[논문]세포 배양을 통한 가시오갈피(Eleutherococcus senticosus) 묘목의 대량 생산 시스템 개발

한정연; 최용의

doi:10.5010/jpb.2003.30.2.167

세포 배양을 통한 가시오갈피(Eleutherococcus senticosus) 묘목의 대량 생산 시스템 개발
Mass Production of Eleutherococcus senticosus Plants through in vitro Cell Culture 원문보기

식물생명공학회지 = Korean journal of plant biotechnology, v.30 no.2, 2003년, pp.167 - 172

한정연 (인삼산업연구센터) , 최용의 (중앙대학교)

Abstract ▼ AI-Helper

Immature zygotic embryos of Eleutherococcus senticosus seeds matured rapidly within one month when the seeds comprising zygotic embryos were pieced to small size and cultured on 1/2 MS medium. Frequency of somatic embryos formation was declined rapidly when the zygotic embryos germinated and grew to plantlets. Embryogenic cells were induced by consecutive subculture of somatic embryos on MS medium with 1.0mg/L2,4-D. After heart-shaped somatic embryos were induced by suspension culture, these embryos were plated onto petri dish to support maturation of embryos. Germination of embryos occurred on medium with 5mg/L GA$_3$and transferred to culture bowl to stimulate the further growth. Frequency of soil survival of plantlets was influenced by soil mixture (perlite and peatmoss). The suitable combination of perlite and peatmoss was 1:5, and the soil survival rate was 78% after 4 months. The soil transferred plantlets were over-wintered in field condition after defoliation. New year sprouting of plants was achieved successfully and they grew to adult plants. These results indicate that the systematic procecure of plant production in E. senticosus for micro propagation.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

1999ab). 가시오갈피 종자의 발아만을 위해 최소 약 6개월 이상의 층적처리를 하여주어야 한다고보고 되어 있는데 QsodaandShoji l994), 본 연구에서는 가시오갈피의 종자로부터 단기간에 접합자배의 성숙을 유도하여 이들로부터 배발생 세포주를 유도하는 방법을 개발하였다.
목생산의 시스템 중 가장 중요한 토양 순화의 기술 개발이 이루어지지 않았었다. 따라서 본 연구에서는 가시오갈피를 세포 배양 공정에 중점을 두고 효율적으로 배를 유도하여 토양순화를 성공적으로 수행하였으며 가시오갈피 묘목을 대량생산하는 시스템을 개발하였다.
본 연구의 가장 큰 목적은 배양묘의 순화 및 묘목 생산을 목적으로 하였기 때문에 배의 생산 효율보다 건실한 배를 얻기 위해서 일단 액체 배지가 첨가된 250 mL 삼각플라스크에서 어뢰형 단계의 배를 유도하였다. 액체배지를 신선한 액체배지로 갈아준 다음 약 lmL씩 고체배지에 플레이팅하는 것이 자엽단계의 배로 성숙시키는 것이 가장 이상적이라고 판단되었다 (Figure 1D).

