초록 ▼

초저온동결보존(-196℃)은 식물영양체와 난저장종자의 장기보존을 위한 유일한 옵션으로서 멸종위기식물을 서식지외에서 준영구적으로 장기보존할 수 유일한 옵션으로 간주되고 있다. 따라서 본 과제는 멸종위기 야생식물 유전자원의 안전장기보존을 의한 초저온동결보존 기반기술 확립과 범용 작은방울-유리화법 프로토콜 개발과 맞춤형 유리화용액의 선발로 멸종위기 육상식물 전체에 적용 가능한 초저온동결보존 실용화 기술개발을 목표로 수행되었다.

주요 연구내용으로는 1) 멸종위기 야생식물 모델종 선정 및 시험재료 기내도입 및 증식은 멸종위기 야

초저온동결보존(-196℃)은 식물영양체와 난저장종자의 장기보존을 위한 유일한 옵션으로서 멸종위기식물을 서식지외에서 준영구적으로 장기보존할 수 유일한 옵션으로 간주되고 있다. 따라서 본 과제는 멸종위기 야생식물 유전자원의 안전장기보존을 의한 초저온동결보존 기반기술 확립과 범용 작은방울-유리화법 프로토콜 개발과 맞춤형 유리화용액의 선발로 멸종위기 육상식물 전체에 적용 가능한 초저온동결보존 실용화 기술개발을 목표로 수행되었다.

주요 연구내용으로는 1) 멸종위기 야생식물 모델종 선정 및 시험재료 기내도입 및 증식은 멸종위기 야생식물 77종으로부터 모델종을 선정 또는 유사종을 모델로 선정하여 표면소독 후 기내 도입하여 마디배양 등 기내 순화증식계대배양 실시, 2) 자체 개발한 작은방울-유리화법 등을 이용한 Set실험을 통해 모델종의 프로토콜 개발 체계적 접근법에 의한 모델종의 초저온동결보존, 3) 광범위 적용성 작은방울-유리화법 프로토콜 개발을 실시하였다.

주요 연구결과는 10종의 모델종 종자의 기내발아 또는 신초의 기내도입을 통해 마디배양 등 기내 순화 증식계대배양으로 증식하였다. 난초과의 한란, 석곡, 백합과의 솔나리, 날개하늘나리, 한라부추, 붓꽃과의 타래붓꽃, 노랑붓꽃, 국화과의 단양쑥부쟁이, 석죽과의 분홍장구채, 꼭두서니 모상근 등 10종의 모델종 종자, 영양체 등 다양한 재료에 대해 자체 개발한 작은방울-유리화법 프로토콜과 자체선발한 다양한 옵션의 유리화용액을 이용한 Set실험을 통해 모델종의 프로토콜 개발하였다.

씨앗에 적용 가능한 동결보존 프로토콜은 동결장해가 나타나는 HMFL(high moisture freezing limit)과 건조장해가 나타나는 LSMC(lowest safe moisture content) 사이의 동결보존이 가능한 적정수분함량 범위인 HW(hydration window)를 찾아내어 이 범위수준으로 건조처리 후 액체질소의 기상(vapour phase)에 저장하는데, 한라부추는 종자수분함량 11% 이하, 석곡은 7% 이하 등이었다. 영양체의 신초에 적용가능한 광범위 적용성의 작은방울-유리화법(droplet-vitrification) 프로토콜은 적출된 시료(1~2mm)를 10% sucrose 31시간 → 25% sucrose 17시간 전배양, C4-35%(17.5% glycerol + 17.5% sucrose) 용액에 30-40분 삼투보호, PVS3(50% glycerol + 50% sucrose) 용액에 60-120분 동결보호, 알루미늄 호일 위에 시료를 얹어서 액체질소에 급속 동결, 보존 후 40℃ 언로딩 용액(30% sucrose)에 30-50분 언로딩, gelrite 2.3g/l 첨가한 기본배양배지에 1주일간 암배양 후 정상배양조건에서 재생배양하는 과정을 거친다.

이렇게 개발된 동결보존기술은 대상종 및 인접분류군에 적용하여 초저온은행(Cryobank) 구축함으로써 한반도 멸종위기식물의 안전장기보존 이행이 가능하며, 멸종위기 야생 식물유전자원의 기내도입 및 증식, 동결보존 후 서식지 복원 등 생물다양성의 안전보전 및 지속이용체계 구축에 기여함은 물론, 21세기 바이오산업시대에 생물산업 원천소재로 활용될 수 있을 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 12