[논문]타우린 처리에 의한 나리 기내 식물체 생산체계 최적화

이상희; 양환래; 김선태; 전태환; 김용철; 김종보

doi:10.5010/jpb.2017.44.4.484

타우린 처리에 의한 나리 기내 식물체 생산체계 최적화
Optimization of in vitro lily culture system with different treatments of taurine 원문보기

Journal of plant biotechnology = 식물생명공학회지, v.44 no.4, 2017년, pp.484 - 489

이상희 (건국대학교 의료생명대학 생명공학과) , 양환래 (건국대학교 의료생명대학 생명공학과) , 김선태 (부산대학교 생명자원환경과학대학 식물생명과학과) , 전태환 (부산대학교 생명자원환경과학대학 식물생명과학과) , 김용철 (부산대학교 생명자원환경과학대학 식물생명과학과) , 김종보 (건국대학교 의료생명대학 생명공학과)

초록
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나리는 절화용으로 대한민국에서 인기 있는 작물 중 하나로 고품질의 우수한 나리 품종이 개발되어야 한다. 이러한 우수 품종이 개발된 후에는 고효율의 번식체계가 확립되어야 한다. 본 연구는 타우린 처리에 의해서 신초 및 구근형성, 생체중 증가 및 발근율 향상 등의 생장촉진 효과와 갈변율 감소효과를 통한 나리 '레드플레임' 품종의 기내 식물체 생육 조건 체계 확립을 위해 수행되었다. 타우린이 생장촉진물질로 효능이 있는지 검증하기 위해 타우린을 0, 2.5, 5. 10, 15 및 20 mg/l을 첨가하였다. 그 결과, 타우린 20 mg/l 처리구에서 85 %의 신초형성률을 나타내었고 생체중은 5.5배 증가로 무처리구에서의 4.35배보다 더 높은 증가를 보였다. 구근형성 및 발근율 촉진 효과로는 타우린 20 mg/l에서 80%의 multiple 구근 형성률과 82%의 발근율을 나타내었다. 무처리구는 각각 50%의 multiple 구근 형성률과 60%의 발근율로 타우린을 첨가한 처리구의 효율이 더높았다. 또한 타우린 2.5 mg/l 처리구에서는 10.6%의 갈변율을 보인 반면에, 20 mg/l 처리구에서 0.8%의 갈변율을 보여 갈변율 감소에도 효과를 나타내었다. 타우린 처리구가 생체중 증가, 신초 생성률, 발근율 및 구근 형성 등의 전반적인 생장요인 들에 있어서 긍정적인 효과를 보여 줌으로써 나리를 포함하는 식물조직배양에서 타우린이 구연산 및 비타민 C와 같은 항산화제 또는 아미노산 대체제로서 사용 가능성을 보여 주었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Lilies as cut flowers are one of the most popular ornamental plants in South Korea. It is necessary to develop lily cultivars with high qualities. Therefore, highly efficient propagation systems are needed following release of elite cultivars. In this study, we used taurine treatment to improve the growth conditions including shoot and bulb formation, fresh weight gain, and reduction of rooting and browning. We experimentally evaluated the effect of taurine as a growth stimulator, at concentrations of 0, 2.5, 5, 10, 15 and 20 mg/l. The results showed that 20 mg of taurine enhanced shoot formation by 85% and increased fresh weight 5.5-fold, which was higher than the approximately four-fold increase in the control. In addition, multiple bulb formation rate was increased by 80% and rooting by 82% following exposure to 20 mg/l of taurine. The efficiency of taurine treatment was higher than that of control with 50% multiple bulb formation rate and 60% rooting rate. The browning was 10.6% at 2.5 mg/l of taurine when compared with 0.8% at 20 mg/l. Taurine showed a positive effect on the overall growth of lily plants in terms of increased fresh weight, shoot formation rate, rooting, and formation of multiple bulbs, indicating that taurine can be used as an alternative to amino acids or as an antioxidant such as citrate and vitamin C in plant tissue culture.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 타우린 처리에 의한 나리 식물체 조직배양에서 신초 및 구근형성, 생체중 증가 및 발근율 향상 등의 생장촉진 효과뿐만 아니라 갈변율 감소효과 여부를 구명하고자 본 실험을 수행하였다.

제안 방법

기본 MS배지에 sucrose 30 g/l 그리고 plant agar (Duchefa, Haarlem, The Netherlands) 7 g/l 를 첨가하고 121°C, 20 min 고압증기멸균 하였으며, 이 기본배지에 타우린 (Duchefa, Haarlem, The Netherlands)을 0, 2.5, 5, 10, 15 및 20 mg/L의 농도로 첨가하였다. 약 25 mL씩 분주한 직경 9 cm 페트리디쉬(SPL, Korea)에 ‘레드플레임’ 품종 인편을 용기당 30개씩 치상 하고 4주간 배양한 후, 신초발생율, 생체중 및 갈변율을 관찰하였다.
신초가 형성된 ‘레드플레임’ 기내 나리식물체를 상기 기본증식배지에 IBA 0.5 mg/l 그리고 위와 동일한 농도 (0, 2.5, 5, 10, 15 및 20 mg/l)로 타우린이 첨가된 발근배지로 옮긴 후 4주 후에 발근율을 조사하였다. 4-6주 후, 생육이 우수하고 발근이 잘된 개체들은 1-2주간의 순화과정을 거쳐 원예용 혼합 상토가 들어있는 직경 10 cm 화분으로 이식하여 증식과정을 수행하였고, 상기 모든 과정에서 계대배양은 4주 간격으로 수행하였다.

