• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제32권3호
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• pp.311-322
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• 2016

Since forest trees form the basis of forest ecosystem, their prolong subsistence is crucial for various flora and fauna. The foremost challenges to sustain the forest ecosystem comprise of the declining forest tree population accompanied with structural changes due to afforestation and exploitation of forest area, environment changes, pests, pollution, and introgressive hybridization. For ex situ conservation approach, in vitro techniques encompass basic role for conserving tree genetic resources, predominantly where natural propagules like recalcitrant seed might not be appropriate for long-term conservation. The practice includes restricted growth techniques, conventional micropropagation, production and storage of synthetic seeds, and cryopreservation. Even though these practices have been applied chiefly to herbaceous species, but recently, woody species were also focused upon. Key conceptions, challenges and techniques for forest tree seed conservation are discussed briefly in this review with special emphasis on some successful cryopreservation approaches for long-term storage.

• 한국자원식물학회지
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• 제24권4호
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• pp.438-444
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• 2011

우리나라에 자생하는 느릅나무속 3수종[느릅나무(Ulmus davidiana var. japonica(Rehder) Nakai), 비술나무(U. pumila L.), 참느릅나무(U. parvifolia Jacq.)]의 온도조건(4개)에 따른 발아특성(발아율, 평균발아소요일수, 발아속도) 및 건조기간에 따른 종자 활력의 변화를 분석하였다. 종자 발아에 미치는 온도조건의 영향을 살펴보면 3수종 모두 평균발아일수에서 차이를 보였으나, 발아율에서는 참느릅나무에서만 통계적으로 고도의 유의성이 인정되었다. 느릅나무와 비술나무는 모든 온도조건에서 비교적 고른 발아율을 보여주었으며, 특히 비술나무는 저온(10~15$^{\circ}C$)에서도 높은 발아율을 나타냈다. 참느릅나무는 저온(10~20$^{\circ}C$)에서는 거의 발아가 되지 않으며 25$^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에서 발아가 되는 독특한 특성을 나타냈다. 비술나무와 참느릅나무 종자는 4~8% 수분함수율 조건에서 시설저장이 가능한 저장성 종자(Orthodox seed)로 판명되었으며, 느릅나무 종자는 장기저장이 어려운 난저장성 종자(Recalcitrant seed)로 나타났다. 결론적으로 느릅나무속 3수종의 발아특성 및 저장성의 차이는 수종별 분포특성에 따른 상이한 환경 조건에 적응하기 위한 종 특유의 생존 전략으로 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제35권1호
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• pp.47-53
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• 2008

겨우살이의 캘러스 형성 및 종자 발아 와 haustorium 발달에 요구되는 환경요인 및 생장조절제의 영향을 조사하였다. 아울러 종자의 인위부착을 통한 식물체 재생 체계를 확립하였다. 겨우살이 조직관찰 결과 종자에는 1개 또는 2개의 막대모양의 접합자배가 존재하며 종자의 외부에 위치한 유근 부위에 주로 세포분열이 왕성한 세포층이 존재하며 반대로 자엽은 종자 내부에 위치하며 상대적으로 분열능을 가진 세포수가 감소하였다. 겨우살이 종자 발아 와 haustorium 발달에 요구되는 여러 요인 중에서 광의 요구도가 절대적이었다. 본 실험에 조사된 다른 배양 환경요인 및 생장조절제들은 광의 효과를 대체하지 못하였으며 ethylene의 경우 발아촉진 효과가 3배 이상 증가함을 알 수 있었다. 여러 조직 중에서 오로지 겨우살이 화아로부터 캘러스 형성이 가능하였으며 캘러스 형성빈도는 $0.1\;mgl^{-1}$ IAA가 첨가된 B5 배지에 배양 시 27.3%로 가장 높았다. 본 연구에서 확립된 겨우살이 캘러스 배양 및 종자 인위 부착을 통한 식물체 재생체계는 겨우살이의 유용물질 생산 연구 및 대량증식 연구분야에 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국산림과학회지
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• 제112권4호
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• pp.442-450
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• 2023

