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문제 정의
- 본 연구는 털머위의 조직배양에 의한 기내 대량 증식 체계를 확립하기 위하여, .잎과 잎자루 조직으로부터 캘러스 유도, 식물체 분화 및 발근에 미치는 몇 가지 생장조절제들의 영향을 조사하였다.
제안 방법
- 사용하였다. 5월 초에 어린 잎을 잎자루와 함께 채취하여, 70% 에틸알콜에 30초간 표면 살균 후 0.5% sodium hypoclorite로 20분간 살균하여 멸균수로 4회수세하였다. 멸균된 여지로 잎과 잎자루 표면의 수분을 제거한 다음, 잎은 5 mm2 크기로 잎자루는 표피를 제거 하여 1 mm 두께로 잘라 배양하였다.
- 5, 1, 2 mg/L와 BA를 0, 1, 2 mg/L를각각 혼합한 12종의 배지를 조제하여, 샤레당 20절 편씩 5 반복 치상하였다. 또한 캘러스유도에 미치는 적정 BA 농도를 조사하기 위하여 6월 초에 채취한 어린 잎과 잎자루를, 2 mg/L 2, 4-D와 0, 1, 2, 4 mg/L BA를 혼합한 4종의 배지에 잎은 20절 편, 잎자루는 16절 편씩 4반복치상하였다. 배지의 멸균은 3% sucrose와 0.
- 5, 1 mg/L와 BA 를 0, 1, 2 mg/L를 각각 혼합한 11종의 배지를 조제하여 사용하였으며, 2 mg/L 2, 4-D와 2 mg/L BA를 첨가한 배지에서 유도된 캘러스를 샤레당 20개씩 4반복으로 식물체 분화 배지에 옮겨 식물체 분화를 유도하였다. 배양조건은 25℃에서 약 27 //mol m'2 s'1, 16/8시간 주기로 명배양하였으며, 배양 65일까지의 식물체 분화수를 조사하였다.
- 식물체 분화 배지는 IAA 및 NAA를 0, 0.5, 1 mg/L와 BA 를 0, 1, 2 mg/L를 각각 혼합한 11종의 배지를 조제하여 사용하였으며, 2 mg/L 2, 4-D와 2 mg/L BA를 첨가한 배지에서 유도된 캘러스를 샤레당 20개씩 4반복으로 식물체 분화 배지에 옮겨 식물체 분화를 유도하였다. 배양조건은 25℃에서 약 27 //mol m'2 s'1, 16/8시간 주기로 명배양하였으며, 배양 65일까지의 식물체 분화수를 조사하였다.
- 3~4매의 잎이 발달한 소식물체를 초장에 따라 30~40, 50~60, 80-100 mm의 3종류로 구분하여 vermiculite를 넣어 저면 관수한 72공육묘 트레이에 옮겼다. 육묘 트레이를 프라스틱 상자에 넣고 2일간 비닐을 덮어 습도를 유지하였고, 3일째부터 공기순환을 위하여 비닐에 직경 50 mm 구멍을 150 mm 간격으로 뚫어주었으며, 6일째에는 비닐을 제거하여 직사광선이 닿지 않는 그늘에서 2주간 순화 시켜 생존율을 조사한 다음, 화분에 정식 하였다.
- 확립하기 위하여, .잎과 잎자루 조직으로부터 캘러스 유도, 식물체 분화 및 발근에 미치는 몇 가지 생장조절제들의 영향을 조사하였다.
- 8로 조절하여 087x15 mm 샤레에 20 mL씩 분주하였다. 치상이 끝난 샤레는 랩으로 밀봉하여, 25℃에서 암배양하였으며, 배양 30일째 에 캘러스 유도율을 조사하였다.
- 멸균된 여지로 잎과 잎자루 표면의 수분을 제거한 다음, 잎은 5 mm2 크기로 잎자루는 표피를 제거 하여 1 mm 두께로 잘라 배양하였다. 캘러스유도배지는 MS (Murashige and Skoog 1962) 배지에 2, 4-D와 NAA< 각각 0, 0.5, 1, 2 mg/L와 BA를 0, 1, 2 mg/L를각각 혼합한 12종의 배지를 조제하여, 샤레당 20절 편씩 5 반복 치상하였다. 또한 캘러스유도에 미치는 적정 BA 농도를 조사하기 위하여 6월 초에 채취한 어린 잎과 잎자루를, 2 mg/L 2, 4-D와 0, 1, 2, 4 mg/L BA를 혼합한 4종의 배지에 잎은 20절 편, 잎자루는 16절 편씩 4반복치상하였다.
