줄기기저부절편조직을 이용한 호접란 조직배양묘 생산 체계를 확립하기 위하여 원괴체 유도와 원괴체 증식의 조건을 구명하고자 하였다. 치상조직별 원괴체 유도 성공률을 비교한 결과 줄기기저부절편조직에서 약 45％의 높은 성공률을 나타내었고 다음은 화경액아 배양으로 약 30％ 정도의 성공률을 나타낸 반면 근단, 화경절간절편, 화경엽, 성숙엽의 경우에는 성공률이 1％ 미만으로 매우 낮았다. 품종별 원괴체의 유도능력에서의 차이를 알아보기 위하여 11개 품종에서 줄기기저부 절편배양을 한 결과 백색계 와 핑크계품종 모두에서 30％이상의 높은 원괴체 성공률을 나타내었다. 줄기기저부배양에서 줄기기저부를 절단하지 않고 천체조직을 치상하였을 경우 거대 원괴체가 유도되었는데 이 거대 원괴체는 진한 녹색으로 보통 원괴체의 3∼5배 정도 이상 큰 것으로 나타났다. 이 거대 원괴체를 증식하기 위해 절단하여 증식배지에 치상하였으나 새로 나온 원괴체는 정상적인 크기의 PLB로 유도되었다. 줄기저부배양에서 얻어낸 원괴체들은 증식과정을 거쳐 정상적인 조직배양묘를 형성하였다 그러므로 이 방법은 호접란 클론묘생산에 쓰일 수 있는 효율적이고 실용적인 방법의 하나라고 판단되었다. 그리고 줄기기저부 절편배양을 이용하여 원괴체를 유도 증식하고 플라스크묘를 만든 뒤 다시 그 묘의 줄기기저부절편을 이용하여 원괴체를 유도 증식하고 플라스크묘를 만들어내는 시스템에 응용함으로써 무한수의 조직배양묘를 연속적으로 생산할 수 있다는 체계가 제시되었다.
줄기기저부절편조직을 이용한 호접란 조직배양묘 생산 체계를 확립하기 위하여 원괴체 유도와 원괴체 증식의 조건을 구명하고자 하였다. 치상조직별 원괴체 유도 성공률을 비교한 결과 줄기기저부절편조직에서 약 45％의 높은 성공률을 나타내었고 다음은 화경액아 배양으로 약 30％ 정도의 성공률을 나타낸 반면 근단, 화경절간절편, 화경엽, 성숙엽의 경우에는 성공률이 1％ 미만으로 매우 낮았다. 품종별 원괴체의 유도능력에서의 차이를 알아보기 위하여 11개 품종에서 줄기기저부 절편배양을 한 결과 백색계 와 핑크계품종 모두에서 30％이상의 높은 원괴체 성공률을 나타내었다. 줄기기저부배양에서 줄기기저부를 절단하지 않고 천체조직을 치상하였을 경우 거대 원괴체가 유도되었는데 이 거대 원괴체는 진한 녹색으로 보통 원괴체의 3∼5배 정도 이상 큰 것으로 나타났다. 이 거대 원괴체를 증식하기 위해 절단하여 증식배지에 치상하였으나 새로 나온 원괴체는 정상적인 크기의 PLB로 유도되었다. 줄기저부배양에서 얻어낸 원괴체들은 증식과정을 거쳐 정상적인 조직배양묘를 형성하였다 그러므로 이 방법은 호접란 클론묘생산에 쓰일 수 있는 효율적이고 실용적인 방법의 하나라고 판단되었다. 그리고 줄기기저부 절편배양을 이용하여 원괴체를 유도 증식하고 플라스크묘를 만든 뒤 다시 그 묘의 줄기기저부절편을 이용하여 원괴체를 유도 증식하고 플라스크묘를 만들어내는 시스템에 응용함으로써 무한수의 조직배양묘를 연속적으로 생산할 수 있다는 체계가 제시되었다.
