토마토 재분화 효율 증진에 대한 연구

국문 초록 (Abstract)

국 문 초 록
본 연구는 토마토 돌연변이 육종을 위한 효율적 재분화 체계 확립을 목적으로 수행되었다. 식물재료는 토사마, TY-레벨업, TY-244 품종을 사용하였으며, 방사선 조사는 두 차례에 걸쳐 실시하였다. 1차 조사는 각 종자에 방사선 량 150GY를 처리하였고, 2차 조사는 각 식물체에 방사선 량 50GY, 30GY두 종류로 나누어 처리하였다. 감마선을 조사한 식물체의 잎과 줄기부분에서 각각 기내조직배양 한 후, MS켈러스 고체배지에 치상 하여 캘러스를 유도하였으며, 캘러스에서 자라 나온 Shoot는 잘라서 루팅배지로 옮겨 뿌리를 유도함으로써, 완전한 재분화 식물체를 얻을 수 있었다. 기내조직배양을 통해 잎과 줄기부분 모두에서 재분화 식물체를 발생시킬 수 있었으나, 줄기부분은 잎부분에 비해 캘러스 형성율이 현저히 낮았다. 하지만 일단 캘러스가 형성되고 나면, 줄기에서도 높은Shoot발생율을 보였으나, 개체 수는 잎에 비해 현저히 적었다. 따라서, 줄기보다 잎에서 조직배양을 하는 것이 시간과 비용, 노동력 절감에서 더 효과적이라 생각된다. 그리고 식물체 재분화 발생과정 중 기내조직배양 단계에서 주로 떡잎과 하배축을 사용하던 기존의 방법과 달리 본 실험에서는 잎과 줄기를 사용함으로써, 보다 많은 수의 절편체를 확보할 수가 있었으며, 호르몬 조합에 있어서도 Zeatin만 사용함으로써, 복잡하던 호르몬 체계를 보다 단순화시킬 수 있었다. 이와 같은 연구결과로 볼 때, 토마토 재분화의 단순화 및 효율 증진을 통한 돌연변이 육종, 유용 유전자 형질전환 등에 이용이 가능할 것으로 보이며, Micro-Tom
(Lycopersicon esculentum cv. Micro-Tom) 등 실험용 토마토가 아닌 주요 재배품종에 대한 재분화 시스템을 구축할 수 있을 것으로 생각된다.
주요어 : 기내조직배양, 돌연변이 육종, 감마선, 재분화

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

ABSTRACT
This study was conducted with the aim of establishing an efficient re-differentiation system for tomato mutation breeding. Plant materials used hard-boiled tomato tosama, jujube drop tomato TY-level up, and hard-boiled tomato TY-244, and irradiated twice.
The first survey treated the radiation dose of 150GY for each seed, and the second survey divided each plant into two types: 50GY and 30GY.
The leaf and stem parts of the plant examined for gamma rays were cultivated in the in-flight tissue, and then injured in the MS Kellus solid medium to induce calms, while the shoot grown from Callus was cut off and transferred to the routing medium to induce roots, thus obtaining a complete re-differentiated plant.
In-flight tissue culture was able to produce re-differentiated plants in both the leaves and the stems, but the rate of calves formation was significantly lower than that of the leaves. However, once the calves were formed, the shooting rate was high on the stem, but the population was significantly smaller than that of the leaves. Thus, it is thought that tissue cultivation on leaves is more effective in time, cost, and labor than stem. And unlike the traditional method of using Cotyledon and Hypocotyl during the
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process of plant re-dividing, this experiment was able to secure more intercepts by using Leaf and Stem, and also by using only Zeitin in hormone combinations, it was able to simplify the complex hormone system.
Based on these findings, it is likely to be used for mutagenesis and conversion of useful gene traits by simplifying tomato re-dividing and enhancing efficiency. In addition, it is thought that it will be possible to establish a reclassification system for major plantation species other than experimental tomatoes such as Micro-Tom (Lycopersicon esculentum cv. Micro-Tom).
Key words: Tissue culture, Mutant breeding, Gamma rays, Re-differentiated plants.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 국문 초록
• 목 차 i
• 표 목 차 iv
• 그 림 목 차 v
• 1. 서 언 1
• 2. 연 구 사 3
• 2.1. 토마토의 기원 및 생리적, 재배적 특징 3
• 2.2. 토마토의 산업 현황 5
• 2.3. 토마토 조직배양 현황 8
• 2.3.1. 토마토의 기원 및 생리적, 재배적 특징 Lycopersicon spp.의 재분화에 대한 연구 9
• 2.3.2. 토마토의 재분화를 이용한 대량 증식 방법의 개발 과정 11
• 2.3.3. 조직절편체를 이용한 직접적 기관분화 11
• 2.3.4. 토마토 품종의 유전자형의 효과가 재분화에 미치는 영향 12
• 2.3.5. 토마토 식물 절편체에 따른 재분화 효율 13
• 2.3.6. 토마토 식물 절편체의 연령, 크기에 따른 재분화율의 변화 14
• 2.3.7. 토마토 식물 절편체, 재분화율에 미치는 호르몬의 영향 15
• 2.4. 토마토 돌연변이 육종현황 19
• 2.5. 국내 주요 육성 토마토 품종 및 특징 20
• 3. 재료 및 방법 22
• 3.1. 식물재료 및 방사선 조사 22
• 3.2. 조직배양 및 식물 재분화 과정 24
• 4. 결과 및 고찰 26
• 4.1. 감마선을 조사한 식물체의 재분화 결과 26
• 5. 결론 30
• 6. 인용문헌 33
• ABSTRACT 52
• 감사의 글 54
• 표 목 차
• 표 1. 세계 토마토 주요 생산지 현황 7
• 표 2. 식물 호르몬 조합을 이용한 각 조직별 재분화 방법 16
• 표 3. 국내 주요 육성 토마토 품종 20
• 표 4. 본실험에서 사용한 토마토 재배 품종……………………….23
• 표 5. 재분화 식물체 형성 결과 28
• 그림 1. 토마토의 원산지 및 한국 도입 경로 추정 모식도 5
• 그림 2. 국내 토마토 생산현황 및 지역별 생산분포도 8
• 그림 3. 감마선 조사 토마토식물체의 재분화 발생모습 27
• 그림 4. 재분화 식물체의 토양 이식 모습 27
• 그림 5. 조직배양에서부터 재분화 식물체의 형성과정 비교 모식도 32
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