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문제 정의
- 그리고 지속적인 캘러스 유지를 위하여 상온에서 일정기간 배양 후 동일배지에 옮겨주면서 장기간 계대배양을 한다. 그래서 본 논문에서는 페퍼민트 캘러스를 유도하여 장기간 계대배양을 하는 동안 캘러스 생장과 정유함량과 성분변화를 조사하였다.
제안 방법
- 2.0, 4.0 mg/l 이 처리된 Murashige & Skoog(1962) 배지 (sucrose 3%, agar 0.8%)에 치상하였다.
- 정유의 성분분석은 GC(Gas Chromatography: Hitachi G3000)를 사용하였으며, Column은 SE-30 packed column(1/8 inch × 3m)을 사용하였으며 온도 조절은 80℃에서 3분간 예열 후 230℃에서 20분간 유지하였다.
- 잎 절편 배양은 6주간 25℃에서 광도 1000 µmol/m2 s, 16시간 일장으로 유지하였다. 6주후 형성된 callus는 박하 계대배양에 가장 적합하다고 밝혀진 2,4-D 2 mg/l 이 처리된 Lin-Staba 배지(sucrose 3%, agar 0.8%)에서 25일 간격으로 계대배양 하며 1, 5, 10, 15, 20세대별로 정유함량과 성분분석을 하였다.
- 캘러스내에서 정유추출은 RSE(Rapid Solvent Extraction) 방법(Lam 등, 1986)을 응용하였다. 캘러스를 25일간 배양 후 시험관(지름 2.5cm, 길이 14cm) 25개에서 채취하여 냉동건조시켜 잘게 부수어 Pentane: dichloromethane을 2:1(v/v)로 혼합한 용매에 침지하여 4℃ 암소에 24시간 방치한 다음 불순물 제거와 수분제거를 위해 active charcoal과 anhydrous sodium sulfate(NaSO4)를 채운 column에서 위의 용매로 정유를 추출한 후 진공 회전증발기로 농축하였다.
- 박하 잎 절편을 2.0 mg/l 2,4-D가 처리된 MS 배지에 6주간 배양 후 유도된 캘러스를 2,4-D 2 mg/l이 처리된 LinStaba 배지에 25일 간격으로 계대배양 하며 1, 5, 10, 15, 20 세대별로 캘러스 생장, 정유함량과 성분분석을 하였다.
- 본 연구에서 사용된 재료는 Mentha piperita로 온실에서 재배하였다. 캘러스 유기를 위해 어린잎을 채취하여 0.25% sodium hypocholorite 용액에 15분간 흔들어 주며 소독한 후 멸균수로 4번 세척하고 1cm2로 잘라서 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid(2,4-D) 0.0, 0.1, 0.5, 1.0. 2.
- 페퍼민트(Mentha piperita) 캘러스를 장기간 계대배양 하는 동안 캘러스 생장과 정유함량과 성분변화를 조사하기 위하여 먼저 캘러스 유도 실험을 시도하였다. 페퍼민트 잎 절편에서 캘러스를 유도하기 위하여 0.
대상 데이터
- 본 연구에서 사용된 재료는 Mentha piperita로 온실에서 재배하였다. 캘러스 유기를 위해 어린잎을 채취하여 0.
이론/모형
- 캘러스내에서 정유추출은 RSE(Rapid Solvent Extraction) 방법(Lam 등, 1986)을 응용하였다. 캘러스를 25일간 배양 후 시험관(지름 2.
성능/효과
- 2.0, 4.0 mg/l 2,4-D가 처리된 MS(Murashige & Skoog) 배지에 6주간 배양한 결과, 각 농도별로 서로 다른 캘러스 유도율을 보였다.
- 0 mg/l 2,4-D가 처리된 MS(Murashige & Skoog) 배지에 6주간 배양한 결과, 각 농도별로 서로 다른 캘러스 유도율을 보였다. 대조구인 2,4-D 0.0 mg/l 처리에서는 캘러스 형성이 되지 않았으며 처리 농도가 증가할수록 캘러스 유도율도 높아지는 것으로 나타났다. 그렇지만 2,4-D 4.
- 0 mg/l 처리 보다 약간 낮아진 경향을 보였다. 이 결과를 보면 잎 절편 배양에서 캘러스를 유도하기 위해서는 93%의 유도율을 보인 2,4-D 2.0 mg/l 처리가 가장 적합한 것으로 나타났다(Fig. 1).
- 캘러스 유지의 일반적인 방법인 상온에서 연속적인 계대배양으로 장기간 캘러스를 유지하였을 때 Mentha piperita는 계대배양 횟수가 길어질수록 캘러스 생육은 증가되었다(Fig. 2). 1세대 계대배양 후 건물중은 1.
