자귀나무의 대량증식을 위한 신초 형성 및 뿌리 유도를 위해 시토키닌과 옥신이 함유된 배지에 배양하였다. 전체적인 신초 유도율은 평균 56.2%였으며, 그 중 가장 높은 유도율을 보인 것은 73%의 zeatin으로 신초 형성에 효과적인 것으로 나타났을 뿐 아니라 TDZ와 혼용 처리했을 때에도 뛰어났다. 특히, zeatin 1.0mg/L를 처리한 하배축에서 대량의 줄기가 형성되었으며, 혼용처리의 경우 zeatin 2.0 + TDZ 0.05mg/L의 뿌리 절편에서 효과적으로 나타났다. 증식된 식물체의 뿌리 유도는 식물생장조절물질 처리보다는 무처리 배지에서 활발한 것으로 나타났다. 본 연구는 기내 조직배양을 통해 자귀나무 식물체에서 신초를 대량으로 형성시켰고, 증식된 신초에서 다시 뿌리를 유도함으로써 온실에서 경화시킬 수 있었다. 이로써 약용수종인 자귀나무의 대량 증식이 가능한 토대를 마련하였고, 약용수목자원에 대하여 조직배양을 이용하여 기내에서 장기적으로 보존할 수 있는 기반을 마련하는데 의의가 있다고 할 수 있다.
자귀나무의 대량증식을 위한 신초 형성 및 뿌리 유도를 위해 시토키닌과 옥신이 함유된 배지에 배양하였다. 전체적인 신초 유도율은 평균 56.2%였으며, 그 중 가장 높은 유도율을 보인 것은 73%의 zeatin으로 신초 형성에 효과적인 것으로 나타났을 뿐 아니라 TDZ와 혼용 처리했을 때에도 뛰어났다. 특히, zeatin 1.0mg/L를 처리한 하배축에서 대량의 줄기가 형성되었으며, 혼용처리의 경우 zeatin 2.0 + TDZ 0.05mg/L의 뿌리 절편에서 효과적으로 나타났다. 증식된 식물체의 뿌리 유도는 식물생장조절물질 처리보다는 무처리 배지에서 활발한 것으로 나타났다. 본 연구는 기내 조직배양을 통해 자귀나무 식물체에서 신초를 대량으로 형성시켰고, 증식된 신초에서 다시 뿌리를 유도함으로써 온실에서 경화시킬 수 있었다. 이로써 약용수종인 자귀나무의 대량 증식이 가능한 토대를 마련하였고, 약용수목자원에 대하여 조직배양을 이용하여 기내에서 장기적으로 보존할 수 있는 기반을 마련하는데 의의가 있다고 할 수 있다.
In vitro culture system was established to induce multiple shoots of Albizzia julibrissin Duraz. by investigating the effects of cytokinins. Cotyledon, hypocotyl and root explants were cultured on MS media supplemented with either three different plant growth regulators or their combinations. The mo...
In vitro culture system was established to induce multiple shoots of Albizzia julibrissin Duraz. by investigating the effects of cytokinins. Cotyledon, hypocotyl and root explants were cultured on MS media supplemented with either three different plant growth regulators or their combinations. The most effective cytokinin sources were zeatin 2.0 + TDZ 0.5 mg/L in cotyledon, zeatin 1.0 mg/L in hypocotyl, and BA 0.2 + TDZ 0.01 mg/L in root explant for producing shoots ($5.67\;{\pm}\;1.20$, $19.50\;{\pm}\;3.50$, and $20.50\;{\pm}\;2.47$, respectively). Also, zeatin treatment was tended to induce more shoots rather than the combinations of other cytokinins. In addition, the root induced in 1/2 MS medium without any plant growth regulators was longer and thicker than treatments of IBA, NAA, IAA and 2.4-D as auxins. Overall, the highest average percent of in vitro shoot formation was 73% from three different types of explants with treatment of zeatin (1.0mg/L).
