토코자 생장조절물질 IBA, BA, GA 각 $3mg/\;{\ell}$ 첨가한 MS 배지에 $CO_2(2500ppm)$를 강제 통기방식에 의해 기내에 처리하여 기관분화 유형별로 특성을 조사하였던 바 결과를 요약하면 다음과 같다. 저장종자의 분화능은 저온처리 60일 종자에서 적출한 배에 비하여 80일정도 저온처리한 성숙된 배의 자엽조직이 양호하였다. 기관발생 유형에서 $CO_2$처리 효과는 부정아 형성보다 shoot primordium 의 생장과 발달에 현저한 효과가 있었고 1개의 배로부터 shoot primordium 을 통해 수백 개의 신초분화가 가능하였다. 배발생 유형에서 $CO_2$처리는 무처리에 비해 indirect somatic embryo 분화 모두에 효과가 있었다. Indirect somatic embryo는 대체로 유관속 중심주와 상배축이 미분화된 관계로 신초가 분화 생장하지 못하였다. 그리고 direct somatic embryo는 자엽 이변의 하단부에서 분화 발달하였고 지상부와 지하부 그리고 잠아를 갖는 완전한 식물체로 생장하였다.

• 한국약용작물학회지
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• 제7권1호
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• pp.1-6
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• 1999

지황(Rehmannja glutjnosa)에서 종근 저장시 나타나는 병원균의 오염을 배제하면서 종묘를 대량 증식시키는 방법을 개발하기 위하여 액체 배양을 통해 직접 체세포배를 형성하고자 할 때 요구되는 배지, 질소원, 탄소원 및 pH와 배양 기간 중 배지의 성분 변화를 조사하였다. 줄기나 엽병을 접종조직으로 할 경우, 배지내 질소원인 $NH_4NO_3$ 와 $KNO_3$의 적정비율은 825 mg/1 : 1900 mg/l 이었고, 탄소원으로는 자당이 적합하였으며, 적정 농도는 3% 이었다. 배지로는 1X MS 배지가 적합하였고, 적정 BA 농도는 2.0 mg/l 였는데, NAA와 조합하였을 경우에는 BA 1 mg/l에 NAA를 0.5 mg/l 를 조합한 배지 와 BA 2.0 mg/l 에 NAA를 0.1 mg/l로 첨가한 배지가 체세포배 발생에 효과적이었다. 멸균 전에 pH를 5.7로 조정한 경우에 직접 체세포배의 형성에 효과적이었다. 배양기간 중 배지 내 $Ca^{++}$와 $Mg^{++}$이온은 거의 변화가 없었으나, $K^{+}$이온은 많이 흡수되었다. 배양 3주 째에 자당은 거의 고갈되었고, 과당과 포도당은 3주 째부터 흡수되기 시작하였다.

• 한국자원식물학회지
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• 제11권1호
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• pp.9-14
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• 1998

한라산에 자생하는 왕벚나무(Prunus yedonesis)의 미성숙 접합자배로부터 체세포배를 직접 유도할 수 있었으며, 이들 직접 체세포배로부터 식물체를 재분화 시킬 수 있었다. 0.1mg/L $GA_3$ 와 0.1mg/L BAP 또는 0.5mg/L $GA_3$와 0.1mg/L BAP 가 첨가된 배지에서는 캘러스가 형성되지 않고 80~93%로 체세포배가 직접 발생하였으며, 그 중 정상적인 구형 또는 심장형의 체세포배 비율은 43~58%, 자엽상의 비정상적인 체세포배 비율은 42~57%로 나타났다. 자엽상의 비정상적인 체세포배는 생장조절물질이 첨가되지 않은 MS 배지에 계대배양하면 16주 이후부터 신초가 다수 발생되었고, 이들 신초들은 0.5mg/L IBA가 첨가된 MS 배지에서 80% 이상의 발근을 보여 정상적인 식물체로 발달하였다. 또한 종자 성숙 시기에 따라서 정상적인 체세포배는 만개 후 30일된 종자의 접합자배에서 전체 62.5%가 직접 발생되었으나 45일된 종자의 배에서는 37.5%가 발생되어 종자가 성숙할수록 체세포배의 직접적인 유도율은 점차 낮아졌다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제36권4호
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• pp.442-448
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• 2012

