국내 콩 품종의 기내 재생 효율을 개선하고자 국내 장려품종인 우람, 진품2호, 청자3호, 태광콩 품종의 기관형성 및 자엽 크기별 체세포배발생을 검토하였다. 식물체 조직절편 부위별 (자엽, 배축, 자엽+배축 절편) 신초 형성율을 조사한 결과, 자엽과 배축을 포함한 절편(자엽 + 배축)이 절편 당 분화된 신초수가 가장 많았다. 반면에 자엽 절편과 배축 절편에서는 신초가 형성되지 않았다. 배지 종류별로는 B5 배지보다 MS 배지에서 신초형성이 양호했으며, BA 2 ㎎/L 처리구가 TDZ 2 ㎎/L을 첨가한 배지보다 신초 형성율이 높았다. 공시한 4 가지 품종 중 태광콩이 BA 2 ㎎/L를 포함한 MS배지에서 신초형성율이 83.3%로 가장 높았다. 또한 체세포 배발생을 통한 캘러스 유도율을 조사하기 위하여 미성숙 자엽을 크기(S: 1∼2 ㎜, M: 3∼5 ㎜, L: 6∼8 ㎜) 별로 구분하여 배양한 결과, 4 가지 품종 모두 중간 크기(M, 3∼5 ㎜)에서 가장 높았으며, 태광콩이 65.8%로 가장 높은 캘러스 유도율을 보였다.
국내 콩 품종의 기내 재생 효율을 개선하고자 국내 장려품종인 우람, 진품2호, 청자3호, 태광콩 품종의 기관형성 및 자엽 크기별 체세포배발생을 검토하였다. 식물체 조직절편 부위별 (자엽, 배축, 자엽+배축 절편) 신초 형성율을 조사한 결과, 자엽과 배축을 포함한 절편(자엽 + 배축)이 절편 당 분화된 신초수가 가장 많았다. 반면에 자엽 절편과 배축 절편에서는 신초가 형성되지 않았다. 배지 종류별로는 B5 배지보다 MS 배지에서 신초형성이 양호했으며, BA 2 ㎎/L 처리구가 TDZ 2 ㎎/L을 첨가한 배지보다 신초 형성율이 높았다. 공시한 4 가지 품종 중 태광콩이 BA 2 ㎎/L를 포함한 MS배지에서 신초형성율이 83.3%로 가장 높았다. 또한 체세포 배발생을 통한 캘러스 유도율을 조사하기 위하여 미성숙 자엽을 크기(S: 1∼2 ㎜, M: 3∼5 ㎜, L: 6∼8 ㎜) 별로 구분하여 배양한 결과, 4 가지 품종 모두 중간 크기(M, 3∼5 ㎜)에서 가장 높았으며, 태광콩이 65.8%로 가장 높은 캘러스 유도율을 보였다.
Plant regeneration via organogenesis and somatic embryogenesis was investigated in Korean soybean cultivars including Cheongja 3, Jinpumkong 2, Taekwangkong and Uram. Cotyledon, cotyledon+hypocotyl and hypocotyl segments of 7-day-old seedlings were cultured on MS medium containing various concentrat...
Plant regeneration via organogenesis and somatic embryogenesis was investigated in Korean soybean cultivars including Cheongja 3, Jinpumkong 2, Taekwangkong and Uram. Cotyledon, cotyledon+hypocotyl and hypocotyl segments of 7-day-old seedlings were cultured on MS medium containing various concentration (0, 1, 2 and 4 ㎎/L) of BA and TDZ. The results showed that MS medium supplemented with BA 2.0 ㎎/L yielded the highest shoot formation ratio of 83.3%. In 4 cultivars, Taekwangkong showed the highest ratio of shoot formation. When various sizes of immature cotyledons (S: 1∼ 2 ㎜, M: 3∼5 ㎜, L: 6∼8 ㎜) were tested on MS medium containing 2,4-D 40 ㎎/L for somatic embryogenesis, the optimum size for embryogenic callus induction was 3∼5 ㎜ in length of immature cotyledons. In 4 cultivars, Taekwangkong showed the highest percentage of embryogenic callus induction. The results indicate that Taekwangkong is the best soybean cultivar for plant regeneration via organogenesis and embryogenic callus induction among the 4 cultivars.
