To produce of transgenic orchardgrass, the seed-derived calli of orchardgrass (Dactylis glomerata L.) co-cultivated with Agrobacterium turnefaciens EHAlOl harboring binary vector pIG121-Hm were selected with hygromycin and then transferred onto N6 regeneration medium containing 1 rngl l of NAA, 5 rngl l of kinetin, 250 rngl l of carbenicillin and 50 mg/ l of hygromycin. The efficiency of transformation was differed on cultivars, that is, 'Potomac' appeared 12% of transformation efficiency while 'Amba' did 5.5%. The addition of acetosyringone during co-cultivation was a key to successhl transformation of orchardgrass. Transgene fragments were identified by PCR analysis and the constitutive expression of GUS gene was confirmed by Northern blot analysis. (Key words : Acetosyringone, Agrobacterium tumefaciens, Orchardgrass (Dactylis glomerata L.), Transformation)
Callus cultures of Convolvulus microphyllus Sieb. was induced on Murashige and Skoog's medium supplemented with 2,4-dichloro phenoxy acetic acid, 6-benzyl adenine, indole acetic acid and kinetin (1 ppm each). Methanolic extracts of whole plant, leaf, stem and leaf and stem calli were tested for anticonvulsant activity against standard drug phenytoin using maximal electroshock model on mice. It was observed that the animals treated with methanolic extracts of stem callus, leaf callus and whole plant (200 mg/kg, oral) showed significant protection against tonic convulsions induced by transcorneal electroshock. Anticonvulsant activity of methanolic extract of stem callus was comparable to that of standard drug phenytoin.
Efficient plant regeneration system was established through the culture of rice (Oryza sativa L.) microspores. Microspores released by anther shedding culture developed into proembryos and calluses in B5 medium within two weeks of culture. The optimal hormone and carbon sources were dependent on the genotypes used. Microspore's viability decreased rapidly in culture time, therefore less than 3% of the total microspores were viable at the 9th day when the first microspore division was observed. Of two types of microspores (pollen dimorphism) observed in culture, only the P-grain, larger microspores than normal one was able to divide. Using 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) fluorescence staining, it was confirmed that the symmetrical division of uninucleate microspore was the first step leading to continuous microspore development. Microspore-derived proembryos and calluses were regenerated to plants in N6 medium containing 1 mg/L NAA and 5 mg/L kinetin, and 78.3% of the regenerated plants were haploids.
To demonstrate the importance of transformation efficiency in independent event, molecular and cytogenetic analysis were conducted with genomic DNA and chromosome of transgenic plants produced by Agrobacterium tumefeciens LBA4404 (pSBM-PPGN: gusA and bar). Selection ratios of putative transgenic calli were similar in independent experiments, however, transformation efficiencies were critically influenced by the type of regeneration media. MSRK5SS-Pr regeneration mediun, which contains 5 mgL$^{-1}$ kinetin, 2% (w/v) sucrose in combination with 3% (w/v) sorbitol, and 500 mgL$^{-1}$ proline, was efficient to produce transgenic plant of rice from putative transgenic callus in the presence of L-phosphinotricin (PPT). With MSRK5SS-Pr medium, transformation efficincies of Nagdongbyeo were significantly enhanced from 3.7% to 6.3% in independent callus lines arid from 7.3% to 19.7% in plants produced, respectively. Stable integration and expression of bar gene were confirmed by basta herbicide assay, PCR amplification and Southern blotting of bar gene, and fluorescence in situ hybridization (FISH) analysis using pSBM-PPGN as a probe. In Southern blot analysis, diverse band patterns were observed in total 44 transgenic plants regenerated from 20 independent PPT resistant calli showing from one to five copies of T-DNA segments, however, the transformants obtained from one callus line showed the same copy numbers with the same fractionized band patterns.
국내 자생하는 야생칡(Pueraria lobata)은 푸에라린, 다이드진, 다이드제인 등 다양한 이소플라본을 함유하고 있는 주요한 콩과 약용작물이다. 이들 이소플라본은 장내에서 특정 세균과 반응으로 생물전환이 일어나 디하이드로다이드제인, 테트라하이드로다이드제인을 거쳐 약리작용이 타 이소플라본 보다 월등한 이퀄로 물질대사가 이루어지는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 국내 야생칡으로부터 유도된 캘러스를 이용하여 배양배지, 배양조건 및 배양기간에 따른 캘러스의 증식과 이소플라본의 합성 정도를 구명하고 배양된 캘러스 추출물을 생물전환 능력이 있는 것으로 밝혀진 Pediococcus pentosaceus 균주와의 반응을 통하여 이퀄 전구체인 디하이드로다이드제인의 생합성을 구명하고자 수행되었다. 캘러스의 증식은 광조건에서 1.0 mg/L TDZ과 1.0 mg/L NAA가 첨가된 배지에서 12일 배양했을 때 가장 좋다. 푸에라린 함량은 암조건에서 2.0 mg/L kinetin과 1.0 mg/L NAA가 첨가된 배지에서 16일 배양했을 때 가장 높게 나타났으나, 다이드진과 다이드제인 함량은 처리에 따른 유의한 차이가 나타나지 않았다. 캘러스 추출물을 P. pentosaceus 균주와 반응하여 발효시켰을 때 생물전환에 의해 이퀄의 전구체인 디하이드로다이드제인이 성공적으로 생합성되는 것이 확인되었다. 본 연구의 결과는 국내 야생칡을 대상으로 캘러스의 대량증식을 통한 이퀄의 전구물질인 이소플라본의 대량생산에 기여할 수 있으며, 기내에서 생물전환을 통하여 이퀄을 생산하기 위한 기반이 될 것이다.
