고구마 정단분열조직 유래 식물체의 기내 증식에 미치는 배양조건의 영향

은종선,박종숙,김영선,Eun, Jong-Seon,Park, Jong-Suk,Kim, Young-Seon 한국식물생명공학회 2002 식물생명공학회지 Vol.29 No.1

Sweet potato is a crop vegetatively propagated by vine cuttings, an ineffective method for maintaining pathogene-free stock plants. As an alternative method, single-node cultures of virus-free plantlets derived from apical meristem in sweet potato (cv. Yulmi) was examined. Effective pH range, sugar concentration and nodal order were investigated to establish an in vitro mass propagation system with high quality virus-free stock plantlets to farmhouse. Although the plantlets grew at wide range of pH, the most effective pH of the medium was 4.8 in single-node cultures. High sugar concentration of 60∼80 g/L resulted in increased growth response in shoot length, root length, number of node, leaf area and fresh and dry weight of shoot and root, whereas reducing sugar contents below 6% was showed reduced growth response. The first node including meristem tip was the best for the rapid growth of plantlets and the other nodes also showed a very similar growth response. Uniform plantlet can be obtained massively at the same time by culture of single node except for the first node including meristem tip. In conclusion, the most effective pH range and sugar concentration of medium for the growth of plantlets via single-node cultures was 4.8, 60∼80 g/L respectively. The first node was the best for the rapid propagation of plantlets in nodal order. 고구마 품종 '율미'의 정단분열조직을 배양하여 얻은 무병주를 대량증식하여 농가에 보급할 수 있는 고품질 종묘의 생산체계를 확립하기 위해 외마디배양 시 기내증식에 미치는 효과적인 pH 농도, 당의 함량 및 마디의 위치에 따른 생장반응을 조사하였다. 고구마 마디배양에 있어서 pH범위는 비교적 넓은 것으로 보이지만, 유식물체의 생육에 가장 효과적인 pH는 4.8로 나타났다. 당의 함량이 6∼8%인 배지에서 식물체의 초장, 근장, 마디수, 엽면적, 생체중 및 건물중 등 생장반응이 가장 양호하였고 당의 함량이 6∼8%보다 낮거나 높으면 비례적인 감소를 보였다. 정단분열조직을 포함하는 마디의 생장반응만이 다른 마디를 배양한 결과보다 양호하였고 그 외의 마디 배양간에는 큰 차이가 없었으므로 대량생산의 경우 경정조직을 포함한 마디를 제외하고 배양하면 균일한 묘를 동시에 대량으로 확보할 수 있었다. 결론적으로 고구마 외마디 배양을 통한 기내증식에 있어서 배지의 pH 농도는 4.8, sugar 함량은 6∼8%에서 가장 효과적이었고, 마디위치에 따른 배양에서는 생장점을 포함한 첫 번째 마디의 생육이 가장 우수하였으며, 그 외의 마디간에 생장반응은 큰 차이가 없었다.

未熟種子培養에 의한 벼 耐鹽性의 조기검정

은종선,고정애,김영선,김명준,김미선 전북대학교 농업과학기술연구소 1998 農大論文集 Vol.29 No.1

The mechanism of salt tolerance in rice was investigated by comparing various varieties differing in salt sensitivity. Immature seeds after 3-12 days of flowering were cultured on MS media supplemented with 0-1.2% NaCl. Most immature seeds cultured after 3 days of flowering were changed to brownish color and died soon. In immature seed culture(after 6 days of flowering) of Taebaekbyeo and Chilseongbyeo as the salt sensitive cultivar, the germination rate did not decrease in comparison with the salt tolerant cultivars. Seedling height and root length were influenced more than 0.6% NaCl concentration regardless salt sensitivity and decreased in early stage of ovary. After immature seeds(after 6 days or 9 days of flowering) were cultured on media with high concentration of 1.2% NaCl, they-were compared with the control in seedling height. Taebaekbyeo(in immature seed culture after 6 days of flowering) and Chilseongbyeo(in immature seed culture after 9 days of flowering) as salt sensitive cultivar were reduced 80% and 86%,respectively, HP 3319-2wx-6-3-1 as the salt tolerant cultivar were diminished 78%(in immature seed culture after 6 days of flowering) and 72%(after 9 days of flowering) in seedling height. Above all, Chilseongbyeo as a salt sensitive variety was showed remarkably the seedling height reduction during 1.2% NaCl stress in immature seeds of 9 days after flowering in comparison with the control.

