마디배양과 다양한 호르몬을 이용한 효율적인 알스트로메리아 캘러스 유도 시스템 체계 확립

양환래,이상희,김종보 국제문화기술진흥원 2019 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.5 No.1

Alstroemeria (Alstroemeriaceae) is one of the most important cut flowers in international market. Especially, characteristics like long vase-life, various colors, tolerance to low temperature and a low energy requirement during cultivation have stimulated this success. Because of its characteristics such as low multiplication rates, time-consuming process and high risk of carrying viral disease, in vitro propagation techniques based on rhizome meristems culture have been developing nowadays. The callus induction has various cultivation sites compared with the direct plant generation method, and if the callus is maintained well, the plant differentiation can be performed simultaneously while maintaining the callus, so that it can be used for mass proliferation. In this study, we tested various hormones and cultivars for efficient callus induction. As a result of culturing between the nodes and the internodes, the callus began to be formed after 8 weeks, and the calli incidence in the nodes was higher than that between the internodes. Also, in the comparison of 2,4-D and picloram, the callus incidence rate was up to 2 times higher in the medium treated with 2,4-D. Using these results, it is thought that it will help establish the system of mass propagation system of Alstroemeria and cultivate new varieties. 알스트로메리아는 절화 국제 시장에서 가장 중요한 작물 중 하나이다. 특히 긴 개화기간, 다양한 꽃 색깔, 그리고 저온적응성이 높고 배양기간 동안 낮은 에너지를 필요로 한다. 알스트로메리아는 낮은 증식률, 긴 시간이 걸리는배양 과정, 높은 바이러스 감염율 때문에 기내 배양 기술이 오늘날까지 계속해서 발전해왔다. 캘러스 유도는 직접적인 식물체 발생 방법에 비해 다양한 배양 부위를 가지고 있고 캘러스만 유지를 잘한다면 캘러스를 유지하면서 식물체 분화를 동시에 할 수 있어 대량 증식에 많은 이용이 가능하다. 본 연구에서는 효율적인 캘러스 유도를 위한 다양한 호르몬과 품종을 비교하여 실험을 진행하였다. 마디 및 마디사이를 배양하여 실험을 진행한 결과, 8주 후부터 캘러스가 발생하기 시작하였고, 마디사이에 비해 마디에서의 캘러스 발생율이 높게 측정되었다. 또한 2,4-D와 picloram 을 비교한 실험에서는 2,4-D를 처리한 배지에서 캘러스 발생율이 최대 2배 이상 높게 측정되었다. 이러한 결과를 이용하여 알스트로메리아 대량증식 시스템 체계 확립 및 신품종 육성에 도움을 줄 것이라 생각되어진다.

호르몬 및 배지 고형제를 이용한 알스트로메리아식물체 대량증식 체계 확립

양환래,이상희,김종보 국제문화기술진흥원 2018 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.4 No.4

Alstroemeria (Alstroemeriaceae) is one of the most important cut flowers in international market. But, its characteristics such as low multiplication rates, time consuming process and high risk of carrying viral disease, in vitro propagation techniques based on rhizome meristems culture have been developed. In this study, we conducted this experiment to investigate the effect of hormones and gelling agents on the growth for Alstroemeria in vitro tissue culture. The highest number of shoot and root formation were obtained from the growth medium contains BA 1.0 mg/L and NAA 0.1 mg/L. When 0.25% of gelrite was added up to 50% shoots and roots length were observed compared to other gelling agents. Using these results, it is expected to contribute to the establishment of mass production systems in Alstroemeria. 알스트로메리아는 경제적으로 중요한 절화 작물 중 하나이다. 그러나 낮은 증식률과 번식기간이 길고 바이러스질병 감염이 높기 때문에 대량증식이 어렵다고 알려져 있다. 따라서 기내 조직배양을 이용한 대량증식 시스템 쳬계확립이 필요하다. 본 연구에서는 BA와 NAA 그리고 여러 가지 배지 고형제를 이용하여 알스트로메리아 최적의 생장효율을 찾기 위하여 실험을 진행하였다. 먼저 BA 1.0 mg/L 와 NAA 0.1 mg/L를 첨가한 배지에서 무처리구에 비하여 신초 및 뿌리의 개수가 약 1.5배 증가하였고 비대한 신초와 뿌리를 나타내었다. 여러 가지 배지 고형제들 중gelrite 0.25%를 첨가한 배지에서 타 처리구에 비해 최대 50% 향상된 길이를 나타내었고, 근경 개수 및 생체중 증가량에 있어서도 가장 높은 효율을 나타내었다. 본 연구결과를 토대로 알스트로메리아 신품종 개발 및 대량증식 시스템체계 확립에 도움을 줄 것으로 기대된다.

