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문제 정의
- 이를 위해서는 우선적으로 효율적인 식물체 재분화 체계가 구죽되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 국내 주요 고구마 품종인 '자미', '율미', 신황미 를 대상으로 정단 및 측아 분열조직 배양에 의한 배발생 캘러스 유도 및 체세포배발생을 통한 고빈도 식물체 재분화 체계를 확립하고자 하였다.
제안 방법
- 2D , 4- 함유 배지에서 유도된 배발생 캘러스로부터 체세포 배를 유도하기 위하여 LS 기본배지에 0.1 mg/L 2, 4-D, 15 g/L sucrose, 4 g/L Gelrite 배지로 옮긴 후 14일 정도 배양한 후에 2, 4-D를 제거한 배지에 계속 배양하였다. 호르몬이 없는 배지에서 발달한 소식물체는 포트 (Vitro Vent Containers, Duchefa)에 옮겨 배양하였다.
- 4종류 고구마 품종을 대상으로 정단분열조직 배양에 의한 배 발생 캘러스 유도, 이들로부터 고빈도의 체세포배발생과 식물체 재분화 체계를 확립하였다 자미, 율미, 신황미 및 화이트 스타의 생장점을 LS 기본배지에 1 mg/L auxin (2, 4-D, picloram, dicamba)가 첨가된 배지에서 배양하였다. 그 결과2D .
- 배발생 캘러스 유도배지에 분열조직을 페트리디쉬 당 10개씩 치상하여 5반복 수행하였다. 배양은 25°C 암소에서 실시하였으며 배양 4주째에 배발생 캘러스의 형성율을 해부현미경하에서 관찰하여 백분율로 나타내었다.
- 치상하여 5반복 수행하였다. 배양은 25°C 암소에서 실시하였으며 배양 4주째에 배발생 캘러스의 형성율을 해부현미경하에서 관찰하여 백분율로 나타내었다.
- 5% 차아염소산나트륨 용액에 15분간 침치한 후 멸균수로 3회 이상 수세하였다. 해부현미경하에서 어린 잎과 엽원기를 제거하고 한 개의 엽원기를 포함한 높이 약 150 “m, 지름 약 350 의 정단분열조직 및 측아의 분열조직을 적출하여 잘린 면이 배지에 닿도록 치상하였다 (Min et al. 1994).
- ; 품종: 율미 신황미 자미. 화이트 스타〕의 정단 혹은 측지를 1 cm 정도 채취하여 100㎕ Tween 20이 첨가된 0.5% 차아염소산나트륨 용액에 15분간 침치한 후 멸균수로 3회 이상 수세하였다. 해부현미경하에서 어린 잎과 엽원기를 제거하고 한 개의 엽원기를 포함한 높이 약 150 “m, 지름 약 350 의 정단분열조직 및 측아의 분열조직을 적출하여 잘린 면이 배지에 닿도록 치상하였다 (Min et al.
대상 데이터
- 4 mg/L thiamine . HC1, 30 g/L sucrose, 4 g/L Gelrite 가 들어가 있는 Linsmaier와 Skoog (LS, 1965) 기본배지에 1 mg/L auxin를 첨가한 배지를 사용하였다. 세종류의 auxin (2, 4-D, pichloram.
- 배발생 캘러스로부터 체세포배발생을 유도하기 위한 실험에서는 유도율이 높았던 2.4-D 첨가 배지에서 형성된 배 발생 캘러스를 이용하였다.4종류 품종의 배발생 캘러스를 먼저 0.
- 본 연구에 사용된 고구마 품종은 식용. 산업용.
- 호르몬이 없는 배지에서 발달한 소식물체는 포트 (Vitro Vent Containers, Duchefa)에 옮겨 배양하였다. 소식물체의 배양은 무기염 성분을 반으로 줄인 1/2 LS 기본배지에 30 g/L sucrose, 4 g/L Gelrite를 첨가한 배지를 사용하였다.
성능/효과
- 4-를 제거한 배지에 계속 배양하였다. 그 결과 4품종 모두에서 배발생 캘러스로의 90% 이상이 체세포배로 발달되었으며 완전한 소식물체로 발달하였다 (Figure 1).
- dicamba)가 첨가된 배지에서 배양하였다. 그 결과2D .4- 첨가 배지에서 가장 높은 빈도로 배발생 캘러스가 유도되었으며, 배양 4주째에 유도된 배발생 캘러스의 빈도는 신황미, 자미, 율미、및 화이트 스타에서 86%, 78%, 76%, 및 80% 를 각각 나타내었다. 2.
- 배양 4주 후에 배 발생 캘러스의 형성률을 조사한 결과 실험에 사용한 4품종 모두2D , 4- 첨가 배지에서 가장 높은 빈도로 배발생 캘러스가 유도되었으며 신황미, 율미, 자미, 및 화이트 스타의 경우 86%, 76%, 78% 및 80%의 빈도를 나타내었다 (Table 1). 반면, picloram과 dicamba의 경우 전반적으로 낮은 빈도의 배 발생 캘러스 유도율을 보였으며 특히 율미에서 가장 낮게 나타났다. 본 연구결과는 2, 4-D 첨가배지에서 6주 배양으로 90% 정도의 유도율을 보인 화이트 스타 혹은 율미 (Liu et al.