고추냉이 미숙배를 (未熟胚) 이용한 체세포배 (體細胞胚) 발생 및 식물체 증식

은종선,고정애,김영선 한국육종학회 1996 한국육종학회지 Vol.28 No.1

발표요지 : 특별강연 ; 조직배양에 미치는 Brassinolide 의 영향

은종선 한국식물생명공학회 ( 구 한국식물조직배양학회 ) 1986 한국식물생명공학회 춘계학술연구발표회 Vol.1986 No.-

고구마의 경정조직 유래 기내 소식물체의 생장촉진과 순화

은종선,김영선,Shiro Higashi 한국식물생명공학회 1999 식물생명공학회지 Vol.26 No.2

고구마의 기내 소식물체의 생장촉진 및 순화율을 높이기 위하여 마디를 광혼합영양과 종속영양, 광독립영양 조건하에서 각각 배양하였다. Shoot길이는 3$0^{\circ}C$의 종속영양배양에서 11.9 cm로 가장 길었고 $25^{\circ}C$의 혼합영양배양에서 3.4cm로 가장 짧았다. 3$0^{\circ}C$에서 배양된 마디의 생육이 가장 빨라 마디수가 10.5개로 가장 많았지만 식물체는 도장되어 연약하였다 엽면적은 MF-처리구인 종속영양배양보다 MF+처리구인 혼합영양배양에서 2배로 넓었고 shoot의 건물률도 약간 높게 나타나 함수량이 비교적 적은 편이었다. 투명화된 불량묘는 광혼합영양배양의 경우 $25^{\circ}C$와 3$0^{\circ}C$ 모두 14.8%였고, 종속영양배양에서는 $25^{\circ}C$에서 22.2%, 3$0^{\circ}C$에서 31.5%로 MF+처리구에서 훨씬 적게 나타났다. Sucrose-free배지의 경우 MF-처리구에서 배양 30일 후에 마디절편이 노랗게 변하고 결국 고사되었으나 MF+처리구의 광독립영양배양에서는 정상적인 식물체로 생장되었다. 또한 sucrose와 호르몬이 첨가되지 않은 MS기본배지에서 MF+처리구의 경우 마디절편의 생존율은 양호하였다. The single node cuttings of sweet potato (cv. Mokpo #29) plantlets maintained in vitro were cultured with (MF+) or without membrane filter (MF-) under photomixotrophic (PM), hetrotrophic (HT) and autotrophic (AT) conditions. Shoot length was the greatest (11.9cm) in 3$0^{\circ}C$ (HT) treatment and it was the shortest (3.4 cm) in $25^{\circ}C$ (PM) treatment. Nodal explants cultured in 3$0^{\circ}C$ treatment looked more vigorous than those of $25^{\circ}C$ in appearance, and node number was the greatest (10.5 per plantlet) among the treatments. But plantlets grew in 3$0^{\circ}C$ (HT) treatment were observed all overgrown. The size in leaf area was about 2 times greater and shoot length was about 2 times shorter in PM than in HT condition. Percent dry matter of shoots was 5.9% (HT) and 7.4% (PM) in $25^{\circ}C$ treatment and 6.1% (HT) and 7.4% (PM) in 3$0^{\circ}C$ treatment. Plantlets cultured in the MF+ treatments were less succulent than those cultured in the MF- treatment. Vitrified plantlets were examinated 14.8% (both $25^{\circ}C$ and 3$0^{\circ}C$) in PM condition and 22.2% ($25^{\circ}C$) and 31.5% (3$0^{\circ}C$) in HT condition. Sucrose was necessary for the survival of in vitro plantlets. In the sucrose-free medium, explants cultured in the MF- had turned yellow and were dead after 30 days of culture. But explants cultured in the MF+ were alive and produced plantlets with shoot and root (AT). On the other hand, the survival of explants on the MS basal medium (sucrose-free and hormone-free) depended entirely upon the MF attachment.