In vitro culture system was established to induce multiple shoots of Albizzia julibrissin Duraz. by investigating the effects of cytokinins. Cotyledon, hypocotyl and root explants were cultured on MS media supplemented with either three different plant growth regulators or their combinations. The most effective cytokinin sources were zeatin 2.0 + TDZ 0.5 mg/L in cotyledon, zeatin 1.0 mg/L in hypocotyl, and BA 0.2 + TDZ 0.01 mg/L in root explant for producing shoots ($5.67\;{\pm}\;1.20$, $19.50\;{\pm}\;3.50$, and $20.50\;{\pm}\;2.47$, respectively). Also, zeatin treatment was tended to induce more shoots rather than the combinations of other cytokinins. In addition, the root induced in 1/2 MS medium without any plant growth regulators was longer and thicker than treatments of IBA, NAA, IAA and 2.4-D as auxins. Overall, the highest average percent of in vitro shoot formation was 73% from three different types of explants with treatment of zeatin (1.0mg/L).
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
, 1994; 1995; 1996), 체세포 형성과정을 통 한식 물체 재생 (Burns and Wetzstein, 1998), TDZ (Thidiazuron) > 이용하여 뿌리절편으로부터 줄기를 유도한 연구(Hosseini Nasr and Rashid, 2002) 등이 발표된 바 있다. 본 연구에서는 귀중한 약용식물자원인 자귀나무의 식물체 유도율을 높이기 위해 기내 대량증식에 효과적인 cytokinin 종류와농도조건을 구명하였고, 기내에서 배양된 자귀나무 식물체의 뿌리 유도 및 온실에서 경화 실험을 수행하였다.
원형의 종자를 치상하였을 경우 발아율이 5%이하로 떨어져, 가상처리한 결과 발아율이 80% 이상으로 촉진되었다. 본 연구에서는 자귀나무의 대량증식에 미치는 식물 생장조절물질의 영향을 구명하기 위해 BA, zeatin, TDZ, BA+TDZ, zea- tin+TDZ와 같은 식물생장조절물질을 농도별로 혼합처리한 배지에 뿌리, 하배축 및 자엽절편을 치상한 후에 발생하는 줄기의 수를 기내배양 6주후에 조사하였다. 치상 1 주일 후에는 control 배지에서 뿌리 절편을 제외한나머지 시료의 절단부위에서 캘러스가유도된 것을 관찰할 수 있었다.
제안 방법
3주후종자로부터 발아된 유식물체에서 자엽 (cotyledon), 하배축 (hypocotyl), 뿌리 (root) 를분리하여 대량증식을 위한시료로 이용하였다. 두 장의 자엽은 각각 중간 엽맥을 따라 잘라 4조각의 절편으로 (2~3cm), 하배축은 2~3개의 절편으로(2~3cm), 뿌리는3~4개의 절편(3~4cE으로 잘라 치상하였다.
0mg/L), zeatinfl.O, 2.0, 5.0mg/L, TDZ(0.1, 0.2, 0.5, 2.0mg/D를 단용 처리한 것, BA+TDZ(0.2+0.01, 0.5+0.05, 2.0+0.2mg/L), zeatin+TDZ(2.0+0.05, 2.0+0.1, 2.0+0.5mg/L) 를혼용으로 첨가하여 기내에서 대량증식을 유도하였다 또한 재분화된 신 초를 캘러스로부터 떼어내어 줄기를 유도시키기 위해 뿌리 유도 배지에 2차 배양하였다
이식 후 관수하고 플라스틱 비닐로 감싸서 충분한 습도를 유지시켜 주었다. 관수는 매일 1 차례씩 실시하였다.
기내 배양으로부터 유도된 유식물체 (3-5cm) 를 1/2MS 배지 (sucrose 2%, gelrite 0.3%) 에서 4주간 배양한 다음 뿌리의 gel- rite를제거한후인공상토에 이식하였다. 인공상토의 조성epeat- moss, pelrite, vermiculrite (1:1:1) 를 사용하여 플라스틱 포트에 상토를 채운 후 유묘를 이식하였다.
기내에서 배양한 유식물체에서 캘러스 유도 및 식물체 재분화를 통한 대량증식율을 조사하기 위해 식물생장조절물질 중 cytokinin을 처리하였다 MS(Murashige and Skoog 1962) 배지에 BA(0.2, 0.5, 2.0, 5.0mg/L), zeatinfl.O, 2.