- 털머위의 조직 배양에 의한 식물체의 기내 미세 증식을 위하여, 잎과 잎자루 조직으로부터 캘러스유도 및 식물체 분화에 미치는 몇 가지 생장조절제들의 영향을 조사하였다. 캘러스 유도 및 생장은 잎과 잎자루 조직 모두 1 ~2mg/L2, 4-D와 1 ~2 mg/L BA의 혼합배지에서 양호하였으며, 치상 조직 간 캘러스 유도율은 비슷하였으나, 캘러스 형성 시기는 잎 절편에서보다 잎자루 조직에서 더 빠르고 왕성하였다.
대상 데이터
- 배양 재료는 원광대학교 포장에 재식한 2년생 털머위를 사용하였다. 5월 초에 어린 잎을 잎자루와 함께 채취하여, 70% 에틸알콜에 30초간 표면 살균 후 0.
성능/효과
- 간혹 뿌리가 먼저 분화되기도 하는데, 뿌리가 먼저 분화된 캘러스는 약 20일 후에야 굵어진 뿌리원기로부터 신초가 형성되었으나, 신초가 먼저 분화된 경우보다 정상식물체로 발달하는데 많은 시간이 걸렸다. 11종의 생장조절 제 조합 중 식물체 분화율은 1 mg/LNAA와 2 mg/L BA를 첨가한 배지에서 가장 높았으며, 절편당 식물체수도 잎과 잎자루 조직에서 각각 1.6개와 1.8개로 가장 많았다. 생장조절 제 무첨가 배지에서는 식물체 분화가 전혀 이루어지지 않았으며, BA 단독 첨가 배지에서도 극히 낮은 식물체 분화율을 보였다.
- 4- D를 기본으로 4수준의 BA 혼합 첨가 배지에서 배양 30일째의 캘러스 유도율을 조사한 결과 (Figure 1), 캘러스 유도율은 잎과 잎자루 조직에서 모두 2 mg/L 2, 4-D와 2 mg/L BA를 첨가 한 배지에서 가장 높았다. 2, 4-D 단독첨가만으로는 캘러스가 거의 유도되지 않았으며, 4 mg/L의 BA 첨가는 캘러스 유도 및 생장을 억제하는 경향을 보였다. 따라서 털머위의 캘러스 유도에 적합한 생장조절 제의 농도는 잎과 잎자루 조직에서 모두 1 ~2 mg/L 2, 4-D와 1 ~2 mg/L BA의 혼합배지가 효과적이었으며, 유도된 캘러스의 생장도 양호하였다 (Figure 2A).
- 캘러스 유도반응이 현저한 차이를 보였다. Auxin이 첨가되지 않은 배지에서는 캘러스유도를 관찰할 수 없었으며,0.5~2.0 mg/L 2, 4-D와 1~2 mg/L BA혼합 첨가배지에서는 91% 이상의 양호한 캘러스유도와 생장을 보였으나, NAA와 BA혼합 첨가 배지에서는 캘러스유도가 관찰되지 않았고 절단 부위에 비대현상만 나타났다. 배양 부위에 따른 캘러스 유도양상도 잎과 잎자루 조직 간에 큰 차이가 없었으나, 잎자루조직에서 더 양호한 캘러스생장을 보였다.
- 효과적이었다. 다아체로부터 충분히 발달된 소식물체를 분리하여 0.5 mg/L IAA를 첨가한 MS 발 근배지에 옮겨 30일간 뿌리를 충분히 발달시킨 다음 (Figure 2E), vermiculite를 이용하여 20일간 순화시킨 결과, 초장 30~40 mm 크기의 식물체 생존율은 87.9%로 조금 낮았으나, 50 mm 이상의 식물체 생존율은 95 ~ 100%로 높았고 (Table 3), 생존한 식물체를 화분에 옮긴 결과 토양에서도 쉽게 활착하였다 (Figure 2F). 다즙 식물인 알로에도 재분화 식물체의 토양 활착률이 vermiculite에서 95%로 높은 반면, perlite에서는 75%로 vermiculite가 활착에 유리하였다고 하여 본 실험과 비슷한 생존율을 얻었다 (Yu et al.
