감자 가공용 신품종'새봉'의 무병주 대량생산을 위하여 microponic system에서 배양액의 농도변화가 감자 소식물체 생육에 미치는 영향을 구명하고자 수행 하였다. 조절한 감자 배양액의 농도는 EC 0.2, 0.6, 1.0, 1.4, 1.8, $14.0dS{\cdot}^{-1}$수준 이었으며 감자 조직배양묘는 생장점과 잎을 2개 포함한 1.5cm길이로 잘라 50mL 유리병(glass vial)에 1개씩 치상하여 18일, 또는 21일간 2회에 걸쳐 하였다. 배양액 량은 용기 당 2mL씩 넣고 10일 후 1 mL를 첨가하였으며, 환경조건은 일장 16시간, 온도 $23{\pm}1^{\circ}C$, $40mmol^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 백색 LED에서 실험 I의 배양액농도는 EC 0.2, 1.0, $14dS{\cdot}m^{-1}$였으며, 실험 II의 배양액농도는 0.6, 1.0, 1.4, $1.8dS{\cdot}m^{-1}$로 조정하였다. 치상 7일 후 소식물체의 생존율은 $0.2dS{\cdot}m^{-1}$에서 90%, $0.6dS{\cdot}m^{-1}$에서 100%, $1.0dS{\cdot}m^{-1}$에서 100%, $1.4dS{\cdot}m^{-1}$에서 0%, $1.8dS{\cdot}m^{-1}$에서 0%, $14.0dS{\cdot}m^{-1}$에서 0% 이었다. 배양액의 전기전도도를 $1.0dS{\cdot}m^{-1}$으로 조절한 처리에서 이식 2일 후 뿌리가 발육되어 소식물체 생육이 왕성하게 생장하여 18일 만에 7개의 엽, 길이 5cm, 생중 0.5g이상의 식물체로 생육하였다. 배양액의 농도를 $0.6dS{\cdot}m^{-1}$으로 조절한 처리에서는 이식 4일 후부터 뿌리가 발육되어 21일 후 5개의 엽, 길이 4cm, 생중 0.2g을 가진 식물체로 생육하였다. 따라서 microponic system에서 무병 감자 묘 대량생산을 위해서는 감자배양액의 전기전도도를 $0.6{\sim}1.0dS{\cdot}m^{-1}$ 조절하여 관리하는 것이 효과적임을 알 수 있었다.
감자 가공용 신품종'새봉'의 무병주 대량생산을 위하여 microponic system에서 배양액의 농도변화가 감자 소식물체 생육에 미치는 영향을 구명하고자 수행 하였다. 조절한 감자 배양액의 농도는 EC 0.2, 0.6, 1.0, 1.4, 1.8, $14.0dS{\cdot}^{-1}$수준 이었으며 감자 조직배양묘는 생장점과 잎을 2개 포함한 1.5cm길이로 잘라 50mL 유리병(glass vial)에 1개씩 치상하여 18일, 또는 21일간 2회에 걸쳐 하였다. 배양액 량은 용기 당 2mL씩 넣고 10일 후 1 mL를 첨가하였으며, 환경조건은 일장 16시간, 온도 $23{\pm}1^{\circ}C$, $40mmol^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 백색 LED에서 실험 I의 배양액농도는 EC 0.2, 1.0, $14dS{\cdot}m^{-1}$였으며, 실험 II의 배양액농도는 0.6, 1.0, 1.4, $1.8dS{\cdot}m^{-1}$로 조정하였다. 치상 7일 후 소식물체의 생존율은 $0.2dS{\cdot}m^{-1}$에서 90%, $0.6dS{\cdot}m^{-1}$에서 100%, $1.0dS{\cdot}m^{-1}$에서 100%, $1.4dS{\cdot}m^{-1}$에서 0%, $1.8dS{\cdot}m^{-1}$에서 0%, $14.0dS{\cdot}m^{-1}$에서 0% 이었다. 배양액의 전기전도도를 $1.0dS{\cdot}m^{-1}$으로 조절한 처리에서 이식 2일 후 뿌리가 발육되어 소식물체 생육이 왕성하게 생장하여 18일 만에 7개의 엽, 길이 5cm, 생중 0.5g이상의 식물체로 생육하였다. 배양액의 농도를 $0.6dS{\cdot}m^{-1}$으로 조절한 처리에서는 이식 4일 후부터 뿌리가 발육되어 21일 후 5개의 엽, 길이 4cm, 생중 0.2g을 가진 식물체로 생육하였다. 따라서 microponic system에서 무병 감자 묘 대량생산을 위해서는 감자배양액의 전기전도도를 $0.6{\sim}1.0dS{\cdot}m^{-1}$ 조절하여 관리하는 것이 효과적임을 알 수 있었다.
