[논문]할미꽃 기내발근에 미치는 식물생장조절제의 영향

윤의수; 권혜경; 조이연

할미꽃 기내발근에 미치는 식물생장조절제의 영향
Effects of Plant Growth Regulation on Adventitious Root Formation of Pulsatilla koreana Nakai 원문보기

韓國藥用作物學會誌 = Korean journal of medicinal crop science, v.14 no.4, 2006년, pp.225 - 228

윤의수 (공주대학교 생명과학과) , 권혜경 (공주대학교 생명과학과) , 조이연 (공주대학교 생물교육학과)

초록
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식물생장조절제의 종류와 농도를 모색하여 할미꽃의 발근 최적 조건을 조사하여 정상적인 재분화체를 획득하고자 하였다. 지금까지의 선행연구를 토대로 최적조건에서 shoot를 유도시킨 후 발근 유도 생장조절제에 바로 옮기면 shoot가 너무 작아 재분화체가 성장하지 못하고 고사되었다. 1/2 MS에서 키운 shoot를 3.0 mg/L NAA를 첨가한 배지에서 3일간 생장시킨 후, 1/3 MS로 옮겨 치상 한 경우, 약 10일 전후에 뿌리의 유도가 관찰되었다. 이렇게 뿌리가 유도된 재분화체는 염의 농도와 설탕의 농도를 동시에 순차적으로 낮추어 순화처리되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

To acquire the normal regeneration of plantlets, we investigated combinations and concentrations of plant growth regulations for optimal conditions of adventitious root formation. Based on the previous study, we performed callus and shoot induction. When induced shoot was transferred into a rooting medium containing plant hormones, it wilted and died. Thus, the shoot proliferated on 1/2 MS medium for 10 days and was then treated with MS medium supplemented with 3.0 mg/L NAA for 3 days. Adventitious root formations were observed after shoot planlets were transferred to 1/3 MS medium. The concentrations of salt and sucrose were gradually reduced in MS medium and the rooted plantlets were transferred for acclimatization into a mixture of peatmoos : perlite (3 : 2).

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

뿌리의 발근에 대한 연구는 고추나물 (김 등, 2006), 동백 (김 등, 2005) 등에서의 보고가 있다. 그러나 아직도 할미꽃은 발근율 저조로 재분화체 획득이 어려워, 본 실험에서는 재분화체의 발근유도에 식물호르몬이 미치는 영향에 대해 조사하였다.
2C). 따라서 뿌리의 유도와 정상적인 shoot의 생육의 최적조건을 탐색하기 위하여, 세 번째로 호르몬의 영향을 받는 시간을 단축시켜 주었다. 즉, 1/2 MS에서 성장시킨 shoot를 호르몬이 처리된 발근배지에서 1일, 3일, 5일간 나누어 배양 후 1/3 MS배지로 옮겨 치상하였다.
식물생장조절제의 종류와 농도를 모색하여 할미꽃의 발근최적 조건을 조사하여 정상적인 재분화체를 획득하고자 하였다. 지금까지의 선행연구를 토대로 최적조건에서 shoot를 유도시킨 후 발근 유도 생장조절제에 바로 옮기면 shoot가 너무 작아 재분화체가 성장하지 못하고 고사되었다.

