[논문]쉽싸리의 기내 마디배양 시 탄소급원의 종류와 농도가 식물체 재분화 및 증식에 미치는 영향

이나념; 김지아; 김용욱; 김태동

doi:10.5010/jpb.2018.45.2.131

쉽싸리의 기내 마디배양 시 탄소급원의 종류와 농도가 식물체 재분화 및 증식에 미치는 영향
Effect of carbon source and concentration on in vitro regeneration and propagation in Lycopus lucidus by node culture 원문보기

Journal of plant biotechnology = 식물생명공학회지, v.45 no.2, 2018년, pp.131 - 139

이나념 (국립산림과학원 산림생명공학연구과) , 김지아 (국립산림과학원 산림생명공학연구과) , 김용욱 (국립산림과학원 산림소득자원연구과) , 김태동 (국립산림과학원 산림생명공학연구과)

초록
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본 연구에서는 쉽싸리의 재분화와 순화에 영향을 주는 탄소급원의 효과에 관한 연구를 수행하였다. 식물체 재분화는 1/2MS 배지에 3 ~ 10%의 sucrose와 glucose를 각각 다른 농도로 처리하여 재분화를 유도하였다. 그 결과 3%와 5% sucrose 처리에서 줄기증식과 발근이 증가되었으며, 고농도 처리에서는 줄기와 뿌리 길이 등의 생육이 억제되었다. 기외 순화 중 3% 혹은 5% sucrose 처리 배지에서 생육한 식물체의 뿌리비대, 뿌리길이, 줄기 길이 및 생존율은 glucose 및 다른 농도처리와 비교하여 가장 높게 나타났다. 따라서 3% 및 5% sucrose 처리는 쉽싸리의 기내 생육과 순화를 위해 가장 적정한 농도로 확인되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

We examined the effect of carbon sources on the regeneration and ex vitro acclimatization of Lycopus lucidus Turcz. ex Benth. Plantlets were regenerated on the 1/2MS medium supplemented with different concentrations (3 ~ 10%) of sucrose and glucose. The sucrose concentrations of 3% and 5% that were supplied enhanced shoot multiplication and rooting but hampered high concentration growth (including the length of the shoot and root). During ex vitro acclimatization, the tuberization of the root, the root length, the shoot length and the survival rate of Lycopus lucidus plantlets grown using 3% and 5% sucrose were found to be better than the other carbon sources and concentrations. Thus a sucrose concentration of 3% and 5% in the 1/2MS medium appeared to be better for both in vitro growth and ex vitro acclimatization of Lycopus lucidus.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 천연물 소재로 가치가 높은 쉽싸리의 기내생육과 순화에 영향을 미치는 탄소급원의 종류 및 농도 효과를 확인하고 천연물 생산을 위한 안정적인 기내증식체계의 확립 및 기반기술 확보를 위해 본 연구를 수행하였다.

제안 방법

배양하여 유도된 식물체로부터 절편체 정단부의 유무 그리고 탄소급원 종류에 따른 줄기생장과 뿌리생육 효과를 조사하기 위해 정단부가 포함된 줄기절편, 정단부가 제거된 액아부위 절편을 2 cm의 길이로 조제하여 재료로 사용하였다. 배지는 1/2MS 배지에 0.3% gelrite를 첨가하고, 탄소급원으로 sucrose와 glucose를 각각 3%, 5%, 7%, 10% 첨가한 배지에 배양하였다. 각 처리는 5반복하였으며, 생육조사는 배양 12주 이후 정아와 액아에서 각각 유도된 식물체의 절편당 뿌리 수, 뿌리의 길이, 절편당 줄기수, 줄기길이 및 뿌리비대 유무를 측정하였다.
본 연구는 기내 쉽싸리 식물체의 종류 및 농도별 탄소급원 처리를 통해 줄기, 뿌리 생육 및 비대근 형성과 순화에 미치는 효과를 연구하였다. 본 연구결과에서는 쉽싸리 식물체는 3 ~ 5% sucrose처리가 기내생육을 통한 증식과 순화 후 생장 및 생존을 위해 적정한 것으로 나타났다.

