다양한 배지종류, sucrose 농도 및 갈변억제물질 처리에 의한 팔레놉시스 PLB 증식 및 재분화 체계확립 Establishment of proliferation and regeneration system of PLBs in Phalaenopsis by treatments of a variety of types of medium, sucrose concentrations and anti-browning agents원문보기
팔레놉시스 PLB (protocorm-like bodies) 조직을 이용하여 대량증식 및 신초재분화 체계 확립을 위하여 다양한 증식배지, 액체배지와 고체배지의 효과, sucrose 농도 등이 PLB 증식과 신초 재분화에 효과가 있는지 그리고 활성탄소, citric acid 및 ascorbic acid 등이 팔레놉시스 PLB 배양시 갈변화 현상을 감소하는데 효과가 있는지 알아 보고자 본 연구를 수행하였다. 그 결과, 난과 식물에서 증식배지로 널리 사용되는 VW, HCa, Orchimax 및 Kudson C 배지 중 VW 배지가 PLB 증식에서 타 배지와 비교해서 최소 1.3배에서 최대 2배의 증식효율 그리고 신초 재분화에서도 50% 이상 높은 효율을 보여 주었다. 최적 배지로 선정된 VW배지에 apple powder 및 banana powder를 첨가한 VWAB 배지를 기반으로 액체 및 고체배양에서 PLB 증식효율과 신초재분화율을 비교한 결과, 통계적으로 유의한 차이는 발견되지 않았다. Sucrose 농도를 0 ~ 50 g 처리한 실험에서는 PLB 증식과 재분화 효율 둘 다 10 g 처리구에서 가장 좋은 결과를 보여 주었다. 마지막으로 팔레놉시스 PLB 증식 및 재분화 과정에서 자주 발생하는 갈변화를 감소시키기 위하여 활성탄소, citric acid와 ascorbic acid를 처리한 실험에서는 활성탄소 1 g이 1.5%의 가장 낮은 갈변율을 나타내었다. 이러한 실험결과는 향후 팔레놉시스 PLB를 이용한 대량증식 및 재분화 체계 확립에 크게 기여하리라 판단된다.
팔레놉시스 PLB (protocorm-like bodies) 조직을 이용하여 대량증식 및 신초재분화 체계 확립을 위하여 다양한 증식배지, 액체배지와 고체배지의 효과, sucrose 농도 등이 PLB 증식과 신초 재분화에 효과가 있는지 그리고 활성탄소, citric acid 및 ascorbic acid 등이 팔레놉시스 PLB 배양시 갈변화 현상을 감소하는데 효과가 있는지 알아 보고자 본 연구를 수행하였다. 그 결과, 난과 식물에서 증식배지로 널리 사용되는 VW, HCa, Orchimax 및 Kudson C 배지 중 VW 배지가 PLB 증식에서 타 배지와 비교해서 최소 1.3배에서 최대 2배의 증식효율 그리고 신초 재분화에서도 50% 이상 높은 효율을 보여 주었다. 최적 배지로 선정된 VW배지에 apple powder 및 banana powder를 첨가한 VWAB 배지를 기반으로 액체 및 고체배양에서 PLB 증식효율과 신초재분화율을 비교한 결과, 통계적으로 유의한 차이는 발견되지 않았다. Sucrose 농도를 0 ~ 50 g 처리한 실험에서는 PLB 증식과 재분화 효율 둘 다 10 g 처리구에서 가장 좋은 결과를 보여 주었다. 마지막으로 팔레놉시스 PLB 증식 및 재분화 과정에서 자주 발생하는 갈변화를 감소시키기 위하여 활성탄소, citric acid와 ascorbic acid를 처리한 실험에서는 활성탄소 1 g이 1.5%의 가장 낮은 갈변율을 나타내었다. 이러한 실험결과는 향후 팔레놉시스 PLB를 이용한 대량증식 및 재분화 체계 확립에 크게 기여하리라 판단된다.
To establish an efficient proliferation and regeneration of PLBs (protocorm-like bodies) of Phalaenopsis plants, a variety of propagation medium types, various concentraions of sucrose as well as liquid and solid type were tested in this study. Further, activated charcoal, citric acid and ascorbic a...
