선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 톨 페스큐의 성숙종자로부터 캘러 스유도 조건 및 고효율 재분화 조건을 확립함으로써 외 래 의 유용유전자 도입에 의한 고품질 신품종 톨 페스큐를 생 산할 수 있는 기반을 확립하고자 수행하였다.
제안 방법
- aDehusked mature seeds were cultured on the MS medium containing 6 mg/L 2, 4-D, 0.1 mg/L BA, 1 mg/L thiamine-HCl, 100 mg/L myo-inositol, 5 g/L Gelrite, and cultured for 6 weeks.
- 성숙종자 유래의 캘러스로부터 식물체 재분화를 위한 적 정 생장조절물질의 종류와 농도를 조사하기 위하여 6주령 의 배발생 캘러스를 직경 3-4 mm 크기로 잘라 오옥신과 사 이토키닌이 각각 조합 첨가된 재분화 배지 (N6 medium containing 1 mg/L 2, 4-D, 3 mg/L BA, 5 mg/L K2SO4, 2 mg/L copper sulfate 1 mg/L thiamine-HCl, 100 mg/L myoinositol, 3% sucrose and 5 g/L Gelite)에 옮겨 24 ±2 ℃, 16 h light/8 h dark 조건에서 3주간 배양한 다음 동일한 새 배 지에 1회 계대배양한 후, 총 6주 동안 배양하여 각각의 처 리구에서 형성된 shoot을 재분화개체로 조사하였다. 식물체 재분화율은 이식된 캘러스에 대한 식물체가 유도된 캘러스 의 수를 백분율로 나타내었다.
- 성숙종자로부터 캘러스유도 배지와 식물체 재분화 배지 에 에너지원으로 첨가되는 탄소원의 종류별 배양효과를 조 사하기 위하여 캘러스유도 배지 및 재분화 배지에 sucrose, maltose, glucose 및 sorbitol을 각각 30 g/L 농도로 배지에 첨가하여 배양한 후, 상기와 동일한 방법으로 캘러스의 유 도율과 식물체의 재분화율을 각각 조사하였다.
- 성숙종자로부터 캘러스유도와 식물체 재분화를 위한 적 정 기본배지의 종류를 조사하기 위하여 MS, N6 (Chu et al. 1975) 및 SH (Schenk and Hildebrandt 1972)배지에 살균된 종자를 배양하여 상기와 동일한 방법으로 기본배지종류에 따른 캘러스유도율과 식물체 재분화율을 각각 조사하였다.
- 종자살균은 Lee 등 (2003)의 방법에 준 하여 다음과 같이 실시하였다. 성숙종자의 종피를 제거한 다음 70% ethan이에서 30초간 살균한 후, 30%로 희석한 sodium hypochlorite 용액 (유효염소농도 12%)에서 30분간 교반하면서 표면살균 하였다. 살균한 종자는 멸균수로 3회 세정한 후 멸균된 filter paper에 옮겨 물기를 제거하고 캘러 스유도 배지로 옮겨 치상하였다.
- 배지에 살균된 종자를 치상한 다음, 24±2℃의 생장실에서 광조건으로 6주간 배양하였다. 캘러스 형성능 은 치상한 종자에 대한 유도된 캘러스의 수를 백분율로 나 타내었고 1개의 종자로부터 형성된 캘러스의 생체중을 3반 복으로 조사하여 비교하였다.
- 성숙종자로부터 캘러스를 유도하기 위한 캘러스유도 배지는 MS (Murashige and Skoog 1962) 기본배지에 1 mg/L thiamine-HCi, 100 mg/L myo-inositol, 30 g/L sucrose와 5g/L gelrite를 첨가한 배지를 사용하였다. 캘러스유도시의 생장조절제의 종류와 농도에 따른 배발생 캘러스유도 효율 을 조사하기 위하여 캘러스유도 배지에 생장조절물질로는 오옥신류로 2, 4-D (2.4-dichloro phenoxy acetic acid), di- camba (3, 6-dichloro-o-anisic acid), NAA (a-naphthalene acetic acid) 및 IAA (indole acetic acid)와 사이토키닌류로 BA (6-benzyladenine)를 단독 또는 조합 첨가한 배지를 사용하였다. 배지에 살균된 종자를 치상한 다음, 24±2℃의 생장실에서 광조건으로 6주간 배양하였다.
