• 제목/요약/키워드: microspore culture

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고추의 나출 소포자 배양시 전처리 기간, 2-Hydroxynicotinic Acid 및 약-공동전처리가 소포자배 발생에 미치는 영향 (The Influence of Pretreatment Period, 2-Hydroxynicotinic Acid and Anther Co-pretreatment on Embryo Induction in Isolated Microspore Culture of Capsicum annuum L.)

  • 박은준;김진애;이종숙;장인창;윤미정;정상호;김문자
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제32권1호
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    • pp.37-44
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    • 2005
  • 고추의 나출 소포자로부터 배를 유기하는데 최적인 조건을 확립하기 위하여 micro-blender를 사용하여 소포자들을 나출한 후 NLN 배지에 배양하였으며 $32^{\circ}C$의 고온처리 기간, 전처리 배지내 2-hydroxynicotinic acid의 첨가, 그리고 약과 소포자의 공동전처리가 소포자배의 발생에 미치는 영향을 조사하였다. 나출 소포자들을 기아배지에서 고온처리 한 후 NLN 배지에 배양하였을 때 다수의 배가 발생하였다. 배양 3주 후부터 구형 및 어뢰형배가 관찰되었는데 이때 배의 발생은 비동조적으로 일어났다. 배양4주가 되면 구형과 어뢰형배 이외에 자엽배들이 발생하였다. 발생한 배들 중자엽배늘은 $2\%$ sucrose가 첨가되고 생장조절물질은 첨가되지 않은 B5 고체배지로 옮겼을 때 정상인 유식물들로 발달하였다. 고온처리 기간이 $1\~2$일로 짧은 경우 소포자배의 발생은 높았으나 대부분이 발달초기의 구형 또는 심장형배이었으며 자엽배의 발생은 매우 드물었다. 고온처리 3일 이상에서는 배의 발생은 크게 감소하였으나 자엽배가 다수 발생하였다. Inducer chemical로 알려진 2-hydroxynicotinic acid를 약전처리배지에 첨가하였을 때 배의 발생은 다소 높았으나 발달은 오히려 억제되어 대부분이 구형 또는 심장형이었다. 소포자 전처리시 약을 첨가한 경우 배의 발생이나 발달 모두 억제되었다. 본 연구결과 고추의 나출 소포자로부터 다수의 배를 획득하였고 식물체를 재분화 시키는데 처음으로 성공하였다. 이와 같은 소포자 배양시스템은 앞으로 더 많은 배를 생산할 수 있는 배양조건이 확립되어야 하지만 homozygous한 배가 반수체의 생산 뿐만아니라 형질 전환과 열성 또는 우성의 돌연변이체 선발에 매우 유용하게 이용될 수 있을 것이다. 비해 $ 0.27\~0.79\;\cal{mg/g}$ F.W.가 높았으며 환기횟수 $0.1 h^{-1}$ 처리구는 광도의 증가에 따른 효과가 나타나지 않았으나 환기횟수 $0.1 h^{-1}$ 처리구는 높은 광도에서 감소하였다. 환기횟수 $4.9 h^{-1}$$0.1 h^{-1}$에 비해 잎의 공변세포가 크고 주변 부세포가 잘 발달되어 있었다. 특히 PPF $99\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$에서 환기횟수 $0.1 h^{-1}$는 부세포의 발달이 미흡하고 기공이 많이 열려 있는 상태인 반면 환기횟수 $4.9 h^{-1}$는 부세포가 잘 발달된 잎을 지니고 있었다.:PR30, KB50:PR50, PR100:KB0 처리구의 $1m^2$ 당 개체 수는 각각 16,600개, 6,700개, 4,900개, 3,300개, 12,400개였으며 총직립경 수는 각각 33,200개, 22,800개, 18,000개, 15,000개, 62,000개였다. 개체 수는 KB100:PR0처리구가 가장 높았고, 다음은 PR100:KB0처리구였으며 혼합처리구의 경우는 Kentucky bluegrass 혼합비 율이 높을수록 높았다. 총직립경 수는 PR100:KB0 처리구가 KB100:PR0 처리구보다 오히려 높았으며 혼합 처리구의 경우는 개체수와 비슷한 경향을 보였다. 혼합처리구의 경우 초종별 개체수의 비율은 KB80:PR20는 87:13, KB70:PR30는 78:22, KB50:PR50은 48:52의 비율로 나타났다. 조성시기의 기상과 피복율과의 상관관계 2001년 가을과 2002년 봄의 일일평균기온을 비교하여 보면 가을(9월, 10월, 11월) 3개월간의 일일평균기온은

FISH Karyotype and GISH Meiotic Pairing Analyses of a Stable Intergeneric Hybrid xBrassicoraphanus Line BB#5