Somatic embryogenesis is one of good examples of the basic research for plant embryo development as well as an important technique for plant biotechnology such as medicinally important plants. Single embryos develop into normal plantlets with shoots and roots. Therefore, direct single embryogenesis derived from single cells is highly important for normal plant regeneration. Here we demonstrate that the cyclic secondary somatic embryogenesis in Panax ginseng Meyer is a permanent source of embryogenic material that can be used for genetic manipulations. Secondary somatic embryos were originated directly from the primary somatic embryos on hormone-free Murashige and Skoog medium, and proliferated further in a cyclic manner. EM medium (one third of modified MS medium [MS medium containing half amount of NH4NO3 and KNO3] with 2% to 3% sucrose) favored further development of proliferated secondary somatic embryos into plantlets with root system. The plantlets developed into plants with well-developed taproots in half-strength Schenk and Hildebrandt basal medium supplemented with 0.5% activated charcoal.

• 식물조직배양학회지
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• 제24권5호
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• pp.291-294
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• 1997

작약의 체세포 조직배양에 의한 기내증식방법을 확립하기 위하여 완숙종자의 접합자배를 배양하여 얻어진 유묘의 자엽으로부터 체세포 배발생에 영향을 미치는 몇 가지 요인에 대해 실험한 결과는 다음과 같다. 배양부위에 관계없이 2,4-D가 첨가된 배지에서는 높은 캘러스 형성률을 나타내었지만 체세포배는 발생되지 않았다. 그러나 2,4-D를 첨가하지 않은 배지에 자엽을 배양했을 때는 경우는 27.2%의 체세포배발생률을 나타내었다. NH$_4$NO$_3$가 3.3g/L첨가된 배지에서 접합자배배양으로 얻은 자엽을 NH$_4$NO$_3$1.65 g/L 첨가된 배지에서 배양한 경우 체세포배발생률이 80.0%로 가장 높았다. 탄소원의 경우, 30~40 g/L의 sucrose나 40 g/L의 fructose가 참가된 배지에서 체세포배발생률이 높았다. 자엽은 15～30일 간격으로 3~9회 새배지로 이식한 것이 39.6~41.4%의 높은 체세포배발생률을 나타내었으며, 자엽에서 얻어진 체세포배는 0.3 mg/L의 GA$_3$가 첨가된 배지에서 배양할 경우 39%의 상배축신장율을 나타내었다. 체세포배에서 발아한 유묘의 상배축휴면 타파를 위해서는 4$^{\circ}C$에서 3주 이상 처리하는 것이 효과적이었다.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제3권4호
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• pp.333-340
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• 2009

Developmental anomalies in the plumule meristem of peanut (Arachis hypogaea L.) somatic embryos resulted in poor shoot differentiation and reduced plant recovery. Existing meristems with caulogenic potential have never been tested for embryogenesis in peanut. The present experiment was designed to test the mature zygotic embryo axis derived plumule with three meristems for somatic embryogenesis. Embryogenic masses and embryos developed from the caulogenic meristems in the axils. Exposure of 2 weeks in primary medium with $90.5{\mu}M$ 2,4-D suppressed the shoot tip differentiation temporarily which then regained the ability to form the shoot on withdrawal of 2,4-D. Exposure of 4 weeks in primary medium with $90.5{\mu}M$ 2,4-D suppressed the shoot tip differentiation irreversibly. No shoot formation was noted from the tips in any of the cultures which were in secondary medium with $13.6{\mu}M$ 2,4-D. Development of somatic embryos directly from axillary meristems was confirmed histologically. Conversion frequency of these embryos was 11%. Thus, in this report, we describe a method to obtain somatic embryos from the determined organogenic buds of the axillary meristem, by culturing the nodal explant vertically on embryo induction medium. It also displays the possibility of obtaining both embryogenic and organogenic potential in two parts of the same explant simultaneously. The possibility of extending this approach for genetic transformation in in vivo system through direct DNA delivery or Agrobacterium injection in meristems can also be explored. Using Agrobacterium rhizogenes, we have demonstrated the possibility of gene transfer in the axillary meristems of seed-derived plumule explant.