- 2). 1세대 계대배양 후 건물중은 1.16g을 나타냈으며, 5회 계대배양 후에는 1.96g으로 빠른 증가를 보였으나 10회 (2.06g), 15회 (2.13g), 20회 (2.15g) 계대배양에서는 완만한 속도로 건물중이 증가하는 것을 관찰하였다.
- 반면 Mentha piperita 캘러스 계대배양 횟수가 증가할수록 정유 함량은 감소하는 것으로 나타났다(Fig. 3). 1세대 계대배양 후 캘러스내에 정유 함량은 1.
- Mentha piperita 캘러스를 장기 계대배양 하였을 때 정유성분은 Table 1과 같이 계대배양 횟수가 증가할수록 최종산물인 menthol은 점차 감소하는 것으로 나타났고, 다른 전구물질(menthyl acetate, pulegone, menthone)도 점차 감소하면서 성분변이가 심한 경향을 보였다.
- 그렇지만 장기간 계대배양으로 식물세포의 유지하면 유전적 변이나 염색체 수의 상당한 차이가 있다(Kao 등, 1970; Bayliss, 1980; D’Amato1985). 이러한 결과를 보면 식물세포의 장기간 계대배양은 식물세포의 유전적 변이를 유도함으로 이차대사산물의 생합성도 불안정할 것으로 판단된다.
- 또한 일일초(Catharanthus roseus) 세포를 장기간 계대배양하면서 indole alkaloid 생산량을 조사한 결과, 계대배양 횟수가 증가할수록 indole alkaloid 생산량이 지속적으로 감소하는 것으로 보고되었다(Deus-Neumann와 Zenk, 1984; Morris, 1989). 이러한 결과는 본 연구에서와 같이 Mentha piperita 캘러스를 25일 간격으로 장기간 계대배양하면서 캘러스내에 정유함량과 성분분석을 한 결과 계대배양 횟수가 늘어날수록 함유함량과 성분이 지속적으로 감소하고 불안정한 성분변화 결과와 유사한 경향이었다. 페퍼민트 캘러스를 장기간 계대배양을 하는 동안 나타나는 정유함량 감소와 불안정한 성분변화를 해결하기 위해서 캘러스 저온저장 등에 대한 대안 연구가 필요한 것으로 판단되었다.
- 페퍼민트(Mentha piperita) 캘러스를 25일 간격으로 20회 계대배양을 하는 동안 캘러스 생장, 정유함량과 성분변화를 조사하기 위해 먼저 페퍼민트 잎 절편 배양에서 캘러스를 유도한 결과를 보면 93%의 유도율을 보인 2,4-D 2.0 mg/l 처리가 가장 적합하였다. 유도된 캘러스를 2,4-D 2 mg/l이 처리된 Lin-Staba 배지에 25일 간격으로 20세대 계대배양한 결과 계대배양 횟수가 늘어날수록 캘러스 생육은 증가하였다.
- 반면 페퍼민트 캘러스 계대배양 횟수가 증가할수록 정유 함량은 감소하였다. 또한 정유성분의 최종물질인 menthol은 점차 감소하였고, 다른 전구물질(menthyl acetate, pulegone, menthone)도 점차 감소하면서 성분변이가 심한 경향을 보였다. 페퍼민트 캘러스 장기간 계대배양 동안 나타나는 정유함량 감소와 불안정한 성분변화를 해결하기 위해서 캘러스 저온저장 등에 대한 대안 연구가 필요한 것으로 판단된다.
후속연구
- 이러한 결과는 본 연구에서와 같이 Mentha piperita 캘러스를 25일 간격으로 장기간 계대배양하면서 캘러스내에 정유함량과 성분분석을 한 결과 계대배양 횟수가 늘어날수록 함유함량과 성분이 지속적으로 감소하고 불안정한 성분변화 결과와 유사한 경향이었다. 페퍼민트 캘러스를 장기간 계대배양을 하는 동안 나타나는 정유함량 감소와 불안정한 성분변화를 해결하기 위해서 캘러스 저온저장 등에 대한 대안 연구가 필요한 것으로 판단되었다.
- 또한 정유성분의 최종물질인 menthol은 점차 감소하였고, 다른 전구물질(menthyl acetate, pulegone, menthone)도 점차 감소하면서 성분변이가 심한 경향을 보였다. 페퍼민트 캘러스 장기간 계대배양 동안 나타나는 정유함량 감소와 불안정한 성분변화를 해결하기 위해서 캘러스 저온저장 등에 대한 대안 연구가 필요한 것으로 판단된다.
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