  • Belandres, Hadassah Roa;Waminal, Nomar Espinosa;Hwang, Yoon-Jung;Park, Beom-Seok;Lee, Soo-Seong;Huh, Jin Hoe;Kim, Hyun Hee
    • 원예과학기술지
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    • 제33권1호
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    • pp.83-92
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    • 2015
  • xBrassicoraphanus line BB#5, a new synthetic intergeneric hybrid between Brassica rapa L. ssp. pekinensis and Raphanus sativus L. var. rafiphera induced by N-methyl-N-nitroso-urethane mutagenesis in microspore culture, shows high seed fertility and morphological uniformity. Dual-color fluorescence in situ hybridization (FISH) using 5S and 45S rDNA probes and genomic in situ hybridization (GISH) using B. rapa genomic DNA probe were carried out to analyze the chromosome composition and the meiosis pairing pattern compared to its parental lines. The somatic chromosome complement is 2n = 38, which consists of 17 metacentric and two submetacentric chromosomes with lengths of 2.18 to $5.01{\mu}m$. FISH karyotype analysis showed five and eight pairs of 5S and 45S rDNA loci. GISH meiosis pairing analysis showed that 19 complete bivalents were most frequent and accounted for 42% of the 100 pollen mother cells examined. Based on chromosome number, size, morphology, rDNA distribution, and meiosis pairing pattern, both parental genomes of B. rapa and R. sativus appear to exist in xBrassicoraphanus line BB#5, demonstrating its genome integrity. Such stable chromosome constitutions and meiotic pairing patterns in somatic and meiotic cells are very rare in natural and synthetic intergeneric hybrids. Chromosomal studies and genetic and phenotypic changes in allopolyploids a re discussed. The results p resented h erein will b e usef ul f or f urther g enomic s tudy o f xBrassicoraphanus lines and their improvement as promising new breeding varieties.

Production of ginsenoside aglycone (protopanaxatriol) and male sterility of transgenic tobacco co-overexpressing three Panax ginseng genes: PgDDS, CYP716A47, and CYP716A53v2

  • Gwak, Yu Shin;Han, Jung Yeon;Choi, Yong Eui
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제43권2호
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    • pp.261-271
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    • 2019
  • Background: Protopanaxatriol (PPT) is an aglycone of ginsenosides, which has high medicinal values. Production of PPT from natural ginseng plants requires artificial deglycosylation procedures of ginsenosides via enzymatic or physicochemical treatments. Metabolic engineering could be an efficient technology for production of ginsenoside sapogenin. For PPT biosynthesis in Panax ginseng, damarenediol-II synthase (PgDDS) and two cytochrome P450 enzymes (CYP716A47 and CYP716A53v2) are essentially required. Methods: Transgenic tobacco co-overexpressing P. ginseng PgDDS, CYP716A47, and CYP716A53v2 was constructed via Agrobacterium-mediated transformation. Results: Expression of the three introduced genes in transgenic tobacco lines was confirmed by Reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR). Analysis of liquid chromatography showed three new peaks, dammarenediol-II (DD), protopanaxadiol (PPD), and PPT, in leaves of transgenic tobacco. Transgenic tobacco (line 6) contained $2.8{\mu}g/g$ dry weight (DW), $7.3{\mu}g/g$ DW, and $11.6{\mu}g/g$ DW of PPT, PPD, and DD in leaves, respectively. Production of PPT was achieved via cell suspension culture and was highly affected by auxin treatment. The content of PPT in cell suspension was increased 37.25-fold compared with that of leaves of the transgenic tobacco. Transgenic tobacco was not able to set seeds because of microspore degeneration in anthers. Transmission electron microscopy analysis revealed that cells of phloem tissue situated in the center of the anther showed an abnormally condensed nuclei and degenerated mitochondria. Conclusion: We successfully achieved the production of PPT in transgenic tobacco. The possible factors deriving male sterility in transgenic tobacco are discussed.

조직배양(組織培養)에 의(依)한 국산다(國産茶)(다수(茶樹))의 증식(増殖)에 관(關)한 연구(研究) (Studies on the Propagation of Korean Tea-plant by Tissue Culture)

