고구마 정단분열조직 유래 식물체의 기내 증식에 미치는 배양조건의 영향 Effects of Cultural Conditions on the In Vitro Propagation of Plantlets derived from Apical Meristem in Ipomoea batatas L.원문보기
고구마 품종 '율미'의 정단분열조직을 배양하여 얻은 무병주를 대량증식하여 농가에 보급할 수 있는 고품질 종묘의 생산체계를 확립하기 위해 외마디배양 시 기내증식에 미치는 효과적인 pH 농도, 당의 함량 및 마디의 위치에 따른 생장반응을 조사하였다. 고구마 마디배양에 있어서 pH범위는 비교적 넓은 것으로 보이지만, 유식물체의 생육에 가장 효과적인 pH는 4.8로 나타났다. 당의 함량이 6∼8%인 배지에서 식물체의 초장, 근장, 마디수, 엽면적, 생체중 및 건물중 등 생장반응이 가장 양호하였고 당의 함량이 6∼8%보다 낮거나 높으면 비례적인 감소를 보였다. 정단분열조직을 포함하는 마디의 생장반응만이 다른 마디를 배양한 결과보다 양호하였고 그 외의 마디 배양간에는 큰 차이가 없었으므로 대량생산의 경우 경정조직을 포함한 마디를 제외하고 배양하면 균일한 묘를 동시에 대량으로 확보할 수 있었다. 결론적으로 고구마 외마디 배양을 통한 기내증식에 있어서 배지의 pH 농도는 4.8, sugar 함량은 6∼8%에서 가장 효과적이었고, 마디위치에 따른 배양에서는 생장점을 포함한 첫 번째 마디의 생육이 가장 우수하였으며, 그 외의 마디간에 생장반응은 큰 차이가 없었다.
고구마 품종 '율미'의 정단분열조직을 배양하여 얻은 무병주를 대량증식하여 농가에 보급할 수 있는 고품질 종묘의 생산체계를 확립하기 위해 외마디배양 시 기내증식에 미치는 효과적인 pH 농도, 당의 함량 및 마디의 위치에 따른 생장반응을 조사하였다. 고구마 마디배양에 있어서 pH범위는 비교적 넓은 것으로 보이지만, 유식물체의 생육에 가장 효과적인 pH는 4.8로 나타났다. 당의 함량이 6∼8%인 배지에서 식물체의 초장, 근장, 마디수, 엽면적, 생체중 및 건물중 등 생장반응이 가장 양호하였고 당의 함량이 6∼8%보다 낮거나 높으면 비례적인 감소를 보였다. 정단분열조직을 포함하는 마디의 생장반응만이 다른 마디를 배양한 결과보다 양호하였고 그 외의 마디 배양간에는 큰 차이가 없었으므로 대량생산의 경우 경정조직을 포함한 마디를 제외하고 배양하면 균일한 묘를 동시에 대량으로 확보할 수 있었다. 결론적으로 고구마 외마디 배양을 통한 기내증식에 있어서 배지의 pH 농도는 4.8, sugar 함량은 6∼8%에서 가장 효과적이었고, 마디위치에 따른 배양에서는 생장점을 포함한 첫 번째 마디의 생육이 가장 우수하였으며, 그 외의 마디간에 생장반응은 큰 차이가 없었다.
Sweet potato is a crop vegetatively propagated by vine cuttings, an ineffective method for maintaining pathogene-free stock plants. As an alternative method, single-node cultures of virus-free plantlets derived from apical meristem in sweet potato (cv. Yulmi) was examined. Effective pH range, sugar ...
Sweet potato is a crop vegetatively propagated by vine cuttings, an ineffective method for maintaining pathogene-free stock plants. As an alternative method, single-node cultures of virus-free plantlets derived from apical meristem in sweet potato (cv. Yulmi) was examined. Effective pH range, sugar concentration and nodal order were investigated to establish an in vitro mass propagation system with high quality virus-free stock plantlets to farmhouse. Although the plantlets grew at wide range of pH, the most effective pH of the medium was 4.8 in single-node cultures. High sugar concentration of 60∼80 g/L resulted in increased growth response in shoot length, root length, number of node, leaf area and fresh and dry weight of shoot and root, whereas reducing sugar contents below 6% was showed reduced growth response. The first node including meristem tip was the best for the rapid growth of plantlets and the other nodes also showed a very similar growth response. Uniform plantlet can be obtained massively at the same time by culture of single node except for the first node including meristem tip. In conclusion, the most effective pH range and sugar concentration of medium for the growth of plantlets via single-node cultures was 4.8, 60∼80 g/L respectively. The first node was the best for the rapid propagation of plantlets in nodal order.