To establish an efficient proliferation and regeneration of PLBs (protocorm-like bodies) of Phalaenopsis plants, a variety of propagation medium types, various concentraions of sucrose as well as liquid and solid type were tested in this study. Further, activated charcoal, citric acid and ascorbic acid were compared whether these agents are suppose to reduce the browning in culture process using PLBs of Phalanopsis plants. With regard to the proper propagation medium, VW medium showed 1.3 ~ 2 times highr than those of other medium in an index of increasing for fresh weight and 50% higher than those of other medium in the frequency of shoot regeneration. However, regarding liquid and solid types of culture, there were no significant differences in the proliferation of PLBs and regeneration of shoots from PLBs. In the experiment for a variety of sucrose concentrations (0 ~ 50 g/l), 10 g of sucrose showed 30 ~ 50% higher than other concentrations in increasing index and 10 ~ 50% higher in the regeneration of shoots from PLBs. Regarding the reduction of browning in tissue culture via PLBs of Phalaenopsis plants, 1 g of activated charcoal showed only 1.5% browning of PLBs cultured. Whereas, other treatments including citric acid and ascorbic acid showed 6 ~ 16% of browning of PLBs. Therefore, activated charcoal was selected as an efficient anti-browning agents for the culture of PLBs in Phalaenopsis plants. Using above-described results can be contibuted to the establishment of mass propagation system using PLBs of Phalaenopsis plants in the future.
To establish an efficient proliferation and regeneration of PLBs (protocorm-like bodies) of Phalaenopsis plants, a variety of propagation medium types, various concentraions of sucrose as well as liquid and solid type were tested in this study. Further, activated charcoal, citric acid and ascorbic acid were compared whether these agents are suppose to reduce the browning in culture process using PLBs of Phalanopsis plants. With regard to the proper propagation medium, VW medium showed 1.3 ~ 2 times highr than those of other medium in an index of increasing for fresh weight and 50% higher than those of other medium in the frequency of shoot regeneration. However, regarding liquid and solid types of culture, there were no significant differences in the proliferation of PLBs and regeneration of shoots from PLBs. In the experiment for a variety of sucrose concentrations (0 ~ 50 g/l), 10 g of sucrose showed 30 ~ 50% higher than other concentrations in increasing index and 10 ~ 50% higher in the regeneration of shoots from PLBs. Regarding the reduction of browning in tissue culture via PLBs of Phalaenopsis plants, 1 g of activated charcoal showed only 1.5% browning of PLBs cultured. Whereas, other treatments including citric acid and ascorbic acid showed 6 ~ 16% of browning of PLBs. Therefore, activated charcoal was selected as an efficient anti-browning agents for the culture of PLBs in Phalaenopsis plants. Using above-described results can be contibuted to the establishment of mass propagation system using PLBs of Phalaenopsis plants in the future.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 다양한 배지종류 그리고 고체와 액체배지, sucrose 농도 처리를 통해 최적의 배지 조건을 찾고, 비타민C, 구연산 그리고 활성탄소 처리구 사이에서의 갈변율을 비교하여 갈변화 현상이 최소로 발생하는 동시에 PLB 증식이 가능한 팔레놉시스 대량증식 체계를 확립하고자 한다.
팔레놉시스 PLB (protocorm-like bodies) 조직을 이용하여 대량증식 및 신초재분화 체계 확립을 위하여 다양한 증식배지, 액체배지와 고체배지의 효과, sucrose 농도 등이 PLB 증식과 신초 재분화에 효과가 있는지 그리고 활성탄소, citric acid 및 ascorbic acid 등이 팔레놉시스 PLB 배양시 갈변화 현상을 감소하는데 효과가 있는지 알아 보고자 본 연구를 수행하였다. 그 결과, 난과 식물에서 증식 배지로 널리 사용되는 VW, HCa, Orchimax 및 Kudson C 배지 중 VW 배지가 PLB 증식에서 타 배지와 비교해서 최소 1.
팔레놉시스 PLB증식 및 재분화 시 배지의 타입(액체, 고체) 에 따라 어떠한 영향을 미치는 지 알아보고자 본 연구를 수행하였다. Agar를 제외한 VWAB배지를 액체 배지로 이용하였으며, 4주간 배양 후 PLB 생체중 증가율과 신초 발생율을 측정하였다.
