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문제 정의
- Lian 등(2002)은 고체배지에 나리인 편을 배양하여 소자구를 만들고 소자구를 바이오리엑터에 배양하여 현저하게 자구의 비대를 촉진하였다. 따라서 본 실험은 생장 조절제가 첨가된 고체 배지에서 신초를 대량 증 식하고, 증식된 신초를 바이오리엑터에 배양하여 증식된 신초에서 다량의 자구를 형성 및 비대시키기 위하여 실시하였다.
제안 방법
- Sucrose 및 MS 배지의 염류농도가 신초cluster에서 자구 형성 및 비대에 미치는 영향을 조사하기 위하여 sucrose는 30-150 g/L를, MS 염류는 1/2~2배 농도를 첨가하였다. 5 L 생물배양기에 적절한 재료 투입량을 결정하기 위하여 재료를 50-300 g까지 나누어 투입하였으며, 배양 방법을 ebb and flood와 air lift 방법으로 나누어 배양 방법이 자 구형성 및 비대에 미치는 영향도 조사하였다. 또한 생물반응기에 주입되는 공기량을 100~400•min-1까지 달리하여 공기 주입량이자구형성 및 비대에 미치는 영향도 조사하였다.
- Ebb and flzood와 air-lift 방법으로 생물반응기의 배양방 법을 달리하여 배양하였다 (Table 4).절편체당 자구수, 생체중은 차이가 없었으나, ebb and flood 방법보다는 air-lift 방법에서 증식배수, 자구무게 등이 높아 신초cluster에서 자구의 비대는 air-lift 방법에서 촉진되었다.
- 생물반응기는 5 L 실린더형을 이용하였으며, 5 L의 생물배양기에 3 L의 배지를 첨가하였다. Sucrose 및 MS 배지의 염류농도가 신초cluster에서 자구 형성 및 비대에 미치는 영향을 조사하기 위하여 sucrose는 30-150 g/L를, MS 염류는 1/2~2배 농도를 첨가하였다. 5 L 생물배양기에 적절한 재료 투입량을 결정하기 위하여 재료를 50-300 g까지 나누어 투입하였으며, 배양 방법을 ebb and flood와 air lift 방법으로 나누어 배양 방법이 자 구형성 및 비대에 미치는 영향도 조사하였다.
- 배양은 3 L의 액체 배지가 첨가된 5 L의 air lift 생물반응기에 공기를 200 mL . min'1 주입하거나, 동일생물반응기의 중간 부위에 seive를 넣고 재료를 일시적으로 배지에 잠기게 하는 방법 (ebb and flood type)을 이용하였으며 배지를 하루 4번, 10분씩 공급하였다. 처리당 생물반응기 1개씩 2반복하였으며 생물반응기에서 배양 8주 후에 자구수, 자구 무게, 자구직경 등을 조사하였다.
- 5 L 생물배양기에 적절한 재료 투입량을 결정하기 위하여 재료를 50-300 g까지 나누어 투입하였으며, 배양 방법을 ebb and flood와 air lift 방법으로 나누어 배양 방법이 자 구형성 및 비대에 미치는 영향도 조사하였다. 또한 생물반응기에 주입되는 공기량을 100~400•min-1까지 달리하여 공기 주입량이자구형성 및 비대에 미치는 영향도 조사하였다. 배지는 pH를 5.
- 8로 조절한 다음, 5 L 삼각플라스크에 3 L씩 넣고, 121 ℃의 고압멸균기에서 40분 동안 멸균하여 사용하였다. 생물반응기는 5 L air Hft 생물반응기 (실린더형)를 이용하였으며 (Figure 1), 생물반응기에 실험재료를 50 g씩 투입한 다음, 배지를 3L씩 주입하여 배양하였다. 배양은 3 L의 액체 배지가 첨가된 5 L의 air lift 생물반응기에 공기를 200 mL .
- 생물반응기는 5 L 실린더형을 이용하였으며, 5 L의 생물배양기에 3 L의 배지를 첨가하였다. Sucrose 및 MS 배지의 염류농도가 신초cluster에서 자구 형성 및 비대에 미치는 영향을 조사하기 위하여 sucrose는 30-150 g/L를, MS 염류는 1/2~2배 농도를 첨가하였다.
- 자구를 형성 및 비대시키기 위하여 BA 0.5 mg/L와 IAA 0.5 mg/L가 첨가된 MS 배지에서 Lilium longiflorum 'Geogia5의 신초를 증식하였다. 증식된 신초cluster를 5 L air lift 생물반응기에 배양하였다.