  • 김재생
    • 한국산림과학회지
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    • 제75권1호
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    • pp.25-31
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    • 1986
  • 다(茶)나무의 증산(增産)으로 우리나라의 다문화(茶文化)와 다산업발전(茶産業發展)에 기여(寄與)할 목적(目的)으로 다(茶)나무의 약(葯)과 잎, 줄기 등(等)을 각(各) 기관별(器管別)로 나누어 조직배양(組織培養)을 실시(實施)하였다. 배양재료중(培養材料中) 약(葯)은 대개(大槪) 4분자기(分子期)에서 소포자기(小胞子期)의 것을 사용(使用)하였으며 배지(培地)는 modified Murashige and Skoog의 배지(培地)를 기본배지(基本培地)로 하여 여기에 NAA 와 2,4-D, Y.E., Kinetin 등(等) 생장조절물질(生長調節物質)을 농도별(濃度別)로 사용(使用)하였으며 재료(材料)의 취급(取扱)은 상법(常法)에 따라 멸균작업(滅菌作業)과 microtoming, paraffine method 등(等)에 의(依)해 소포자(小胞子)의 변화상태(變化狀態)와 조직학적(組織學的)인 관찰(觀察)을 하였고, 잎과 줄기, 뿌리 등(等)은 각각(各各) 절편(切片)을 만들어 약(葯)과 동일(同一)한 방법(方法)으로 멸균작업(滅菌作業)하여 modified Murashige and Skoog의 기본배지(基本培地)에 접종(接種)하여 여기에서 발생(發生)되는 callus와 뿌리의 발생상태(發生狀態)를 조사관찰(調査觀察)하였는데 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1) 약(葯)에서는 접종(接種)한 100개중(個中) $M_2$ 배지(培地)에서 2n callus인 체세포성(體細胞性) callus가 30%로서 제일(第一) 많이 발생(發生)되었다. 2) 뿌리의 발생(發生)은 잎에서는 접종(接種)한 잎 전체(全體)의 절편중(切片中)에서 1.7 본(本) (29.5%)이 발생(發生)되었으며, 줄기에서는 6.8 본(本)(50.2%) 뿌리에서는 2.5 본(本)(44.0 %)으로서 줄기에서 제일(第一) 많이 발생(發生)되었다. 3) 줄기의 분화상태(分化狀態)를 절간별(節間別)로 보면 4 절간중(節間中) 제이절간(第二節間)이 0.61 본(本)(8.8%)으로서 제일(第一) 많이 발생(發生)되었다. 4) callus의 발생경향(發生傾向)을 보면 약(葯)에서는 약벽(葯壁)에서, 잎에서는 엽맥(葉脈)에서 기원(起源)된 것이 제일(第一) 많았다. 이상(以上)의 결과(結果)로 보아 다(茶)나무의 유묘(幼苗)는 제삼절(第三節)의 줄기로서 조직배양(組織培養)함으로써 더 많은 증식(增殖)을 할 수 있을 것이며 아울러 생산비(生産費)에 대(對)한 노력(努力)과 경비(經費)도 절감(節減)될 수 있을 것이라고 사료(思料)된다.

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유용수종(有用樹種)의 조직배양(組織培養)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the Tissue Culture of Some useful woody species)

  • 김재생;이삼섭
    • 한국산림과학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.6-13
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    • 1979
  • Energy 자원(資源)이 될 수 있는 유지수목(油脂樹木)인 유동(油桐)과 조경자원(造景資源)이 될 수 있는 석류나무 및 때죽나무, 국토녹화(國土綠化) 및 속성연료자원(速成燃料資源)이 될 수 있는 아카시아나무등(等) 4수종(樹種)에 대(對)하여 종자(種子)와 묘목생산(苗木生產)에 필요(必要)한 시간(時間)과 경비(經費)를 절감(節減)시킬 목적(目的)으로 반수체식물(半數體植物)을 유기(誘起)시키고자 1~2핵성소포자기(核性小胞子期)의 약(葯)을 Kinetine과 2.4-D, NAA 등(等)의 생장촉진물질(生長促進物質)을 첨가(添加)한 Murashige and Skoog's medium에다 배양(培養)하였던 바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 여기에서 배양(培養)된 재료(材料)는 Paraffine method와 Microtoming method에 의(依)하여 표본(標本)을 만들어 검경(檢鏡)하였다. 1. 각수종별(各樹種別)로 각각(各各) 500개(個)씩의 약(葯)을 접종(接種)하여 배양(培養)한 결과(結果) 2n Callus가 발생(發生)된 것은 Styrax japonica에서 20개(個)(전체(全體)의 4%), Aleurites fordii에서는 10개(個)(전체(全體)의 2%), Punica granatum에서는 45개(個)(전체(全體)의 9%)가 발생(發生)되었다. 2. 2n Callus는 약벽조직(葯壁組織)에서 생기고 반(半) 수성(數性) Callus 만은 약강(葯腔)의 내부(內部)에서만 생겨나왔었다. 3. n Callus는 Robinia Pseudoacacia에서만 25개(個)(전체(全體)의 5%)가 발생(發生)되었다. 4. 이들 반수성(半數性) Callus의 조직적(組織的)인 발생기원(發生起源)은 모두가 다 약벽조직유래(葯壁組織由來)의 체세포성(體細胞性) Callus가 아니고 환원성소포자(還元性小胞子) 유래(由來)의 Callus였다. 5. 지금(只今)까지 보고(報告)된 바 있는 일년생초본(一年生草本)의 반수체식물(半數體植物)들이 유기(誘起)된 Callus들도 모두가 다 이와 같은 약강내(葯腔內)에서 소포자(小胞子)가 변화(變化)되어 다핵소포자(多核小胞子)와 다세포체(多細胞體)로 변화(變化)되어서 유기(誘起)된 것이었기 때문에 Robinia pseudoacacia에서 반수체식물(半數體植物)이 유기(誘起)될 것이 확실(確實)하다.