It was intended to closely examine an effect that a change in the concentration of culture medium had on the potato(Solanum tuberosum L.) plantlet growth in the microponic system so as to mass-produce the virus-free plant of new variety 'Saebong' for potato processing. The adjusted concentration of ...
It was intended to closely examine an effect that a change in the concentration of culture medium had on the potato(Solanum tuberosum L.) plantlet growth in the microponic system so as to mass-produce the virus-free plant of new variety 'Saebong' for potato processing. The adjusted concentration of potato culture medium was 0.2, 0.6, 1.0, 1.4, 1.8, and $14.0dS{\cdot}m^{-1}$. And potato seedling was cut into pieces of 1.5 cm in length, which included 2 growth points and leaves. And each was explanted in glass vial of 50 mL. And experiments were carried out twice for 18 days or 21days. Culture medium of 2ml was put in the container respectively. And 1 mL was added after 10 days. And in terms of cultivation environment, the experiment was carried out at the day length of 16 hours at the temperature of $23{\pm}1^{\circ}C$ under the white LED light of $40{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$. The concentration of culture medium in the experiment I was EC 0.2, 1.0, $14dS{\cdot}m^{-1}$ and was adjusted to 0.6, 1.0, 1.4, $1.8dS{\cdot}m^{-1}$ in the experiment II. The results showed that the survival rate of plantlet was 90% at $0.2dS^2m^{-1}$, 100% at $0.6dS^2m^{-1}$, 100% at $1.0dS^2m^{-1}$. 0% at $1.4dS{\cdot}m^{-1}$, 0% at $1.8dS{\cdot}m^{-1}$. and 0% at $14.0dS{\cdot}m^{-1}$ after 7 days. With regard to the explanted potato seedling, in case of the treatment where the electrical conductivity of culture medium was adjusted to $1.0dS{\cdot}m^{-1}$, root developed 2 days after transplantation. And the plantlet vigorously grew into strong plant that had 7 leaves, length of 5cm, and fresh weight of 0.5 g after 18 days. In case of the treatment where the concentration of culture medium was adjusted to $0.6dS{\cdot}m^{-1}$, the root plantlets developed 4 days after transplantation. And those grew into plant that had 7 leaves and fresh weight of 0.2 g after 21 days. Therefore, we found that it is effective to control potato culture medium by adjusting its electrical conductivity to $0.6{\sim}1.0dS{\cdot}m^{-1}$ for the mass production of virus-free potato seedling in the microponic system.
It was intended to closely examine an effect that a change in the concentration of culture medium had on the potato(Solanum tuberosum L.) plantlet growth in the microponic system so as to mass-produce the virus-free plant of new variety 'Saebong' for potato processing. The adjusted concentration of potato culture medium was 0.2, 0.6, 1.0, 1.4, 1.8, and $14.0dS{\cdot}m^{-1}$. And potato seedling was cut into pieces of 1.5 cm in length, which included 2 growth points and leaves. And each was explanted in glass vial of 50 mL. And experiments were carried out twice for 18 days or 21days. Culture medium of 2ml was put in the container respectively. And 1 mL was added after 10 days. And in terms of cultivation environment, the experiment was carried out at the day length of 16 hours at the temperature of $23{\pm}1^{\circ}C$ under the white LED light of $40{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$. The concentration of culture medium in the experiment I was EC 0.2, 1.0, $14dS{\cdot}m^{-1}$ and was adjusted to 0.6, 1.0, 1.4, $1.8dS{\cdot}m^{-1}$ in the experiment II. The results showed that the survival rate of plantlet was 90% at $0.2dS^2m^{-1}$, 100% at $0.6dS^2m^{-1}$, 100% at $1.0dS^2m^{-1}$. 0% at $1.4dS{\cdot}m^{-1}$, 0% at $1.8dS{\cdot}m^{-1}$. and 0% at $14.0dS{\cdot}m^{-1}$ after 7 days. With regard to the explanted potato seedling, in case of the treatment where the electrical conductivity of culture medium was adjusted to $1.0dS{\cdot}m^{-1}$, root developed 2 days after transplantation. And the plantlet vigorously grew into strong plant that had 7 leaves, length of 5cm, and fresh weight of 0.5 g after 18 days. In case of the treatment where the concentration of culture medium was adjusted to $0.6dS{\cdot}m^{-1}$, the root plantlets developed 4 days after transplantation. And those grew into plant that had 7 leaves and fresh weight of 0.2 g after 21 days. Therefore, we found that it is effective to control potato culture medium by adjusting its electrical conductivity to $0.6{\sim}1.0dS{\cdot}m^{-1}$ for the mass production of virus-free potato seedling in the microponic system.
