[논문]7종의 고추(Capsicum annuum L.) 재분화 조건 비교

김민수; 한윤정; 트리파티샤란야; 곽진우; 권진경; 강병철; 김정일

doi:10.7732/kjpr.2023.36.5.527

7종의 고추(Capsicum annuum L.) 재분화 조건 비교
Comparison of Regeneration Conditions in Seven Pepper (Capsicum annuum L.) Varieties 원문보기

韓國資源植物學會誌 = Korean journal of plant resources, v.36 no.5, 2023년, pp.527 - 539

김민수 (전남대학교 융합식품바이오공학과) , 한윤정 (전남대학교 금호생명과학연구소) , 트리파티샤란야 (전남대학교 융합식품바이오공학과) , 곽진우 (전남대학교 융합식품바이오공학과) , 권진경 (서울대학교 농림생물자원학부 및 식물유전체육종연구소) , 강병철 (서울대학교 농림생물자원학부 및 식물유전체육종연구소) , 김정일 (전남대학교 융합식품바이오공학과)

초록
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고추(Capsicum annuum L.)는 전 세계적으로 재배되고 있는 채소이자 향신료 작물이다. 고추 열매는 독특한 맛과 향을 지니면서 인체 건강에 중요한 항산화제와 다양한 화합물을 제공하기에 경제적 가치가 높다. 또한 소비자의 기호에 따른 새로운 고추 품종에 대한 수요도 높다. 하지만 고추는 조직 및 기관 분화와 식물 재분화가 어려운 식물이기에 유전자재조합 및 유전자 교정과 같은 새로 개발된 기술을 사용하여 요구되는 품종 개발이 어려운 상황이다. 본 연구에서는 서울대학교 Core collection에서 분양 받은 7계통의 고추를 이용하여 조직 배양 및 재분화 조건을 조사하였다. 여기에는 서로 다른 사이토키닌과 옥신 농도로 구성된 여러 가지 배지 조성을 사용하여 캘러스와 부정아 유도, 그리고 신초 형성을 관찰하였다. 그 결과, 호르몬 조성에 따라 캘러스 유도 및 신초 형성에서 품종별 차이가 있는 것으로 확인하였으며, zeatin riboside를 함유한 배지와 유묘의 잎자루 부분을 사용한 경우 재분화율이 가장 높게 나타났다. 특히 사용된 7 계통의 고추 중에서 CMV980 계통이 다른 품종에 비해 월등히 높은 재분화 효율(약48%)을 나타냈고, Yuwolcho 계통이 그 뒤를 이었다. 따라서 본 연구는 CMV980 및 Yuwolcho 계통을 고추 형질전환에 활용될 수 있는 우수한 품종 후보로 제공하며, 이는 향후 유전자교정기술 등을 이용한 다양한 품종 개발에 기여할 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Pepper (Capsicum annuum L.) is an important vegetable and spice crop that has been cultivated worldwide. Pepper fruits have unique taste and aroma, providing a variety of antioxidants and compounds important for human health, which makes a high economic value. In addition, there is a high demand for new pepper varieties, according to consumer's preference. However, pepper is a recalcitrant plant for in vitro tissue and organ differentiation and plant regeneration, which makes it difficult to develop demanded varieties using newly developed technologies such as genetic engineering and gene editing. In this study, tissue culture and regeneration conditions were investigated using seven pepper varieties that were obtained from the core-collection of Seoul National University. We observed callus and bud induction and shoot formation using several media composition composed of different cytokinins and auxin concentrations. As a result, it was found that there were differences in callus induction and shoot formation of each variety depending on the hormone composition, and the highest regeneration was shown when the medium containing Zeatin Riboside and the petioles of seedlings were used. In particular, out of seven pepper varieties, CMV980 exhibited a higher regeneration efficiency (approximately 48%) than other varieties, followed by Yuwolcho. Therefore, this study provides CMV980 and Yuwolcho as good candidates that can be used for pepper transformation, which might contribute to the development of various varieties through gene editing technology in the future.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. Pepper varieties obtained from the Core-collection of Seoul National University. Pictures of fruits harboring seeds are shown as follows: CMV980 (a, IT 229107), Takanotsume (b, IT 238119), Jeju jaerae (c, IT 225358), Yuwolcho (d, IT 240051), Thai hot (e, IT 221677) Yangpyeong jaerae (f, IT 32439), and Chili Bangi (g, IT 240012). IT numbers represent the national registration numbers that are granted by the National Institute of Agricultural Sciences, Rural Development Administration.
표 Table 1. Pepper varieties used for this study
표 Table 2. Media composition used for this study
그림 Fig. 2. Callus and bud induction from explants on Z1 and Z2 shoot induction media (SIM). Three types of explants (H/hypocotyl, C/cotyledon, P/petiole) were incubated on SIM plates with trans-Zeatin (Z1) and Zeatin Riboside (Z2) for proximately 3 weeks to investigate the callus and bud induction. Buds developed from the cutting edges of explants are shown with red arrows. Scale bars = 1.0 ㎜.
그림 Fig. 3. Callus and bud induction from explants in B1, B2, and B3 shoot induction media (SIM). Three types of explants (H, C, P) were incubated on SIM plates with BAP and different concentrations of IAA (B1, B2, and B3) for 3 weeks to investigate the callus and bud induction. Buds developed from the cutting edges of explants are shown with red arrows. Scale bars = 1.0 ㎜.
표 Table 3. Callus and bud induction percentages in two types of Zeatin-containing SIM
표 Table 4. Callus and bud induction percentages in three conditions of BAP-containing SIM
표 Table 5. Shoot formation from explants
그림 Fig. 4. Regeneration of CMV980 variety. (A) Pepper seedings used for regeneration. Seeds were germinated in the dark and incubated for 5 days under long day condition (16 h light/8 h dark photoperiod). (B) Explants placed on a Z2 plate. C, cotyledon; P, petiole; H, hypocotyl. (C) Induced calli and buds after growth of 6 weeks on Z2 plates. Buds and shoots are indicated by blue and red arrows. (D) Elongated shoots from a callus. (E) Rooted platelets. (F) A fully-grown regenerated plant on soil. (G) Immature pepper fruit (in ivory color) in a regenerated plant. Scale bars = 5.0 ㎜.

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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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