Sweet potato is a crop vegetatively propagated by vine cuttings, an ineffective method for maintaining pathogene-free stock plants. As an alternative method, single-node cultures of virus-free plantlets derived from apical meristem in sweet potato (cv. Yulmi) was examined. Effective pH range, sugar concentration and nodal order were investigated to establish an in vitro mass propagation system with high quality virus-free stock plantlets to farmhouse. Although the plantlets grew at wide range of pH, the most effective pH of the medium was 4.8 in single-node cultures. High sugar concentration of 60∼80 g/L resulted in increased growth response in shoot length, root length, number of node, leaf area and fresh and dry weight of shoot and root, whereas reducing sugar contents below 6% was showed reduced growth response. The first node including meristem tip was the best for the rapid growth of plantlets and the other nodes also showed a very similar growth response. Uniform plantlet can be obtained massively at the same time by culture of single node except for the first node including meristem tip. In conclusion, the most effective pH range and sugar concentration of medium for the growth of plantlets via single-node cultures was 4.8, 60∼80 g/L respectively. The first node was the best for the rapid propagation of plantlets in nodal order.
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문제 정의
본 연구에서는 고구마의 정단분열조직을 배양하여 얻은 기내 무병주를 이용하여 외마디배양을 통해 고품질의 묘를 효율적이며 비용절감 차원에서 대량증식하여 농가에 보급할 수 있는 생산체계를 확립하기 위한 방법으로 기내배양시 증식에 미치는 pH 농도, 당의 함량 및 마디위치에 따른 생장 반응을 조사하였다.
제안 방법
배양조건은 28℃ 생장상에서 PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density)60/zM 의 광조건으로 1일 16시간 광 8시간 암상태에서 1개월간 배양하였다. pH 농도에 따른 효과는 백설탕 (삼양사 제품) 3%에 pH를 4.3〜6.3까지 0.5씩 차이를 두었으며, 당의 함량에 따른 반응은 pH 5.8에 백설탕을 1 〜10%로 조정하였으며, 재료로 사용된 마디는 생장점 부위를 포함한 정단부를 제외한 부분만을 사용하였다. 고구마 마디의 배양효율에 미치는 정아우세성을 조사하기 위해 백설탕 3%, pH 5.
8에 백설탕을 1 〜10%로 조정하였으며, 재료로 사용된 마디는 생장점 부위를 포함한 정단부를 제외한 부분만을 사용하였다. 고구마 마디의 배양효율에 미치는 정아우세성을 조사하기 위해 백설탕 3%, pH 5.8로 조정한 후 정단부를 포함하는 가장 윗부분를 기준으로 차례로 7마디까지 총 8마디를 치상하였다. 생장반응은 배양 30일 후초장, 근장, 마디수, 엽면적, 경엽과 뿌리의 생체중 및 건물중을 비교하였다.
고구마 품종 '율미 의 정단분열조직을 배양하여 얻은 무병 주를 대량증식하여 농가에 보급할 수 있는 고품질 종묘의 생산체계를 확립하기 위해 외마디배양 시 기내증식에 미치는 효과적인 pH 농도, 당의 함량 및 마디의 위치에 따른 생장 반응을 조사하였다. 고구마 마디배양에 있어서 pH범위는 비교적 넓은 것으로 보이지만, 유식물체의 생육에 가장 효과적인 pH는 4.
당의 함량에 따른 배양효과는 배양종묘의 단가를 저하시키는 하나의 방법으로 값비싼 시약용 sucrose를 사용하지 않고 시판하는 백설탕을 사용하였다. 배지의 당 함량에 따른 생육정도를 배양 30일 후 조사한 결과 (Figure 2), 백설탕 1%에서는 다소 황변하고 왜소하여 초장이 0.