- 2, 4-D 단독첨가만으로는 캘러스가 거의 유도되지 않았으며, 4 mg/L의 BA 첨가는 캘러스 유도 및 생장을 억제하는 경향을 보였다. 따라서 털머위의 캘러스 유도에 적합한 생장조절 제의 농도는 잎과 잎자루 조직에서 모두 1 ~2 mg/L 2, 4-D와 1 ~2 mg/L BA의 혼합배지가 효과적이었으며, 유도된 캘러스의 생장도 양호하였다 (Figure 2A). BA 농도에 따른 치상 조직 간 캘러스 유도율은 비슷하였으나, 캘러스 유도시기 및 생장은 앞의 실험 (Table 1)에서와 같이 잎조직에서 보다 잎자루 조직에서 더 빠르고 왕성하였다.
- 또한 털머위의 캘러스유도를 위한 적정 BA농도를 조사하기 위하여, 캘러스유도 및 생장이 가장 양호하였던 2 mg/L 2.4- D를 기본으로 4수준의 BA 혼합 첨가 배지에서 배양 30일째의 캘러스 유도율을 조사한 결과 (Figure 1), 캘러스 유도율은 잎과 잎자루 조직에서 모두 2 mg/L 2, 4-D와 2 mg/L BA를 첨가 한 배지에서 가장 높았다. 2, 4-D 단독첨가만으로는 캘러스가 거의 유도되지 않았으며, 4 mg/L의 BA 첨가는 캘러스 유도 및 생장을 억제하는 경향을 보였다.
- 0 mg/L 2, 4-D와 1~2 mg/L BA혼합 첨가배지에서는 91% 이상의 양호한 캘러스유도와 생장을 보였으나, NAA와 BA혼합 첨가 배지에서는 캘러스유도가 관찰되지 않았고 절단 부위에 비대현상만 나타났다. 배양 부위에 따른 캘러스 유도양상도 잎과 잎자루 조직 간에 큰 차이가 없었으나, 잎자루조직에서 더 양호한 캘러스생장을 보였다. 특히 0.
- 식물체 분화율은 IAA, NAA와 BA의 혼합배지에서 모두 왕성한 식물체 분화를 보였는데, IAA보다는 NAA첨가배지에서 식물체 분화율 및 절편당 식물체 수가 높게 나타났다. 배양조직 간에도 잎보다는 잎자루조직에서 식물체 분화율 및 절편 당 식물체수가 많았다. 따라서 털머위의 캘러스로부터 식물체 분화를 위한 적정 생장조절제의 농도는 1 mg/L NAA와 2 mg/L BA 혼합배지였다 (Figure 2C).
- 분화된 식물체를 캘러스와 함께 동일 배지에 60일 정도 계대배양 하면 다아체를 형성하여 기내 대량 증식이 가능하였으며 (Figure 2D), IAA보다 NAA 첨가 배지에서 효과적이었다. 다아체로부터 충분히 발달된 소식물체를 분리하여 0.
- 분화된 식물체는 캘러스와 함께 동일 배지에 60일 정도 계대 배양하면 다 아체를 형성하였다. 분화된 유 식물체는 0.5 mg/L IAA를 첨가한 MS배지에 옮겨 30 일간 생육시킨 후, 초장 50 mm 이상의 소식물체를 vermiculite 에서 순화시켰을 때 생존율은 95% 이상으로 높았으며, 토양활착도 잘 되었다.
- 8개로 가장 많았다. 생장조절 제 무첨가 배지에서는 식물체 분화가 전혀 이루어지지 않았으며, BA 단독 첨가 배지에서도 극히 낮은 식물체 분화율을 보였다. 식물체 분화율은 IAA, NAA와 BA의 혼합배지에서 모두 왕성한 식물체 분화를 보였는데, IAA보다는 NAA첨가배지에서 식물체 분화율 및 절편당 식물체 수가 높게 나타났다.
- 식물체 분화에 미치는 생장조절 제의 영향도 식물의 품종이나 배양 부위에 따라 다른 양상을 보이는데, 털머 위에서는 생장조절제를 첨가하지 않은 배지는 식물체 분화가 전혀 이루어지지 않았으며, BA 단독 첨가 배지에서도 극히 낮은 식물체 분화율을 보인 반면, auxin과 BA 혼합배지에서는 높은 식물체 분화율을 보였다. 이러한 경향은 국화, 딸기, 배추에 서도 볼 수 있는데, NAA와 BA 혼합 첨가 배지에서 신초분화가 가장 양호하며, 국화와 딸기의 잎 절편 배양에서는 BA의 첨가 없이 NAA만을 첨가하였을 경우 신초분화가 이루어지지 않는다 (Kaul et al.
