[논문]조직배양에 의한 씨마늘의 상업적 생산

남상일; 박주현; 최종인; 권기석; 엄정식

doi:10.5010/jpb.2002.29.3.171

조직배양에 의한 씨마늘의 상업적 생산
Commercial Production of Seed Garlic by Tissue Culture Technique 원문보기

식물생명공학회지 = Korean journal of plant biotechnology, v.29 no.3, 2002년, pp.171 - 177

남상일 (동양물산기업(주) 중앙기술연구소) , 박주현 (동양물산기업(주) 중앙기술연구소) , 최종인 (동양물산기업(주) 중앙기술연구소) , 권기석 (동양물산기업(주) 중앙기술연구소) , 엄정식 (동양물산기업(주) 중앙기술연구소)

초록
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동양물산 중앙기술연구소에서 개발한 다신초 (multiple shoot)증식기술을 이용하면 1회 계대배양으로 신초의 수가 약 15배 증가하고 1년에 10회의 계대배양이 가능하므로 계산상 1개의 신초로부터 5,700억 개 (1510)의 신초 생산이 가능하므로 유전적으로 동질의 씨마늘을 단기간에 대량증식시키는 것이 가능하다. 이러한 기술을 우수한 형질을 가진 마늘종에 적용하여 현재 국내·외 여러 지역에서 적응성 및 안정적 생산성 검정 시험을 수행하여 산업화 진입을 준비하는 단계에까지 도달하였다. 수년에 걸친 검정시험 결과 조직배양 씨마늘을 이용할 경우 최대 50%이상의 증수효과는 물론 상품성이 증대되는 효과도 확인하여 우리나라 마늘산업의 국제경쟁력을 향상시키고 농민 소득 증대에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 조직배양을 통해 대량생산된 무병주 씨마늘을 농가 위탁, 계약재배 등을 통해 증식하여 실수요 농가에 보급하는 체계를 갖추게 된다면 타 주요작물에 비해 상대적으로 미진한 종구 보급체계도 확립될 수 있을 것이다. 더불어 국제경쟁력을 갖춘 기술력, 원가 등을 기반으로 국내뿐만 아니라 일본, 미국 등 국외지역에도 공급지역을 확대할 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

We, Tong Yang Moolsan Co. Ltd. (TYM) set up the mass-production system for virus-free seed garlic via tissue culture technique. TYM's tissue culture technique is called as 'Multiple shoot propagation technique' This technique can lead mass propagation of genetically homogeneous seed garlic in a short period because of its highly proliferation rate of in vitro shoots (15/sup 10//year). TYM researchers applied the technique to some selected garlic cultivars with superior characteristics and carried out field test of productivity in the inside and outside of the country for several years. According to the yearly results of field test with virus-free seed garlic, we ascertained that virus-free seed garlic can produce the highly yield increase (max. above 50%) and also can enhance the product quality. Consequently, we estimated that TYM's seed garlic will contribute to farmers with increase of income and can elevate the national position of garlic market in the world for its competitive power of technical and production cost.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

조직배양을 통해 생산된 기내소구를 씨마늘로 이용시 발생하는 초기 발아율 저하와 활착에 상당한 기간이 필요하게 되는 등의 단점을 극복하기 위해 지속적으로 다신초화가 진행되는 것을 정지시키고 하나의 신초로서 분리시켜 토양에 직접 식재하여 재배하는 시스템을 개발하는 연구를 수행하게 되었다.

제안 방법

다신초로부터 단신초 (single shoot)를 유도하기 위하여 배지 조성 변화, 호르몬 첨가, 배양단계의 조절 등을 통해 하나의 petri-dish에 치상한 5개의 shoot clumps로부터 15개 이상의 단신 초를 생산하는 배양시스템을 확립하였다. 이러한 배양시스템을 이용하여 2(X)1년 현재 동양물산 중앙기술연구소가 보유하고 있는 약 10평 규모의 배양실에서 생산한 30만 개의 단신 초를 포장에 식재하여 조직배양 1세대 씨마늘을 생산하였고, 이 과정에서 식재된 신초의 활착률을 80% 이상 확보할 수 있는 순화법을 개발하였다
생산하는 배양시스템을 확립하였다. 이러한 배양시스템을 이용하여 2(X)1년 현재 동양물산 중앙기술연구소가 보유하고 있는 약 10평 규모의 배양실에서 생산한 30만 개의 단신 초를 포장에 식재하여 조직배양 1세대 씨마늘을 생산하였고, 이 과정에서 식재된 신초의 활착률을 80% 이상 확보할 수 있는 순화법을 개발하였다