Plant regeneration via organogenesis and somatic embryogenesis was investigated in Korean soybean cultivars including Cheongja 3, Jinpumkong 2, Taekwangkong and Uram. Cotyledon, cotyledon+hypocotyl and hypocotyl segments of 7-day-old seedlings were cultured on MS medium containing various concentration (0, 1, 2 and 4 ㎎/L) of BA and TDZ. The results showed that MS medium supplemented with BA 2.0 ㎎/L yielded the highest shoot formation ratio of 83.3%. In 4 cultivars, Taekwangkong showed the highest ratio of shoot formation. When various sizes of immature cotyledons (S: 1∼ 2 ㎜, M: 3∼5 ㎜, L: 6∼8 ㎜) were tested on MS medium containing 2,4-D 40 ㎎/L for somatic embryogenesis, the optimum size for embryogenic callus induction was 3∼5 ㎜ in length of immature cotyledons. In 4 cultivars, Taekwangkong showed the highest percentage of embryogenic callus induction. The results indicate that Taekwangkong is the best soybean cultivar for plant regeneration via organogenesis and embryogenic callus induction among the 4 cultivars.
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문제 정의
본 연구에서는 국내 콩 4가지 장려품종을 대상으로 기관형성 및 체세포배발생을 통한 식물체 재분화율을 비교하여 효율적 인식물체 재생의 기초 자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
BA와 TDZ을 각각 0, 1, 2, 4 ㎎/L 농도로 첨가한 MS 배지에전술한 바와 같이 자엽+배축 조직절편을 치상한 후 절편 당 신초수와 신초형성율, 신초의 길이를 조사하였다.
Petri-dish당 20 개의 미성숙 자엽절편을 MSD40 배지에 치상하고, 약광(2 μ㏖/s/㎡), 16시간/일 조명으로 배양한 뒤 7~8 주째, 20 ㎎/L의 2, 4-D를 MS 기본배지에 첨가시킨 배지인 MSD20 배지(pH 5.8)에 체세포 배발생형 캘러스(embryogenic callus)를 치상하여 4주 간격으로 계대 배양하였다. MSD20 배지에서 녹색을 띄는 캘러스는 MSM6+AC 배지(maltose 6%, active carbon 0.
The explants were cultured on MS medium containing 0, 1, 2 and 4 ㎎/L BA for 4 weeks.
The explants were cultured on MS medium containing 0, 1, 2 and 4 ㎎/L TDZ for 4 weeks.
zThe explants were cultured on MS medium containing 0, 1, 2 and 4 ㎎/L BA for 4 weeks.
zThe explants were cultured on MS medium containing 0, 1, 2 and 4 ㎎/L TDZ for 4 weeks.
형성을 조사하였다(Table 3, Table 4). 각 품종 당 30 개의자엽+배축 조직절편을 BA 0, 1, 2, 4 ㎎/L를 첨가한 MS 배지에치상하여 배양 4 주후 신초형성 차이를 관찰하였다. 그 결과 (Table 3, Fig.
육성하였다. 개화 후 성숙중인 꼬투리(협)를 채취하여 전술한 바와 같은 방법으로 표면소독 하였다. 꼬투리를 절단하여 드러난 미성숙 자엽을 S (1~2 mm), M (3~5 mm), L (6~8 mm) 크기로 구분하였다.
개화 후 성숙중인 꼬투리(협)를 채취하여 전술한 바와 같은 방법으로 표면소독 하였다. 꼬투리를 절단하여 드러난 미성숙 자엽을 S (1~2 mm), M (3~5 mm), L (6~8 mm) 크기로 구분하였다. 미성숙자엽의 둥근 부분(embryogenic axis)을 잘라 제거한 후 향배축면(flat side)이 MSD40 배지면 위로 향하게 치상하였다.