- 톨 페스큐의 최적 조직배양 조건을 확립하기 위하여 성숙 종자로부터 최적 배발생 캘러스유도조건 및 효율적인 식물 체 재분화 체계를 확립하였다. 배발생 캘러스는 6 mg/J 2, 4-D와 0.
대상 데이터
- 성숙종자로부터 캘러스를 유도하기 위한 캘러스유도 배지는 MS (Murashige and Skoog 1962) 기본배지에 1 mg/L thiamine-HCi, 100 mg/L myo-inositol, 30 g/L sucrose와 5g/L gelrite를 첨가한 배지를 사용하였다. 캘러스유도시의 생장조절제의 종류와 농도에 따른 배발생 캘러스유도 효율 을 조사하기 위하여 캘러스유도 배지에 생장조절물질로는 오옥신류로 2, 4-D (2.
- 식물재료로는 톨 페스큐 (Festuca arundinacea Schreb.)의 품종 중 Kentucky-31, Cajun, Fawn 및 Hokuryo 4가지 품종을 사용하였다. 종자살균은 Lee 등 (2003)의 방법에 준 하여 다음과 같이 실시하였다.
이론/모형
- )의 품종 중 Kentucky-31, Cajun, Fawn 및 Hokuryo 4가지 품종을 사용하였다. 종자살균은 Lee 등 (2003)의 방법에 준 하여 다음과 같이 실시하였다. 성숙종자의 종피를 제거한 다음 70% ethan이에서 30초간 살균한 후, 30%로 희석한 sodium hypochlorite 용액 (유효염소농도 12%)에서 30분간 교반하면서 표면살균 하였다.
성능/효과
- 1 mg/L BA가 첨가된 캘러스유도 배지에서 형성된 배발생 캘러스를 이용하여 여러가지 생장조절물질을 조합첨가 한 재분화배지에서의 식물체 재분화율을 예비실험을 통하여 비교해 본 결과 (결과 미 제시), 2, 4-D 와 BA의 조합 처 리구에서 재분화 효율이 가장 높게 나타났다. Table 3에 나타낸 바와 같이 여 러가지 농도의 2, 4-D와 BA의 조합처 리구 중 2, 4-D의 경우 1 mg/L 처리구가 2 mg/L 처리구 보다 전 체적으로 재분화율이 높게 나타났으며, 특히 1 mg/L 2, 4-D와 3 m&L BA 처리구에서 53.5%의 가장 높은 식물체 재분 화율을 나타내었다 (Table 3). 그러나 이보다 낮거나 높은 BA 처리구에서는 재분화율이 오히려 저하되는 것으로 나타났다.
- 한편 배지에 첨가되는 2, 4-D 농도에 따른 캘러스 배양효율 과 식물체 재분화율을 비교해 본 결과 6 mg/L 2, 4-D 농도 에서 가장 높았으며, 이 보다 낮거나 높은 농도에서는 감소 하였다 (Table 2). 가장 높은 배양효율을 나타내었던 6 mg/L 2, 4-D와 BA의 농도별 조합처리가 배양효율에 미치는 영향을 조사한 결과, 2, 4-D 단독처리구보다 0.1 mg/L의 BA를 조합 첨가하여 캘러스를 배양했을 때 종자 1개로부터 형성 된 캘러스의 생체중과 식물체로의 재분화율이 증가되는 경 .향을 나타내었다 (Table 3).
