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문제 정의
- 그러나 식물 종에 따른 기내 증식 효율의 차이가 높게 나타나기 때문에 학술적 연구가 필요하고, 특히 병풍쌈을 비롯하여 동속 식물의 기내 번식의 연구는 국내외적으로 전혀 이루어진 바 없기 때문에 종 보존 방법으로 기내 증식 연구가 절실한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 병풍쌈의 기내 번식 기술을 개발 하였기에 보고하고자 한다.
제안 방법
- 식물체를 원형통의 플라스틱포트(10×18 cm)에 피트모스와 펄라이트를(3:1, v:v)를 혼합한 인공토양에 옮겨준 다음 처음 1주간은 polyvinyl bag으로 밀봉하여 주었다. 1주후 부터는 polyvinyl bag을 제거한 다음 배양실 조건에 노출시켰고, 2달 후에 토양의 생존률을 조사 하였다.
- Petri dish(15×100 mm)당 각각 10개의 종자를 치상하여 발아를 유도하였다.
- 5로 조정하였다. 각 Petri dish 당 절편은 15개씩 접종하였으며, 3반복으로 수행하였다. 배양은 25 ± 2℃로 조절되는 배양실에서 16시간 광주기 조건 하에서(40 µmol m-2 s-1 백색 형광등)으로 수행하였다.
- 5 mg•L-1로 달리하여 단독 및 조합 처리하였다. 각 Petri dish 당 절편은 16개씩 치상하였으며, 4반복으로 수행하였다. 배양은 25 ± 2℃로 조절되는 배양실에서 16시간 조명(40 µmol m-2 s-1 백색 형광등)으로 조절되는 배양실에서 수행하였다.
- 기내에서 유도된 부정아(Figure 3A)를 오옥신의 일종인 IBA가 함유된 배지 또는 IBA와 GA3가 조합된 1/2 MS 배지에 옮겨서 부정아로부터 부정근의 유도를 조사하였다. 부정아를 옮긴 후 약 1달이 경과되었을 때 오옥신을 첨가하지 않은 배지보다 IBA를 첨가한 경우 부정근의 유도율 및 수가 현저히 증가되었다(Table 4).
- 3% gerlite를 첨가하여 제조하였다. 발아에 미치는 종자의 절단효과를 알아보기 위하여 종자 살균 후 종자를 그대로 배양하거나 1/2로 절단하여 배양하였다. 한편 종자의 발아에 미치는 GA3의 영향을 알아보기 위하여 배지에 5 mg• L-1 GA3를 첨가하기도 하였다.
- 어린 줄기는 마젠타 박스(65×65×100 mm)에 3개체씩 총 10개에 접종하여 배양 하였다. 배양 6주후에 부정근의 유도율 및 개체당 부정근의 수를 조사하였다.
- 부정아 유도 배지는 MS기본배지에 5종류의 cytokinin(2-iP, kinetin, zeatin, TDZ, 및 BA)을 각각 2.0 mg•L-1씩 단독 또는 각 cytokinin과 오옥신(NAA 0.5 mg•L-1)을 조합한 후 30 g/L sucrose, 3% gelrite를 첨가하여 pH 5.7로 조정하여 배지를 제조하였다.
- 생장조절제로서 BA와 NAA의 농도를 각각 2.0 mg•L-1와 0.5 mg•L-1로 달리하여 단독 및 조합 처리하였다.
- 배양은 25 ± 2℃로 조절되는 배양실에서 16시간 광주기 조건 하에서(40 µmol m-2 s-1 백색 형광등)으로 수행하였다. 접종 8주후 cytokinin 종류별 부정아 유도율 및 절편당 유도된 부정아의 수를 조사하였다.
- Chen) 종자는 강원도 홍천군에 소재한 오대산에서 채취한 것을 사용하였다. 충실 종자만을 선별한 다음 70% EtOH에 30초, 2% sodium hypochlorite에 20분간 소독한 후 소독한 후 멸균수로 3회 세척하여 발아 배지에 치상하였다. 발아 배지는 1/2 Murashige and Skoog(1962) 배지에 2% sucrose, 0.
- 배양은 25 ± 2℃로 조절되는 배양실에서 16시간 조명(40 µmol m-2 s-1 백색 형광등)으로 조절되는 배양실에서 수행하였다. 치상 5주후 부정아의 형성 빈도, 절편 당 줄기수와 캘러스 크기 정도를 조사하였다.
- 특히 전형적인 발아 촉진제로 사용되고 있는 GA3 효과를 조사하기 위하여 배지에 5 mg•L-1 GA3를 첨가하였다.
- 한편 종자의 발아에 미치는 GA3의 영향을 알아보기 위하여 배지에 5 mg• L-1 GA3를 첨가하기도 하였다.
대상 데이터
- Cytokinin 종류에 따른 부정아 형성율을 조사하기 위하여 기내에서 번식된 병풍쌈 유식물체의 엽병을 5 mm 길이로 절단하여 배양 재료로 사용하였다. 부정아 유도 배지는 MS기본배지에 5종류의 cytokinin(2-iP, kinetin, zeatin, TDZ, 및 BA)을 각각 2.
- 기내에서 발아된 병풍쌈 식물체의 부위에 따른 부정아의 발생율을 조사하기 위하여 각 부분(자엽, 잎, 줄기, 및 뿌리)을 약 1 cm 크기로 절단 한 후 배양재료로 사용하였다. 이때 배지의 조성은 MS 배지에 30 mg•L-1의 sucrose, 0.