제안 방법

1.0 mg/L 2.4-D와 0.5 mg/L BA를 조합처리 한 배지 에서 얻어진 캘러스를 이용하여 Yoon (1996)에 의해 선행된 연구를 토대로 선택한 2.0mg/L PVP와 1.0mg/L BA를 조합 처리한 MS (3% sucrose) 배지에 치상하고 15일 간격으로 계대 배양하였다. 유도된 shoot를 1/2 MS (3% sucrose) 배지에서 약 10일간 성장시켰다.
1/3 MS의 재분화체를 염류와 설탕의 농도를 1/5 MS (1.5% sucrose), 1/10 MS (0.7% sucrose), 1/10 MS (0% sucrose) 배지로 순차적으로 낮추어 기내배양 한 후 피트모스와 펄라이트를 3 : 2의 비율로 혼합한 인공토양에 순화처리 하였다.
이와 같은 결과는 너무 작은 shoot에 대한 호르몬의 높은 농도가 영향을 끼친 것으로 사료된다. 따라서 이와 같은 단점을 보완하고자 shoot를 바로 호르몬이 처리된 발근배지에 치상하지 않고 1/2 MS배지에서 약 10일간 성장시켰다 (Fig. 2B). 뿌리 유도를 위한 두 번째 실험으로 1/2 MS에서 약 10일간 shoot 를 성장시킨 후 호르몬이 처리된 발근배지로 치상하였다.
발근유도의 첫 번째 실험으로 유도된 shoot를 바로 발근유도 배지로 치상하였을 때, 뿌리는 유도되나 shoot가 고사하거나 뿌리도 나오지 않고 shoot도 고사하였다 (Fig. 2A). 이와 같은 결과는 너무 작은 shoot에 대한 호르몬의 높은 농도가 영향을 끼친 것으로 사료된다.
표면살균 후 재료를 멸균 증류수로 4회 세척하였고 마지막 세척시 10분 이상 방치하였다. 배지는 MS (3% sucrose) 배지를 기본으로 하여 Yoon (1996)에 의해 선행된 연구를 토대로 최적조건인 1.0 mg/L 2.4-D와 0.5 mg/L BA를 혼합 처리한 0.3% gelite 배지를 pH 5.7로 조절한 후 1기압 121℃로 15분간 고압 증기 멸균한 후 무균실에서 petridish에 분주하였다. 살균된 엽병과 잎은 5 mm로 절단하여 치상하였고 15일 간격으로 계대 배양하였다.
2B). 뿌리 유도를 위한 두 번째 실험으로 1/2 MS에서 약 10일간 shoot 를 성장시킨 후 호르몬이 처리된 발근배지로 치상하였다. 그 결과 성장시킨 shoot로부터 비교적 높은 발근율이 보이나 발근되는 기간은 1달 이상으로 오래 걸렸으며 shoot는 고사되지는 않았으나 상태가 빈약하였다 (Fig.
7로 조절한 후 1기압 121℃로 15분간 고압 증기 멸균한 후 무균실에서 petridish에 분주하였다. 살균된 엽병과 잎은 5 mm로 절단하여 치상하였고 15일 간격으로 계대 배양하였다. 배양조건은 27-55mol photons .
이용하였다. 잎과 엽병을 채취하여 70% 에탄올에 10초간 침지한 후 1% sodium hypochlorite 수용액에 20분간 침지하여 살균하였다. 이때 교반기로 가볍게 회전시켜 살균 효과를 높였다.
따라서 뿌리의 유도와 정상적인 shoot의 생육의 최적조건을 탐색하기 위하여, 세 번째로 호르몬의 영향을 받는 시간을 단축시켜 주었다. 즉, 1/2 MS에서 성장시킨 shoot를 호르몬이 처리된 발근배지에서 1일, 3일, 5일간 나누어 배양 후 1/3 MS배지로 옮겨 치상하였다. 호르몬의 처리기간을 단축해 본 결과 3일간 호르몬을 처리하였을 경우에는 15일 정도로 뿌리의 유도기간이 크게 단축되고 shoots 상태도 양호하였다.
시도하였다. 첫 번째로는 2.0mg/L PVP와 1.0mg/L BA를 혼합처리한 shoot유도배지에서 유도된 shoot를 바로 IBA, IAA, NAA를 각각 1.0 mg/L, 3.0 mg/L, 5.0 mg/L의 농도별, 종류별로 달리 처리한 발근유도배지 (1.5% sucrose)에 치상하였고, 두 번째로는 1/2 MS배지에서 성장시킨 shoot를 발근유도배지에 치상하였고 세 번째로는 1/2 MS배지에서 성장시킨 shoot* 발근유도배지의 호르몬 처리기간을 1일, 3일, 5일로 달리 한 후 1/3 MS (1.5% sucrose) 배지에서 배양하였다.

대상 데이터

실험 재료는 충남 청양군 칠갑산 일대에서 채취하여 공주대학교에서 관리하고 있는 할미꽃 (Pulsatilla koreana NAKAI)을 이용하였다. 잎과 엽병을 채취하여 70% 에탄올에 10초간 침지한 후 1% sodium hypochlorite 수용액에 20분간 침지하여 살균하였다.

