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문제 정의
- 1998) 갯기름나물에 대한 연구는 현재까지 보고되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 온난하고, 해안 습지나 갯벌에 자생하기 때문에 서식처가 제한되어 있는 갯기름나물의 유용물질 이용에 대한 연구에 선행하여 기내배양을 통한 재분화와 대량증식에 대한 기반연구를 확립하고자 하였다.
제안 방법
- 기내배양을 통하여 발생한 일차 체세포배를 0.1-1 mg/L 의 NAA와 2, 4-D가 첨가된 MS 고체배지에 배양하여 조사하였다. 2, 4-D 처리시는 농도가 높아짐에 따라 캘러스화가 진행되어 이차 체세포배의 발생이 감소하였으나, NAA 처리 구에서는 다수의 이차 체세포배 (Figure.
- 기내에서 발생된 체세포배로부터 이차 체세포배의 발생을 위하여 0.1 ~1 mg/L의 NAA와 2, 4-D를 첨가한 MS배지에 20 mL씩 petridish 당 10개의 자엽시기의 체세포배를 3회 반복으로 치상하고, 4주간 명배양하여 이차 체세포배의 발생률을 조사하였으며, 기내배양을 통하여 발생된 체세포배는 호르몬이 첨가되지 않은 MS기본배지로 계대배양하였다.
- 2 기압에서 15분간 멸균하여 1회용 petri-dish에 각각 20 mL씩 분주하였다. 배 양온도는 25±1℃ 에서 8주간 암배양하여 체세포배 발생률과 부정아 발생률을 조사하였다.
- 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.
- 잎과 엽병 절편은 각 petridish에 10개씩을 3반복으로 치상하였으며, 배지는 3% sucrose와 0.8% 한천 및 여러가지 농도 (0, 0.1, 0.5, 1, 2, 5, 10 mg/L)의 1 -Naphthaleneacetic acid (NAA), 2, 4-Dichlorophenoxyacetic acid (2, 4-D) 및 Benzyladenine (BA)가 단독 또는 혼합 첨가된 MS 기본배지 (Murashige and Skoog 1962)를 사용하였으며, 배지의 pH는 5.8로 조정한 후, 121G 1.2 기압에서 15분간 멸균하여 1회용 petri-dish에 각각 20 mL씩 분주하였다. 배 양온도는 25±1℃ 에서 8주간 암배양하여 체세포배 발생률과 부정아 발생률을 조사하였다.
- 체세포배 발생과 기관 발생 과정을 2, 4-D (0.1 ~5 mg/L)와 NAA (0.1 ~5 mg/L) 의 단독처리 및 BA (0.1 ~10 mg/L) 와의조합 처리하여 조사하였다. 그 결과 2, 4-D보다는 NAA가 모든 처리 농도에서 체세포배 형성률이 높았으며, BA와의 혼용처리에서도 2.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 갯기름나물 (Pencedanitm japonicum Thunb)은 전남대학교 약초원에서 재배 중인 50 cm 높이 의식물체를 3월 중순에 채취하여 잎과 엽병을 70% 에탄올에서 2분간, 3% sodium hypochlorite 용액에서 7분간 표면살균 후 멸균수로 3회 세척하고 잎은 0.5 X 0.5 cm의 크기로, 엽병은 약 1 cm의 길이로 잘라서 사용하였다
성능/효과
- 1A). 2, 4-D 단독 및 BA와의 조합처리에서 캘러스의 발생 및 생장이 양호하였고, 반면에 NAA 단독 및 BA와의 조합 처리에서는 캘러스는 발생하였으나 생장이 더디었고, 첨가되는 NAA 의 농도가 1 mg/L 이상 첨가된 처리구에서는 캘러스의 발생과 함께 다량의 부정근이 발달하였으며, 첨가된 BA의 농도가 높을수록 캘러스의 발생, 생장 및 부정근의 발생과는 반비례 관계를 나타내었다. 절편체의 종류에 따른 캘러스의 유도는 잎 절편체보다는 엽병의 절편에서 캘러스의 발생이 좋았다 (데이터 미제시).