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한국산(韓國産) 석이(石耳)의 생육환경(生育環境)과 조직배양(組織培養)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Growth Environment and Tissue Culture of Gyrophora esculanta MIYOSHI in Korea)

  • 김재생
    • 한국산림과학회지
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    • 제78권4호
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    • pp.333-344
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    • 1989
  • 석이(石耳)의 인공증산(人工增産)으로 국민건강(國民健康)과 산업발전(産業發展)에 기여(寄與)할 목적(目的)으로 이의 생육환경(生育環境)을 조사(調査)하고 가근(假根)을 배양(培養)하여 보았던바 그 결과(結果)는 다음과 같았다. 1. 한국산(韓國産) 석이(石耳)는 해발고(海拔高)가 722m-1915m의 험준(險俊)한 고산(高山)의 암벽(岩壁)에만 분포(分布)되어 있었다. 2. 석이(石耳)가 생육(生育)하고 있는 지역(地域)의 주변식생(周邊植生)은 참나무와 싸리 등(等)이 주종(主種)을 이루고 있었으며, 특(特)히 모든 조사지역(調査也域)에서 참나무류(類)가 공통적(共通的)으로 출현(出現)하고 있었다. 3. 석이(石耳)가 생육(生育)하고 있는 지역(地域)의 평균(平均) 암석(岩石)의 높이는 14m였고 암석(岩石)의 방향(方向)은 남향(南向)이 많은 편이었다. 4. 석이(石耳)가 생육(生育)하고 있는 암석(岩石)의 종류(種類)는 결정편암(結晶片岩)과 석영암(石英岩), 석영조면함(石英粗面岩), 화강암(花崗巖) 등(等)이었는데, 그 중 화강암(花崗巖)이 가장 많았으며, 암석(岩石)의 경사도(傾斜度)는 22-90의 범위내(範圍內)에 있었다. 5. 각지역별(各地域別) 석이(石耳)의 평균수량(平均數量)과 평균직경(平均直徑)을 보면, 북한산(北漢山)의 석이(石耳)는 0-6cm의 범위내(範圍內)에 있는 것이 14개체(個體)가 있었고, 설악산(雪岳山)은 0-4cm의 것이 32개체(個體), 속리산(俗離山)은 0-8cm의 것이 65개체(個體), 월악산(月岳山)은 0-5cm의 것이 46개체(個體), 문용봉(文鏞峰)은 0-6cm의 것이 43개체(個體), 계룡산(鷄龍山)은 0-6cm의 것이 55개체(個體), 내장산(內藏山)은 0-4cm의 것이 60개체(個體), 지리산(智異山)은 0-10cm의 것이 70개체(個體), 천황산(天皇山) 0-4cm의 것이 50개체(個體)가 있었는데 그중(其中)에서도, 지리산(智異山)에 있는 석이(石耳)의 개체수(個體數)가 제일(第一) 많은 편이었으며, 크기에 있어서도 지리산(智異山)의 석이(石耳)가 10cm까지 있어서 제일(第一) 큰것이 많았다. 6. 조사지역(調査地域)의 석이(石耳)가 함유(含有)하고 있는 자실체(子實體)의 평균(平均)은 17.6% 였는데, 천황산(天皇山)의 것이 24.0%로서 제일(第一) 많은 자실체(子實體)를 함유(含有)하고 있었다. 7. 100개(個)의 석이(石耳)의 기한(假根)을 Detmer's 배지(培地)에 Kinetine 5 mg/l와 2, 4-D 3mg/l를 첨가(添加)한 배지(培地)에 배양(培養)하여 보았던바 소포자(小胞子) 기원(起源)의 n callus가 20%로서 제일(第一) 많이 발생(發生) 되었으며, 또한 이를 6종류(種類)의 암편(岩片)에 접종(接種) 배양(培養)하였든바 화강암편(花崗巖片)에서 55%로서 제일(第一) 많은 어린 석이(石耳)가 발생(發生), 생육(生育)하는것을 관측(觀察)할 수 있었다.

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