- 25% gelrite)에 옮겨서 식물체의 생장을 유도하였다. 기내에서 잘 자란 식물체를 토양으로 순화하기 위하여 평균초장이 6-10 cm 내외, 근장 2.5 cm로 성장한 유식물체를 사용하였다. 식물체를 원형통의 플라스틱포트(10×18 cm)에 피트모스와 펄라이트를(3:1, v:v)를 혼합한 인공토양에 옮겨준 다음 처음 1주간은 polyvinyl bag으로 밀봉하여 주었다.
- 충실 종자만을 선별한 다음 70% EtOH에 30초, 2% sodium hypochlorite에 20분간 소독한 후 소독한 후 멸균수로 3회 세척하여 발아 배지에 치상하였다. 발아 배지는 1/2 Murashige and Skoog(1962) 배지에 2% sucrose, 0.3% gerlite를 첨가하여 제조하였다. 발아에 미치는 종자의 절단효과를 알아보기 위하여 종자 살균 후 종자를 그대로 배양하거나 1/2로 절단하여 배양하였다.
- 병풍쌈(Parasenecio firmus(Kom.) Y.L. Chen) 종자는 강원도 홍천군에 소재한 오대산에서 채취한 것을 사용하였다. 충실 종자만을 선별한 다음 70% EtOH에 30초, 2% sodium hypochlorite에 20분간 소독한 후 소독한 후 멸균수로 3회 세척하여 발아 배지에 치상하였다.
- 어린 줄기는 마젠타 박스(65×65×100 mm)에 3개체씩 총 10개에 접종하여 배양 하였다.
성능/효과
- 따라서 부정아의 유도를 위해서는 cytokinin 단독배지가 효과적인 것으로 보인다(Table 3). Cytokinin 종류별 부정아 유도율을 조사한 결과 BA처리시 부정아 유도율이 가장 높았으며 그다음이 TDZ, kinetin의 처리는 10%이하의 유도율을 보였고, 2-iP와 zeatin의 처리시는 배양재료가 급격히 갈변되면서 부정아가 전혀 유도되지 않았다(Table 3).
- 0 mg•L-1 IBA가 첨가된 배지에서 높은 비율의 부정근 유도율을 보였다. 개체당 부정근의 수도 IBA의 농도가 높아질수록 많아지는 경향을 보였다.
- 결론적으로 병풍쌈 종자의 기내 발아을 위해서는 종자를 절단하여 주거나, GA3를 처리하는 경우가 발아에 효과적이 었다. 엽병 절편으로부터 부정아 형성은 여러 가지 cytokinin 중 BA처리가 가장 양호한 부정아 형성을 보였으며 오옥신과 조합 첨가는 그다지 효과적이지 않았다.
- 식물의 조직배양에서 대부분의 경우 부정아를 유도하기 위해서는 cytokinin이 효과적이며, 식물종에 따라서 cytokinin류 내에 특정 생장조절제가 특별한 효과를 지니기도 한다. 본 연구에서는 BA처리가 가장 양호하였으며, TDZ 또한 비교적 양호하였다. 그러나 나머지 kinetin, 2-iP 및 zeatin은 효과적이지 않았다.
- 본 연구에서도 발아 된 유식물체의 자엽, 엽병, 잎 및 뿌리 절편을 MS배지에 2.0 mg•L-1 BA 및 0.5 mg•L-1 NAA를 조합 첨가한 배지에 6주 동안 배양한 결과 자엽의 경우 33.6%로 가장 높았으며, 엽병 절편(28.7%), 잎 절편(19.5%)순이었다(Table 2, Figure 1).
- 가 조합된 1/2 MS 배지에 옮겨서 부정아로부터 부정근의 유도를 조사하였다. 부정아를 옮긴 후 약 1달이 경과되었을 때 오옥신을 첨가하지 않은 배지보다 IBA를 첨가한 경우 부정근의 유도율 및 수가 현저히 증가되었다(Table 4). 특히 낮은 농도의 IBA보다는 1.
- 식물체의 엽병 절편을 5가지 cytokinin(BA, 2-ip, kinetin, zeatin, 및 TDZ) 단독 및 오옥신(0.5 mg•L-1 NAA)을 혼합한 1/2 MS 배지에서 8주간 배양한 결과 부정아 형성율은 cytokinin 단독 배지보다는 오옥신을 혼합한 배지에서 높았고, 반면 배양 절편당 부정아의 수는 cytokinin 단독배지에서 더 높게 나타 났다(Table 3).
- 를 처리하는 경우가 발아에 효과적이 었다. 엽병 절편으로부터 부정아 형성은 여러 가지 cytokinin 중 BA처리가 가장 양호한 부정아 형성을 보였으며 오옥신과 조합 첨가는 그다지 효과적이지 않았다. 부정아는 오옥신이 첨가된 배지에서 식물체로 생장하였으며, 성공적으로 토양에 순화될 수 있어서 본 연구결과는 병풍쌈의 기내번식 기술로 이용될 것으로 기대된다.
- 특히 낮은 농도의 IBA보다는 1.0 mg•L-1 IBA가 첨가된 배지에서 높은 비율의 부정근 유도율을 보였다.
후속연구
- 엽병 절편으로부터 부정아 형성은 여러 가지 cytokinin 중 BA처리가 가장 양호한 부정아 형성을 보였으며 오옥신과 조합 첨가는 그다지 효과적이지 않았다. 부정아는 오옥신이 첨가된 배지에서 식물체로 생장하였으며, 성공적으로 토양에 순화될 수 있어서 본 연구결과는 병풍쌈의 기내번식 기술로 이용될 것으로 기대된다.
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