Indian citrus ringspot virus (ICRSV)-free plants of Kinnow mandarin (Citrus nobilis Lour x C. deliciosa Tenora) were raised from virus-infected plants using unfertilised ovules as explants. Plants were tested by indirect ELISA and RT-PCR before using their explant. An amplified product of 539 bp was obtained by RT- PCR in ICRSV infected plants. Unfertilized ovules were excised from unopened flower buds of plants tested postive for virus and were cultured on Murashige and Skoog's (MS) basal medium supplemented with various concentrations of kinetin (KN) or malt extract (ME). Maximum induction (31.94%) of embryogenic callus was observed on MS medium supplemented with KN ($9.29\;{\mu}M$). Transfer of embryogenic calli to similar media composition resulted in somatic embryogenesis in all cultures, with an average number of 60.36 globular, 17.39 heart and 7.71 cotyledonary-shaped somatic embryos per culture. All cotyledonary shaped embryos developed into complete plantlets within 60 days on transfer to similar medium. Embryogenic callus induction, somatic embryo formation, maturation, germination and plantlet formation were achieved on MS medium supplemented with KN ($9.29\;{\mu}M$) alone. The plantlets derived from somatic embryos were transferred to sterilized soil, sand and vermiculite (3:1:1) mixture. After acclimatization, the plantlets were transferred to screen house and were indexed for ICRSV employing indirect ELISA and RT-PCR and found free of virus. A distinct feature of this study is the induction of somatic embryogenesis from unfertilised ovules to produce virus-free plants.
An efficient somatic embryogenesis and plant regeneration protocol was developed for Schisandra chinensis Baill, using embryogenic cell suspensions and optimized media conditions. Friable embryogenic callus was induced from cotyledonary leaf and hypocotyl explants of 7 days old seedlings on MS agar medium supplemented with 1.0 to $4.0\;mg\;l^{-1}$ of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D). Fast growing and well dispersed embryogenic cell suspensions were developed within two months when embryogenic calli were transferred to MS liquid medium containing $1.0\;mg\;l^{-1}\;2,4-D$. One third strength of MS medium was the best for both overall growth and development of somatic embryos in liquid culture. Over 3400 viable somatic embryos were produced from each 150 ml flask with an initial cell density of 30 mg in 30 ml medium. Germinated somatic embryos developed in liquid medium converted into plantlets after transferred to half-strength MS semi-solid medium. Approximately 90% of the converted plantlets were successfully transplanted to soil and grew into fertile plants.
5본의 백합나무 모수로부터 미숙종자 배양을 통한 체세포 배발생을 시험하였다. 두 가지 배지(MS 및 B5)에 2,4-D 및 TDZ의 농도별 조합처리로 캘러스 및 배발생 조직 유도를 시험하고 체세포배 유도, 발달 및 재분화에 미치는 명 암배양의 효과를 조사하였다. 캘러스 및 배발생 조직의 유도는 두 배지간 유의적인 차이가 없었으나 MS + 2,4-D 1.0 mg/L, TDZ 0.01 mg/L, 3% sucrose 조건에서 양호하게 나타났다. 캘러스 유도는 모수 몇 명 암배양에 따른 차이가 없었으나 배발생 조직의 유도는 암배양이 주효하여 명배양보다 약 2배의 효과가 있었고 모수간 55~72%까지 차이를 나타냈다. 체세포배 유도 및 정상적인 체세포배의 발달에 있어서도 모수의 영향을 받으며, 암배양이 필수적인 것으로 나타났고, 해부학적인 관찰을 통해 확인할 수 있었다. 본 실험 결과는 백합나무 체세포배 유도에 있어 모수의 선택과 암배양이 중요한 요인임을 시사해 준다.
땅두릅 미성숙 화기절편을 이용하여 1 mg/L 2,4-D의 고체배지에서 배발생 캘러스를 유도하였고 동일조건의 액체배지에서 증식시켰다. 배발생 세포를 270$\mu\textrm{m}$의 걸름체로 거른 다음 배발생 세포는 싸이토카이닌이 포함된 MS 액체배지에서 2주 동안 배양하였고 그후 생장조절물질이 없는 MS 액체배지에서 5주간 배양하여 1차 체세포배가 유도되었다. 이들중 어뢰형과 자엽형 시기의 배를 생장조절물질이 없는 MS고체 배지에 치상하였을 때 캘러스의 형성 없이 2차배가 직접 유도되었다. 2차배를 유도할 때 2mg/L kinetin에서 얻어진 1차 배에서 가장 높은 빈도의 2차배가 발생되었다. 식물체 재생은 1 mg/L kinetin 혹은 1 mg/L zeatin을 처리하여 얻어진 1차 자엽형배로부터 유도된 2차 자엽형배를 생장조절물질이 없는 MS 고체배지에 치상하였을 때 높게 나타났다 (각각 25.4%, 28.6%). 2차배로부터의 3차배 발생과 식물체 재생과의 상관 관계를 볼 때 식물체의 재생에 있어서 3차배의 배발생은 저해적인 영향을 주었다.
An efficient plant regeneration system in alfalfa (Medicago sativa L.) through somatic embryogenesis was established. Embryogenic callus was obtained by culture of hypocotyl segments on MS medium with 0.02mg $L^{-1}$ IAA and 1.0mg $L^{-1}$ zeatin after 45 days of culture. Embryogenic calli were converted to the somatic embryos when transferred to either MS medium without plant growth regulators (PGRs) or MS medium containing various cytokinin (BA, kinetin and zeatin). Most of the somatic embryos were developed into plantlets on MS medium supplemented with 0.1 mg $L^{-1}$ kinetin. Also, secondary embryos appeared on the surface of primary embryo but they showed abnormal growth. Regenerated plantlets were transplanted to pots containing vermiculite and perlite for further analysis.