• Journal of Plant Biology
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• 제39권2호
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• pp.127-135
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• 1996

An efficient system of somatic embryogenesis was established for the red pepper plant (Capsicum annuum L. cv. Nokkwang) usign immature zygotic embryos. The size of the immature zygotic embryos and the concentrations of 2, 4-D and sucrose were found to be critical. Somatic embryos were induced via callus or directly from explants and regenerated into plantlets successfully. When zygotic embryos 1~2 mm long were cultured on the modified Murashige-Skoong (MS) medium supplemented with 2 mg/L 2, 4-D for 3 weeks in the dark, somatic embryos were induced directly from the apical region of zygotic embryos with the highest frequency being approximately 90%. To mature the somatic embryos, ABA and an ethylene inhibitor AgNO3 were used. The highest frequency of shoot regeneration (25% in each) resulted at 2$\mu$M ABA or 20$\mu$M AgNO3 treatment at rates 3.7 and 1.6 times control, respectively. Shoots developed mainly from the cotyledonary node on CoCl2-containing medium, and from the upper side of cotyledon on medium containing AgNO3 while the embryos on the control medium produced shoots from both the cotyledonary node and the upper region of cotyledons both at frequencies of 50%. Indirect somatic embryogenesis via callus was induced at an efficiency of approximately 10% with zygotic embryos 3~4 mm long cultured on MS medium containing 5~10 mg/L, 2, 4-D for 5~7 weeks under a continuous light condition. The plants regenerated from the somatic embryos were morphologically normal. Using scanning electron microscopy, the direct and indirect somatic embryogeneses were observed to follow the globular, heart and torpedo stages, similar to zygotic embryogenesis. Also, suspensors appeared in the early globular and ovoid-shaped late globular embryos during indirect somatic embryogenesis.

• Journal of Ginseng Research
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• 제23권4호
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• pp.199-204
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• 1999

인삼 자엽을 식물호르몬을 전혀 첨가하지 않은 Murashige와 Skoog배지에 배양할 경우 고빈도로 자엽의 표면으로부터 체세포배가 발생되었다. 그러나 cytokinin을 첨가배지에서는 체세포배의 발생이 억제되면서 부정아가 발생되었다. BAP처리배지에서 kinetin 처리보다 부정아의 발생이 높은 경향을 보였으며, IBA와 사이토카이닌의 혼합 처리시에는 부정아의 발생빈도가 단일처리보다 훨씬 증가한 경향을 보였다. 특히 0.05mg/1 IBA와 5mg/l BAP 혼합처리구에서 부정아의 형성이 $40\%$로 매우 높은 빈도로 발생하였다. 체세포배의 발생은 자엽의 기부에서만 발생된 반면 부정아는 자엽의 정부에서 주로 발생되었기 때문에 체세포배의 발생 부위와는 뚜렷이 구분되는 특징을 보였다. 또한 부정아는 접합자배의 측아와 같이 포로 둘러싼 녹색돌기로 자라다가 포가 열개되면서 유경이 생장하였는데 줄기의 구조가 아닌 단엽의 구조를 지니며 생장되었다.

• 한국약용작물학회지
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• 제6권4호
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• pp.294-298
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• 1998

생물반응기를 이용한 대량 번식 방법 개발의 기반을 마련하고자 현삼 조직의 액체배양에서 직접 체세포배 발생에 미치는 치상조직과 식물 생장조절제의 상호영향을 조사하였다. 식물체의 부위에 따라 전혀 다른 양상을 보였는데, 잎, 줄기 및 엽병조직을 치상한후 체세포배 발생 정도를 살펴본 결과 줄기 절편을 배양하였을 때 체세포배 발생율이 가장 높았다. 또한 유식물체로 발달되기까지 약 3주의 기간이 소요되어 빠른 속도로 성장이 이루어진 반면, 뿌리의 형성은 이루어지지 않았다. 엽병을 접종 재료로 하여 3주간 배양하였을 때는 직접체 세포배를 통한 shoot는 형성은 되었으나 줄기 절편에 비해 체세포배 발생율은 낮았으며, 뿌리 발생도 이루어지지 못하였다. 잎조직을 액체 배지에 치상하였을 경우 체세포배 발생에 소요되는 기간이 줄기와 엽병에 비해 상대적으로 길었으며 , 배양 8주 후에는 완전한 식물체로 발달하였다. 액체배양에서 체세포배 형성에 영향하는 생장조절제로는 BA효과가 컸으혀, BA에 옥신류인 IAA와 NAA를 첨가함에 따라 탈분화가 진행되어 체세포배 발생을 감소시키는 경향을 보였다. 짧은 배양 시간 동안 많은 유식물체를 얻을 수 있는 최적의 조건은 BA 05 mg/ l 나 1.0 mg/ l 로 첨가시킨 NS 액체배지에 줄기 부위를 치상 조직으로 이 용하는 것이 가장 효과적 이었다.