배 '원황'의 재분화와 발근에 미치는 식물생장조절물질과 탄소원의 영향 Effect of plant growth regulators and carbon source on the shoot regeneration and rooting of 'Wonhwang' pear (Pyrus pyrifolia L.)원문보기
본 연구의 목적은 배 '원황'의 효율적인 재분화 조건을 규명하기 위해 NAA 0.01, 0.05, 0.1, 0.5 mg/L과 BA 3, 5, 10 mg/L을 조합하여 처리한 결과, NAA 0.05 mg/L, BA 3 mg/L의 조성에 plant agar 8 g/L와 sucrose 30 g/L의 MS 배지에서 재분화율이 13.3%로 나왔다. 기존의 '신고'와 '황금배'의 발근에 사용하였던 배지 조성과 '배연3호'의 발근 배지조성에서는 '원황' 품종의 발근이 전혀 이뤄지지 않았다. 식물생장조절물질이 '원황'의 발근에 미치는 영향을 알아보기 위하여 NAA 0.5, 1.0 mg/L, IBA 0.3, 0.5, 1.0 mg/L을 조합하여 처리한 결과 IBA 1.0 mg/L와 NAA 1.0 mg/L의 조합에 1/4 LS vitamin이 포함된 배지에서 발근률이 24%로 나타났으며 효율적인 '원황'의 발근을 위해서는 탄소원으로 glucose 7.5 g/L가 사용되었다.
본 연구의 목적은 배 '원황'의 효율적인 재분화 조건을 규명하기 위해 NAA 0.01, 0.05, 0.1, 0.5 mg/L과 BA 3, 5, 10 mg/L을 조합하여 처리한 결과, NAA 0.05 mg/L, BA 3 mg/L의 조성에 plant agar 8 g/L와 sucrose 30 g/L의 MS 배지에서 재분화율이 13.3%로 나왔다. 기존의 '신고'와 '황금배'의 발근에 사용하였던 배지 조성과 '배연3호'의 발근 배지조성에서는 '원황' 품종의 발근이 전혀 이뤄지지 않았다. 식물생장조절물질이 '원황'의 발근에 미치는 영향을 알아보기 위하여 NAA 0.5, 1.0 mg/L, IBA 0.3, 0.5, 1.0 mg/L을 조합하여 처리한 결과 IBA 1.0 mg/L와 NAA 1.0 mg/L의 조합에 1/4 LS vitamin이 포함된 배지에서 발근률이 24%로 나타났으며 효율적인 '원황'의 발근을 위해서는 탄소원으로 glucose 7.5 g/L가 사용되었다.
The aim of this research is to establish shoot regeneration system for 'Wonhwang' pear (Pyrus pyrifolia L.) using various concentrations of 1-Naphthaleneacetic acid (NAA) 0.01, 0.05, 0.1, 0.5 mg/L in combination with benzylaminopurine (BA) 3, 5, 10 mg/L. Medium containing 4.4 g/L of Murashige and Sk...
The aim of this research is to establish shoot regeneration system for 'Wonhwang' pear (Pyrus pyrifolia L.) using various concentrations of 1-Naphthaleneacetic acid (NAA) 0.01, 0.05, 0.1, 0.5 mg/L in combination with benzylaminopurine (BA) 3, 5, 10 mg/L. Medium containing 4.4 g/L of Murashige and Skoog (MS) medium with vitamins containing 8 g/L of plant agar and 30 g/L of sucrose with NAA 0.05 mg/L and BA 3 mg/L showed 13.3% of shoot regeneration rate. 'Wonhwang' showed no root growth on existing rooting media of P. pyrifolia cv. Niitaka, 'Whang-keumbae' and 'Bae Yun No. 3'. We evaluated the effect of concentration and kinds of plant growth regulators and carbon source to establish efficient rooting condition for 'Wonhwang' pear. In the result of using various concentrations of NAA 0.5 mg/L and 1.0 mg/L in combination with indolebutyric acid (IBA) 3, 5, 10 mg/L, rooting rate of 24% was observed using 1/4 Linsmaier and Skoog (LS) medium supplemented with 7.5 g/L glucose as carbon source and IBA 1.0 mg/L with NAA 1.0 mg/L.