꼬투리를 절단하여 드러난 미성숙 자엽을 S (1~2 mm), M (3~5 mm), L (6~8 mm) 크기로 구분하였다. 미성숙자엽의 둥근 부분(embryogenic axis)을 잘라 제거한 후 향배축면(flat side)이 MSD40 배지면 위로 향하게 치상하였다. MSD40 배지는 MS 기본배지에 40 ㎎/L 2, 4-D를 첨가하고, pH 7.
발아된 기내식물체로부터 자엽, 배축, 자엽+배축 절편 혹은 자엽+배축 절편을 각각 0.7 ± 0.3 mm 크기로 분리하여 B5 (Gamborg et al., 1968) 또는 MS (Murashige and Skoog, 1962) 기본 배지에 2 ㎎/L의 BA 혹은 0, 1, 2, 4 ㎎/L의 BA와 TDZ를 각각 첨가 한신 초유도 배지에 치상하였다. 배지는 0.
, 1968) 또는 MS (Murashige and Skoog, 1962) 기본 배지에 2 ㎎/L의 BA 혹은 0, 1, 2, 4 ㎎/L의 BA와 TDZ를 각각 첨가 한신 초유도 배지에 치상하였다. 배지는 0.8% 한천을 첨가하기 전 pH를 5.8로 조정하여 121℃, 1.2 기압에 15분간 고압멸균 후에 배양 병에 분주하여 사용하였고, 배양은 25 ± 2℃, 20 μ㏖/s/㎡ 광도로 조명(16 시간/일) 하에 실시하였다.
배지의 종류에 따른 신초형성의 차이를 검토하기 위하여 신초형성이 양호한 자엽+배축 조직을 이용하여 BA 2.0 ㎎/L를 포함한 MS 배지와 B5 배지를 각각 공시하여 신초형성 차이를 조사하였다. 그 결과(Table 2), 배양 후 4주째 신초형성율은 4 품종 모두에서 MS + BA 2.
생장조절제의 농도가 신초형성에 미치는 영향을 조사하기위하여 B5 배지보다 신초형성이 양호했던 MS 기본배지에 생장조절제의 종류와 농도를 달리하여 30개 절편을 치상한 뒤 신초의 형성을 조사하였다(Table 3, Table 4). 각 품종 당 30 개의자엽+배축 조직절편을 BA 0, 1, 2, 4 ㎎/L를 첨가한 MS 배지에치상하여 배양 4 주후 신초형성 차이를 관찰하였다.
선행 실험에서 신초형성이 양호했던 자엽+배축 조직절편을 BA 2.0 ㎎/L를 포함한 MS와 B5 배지에 품종 당 30 개(10 개 절편, 3 반복처리)씩 치상하여 배양 4 주후 1 mm 이상 신초수를 조사하였다.
자엽, 배축, 자엽+배축 조직절편을 BA 2.0 ㎎/L를 포함한 MS 배지에 품종 당 30 개(10 개 절편, 3 반복처리)씩 치상하여배양 4 주후 1 mm 이상 신초수를 조사하였다.
콩의 조직절편으로부터 신초를 유도하기 위하여 기내발아후 7 일째에 공시품종의 유묘로부터 자엽, 배축, 자엽+배축 조직 절편을 분리하여 2.0 ㎎/L의 BA를 포함한 MS 배지에 배양하였다. 배양 21 일째 신초형성을 조사한 결과(Table 1), 배양 13 일째부터 신초원기가 관찰되었으며, 3 주후부터 조직 부위별로신초형성율에 차이가 나타났다(Fig.
대상 데이터
공시 품종의 종자를 포트 당 4 립씩 파종하여 순천대학교 유리온실에서 육성하였다. 개화 후 성숙중인 꼬투리(협)를 채취하여 전술한 바와 같은 방법으로 표면소독 하였다.