- min'1 주입하거나, 동일생물반응기의 중간 부위에 seive를 넣고 재료를 일시적으로 배지에 잠기게 하는 방법 (ebb and flood type)을 이용하였으며 배지를 하루 4번, 10분씩 공급하였다. 처리당 생물반응기 1개씩 2반복하였으며 생물반응기에서 배양 8주 후에 자구수, 자구 무게, 자구직경 등을 조사하였다.
대상 데이터
- 식물재료로는 기내에서 배양되고 있는 Lilium longiflorum 'Geogia'를 사용하였으며, MS (Murashige and Skoog 1962) 배지에 BA 0.5 mg/L와 IAA 0.5 mg/L가 첨가된 배지에서 인편을 2개월간 배양하여 신초cluster를 형성한 다음, 형성된 신초cluster를 5 L air lift 생물반응기에서 배양하였다.
성능/효과
- 5 L air-lift 생물반응기에 MS 염류 농도를 달리하여 배지의 MS 염류 농도가 자구비대에 미치는 영향을 조사한 결과 (Table 2), MS 염류 농도간에 자구수는 차이가 없었으나 자구비대는 MS 염류를 1 ~2배 첨가한 배지에서 자구 무게가 높아 효과적이었다 (Figure 2). Takayama와 Misawa (1979)는 L.
- longiflorum 'Geogia'의 신초cluster를 5 L air lift 생물반응기에서 배양한 결과, 자구수는 MS 배지에 sucrose 30 g/L가 첨가된 처리구에서 많았고 sucrose 농도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타냈다. 그러나 자구직경, 자구 무게, 형성된 총자구 무게는 sucrose 60 gL가 첨가된 배지에서 가장 높아 자구비대에 효과적이었다 (Table 1).
- 재료 투입량에 따라 절편체당자구수, 생체중은 차이를 나타내지 않았으나, 자구직 경과 자구 무게는 재료 투입량은 100 g 투입한 처리구에서 가장 높았다. 따라서 증식배수, 자구 크기 등을 고려하면 5L 생물 반응기에 신초 cluster 100 g을 투입하는 것이 자구형성 및 자구비대에 적절하였다.
- 재료 투입량은 100 g을 투입하는 것이 자구형성 및 자구비대에 적절하였다. 배양 방법은 air-lift 방법이자구의 형성 및 비대를 촉진하였으며, 주입 공기량은 200-300 mL •min-1을 주입하는 것이 자구비대에 효과적이었다.
- 자구의 형성 및 비대에 미치는 sucrose 및 MS 염류 농도 신초cluster에서 자구를 형성 및 비대시키기 위하여 L. longiflorum 'Geogia'의 신초cluster를 5 L air lift 생물반응기에서 배양한 결과, 자구수는 MS 배지에 sucrose 30 g/L가 첨가된 처리구에서 많았고 sucrose 농도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타냈다. 그러나 자구직경, 자구 무게, 형성된 총자구 무게는 sucrose 60 gL가 첨가된 배지에서 가장 높아 자구비대에 효과적이었다 (Table 1).
- 재료의 증식배수는 재료를 50-100 g 투입하는 것이 가장 높았다. 재료 투입량에 따라 절편체당자구수, 생체중은 차이를 나타내지 않았으나, 자구직 경과 자구 무게는 재료 투입량은 100 g 투입한 처리구에서 가장 높았다. 따라서 증식배수, 자구 크기 등을 고려하면 5L 생물 반응기에 신초 cluster 100 g을 투입하는 것이 자구형성 및 자구비대에 적절하였다.
- 5 L air-lift 생물반응기에 투입되는 신초cluster의 재료량을 달리하여 배양하였다 (Table 3). 재료의 증식배수는 재료를 50-100 g 투입하는 것이 가장 높았다. 재료 투입량에 따라 절편체당자구수, 생체중은 차이를 나타내지 않았으나, 자구직 경과 자구 무게는 재료 투입량은 100 g 투입한 처리구에서 가장 높았다.
- Ebb and flzood와 air-lift 방법으로 생물반응기의 배양방 법을 달리하여 배양하였다 (Table 4).절편체당 자구수, 생체중은 차이가 없었으나, ebb and flood 방법보다는 air-lift 방법에서 증식배수, 자구무게 등이 높아 신초cluster에서 자구의 비대는 air-lift 방법에서 촉진되었다. 이와 같이 air-lift 방법에서 자구비 대가 촉진되는 것은 식물체가 항시 액체배지에 잠겨 있어 양분의 흡수가 원활하여 발생하는 것으로 생각되었다.
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