구문초 (Pelargonium citrosa Van leenen)의 잎과 정분열조직배양에 의한 미세증식

은종선,고정애,김영선,김명준 한국식물생명공학회 1994 식물생명공학회지 Vol.21 No.4

조직배양을 통한 대량증식을 목적으로 구문초 (Pelalgonium citrosa)의 엽신, 엽병 및 정단분열조직을 auxin류와 cytokinin류의 생장조절제를 혼합첨가한 MS배지에 배양한 후 캘러스발생 및 shoot분화율을 조사하였고, 분화된 shoot는 NAA와 IAA가 단독첨가된 MS배지에 옮겨 뿌리분화율을 조사하였다. 생장조절제의 효과는 2,4-D와 kinetin의 혼용처리보다 NAA와 BA첨가배지에서 엽신, 엽병조직 모두 캘러스발생 및 multiple shoot분화가 양호하였다. 엽신조직의 경우 암배양 상태에서 캘러스와 shoot의 분화가 좋았고, 0.5 mg/L NAA와 BA 혼용배지에서는 정상적 민 shoot가 분화된 반면 NAA와 BA의 농도가 높을 경우 분화된 shoot는 vitrification현상이 비교적 많이 나타난다. Shoot는 캘러스를 통하거나 직접 절편체에서 분화되었는데 1개의 절편당 shoot분화수는 캘러스를 통해 분화된 경우가 훨씬 많았다. 엽보의 경우 캘러스발생 및 shoot분화양상은 엽신과 비슷하였으나 분화된 shoot수는 훨씬 적었다. 정단분열조직에서 캘러스증식율이 가장 좋았으며 shoot분화는 NAA와 BA 0.5mg/L첨가구에서 양호하여 대량증식에 가장 효과적인 반응이었다. Shoot로부터 뿌리발생은 1.0 mg/L NAA 첨가배지에서 가장 효과적이었다. The effects of explant sources, plant growth regulators on callus induction and plantlet differentiation from leaf blade, petiole, and meristem tissue of Pelalgonium citrosa were investigated under illumination or in dark condition Leaf blade explants cultured on Murashige and Skoog's medium containing 2,4-D and kinetin did not form callus or organ. But those cultured on medium with NAA and BA produced callcus and shoots. Dark condition was more effective than light condition to callus induction and showed that some of shoot were differentiated directly from leaf blade explane. Callus proliferated vigorously on meristem tissue after 7 days of culture, and multiple shoots were obtained Sum callus on medium with 0.5 mg/L NAA and BA. Roots formed readily from about 80% of the shoots cultured on medium with 1.0 mg/L NAA. Regenerated plantlets regenerated had phenotypically normal leaves and roots.

시클라멘(Cyclamen Persicum Mill.)의 자엽과 엽병배양에 의한 식물체 재분화

은종선,고정애,김영선 한국식물생명공학회 1995 식물생명공학회지 Vol.22 No.4

조직배양을 이용하여 시클라멘의 급속증식체계를 확립하기 위한 기초실험으로 자엽과 엽병을 auxin류와 cytokinin류가 혼용처리된 MS배지에 배양한 후 캘러스 발생 및 기관 재분화에 미치는 치상절편, 부위별, 생장조절제의 효과를 조사하였다. 절편부위별 효과는 자엽조직이 엽병조직보다 캘러스 및 캘러스로부터 shoot 분화에 좋은 반응을 보였다. 2,4-D와 kinetin 혼용처리구에서 자엽은 전혀 반응이 없었고 엽병절편에서는 2,4-D와 kinetin이 1.0 mg/L씩 혼용배지에서만 캘러스로부터 shoot가 재분화되었다. NAA와 BA 혼용배지의 경우 자엽절편에서는 모든 배지에서 캘러스가 유도되었으며 shoot 재분화는 0.2 mg/L NAA와 0.5 mg/L BA 혼용 배지에서 가장 양호하였고, 엽병조직은 0.2mg/L NAA와 2.0 mg/L BA 혼용배지에서 다수의 shoot가 재분화되어 가장 효과적이었다. Shoot로부터 발근에 적합한 NAA와 IAA의 효과를 조사하였던 바 NAA가 IAA보다 뿌리발생에 양호하였고 특히 1.0 mg/L NAA에서 다수의 뿌리가 발생되어 효과적이었다. These experiments were carried out to examine the effect of explant sources and plant growth regulators on callus induction and plantlet differentiation. Cotyledon and petiole explants of Cyclamen persium were cultured on MS medium supplemented with different concentrations of auxins and cytokinins. Cotyledon cultured on medium containing 2, 4-D and kinetin did not form callus or shoots. But when calli induced from petiole explants on medium with 1.0 mg/L 2, 4D and 1.0 mg/L kinetin were subcultured on the same medium the formation of shoots from calli occurred after 150 days of culture. The combination of NAA and BA were more effective than that of 2, 4 D and kinetin in the formation of shoots from calli, cotyledon culture was most effective on medium with 0.2 mg/L NAA and 0.5 mg/L BA. Shoots excised from calli were rooted on medium with 1.0 mg/L NAA. The plantlets were subsequently transplanted to potting soil.