다양한 호르몬 및 갈변화 억제물질 처리에 의한 고효율의 칼라 기내식물체 생산체계 개발

양환래(Hwan Rae Yang),박선경(Seon Gyeong Bak),김종보(Jong Bo Kim) 한국원예학회 2016 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2016 No.10

칼라 기내배양에서 오옥신 처리에 의한 캘러스 유도효과 구명

양환래(Hwan Rae Yang),이상희(Sang Hee Lee),김종보(Jong Bo Kim) 한국원예학회 2018 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2018 No.10

Cefotaxime, 질산은 및 비타민 C 처리를 통한 칼라 식물에서의 캘러스 갈변화 억제 연구

양환래(Hwan Rae Yang),이상희(Sang Hee Lee),김종보(Jong Bo Kim) 한국원예학회 2018 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2018 No.10

타우린 처리에 의한 나리 기내 식물체 생산체계 최적화

이상희,양환래,김선태,전태환,김용철,김종보,Lee, Sang-Hee,Yang, Hwan-Rae,Kim, Sun Tae,Jun, Tae Hwan,Kim, Yong Chul,Kim, Jong Bo 한국식물생명공학회 2017 식물생명공학회지 Vol.44 No.4

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. 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.

타우린 처리에 의한 나리 기내 식물체 생산체계 최적화

이상희,양환래,김선태,전태환,김용철,김종보 한국식물생명공학회 2017 JOURNAL OF PLANT BIOTECHNOLOGY Vol.44 No.4

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.

Cefotaxime 처리를 통한 칼라 기내 식물체의 오염 감소 효과

이상희,김영진,양환래,김종보 국제문화기술진흥원 2019 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.5 No.1

We investigated the development of a micropropagation protocol for multiplication of calla ‘Gagsi’ by using shoots as explant. The callus was induced on Murashige and Skoog (MS) basal medium containing cefotaxime antibiotics (25, 50, 100 mg/L). Also, MS basal medium with NAA 0.5 mg/L and BA 1.0 mg/L was used. The callus induction and browning rates were compared by treatment supplemented cefotaxime 25, 50 and 100 mg/L in basal MS medium. The callus induction rate was 10.5 % and browning rate was also, 10.5 % on the MS containing 25 mg/L. In the MNB containing cefotaxime, the callus induction rate was 34.5 % and browning rate was 27.0 %. The cefotaxime experiment has been widely used in previous studies. It is thought that it will help establish the mass multiplication system by positively affecting the growth and browning reduction of calla plants. 본 실험은 칼라 ‘Gagsi’ 품종의 줄기를 절편체로 사용하여 칼라의 대량증식 시스템을 확립하고자 진행이 되었다. 실험은 cefotaxime 항생제 (25, 50, 100 mg/L)가 포함된 Murashige와 Skoog (MS) 기본 배지를 사용하였다. 캘러스 유도는 MS 기본 배지에 NAA 0.5 mg/L, BA 1.0 mg/L 등의 식물 호르몬을 첨가한 배지가 사용되었다. 기본MS 배지에 cefotaxime 25, 50, 100 mg/L 농도가 첨가 된 배지에서 비교한 결과 캘러스 유도율은 25 mg/L 농도에서 10.5 %가 나와 가장 효율이 높았고 갈변율은 10.5 %로 가장 낮았다. 캘러스 유도 배지인 MNB에 cefotaxime 25 mg/L을 첨가한 배지에서 캘러스 유도율은 34.5 %, 갈변율은 27.0 %가 나타났다. 항생제인 cefotaxime은 이전에 식물 조직 배양 실험에서도 사용되었고, 실험 결과 칼라 식물 생장을 촉진시키는 효과와 오염 및 갈변을 억제하는 긍정적인 영향을 준다는 것을 입증하였다. 이를 토대로 대량 증식 시스템 개발에 기여를 할 수 있고 농가 소득 향상에 도움이 될 것으로 판단된다.