본 연구는 죽절초의 현지외 보존 전략 수립을 위해 종자의 건조 내성과 저장성에 관한 정보를 얻고자 수행되었다. 이를 위해 죽절초 종자의 기본적인 발아 특성을 조사하고, 종자 함수율을 수준별로 조절하여 발아 특성 및 종자 침출수를 분석하였으며, 저장성 평가를 위해 저장 기간별 발아 특성을 조사하였다. 죽절초 종자의 탈종 직후 함수율은 32.8%였으며, 채취 직후의 종자는 함수율 4.8% 수준에서도 발아율 81.0%로 종자 활력과 종자세를 유지하였으나, 함수율 2.3%, 2.2%에서는 발아율이 각각 55.0%, 30.0%로 감소하였다. 반면, 저장된 종자는 함수율 18.6%에서 발아율이 93.3%로 높은 활력과 종자세를 유지하였으나, 함수율 5% 미만에서는 발아율이 20%이하로 활력과 종자세가 크게 감소하였다. 또한, 수준별로 건조한 종자의 침출수를 분석한 결과, 건조에 의해 발아 활력이 저하된 종자는 침출수의 전기전도도가 높게 나타났고, 침출수 내 K, Ca와 같은 무기질의 농도도 증가하였다. 결론적으로, 죽절초 종자는 난저장성 종자와 중간저장성 종자 사이의 건조 내성을 가지나, 노화 정도에 따라 건조 내성에 차이가 있고, 저장 수명이 짧은 단명종자로 판단된다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제34권5호
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• pp.388-394
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• 2018

An efficient and reproducible protocol for in vitro germination of seeds of Couroupita guianensis has been developed in the present study. Couroupita guianensis is a medicinally important tree and categorized as threatened plant species by the IUCN. The seeds were surface sterilized using 0.1% $HgCl_2$ and inoculated on MS (Murashige and Skoog) and Woody Plants (Llyod and McCown) medium. The seeds with partially removed seed coat responded better (100%) on half strength MS medium as compared to the full (51%), one-fourth strength MS (79%) and the WP medium. Half strength MS medium conjunct with $2.0mg{\cdot}L^{-1}$ indole-3 butyric acid (IBA) was found best among the different types of auxins and cytokinins tested for seed germination, as all the seeds germinated on this medium combination. The seedlings were successfully hardened in the greenhouse and restored in the field with 83% survival rate. The protocol can be used as conservation measure for large scale multiplication of this threatened forest tree species.

• 한국자원식물학회지
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• 제35권2호
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• pp.183-191
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• 2022

인삼은 다년생 식물로 종자 번식을 하는데, 수확 시 미성숙한 배(embryo)를 가지고 있어 후숙이 필요하다. 기후변화에 대비하고 안정적인 종자 보급을 위해서는 단기 및 장기간 대량으로 종자를 저장할 수 있는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 2개 지역에서 얻은 개갑된 인삼 종자를 수분함량을 달리하여 -3.5℃에 보관하고, 저장 3, 15, 27개월 후에 유근과 지상부 출현을 관찰하여 발아력 검정을 통해 종자 저장성을 조사하였다. 3개월 후, 전반적으로 batch #1보다 batch #2에서 발아율이 높았고, 그리고 수분함량이 35% 이상에서만 발아가 원활하였다. 15개월 후, batch #2에서 수분함량이 45~54%인 부분 건조된 종자들에서 가장 높은 발아율을 보였고, 대부분의 무건조 종자는 부패하며 발아에 실패하였다. 수분함량 25% 이하로 건조된 종자들 역시 유근발아 또는 출아가 불량하였다. 부분 건조 종자들은 토양에서의 발아 및 생육도 우수하였지만, 1년 뒤에는 역시 활력을 유지하지 못하였다. 요약하면, 인삼 종자는 온대성 난저장 종자의 특성을 가지는 것으로 보이며, 부분 건조 조건에서는 종자의 수명을 연장할 수 있어 1년 정도의 단기 저장에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제104권1호
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• pp.60-66
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• 2015