9%로 조정하였다. 배양조건은 28℃ 생장상에서 PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density)60/zM 의 광조건으로 1일 16시간 광 8시간 암상태에서 1개월간 배양하였다. pH 농도에 따른 효과는 백설탕 (삼양사 제품) 3%에 pH를 4.
8로 조정한 후 정단부를 포함하는 가장 윗부분를 기준으로 차례로 7마디까지 총 8마디를 치상하였다. 생장반응은 배양 30일 후초장, 근장, 마디수, 엽면적, 경엽과 뿌리의 생체중 및 건물중을 비교하였다. 통계처리는 Window용 SAS 6.
대상 데이터
고구마 (품종 율미)의 정단분열조직을 배양하여 유도한 무병 주를 기내에서 유지하면서 소식물체의 마디를 약 5 mm 내외의 크기로 1마디씩 잘라 배양재료로 사용하였다. 배지는MS (Murashige and Skoog 1962) 기본배지에 NAA 0.
크기로 1마디씩 잘라 배양재료로 사용하였다. 배지는MS (Murashige and Skoog 1962) 기본배지에 NAA 0.5mg/L를 첨가하고 한천 0.9%로 조정하였다. 배양조건은 28℃ 생장상에서 PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density)60/zM 의 광조건으로 1일 16시간 광 8시간 암상태에서 1개월간 배양하였다.
성능/효과
정단분열조직을 포함하는 마디의 생장반응만이 다른 마디를 배양한 결과보다 양호하였고 그 외의 마디 배양간에는 큰 차이가 없었으므로 대량생산의 경우 경정조직을 포함한 마디를 제외하고 배양하면 균일한 묘를 동시에 대량으로 확보할 수 있었다. 결론적으로 고구마 외마디 배양을 통한 기내증식에 있어서 배지의 pH 농도는 4.8, sugar 함량은 6〜8%에서 가장 효과적이었고, 마디위치에 따른 배양에서는 생장점을 포함한 첫 번째 마디의 생육이 가장 우수하였으며, 그 외의 마디간에 생장반응은 큰 차이가 없었다.
0에서 양호하였다 (Paek and Chun 1985). 고구마 마디배 양에 있어서 pH 범위는 비교적 넓은 것으로 보이지만, 유식물체의 생육에 가장 효과적인 pH는 4.8로 나타났다. 이와 같은 결과는 고구마가 산성토양에 강하며 비교적 넓은 범위의 pH에서도 잘 자라는재배적 특성과 관계가 깊다고 생각된다.
0에서 양호하였다 (Paek and Chun 1985). 고구마 마디배 양에 있어서 pH 범위는 비교적 넓은 것으로 보이지만, 유식물체의 생육에 가장 효과적인 pH는 4.8로 나타났다. 이와 같은 결과는 고구마가 산성토양에 강하며 비교적 넓은 범위의 pH에서도 잘 자라는재배적 특성과 관계가 깊다고 생각된다.
기내에서 배양되고 있는 고구마 유식물체의 마디배양에서 배지의 pH 농도에 따른 생장량을 조사한 결과 (Table 1), 식물체의 초장은 pH 4.8에서 5.2 cm로 가장 컸으며, pH 6.3에서 3.6 cm로 가장 적게 나타나 유의성이 인정되었다. 뿌리 길이는 pH 4.
8로 나타났다. 당의 함량이 6〜8%인 배지에서 식물체의 초장, 근장, 마디수, 엽면적, 생체중 및 건물중 등 생장 반응이 가장 양호하였고 당의 함량이 6〜8%보다 낮거나 높으면 비례적인 감소를 보였다. 정단분열조직을 포함하는 마디의 생장반응만이 다른 마디를 배양한 결과보다 양호하였고 그 외의 마디 배양간에는 큰 차이가 없었으므로 대량생산의 경우 경정조직을 포함한 마디를 제외하고 배양하면 균일한 묘를 동시에 대량으로 확보할 수 있었다.