The aim of this research is to establish shoot regeneration system for 'Wonhwang' pear (Pyrus pyrifolia L.) using various concentrations of 1-Naphthaleneacetic acid (NAA) 0.01, 0.05, 0.1, 0.5 mg/L in combination with benzylaminopurine (BA) 3, 5, 10 mg/L. Medium containing 4.4 g/L of Murashige and Skoog (MS) medium with vitamins containing 8 g/L of plant agar and 30 g/L of sucrose with NAA 0.05 mg/L and BA 3 mg/L showed 13.3% of shoot regeneration rate. 'Wonhwang' showed no root growth on existing rooting media of P. pyrifolia cv. Niitaka, 'Whang-keumbae' and 'Bae Yun No. 3'. We evaluated the effect of concentration and kinds of plant growth regulators and carbon source to establish efficient rooting condition for 'Wonhwang' pear. In the result of using various concentrations of NAA 0.5 mg/L and 1.0 mg/L in combination with indolebutyric acid (IBA) 3, 5, 10 mg/L, rooting rate of 24% was observed using 1/4 Linsmaier and Skoog (LS) medium supplemented with 7.5 g/L glucose as carbon source and IBA 1.0 mg/L with NAA 1.0 mg/L.
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문제 정의
본 연구에서는 국내 육성 품종인 ‘원황’의 재분화 조건을 구축하기 위해 식물생장조절물질로써 NAA, BA의 농도에 따른 결과를 조사하였고, 비타민의 종류와 탄소원으로써 sucrose와 sorbitol의 적정 농도 그리고 지지체로써 plant agar와 daishin agar의 효과를 규명하였다.
본 연구의 목적은 배 ‘원황’의 효율적인 재분화 조건을 규명하기 위해 NAA 0.01, 0.05, 0.1, 0.5 mg/L과 BA 3, 5, 10 mg/L 을 조합하여 처리한 결과, NAA 0.05 mg/L, BA 3 mg/L의 조성에 plant agar 8 g/L와 sucrose 30 g/L의 MS 배지에서 재분화율이 13.3%로 나왔다.
재분화 조건이 확립된 ‘원황’의 발근 체계를 구축하기 위해 ‘신고’, ‘황금배’, ‘배연3호’의 발근 배지 조성과 비교 연구하여 식물생장조절물질로써 NAA와 IBA의 농도, 그리고 비타민의 구성 및 탄소공급원의 종류와 농도에 따른 발근율을 조사하여 ‘원황’의 발근을 효율적으로 유도할 수 있는 배지 조성에 대해 연구하였다.
제안 방법
‘원황’ 75 개체 중 3개체가 발근함으로써 4±0.0%의 발근율을 보인 배지 조성은 LS 배지를 1/2 농도로 사용하고 IBA 농도를 1.0mg/L, NAA 1.0mg/L로 하였고 탄소원을 sucrose 대신 glucose로 변경하였다.
1년생 휴면지를 채취하여 4°C에서 6주간 저온처리를 하여 휴면을 타파시킨 후 액아를 유도하고, 발생한 액아를 70% ethanol로 세척한 다음 3%의 sodium hypochlorite 용액에서 10분간 살균하고 멸균수로 5 ~ 10 회 반복하여 세척하였다.
신초 증식 배양은 25±2°C로 조절되는 배양실에서 2,000 umol·m2·sec1의광도로 16시간 광주기, 8시간 암주기로 처리하였다. 8주 간격으로 1 ~ 3 cm 정도 길이의 신초들을 BA 1mg/L, IBA 0.1 mg/L, sucrose 30 g/L, plant agar 10 g/L를 첨가하고 pH 를 5.8로 조정한 MS 배지에 치상하여 계대배양 하였다.
