• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.255-266
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• 2023

Hyperhydricity is a physiological anomaly that significantly affects the growth and proliferation rate of crops cultivated by tissue culture techniques. To better understand the mechanisms that govern hyperhydricity incidence, we examined the effects of several media components, particularly cytokinin and gelling agents. These elements were found to be influential in both in vitro propagation and the development of hyperhydricity. Our study revealed that Arabidopsis thaliana seedlings had a greater manifestation of hyperhydricity symptoms when exposed to high cytokinin concentrations compared with the control. The presence of gelrite led to the manifestation of hyperhydric symptoms by elevated water build-up in the apoplast. The phenomenon of stomata closure was observed in the hyperhydric leaves, resulting in an increased ability to retain water and a decrease in the transpiration rates when compared to their respective control leaves. Additionally, histological examinations of the cross sections of hyperhydric leaves revealed an irregular cellular arrangement and large intercellular spaces. Furthermore, hyperhydric seedlings displayed impaired cuticular development in comparison to their normal seedlings.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제4권1호
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• pp.85-94
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• 2010

In vitro shoot regeneration of gladiolus in three different culture systems, viz., semi-solid agar (AS), membrane raft (MR), and duroplast foam liquid (DF) cultures was evaluated following the kinetics of shoot multiplication and hyperhydricity at optimized growth regulator combinations. Compared to the AS system, matrixsupported liquid cultures enhanced shoot multiplication. The peak of shoot multiplication rate was attained at 18 days of incubation in the MR and DF systems, whereas the maximum rate in the AS system was attained at 21 days. An early decline in acceleration trend was observed in liquid cultures than the AS culture. The hyperhydric status of the regenerated shoots in the different culture systems was assessed in terms of stomatal attributes and antioxidative status. Stomatal behavior appeared to be normal in the AS and MR systems. However, structural anomaly of stomata such as large, round shaped guard cells with damage in bordering regions of stomatal pores was pronounced in the DF system along with a relatively higher $K^+$ ion concentration than in the AS and MR systems. Antioxidative status of regenerated shoots was comparable in the AS and MR systems, while a higher incidence of oxidative damages of lipid membrane as evidenced from malondialdehyde and ascorbate content was observed in the DF system. Higher oxidative stress in the DF system was also apparent by elevated activities of superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, and catalase. Among the three culture systems, liquid culture with MR resulted in maximum shoot multiplication with little or no symptoms of hyperhydricity. Shoots in the DF system were more prone to hyperhydricity than those in the AS and MR systems. The use of matrix support such as membrane raft as an interface between liquid medium and propagating tissue could be an effective means for rapid and efficient mass propagation with little or no symptoms of hyperhydricity.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제31권4호
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• pp.301-306
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• 2004

마늘 (Allium sativum L.) 다신초를 생물반응기를 이용, sucrose 2%가 포함된 MS 배지에서 3주간 증식시킨 후 microbulb의 형성을 위해 NAA 0.1 mg/L와 sucrose 11%가 포함된 MS 배지에서 9주간 배양하였다. 다신초 증식의 경우, 잎을 제거하지 않았을 때 90% 이상이 과수화되었고 과수화 된 신초의 세포는 크기와 형태가 일정하지 않았으며 microbulb의 형성도 이루어지지 않았다. 신초 배양 3주 후 표피의 부정아 세포에서 분열이 활성화되면서 부정아가 비대되었고 신초의 분열조직에서 수층과 병층으로 분열이 일어나 크게 비대된 후 배양 7주부터 microbulb를 형성하였다. Ploidy analyzer를 이용한 배수성 검정에서 다신초와 microbulb의 피크 모두, 모주 식물의 상대적인 피크와 동일한 위치에서 나타나 배수성의 변이가 없는 것으로 나타나 배양체가 모주 식물과 유전적으로 동일함을 입증하였다.

• 화훼연구
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• 제26권4호
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• pp.166-178
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• 2018

In this study, the principal objective was to investigate the effect of light quality and vessel ventilation on the growth and development, physiology, activities of antioxidant enzymes, and contents of mineral nutrients of carnation (Dianthus caryophyllus L.) 'Marble Beauty'. Single node cuttings stuck into the plant growth regulator (PGR)-free MS medium in containers covered with caps with or without a ventilation filter were cultured first four weeks under white and then additional four weeks under either white (control), blue, red, or red + blue light emitting diodes (LEDs) for 56 days. Interestingly, a ventilated culture condition not only reduced the percentage of the hyperhydricity, but also increased the total chlorophyll content (Chl a + Chl b) of the plantlets as compared to the non-ventilated condition. In addition, blue LEDs produced plantlets with the greatest number of shoots and red LEDs produced plantlets with the greatest shoot length. The quality of plantlets was improved under a ventilation condition. Besides, under a ventilated condition, red + blue LEDs raised APX activity, and blue LEDs not only raised the activity of the CAT, but also increased tissue contents of such elements as K, Ca, Mg, Zn, Mn and Fe. The red LEDs increased contents of B and Si under a ventilated condition, and Na accumulation under a non-ventilated condition. Thus, including blue or red LEDs as the light source in a ventilated culture condition will produce plantlets of carnation 'Marble Beauty' in vitro with improved quality.