오옥신과 사이토키닌 호르몬 처리를 이용한 칼라 기내식물체 대량증식체계 확립

이상화,김영진,양환래,김종보 국제문화기술진흥원 2018 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.4 No.4

천남성과에 속한 칼라는 생육 조건에 따라 두 종류로 구분이 가능한데 그 중 꽃 모양과 화색이 다양한 유색칼라는 절화로서 인기가 매우 높다. 그러나 유색 칼라는 자연 번식률이 매우 낮고 개화구근을 얻기 까지 오랜 시간이소요되어 우량 품종의 대량 번식 체계 확립이 시급하다. 따라서 본 연구에서는 칼라 기내 식물체의 생육을 향상시키고자 다양한 식물 성장 호르몬을 처리하여 실험을 진행하였다. 뿌리 발생은 기본 MS 배지에서 81.5 %로 가장 높았고 신초 및 다신초 발생률은 BA 2.0 mg/L와 IBA 1.0 mg/L 혼용 처리구에서 100.0 %와 36.4 %로 가장 높았다. 또한 생체중에서는 BA 2.0 mg/L 단일 처리구에서 11.2배가 증가하여 모든 처리구중 가장 높은 증가율을 보였다. Auxin과 cytokinin 혼용 처리 실험은 이전 연구에서도 많이 이용되고 있고 칼라 식물 생장에도 긍정적인 효과를 줌으로써 미소대량증식체계 확립에 도움을 줄 것이라고 판단된다. There are two kinds of calla belonging to the Zantedeschia spp. depending on the growing condition. Between them, various colored calla with flower shape and flower color are very popular as cut flowers. However, colored calla is very low in natural reproduction rate, and it takes a long time to obtain a flowering bulb. So it is urgent to establish a large breeding system of good varieties. In this study, various plant growth hormone treatments were carried out to improve the growth of the plants in calla. Root formation was the highest at 81.5 % in basal MS medium, and the formation of shoot and multiple shoots were the highest at 100.0 % and 36.4 % in the combined treatment of BA 2.0 mg/L and IBA 1.0 mg/L, respectively. In fresh weight, the highest growth rate was observed with 11.2 times increase in BA 2.0 mg/L single treatment. Auxin and cytokinin mixed treatment were widely used in previous studies and positive effects on the growth of calla plants will help to establish the micro-propagation system.

타우린 처리를 통한 칼라 기내 식물체 대량증식체계 확립

이상화,김영진,양환래,김종보 국제문화기술진흥원 2018 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.4 No.4

Zantedeschia spp. calla is very popular as a cut flower. It is very important to establish a micro propagation system through plant tissue culture with the problem that colored calla with various colors are low in natural reproduction rate and vulnerable to high temperature. In this study, we conducted the experiment by adding taurine to improve the growth of calla plant. When 20 mg/L of taurine was added with plant growth effect, 54.0 % of the cases of multiple shoots and 17.2 times of fresh weight were the most effective. Taurine 20 mg/L treatment showed 16.0 % and 39.2 %, respectively, than the untreated control. Taurine may contribute to mass propagation of elite breeding lines as well as an improvement of farm income by positively influencing the overall growth of calla plants, thereby positively affecting the establishment of the micro propagation system of calla shoot tips. 천남성과에 속하는 Zantedeschia spp. 칼라는 절화로서 매우 인기가 높다. 다양한 색상을 지닌 유색칼라는 자연번식률이 낮고 고온에 취약하다는 문제로 식물 조직배양을 통한 대량 증식 체계를 확립하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 칼라 기내 식물체의 생육을 향상시키고자 타우린을 첨가하여 실험을 수행하였다. 식물 생장 효과로 타우린을 20 mg/L 첨가했을 때 다신초는 54.0 %의 발생을 보였고, 생체중은 17.2배가 증가하여 가장 높은 효율을 보였다. 식물 생장에 악영향을 주는 갈변화에서는 타우린 20 mg/L 처리구가 16.0 %로 무처리구의 39.2 %보다 약 2배이상의 갈변이 억제된 것을 보였다. 타우린은 전반적인 칼라 식물 생장을 촉진시켜 칼라 경정의 대량 증식체계 확립에 긍정적인 영향을 줌으로써 우량품종의 효율적인 대량증식 및 농가 소득 향상에 도움이 될 것으로 판단된다.