- 식물체 재분화는 배발생 캘러스를 1 mg/L 2, 4-D와 3 mg/L BA가 첨가된 N6배지에서 배양했을 때 50% 이상의 재분화율을 나타내었다. 기본배지의 종류에 따른 배양 효율의 차이는 캘러스유도에는 MS 배지가, 식물체 재분화 에는 N6배지가 효과적이었다. 품종간 배발생 캘러스의 형 성율과 식물체 재분화율은 Kentucky-31 품종이 각각 58.
- 또한 2 mg/L 2, 4-D 처 리구의 경우 재분화가 되지 않고 캘러스의 증식만 왕성하게 나타났다. 따라서 톨 페스 큐 종자유래의 캘러스로부터 식물체 재분화에는 저농도인 1 mgL 2, 4-D에 3 mg/L BA를 첨가해 주는 것이 식물체 재분화에 가장 효율적인 것으로 판단되었다. 최근 화본과 식물의 캘러스 배양에 있어서 식물체의 재분화는 낮은 농 도의 오옥신과 더불어 사이토키닌으로서 BA를 첨가해주는 것이 배발생 캘러스의 유도율과 재분화율을 개선시킨다는 결과가 잔디용 톨 페스큐의 미성숙 배와 성숙종자 배양(Bai and Qu 2000), 켄터키 블루그래스 (Griffin and Dibble 1995), 버뮤다 그래스(Chaudhury and Rongda 2000) 등의 식물에서도 보고된 바가 있다.
- 향을 나타내었다 (Table 3). 또한 이 배지에서 형성된 캘러 스의 경우 형태적으로도 조직이 치밀하며 유백색을 띤 배 발생 캘러스가 가장 많이 형성되었으며, 이러한 결과로 인해 식물체로 재분화율도 증가된 것으로 판단되었다. 이러한 결과는 유사한 화본과 사료작물인 버뮤다그래스의 캘러스 배양에 있어서 저농도의 BA첨가가 식물체 재분화율을 월 등히 증가시킨다는 Chaudhury와 Rongda (2000)의 결과와 도 일치하는 것으로서, 톨 페스큐의 종자배양에 있어서도 캘러스유도 배지에 첨가되는 생장조절제의 종류와 농도가 캘러스의 증식뿐만 아니라 식물체로의 재분화에도 많은 영향을 미친다는 것을 의미한다.
- 3%로 가장 높게 나타났으며, Fawn과 Cajuno] 중간정도의, Hokuryo가 가장 낮은 26%의 캘러스유도율을 보였다. 또한 캘러스로부터 식물체로의 재 분화율은 Kentucky-31 이 52%로서 가장 높았으며 Cajun > Hokuryo > Fawn 순으로 높게 나타났다. 전체적으로는 캘 러스유도율이 높은 품종이 식물체 재분화율도 높은 경향을 나타내어 품종 간에 배양효율에 큰 차이가 관찰되었다.
- 톨 페스큐의 최적 조직배양 조건을 확립하기 위하여 성숙 종자로부터 최적 배발생 캘러스유도조건 및 효율적인 식물 체 재분화 체계를 확립하였다. 배발생 캘러스는 6 mg/J 2, 4-D와 0.1 mg/L BA가 첨가된 MS배지에서 가장 높은 빈 도로 유도되었으며, 식물체 재분화율도 증가시키는 것으로 나타났다. 식물체 재분화는 배발생 캘러스를 1 mg/L 2, 4-D와 3 mg/L BA가 첨가된 N6배지에서 배양했을 때 50% 이상의 재분화율을 나타내었다.
- 배발생 캘러스유도율이 가장 우수했던 6 mg/L 2, 4-D와 0.1 mg/L BA가 첨가된 캘러스유도 배지에서 형성된 배발생 캘러스를 이용하여 여러가지 생장조절물질을 조합첨가 한 재분화배지에서의 식물체 재분화율을 예비실험을 통하여 비교해 본 결과 (결과 미 제시), 2, 4-D 와 BA의 조합 처 리구에서 재분화 효율이 가장 높게 나타났다. Table 3에 나타낸 바와 같이 여 러가지 농도의 2, 4-D와 BA의 조합처 리구 중 2, 4-D의 경우 1 mg/L 처리구가 2 mg/L 처리구 보다 전 체적으로 재분화율이 높게 나타났으며, 특히 1 mg/L 2, 4-D와 3 m&L BA 처리구에서 53.