• 식물조직배양학회지
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• 제21권4호
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• pp.239-246
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• 1994

배수성이 상이한 수박(Citrullus lanatus Thunb.) 2배체, 3배체 및 4배체의 유묘 정단을 배양해 본 결과 배수성 차이가 기관 형성에 큰 영향을 미치지 않았으나 시토키닌의 종류와 농도에 따라 기관 형성에는 차이가 심했다. BA 처리시에는 0.3 mg/L의 저농도에서, 2iP 나 kinetin 처리시에서 5∼10.0 mg/L 첨가 배지에서 신초형성이 양호하였으나 생장은 심히 억제되었다. 재생된 신초의 정단을 배양해 본 결과 kinetin은 신초 형성에 거의 효과가 없었고 BA 0.3∼0.5mg/L 첨가구에서 신초증식이 양호하였으며 IAA 0.3 mg/L와 혼합처리는 신초의 증식과 생장 및 마디수 증가에 효과적이었다. 기내에서 형성되는 신초는 부정아 및 액아 유래였으나 대부분은 액아가 발달하여 신초로 생장하였다. 광도와 아가 농도를 달리하여 배양해 본 결과 4배체는 광도와 아가 농도에 관계 없이 신초형성수가 거의 비슷하였으나 생장은 억제되었으며, 3배체는 광도와 아가의 농도가 증가할수록 신초형성수 및 생장이 감소하였다. 또한 광도가 높아질수록 측지의 발생이 양호하였으나 잎의 노화현상을 나타냈다. 생장억제제의 처리는 신초형성수 및 생장을 현저하게 감소시켜 계대배양 기간을 연장할 수 있었다. Ancymidol ; TIBA ; CCC ; PP333은 처리농도간 신초형성수에 차이를 나타내지 않았으며 억제제 중 ABA 처리구가 신초형성과 생장에 가장 억제적으로 작용하였다. 모든 억제제 처리구에서 잎의 전개와 발달이 불량하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권1호
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• pp.49-54
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• 2015

본 연구의 결과를 바탕으로 중요한 양앵두 왜성대목의 하나인 'Gisela 5'의 미세번식을 위한 일련의 체계적 과정을 제안한다. 봄철 새롭게 생장한 신초로부터 절취한 정단조직을 IBA 0.5 mg/L와 BA 0.5 또는 1.0 mg/L가 첨가된 1/2MS배지에 치상하였을 때 hyperhydricity가 없고 왕성한 생장을 하는 정상 신초의 획득율이 90%에 달하였다. 다음단계로, 기내에서 유지된 모식물체로부터 채취한 신초를 IBA 0.5 mg/L와 BA 0.5 mg/L가 첨가된 전MS배지에 이식하면 약 9배에 이르는 수준으로 신초가 증식되었다. 증식된 신초는 IBA 2.0 mg/L가 첨가된 1/2MS배지로 이식하면 지상부의 정상생장과 함께 왕성하게 발근하였다. 발근한 유식물체는 비교적 손쉽게 최종적으로 기외 순화시킬 수 있었는데, 기외 이식 상토로는 버미큘라이트, 펄라이트 및 피트모스의 혼합비율을 1:1:1로 하는 것이 가장 적합하였다. 본 연구의 결과가 양앵두 재배와 양앵두 대목의 생산에 유용하게 활용되기를 기대한다.