- 즉, 배양 2주 후 생장점은 처음보다 2배 이상 부피가 커졌고 3주 후부터는 배발생 캘러스 및 초기 구상형 단계의 체세포 배가 생장점 표면에 형성되었다 (Figure 1). 배양 4주 후에 배 발생 캘러스의 형성률을 조사한 결과 실험에 사용한 4품종 모두2D , 4- 첨가 배지에서 가장 높은 빈도로 배발생 캘러스가 유도되었으며 신황미, 율미, 자미, 및 화이트 스타의 경우 86%, 76%, 78% 및 80%의 빈도를 나타내었다 (Table 1). 반면, picloram과 dicamba의 경우 전반적으로 낮은 빈도의 배 발생 캘러스 유도율을 보였으며 특히 율미에서 가장 낮게 나타났다.
- 반면, picloram과 dicamba의 경우 전반적으로 낮은 빈도의 배 발생 캘러스 유도율을 보였으며 특히 율미에서 가장 낮게 나타났다. 본 연구결과는 2, 4-D 첨가배지에서 6주 배양으로 90% 정도의 유도율을 보인 화이트 스타 혹은 율미 (Liu et al. 1989: Min et al. 1994)에서 보다 약간 낮았지만 이것은 4주 동안 배양하여 얻은 결과에 기인한 것으로 생각되며 1〜2 주 더 배양한 후에는 거의 비슷한 수준의 배발생 캘러스 유도율을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
- 세 종류 auxin 첨가배지에서 형성된 배발생 캘러스는 거의 비슷한 형태를 보였지만 2.4-D 배지에서 유도된 캘러스는 단단하면서 크기가 다소 작은 특징을 보였으며. picloram 및 dicamba가 첨가된 배지에서 형성된 배발생 캘러스보다 생장 속도가 느렸다.
- 식물 생장조절제를 제거한 배지에서 체세포배의 90% 정도는 shoot과 뿌리가 발달한 소식물체로 전환하였으며 4〜5개 이상의 본엽이 자랐을 때 무균처리한 폿트에 옮겨 배양실에서 순화시켰다. 약 2주 동안의 순화과정을 거친 소식물체는 100% 토양 활착률을 나타내었으며 온실에서 정상적으로 식물체로 성장하였다 (Figure 1). 그러나 고구마의 경우 체세포배로부터 발달한 소식물체가 순화처리를 거치지 않고서도 성숙한 식물체로생장하였다 (Min et al.
- 1998). 이와는 달리 본 연구에서는 2.4-D의 농도를 낮춰 준 후 완전히 제거함으로써 효과적으로 체세포배를 유도할 수 있었다. 식물 생장조절제를 제거한 배지에서 체세포배의 90% 정도는 shoot과 뿌리가 발달한 소식물체로 전환하였으며 4〜5개 이상의 본엽이 자랐을 때 무균처리한 폿트에 옮겨 배양실에서 순화시켰다.
- picloram 및 dicamba가 첨가된 배지에서 형성된 배발생 캘러스보다 생장 속도가 느렸다. 한편, 배양중인 생장점은 도중에 갈변되어 생존하지 못하는 것들이 있었는데 모든 품종에서 2.4-D에 비해 picloram과 dicamba 첨가 배지에서 이러한 현상이 두드러졌다 (결과 미제시). 이러한 현상은 생장점 적출과정에서 탈수되었거나 상처를 입었기 때문으로 사료된다 (Min et al.
후속연구
- 4- 첨가 배지에서 가장 높은 빈도로 배발생 캘러스가 유도되었으며, 배양 4주째에 유도된 배발생 캘러스의 빈도는 신황미, 자미, 율미、및 화이트 스타에서 86%, 78%, 76%, 및 80% 를 각각 나타내었다. 2.4-D 첨가 배지에서 얻어진 배발생 캘러스를 2.4-D를 제거한 배지로 옮겨 주어 체세포배를 유도하였으며, 이 체세포배의 90% 이상이 완전한 식물체로 발달하였다 이러한 결과는 정단분열조직 배양으로부터의 체세포 배 발생 방법이 광범위한 고구마 품종에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 분자육종을 통한 신기능성 고구마 품종개발에 효율적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 1989). 그러나 고구마의 체세포배발생에 의한 식물체 재분화는 소수의 품종에 한정되어 있어 형질전환 (Prakashand Varadarajan 1992: Newell et al. 1995), 대량증식 (Zhenget al. 1996) 및 유전형질 보존 등에 매우 유용한 기술로 이용되기 위해서는 보다 심도있는 연구가 요구된다.
- 또한 최근 들어 심각하게 나빠지는 환경에 대비하여 복합스트레스에 저항성을 가지는 고구마 품종을 개발할 필요가 대두되었다. 따라서 고염, 건조, 저온 스트레스 등의 복합 스트레스에 저항성을 지닌 품종을 개발하기 위해서는 국내 주요 품종을 대상으로 확립된 고빈도의 식물체 재분화 방법이 형질전환 식물체 개발에 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 전망된다.
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