대상 데이터

본 실험에 재료로 사용된 나리 식물체는 국립원예특작과학원 화훼과에서 육성한 ‘레드플레임’ 품종의 기내식물체로부터 인편을 분리하여 MS basal salts with vitamins (Murashige& Skoog, 1962)에 plant agar (Duchefa, Haarlem, The Netherlands) 7.0 g/l, sucrose (Duchefa, Haarlem, The Netherlands) 30 g/l을 첨가되고 pH는 5.8로 조정된 인편증식용 MS 배지에서 4주 간격으로 계대배양으로 증식한 인편조직들을 실험 재료로 사용하였다. 모든 기내 배양은 251°C, 16시간 광주기에 광도는 약 3,500 lux 조건 하에서 수행하였다.

데이터처리

모든 처리구는 각 30개씩 나리 인편을 사용하여 4-5반복으로 실험을 수행하였으며, 모든 통계처리는 SPSS (window version)로 던컨다중검정 (DMRT)에 의한 ANOVA 검정을 수행하였다.

성능/효과

2). 그러나, 20 mg/l 이상의 타우린 농도에서는 갈변율의 추가적인 감소가 일어나지 않아 20 mg/l을 갈변화 감소를 위한 최적의 타우린 농도로 선정하였다. Roh 등(2013)의 연구에서 비타민 C를 150 mg/l 처리하여 1.
또한 발근율도 타우린 20 mg/l 처리구에서 82%의 발근율을 나타낸 반면, 무처리구에서는 60%로서 다소 낮은 발근율을 나타내었다. 신초가 형성된 기내 나리 식물체들을 IBA0.
타우린을 기본 MS배지에 0, 2.5, 5, 10, 15 및 20 mg/l 첨가하고 1개 페트리디쉬에 30개 인편을 배양한 결과(Fig. 1A), 20mg/l에서 85%의 신초형성률을 나타내었고 생체중도 무처리구가 4.35배 증가한 반면 20 mg/l 처리구에서는 5.5배정도 증가하였다(Table 1). 배양 2~3주부터 신초가 형성되기 시작하여 4주 후에는 뚜렷하게 많은 인편절편체에서 신초가 형성되었다(Fig.

후속연구

본 연구에서 비록 타우린이 주로 동물세포나 조직에서 생리활성촉진 기능을 나타내어 널리 사용되는 아미노산 종류의 물질이지만 식물조직배양에서도 생체중 증가, 신초 재분화 및 발근율 향상 그리고 갈변율 감소라고 하는 다양한 식물생장 촉진요소에 있어서 긍정적으로 작용될 수 있음을 나리 식물체를 재료로 실험을 수행하여 보여준 결과라고 판단된다. 특히 과거 연구에서 나타나듯이 스트레스 환경조건하에서 식물 캘러스나 세포가 빠른 회복력을 나타낸 사례가 있으므로 식물 스트레스 생리 연구나 캘러스 배양 또는 형질전환같은 스트레스가 가해지는 조건이 포함된 연구에도 매우 유용하게 사용되리라 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	2015년 나리 재배면적은 어느정도인가?	우리 나라에서 절화 및 분화용으로 이용되는 나리는 장미, 카네이션 등과 함께 세계적으로 인기 있는 절화 작물 중 하나로, 전 세계적으로 335종으로 구성된 백합 속에 속한다(Govaerts 2013). 2015년을 기준으로 나리 재배면적은 161 ha, 생산량은 29백만 본, 판매액은 171억원을 기록하고 있다(MIFAFF, 2015). 나리의 원산지는 히말라야 지역으로서 중국, 한국, 대만 그리고 일본을 포함하는 아시아 지역과 북미지역에 분포하고 있다.
	나리의 식생 분포는?	2015년을 기준으로 나리 재배면적은 161 ha, 생산량은 29백만 본, 판매액은 171억원을 기록하고 있다(MIFAFF, 2015). 나리의 원산지는 히말라야 지역으로서 중국, 한국, 대만 그리고 일본을 포함하는 아시아 지역과 북미지역에 분포하고 있다. 국내에는 주로 오리엔탈 나리, 아시안틱 나리 및 나팔나리가 주로 재배 및 보급되고 있으며(Yoo and Kim 2006), 그 중 오리엔탈 나리가 대부분을 차지한다(MIFAFF 2015).
	나리의 품종개발이 필요한 배경은?	국내에는 주로 오리엔탈 나리, 아시안틱 나리 및 나팔나리가 주로 재배 및 보급되고 있으며(Yoo and Kim 2006), 그 중 오리엔탈 나리가 대부분을 차지한다(MIFAFF 2015). 그러나 원예적으로 중요한 절화 임에도 불구하고 대부분 수입에 의존하고 있고 이마저도 바이러스에 감염된 구가 많은 실정이다(Woo et al. 2004).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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