This study was conducted to establish a practical masspropagation system of Phalaenopsis clones from basal shoot segments. The frequency of PLB (protocorm like body) induction was compared with various explants. Basal shoot segments showed the most successful result of 45％, while root tips, stalk no...
This study was conducted to establish a practical masspropagation system of Phalaenopsis clones from basal shoot segments. The frequency of PLB (protocorm like body) induction was compared with various explants. Basal shoot segments showed the most successful result of 45％, while root tips, stalk node segments, stalk leaves and mature leaves represented low frequency (below 5％). The PLB induction ratio in the culture of basal shoot segments was examined with 11 different Phalaenopsis varieties, and the majority of varieties, including pink flower lines, showed an about 30％ rate of PLB formation. Especially, when whole basal shoot parts without cutting were inoculated onto PLB induction medium, giant PLB was induced from explant. This giant PLB was green color and big in size compared with normal PLB. When dissected giant PLB segments inoculated onto PLB multiplication medium, only normal size of PLBs were induced from them. PLBs induced by basal shoot culture were transferred onto proliferation medium and then shooting medium, from which normal plants were formed. Therefore, this culture method is considered as effective and practical protocol for Phalaenopsis mericlone production. In addition, it is suggested that clones of an infinite number can be produced consecutively by this culture system through repeated cycles of PLB induction and proliferation using the basal shoot segment of flask plant.
This study was conducted to establish a practical masspropagation system of Phalaenopsis clones from basal shoot segments. The frequency of PLB (protocorm like body) induction was compared with various explants. Basal shoot segments showed the most successful result of 45％, while root tips, stalk node segments, stalk leaves and mature leaves represented low frequency (below 5％). The PLB induction ratio in the culture of basal shoot segments was examined with 11 different Phalaenopsis varieties, and the majority of varieties, including pink flower lines, showed an about 30％ rate of PLB formation. Especially, when whole basal shoot parts without cutting were inoculated onto PLB induction medium, giant PLB was induced from explant. This giant PLB was green color and big in size compared with normal PLB. When dissected giant PLB segments inoculated onto PLB multiplication medium, only normal size of PLBs were induced from them. PLBs induced by basal shoot culture were transferred onto proliferation medium and then shooting medium, from which normal plants were formed. Therefore, this culture method is considered as effective and practical protocol for Phalaenopsis mericlone production. In addition, it is suggested that clones of an infinite number can be produced consecutively by this culture system through repeated cycles of PLB induction and proliferation using the basal shoot segment of flask plant.
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문제 정의
본 실험에서는 효율적이고 성공률이 높으면서도 조직배양 농가가 쉽게 적용할 수 있는 원괴체 유도방법과 기술을 개발하여 새로운 호접란 우량클론묘 생산기술 시스템을 확립하고자 하였다.
이런 예비실험결과를 근거로 줄기기저부 조직의 원괴체유도 성공률을 다른 치상조직과 비교해서 분석하기 위해 실험을 수행하였다. 플라스크식물의 성숙엽을 배양한 경우 원괴체유도에 완전히 실패하였고 화경엽, 근단 화경절간 절편체의 경우도 성공률이 5% 정도나 그 미만으로 매우 낮은 것으로 나타났다 (Table 1).
줄기기저부절편조직을 이용한 호접란 조직배양묘 생산 체계를 확립하기 위하여 원괴체 유도와 원괴체 증식의 조건을 구명하고자 하였다. 치상조직별 원괴체 유도 성공률을 비교한 결과 줄기기저부절편조직에서 약 45%의 높은 성공률을 나타내었고 다음은 화경액아 배양으로 약 30% 정도의 성공율을나타낸 반면 근단, 화경절간절편, 화경엽, 성숙엽의 경우에는 성공률이 1% 미만으로 매우 낮았다.