남산 인근에서 자귀나무(Albizzia julibrissin Duraz) 종자를 채집하여 물비누로 세척한후 1% clorox에 넣어 shaker에서 1차20분 2 차 10분, 3차 10분간 표면소독을 하였다 표면소독한종자는 무균상태에서 핀셋을 이용 종피에 상처를 내어 물리적으로 발아촉진처리를 하였다. 기계적 가상처리 후종자를MS 배지에 치상하여 24℃의 명 배양기에서 발아시켰다
뿌리유도를 위한 배지는 1/2 MS 배지에 NAA 0.1, IBA 0.1, IAA 0.1, 2.4-D0.1mg/L의 농도로조성하였다 기내 배양지는pH를5.8 에 맞춘후gekite 1.2g을첨가한후멸균기에 넣어 121 ℃에서 20분간 고온 멸균 후사용하였다 대량증식 및 뿌리 유도를 위한 배양환경 조건은명배양상태로온도23℃, 광도 15(X)lux를유지하였다 대량 f 식용 배지는 16시간 일장으로 6주간 배양하였고, 뿌리유도 배지는 16시간 일장으로 8주간 배양하였다
자귀나무의 대링증^을 위한신초 형성 및 뿌리 유도를 위해 시토키닌과옥신이 함유된 배지에 배양하였다. 전체적인 신초 유도율은 평균 56.
각 시료는 식물생장조절물질을 함유하고 있는배지에 5개의 절편을 치상하여 3반복 처리하여 배양하였다. 절편에서 재분화된 식물체의 뿌리를 유도하기 위해 재분화된 줄기를 캘러스로부터 떼어내어 뿌리 유도 배지에 치상하였다
대상 데이터
3%) 에서 4주간 배양한 다음 뿌리의 gel- rite를제거한후인공상토에 이식하였다. 인공상토의 조성epeat- moss, pelrite, vermiculrite (1:1:1) 를 사용하여 플라스틱 포트에 상토를 채운 후 유묘를 이식하였다. 이식 후 관수하고 플라스틱 비닐로 감싸서 충분한 습도를 유지시켜 주었다.
데이터처리
Effect of plant growth regulators to develop shoots in Albizzia julibrissin Dur az. Duncans's multiple range test (PC 0.05).
실험결과 자료는 SAS v.8.2의 통계분석 방법 중 GLM(General Linear Model) 을 이용흐]여 Data를 분석했다 또한 통계적으로 유의성이 인정된 자료의 검정도는 Dimcan's multiple range test를 이용하여 분석하였다.
성능/효과
, 2003). 그러나본 실험에서는 TDZ의 단일처리는 기타cytokinin 처리보다 줄기형성율이 낮아 자귀나무 종간에 기내반응에서의 차이를 나타냄을 알 수 있다. 특히, 본 실험과 유사한 연구로서 zeatin 또는 TDZ의 식물 생장조절물질의 첨가로 뿌리절편으로부터 식물체 유도율을 증가시킨 결과가 보고된바 있으나 본 연구에서는 zeatin과TDZ를 혼용 처리하여 식물체 유도율을 증가시킨 결과를 도출하여 Sankhla et al.
대랑증식된 식물체는 2주 경과후 배지와접한 부위에서 캘러스가 유도된 것을 관찰할 수 있었으며, 4주후에는무처리, NAA 0.01mg/L 배지에서 뿌리가 발근되는 것을 관찰할 수 있었다 배양 6주경과후에는 각 배지에서의 뿌리 형성 정도를 관찰하여 data를 수집하였다 그 결과 auxin인 IAA, NAA, IBA를 처리한배지보다무처리 배지에서 10cm 이상으로 길고 건실한 뿌리가 형성되는 것을 관찰할 수 있었다(Fig. 3). 전체적으로 뿌리의 유도율은 control 배지가 50%로 가장 높게 나타났고, NAA0.
자귀나무는 생리적, 형태적 특성상 기타 수종보다 잎이 작은 복옆으로 구성되어 있어 증발랑이 낮아서 수분 유지를 위한 시설에서의 경화과정은 필수적인 사항이 아니다. 따라서 포트로 직접 이식하여 식물체를 경화시켰으며 실험결과 실물체의 생존율은 85%이상으로 건전한 식물체를 유도해낼 수 있었다.