고구마 정단분열 조직배양에 의한 多芽體 형성

은종선,김영선 한국식물생명공학회 1999 식물생명공학회지 Vol.26 No.2

고구마의 정단분열조직을 배양하여 생장조절제의 종류와 농도 및 정단분열조직의 크기에 따른 다아체 증식효과를 조사하였다. NAA와 BA 혼용처리의 경우 0.1 ㎎/L NAA에 2.0 ㎎/L BA혼용처리에서 '목포 29호'와 '산천자'의 경우 배양 30일 후에 100% shoot분화율을 보였고, 뿌리발생률은 '목포 29호'는 66.7%, '산천자'는 69.2%였으며 줄기의 기부 부분에서 형성되었다. Cytokinin류인 kinetin과 BA 0.5∼4.0 ㎎/L 단독처리에서 다아체 분화율이 좋았으며 발달된 shoot의 대부분은 배양 60일 이내에 뿌리발생과 더불어 정상적인 식물체로 재분화되었다. 반면에 '금시'에서는 cytokinin류 단용처리에서 분화된 shoot가 캘러스화되어 정상적인 shoot를 생산하지 못하였다. 캘러스로 덮인 다아체의 shoot가 1∼2마디로 신장된 shoot를 분리하여 4.0 ㎎/L BA 또는 kinetin 처리구에 계대배양하였을 때, 분할된 shoot의 대부분이 줄기의 기부에 캘러스가 형성되면서 계대배양 30일 후에는 정상적인 shoot와 뿌리를 가진 재분화된 식물체의 생산이 가능하였다. In sweet potato cultivars 'Mokpo #29' and 'Sanchunza', shoots from extplants were formed 100% on the MS medium with 0.1 ㎎/L NAA and 2.0 ㎎/L BA after 30 days of culture and roots produced from the base of stem at frequencies of 66.7% ('Mokpo #29') and 69.2% ('Sanchunza'), respectively, The media with 0.5∼4.0 ㎎/L BA were produced the greatest frequency of multiple shoot and the most of shoots developed rapidly into normal plantlets with rooting within 60 days of culture. Whereas the cultivar 'Keumsi' failed to produce normal shoot multiplication on the medium with cytokinins alone because of callusing of adventitious shoots. When single shoots with 1 to 2 nodes were excised from the multiple shoot or shoots covered with callus devoid of root and transferred to MS medium with 4.0 ㎎/L BA or kinetin. Host divided shoots showed the callus induction at the stem base and it was enable to obtain regenerated plantlets with shoot and root normally.