성능/효과

국내뿐만 아니라 해외 진출 가능성을 살펴보기 위해 일본 아오모리 지역에는 1999년 가을, 미국 캘리포니아 지역에는 2000년 가을부터 동양물산 중앙기술연구소에서 생산한 조직배양 씨마늘을 보급하여 적응성 및 생산성 검정을 수행한 결과 생산성에 있어서 오히려 국내에서보다 월등한 성적을 나타내었고 (Table 2, Table 3, Table 4), 마늘 품질에 주요 지표가 되는 인편 수도 6~7쪽인 것으로 확인되어 상품성 또한 뛰어난 것으로 평가되었다 (Figure 8). 또한 현지에서 생산 .
국내에서의 시험 결과 난지형, 한지형 마늘재배 지역 모두에서 조직배양 2년차 씨마늘이 현지재배 마늘 대비 28%~ 32%의 증수효과를 보여 일반적으로 조직배양 효과가 가장 큰 것으로 알려진 조직배양 3년차 씨마늘을 재배할 경우 그 증수 효과는 50% 이상이 될 것으로 예상된다. (Table 1).
이러한 기술을 우수한 형질을 가진 마늘종에 적용하여 현재 국내·외 여러 지역에서 적응성 및 안정적 생산성 검정 시험을 수행하여 산업화 진입을 준비하는 단계에까지 도달하였다. 수년에 걸친 검정시험 결과 조직배양 씨 마늘을 이용할 경우 최대 50% 이상의 증수효과는 물론 상품성이 증대되는 효과도 확인하여 우리나라 마늘산업의 국제경쟁력을 향상시키고 농민 소득 증대에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 조직배양을 통해 대량생산된 무병 주 씨 마늘을 농가 위탁, 계약재배 등을 통해 증식하여 실수요 농가에 보급하는 체계를 갖추게 된다면 타 주요작물에 비해 상대적으로 미진한 종구 보급체계도 확립될 수 있을 것이다.
분석을 수행하여 왔다. 이러한 분석 결과는 실제 상업적으로 대량생산된 무병주 씨마늘을 농가에 보급할 경우 예상되는 투입 생산비 대비 소득증대 효과 등을 예측하는 주요 지표로 활용될 수 있는 것으로 현재까지의 분석 결과 무병 주 씨마늘을 이용할 경우 3개년 평균 최대 81.3%까지 (1999년 한지형 마늘 기준) 농가소득 증대 효과가 있을 것으로 예상하고 있다. (Table 5, Table 6).
이상과 같은 기내소구 생산시스템은 소규모 생산에 그쳤던 기존의 방법의 한계를 극복할 수 있게된 것으로서 일례로 쓰미또모 화학에서 개발한 방법이 전체 27주 동안에 4회의 계대배양을 통해 128배 증식되어 한달 평균 약 2.5배의 증식률을 보였던 것과 비교하여 볼 때 (Nagakubo et al. 1993), 당 동양물산 중앙기술연구소에서 개발한 방법으로는 매 5주마다 약 15배의 증식률을 보여 상대적으로 월등히 적은 노동력, 시간 및 경비로 씨마늘 대량생산이 가능하게 된 것이다.