제안 방법
보통 화경배양에서 얻어진 화경액아 유래 유식물체에서 화경엽과 뿌리를 잘라내 화경엽배양과 근단배양에 이용하고 남는 줄기부분은 다시 심어 재차 신초와 뿌리를 재생하여 이용하는데 사용하거나 그냥 버리게 되는 경우가 많다. 그러나 이 줄기의 밑부분은 생장점 조직을 포함하고 있어 분화력이 매우 높을 것이라는 데 착안하여 줄기기저부 배양을 시도하였다. 줄기기저부부분을 두 개 또는 네 개의 절편으로 나누어 원괴체유도배지에 치상한 결과 불과 2개월만에 매우 충실한 원괴체가 발생되는 것을 관찰하였다 (Figure 1).
생장조절제농도가 화경배양에 미치는 효과를 알아보기 위해 BA 0, 0.1, 1, 5, 10, 15 mg/L를 각각 MS (Murashige andSkoogl962)에 배지에 첨가하여 하나의 액아를 포함시킨 화경 마디를 치상하였고 치상한 지 80일 이후에 화경엽 발생 유무를 관찰하였다. 배양배지는 pH 5.
생장조절제와 광환경이 화경엽분화에 미치는 영향을 알아보기 위하여 식물생장조절제인 BA 0, 0.1, 1, 5, 10, 15 mg/L를각각 MS배지에 첨가하여 화경액아를 포함하는 화경마디를 각각 치상하였고 치상한 지 80일 후에 화경 엽 형성율, 휴면아발생율을 조사하였다. 액아로부터 정상적인 신초의 유기는 BA l.
배지에 치상하였다. 원괴체 증식에 사용된 배지는 초기증식에는 VW에 coconut water (150 mML)가 첨가된 배지를 사용하였고 어느 정도 원괴체 증식수가 많아지면 Hyponex에 potato extract (50 ml/L)와 apple extract (50 ml/L)가 들어간 배지조합에 원괴체 절편을 치상하여 두 달 후부터 원괴체 증식율을 조사하였다. 증식된 원괴체는 조직배양묘를 형성시키기 위해 Hyponex 에 potato extract (50 ml/L)와 banana extract (50ml/L)가 첨가된 배지에 옮겼으며 신초와 뿌리를 유도하여 변이체가 아닌 정상적인 식물체로 성장하는지를 관찰하였다.
원괴체유도율에 있어 품종간 차이를 알아보기 위하여 재배품종 11종류를 선택하여 줄기기저부를 절취하고 코코넛밀크 150ml/L가 첨가된 VW배지에 치상하여 80일 이후에 원괴체유도율을 조사하였다. VW 배지는 pH를 5.
있다. 줄기기저부배양이 다른 조직에 비해 원괴체 유도성공율이 매우 높은 것으로 나타났으나 품종간의 원괴체유도성공율을 비교하기 위해 11개의 품종을 이용하여 줄기기 저부조직을 절취하여 원괴체를 유도하는 시험을 수행하였다. 그 결과 백화홍심계, 백화적심계 그리고 핑크계에서 모두 30% 이상의 매우 높은 성공률을 나타냈으며 (Table2) 이는 줄기기 저부배양이 다른 타방법에 비해 클론묘생산에 적합하고 매우 우수한 방법이 될 수 있는 것으로 판단되었다.
그러나 이 줄기의 밑부분은 생장점 조직을 포함하고 있어 분화력이 매우 높을 것이라는 데 착안하여 줄기기저부 배양을 시도하였다. 줄기기저부부분을 두 개 또는 네 개의 절편으로 나누어 원괴체유도배지에 치상한 결과 불과 2개월만에 매우 충실한 원괴체가 발생되는 것을 관찰하였다 (Figure 1).
그러나 줄기기저부 덩어리를 통째로 치상한 경우에 거대원괴체가 발생된 반면, 이 줄기기저부를 몇 개의 절편으로 잘라 치상한 경우에는 보통 크기의 작은 원괴체가 발생하는 것으로 볼 때 거대 원괴체 발생은 절편체 크기와 영양공급에 관련이 있는 것으로 판단되었다. 줄기기저부에서 유도된 거대원괴체가 정상 크기의 원괴체보다 증식효율이 높은지 비교하기 위해 거대 원괴체를 선택하여 생장점 부위를 잘라내고 3 등분하여 3개의 절편체를 치상하였다. 치상한 절편 중 맨 밑부분의 1/3 절편에서는 원괴체 유도가 이루어지지 않았고 윗부분의 두 절편에서는 각각 10개 내외의 정상적인 크기의 원괴체가 유도되었다.