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문제 정의
감자 가공용 신품종‘새봉’의 무병주 대량생산을 위하여 microponic system에서 배양액의 농도변화가 감자 소식물체 생육에 미치는 영향을 구명하고자 수행 하였다.
본 실험에서는 기내 배양 생력화를 위한 기초자료를 얻고자 microponic system을 위한 액체 무당 배양 시 배지의 무기성분 농도가 감자 소식물체에 미치는 생육 특성을 조사하여 microponic system에 적합한 배양액 농도를 구명하고자 수행하였다.
제안 방법
감자배양액 (Table 1)의 농도를 0.2, 0.6, 1.0, 1.4, 1.8, 14.0d·Sm−1으로 조절하고 치상체는 조직배양묘의 생장점과 엽을 2개 포함한 길이 1~1.5cm로 50mL 유리병(glass vial)에 1개씩 치상 하였다.
배양액 량은 용기 당 2mL씩 넣고 10일 후 1 mL를 첨가하였으며, 환경조건은 일장 16시간, 온도 23 ± 1℃, 40mmol−2·s−1의 백색 LED에서 실험 I의 배양액농도는 EC 0.2, 1.0, 14dS·m−1였으며, 실험 II의 배양액농도는 0.6, 1.0, 1.4, 1.8dS·m−1로 조정하였다.
배양액의 농도를 0.6dS·m−1으로 조절한 처리에서는 이식 4일 후부터 뿌리가 발육되어 21일 후 5개의 엽, 길이 4cm, 생중 0.2g을 가진 식물체로 생육하였다.
배양액의 전기전도도를 1.0dS·m−1으로 조절한 처리에서 이식 2일 후 뿌리가 발육되어 소식물체 생육이 왕성하게 생장하여 18일 만에 7개의 엽, 길이 5cm, 생중 0.5g이상의 식물체로 생육하였다.
, 2009). 본 실험에서는 초기 유리병에 배양액을 2mL씩 공급하고 10일 후 1mL를 첨가함으로써 식물체가 담수되지 않도록 처리 하였다.
(2008)의 보고와 같다. 본 실험은 microponic system으로서 순화시 Shoot가 독립영양체로 재생하기 위한 당 합성 부위인 잎을 붙이고 재배함으로써 CO2를 공급 받기 위해 유리병의 상층을 완전 개봉함으로써 식물의 순화능력을 키웠다. 광합성에 필요한 식물절편의 최소면적은 약 20mm2정도이면 충분하다고 보고되었다(Kozai et al.
8dS·m−1으로 조절하여 2013년 12월 15일부터 2014년 1월 06일까지 21일간 실험Ⅰ과 같은 조건으로 수행하였다. 생육조사는 첫 뿌리가 보이는 시기와 전체적인 뿌리 발생 특성, 생존률, 줄기 길이, 마디 수, 엽수, 생체중 등을 하였다.
실험 II는 배양액의 전기전도도를 0.6, 1.0, 1.4, 1.8dS·m−1으로 조절하여 2013년 12월 15일부터 2014년 1월 06일까지 21일간 실험Ⅰ과 같은 조건으로 수행하였다.
실험 II에서는 0.6, 1.0, 1.4, 1.8dS·m−1으로 배양액 농도를 조절하였으며 실험 I의 재료인 생장점이 포함된 마디가 아닌 엽이 2개 포함된 중간마디를 사용하였다.
실험 I은 배양액의 전기전도도를 0.2, 1.0, 14.0·dS·m−1으로2013년 11월 22부터 12월 10일까지 18일간 수행하였다.
조절한 감자 배양액의 농도는 EC 0.2, 0.6, 1.0, 1.4, 1.8, 14.0dS·m−1수준 이었으며 감자 조직배양묘는 생장점과 잎을 2개 포함한 1.5cm길이로 잘라 50mL 유리병(glass vial)에 1개씩 치상하여 18일, 또는 21일간 2회에 걸쳐 하였다.
대상 데이터
공시품종은 감자칩용으로 개발된 신품종 ‘새봉’으로, 국립식량과학원 고령지 농업연구센터로부터 2013년 1월 7일 생장점 배양된 조직배양 묘를 사용하였다.
데이터처리
통계분석은 SAS version 9.1(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하였으며, 평균과 표준오차를 구하여 p < 0.05 수준에서 Duncanís multiple range test를 실시하였다.
성능/효과
0.2dS·m−1은 치상 3일 후 첫 뿌리가 관찰되었으며 8일째 모든 뿌리가 생장하면서 지상부 생육도 이루어졌으나 낮은 무기성분 농도로 인해 생장 속도가 낮으면서 양분 부족현상이 관찰되었다.
1.0dS·m−1에서는 처리 2일 후 뿌리가 관찰되었고 4일째는 뿌리 발달과 함께 잎과 줄기 생장이 100% 관찰 되었다.