- 본 실험을 통하여 톨 페스큐의 성숙종자로부터 단기간 내에 효율적으로 재분화 식물체를 획득할 수 있는 조직배양 체계를 확립하였다. 성숙종자를 캘러스유도 배지에서 배양한 결과 배양 5일째부터 배발생 캘러스가 형성되기 시작하여 6주 후에는 50% 이상 형성되었으며 (Figure 1A, B), 재 분화 배지에 이식했을 때 배양 6주 후에는 약 50% 이상의 높은 빈도로 신초가 재분화 되었다 (Figure 1C, D).
- 1993), 켄터키 블루그래스의 종자배양 (Griffin and Dibble 1995) 등의 경우에는 MS배지가 배발생 캘러스유도 에 더 효과적인 것으로 보고된 바 있다. 본 연구에서도 톨 페스큐의 종자로부터 캘러스유도에는 MS배지가 효과적이 었으며 식물체 재분화에는 N6배지가 MS배지보다 더 효과적인 것으로 나타났다.
- 톨 페스큐 품종간의 배양효율의 차이를 조사하기 위하여 Kentucky-31 외 3 품종의 성숙종자를 이용하여 캘러스유도 율과 식물체 재분화율을 비교한 결과 Table 4와 같이 나타났다. 성숙종자로부터 6주 동안 배양하여 형성된 캘러스의 유도율은 Kentucky-31 이 58.3%로 가장 높게 나타났으며, Fawn과 Cajuno] 중간정도의, Hokuryo가 가장 낮은 26%의 캘러스유도율을 보였다. 또한 캘러스로부터 식물체로의 재 분화율은 Kentucky-31 이 52%로서 가장 높았으며 Cajun > Hokuryo > Fawn 순으로 높게 나타났다.
- 본 실험을 통하여 톨 페스큐의 성숙종자로부터 단기간 내에 효율적으로 재분화 식물체를 획득할 수 있는 조직배양 체계를 확립하였다. 성숙종자를 캘러스유도 배지에서 배양한 결과 배양 5일째부터 배발생 캘러스가 형성되기 시작하여 6주 후에는 50% 이상 형성되었으며 (Figure 1A, B), 재 분화 배지에 이식했을 때 배양 6주 후에는 약 50% 이상의 높은 빈도로 신초가 재분화 되었다 (Figure 1C, D). 재분화 된 신초는 rooting 배지 (Figure IE)에서 2주간 배양하여 완 전한 식물체로 분화시킨 후 pot에 이식하여 재배할 수 있었 다 (Figure IF, G).
- 또한 이 배지에서 형성된 캘러 스의 경우 형태적으로도 조직이 치밀하며 유백색을 띤 배 발생 캘러스가 가장 많이 형성되었으며, 이러한 결과로 인해 식물체로 재분화율도 증가된 것으로 판단되었다. 이러한 결과는 유사한 화본과 사료작물인 버뮤다그래스의 캘러스 배양에 있어서 저농도의 BA첨가가 식물체 재분화율을 월 등히 증가시킨다는 Chaudhury와 Rongda (2000)의 결과와 도 일치하는 것으로서, 톨 페스큐의 종자배양에 있어서도 캘러스유도 배지에 첨가되는 생장조절제의 종류와 농도가 캘러스의 증식뿐만 아니라 식물체로의 재분화에도 많은 영향을 미친다는 것을 의미한다.