- 1-1 mg/L 의 NAA와 2, 4-D가 첨가된 MS 고체배지에 배양하여 조사하였다. 2, 4-D 처리시는 농도가 높아짐에 따라 캘러스화가 진행되어 이차 체세포배의 발생이 감소하였으나, NAA 처리 구에서는 다수의 이차 체세포배 (Figure. II)가 발생하였으며 0.2 mg/L 처리에서 이차 체세포배의 발생률이 91%로 가장 높았다 (Table 2). 배 발생한 일차 체세포배를 0.
- 1 ~10 mg/L) 와의조합 처리하여 조사하였다. 그 결과 2, 4-D보다는 NAA가 모든 처리 농도에서 체세포배 형성률이 높았으며, BA와의 혼용처리에서도 2.5 mg/L NAA와 0.5 mg/L BA가 조합 첨가된 처리 구에서 가장 높은 빈도의 체세포배 형성률 (75%)을 나타내었다. 또한, NAA가 1 mg/L 이상 (1 ~5 mg/L)과 10 mg/L BA가 조합 첨가된 처리구에서는 체세포배 발생 과정은 관찰되지 않았고 기관 발생만 나타났다 (Table 1).
- 5 mg/L BA가 조합 첨가된 처리 구에서 가장 높은 빈도의 체세포배 형성률 (75%)을 나타내었다. 또한, NAA가 1 mg/L 이상 (1 ~5 mg/L)과 10 mg/L BA가 조합 첨가된 처리구에서는 체세포배 발생 과정은 관찰되지 않았고 기관 발생만 나타났다 (Table 1).
- IF). 발생한 체세포배의 대부분은 2개의 자엽을 갖는 전형적인 접합자배 (zygotic embryo) 의 모습을 보였으나, 자엽 이 융합된 나팔모양 (jar shape)이나, 자엽의 수가 1 개, 3개, 4개나 5개인 비정상적인 배의 발생도 관찰되었고, 자엽이 융합된 나팔 모양 (jar shape)이나 1개인 경우에는 완전한 식물체로의 발달이 어려웠으나 2개, 3개 4개의 자엽을 갖는 체세포 배는 완전한 식물체로 발달하였다.
- 이상의 실험결과로 갯기름나물의 잎과 엽병의 절편 체로부터 직접 체세포배 발생뿐만 아니라 캘러스를 통한 간접 체세포배 발생과 직접 부정아 발생, 또한 캘러스를 통한 간접 부정아 발생 등, 조직배양을 통한 일련의 재분화 과정이 확인되었다. 따라서 본 연구를 통하여 갯기름나물이 함유하는 유용성분의 함량과 생합성 부위 규명 등을 위한 기초자료로서 효율적인 체세포 배발생 및 기관분화를 이룰 수 있는 기내 배양조건의 확립이 가능하였고, 이를 토대로 coumarin 유도체와 nodakenetin 등의 생산 및 생합성 부위의 규명을 위한 연구가 연속될 수 있을 것으로 사료된다.
- 2, 4-D 단독 및 BA와의 조합처리에서 캘러스의 발생 및 생장이 양호하였고, 반면에 NAA 단독 및 BA와의 조합 처리에서는 캘러스는 발생하였으나 생장이 더디었고, 첨가되는 NAA 의 농도가 1 mg/L 이상 첨가된 처리구에서는 캘러스의 발생과 함께 다량의 부정근이 발달하였으며, 첨가된 BA의 농도가 높을수록 캘러스의 발생, 생장 및 부정근의 발생과는 반비례 관계를 나타내었다. 절편체의 종류에 따른 캘러스의 유도는 잎 절편체보다는 엽병의 절편에서 캘러스의 발생이 좋았다 (데이터 미제시).
- 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 발생 양상은 구형, 심장형, 어뢰형을 거쳐 자엽 단계로 발달하여 전형적 인접 합자 배의 모습으로 발달하였다.
후속연구
- 따라서 본 연구를 통하여 갯기름나물이 함유하는 유용성분의 함량과 생합성 부위 규명 등을 위한 기초자료로서 효율적인 체세포 배발생 및 기관분화를 이룰 수 있는 기내 배양조건의 확립이 가능하였고, 이를 토대로 coumarin 유도체와 nodakenetin 등의 생산 및 생합성 부위의 규명을 위한 연구가 연속될 수 있을 것으로 사료된다.
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