• 식물조직배양학회지
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• 제27권3호
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• pp.185-189
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• 2000

카사바 (Manihot esculenta Crantz, cv. MCol 22)의 마디 절편을 MS 기본배지에 3종류의 사이토키닌을 여러 농도로 첨가한 조건에서 2주동안 현탁배양한 결과, 고체배지에서 3주 배양된 것보다 훨씬 생장이 효과적이었다. 현탁배양된 유식물에서는 과수화현상이 나타났으나, 이들을 세사 (마사토 + 1/2농도의 크놉씨액)를 담은 유리배양병에 이식하여 생육시킨 결과, 유경에서 새 잎이 신장되면서 과수화를 벗어나 4주후에는 4~6개의 마디를 가진 유경길이 3~5 cm의 정상 유묘로 생장됨으로서, 목본식물인 카사바의 경우 마디절편의 현탁배양에 의한 대량증식의 가능성을 확인했다. 현탁배양시 저농도의 제아틴 (0.01-0.05 mg 1$^{-1}$) 처리는 BAP 최적조건에서 보다 2배나 길게 부정아 길이를 신장시켰다. 사이토키닌 처리로 부정아가 잘 발생된 유식물은 토양이식 작업을 간편하게 했으며, 토양 이식 후 부정근을 활발히 발생시켜 one step culture시스템 배양이 가능하게 했다. 과수화된 유식물은 기외에서 순화가 어려웠으나 유기물이 혼입되지 않은 세사를 담은 유리배양병에서는 비무균조건일지라도 95% 이상 순화될 수 있었다.

• 농업생명과학연구
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• 제43권6호
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• pp.59-65
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• 2009

Combinations of plant growth regulators, darkness treatments, and the order of expanding leaves for explants were evaluated for optimizing in vitro shoot regeneration rate of 'Whangkeumbae' pear. In a MS medium, supplemented with $8.88{\mu}M$ 6-benzylaminopurine (BA) and $0.49{\mu}M$ indole-3-butyric acid (IBA), green foci were observed on the surface of the callus 8 days after culture initiation. Some adventitious buds were later induced from those green foci, resulting in the appearance of normal shoots. In a medium containing $22.20{\mu}M\;BA$, the surface of the callus became compact and greenish, and many adventitious buds were formed over the entire area of the callus surface. When comparing BA concentration via histological observation, the section which had been treated with $22.20{\mu}M\;BA$ exhibited closer cell aggregation than those with $8.88{\mu}M\;BA$. The darkness treatment enhanced the formation of adventitious shoots for up to 3 weeks. The youngest two expanding leaves, proximal to the shoot apex, were proved to be the most regenerative, and yielded the highest shoot number per regenerating leaf. A fourth strength MS medium, which was supplemented with $0.54{\mu}M\;NAA$, yielded good quality plantlets, with regard to root number and root length.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제31권1호
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• pp.25-29
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• 2004

돌나물 (Sedum samentosum)의 기내 식물체 재분화 체계를 확립하기 위하여, 생장조절물질을 다르게 조합한MS배지에 잎절편을 치상한 후,캘러스 유기 및 식물체 분야에 미치는 생장조절물질의 영향을 조사하였다. 캘러스 유기는 3.0mg/L 2,4-D와 1.0mg/L BA첨가 배지에서 가장 높은 캘러스 유기율을 보였으나, NAA와 BA 혼합첨가 배지에서는 캘러스 형성율이 0∼3%이하로 극히 낮았다. 식물체 분화는 NAA 단독첨가 배지에서는 전혀 분화되지 않았으며,0.2mg/L NAA와 3.0mg/L BA첨가배지에서 가장 양호하였다. 캘러스를 식물체 분화배지에 계대배양 후 50일까지는 신초수 증가와 함께 (17.2개/캘러스),식물체의 기형이나 잎비대 현상도 적어 식물체 분화배지로 가장 적합하였다. 분화 식물체는 생장조절물질을 첨가하지 않은 MS기본배지로 계대배양하였을 때 발근 및 생육이 양호하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제35권2호
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• pp.127-132
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• 2008

In bioreactor cultures of plants, inoculum density is an important factor affecting growth and proliferation of the plantlets. To maximize shoot growth and proliferation of grape rootstock '5BB' in bioreactors, inoculum density varied at 15, 30, 45 and 60 single nodes in a 3-liter scale balloon type bioreactor, respectively and cultured for 40 days. Results suggested that the growth and the photosynthesis of the plantlet were greatly affected by inoculum density in the bioreactor. The inoculum density of 45 nodes resulted in the greatest growth (910.4 mg/shoot FW, 764.4 mg/root FW) followed by 30 nodes. $CO_2$ assimilation rate, stomatal conductance, transpiration rate of the plantlet were also highest at the inoculum density of 45 nodes. Significant reduces in shoot and root growth (426.5 mg/shoot FW, 248.4 mg/root FW) were observed at the inoculum density of 60 nodes. When the inoculum density decreased by 15 nodes, plantlets were malformed due to hyperhydricity, resulting in the highest transpiration rate and the lowest $CO_2$ assimilation rate. The plantlets stressed by the inoculum density at 15 nodes and 60 nodes showed larger number and irregular shape of stomata compared to the plantlets inoculated with 45 nodes.