34개로 줄기 형성에 차이가 없었다 이는 줄기증식 배지의 TDZ의 농도가너무 강한 것에 기인하는것으로 판단된다(Table 2). 따라서, zeatin과TDZ 를혼용처리 할경우 zeatin 2.0mg로동일한조건에서 TDZ 농도가 낮을수록 신초형성이 활발하였고 TDZ 농도가 높을수록 캘러스만 형성된 절편들을 관찰할 수 있었던 것으로 보아, 자귀나무 신초형성에 있어서 zeatine 단일 처리했을 경우 기타 다른 식물생장조절물질과 조합하였을 때 상승효과를 일으킴을 알 수 있다. Cytokinine 단일 처리보다는 다른 식물생장조절물질과 함께 처리할 경우 이들의 상호작용으로 상승효과를 초래하여 식물체 형성에 활성을 촉진시키는 것으로 밝혀진 바 있다 (Letham, 1963).
05 처리로써 비교적 낮은 TDZ 농도에서 유식 물체가 형성되었다. 반면, 단일 처리인 BA0.5mg/L에서 83.3%의 높은 증식율을 나타내었지만 TDZ의 단독 처리에서는 낮은 증식율을 보였다. 이러한 결과는 cytokinin중 BA는 부정아 형성을 촉진시켰지만, TDZ는 식물체 형성에 부정적인 영향을 끼치는 것으로 판단된다.
2). 반면, 캘러스의 형성 정도로보면 TDZ가 BA나 zeatin보다 더 효과가 높은 것으로 나타났다. 이는 캘러스 형성이 잘되면 오히려 신초의 발생이 감소된다는 보고와 일치한다(Kim et al.
본 실험에서도 거의 발근이 이루어지지 않은 2.4-D를 제외한 모든 배지에서 뿌리가 유도되었지만 뿌리가 건실하게 길게 생장한 것은 식물 생장조절물질을 첨가하지 않은 무처리 배지에서 뿌리 신장이 일어났다 따라서 온실에 경화시킬 수 있을 만한 건실한 뿌리를 얻기 위해서는 auxin이 처리된 배지에서의 발근된 뿌리를 길게 신장시키기는 것이 필요하므로 무처리 배지에서 계대배양이 필요한 것으로 판단되었다
본 연구는 기내조직배양을 통해 자귀나무 식물체에서 신초를 대량으로 형성시켰고 증식된 신초에서 다시 뿌리를 유도함으로써 온실에서 경화시킬 수 있었다..
뿌리시료의 경우0.1 mg/L TDZ를단일 처리했을때 1.33 ± 0.32 개의 식물체가 유기된 것과는 달리, zeatin 2.0mg/L와혼용처리 했을 때에는 10.38 ± 2.32개로높게 나타났다 또한 TDZ 0.5mg/L를함유한 배지에서 배양한뿌리절편에서 3.26 + 0.92개의 줄기가 형성되었으며, zeatin 2.0mg/L와혼용한 배지에서도 3.71 ±0.34개로 줄기 형성에 차이가 없었다 이는 줄기증식 배지의 TDZ의 농도가너무 강한 것에 기인하는것으로 판단된다(Table 2). 따라서, zeatin과TDZ 를혼용처리 할경우 zeatin 2.
식물시료로 이용한 자엽, 하배축, 뿌리로부터 형성된 부정아 형성과정을 살펴보면 전체적으로 평균 신초의 형성율은 56.2%로 나타났으며, 사용한 식물생장조절물질 중 TDZ 42.0%, BA 65.8, zeatin 73.0%로 zeatine 혼용처리한조건보다도 식물체 형성에 더 효과적으로 작용하였다(Fig. 2). 반면, 캘러스의 형성 정도로보면 TDZ가 BA나 zeatin보다 더 효과가 높은 것으로 나타났다.