제안 방법
팔레놉시스 PLB증식 및 재분화 시 배지의 타입(액체, 고체) 에 따라 어떠한 영향을 미치는 지 알아보고자 본 연구를 수행하였다. Agar를 제외한 VWAB배지를 액체 배지로 이용하였으며, 4주간 배양 후 PLB 생체중 증가율과 신초 발생율을 측정하였다.
배지에 첨가되는 탄소원(sucrose)의 농도가 팔레놉시스 PLB 증식 및 재분화에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 sucrose를 0, 10, 20, 30, 40, 50 g/l 농도별로 VWAB배 지에 첨가하여 4주간 배양 후 PLB의 생체중 증가율 및 신초발생율을 조사하여 비교하였다.
배지의 종류가 팔레놉시스 PLB배양 시 PLB증식 및 재분화에 미치는 영향에 대해 알아보기 위하여 PLB절편체를 4종류의 난 배지(VW, Kunadson C, Orchimax, HCa)에 치상 하였다. 최초 배양한 PLB를 4주 후 생체중을 측정하여그 증가율을 지수로 측정한 결과, VW배지에서 3배정도 증가하여 가장 높은 PLB 증식효율을 보였으며(Fig.
배지의 종류가 팔레놉시스 PLB배양 시 PLB증식 및 재분화에 미치는 영향에 대해 알아보기 위하여 PLB절편체를 VW, Knudson C (Knudson 1946), Orchimax 배지(Duchefa, Haarlem, The Netherlands) 및 HCa배지(Lee et al. 2010) 에 각각 치상하여 PLB증식율 및 재분화율을 배양 4주 후에 조사하였다.
본 연구에서 팔레놉시스 조직배양 시 문제가 되는 갈변화를 방지하고자 조직배양 시 갈변방지 수단으로 보편적 으로 이용되는 활성탄소, 비타민 C, 구연산을 VWAB배지에 0.5, 1.0 g/l 씩 각각 처리하여 갈변율을 비교하였다. 그결과 활성탄소 1 g/l 첨가 시 1.
2001b). 본 연구에서는 가장 높은 PLB증식효율을 보였던 VW배지를 기본으로 천연산물인 apple powder와 banana powder를 추가로 첨가한 VWAB배지가 이러한 첨가물질이 없는 기본 VW배지와 비교하여 더 좋은 증식효율을 나타내어 PLB증식 배지로 이용하였다(데이터 미제시).
팔레놉시스 PLB는 증식을 위해 뿌리 및 신초를 제거 한 후 가로×세로 약 5 mm의 크기로 잘라 VW (Vacin and Went 1949) 변형 배지인 VWAB배지(1.625 g/l VW, 30 g/l sucrose, 0.5 g/l activated charcoal, 8 g/l phyto agar (Duchefa, Haarlem, The Netherlands), pH 5.2)를 기본배지로 하여 4주마다 계대배양을 실시하였다.
팔레놉시스 배양 시 갈변 방지제 처리에 따른 팔레놉시스 PLB 갈변방지 효과에 대해 알아보기 위해 활성탄소(activated charcoal)와 항산화제인 비타민 C (ascorbic acid), 구연산(citric acid)을 0.5, 1.0 g/l씩 VWAB배지에 첨가하여 팔레놉시스 PLB의 갈변화율을 조사하였다.
대상 데이터
본 연구에 사용된 식물재료는 부산 강산난원(서 재환 대표)에서 분양 받은 팔레놉시스 KN-02 계통을 이용하여 기내에서 PLB (protocorm-like bodies)를 증식 시킨 후 실험에 이용하였다.
성능/효과
최적 배지로 선정된 VW배지에 apple powder 및 banana powder를 첨가한 VWAB 배지를 기반으로 액체 및 고체배양에서 PLB 증식 효율과 신초재분화율을 비교한 결과, 통계적으로 유의한차이는 발견되지 않았다. Sucrose 농도를 0 ~ 50 g 처리한 실험에서는 PLB 증식과 재분화 효율 둘 다 10 g 처리구에서 가장 좋은 결과를 보여 주었다. 마지막으로 팔레놉 시스 PLB 증식 및 재분화 과정에서 자주 발생하는 갈변화를 감소시키기 위하여 활성탄소, citric acid와 ascorbic acid를 처리한 실험에서는 활성탄소 1 g이 1.