대상 데이터

기내 배양에 사용된 쉽싸리 식물체는 충남 아산시 인근 야산에서 자생하는 것을 채집하여 국립산림과학원 온실에 식재하였다. 쉽싸리 식물체의 줄기는 정아와 액아 마디를 포함한 10 cm의 길이로 채취하여 70% 에탄올에 3분간 소독한 후 2% 차아염소산나트륨(NaClO)에 15분 침지 한 다음 멸균수로 4회 세척하였다.

성능/효과

본 연구는 기내 쉽싸리 식물체의 종류 및 농도별 탄소급원 처리를 통해 줄기, 뿌리 생육 및 비대근 형성과 순화에 미치는 효과를 연구하였다. 본 연구결과에서는 쉽싸리 식물체는 3 ~ 5% sucrose처리가 기내생육을 통한 증식과 순화 후 생장 및 생존을 위해 적정한 것으로 나타났다. 이전 연구에서는 더덕, 감자 및 고구마 등 비대근 및 비대경을 갖는 식물들은 기내배양 시 고농도 탄소원처리 배지에서 부정근이 비대해지며 기내비대근(microtuber)이 형성되었으나(Kim et al.
2007). 본 연구결과에서는sucrose처리 농도가 높아 질 수록 절편당 줄기 유도수는 증가하였으나 줄기의 길이 신장은 감소하였다. 이러한 이유는 위에서 언급한 것과 같이 고농도의 sucrose처리는 액아의 형성을 촉진하고, 흡수와 이동이 glucose 보다 더 활발하여 생육이 더 빠르기 때문으로 사료된다.
탄소원 종류 및 농도에 따른 줄기길이는 3% sucrose를 첨가한 배지에서 가장 좋았으며 sucrose처리농도가 증가할수록 줄기의 길이생육은 감소하였다. 정아가 포함된 절편과 정아를 제거한 액아절편에서 유도된 줄기의 생육은 정아절편 유래 줄기의 길이 신장이 더 우수하였다.

후속연구

2013), 기내 쉽싸리 식물체는 고농도 탄소원 처리에서도 기내 비대근이 형성되지 않고 기외순화 후 휴면(저온처리)이 이루어진 후 완전한 형태의 비대근이 형성되어 저온처리를 통한 비대근형성에 관한 연구가 더 이루어져야 할 것으로 사료된다. 이 연구결과는 향후 새로운 천연물 원료로 가치가 있는 쉽싸리의 기내증식을 통한 천연물 생산의 재료 공급 및 이와 관련된 연구를 위한 기반 기술로 활용될 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	쉽싸리는 무엇인가?	ex Benth., 일반명: shiny bugleweed)는 꿀풀과(Lamiaceae family)에 속하는 다년생 초본으로 한국, 중국, 일본 등 아시아 지역의 습지에 주로 분포하고 있다. 예로부터 아시아 지역에서 전통 약제로 사용되어왔으며, 주로 줄기를 약용으로 사용하였다.
	쉽싸리 줄기의 명칭과 그 용도는 무엇인가?	예로부터 아시아 지역에서 전통 약제로 사용되어왔으며, 주로 줄기를 약용으로 사용하였다. 줄기는 택란(澤蘭)이라 부르며 여성생리장애, 염증, 심혈관 질환 등을 치료하는데 사용하였다. 현대에 들어서는 이러한 전통약재들의 성분을 보다 과학적으로 분석하여 그 효능을 밝히는 연구들이 진행되고 있으며, 쉽싸리 성분 또한 약리학적 연구들이 이루어지면서 천연물로의 가치가 밝혀지고 있다.
	쉽싸리의 뿌리추출물에 포함된 올리고당은 무엇인가?	이전 연구에서는 쉽싸리의 전초 유래 성분에 대한 연구들이 대부분이었으나, 최근에는 뿌리줄기(괴경)유래 추출물의 유익한 성분들이 밝혀지면서 뿌리 유래 천연물에 관심이 높아지고 있다. 뿌리유래 성분에 대한 최근 연구보고로는 쉽싸리의 뿌리추출물에 최근 각광 받고 있는 장내 유익한 미생물(probiotics)의 생육을 촉진하는 식이섬유(pre-biotics)중 하나인 α-Galacto-oligosaccharides라는 올리고당이 다량 함유되어 있고, 이 성분이 면역조절학적 활성을 가진다고 보고하였다(Yang et al. 2010).

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