국내 장려품종인 우람, 진품2호, 청자3호, 태광 품종을 전남농업기술원에서 분양받아 사용하였다. 각 품종의 종자를 70% isopropanol에서 1 분간, 1% sodium hypochlorite 용액에서 15 분간 표면살균 한 후 멸균증류수로 1 분씩, 3회 이상 수세한 뒤멸균된 여과지로 수분을 제거시킨 다음 0.
성능/효과
9%, 35%였고, 모든 품종에서 중간 크기의 자엽에서 가장 높았다. 1~2 mm 이하는 태광콩 품종이 가장 양호하였고, 진품2호와 우람 품종에서는 전혀 캘러스가 유도되지 않았다. 6~8 mm에서는 청자 3호, 태광콩, 진품2호, 우람 품종 순으로 각각 16.
0 ㎎/L 처리의 경우 태광콩, 우람, 진품2호, 청자3호 품종 순으로 각각 63%, 50%, 46%, 40%의 신초형성율을 나타내었다. 4.0 ㎎/L 처리에서는 각각 50%, 43%, 33%, 30%로 신초형성율이 감소하였다. TDZ 농도에 따른 품종간 평균신초수를 비교한결과, 1.
0 ㎎/L BA 처리에서 태광콩, 우람, 진품2호, 청자3호 품종 순으로 각각 83%, 56%, 53%, 33%였다. 4.0 ㎎/L에서는 60%, 43%, 26%, 23%로 신초형성율이 감소하였다. 품종별 절편 당 평균 신초 수는 태광콩이 2.
관찰되었다. 8 주째 전체 품종에서 3~5 mm 중간 크기에서 체세포 배 발생형 캘러스 형성이 가장 높게 나타났다. 1~2 mm에서는 캘러스 형성이 낮았고, 6~8 mm에서는 주로 비배발생형 캘러스(non- embrogenic callus)가 형성되었다.
MS 기본배지에 BA를 0, 1, 2, 4 ㎎/L 첨가하여 4 주후 신초길이를 조사한 결과(Fig. 4), 태광콩 품종이 전체 처리 구간에서 다른 품종에 비해 신초길이가 길었으며, 2.0 ㎎/L BA 처리에서 3 cm로 가장 길었다. 우람 품종과 청자3호 품종에 비해 진품2호품종이 신초길이는 짧게 나타났다.
6 cm로 신초길이가 짧아졌다. MS 기본배지에 TDZ을 0, 1, 2, 4 ㎎/L 첨가하여 4 주후 신초길이를 조사한 결과(Fig. 5), 품종별 비교에서는 태광콩 품종이 2.0 ㎎/L TDZ 처리에서 2.9 cm로 가장 길었다. 우람 품종이 청자 3호 품종과 진품2호 품종에 비해 신초 길이가 길게 나타났다.
TDZ 농도에 따른 신초형성을 조사하기 위하여 0~4 ㎎/L의 TDZ를 첨가한 MS 배지에 각 품종 당 30개의 자엽 + 배축 조직절편을 치상하여 배양 4 주후 신초형성 차이를 관찰한 결과(Table 4, Fig. 3), 태광콩이 전체 처리 구간에서 다른 품종에 비해 다소높게 나타났고, 1.0 ㎎/L와 2.0 ㎎/L 처리에서 각각 63%로 가장높았으며, 4.0 ㎎/L 처리에서는 50%로 감소하는 경향을 보였다. 청자3호 품종은 우람 품종과 진품2호 품종에 비해 신초형성이 비교적 낮게 나타났다.
0 ㎎/L 처리에서는 각각 50%, 43%, 33%, 30%로 신초형성율이 감소하였다. TDZ 농도에 따른 품종간 평균신초수를 비교한결과, 1.0 ㎎/L 처리에서 평균 2.5 개로 모든 품종에서 큰 차이가없었고, 2.0 ㎎/L의 경우 진품2호와 태광콩 품종이 약 3.4 개로높게 나타났고, 우람 품종과 청자3호 품종은 약 2.6 개로 비교적낮게 나타났다. 고농도(4.