줄기기저부에서 유도된 충실한 정상 원괴체를 골라 생장점 부위를 제거하고 수직으로 2등분한 원괴체 절편을 원괴체 증식용 배지에 치상하였다. 원괴체 증식에 사용된 배지는 초기증식에는 VW에 coconut water (150 mML)가 첨가된 배지를 사용하였고 어느 정도 원괴체 증식수가 많아지면 Hyponex에 potato extract (50 ml/L)와 apple extract (50 ml/L)가 들어간 배지조합에 원괴체 절편을 치상하여 두 달 후부터 원괴체 증식율을 조사하였다.
원괴체 증식에 사용된 배지는 초기증식에는 VW에 coconut water (150 mML)가 첨가된 배지를 사용하였고 어느 정도 원괴체 증식수가 많아지면 Hyponex에 potato extract (50 ml/L)와 apple extract (50 ml/L)가 들어간 배지조합에 원괴체 절편을 치상하여 두 달 후부터 원괴체 증식율을 조사하였다. 증식된 원괴체는 조직배양묘를 형성시키기 위해 Hyponex 에 potato extract (50 ml/L)와 banana extract (50ml/L)가 첨가된 배지에 옮겼으며 신초와 뿌리를 유도하여 변이체가 아닌 정상적인 식물체로 성장하는지를 관찰하였다.
치상부위별 원괴체유도 성공률을 비교하기 위해 근단, 화경엽, 성숙엽, 화경절편, 화경액아 줄기기저부등의 조직을 다른 생장조절제 없이 코코넛밀크 150 ml/L가 첨가된 VW (Vacin and Went 1949)배지 에 치상하여 원괴 체 유도율을 조사하였다. VW 배지는 pH를 5.
1996). 호접란의 경우에도 종류에 따라 과도한 페놀물질의 발생과 축적으로 치상 한조직이 고사하는 경우가 많으므로 탈지면을 이용한 액체 정치배양의 효과를 한천이 첨가된 고체배양과 비교 실험하였다. 한천을 이용한 고체배지 보다 탈지면 액체 정치배양이 원괴체증식 효율면에서 더 우수한 결과를 보여주었다 (Figure 3).
대상 데이터
Quevedo Sierra Vasquez, Dtps. White Castle Amado Vasquez 등의 품종이 사용되었다. 화경, 화경엽 화경절간 절편체, 액아배양에 사용된 조직은 화경에서 채취하여 사용하였고, 성숙엽, 줄기기저부, 근단배양에 사용된 조직은 플라스크식물체를 이용하여 획득하였다.
White Castle Amado Vasquez 등의 품종이 사용되었다. 화경, 화경엽 화경절간 절편체, 액아배양에 사용된 조직은 화경에서 채취하여 사용하였고, 성숙엽, 줄기기저부, 근단배양에 사용된 조직은 플라스크식물체를 이용하여 획득하였다.
성능/효과
줄기기저부배양이 다른 조직에 비해 원괴체 유도성공율이 매우 높은 것으로 나타났으나 품종간의 원괴체유도성공율을 비교하기 위해 11개의 품종을 이용하여 줄기기 저부조직을 절취하여 원괴체를 유도하는 시험을 수행하였다. 그 결과 백화홍심계, 백화적심계 그리고 핑크계에서 모두 30% 이상의 매우 높은 성공률을 나타냈으며 (Table2) 이는 줄기기 저부배양이 다른 타방법에 비해 클론묘생산에 적합하고 매우 우수한 방법이 될 수 있는 것으로 판단되었다. 또한 줄기기 저부배양은 생장점을 적취하기 위하여 현미경하에서 까다로운 작업을 해야하는 것과는 달리 줄기밑부분을 잘라내 두 조각 또는 네 조각으로 절단하여 치상하는 단순한 방법으로 조직배양 농가에서 누구나 적용하기 쉬워 앞으로 조직배양묘생산에 아주 유용한 방법이 되리라 판단되었다.