본 연구는 희귀식물인 대청부채와 부채붓꽃 종자저장방법과 적절한 차광처리를 구명하여 최적의 발아조건을 탐색하고 건전한 유묘를 확보하기 위해 실시하였다. 종자저장은 $-20^{\circ}C$, $2^{\circ}C$저장, $2^{\circ}C$ 습윤저장(30일, 60일), 노천매장, 상온저장의 6가지로 하였다. 차광처리는 온실내 대조구(무차광처리), 50% 차광처리, 80% 차광처리의 3가지로 하였다. 그 결과 대청부채의 발아율은 60일 저온습윤저장 종자를 파종하여 차광처리 대조구에서 발아시켰을 때 가장 높은 발아율(75%)을 나타내었으며 중간 저장성 종자에 속하는 것으로 생각된다. 부채붓꽃의 발아율은 대청부채와 비슷한 경향으로 60일 저온습윤저장시 90% 이상의 높은 발아율을 보였으며, 80% 차광처리조건에서 가장 높은 발아율(95%)을 나타내었고, 건조한 조건에서 저장이 어려운 난저장성 종자로 생각된다. 대청부채의 유묘 특성은 60일 저온습윤저장 종자를 파종하여 차광처리 대조구에서 발아시켰을 때 초장 6.4 cm, 엽수 3매, 엽폭 4.6 mm, 엽장 5.7 cm, 근장 11 cm, 생중량(지상/지하부) 144 mg/260 mg, 건중량(지상/지하부) 31 mg/20 mg, 유묘활력지수와 변형된 활력지수가 각각 13,895 및 9,479로 가장 우수한 유묘를 확보할 수 있었다. 부채붓꽃의 유묘 특성 또한 60일 저온습윤저장 종자를 파종하여 차광처리 대조구에서 발아시켰을 때 초장 7.2 cm, 엽수 4매, 엽폭 3.2 mm, 엽장 6.8 cm, 근장 7.5 cm, 생중량(지상/지하부) 97 mg/153 mg, 건중량(지상/지하부) 17 mg/17 mg, 유묘활력지수와 변형된 활력지수가 각각 13,256 및 8,668로 가장 우수한 유묘를 확보할 수 있었다. 따라서 대청부채와 부채붓꽃 종자는 60일 저온습윤저장하여 차광처리 대조구에 파종시 각각 75%, 90% 이상의 발아율과 양질의 우수묘 확보가 가능한 것으로 판단된다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제37권4호
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• pp.323-330
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• 2021

Zygotic embryo culture was performed to propagate evergreen oak, Quercus myrsinifolia, which has recalcitrant seeds and is difficult to propagate by cuttings. Zygotic embryos appeared in WPM medium after 14 days, and after 56 days, they developed into complete plants with cotyledons and roots. The medium suitable for zygotic embryo culture was 1/4 WPM medium, showing a shoot growth of 2.43 cm and root growth of 8.7 cm after 8 weeks of culture. As a result of investigating the effect of GA₃ on the growth of plants germinated from zygotic embryos through GA₃ treatment, the best growth was shown in 0.5 mg/l GA₃ treatment. The in vitro rooting and growth of IBA-treated zygotic embryo-derived plants were good in the 0.5 mg/l IBA treatment and rooting and shoot growth were not observed at higher concentrations. And the callus induction rate also increased as the concentration of IBA increased. Plants grown in vitro were transferred to a plastic pot containing artificial soil and acclimatized in a greenhouse for about 4 weeks, resulting in more than 90% survival. As a result of this study, the zygotic embryo culture method was confirmed to be effective for mass propagation of Q. myrsinifolia. The results of this study are expected to contribute significantly to the mass propagation of elite Q. myrsinifolia.

• The Plant Pathology Journal
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• 제35권6호
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• pp.692-697
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• 2019

Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation of sugar beet hairy roots expressing single-chain variable fragment (scFv) was exploited to evaluate the efficacy of four antibody-based constructs for interfering with the Beet necrotic yellow vein virus infection. The scFv specific to a major coat protein of virus, p21, was targeted to various cellular compartments including the cytosol (pIC and pICC constructs), apoplast (pIA), and mitochondrion (pIM). After mechanical virus inoculation, most of the hairy root clones expressing scFv in the cytosol displayed low virus titers while the majority of transgenic hairy root clones accumulated antibody in outer membrane of mitochondria or apoplast were infected. This hairy root system provided an efficient and rapid approach to initially investigating root disease resistance like rhizomania prior to transform whole recalcitrant plants such as sugar beet.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.15-15
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• 2019

The walnut (Juglans regia L.), a member of the Juglandaceae, is native to the mountain ranges of central Asia. This species of walnut is valued commercially for its nuts and in some areas for its timber. The seeds of walnut are recalcitrant and it has strong integument dormancy and their germination is irregular, making its natural propagation difficult. Low percentage of seed germination and long propagation cycle are the main problems of propagation. This study was conducted medium composition on in vitro plantlet regeneration from axillary buds of walnut. It has proved to be the most generally applicable and reliable method of in vitro propagation. Micropropagation culture that axillary buds are excised aseptically enables faster multiplication of plants. The axillary buds of walnut new cultivar "Sinlyeong" were cultured on two basal media which contained the different plant growth regulators depending on the respective shooting and rooting stage. After 12 weeks, the shoot generation rate was 85.3%, the shoot number and its length were 1.9/explant and 2.7 cm in the most favorable medium composition. The percentage of rooting was 25.4%. From these results, it was found the optimum basal medium and plant growth regulator for in vitro plant regeneration from axillary buds of walnut new cultivar "Sinlyeong". However, we have continued to search the other medium additives to enhance the rate of walnut root.