6 개로 비교적낮게 나타났다. 고농도(4.0 ㎎/L) TDZ 처리는 평균 2.3 개로 모든 품종에서 비교적 낮은 신초가 형성되었다.
0 ㎎/L 배지보다 양호하였다. 공시 4 품종 중 태광콩은 배지 종류에 따른 차이가 가장 크게 나타났으며, MS + BA 2.0 ㎎/L 배지에서 83.3%, B5 + BA 2.0 ㎎/L 배지에서 56.6%로 배지의 종류에 따라 26.7% 의 차이를 나타내었다. 우람 품종과 진품2호 품종이 56%와 53% 를 보였고, 청자3호 품종이 33.
각 품종 당 30 개의자엽+배축 조직절편을 BA 0, 1, 2, 4 ㎎/L를 첨가한 MS 배지에치상하여 배양 4 주후 신초형성 차이를 관찰하였다. 그 결과 (Table 3, Fig. 2), 태광 품종이 전체 처리 구간에서 다른 품종에비해 높은 신초형성율을 나타내며, 2.0 ㎎/L BA 처리에서 83% 로 가장 높았다. 진품2호 품종과 우람 품종은 비슷하였고, 청자 3호 품종이 비교적 낮은 신초형성율을 보였다.
0 ㎎/L를 포함한 MS 배지와 B5 배지를 각각 공시하여 신초형성 차이를 조사하였다. 그 결과(Table 2), 배양 후 4주째 신초형성율은 4 품종 모두에서 MS + BA 2.0 ㎎/L 배지가 B5 + BA 2.0 ㎎/L 배지보다 양호하였다. 공시 4 품종 중 태광콩은 배지 종류에 따른 차이가 가장 크게 나타났으며, MS + BA 2.
미성숙 자엽 절편을 1~2 mm (S), 3~5 mm (M), 6~8 mm (L)의 3 가지 크기별로 치상하여 크기에 따른 체세포 배발생형 캘러스 (embryogenic callus) 형성을 검토한 결과(Table 5), 배양 후 2주경부터 조직이 갈변하다가 배양 3 주째부터 치상절편의 가장자리와 향배축면(flat side) 위에서 캘러스 원기가 관찰되었다. 8 주째 전체 품종에서 3~5 mm 중간 크기에서 체세포 배 발생형 캘러스 형성이 가장 높게 나타났다.
0 ㎎/L의 BA를 포함한 MS 배지에 배양하였다. 배양 21 일째 신초형성을 조사한 결과(Table 1), 배양 13 일째부터 신초원기가 관찰되었으며, 3 주후부터 조직 부위별로신초형성율에 차이가 나타났다(Fig. 1). 자엽과 배축에서는 신초가 형성되지 않은 반면 자엽+배축 조직절편에서 신초의 형성이 관찰되었다.
7% 의 차이를 나타내었다. 우람 품종과 진품2호 품종이 56%와 53% 를 보였고, 청자3호 품종이 33.3%로 가장 낮은 신초 형성율을보였다.
0 ㎎/L BA 처리에서 3 cm로 가장 길었다. 우람 품종과 청자3호 품종에 비해 진품2호품종이 신초길이는 짧게 나타났다. 처리 농도별로는 2.
9 cm로 가장 길었다. 우람 품종이 청자 3호 품종과 진품2호 품종에 비해 신초 길이가 길게 나타났다. 처리 농도별로는 2.
0 ㎎/L BA 처리에서 83% 로 가장 높았다. 진품2호 품종과 우람 품종은 비슷하였고, 청자 3호 품종이 비교적 낮은 신초형성율을 보였다. 처리 농도별에서는 2.