비타민의 영향을 보기 위해 비타민의 조성이 다른 MS 배지와 LS (Linsmaier and Skoog 1965) 배지를 사용하였다. 기내 도입된 식물체를 증식배지로 옮기고 나서 3주 후부터 정단부의 유엽을 채취하여 엽병을 제거한 후, 사각으로 잘라낸 잎 절편체를 24종의 재분화 배지에 처리구당 10개씩 6반복으로 치상하였다(Table 1). 탄소원의 종류와 농도에 의한 재분화율을 조사하기 위해 MS 기본 배지에 sucrose와 sorbitol을 30 g/L로 첨가하였고, 지지체의 종류와 농도 조건을 알아보기 위해 plant agar 8g/L와 daishin agar 7 g/L의 처리구에 잎 절편체를 치상하여 암처리에서 6주간 배양 후 16시간 광주기로 옮겨 배양하면서 각 처리당 신초의 재분화율을 조사하였다.
기내 도입된 식물체를 증식배지로 옮기고 나서 조직배양묘의 활성이 좋은 단계에 5가지 조성의 발근 배지에 처리구당 25개씩 3반복으로 치상하여 발근율을 조사하였다(Table 2). 배지 종류와 비타민 조성이 발근에 미치는 영향을 보기 위해 MS 배지와 LS 배지로 나누어서 발근율을 조사하였고 LS 배지의 농도는 1/2과 1/4로 나누어서 비교 조사하였다(Table 2).
멸균된 액아는 BA 1 mg/L, sucrose 30 g/L, plant agar 10 g/L를 첨가하고, pH를 5.8로 조정한 MS (Murashige & Skoog, 1962) 배지에 치상하여 기내 도입을 유도하였다.
배 ‘원황’의 발근에 적합한 auxin의 농도를 찾기 위해서 NAA의 농도를 0.5, 1.0mg/L, IBA의 농도를 0.3, 0.5, 1 mg/L로 조합한 5종의 배지에 25개체씩 3반복으로 식물체를 치상하였다(Table 2).
배 ‘원황’의 신초 재분화에 적합한 auxin의 농도를 찾기 위해서 NAA의 농도를 0.01, 0.05, 0.1, 0.5 mg/L, cytokinin인 BA의 농도를 3, 5, 10 mg/L로 조합한 24종의 배지에 잎 절편체를 10개씩 6반복으로 치상하였다(Table 1).
1,100 g/cm2로 차이가 나며 재분화율은 plant agar에서 재분화된 신초가 더 많이 발생하는 것으로 보아 ‘원황’의 재분화에는 plant agar가 더 효과적인 것으로 판단된다. 배양된 잎 절편체로부터 유기된 신초에서 정상적인 개체로 생장한 식물체를 증식배지(BA 1 mg/L, IBA 0.1 mg/L, sucrose 30 g/L, plant agar 10 g/L)로 옮긴 후 2주차, 4주차 (Fig. 1B, C)에 관찰하였다. 신초로부터 뿌리를 유도하기 위해 1/2 MS 배지에 IBA 0.
기내 도입된 식물체를 증식배지로 옮기고 나서 조직배양묘의 활성이 좋은 단계에 5가지 조성의 발근 배지에 처리구당 25개씩 3반복으로 치상하여 발근율을 조사하였다(Table 2). 배지 종류와 비타민 조성이 발근에 미치는 영향을 보기 위해 MS 배지와 LS 배지로 나누어서 발근율을 조사하였고 LS 배지의 농도는 1/2과 1/4로 나누어서 비교 조사하였다(Table 2). 식물생장조절물질에 의한 배 ‘원황’의 발근율을 조사하기 위해 auxin인 IBA의 농도를 0.
생장조절물질에 의한 식물체의 재분화율을 조사하기 위하여 auxin인 NAA를 0.01, 0.05, 0.1, 0.5 mg/L, cytokinin인 BA 를 3, 5, 10 mg/L 농도로 혼용 처리하였다. 비타민의 영향을 보기 위해 비타민의 조성이 다른 MS 배지와 LS (Linsmaier and Skoog 1965) 배지를 사용하였다.