성능/효과

IB, C). 15일마다 계대를 해주지 않고 방치하면 갈변되었고 shoot의 유도율도 낮아졌다. 란의 조직배양에 있어 PV#를 처리함으로서 갈변화가 낮아지고 엽 수와 근 수가 증가하였고 (Sung et al.
2D). IAA를 처리한 경우에는 1일간과 5일간의 모든 농도별 처리에서 뿌리의 유도가 관찰되지 않았고 3일간 처리에서 모두 뿌리가 유도되었다. NAA를 처리한 결과 1일간의 호르몬 처리에서 뿌리 유도가 보이지 않았고, 5일간의 처리에서는 일부에서 발근이 관찰되었으며 3일처리에서는 모두 발근이 되었다.
호르몬의 처리기간을 단축해 본 결과 3일간 호르몬을 처리하였을 경우에는 15일 정도로 뿌리의 유도기간이 크게 단축되고 shoots 상태도 양호하였다. IBA의 1일간 처리에서는 모든 뿌리의 유도가 관찰되지 않았고, 5일간의 처리에서는 3.0 mg/L의 농도에서만 일부 발근이 관찰되었으며, 3일간 처리하였을 때 3.0 mg/L, 5.0 mg/L의 농도에서 모두 발근이 보여졌다 (Fig. 2D). IAA를 처리한 경우에는 1일간과 5일간의 모든 농도별 처리에서 뿌리의 유도가 관찰되지 않았고 3일간 처리에서 모두 뿌리가 유도되었다.
IAA를 처리한 경우에는 1일간과 5일간의 모든 농도별 처리에서 뿌리의 유도가 관찰되지 않았고 3일간 처리에서 모두 뿌리가 유도되었다. NAA를 처리한 결과 1일간의 호르몬 처리에서 뿌리 유도가 보이지 않았고, 5일간의 처리에서는 일부에서 발근이 관찰되었으며 3일처리에서는 모두 발근이 되었다. 특히 3.
수 있었다. 각 호르몬에 3일간 처리하고 1/3 M&로 치상한후 30일째의 재분화체에서 유도된 뿌리의 특성을 조사한 결과, 3.0 mg/L IBA를 처리한 경우에 뿌리의 길이는 7.42 ±0.11 cm 로 가장 길었고, 3.0 mg/L NAA에서는 뿌리가 굵고 튼튼하며 발근이 가장 빨리 관찰되었으며 뿌리의 개수는 28 ±7.0개로 가장 많은 수가 관찰되었다 (Table 1). 뿌리의 개수가 많이 유도되지 않은 것은 할미꽃의 뿌리가 수염뿌리가 아니고 원뿌리이기 때문인 것으로 생각된다.
결론적으로 할미꽃의 발근에 있어서 최적조건은 1/2 MS 배지에서 유도된 shoot를 약 10일가량 성장시켜 3.0mg/L NAA 와 3.0mg/L IBA으로 3일간 처리한 후 1/3 MS배지로 옮겨 배양함으로서 가장 효과적인 재분화체를 얻을 수 있었다.
뿌리 유도를 위한 두 번째 실험으로 1/2 MS에서 약 10일간 shoot 를 성장시킨 후 호르몬이 처리된 발근배지로 치상하였다. 그 결과 성장시킨 shoot로부터 비교적 높은 발근율이 보이나 발근되는 기간은 1달 이상으로 오래 걸렸으며 shoot는 고사되지는 않았으나 상태가 빈약하였다 (Fig. 2C). 따라서 뿌리의 유도와 정상적인 shoot의 생육의 최적조건을 탐색하기 위하여, 세 번째로 호르몬의 영향을 받는 시간을 단축시켜 주었다.
, 1977). 따라서 본 실험에서 긴 시간 동안 높은 농도의 오옥신의 처리는 발근을 억제시키는 것으로 사료된다. 또한, 발근단계에서 배지의 염류농도가 낮으면 발근을 촉진시킨다 (Maene & Debergh, 1985).
, 2001). 따라서, 본 연구에서 호르몬을 3일간 처리 후 1/3 MS배지로 치상함으로서 배지내의 염류농도를 낮추어 발근이 촉진되는 것으로 사료된다.
종자의 발아는 약 30%로 비교적 낮은 발아율을 보였고, 캘러스 유기의 경우 1.0 mg/L 2.4-D와 0.5 mg/L BA를 혼합 처리한 0.3% gelite 배지에서 유식물의 자엽에서 87%, 배축에서 91%, 뿌리에서 79%, 엽병과 잎으로부터는 86%의 캘러스 유도율을 보였다 (Fig. 1A). Yoon (1996)은 엽병의 경우 2.
지금까지의 결과를 종합적으로 정리하면 성장된 shoot를 발근배지로 바로 치상하였을 경우 발근율은 좋았으나 shoot의 생존율은 양호하지 못하였기 때문에 호르몬의 처리기간을 달리하였는데 3일을 처리하였을 때만 모든 농도에서 뿌리의 유도가 관찰되었으며 특히 3 mg/L IBA와 NAA의 처리에서 높은 뿌리 유도율을 보였고 shoot가 양호한 상태의 재분화체를 얻을 수 있었다. 각 호르몬에 3일간 처리하고 1/3 M&로 치상한후 30일째의 재분화체에서 유도된 뿌리의 특성을 조사한 결과, 3.
즉, 1/2 MS에서 성장시킨 shoot를 호르몬이 처리된 발근배지에서 1일, 3일, 5일간 나누어 배양 후 1/3 MS배지로 옮겨 치상하였다. 호르몬의 처리기간을 단축해 본 결과 3일간 호르몬을 처리하였을 경우에는 15일 정도로 뿌리의 유도기간이 크게 단축되고 shoots 상태도 양호하였다. IBA의 1일간 처리에서는 모든 뿌리의 유도가 관찰되지 않았고, 5일간의 처리에서는 3.

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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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