청자3호 품종은 우람 품종과 진품2호 품종에 비해 신초형성이 비교적 낮게 나타났다. 처리 농도간 신초형성율을 살펴보면 2.0 ㎎/L 처리의 경우 태광콩, 우람, 진품2호, 청자3호 품종 순으로 각각 63%, 50%, 46%, 40%의 신초형성율을 나타내었다. 4.
우람 품종과 청자3호 품종에 비해 진품2호품종이 신초길이는 짧게 나타났다. 처리 농도별로는 2.0 ㎎/L BA 처리에서 태광콩, 우람, 청자3호, 진품2호 품종 순으로 각각 3.0 cm, 2.6 cm, 2.5 cm 2.3 cm였고, 4.0 ㎎/L에서는 4 품종 모두에서 각각 1.9 cm, 1.3 cm, 1.7 cm, 1.6 cm로 신초길이가 짧아졌다. MS 기본배지에 TDZ을 0, 1, 2, 4 ㎎/L 첨가하여 4 주후 신초길이를 조사한 결과(Fig.
우람 품종이 청자 3호 품종과 진품2호 품종에 비해 신초 길이가 길게 나타났다. 처리 농도별로는 2.0 ㎎/L TDZ 처리에서 태광콩, 우람, 청자3호, 진품2호 품종 순으로 각각 2.9 cm, 2.7 cm, 2.3 cm, 2.3 cm였고, 4.0 ㎎/L에서는 4 품종 모두에서 각각 1.7 cm, 1.3 cm, 1.4 cm, 1.5 cm로 신초길이가 짧아졌다. 신초가 유도된 조직절편을 치상 4 주후 MS 기본배지에 3% sucrose와 IAA 0.
진품2호 품종과 우람 품종은 비슷하였고, 청자 3호 품종이 비교적 낮은 신초형성율을 보였다. 처리 농도별에서는 2.0 ㎎/L BA 처리에서 태광콩, 우람, 진품2호, 청자3호 품종 순으로 각각 83%, 56%, 53%, 33%였다. 4.
0 ㎎/L 처리에서는 50%로 감소하는 경향을 보였다. 청자3호 품종은 우람 품종과 진품2호 품종에 비해 신초형성이 비교적 낮게 나타났다. 처리 농도간 신초형성율을 살펴보면 2.
5 개로 절편 당 발생한 캘러스 수가 많았다. 치상한 미성숙 자엽 절편 조직으로부터 각 품종에서 유도된 구형단계(globular stage) 와 심장형단계(heart stage) 체세포 배발생형 캘러스 형성을 확인할 수 있었다(Fig. 7). 또한 자엽형 단계(cotyledonary stage) 를 확인할 수 있었다(Fig.
1~2 mm에서는 캘러스 형성이 낮았고, 6~8 mm에서는 주로 비배발생형 캘러스(non- embrogenic callus)가 형성되었다. 품종 간 비교에서는 태광, 청자3호, 우람, 진품2호 품종 순으로 각각 65.8%, 61.5%, 38.9%, 35%였고, 모든 품종에서 중간 크기의 자엽에서 가장 높았다. 1~2 mm 이하는 태광콩 품종이 가장 양호하였고, 진품2호와 우람 품종에서는 전혀 캘러스가 유도되지 않았다.
0 ㎎/L에서는 60%, 43%, 26%, 23%로 신초형성율이 감소하였다. 품종별 절편 당 평균 신초 수는 태광콩이 2.0 ㎎/L BA 처리에서 3.5 개로 가장 많았고, 진품2호, 청자3호, 우람 품종 순으로 평균신초수가 낮게 나타났다. 치상한 절편 당 신초수 역시 2.
자엽과 배축에서는 신초가 형성되지 않은 반면 자엽+배축 조직절편에서 신초의 형성이 관찰되었다. 품종별로는 태광 품종이 83.3%로 가장 높게 신초가 형성되었고, 우람 품종이 56.6%, 진품2호 품종이 53.3%, 청자3호 품종이 33.3%로 신초형성의 정도는 품종별로 차이가 크게 나타났다(Table 1).
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