- 전체적으로는 캘 러스유도율이 높은 품종이 식물체 재분화율도 높은 경향을 나타내어 품종 간에 배양효율에 큰 차이가 관찰되었다. 이러한 결과는 잔디용 톨 페스큐 품종들의 캘러스유도율이 품종에 따라 4.4%에서 40.3%까지의 다양한 차이를 보였으 며 식물체로의 재분화율도 16.7%에서 54.5%까지 차이를 보인다고 보고한 Bai와 Qu (2000)의 결과와 유사한 결과로 서 톨 페스큐 품종 간의 배양효율의 차이가 큰 것을 확인할 수 있었다. 이러한 품종 간의 배양효율의 차이는 품종 자체 의 genotype의 차이에 의한 효과이거나, 종자 자체의 활력 의 차이 등에 기인한 결과로 추측된다.
- 또한 캘러스로부터 식물체로의 재 분화율은 Kentucky-31 이 52%로서 가장 높았으며 Cajun > Hokuryo > Fawn 순으로 높게 나타났다. 전체적으로는 캘 러스유도율이 높은 품종이 식물체 재분화율도 높은 경향을 나타내어 품종 간에 배양효율에 큰 차이가 관찰되었다. 이러한 결과는 잔디용 톨 페스큐 품종들의 캘러스유도율이 품종에 따라 4.
- 5~55%로서 기본배지의 종류에 따른 큰 차이는 관찰되 지 않았으나, MS배지가 N6배지와 SH배지에 비해 비교적 효과적이었다. 캘러스로부터 식물체 재분화에는 MS배지와 SH배지가 각각 43%와 27%의 재분화율을 나타낸 반면 N6 배지는 이에 비해 월등히 높은 52%의 재분화율을 나타내 어 가장 효과적인 것으로 판단되었다 (Table 5). 일반적으로 화본과 작물의 캘러스배양 및 식물체 재분화에는 N6 배지가 효율적인 것으로 알려져 있으나 (Vasil and Vasil 1984), 화본과 작물인 잔디용 톨 페스큐의 미숙배 배양 (Bai and Qu 2000), 페레니얼 라이그래스의 원형질체배양 (Wang et al.
- 성숙종자로부터 캘러스유도와 식물체 재분화시 배지에 에너지원으로 첨가되는 탄소원의 종류에 따른 배양효과를 조사한 결과 Table 6과 같았다. 캘러스유도에는 3%의 su- crose를 첨가했을 때 56.5%의 가장 높은 캘러스유도율을 나타내었으며, maltose 첨가구가 52%의 유도율을, glucose와 sorbitol 첨가구의 경우는 각각 43%, 23.5%의 비교적 낮은 캘러스유도율을 나타내었다. 한편 식물체 재분화의 경우 도 sucrose 첨가구가 55%로 가장 높은 효율을 나타내었으 며 maltose 첨가구가 51%, glucose가 45%, 그리고 sorbitol 첨가구가 21 %로 가장 낮은 효율을 나타내었다.
- 톨 페스큐의 종자배양에서 캘러스유도 및 식물체 재분화 에 가장 적합한 배지를 선발하고자 MS, N6 및 SH 등의 3 종의 배지에 상기와 동일한 조건으로 배양하여 배양효율을 조사한 결과는 Table 5와 같이 나타났다. 캘러스유도율은 46.5~55%로서 기본배지의 종류에 따른 큰 차이는 관찰되 지 않았으나, MS배지가 N6배지와 SH배지에 비해 비교적 효과적이었다. 캘러스로부터 식물체 재분화에는 MS배지와 SH배지가 각각 43%와 27%의 재분화율을 나타낸 반면 N6 배지는 이에 비해 월등히 높은 52%의 재분화율을 나타내 어 가장 효과적인 것으로 판단되었다 (Table 5).