1차, 2차 실험결과 microponic system을 위한 배양액의 농도가 감자 소식물체의 생육과 발근형성에 영향을 준다는 것을 알 수 있었으며, 1차 2차 실험을 통하여 감자소식물체의 생육은 EC 0.6~1.0dS·m−1의 액체배양액 농도를 사용하는 것이 적절하다고 판단되었다.
따라서 microponic system에서 무병 감자 묘 대량생산을 위해서는 감자배양액의 전기전도도를 0.6~1.0dS·m−1 조절하여 관리 하는 것이 효과적임을 알 수 있었다.
실험I 에서 배양액 농도를 달리하여 생육된 감자소식 물체 정식 7일 후 생존률은 0.2dS·m−1에서 90%, 1.0dS·m−1에서 100%인 반면 14.0dS·m−1에서는 0%를 나타냈다(Fig. 1).
처리 21일째 감자 소식물체의 줄기길이, 엽수, 지상부생체중도 0.6dS·m−1와 1.0dS·m−1에서 유의차는 인정되지 않았으나 뿌리 출현률은 EC 1.0 dS·m−1에서 4.4일로 EC 0.6dS·m−1 처리구보다 3.7일 빨랐다(Table 3).
치상체의 생장은 생장점과 2개 엽을 포함하여 기립시켜 정식함으로서 감자소식물체의 생존을 유지하였으며 그 결과 1.0dS·m−1에서 생육이 가장 좋았음을 알 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Microponic system은 무엇을 위해 개발되었는가?
Microponic system은 micropropagation과 hydroponics을 조합한 식물생산체계로서 조직배양단계에서 기내배양 조작의 어려움, 기내에서 연약한 식물체로 자라야 하는 단점, 대량증식의 어려움 등을 극복하기 위해 개발되었다(Hahn and Lee, 1996). Hahn et al.
조직배양단계에서 액체배지를 사용하면 얻는 효과는?
조직배양단계에서는 고체배양 또는 액체배양으로 계대 증식하는데 액체배지를 사용하면 크고 튼실한 줄기나 잎을 얻을 수 있고 경비도 대폭 줄일 수 있다(Akita and Takayama, 1994). 조직배양에서 당은 조직의 출아 발근 생육을 유도하지만 미생물의 침입을 용이하게 하는 단점을 가지고 있다.
조직배양기술은 어떤 단점을 극복하기 위해 멸균이 더욱 중요히 여겨지고 이로 인하여 고도의 기술과 기능이 필요하게 되었는가?
조직배양단계에서는 고체배양 또는 액체배양으로 계대 증식하는데 액체배지를 사용하면 크고 튼실한 줄기나 잎을 얻을 수 있고 경비도 대폭 줄일 수 있다(Akita and Takayama, 1994). 조직배양에서 당은 조직의 출아 발근 생육을 유도하지만 미생물의 침입을 용이하게 하는 단점을 가지고 있다. 따라서 조직배양기술에서 멸균이 더욱 중요히 여겨지고 이로 인하여 고도의 기술과 기능이 필요하게 된다.
참고문헌 (9)
Akita M. and S. Takayama. 1994. Stimulation of potato(Solanum tuberosum L.)tuberization by semicontinuous liquid medium surface level control. Plant Cell Rep. 13:184-187.
Aitken-Christie J., T. Kozai, and M.A.L. Smith. 1995. Automation and Environmental Control in Plant Tissue Culture. (500p) Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.
Hahn, E.J. and Y.B. Lee. 1996. A new method on mass-production of micropropagated chrysanthemum plants using microponic system in plant factory. Acta Hort. 440:527-532.
Hahn, E.J., Y.R. Cho, and Y.B. Lee. 1998. Air temperature and relative humidity affect the growth of chrysanthemum plantlets in the microponic system, J. Kor. Soc. Hort. Sci. 39(5):625-628.
Hwang, H.Y. and Y.B. Lee. 2007. Microtuberization and morphological development by culture condition in vitro node culture of potato. Kor. J. Plant Biotechnol. 34:331-338.
Hwang, H.Y. and Y.B. Lee. 2008. Influences by position of node and existence of leaf on microtuberization in node culture of potato. Kor. J Plant Biotechnol. 35:63-68.
Kozai, T., B.R. Jeong, C. Kubota and Y. Murai. 1995. Effects of volume and initial strength of medium on the growth, photosysthesis and ion uptake of potato(Solanum tuberosum L.) plantlet in vitro. J. Japan. Soc. Hort. Sci. 64(1):63-71.
Kumar D. and P.F. Wareing. 1973. Studies on tuberization of Solanum andigena I, Evidence for the existence and movement of a specific tuberization stimulus. New Phytol. 72:283-287.
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