치상한 절편 중 맨 밑부분의 1/3 절편에서는 원괴체 유도가 이루어지지 않았고 윗부분의 두 절편에서는 각각 10개 내외의 정상적인 크기의 원괴체가 유도되었다. 그러므로 거대 원괴체의 증식효율은 정상적인 원괴체의 경우와 크게 다르지 않았으며 원괴체가 크다고 해서 많은 수의 원괴체가 유도되는 것이 아닌 것으로 판단되었다. 또한 거대원괴체에서 유도된 새로운 원괴체들이 크기가 정상적인 것으로 봐서 거대원괴체의 발생은 배양과정중의 다배체 유도를 통해 일어난 유전적 변이가 아니라고 판단되었다.
그러므로 거대 원괴체의 증식효율은 정상적인 원괴체의 경우와 크게 다르지 않았으며 원괴체가 크다고 해서 많은 수의 원괴체가 유도되는 것이 아닌 것으로 판단되었다. 또한 거대원괴체에서 유도된 새로운 원괴체들이 크기가 정상적인 것으로 봐서 거대원괴체의 발생은 배양과정중의 다배체 유도를 통해 일어난 유전적 변이가 아니라고 판단되었다.
그 결과 백화홍심계, 백화적심계 그리고 핑크계에서 모두 30% 이상의 매우 높은 성공률을 나타냈으며 (Table2) 이는 줄기기 저부배양이 다른 타방법에 비해 클론묘생산에 적합하고 매우 우수한 방법이 될 수 있는 것으로 판단되었다. 또한 줄기기 저부배양은 생장점을 적취하기 위하여 현미경하에서 까다로운 작업을 해야하는 것과는 달리 줄기밑부분을 잘라내 두 조각 또는 네 조각으로 절단하여 치상하는 단순한 방법으로 조직배양 농가에서 누구나 적용하기 쉬워 앞으로 조직배양묘생산에 아주 유용한 방법이 되리라 판단되었다.
1998). 많은 종류의 원괴체 증식용배지에서의 원괴체 증식효율을 2년 가까이 비교 분석한 결과 원괴체 증식에 적합한 배지를 나름대로 선발하게 되었다 즉, 새로 막 유기된 원괴체가 증식을 시작할때는 VW에 coconut water (150 ml/L)7j- 첨가된 배지가 무난한것으로 판단되었으며 이 배지에서 어느정도 증식된 상태의 PLB를 대량증식하기 위한 배지로는 Hyponex에 사과 (50 ml/L) +감자 (50ml/L)가 첨가된 증식배지가 변이률을 줄일 수 있고 가장 우수한 것으로 나타났다. 그리고 조직절편의 치상시 많이 발생되는 페놀물질의 축적을 줄이는 방법으로 액체배양을 하는 경우가 있다.
하였다. 치상조직별 원괴체 유도 성공률을 비교한 결과 줄기기저부절편조직에서 약 45%의 높은 성공률을 나타내었고 다음은 화경액아 배양으로 약 30% 정도의 성공율을나타낸 반면 근단, 화경절간절편, 화경엽, 성숙엽의 경우에는 성공률이 1% 미만으로 매우 낮았다. 품종별 원괴체의 유도능력에서의 차이를 알아보기 위하여 11개 품종에서 줄기기저부절편배양을 한 결과 백색계 와 핑크계품종 모두에서 30% 이상의 높은 원괴체 성공률을 나타내었다.