본 연구는 낙엽송 (Larix leptolepis)의 종자배로부터 배배양을 통한 식물체 재분화까지의 최적조건을 구명코저 수행되었는데 그 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 최대 부정아 유도율은 SH배지에 1.0mg/L zeatin을 첨가한 처리구에서 가장 높은 91.7%의 부정아 유도율을 보였으며, cytokinin 혼용처리를 한 부정아 유도는 1.0mg/L zeatin + 1.0mg/L TDZ처리구에서 40.3%로 가장 높은 유도율을 보였다. 그리고 평균 부정아 유도수는 1.0mg/L zeatin+1.0 mg/L 2iP 및 1.0mg/L zeatin+1.0 mg/L kinetin 처리구에서 종자배당 1.9개로 동일한 유도수를 보여 그 효과는 비슷하였다. 부정아의 길이생장은 염류량을 절반으로 줄인 1/2LM배지에서 계대배양하였을 때 가장 높은 27mm의 신초가 생장되어 가장 효과적인 처리구 나타났다. 증식된 신초의 발근율은 5.0 mg/L IBA 및 0.2mg/L NAA 첨가시 23.3%로 가장 높았고 신초에서 유도된 뿌리수는 5.0mg/L IBA처리구에서 신초당 3.5개로 가장 많았다.
인삼의 대량증식 방법과 원형질체배양기술을 개발하기 위한 연구의 일환으로써 인삼의 자엽 callus 조직에서 많은 유식물체를 생산하는데에 미치는 식물생장조절물질의 영향을 구명하고, 또한 일반 식물과는 전혀 다른 인삼의 생존력이 있는 원형질체를 나출하여 배양할 수 있는 방법을 확립하고저 수행하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) Murashige & Skoog(MS) 배양기조성 성분의 반량($\frac{1}{2}MS$)에 2, 4 - D 0.5mg/$\ell$ Kinetin 0.5mg/$\ell$를 첨가한 배양기에서 가장 많은 양의 배상체가 유기되었다. (2) 유기한 배상체를 동일배기에서 계속 배양할 경우에는 다시 탈분화되는 경향을 보였으나 $\frac{1}{2}MS$ 배양기에 BA와 GA를 같은 농도(BA : GA=1 : 1)로 첨가한 배양기에 옮겨서 배양하였던 바 배상체의 발육이 진전되어 유식물체로 발달하였다. (3) 인삼은 1년근 세포에서 원형질체를 나출할 경우의 최적요건은 효소로서 cellulase $2\%$, macerozy-me $0.5\%$ 였으며, osmoticum으로서는 mannitol 0.9M, pH 5.2였고, 처리기간은 $28{\pm}1^{\circ}C$에서 $7\~8$시간이었다. (4) 인삼 callus조직세포에서 원형질체 나출할 시에는 cellulase $2\%$, macerozyme $2\%$, driselase $1\%$씩 첨가한 효소용액으로 28{\pm}1^{\circ}$에서 25시간 이상 처리하는 것이 나출원형질체의 수와 생존율면에서 볼 때 가장 적합한 것으로 사료되었다.
본 연구에서는 우단일엽(Pyrrosia linearifolia)의 전엽체 및 포자체의 생활환을 이용한 주년 대량번식체계의 기초를 제공하기 위하여 전엽체 증식 및 포자체를 이용한 식물체 재생에 미치는 기내 환경요소를 구명하였다. 전엽체 증식은 2MS배지에서 가장 왕성하였다. 질소급원 또한 첨가량이 많아질수록 증식율과 생육이 우수하였으며, 120mM 첨가구에서 생육이 가장 왕성하였다. 전엽체 증식에 가장 적합한 sucrose의 첨가농도는 3%였다. IAA, NAA, BA 및 kinetin을 $5{\sim}20{\mu}M$정도 첨가하는 것은 전엽체의 생육을 촉진하였으나, 2iP는 전엽체의 생육을 억제하였다. 액체배지에서는 전엽체의 생육이 억제되었으나, 진탕배양했을 때에는 고체배지와 증식량이 유사하였으며, 생식기관 또한 정상적으로 형성되었다. 포자체의 엽신과 근경의 절편을 다져서 배양한 결과, 근경 절편에서만 포자체가 재생되었다. 곱게 다진 근경의 절편은 1/8MS배지에서 포자체 재생이 가장 왕성하였으나, 재생된 포자체의 생육은 1/2MS배지에서 가장 우수하였다. 1/8MS배지에서 포자체 재생 및 생육을 촉진시킬 수 있는 적정 sucrose의 첨가 농도는 1%이며, $NaH_2PO_4$를 $50{\sim}100mg{\cdot}mL^{-1}$ 첨가하는 것은 균질배양한 근경의 절편에서 포자체가 형성되는 것을 촉진하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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