식물체 유도율을 살펴보면 식물생장조절물질의 종류 또는 농도 간에 차이가 크게 나타났으나, cytokinin 단일처리 보다는 BA 또는 zeatin과 저농도인 TDZ와의 혼용처리에서 대량의 줄기가 발생하였다(P < 0.05, Table 2). 최적의 식물생장조절물질의 처리는zeatin 2.
. 이로써 약용수종인 자귀나무의 대량 증식이 가능한 토대를 마련하였고 약용수목자원에 대하여 조직배양을 이용하여 기내에서 장기적으로 보존할 수 있는 기반을 마련하는데 의의가 있다고 할수있다
3). 전체적으로 뿌리의 유도율은 control 배지가 50%로 가장 높게 나타났고, NAA0.1mg/L과IAA0.1mg/L에서는33.3%, IBA0.1mg/L에서는 16.7%로 나타났다(Fig. 3).
함유된 배지에 배양하였다. 전체적인 신초 유도율은 평균 56.2%였으며, 그중가장높은유도율을보인 것은73%의 zeatin으로 신초 형성에 효과적인 것으로 나타났을 뿐 아니라 TDZ와 혼용 처리했을 때에도 뛰어났다. 특히, zeatin L0mg/L를 처리한 하 배축에서 대량의 줄기가 형성되었으며, 혼용 처리의 경우zeatin 2.
05mg/L의 뿌리 절편에서 효과적으로 나타났다. 증식된 식물체의 뿌리 유도는 식물생장조절물질 처리보다는 무처리 배지에서 활발한 것으로 나타났다.
본 연구에서는 자귀나무의 대량증식에 미치는 식물 생장조절물질의 영향을 구명하기 위해 BA, zeatin, TDZ, BA+TDZ, zea- tin+TDZ와 같은 식물생장조절물질을 농도별로 혼합처리한 배지에 뿌리, 하배축 및 자엽절편을 치상한 후에 발생하는 줄기의 수를 기내배양 6주후에 조사하였다. 치상 1 주일 후에는 control 배지에서 뿌리 절편을 제외한나머지 시료의 절단부위에서 캘러스가유도된 것을 관찰할 수 있었다. 대량증식용 배지에서 2주 후부터 신초가 형성되기 시작하였으며, 배양 후 4주부터 하배축 뿌리, 떡잎 순으로 식물체의 발달이 이루어졌다(Fig.
2%였으며, 그중가장높은유도율을보인 것은73%의 zeatin으로 신초 형성에 효과적인 것으로 나타났을 뿐 아니라 TDZ와 혼용 처리했을 때에도 뛰어났다. 특히, zeatin L0mg/L를 처리한 하 배축에서 대량의 줄기가 형성되었으며, 혼용 처리의 경우zeatin 2.0 + TDZ 0.05mg/L의 뿌리 절편에서 효과적으로 나타났다. 증식된 식물체의 뿌리 유도는 식물생장조절물질 처리보다는 무처리 배지에서 활발한 것으로 나타났다.
그러나본 실험에서는 TDZ의 단일처리는 기타cytokinin 처리보다 줄기형성율이 낮아 자귀나무 종간에 기내반응에서의 차이를 나타냄을 알 수 있다. 특히, 본 실험과 유사한 연구로서 zeatin 또는 TDZ의 식물 생장조절물질의 첨가로 뿌리절편으로부터 식물체 유도율을 증가시킨 결과가 보고된바 있으나 본 연구에서는 zeatin과TDZ를 혼용 처리하여 식물체 유도율을 증가시킨 결과를 도출하여 Sankhla et al. (1995) 의 연구 결과와 일치하는 경향을 보였다.
후속연구
약용식물에 대한 수요가.증대되면서 수요와 공급 간의 불균형이 초래되어 약효가 높은 식물들이 무분별하게 남획되고 있어 귀중한 식물자원이 멸종 위기에 처하게 되었다 이들 멸종 위기에 처한 식물자원이 자생지 내에서 보존되는 것이 가장 이상적이지만, 이에 대한 제도적인 장치에 한계가 있어 자생지외 보존 방법을 지속적으로 연구해 나가는 것이 바람직하다(Kaul and Handa, 2000). 자귀나무(应切勿z/a julibrissin Duraz.