고추냉이의 미숙배배양으로부터 체세포배 발생과 식물체 재분화

은종선,고정애,김영선,김명준 한국식물생명공학회 1995 식물생명공학회지 Vol.22 No.4

고추냉이의 미숙배를 어뢰형 배(stage I )와 자엽배의 (stage II )로 구분하여 캘러스, 배발생 및 식물체 재분화에 미치는 생장조절제의 효과와 치상적기를 조사하였다. 캘러스 및 배발생은 미숙배의 자엽부분에서 관찰되었는데 캘러스의 양상에 따라 기관분화와 배발생이 이루어졌다. 캘러스 형성률은 stage I의 경우 1.0 mg/L IAA에서, stage II의 경우 1.0 mg/L 2,4-D와 0.1 mg/L BA 혼용처리구에서 가장 양호하였다. 체세포배 발생은 stage I의 미숙배는 생장조절제 무처리구에서, stage II의 미숙배는 1.0 mg/L IAA 처리구에서 가장 높았으며 캘러스를 통하거나 자엽에서 직접 발생되었다. Stage II의 미숙배가 stage I에 비해 캘러스 및 체세포배 발생이 왕성하였다. 이들 체세포배는 동일배지에서 계대배양하여 정상적인 식물체로 재생되었다. Immature zygotic embryos from immature seeds of Wasabia japonica (cv Dalma) were isolated and cultured on modified MS medium supplemented with 2,4-D, IAA, and BA. Immature zygotic embryos were classified into torpedo shape and cotyledon stage. The highest rates of callus formation were obtained of 1.0mg/L IAA(torpedo stage, 90.0%)and 1.0mg/L 2,4D plus 0.1mg/L BA(cotyledany stage,84.3%). Somatic embryos after 60 days of culture. These numerous somatic embryo could be seperated and subcultured on the same media for further propagation. After 90 days of culture, most somatic embryos were developed well organized embryos which were able to produce into whole plants.

도라지 배양묘의 생장 및 형태형성에 미치는 발광다이오우드의 효과

은종선,김영선,김용현 한국식물생명공학회 2000 식물생명공학회지 Vol.27 No.1

발광다이오우드 (Light emitting diode)를 사용한 적색, 녹색 및 청색광에서 식물생산의 가능성을 조사하기 위하여 도라지 유묘의 생장과 형태형성에 미치는 광질의 효과와 광질에 따른 엽록소함량을 형광등과 비교하여 조사하였다. 식물체의 초장은 형광등에서 3.8 cm로 가장 짧았고 LEDs 에서 생장한 것은 적색광에서 13.4cm로 가장 길었다. 반면에 적색/청색의 혼합광은 5.6cm로 적색 단색광에서 식물체가 도장된 것에 비해 정상적인 식물체의 생장양상을 보여 적색과 청색의 혼합광이 식물체의 생장에 적당하였다. 엽면적은 녹색광에서 24.1 $\textrm{cm}^2$로서 적색광에서 10.1 $\textrm{cm}^2$인 것에 비하여 약 2.4 배가 더 넓어 다른 처리구에 비하여 가장 양호하였다. 건물률은 적색/청색의 혼합광에서 15.3%를 나타내어 다른 광질처리보다 함수율이 적었다. 엽록소함량은 청색 단색광과 적색/청색의 혼합광에서 형광등보다 각각 20%, 10% 적었으나 적색과 녹색의 경우 각각 2%, 7% 적었는데 적색 단색광에서 형광등과 비슷한 엽록소 함량을 보였다. To clarify the possibility of plant production under red, green. blue, and red+blue using light emitting diodes (LEDs) and fluorescent lamps (control), the effects of light quality on the growth and morphogenesis of in vitro seedlings in Piatycodon grandiflorum were examined. The plantlets grown under the LEDs resulted in taller plants with greater stem than fluorescent lamps. The shortest shoot length, 3.8 cm, was observed in the control and the longest one, 13.4 cm, in the red light. But the shoot length was 5.6 cm under red LED with supplemental blue(red+blue light). This results indicate that red LED may be suitable, in proper combination with other wavelengths of light. The root length under red light was significantly smaller among the treatments. The plantlets grown under red+blue light had lower shoot dry weight, higher dry matter than other lights-grown plantlets. Among the various growth parameters measered, there was an indication that leaf area was controlled by the LEDs. Leaf area of a plantlets developing under green light was about 2.4 times wider than that of plantlets grown under red LED (10.1 $\textrm{cm}^2$ in area). The dry matter rate per plantlet among the treatments was greater in plantlets grown under the red/blue LEDs in comparison with that grown under other LEDs. Chlorophyll contents in plantlets grown under the red, green, blue and red/blue LEDs were 2%, 7% 20% and 10% lower, respectively, than those in plant grown under fluorescent lamps.