- 톨 페스큐 종자배양에 따른 캘러스유도 효율과 식물체의 재분화능에 관여하는 최적 오옥신의 종류와 농도를 조사하기 위해 4가지 종류의 오옥신을 6 mg/L 농도로 단독처리하여 캘러스유도 효율을 조사한 결과, 2, 4-D 또는 dicamba 처 리구에서 각각 57.1%와 54.2%의 높은 캘러스 형성율을 나 타내었으며, 종자 한 개로부터 형성된 캘러스의 생체중도 NAA 또는 IAA 처리구에 비해 높게 나타났다 (Table 1). 특히 2, 4-D 처리구에서 유도된 캘러스는 embryogenic 캘러 스가 많이 형성되었으며, 유도된 캘러스로부터 식물체로의 재분화율도 54%로서 가장 높은 재분화 효율을 나타내었다.
- 2%의 높은 캘러스 형성율을 나 타내었으며, 종자 한 개로부터 형성된 캘러스의 생체중도 NAA 또는 IAA 처리구에 비해 높게 나타났다 (Table 1). 특히 2, 4-D 처리구에서 유도된 캘러스는 embryogenic 캘러 스가 많이 형성되었으며, 유도된 캘러스로부터 식물체로의 재분화율도 54%로서 가장 높은 재분화 효율을 나타내었다. 한편 배지에 첨가되는 2, 4-D 농도에 따른 캘러스 배양효율 과 식물체 재분화율을 비교해 본 결과 6 mg/L 2, 4-D 농도 에서 가장 높았으며, 이 보다 낮거나 높은 농도에서는 감소 하였다 (Table 2).
- 한편 식물체 재분화의 경우 도 sucrose 첨가구가 55%로 가장 높은 효율을 나타내었으 며 maltose 첨가구가 51%, glucose가 45%, 그리고 sorbitol 첨가구가 21 %로 가장 낮은 효율을 나타내었다. 특히 sucrose 첨가구의 경우 재분화율도 가장 높았을 뿐만 아니라 캘러스 당 재분화되는 식물체의 수도 가장 많은 경향을 나타내었다. 따라서 톨 페스큐의 종자배양에서는 3%의 sucrose?} 캘러스 형성 및 식물체 재분화에 효율적인 것으로 판단된다.
- 기본배지의 종류에 따른 배양 효율의 차이는 캘러스유도에는 MS 배지가, 식물체 재분화 에는 N6배지가 효과적이었다. 품종간 배발생 캘러스의 형 성율과 식물체 재분화율은 Kentucky-31 품종이 각각 58.3%와 52%로서 가장 높은 효율을 나타내어 품종 간에 큰 차이를 나타내었다. 탄소원으로는 sucrose를 첨가해주었을 때 식물체 재분화율이 55%로 증가되었다.
- 특히 2, 4-D 처리구에서 유도된 캘러스는 embryogenic 캘러 스가 많이 형성되었으며, 유도된 캘러스로부터 식물체로의 재분화율도 54%로서 가장 높은 재분화 효율을 나타내었다. 한편 배지에 첨가되는 2, 4-D 농도에 따른 캘러스 배양효율 과 식물체 재분화율을 비교해 본 결과 6 mg/L 2, 4-D 농도 에서 가장 높았으며, 이 보다 낮거나 높은 농도에서는 감소 하였다 (Table 2). 가장 높은 배양효율을 나타내었던 6 mg/L 2, 4-D와 BA의 농도별 조합처리가 배양효율에 미치는 영향을 조사한 결과, 2, 4-D 단독처리구보다 0.
후속연구
- 탄소원으로는 sucrose를 첨가해주었을 때 식물체 재분화율이 55%로 증가되었다. 본 연구를 통하여 확립된 단기간 고효율 재분화 시스템은 분자육종을 통한 신품종 톨 페스큐의 개발에 유용하게 응용되어질 수 있을 것이다.
- 재분화 된 신초는 rooting 배지 (Figure IE)에서 2주간 배양하여 완 전한 식물체로 분화시킨 후 pot에 이식하여 재배할 수 있었 다 (Figure IF, G). 이와 같은 단기간 내의 효율적인 톨 페 스큐의 재분화 시스템은 신품종 형질전환 식물체 개발 등에 있어서 유용하게 이용될 것으로 기대된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.