- 생장조절 제 무첨가 배지에서는 식물체 분화가 전혀 이루어지지 않았으며, BA 단독 첨가 배지에서도 극히 낮은 식물체 분화율을 보였다. 식물체 분화율은 IAA, NAA와 BA의 혼합배지에서 모두 왕성한 식물체 분화를 보였는데, IAA보다는 NAA첨가배지에서 식물체 분화율 및 절편당 식물체 수가 높게 나타났다. 배양조직 간에도 잎보다는 잎자루조직에서 식물체 분화율 및 절편 당 식물체수가 많았다.
- 캘러스 유도 및 생장은 잎과 잎자루 조직 모두 1 ~2mg/L2, 4-D와 1 ~2 mg/L BA의 혼합배지에서 양호하였으며, 치상 조직 간 캘러스 유도율은 비슷하였으나, 캘러스 형성 시기는 잎 절편에서보다 잎자루 조직에서 더 빠르고 왕성하였다. 캘러스로부터 식물체 분화를 위한 적정 생장조절 제의 농도는 1 mg/L NAA 와 2 ing/L BA 혼합배지였다.
- 털머위의 식물체 분화에 미치는 IAA 및 NAA와 BA의 영향을 조사하기 위하여 11종의 재분화 배지에 계대 배양한 결과 (Table 2), 배양 50일경이 되면 캘러스 조직에서 신초와 뿌리가 발달하였다 (Figure 2B). 간혹 뿌리가 먼저 분화되기도 하는데, 뿌리가 먼저 분화된 캘러스는 약 20일 후에야 굵어진 뿌리원기로부터 신초가 형성되었으나, 신초가 먼저 분화된 경우보다 정상식물체로 발달하는데 많은 시간이 걸렸다.
- 털머위의 잎과 잎자루 절편으로부터 캘러스 유도에 미치는 생장조절제의 영향을 조사한 결과 (Table 1), auxin의 종류에 따라 캘러스 유도반응이 현저한 차이를 보였다. Auxin이 첨가되지 않은 배지에서는 캘러스유도를 관찰할 수 없었으며,0.
- 배양 부위에 따른 캘러스 유도양상도 잎과 잎자루 조직 간에 큰 차이가 없었으나, 잎자루조직에서 더 양호한 캘러스생장을 보였다. 특히 0.5 mg/L 2.4- D와 2 mg/L BA 혼합 첨가 배지에서 잎과 잎자루 조직 간에 캘러스 유도율은 비슷하였으나, 캘러스유도시기 및 생장은 잎자루 조직에서 더 빠르고 왕성한 경향을 보였다.
후속연구
- 1985). 따라서 조직배양을 통한 대 량증식에있어서, 최적 식물체 재분화 체계를 확립하기 위해서는 품종, 배양부위, 생장 조절제의 종류와 농도 등에 따라 식물체 분화양상이 다르므로 상세한 연구가 필요하다고 생각된다. 현재털머의의 배양조직으로부터 캘러스를 통하지 않고, 직접 다아쳬 형성 및 체세포배 형성에 관한 실험이 진행 중이므로 조만간 조:직배양을 이용한 털머위의 기내 대량 증식 체계 확립이 가능할 것으로 생각된다.
- 1998). 또한 본 실험에서는 배양조직 간에 현저한 차이를 보이지 않았으나, 국화에서는 잎보다는 줄기 절편에서 신초 분화가 더 높으며, 잎자루 절편은 신초분화가 극히 저조하고, 엽절편에서 줄기 절편보다 더 높은 auxin이 요구된다. (Kaul et al.
- 따라서 조직배양을 통한 대 량증식에있어서, 최적 식물체 재분화 체계를 확립하기 위해서는 품종, 배양부위, 생장 조절제의 종류와 농도 등에 따라 식물체 분화양상이 다르므로 상세한 연구가 필요하다고 생각된다. 현재털머의의 배양조직으로부터 캘러스를 통하지 않고, 직접 다아쳬 형성 및 체세포배 형성에 관한 실험이 진행 중이므로 조만간 조:직배양을 이용한 털머위의 기내 대량 증식 체계 확립이 가능할 것으로 생각된다.
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