Sucrose농도에 따른 PLB 생장에 미치는 효과에 대해 알아보기 위해 0, 10, 20, 30, 40, 50 g/l의 sucrose를 각각 첨가한 결과 10 ~ 20 g/l 첨가 시 2.3 ~ 2.5배 생체 중 증가하여 0, 30 ~ 50 g/l (1.1 ~ 1.9 배) 첨가한 경우 보다 생체중 증가에 효율적인 것으로 나타났다(Fig. 3a). 또한 10 g/l에서 30.
팔레놉시스 PLB (protocorm-like bodies) 조직을 이용하여 대량증식 및 신초재분화 체계 확립을 위하여 다양한 증식배지, 액체배지와 고체배지의 효과, sucrose 농도 등이 PLB 증식과 신초 재분화에 효과가 있는지 그리고 활성탄소, citric acid 및 ascorbic acid 등이 팔레놉시스 PLB 배양시 갈변화 현상을 감소하는데 효과가 있는지 알아 보고자 본 연구를 수행하였다. 그 결과, 난과 식물에서 증식 배지로 널리 사용되는 VW, HCa, Orchimax 및 Kudson C 배지 중 VW 배지가 PLB 증식에서 타 배지와 비교해서 최소 1.3배에서 최대 2배의 증식효율 그리고 신초 재분화에서도 50% 이상 높은 효율을 보여 주었다. 최적 배지로 선정된 VW배지에 apple powder 및 banana powder를 첨가한 VWAB 배지를 기반으로 액체 및 고체배양에서 PLB 증식 효율과 신초재분화율을 비교한 결과, 통계적으로 유의한차이는 발견되지 않았다.
그결과 활성탄소 1 g/l 첨가 시 1.5±0.5%로 가장 낮은 갈변 율을 보였으며, 비타민 C 첨가 시 15.8%, 구연산 첨가 시 6.7 ~ 12.5%로 나타나 팔레놉시스 갈변화 방지에 비효율적인 것으로 나타났다(Table 1).
3a). 또한 10 g/l에서 30.3%로 가장 높은 효율의 신초 발생율을 보여 VWAB배 지에 10 g/l sucrose를 첨가 시 PLB 생장에 가장 효율적이라 판단된다(Fig. 3b). 다른 팔레놉시스(Kim et al.
Sucrose 농도를 0 ~ 50 g 처리한 실험에서는 PLB 증식과 재분화 효율 둘 다 10 g 처리구에서 가장 좋은 결과를 보여 주었다. 마지막으로 팔레놉 시스 PLB 증식 및 재분화 과정에서 자주 발생하는 갈변화를 감소시키기 위하여 활성탄소, citric acid와 ascorbic acid를 처리한 실험에서는 활성탄소 1 g이 1.5%의 가장 낮은 갈변율을 나타내었다. 이러한 실험결과는 향후 팔레놉시스 PLB를 이용한 대량증식 및 재분화 체계 확립에 크게 기여하리라 판단된다.
액체 또는 고체 배지 형태에 따른 팔레놉시스 PLB의 생장을 비교한 결과 고체배지에서 생체중이 2.7배 증가하여 액체 배지보다 0.1배 높은 수치를 보였으며, 신초발생율 역시 36.3%로 액체 배지보다 1.7% 높았으나 유의적인 차이는 관찰되지 않았다(Fig. 2a, 2b). Kim et al.
3배에서 최대 2배의 증식효율 그리고 신초 재분화에서도 50% 이상 높은 효율을 보여 주었다. 최적 배지로 선정된 VW배지에 apple powder 및 banana powder를 첨가한 VWAB 배지를 기반으로 액체 및 고체배양에서 PLB 증식 효율과 신초재분화율을 비교한 결과, 통계적으로 유의한차이는 발견되지 않았다. Sucrose 농도를 0 ~ 50 g 처리한 실험에서는 PLB 증식과 재분화 효율 둘 다 10 g 처리구에서 가장 좋은 결과를 보여 주었다.