용담의 잎 절편 배양을 통하여 유도된 배발생 캘러스로 부터 식물체의 재분화 체계를 확립하였다. 캘러스는 0.5 mg/L2,4-D, 2 mg/L BAP가 첨가된 MS 배지에서 유도되었으며, 이 캘러스를 2 mg/L P-CPA, 0.5 mg/L 2,4-D 및 0.5mg/L kinetin이 첨가된 SH 배지에 옮겼을 때 배발생 캘러스의 유도가 가능하였다. 배발생 캘러스는 SH 기본 배지에 옮겨 슈트의 증식 및 뿌리 발생을 유도하였다. 재분화 식물체는 피트모스, 펄라이트, 버미클라이트가 2:1:1의 비율로 혼합된 인공 토양에서 순화시킨 후 토양에 활착시켰다. 토양에 활착된 재분화 식물체는 키, 줄기의 모양과 수, 개화기등에서 표현형적 변이를 나타냈다. 세포유전적 분석에서 모식물체와 재분화 식물체의 염색체는 2n=26으로 안정성을 보였는데, 이는 본 연구에서 적용된 재분화 체계가 안정하다는 것을 시사한다.
An efficient regeneration system was developed using leaf, petiole, and internode explants. Highly embryogenic callus was obtained following cultivation on MS basal nutrient supplemented with 2 $mg/{\ell}$ 2,4-D. Globular, heart, torpedo and cotyledon shaped somatic embryo were produced from the surface of embryogenic callus. Direct shoot regeneration without intermediate callus formation has been achieved on MS medium supplemented NAA and BAP. The percentage of response varies with different concentration of auxin and cytokinin treated individually or in combination. The best shoot regeneration response (54.28%) and number of shoot per explant (12.67) were achieved on the medium supplemented with 0.1 $mg/{\ell}$ NAA and 1 $mg/{\ell}$ BAP. The regenerated shoot transformed into young plant when cultured into elongation and root induction medium. More than 90% of in vitro propagated plants could survive when transferred to the greenhouse for acclimation. This optimized regeneration system can be used for rapid shoot proliferation and genetic transformation.
참나물 (Pimpinella brachycarpa)의 엽병 (petiole)절편체로부터 캘러스가 MS배지 (0.5mg/L 2,4-D와 0.1mg/L BAP)에서 유도되었으며 이들 캘러스로부터 치밀하게 배열된 세포집단(cell cluster)을 선발하여 현탁배양하였다. 이들 현탁배양세포들은 0.1 mg/L NAA가 포함된 MS고체배지에 배양되어 배발생 (embryogenic) 캘러스로 성장하였다. 배발생캘러스는 연한 노란색을 띠며 체세포배로 분화되었으며 이들 체세포배는 MS액체배지에서 발아되어 식물체로 성장하였다. 참나물 현탁배양세포 유래 배발생캘러스로부터 분리한 mRNA로부터 cDNA library를 합성하여 PCR을 수행한 결과 제조된 library의 삽입절편의 크기가 대부분 500bp이상임을 확인하였다. 이들 cDNA library로부터 전체 1.5 $\times$$10^{6}$개의 plaque를 혼성화하여 일차의 screening을 통해 19개의 cDNA clone을, 이차의 screening을 통해 5개의 cDNA clone을 얻었으며 이중 4개의 cDNA clone은 참나물 shoot의 HD-Zip 유전자인 Phz4 유전자와 동일한 약 1.4 kb 정도인 것으로 나타났으나, 1개의 cDNA clone, Phc5는 약 1.5kb정도의 크기를 나타내었다. 1.5kb인 Phc5는 Phz4유전자의 5'쪽으로 163bp의 염기가 추가로 발견되어 총 1,531 bp에 해당하였으며 18개의 polyA tail을 가지고 있었다. Phc5는 284번째에 ATG개시코돈이 있고 302개의 아미노산을 암호화하는 906개의 단백질 암호화 부위와 Homeodomain을 갖고 있었다. Phc5로부터 추정된 단백질은 기존 전사조절자에서 많이 보고된 HD의 구조적 특징을 갖고 있었다.
Hormonal requirements inducing different regeneration pathways with particular emphasis on somatic embryo-genesis in Alhagi graecorum were studied. While combination of 0.5 $\mu{M}$ 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), 2.5 $\mu{M}$ 6-benzylaminopurine (BAP) and 5 $\mu{M}$ 1-naphthaleneacetic acid (NAA) in MS medium induced callus formation and callus maintenance from internodal explants, each alone or in combination with other induced distinct regeneration pathway. Adventitious bud formation was induced on MS medium supplemented with 2.5 $\mu{M}$ BAP. It was improved when 2.5 $\mu{M}$ BAP was used in combination with 5 $\mu{M}$ NAA. MS medium containing 0.5 $\mu{M}$ 2,4-D or 5 $\mu{M}$ NAA induced the formation of abnormal direct somatic embryos. While increase of 2,4-D concentration (1.125-9) resulted in the formation of viable embryogenic mass, increase of NAA did not change its effect. NAA should be used in combination with 2,4-D even at low concentration (0.5 $\mu{M}$) to form embryogenic mass. In A. gaecorum, the role of 2,4-D as trigger of somatic embryogenesis and BAP as trigger of adventitious bud formation was deduced, but for maximum yield certain auxin-cytokinin ratio should be applied. Embryogenic masses characterized by high water content, low peroxidase activity, and low number of peroxidase and glutamate oxaloacetate transaminase bands in comparison with calli obtained under conditions stimulating adventitious bud formation. The resulted differential gene expression, which could be detected by native-PAGE patterns, could be used as marker for organogenic pathway in A. graecorum.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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