8을 제외한 배지간에는 유의적인 차이가 없었다. 또한 절간수에 있어서도 pH4.8에서 7.9 개로 가장 많은 절간수를 보였으나, pH 4.3~5.3 범위의 배지 간에 차이가 크지는 않았고 pH 5.8 이상에서는 감소되었다. 엽면적, 초장과 뿌리의 생체중 및 신초의 건물중에 있어서도 pH 4.
백설탕을 사용하였다. 배지의 당 함량에 따른 생육정도를 배양 30일 후 조사한 결과 (Figure 2), 백설탕 1%에서는 다소 황변하고 왜소하여 초장이 0.9 cm에 불과하였으나 농도가 증가할수록 유의적으로 증가하여 6%에서는 6.7 cm로가장 길었고 그 이상의 농도에서는 다시 감소하기 시작하여 10%에서는 2.2 cm로 급격히 감소하였다. 뿌리의 길이도 초장과 비슷한 반응을 보여 8%에서 11.
5% 또는 2%로 낮아질수록 뿌리와 절간 수가 줄었다고 하였고, 또한 카네이션과 토마토의 기내 소식물체의 생장에 있어서 sucrose 함량의 감소는 생장을 억제시키는 데효과가 있었다 (Schnapp and Preece 1986). 백설탕 함량이 6〜8%인 배지에서 식물체의 초장, 근장, 마디수, 엽면적, 생체 중 및 건물중 등 모든 생장반응이 우수하였고 당함량이 6〜 8%보다 감소할수록 생장반응이 줄어들었다.
본 실험에서 정단분열조직을 포함하는 첫번째 마디의 생장 반응이 두 번째 이후의 마디를 배양한 결과보다 양호하였을 뿐 다른 마디간에는 큰 차이가 없으므로 우량 종묘의 기내 대량증식 시 정단조직을 포함하는 마디를 제외하고 각각의 배양하면 균일한 묘를 동시에 대량으로 확보할 수 있다고 생각된다.
4 cn?로 백설탕의 함량이 낮아질수록 엽면적도 줄어들었다. 신초의 생체중과 건물중에 있어서도 백설탕 6-8% 배지에서 가장 좋았고 당함량이 낮아질수록 줄어들었다. 뿌리의 생체중과 건물중에 있어서 1〜5%에서 상당히 낮았고 고함유 배지에서 높게 나타났다.
8 이상에서는 감소되었다. 엽면적, 초장과 뿌리의 생체중 및 신초의 건물중에 있어서도 pH 4.8구에서 가장 높은 수치를 보였으나, 다른 배지 간과의 유의성은 인정되지 않았다. 그러나 뿌리 건물중은 pH 4.
외마디배양을 통한 증식방법에서 마디 위치별 배양효율을 조사하기 위해 생장점을 포함하는 가장 윗부분을 기준하여차례로 7마디까지 총 8부분을 치상한 결과 경정조직을 포함하는 가장 윗부분만이 초장, 마디 수, 엽면적, 생체중과 건물 중 등 대부분의 생장반응에서 유의적인 증가를 보였다. 나머지 두 번째 마디부터 기부에 이르는 8번째 마디의 배양에서는 가장 윗부분의 2, 3번째 마디에서 다소 생장반응이 양호하였으나 초장을 제외한 다른 형질간에는 유의차가 인정되지 않았다 (Table 2).
당의 함량이 6〜8%인 배지에서 식물체의 초장, 근장, 마디수, 엽면적, 생체중 및 건물중 등 생장 반응이 가장 양호하였고 당의 함량이 6〜8%보다 낮거나 높으면 비례적인 감소를 보였다. 정단분열조직을 포함하는 마디의 생장반응만이 다른 마디를 배양한 결과보다 양호하였고 그 외의 마디 배양간에는 큰 차이가 없었으므로 대량생산의 경우 경정조직을 포함한 마디를 제외하고 배양하면 균일한 묘를 동시에 대량으로 확보할 수 있었다. 결론적으로 고구마 외마디 배양을 통한 기내증식에 있어서 배지의 pH 농도는 4.
참고문헌 (13)
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