최초 배양한 PLB를 4주 후 생체중을 측정하여그 증가율을 지수로 측정한 결과, VW배지에서 3배정도 증가하여 가장 높은 PLB 증식효율을 보였으며(Fig. 1a), 재분 화율 역시 74.0±2.2%로 orchimax (53.3±5.8%), HCa (21.0±3.6%), Knudson C (14.2±1.4%)에 비해 PLB에서 신초발생율이 20 ~50% 이상 높은 것으로 나타났다(Fig. 1b).
후속연구
(2011)의 보고에 의하면 활성탄소는 난과 종자의 발달에 도움이 되며, 에틸렌과 페놀화합물을 흡수하여 갈변화 방지에도 도움이 되지만, 고농도의 활성탄소는 에틸렌 및 페놀화합물뿐만 아니라 배지 내 비타민, 식물생장조절제등을 흡수하므로 농도조절에 유의해야 한다고 보고하였다. 본 연구에서 배지종류, 액체및 고체배지형태, sucrose 및 갈변방지 목적의 다양한 첨가제를 처리한 결과 도출된 최적의 배지조합은 향후 팔레놉시스 기내 PLB 증식 및 이로부터의 신초 재분화 체계 확립에 크게 기여하리라 판단된다.
5%의 가장 낮은 갈변율을 나타내었다. 이러한 실험결과는 향후 팔레놉시스 PLB를 이용한 대량증식 및 재분화 체계 확립에 크게 기여하리라 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
난의 특징?
난은 800여 속(屬)에 60,000여 종(種)으로 그 종류가 다양하고 재배 역사가 길며 단자엽식물 중 가장 많이 진화된 식물로 알려져 있으며, 난은 주로 승진이나 개업, 졸업식등 경축행사에 선물용으로 이용되며, 최근에는 공기정화식물로서의 능력을 인정받아(Yun and Jung 2011) 가정용 화분으로도 인기가 높다. 그중 팔레놉시스는 재배기간이다른 난보다 짧고 개화기간이 길뿐 아니라 실내 환경에잘 적응한다.
심비디움와 달리 속간교배가 가능한 품종은?
팔레놉시스는 열대 아시아 지방인 말레이시아, 싱가포르, 미얀마 남부에서 오스트레일리아에 이르는 넓은 지역에 40 ~ 50종이 분포하고 있으며, 근래에는 팔레놉시스 아마빌리스(흰색)와 팔레놉시스 쉴러라이나(분홍색)를 중심으로 백색 계통, 분홍색 계통, 황색 계통, 세미백색 계통, 스프라이트 계통 등으로 진전 되었으며(Yun and Jung 2011), 심비디움와 달리 속간교배가 가능하다. 우리나라에서는 1990년대 초반 국립원예특작과학원에서 팔레놉시스 육종을 위해 유전자원을 수집하고 평가한 것을 시작으로, 경기도와 경남화훼육종연구소 및 민간단체에서도 품종연구를 시작하여 매년 새로운 팔레놉시스 품종들이 육성되고 있다.
조직배양에 의해 번식되는 영양계 묘는 수입묘의 어떠한 문제점을 극복했나?
우리나라에서는 1990년대 초반 국립원예특작과학원에서 팔레놉시스 육종을 위해 유전자원을 수집하고 평가한 것을 시작으로, 경기도와 경남화훼육종연구소 및 민간단체에서도 품종연구를 시작하여 매년 새로운 팔레놉시스 품종들이 육성되고 있다. 그럼에도 불구하고 현재까지 국내에서 재배되고 있는 품종의 대부분이 대만 등에서 생산되는 해외 품종이며, 수입묘의 대부분은 실생묘로, 유전적 으로 고정되어있지 않은 상태이기 때문에 육묘 시 묘 손실율이 크고 개체간의 생육, 화색 및 화형 차이 그리고 개화기의 불균일성 등 문제점을 가지고 있다. 그에 비해 조직배양에 의해 번식되는 영양계 묘들은 유전적으로 균일하여 실생 번식 시 발생하는 문제점들을 극복할 수 있고, 형질전환 시 안정적인 조직배양 환경은 형질전환 효율을 높여주는 역할을 한다(Kim et al.
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