제안 방법

수세하였다.가시오갈피 종자를 그대로 배양하거나, 가시오갈피의 종자를 여러 크기로 횡단하여 접합자배가 포함된 부위를 1/2로 희석시킨 MS (Murashige and Skoog 1962) 고체 배지 (0.25%gelnte)에 옮겨 2개월 배양한 후 접합자배의 절단 크기에 따론 배의 성숙을 조사하였다.
가시오갈피의 체세포배를 Choi 등 (1999a)이 제시한 바와 같이 1.0mg/L2.4D가 첨가된 MS 고체 배지에 연속적으로 배양하여 배발생 캘러스를 유도하였다. 배발생 캘러스가 유도된 후 이들 캘러스를 고체 또는 액체 배지에 옮겨 증식시켰는데 고체 배지의 경우는 일회용 페트리디쉬 (10×2cm)를 사용하였다.
0 mg/L2,4-D가 첨가된 배발생 배지에 배양했을 경우 체세포배의 발생률이 접합자배의 발아가 진행되고 식물체로 생장됨에 따라 급감되었다. 배발생 세포주의 유도는 1.0mg/L2,4-D)가 첨가된 MS배지에서 유도된 체세포배의 연속적인 계대 배양을 통해 유도한 다음 2,4-D가 제거된 MS고체 또는 액체 배지에 배양하여 배를 유도하였다. 액체 배양의 경우 심장형 단계의 이후부터는 페트리디쉬상에서 배양하여야 배축의 신장이 양호한 배를 얻을 수 있었다.
생장단계가 다론 종자유래 가시오갈피 (성숙한 배, 발아중의 유식믈, 발아된 소 식물체)를 약 2mm의 크기로 횡으로 절단하여 1.0mg/L2,4-D가 첨가된 MS 고체 배지 (0.8% agar+3% sucrose)에 옮겨 약 2달 후에 배의 유도율을 조사하였다. 배양용기는 10×2cm 일회용 플라스틱 용기에 배양하였고 이때 분주한 배지는 pH 5.
자엽단계의 체세포배를 발아시키기 위해서 5mg/L GA₃가 첨가된 고체배지(페트리디쉬)에 옮겼으며 약 1달 경과한 후 채생된 식물체를 식믈 생상조절제를 제서한 1/2MS 고체배지가 단긴 가우즈 용기에 옮겨 생육시켰다.
다음 4개월 동안 토양 생존률을 조사하였다. 한편 계절별로 생산된 가시오갈피 식물체를 (9월, 10월, 11월, 12월) perlite와 peatmoss 비율을 5 : 1로 달리한 배양용기에 옮겨 순화시킨 후 노지에 노출시킨 다음 이듬해 새순의 출현률을 조사하였다.
한편 어린 식물체를 perlite와 peatmoss 의 비율을 1 : 1, 3 : 1, 5 : 1로 각각 달리한 플라스틱 용기 (20×15cm)에 옮겨 순화시킨 다음 4개월 동안 토양 생존률을 조사하였다. 한편 계절별로 생산된 가시오갈피 식물체를 (9월, 10월, 11월, 12월) perlite와 peatmoss 비율을 5 : 1로 달리한 배양용기에 옮겨 순화시킨 후 노지에 노출시킨 다음 이듬해 새순의 출현률을 조사하였다.

대상 데이터

액체 배양의 경우 심장형 단계의 이후부터는 페트리디쉬상에서 배양하여야 배축의 신장이 양호한 배를 얻을 수 있었다. 배의 발아는 5mg/LGA₃가 첨가된 배지에 옮겨 준 경우 이루어졌으며 발아된 어린 식믈체는 플라스틱 배양용기에서 생육시켰다.식물체의 토양순화를 위해 perlite와 peatmoss의 배합 비율을 달리한 경우 이들 배합 비율에 따라 토양 생존률의 차이가 높았으며 툭히 perlite 와 peatmoss 배합비율이 5:1이 가장 이상적이었으며 4개월 후 최종 생존률은 78%였다.
함백산에서 채 취한 가시오갈피 (Eleutherococcus senticosus Maxim) 열매의 과육을 제거하고 나서 종자를 70% EtOH로 1분, l%NaOCl에 1시간 정도 표면살균한 후 멸균된 증류수로 3회 수세하였다.가시오갈피 종자를 그대로 배양하거나, 가시오갈피의 종자를 여러 크기로 횡단하여 접합자배가 포함된 부위를 1/2로 희석시킨 MS (Murashige and Skoog 1962) 고체 배지 (0.