참고문헌 (25)
Barghchi M. 1988. Micropropagation of Alnus cordata Loisel. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 15: 233-244
Bollmark M. and L. Eliasson. 1990. Ethylene accelerates the breakdown of cytokinins and thereby stimulates rooting in Norway spruce hypocotyl cuttings. Physiol Plant 78: 474-483
Burns, J.A. and H.Y. Wetzstein. 1998. Embryogenic cultures of the leguminous tree Albizzia julibrissin and recovery of plants. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 54: 55-59
Coleman W, T.F. Huxter, D.M. Reid and T.A. Thorpe. 1980. Ethylene as an endogenous inhibitor of regeneration in tomato leaf discs cultured in vitro. Physiol Plant 48:519-525
Hosseini-Nasr M. and A. Rashid. 2002. Thidiazuron-induced shoot-bud formation on root segments of Albizzia julibrissin is an apex-controlled, light-independent and calcium-mediated response. Plant Growth Regul 36:81-85
Jang K.G., H. Oh, E.K. Ko, K.H. Kang, S.E. Park, M.H. Oh and Y.C. Kim. 2002. Free radical scavengers from the leaves of Albizzia julibrissin. Kor. Pharm. 33: 18-20
Kang H., H.K. Moon and M.S. Lee. 2004. Effect of TDZ(Thidiazuron) on shoot proliferation of Peace poplar. Kor. Plant Biotechnol 31: 49-53
Kang T.H., S.J. Jeong, N.Y. Kim, R. Higuchi and Y.C. Kim. 2000. Sedative of two flavonol glycosides isolated from the flowers of Albizzia julibrissin Durazz. Ethnopharm 71: 321-323
Kaul M.K. and S.S. Handa. 2000. Response of medicinal plants to changed habitats and altitudes. Trop Med Plants 1: 125-137
Kim, Y.H. 1999. Isolation of acylated steylglycosides from the legumes of Albizzia julibrissin Kor. Pharm. 30:25-28
Kim, Y.S., E.J. Hahn and K.Y. Paek 2003. Effects of auxin-induced ethylene on growth and development of adventitious roots of Panax ginseng C.A. Meyer. Kor. Plant Biotech. 30: 173-177
Lee, K.Y. and H. Kang. 2004. Influence of plant growth regulators on shoot multiplication of Thymus quinquecostatus Celak. Kor. Plant Biotech. 31: 37-41
Lee, J.S. and J.S. Hong. 1984. Effects of several growth regulators and physical treatments on germination of Albizzia julibrissin Durazz plant seed. Kor. Ecol. 8:101-108
Letham, D.S. 1963. Zeatin a factor inducing cell division isolated from Zea mays. Life Sci. 8: 569-578
Lu, C.Y. 1993. The use of thidiazuron in tissue culture. In Vitro Cell Dev. Biol. 29: 92-96
Nordstrom, A.C. and L. Eliasson. 1993. Interaction of ethylene with indole-3-acetic acid in regulation of rooting in pea cuttings. Plant Grow. Reg. 12: 83-90
Park, S.Y., J.K. Ahn and W.Y. Lee. 2003. High frequency shoot induction from root segments of Albizzia coreana. Kor. For. Soc. 92: 626-631
Sankhla D., T.D. Davis and N. Sankhla. 1993. Effect of gibberellin biosynthesis inhibitors on shoot regeneration from hypocotyl explants of Albizzia julibrissin. Plant Cell Rep. 13: 115-118
Sankhla, D., T.D. Davis and N. Sankhla. 1994. Thidiazuron -induced in vitro shoot formation from roots of intact seedlings of Albizzia julibrissin. Plant Growth Regul. 14:267-272
Sankhla, D., T.D. Davis and N. Sankhla. 1996. In vitro regeneration of silktree (Albizzia julibrissin) from excised roots. Plant Cell Tiss. Organ Cult. 44: 83-86
Sankhla, D., N. Sankhla and T.D. Davis. 1995. Promotion of in vitro shoot formation from excised roots of silktree (Albizzia julibrissin) by an oxime ether derivative and other ethylene inhibitors. Plant Cell Rep. 15: 143-146
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.