본 실험은 강활(O. koreanum)과 지리강활(A.purpuraefolia)의 체세포배 발생을 위한 효율적인 세포배양시스템을 확립하고자 실시하였다. 강활과 지리강활의 개화후 3주된 미숙종자는 0.1 mg/L 2,4-D와 0.1 mg/L BA 혼용처리구에서 배발생캘러스와 체세포배 발생이 가장 양호하였고, 0.1-3.0mg/L NAA가 처리된 배지에서 재분화된 식물체의 자엽과 배축의 가장자리로부터 직접 체세포배가 발생하였다. 미숙종자의 휴면을 고려하여 저온처리한 결과, 5$^{\circ}C$에서 10일동안 저장 후, 25$\pm$2$^{\circ}C$에서 배양하였을 때 반응이 없던 배양체로부터 배발생 캘러스와 체세포배가 발생하였고 이 체세포배는 줄기와 뿌리로 분화되었다. 지리강활에서는 배지내 첨가한 glutamine과 coconut milk의 뚜렷한 효과가 인정되지 않았다. 그러나 강활의 경우에는 대조구에 비하여 glutamine과 10% coconut milk가 포함된 배지에서 체세포배 발생률이 항상되었고 특히 glutamine은 coconut milk에 비해 NH$_4$NO$_3$ 대체효과가 인정되었다. 체세포배의 器內 식물체전환율은 MS 기본배지에서 89.1%로 가장 양호하였고 배발생 캘러스의 증식용 배지로는 0.01 mg/L 2,4-D와 0.01 mg/L BA혼용처리구에서 가장 좋았다.
식용 및 약용으로 사용되는 갯기름나물의 기내배양을 통한 재분화율을 조사하였다. 캘러스는 잎과 엽병의 절편체에서 발생하였고 0∼5 mg/L의 NAA와 0∼10 mg/L BA가 첨가된 MS 기본배지에 치상하여 암배양 결과 자발적인 배 분화와 기관 분화를 보여주었으며 2.5 mg/L NAA와 10 mg/L BA의 조건에서 재분화율이 가장 높았다. 체세포 배의 발생양상은 구형, 심장형, 어뢰형을 거쳐 자엽 단계로 발달하여 전형적인 접합자 배의 모습으로 발달하였다. 배 발생한 일차 체세포배를 0.2 mg/L의 NAA가 첨가된 배지에서 배양하였을 때, 이차 체세포배가 발생하였으며 주로 일차 체세포배의 배축과 하배축에서 많이 발생하였고 그 다음으로 자엽이나 뿌리 부분에서 발생하였다.
멜론의 배발생 캘러스의 유도와 식물체 재분화 시스템을 확립하기 위해서 자엽과 배축의 절편을 여러 농도의 2,4-D 와 BA가 첨가된 MS 기본배지에 치상하여 관찰한 결과, 초기배양에서는 4 mg/L 2,4-D와 1 mg/L BA 그리고 2 mg/L 2,4-D+O.1 mg/L BA가 첨가된 배지에서 연한 노란색의 배발생 캘러스가 형성되었고, 위의 조건에서 형성된 캘러스로부터 배발생 캘러스는 0.5와 1 mg/L 2,4-D가 첨가된 동일배지에서 약 75%가 형성되었다. 그리고 생장조절제를 첨가하지 않은 기본배지에서 대부분의 체세포배는 식물체로 재분화되었으며, 두개의 자엽을 갖춘 정상적인 체세포배보다 비정상적인 나팔형의 자엽을 가진 것이 3배 높은 빈도로 나타났다. 이러한 체세포배들은 MS 기본배지에서 식물체로 발아되었으며 생육상에서 생장하여 견실한 열매를 맺었다.
금낭화 (Dicentra spectabilis L.)는 개발가치가 있는 국내 자생화 중의 하나로서 우수한 품종의 대량생산이 절실히 요구되는 실정이다. 본 연구는 현탁배양을 통한 배발생세포의 대량증식과 체세포배 발생 및 식물체재생의 적정조건을 구명하여 효율적인 기내묘목의 대량생산 체계를 확립하고자 시도되었다. 1.0mg/L 2,4-D SH고체배지에서 유도된 배발생캘러스를 현탁배지에서 증식시킨 결과, 1.0mg/L 2,4-D를 포함한 SH배지에서 MS배지에 비해 증식율이 높게 나타났으며, 체세포배 발생율은 1/2배 SH기본배지에서 가장 높게 나타났다. 250$m\ell$ 삼각플라스크에서 5,000개 이상의 고빈도로 체세포배가 생산되었다. 체세포배로부터 발아유도시에 GA$_3$는 정상적인 식물체로의 재생을 억제하는 효과를 나타내었으며, 정상적인 식물체 재생은 1/2희석 SH배지에서 양호하였다, 신초와 뿌리를 갖는 유식물체를 모래와 원예용상토(5:1, vol)가 혼합된 토양이 함유된 포트에 이식하여 1개월 후 58%의 생존율을 나타내었다. 이상의 결과를 활용하면 체세포배로부터 금낭화의 묘목을 대량생산 할 수 있을 것으로 생각된다.