성능/효과

그러나 가시오갈피 종자 전체를 상처를 주지 않고 배양한 경우는 발아가 진행되는 속도가 종자 발아시층적 처리하는 경우와 같이 매우 느려 약 수개월 걸리거나 발아가 되지 않았다. 가시오갈피를 1/2로 절단 1/3로 절단 및 1/4로 절단한 후 접합자배가 포함된 부분을 MS 기본 배지에 배양한 결과 배유가 포함된 부분이 적으면 적을수록 접합자 배의 생장이 빨랐다 (Table 1). 이 결과는 가시오갈피 종자의 배유 또는 종피에서 배의 발아를 억제하는 믈질이 포함되어있다고 판단되며 주로 휴면유도 및 생장억제에 관련된 ABA 등의 축적이 원인으로 추정된다.
기내에서 자란 소식믈체를 perlite} peatnqss의 배합을 달리하여 소규모 순화용 플라스틱 용기에 옮긴 결과 perlite와 peatmoss의 비율을 5 : 1로 한 경우가 4개월 후까지 약 78%가 생존할 수 있는 가장 높은 순화율을 보였으며 (Figure 1H), perlite와 peatngss의 비율을 1 : 1인 경우는 시간이 진행 될수록 손실이 증가되어 37%로 낮았다 (Table2). 후자의 경우 가장 큰 원인은 순화과정에 있어서 가시오갈피의 뿌리는 수분이 지속적으로 높은 경우 생육에 큰 지장을 주는 것으로 조사되었다.
필요하다. 본 실험에서는 가시오갈피 종자를 절단한 다음 배가 들어있는 종자의 일부만을 절단하여 (일부 배유 포함) l/2Murashige andSkoog(MS)배지에 배양하면 1달 내에 발아 또는 식물체를 얻을 수 있어서 쉽게 배형성 세포주를 얻을 수 있었다. 한편 가시오갈피 종자유래 발아 또는 식물체 절편을 1.
2배 증가함을 밝혔다 (Choi and Jeong 2002a). 본 연구에서는 인위적으로 휴면을 유도시킨 가시오갈피의 기내 보존기간을 조사하여 본 결과 약 6개월 동안 그대로 실험실 온도에서도 방치하여도 생존력이 전혀 감소되지 않음을 확인할 수 있었다 (데이터 미제시). 가시오갈피로부터 발아를 유도하기 위해서는 가시오갈피 배를 5.
1I). 식물체를 순화용 포트에 옮긴 후 2개월 이후에 순화율을 조사한 경우보다 이듬해 새순이 올라오는 비율이 더욱 높았다 (데이터 미제시). 이 결과는 순화되는 동안 지상부잎이 조기에 지더라도 생존되었던 결과로 판단될 수 있었다.
배의 발아는 5mg/LGA₃가 첨가된 배지에 옮겨 준 경우 이루어졌으며 발아된 어린 식믈체는 플라스틱 배양용기에서 생육시켰다.식물체의 토양순화를 위해 perlite와 peatmoss의 배합 비율을 달리한 경우 이들 배합 비율에 따라 토양 생존률의 차이가 높았으며 툭히 perlite 와 peatmoss 배합비율이 5:1이 가장 이상적이었으며 4개월 후 최종 생존률은 78%였다. 토양에 순화된 식물체는 노지 조건에서 겨울을 지나고 성공적으로 새순이 출현되었으며 성숙한 식물체로 생장되었다.
그러나 약 5cm로 자란 식물체의 경우는 모든 부위에서 체세포배의 발생이 이루어지지 않았다 (Table 2). 이 결과는 접합자 배의 발아가 이루어지고 식물체로 생장됨에 따라 배 발생 캘러스의 유도율이 크게 감소됨을 알 수 있었고 가시오갈피의 조직으로부터 체세포배를 유도하기 위해서는 발아 전후의 접합자배을 배양재료로 사용하는 것이 중요한 요소임을 알 수 있었다. 이러한 결과는 인삼의 경우에서도 비슷한 결과를 보였다 (Choiet al.
0mg/LGA₃가 첨가된 MS배지에 옮겨주면 발아되며 (Figure 1F) 1달 내에 어린 식물체로 생장되었다. 페트리디쉬에서 자란 어린 식믈체를 플라스틱 가우즈용기에 옮겨주고 나서 약 1달 경과되면 줄기 및 뿌리의 생장이 잘 이루어져 약 7cm의 크기로 자란 소식믈체를 얻을 수 있었다 (FIgyre 1G).
손실이 증가되어 37%로 낮았다 (Table2). 후자의 경우 가장 큰 원인은 순화과정에 있어서 가시오갈피의 뿌리는 수분이 지속적으로 높은 경우 생육에 큰 지장을 주는 것으로 조사되었다.

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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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