치상조직별 원괴체 유도 성공률을 비교한 결과 줄기기저부절편조직에서 약 45%의 높은 성공률을 나타내었고 다음은 화경액아 배양으로 약 30% 정도의 성공율을나타낸 반면 근단, 화경절간절편, 화경엽, 성숙엽의 경우에는 성공률이 1% 미만으로 매우 낮았다. 품종별 원괴체의 유도능력에서의 차이를 알아보기 위하여 11개 품종에서 줄기기저부절편배양을 한 결과 백색계 와 핑크계품종 모두에서 30% 이상의 높은 원괴체 성공률을 나타내었다. 줄기기저부배양에서 줄기기저부를 절단하지 않고 천체조직을 치상하였을 경우 거대 원괴체가 유도되었는데 이 거대 원괴체는 진한 녹색으로 보통 원괴체의 3~5배 정도 이상 큰 것으로 나타났다.
수행하였다. 플라스크식물의 성숙엽을 배양한 경우 원괴체유도에 완전히 실패하였고 화경엽, 근단 화경절간 절편체의 경우도 성공률이 5% 정도나 그 미만으로 매우 낮은 것으로 나타났다 (Table 1). 그러나 줄기기저부와 액아배양에서는 다른 조직에 비해 높은 유도율을 나타내었다.
후속연구
1996). 줄기기저부조직은 생장점을 포함하고 있어 분화력이 매우 높을 것으로 사료되는 바 줄기기 저부배양이 신초대량증식에 의한 클론묘의 연속생산 시스템개발에도 매우 유용한 방법으로 활용될 수 있으리라 판단된다.
그러나 줄기기저부와 액아배양에서는 다른 조직에 비해 높은 유도율을 나타내었다. 특히 줄기기저부배양 방법은 백색계통은 50%, 핑크계 45% 내외의 높은 성공률을 나타낸 것은 특기할만한 사항이었고 이런 결과는 줄기기저부를 이용한 배양방법이 새로운 조직배양묘 생산방법으로 실용화할 수 있으리라 판단되었다.
참고문헌 (13)
Duan JX, Chen H, Yazawa S (1996) In vitro propagation of PhaLaenopsis via culture of cytokinin-induced nodes. J Plant Growth Regul 15: 133-137
lchihashi S (1992) Micropropagation of Phalaenopsis through the culture of lateral buds from young flower stalks. Lindleyana 7: 208-215
Intuwong O, Sagawa Y (1974) Clonal propagation of Phalaenopsis by shoot tip culture. Amer Orchid Soc Bull 43: 893-895
Kobayashi M, Komatuda M, Yonai S (1991) Studies on the vegetative propagation of Phalaenopsis through root tip culture. Abstr Japan Soc Hort Sci 59: 664-665
Lin CC (1986) In vitro culture of flower stalk internodes of Phalaenopsis and Doritaenopsis. Undleyana 1: 158-163
Murashige T, Skoog F (1962) A revised medium for rapid growth and bioassays with tabacco tissue culture. Physiol Plant 15: 473-497
Park MJ, Park SJ, Kim DH (1998) Effect of medium composition on Phalaenopsis micropropagation using lateral buds from flower stalks. Kor J Hort Sci Technol 16: 42-44
Park YS, Kakuta S, Kano A,Okabe M(1996) Efficient propagation of protocorm like bodies of Phalaenopsis in liquid medium. Plant Cell Tissue Org Cult 45: 79-85
Tanaka M, Hasegawa A, Goi M(1975) Studieson the clonal propagation of monopodial orchids by tissue culture. I. Formation of protocorm like bodies from leaf tissue culture in Phalaenopsis and Vanda. J Japan Soc Hort Sci 44: 47-58
Tokuhara K, Mii M (1998). Somaclonal variations in flower and inflorescence axis in micropropagated plants through flower stalk bud culture of Phalaenopsis and Doritaenopsis. Plant Biotech 15: 23-28
Tse AT, Smith RJ, Hackett WP (1971) Adventious shoot formation on Phalaenopsis nodes. Amer Orchid Soc Bull 40: 807-810
Vac:in EF, Went FW (1949) Some pH changes in nutrient solutions. Bot Gaz 110: 605-613
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