식물 조직배양에서 plant agar를 지지체로 많이 사용하는데 본 연구에서는 재분화가 잘 되지 않는 ‘원황’의 신초 발생을 위해 plant agar와 daishin agar를 처리하였다.
식물생장조절물질에 의한 배 ‘원황’의 발근율을 조사하기 위해 auxin인 IBA의 농도를 0.3, 0.5, 1.0 mg/L, NAA의 농도를 0.5, 1.0 mg/L로 혼용 처리하였다.
0 mg/L로 혼용 처리하였다. 탄소원의 종류에 따른 발근율을 조사하기 위해 MS 배지에 sucrose 15 g/L로 첨가하였고, LS 배지에는 glucose 7.5 g/L, 15 g/L 두 가지 농도로 탄소원을 첨가하였다. 지지체는 plant agar 8 g/L를 5종의 발근 배지에 동일하게 사용하였다(Table 2).
기내 도입된 식물체를 증식배지로 옮기고 나서 3주 후부터 정단부의 유엽을 채취하여 엽병을 제거한 후, 사각으로 잘라낸 잎 절편체를 24종의 재분화 배지에 처리구당 10개씩 6반복으로 치상하였다(Table 1). 탄소원의 종류와 농도에 의한 재분화율을 조사하기 위해 MS 기본 배지에 sucrose와 sorbitol을 30 g/L로 첨가하였고, 지지체의 종류와 농도 조건을 알아보기 위해 plant agar 8g/L와 daishin agar 7 g/L의 처리구에 잎 절편체를 치상하여 암처리에서 6주간 배양 후 16시간 광주기로 옮겨 배양하면서 각 처리당 신초의 재분화율을 조사하였다.
대상 데이터
본 연구에 사용한 식물재료는 농촌진흥청 국립원예특작과학원에 보존 중인 배 ‘원황’을 이용하였다.
5 mg/L, cytokinin인 BA 를 3, 5, 10 mg/L 농도로 혼용 처리하였다. 비타민의 영향을 보기 위해 비타민의 조성이 다른 MS 배지와 LS (Linsmaier and Skoog 1965) 배지를 사용하였다. 기내 도입된 식물체를 증식배지로 옮기고 나서 3주 후부터 정단부의 유엽을 채취하여 엽병을 제거한 후, 사각으로 잘라낸 잎 절편체를 24종의 재분화 배지에 처리구당 10개씩 6반복으로 치상하였다(Table 1).
5 g/L, 15 g/L 두 가지 농도로 탄소원을 첨가하였다. 지지체는 plant agar 8 g/L를 5종의 발근 배지에 동일하게 사용하였다(Table 2).
성능/효과
‘배연3호’는‘장성콩배’×’복지콩배’의 교배실생에 ‘화산’을 접목하여 생리장해 저항성 대목으로 선발된 품종으로 ‘배연3호’의 발근 배지는 기존의 ‘신고’와 ‘황금배’의 발근 배지와 비교하였을 때 IBA의 농도가 0.3 mg/L에서 1 mg/L으로 높아졌으며 ‘배연3호’는 80% 이상의 발근율을 보였지만 ‘원황’은 발근이 되지 않았다.
24종의 처리구에서 가장 높은 재분화율을 보인 배지 조성은 NAA 0.05 mg/L, BA 3 mg/L로 재분화율 13.3±5.2%로 나타났다(Table 1).
5 mg/L의 농도에서는 캘러스는 형성되었지만 신초 발생은 일어나지 않았다. Cytokinin인 BA 의 농도는 3, 5, 10 mg/L 각각의 농도에서 신초는 발생하였지만 3 mg/L 농도에서 신초 발생률이 가장 높았다. 재분화 실험 결과 BA의 농도는 ‘원황’의 재분화에 크게 영향을 미치지는 않지만 3 mg/L 농도에서 저농도의 NAA 0.