한라산에 자생하는 왕벚나무(Prunus yedoensis)의 미성숙 접합자배로부터 배발생 캘러스를 거쳐 체세포배를 유도할 수 있었으며, 이들 체세포배로부터 식물체를 재분화시킬 수 있었다. 배발생 캘러스는 1.0 mg/L 2,4-D와 0.1 mg/L BAP가 혼합 처리된 MS 배지에서 가장 효과적으로 유도되었으며, 그 중에서 90%가 배발생 캘러스였다. 또한 배발생 캘러스는 만개 후 45일된 종자의 접합자배에서 전체 60%가 발생되어 가장 양호하였다. 유도된 배발생 캘러스를 1.0 mg/L 2,4-D와 0.1 mg/L BAP가 혼합처리된 MS 배지에서 4주 간격으로 계대배양하여 구형 또는 심장형으로 발달한 체세포배를 얻을 수 있었고, 이들 체세포배는 식물생장조절제가 첨가되지 않은 MS 배지에서 배양하여 정상적인 자엽을 갖는 체세포배를 얻을 수 있었다. 이들 체세포배들은 배지의 종류에 따라 발아율은 0~49%로 맡은 차이를 보였으나, 식물생장조절제가 첨가되지 않은 1/2 MS 배지에서 49%의 발아율을 보여 가장 양호하게 식물체로 재분화되었다.
Aralia elata is found in mountain areas all over Korean peninsula. Aralia elata is the scientific name for Japanese angelica tree. The tree belongs to the family Araliaceae, commonly known as ginseng family. Bud sprouts from apical shoot tip of the plants are rich in flavor and thus mainly used for both folk medicine and vegetable. The stalks with apical buds are gathered in the early spring and planted in sandy soil or water in the greenhouse. The sprouting buds are then collected and sold as fresh vegetable. Although the plants have been used for food, they have been cultivated in a very small scale. In spring, local farmers just go around mountain areas to search the trees and gather the stalks as much as they get and sell them to the market. No conservation efforts have been made to stop the exploitation or to save the dwindling population. We tried to provide local farmers with the plants that may be used as an alternative to stalks from wild populations. This will bel! p conserve the wild populations. However, it is hard to propagate them either by conventional cuttings or by seed germination in a short period of time. Mass propagation using tissue culture systems have shown a great promise with several woody plants. Recently we developed a mass propagation technique via somatic embryogenesis system using mature and/or juvenile explants for Aralia elata. Several factors affecting somatic embryogenesis system including SE(somatic embryo) induction, embryogenic callus proliferation, SE germination, plant regeneration and transplanting to field frill be presented. And some problems arising for the somatic embryogenesis system will be also discussed.
한국자원식물학회 2000년도 제7차 국제 심포지움(생약자원개발에 관한연구) 및 추계정기 학술발표회 초록집
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pp.16-17
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2000
Aralia elata is found in mountain areas all over Korean peninsula. Aralia elata is the scientific name for Japanese angelica tree. The tree belongs to the family Araliaceae, commonly known as ginseng family. Bud sprouts from apical shoot tip of the plants are rich in flavor and thus mainly used for both folk medicine and vegetable. The stalks with apical buds are gathered in the early spring and planted in sandy soil or water in the greenhouse. The sprouting buds are then collected and sold as fresh vegetable. Although the plants have been used for food, they have been cultivated in a very small scale. In spring, local farmers just go around mountain areas to search the trees and gather the stalks as much as they get and sell them to the market. No conservation efforts have been made to stop the exploitation or to save the dwindling population. We tried to provide local farmers with the plants that may be used as an alternative to stalks from wild populations. This will hel! p conserve the wild populations. However, it is hard to propagate them either by conventional cuttings or by seed germination in a short period of time. Mass propagation using tissue culture systems have shown a great promise with several woody plants. Recently we developed a mass propagation technique via somatic embryogenesis system using mature and/ or juvenile explants for Aralia elata. Several factors affecting somatic embryogenesis system including SE(somatic embryo) induction, embryogenic callus proliferation, SE germination, plant regeneration and transplanting to field will be presented. And some problems arising for the somatic embryogenesis system will be also discussed.lso discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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