후속연구

또한 조직배양을 통해 대량생산된 무병 주 씨 마늘을 농가 위탁, 계약재배 등을 통해 증식하여 실수요 농가에 보급하는 체계를 갖추게 된다면 타 주요작물에 비해 상대적으로 미진한 종구 보급체계도 확립될 수 있을 것이다. 더불어 국제경쟁력을 갖춘 기술력, 원가 등을 기반으로 국내뿐만 아니라 일본, 미국 등 국외지역에도 공급지역을 확대할 수 있을 것으로 기대된다.
또한 국내뿐만 아니라 해외진출 가능성이 높아짐에 따라 생산성뿐만 아니라 virus control 등 품질 인증 체계에 관련된 연구, 생산원가절감에 대한 연구 등도 함께 지속적으로 진행하여 무병주 씨마늘 보급지역이 해외지역에까지 확대된다면 국내 마늘산업의 국제경쟁력은 한층 제고될 것이다.
수년에 걸친 검정시험 결과 조직배양 씨 마늘을 이용할 경우 최대 50% 이상의 증수효과는 물론 상품성이 증대되는 효과도 확인하여 우리나라 마늘산업의 국제경쟁력을 향상시키고 농민 소득 증대에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 조직배양을 통해 대량생산된 무병 주 씨 마늘을 농가 위탁, 계약재배 등을 통해 증식하여 실수요 농가에 보급하는 체계를 갖추게 된다면 타 주요작물에 비해 상대적으로 미진한 종구 보급체계도 확립될 수 있을 것이다. 더불어 국제경쟁력을 갖춘 기술력, 원가 등을 기반으로 국내뿐만 아니라 일본, 미국 등 국외지역에도 공급지역을 확대할 수 있을 것으로 기대된다.
(Table 1). 또한 증수 효과뿐만 아니라 판매가격에 절대적인 영향을 미치는 수확물의 상품성에 있어서도 조직배양 2년차 씨마늘 재배 결과 60g 이상 되는 특상품(한지형 마늘 기준) 마늘의 전체 수확물에서 차지하는 비중이 약 20%에까지 이르는 것으로 나타나 농가 소득 증대에 실제적으로 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. (Figure 7).
또한 고품질의 무병주 씨마늘을 생산하기 위해서는 효율적으로 충실 한신초를 육성하는 기술개발 못지 않게 기내 식물체로부터 단구를 생산하기 위한 기술개발 또한 필수적이다. 즉, 조직배양 마늘의 산업화를 성공시키기 위해서는 조직배양 과정에서의 비용 절감뿐만 아니라 조직배양 식물체의 효율적인 순화법 개발, 養球기술, 조직배양 마늘에 적합한 재배 작형과 재배법 개발 등과 같은 포장단계에서의 다각적인 연구가 필요하다.
(Figure 9). 현재 이러한 생산성 검정시험 결과를 바탕으로 재배 적지로 판단되는 몇 지역을 선정할 수 있게 되었으며, 이들 지역에 전문 생산농가나 단지를 육성하여 안정적인 무병주 씨 마늘공급이 이루어진다면 체계적인 씨마늘 공급체계가 확립될 수 있을 것으로 판단된다. (Figure 10).

참고문헌 (8)

Kida T, Hayashi T, Oosumi C (1989) Preparation of plant body. Japan patent #JP-3160935-A
Mirghis E, Mirghis R, Sectorul A I (1989) Prodedeu de inmultire rapida a usturoiului. Roumania patent #Ro-96914-A
Nagakubo T, Nagasawa A, Ohkawa H (1993) Micropropagation of garlic through in vitro bulblet formation. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 32:175-183

상세보기
Tong Yang Moolsan Co., Ltd. (1997) Method for producing virusfree seed garlic sing tissue culture technique. Korea patent #134140
Tong Yang Moolsan Co., Ltd. (1998) Process for mass producing virus free microbulbs of garlic throughout plant tissue culture technique. Spain patent # 950239
Tong Yang Moolsan Co., Ltd. (2001) Method for producing microbulbs of Garlic (Allium sativum L.) in vitro. U.S patent #US 6,265,21781
Yoshida K, Sato H, Ohashi S (1989) Multiplication of large amount of plant of genus Allium. Japan patent #JP-2200131-A
김재왕 (2001) 마늘수입동향과 대응방안, 우량마늘 종구생산 및 보급방안 학술세미나 자료. 안동대학교 농업과학기술연구소. pp 29-42

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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