기존의 ‘신고’, ‘황금배’, ‘배연3호’의 발근 배지에서는 sucrose를 사용하였으며 glucose 농도를 7.5g/L, 15g/L의 두 가지로 사용한 배지에서 발근율을 조사한 결과 배 ‘원황’의 발근율은 glucose 7.5 g/L의 농도에서 24±4.0%로 15 g/L의 농도에서 발근율인 4±0.0%보다 높게 나타났다.
기존의 ‘신고’와 ‘황금배’의 발근 배지에는 IBA 0.3 mg/L 조성으로 두 품종 모두 이 배지 조성에서 70% 이상의 발근율을 나타내었으나 ‘원황’은 전혀 발근되지 않았다.
기존의 ‘신고’와 ‘황금배’의 발근에 사용하였던 배지 조성과 ‘배연3호’의 발근 배지 조성에서는 ‘원황’ 품종의 발근이 전혀 이뤄지지 않았다.
식물생장조절물질이 ‘원황’의 발근에 미치는 영향을 알아보기 위하여 NAA 0.5, 1.0 mg/L, IBA 0.3, 0.5, 1.0 mg/L 을 조합하여 처리한 결과 IBA 1.0 mg/L와 NAA 1.0 mg/L 의 조합에 1/4 LS vitamin이 포함된 배지에서 발근률이 24%로 나타났으며 효율적인 ‘원황’의 발근을 위해서는 탄소원으로 glucose 7.5 g/L가 사용되었다.
재분화 실험 결과 BA의 농도는 ‘원황’의 재분화에 크게 영향을 미치지는 않지만 3 mg/L 농도에서 저농도의 NAA 0.01 ~ 0.1 mg/L와 혼합하였을 때 재분화율이 높아지는 것을 확인할 수 있었다.
후속연구
본 연구에서는 국내에서 육성한 주요 품종인 배 ‘원황’의 재분화 배지 조성과 발근 조건을 규명하였으며, 이러한 결과들은 배의 조직배양 효율 향상에 직접 이용될 수 있을 뿐만 아니라 조직배양 기법을 이용한 무병묘 생산 및 배의 형질전환 효율 향상에도 매우 유익하게 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
배나무란?
목본성 영년생 원예작물인 배나무는 지리적 고립이나 종간교잡 등과 같은 분화 과정을 거치면서 진화되어 종의 다양성을 이루었고, 현재 재배되고 있는 배나무속 식물로는 남방형 동양배(Pyurs pyrifolia Nakai), 북방형 동양배(Pyrus ussuriensis Maxim., Pyrus bretschneideri Rehd.
우리나라에서 주로 재배되고 있는 품종인 신고는 어디서 도입된 것인가?
우리나라에서 주로 재배되고 있는 품종은 남방형 동양배(P. pyrifolia Nakai)로 일본에서 도입한 ‘신고’가 80% 이상의 재배면적을 차지하고 있으며, 그 다음으로 국내 육성 품종인 ‘원황’이 뒤를 잇고 있다. ‘원황’은 1978년 ‘조생적’에 ‘만삼길’을 교배하여 1991년부터 지역적응성을 검토한 결과, 대과 고당도의 조생종으로 그 우수성이 인정되어 1994년 선발 명명되었다.
국내 배나무속 식물의 역사는?
)로 크게 나눠진다(Challice and Westwood 1973). 우리나라에서 주로 재배되고 있는 품종은 남방형 동양배(P. pyrifolia Nakai)로 일본에서 도입한 ‘신고’가 80% 이상의 재배면적을 차지하고 있으며, 그 다음으로 국내 육성 품종인 ‘원황’이 뒤를 잇고 있다. ‘원황’은 1978년 ‘조생적’에 ‘만삼길’을 교배하여 1991년부터 지역적응성을 검토한 결과, 대과 고당도의 조생종으로 그 우수성이 인정되어 1994년 선발 명명되었다. 배 품종의 개발 목표는 시대와 사회 환경에 따라 많은 변화를 보이고 있으나 전통적인 배교배 육종 방법은 다양한 형질이 집적되어 있는 목표형질을 얻기까지 많은 시간과 노동력이 요구된다.
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