액체 현탁배양을 통한 튤립 주요 품종의 체세포 배발생세포 대량 증식 및 기내 자구 재분화 :Mass proliferation of embryogenic cells through liquid suspension culture and bulblet regeneration in major cultivars of tulip

강수지

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자료유형: 학위논문

저자정보: 강수지 (단국대학교, 단국대학교 대학원)

지도교수: 안병준

발행연도: 2017

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

액체 현탁배양을 통한 튤립 주요 품종의 체세포 배발생세포 대량 증식 및 기내 자구 재분화

강수지 생명자원과학과 환경원예학 전공 2017.01 학위논문

2015

튤립 주요 품종의 배발생캘러스 유도 및 재분화를 통한 자구 증식

강수지 , 박민진 , 김선 외 2명 한국원예학회 학술발표요지 2015.10 학술대회자료

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튤립의 배발생세포 유도를 위한 공시재료는 ‘Golden Apeldoorn’,‘Ile de france’,‘Merry Christmas’3가지 품종의 구근 및 화뢰부분을 사용하였고 70% ethanol 과 1% NAClO를 통해 소독하여 종축으로 ㅆ?ㄹ어 각 배지에 치상하여 배발생세포 유도를 관찰하였다. 배발생세포 유도를 위한 품종별 Auxin 최소 요구도 실험의 배발생세포 배양율은 12-28%였고, 그중 25-64%는 배발생세포를 유도하여 튤립의 번식에 활용할 수 있음을 확인하였다. 호르몬의 영향에 관련한 실험은 생장조절제 종류별로 2,4-D, dicamba와 picloram 등을 이용하여 실시하였다. ‘Golden Apeldoorn’,‘Ile de france’,‘Merry Christmas’등 3 품종에서 picloram과 2,4-D가 효율적이지만 배발생세포 유도율은 품종에 따른 차이를 보이고 있다. 튤립의 배발생세포 유도시 발생되는 조직의 갈변화를 억제하기 위해 배지 종류 및 NH4NO3 농도 실험을 진행하였을 때 MS full strength 처리구에서 8주가 지난 뒤 대부분 조직이 갈변되었고 MS 1/4 strength, B5, N6 처리구에서는 갈변된 조직이 적게 관찰되었지만 대부분 compact한 배발생세포가 아닌 절편체가 비대되는 것으로 관찰되었다. 4가지 처리 중 N6배지 처리구에서 높은 비율의 단단하고 구형의 배발생세포를 얻어 낼 수 있었다.
대부분 외부적 형태적으로 구분되어진 배발생세포는 액체현탁 배양을 통해 대량증식 실험을 진행하였는데, Auxin 생장조절제의 농도를 다르게 처리하여 1주마다 생체중을 측정하여 배발생 세포증식 효과를 조사하였다. Picroram, 2,4-D, NAA를 농도별로 처리하여 증식정도를 비교하였을 때 NAA 처리구에서는 0.3~2.0mg/L 대체적으로 모두 배양이 양호하였지만 그 중에서도 2.0mg/L 처리구에서 생장이 월등히 높았고 Picroram 처리구에서는 0.3mg/L 저농도에서 생체중의 증가가 높았으며, 2,4-D 처리구에서는 0.3~1.0mg/L에서 생장이 더딘 것으로 확인되었다. Cytokinin 생장조절제의 농도별 배발생세포 생장율을 조사한 실험에서는 auxin의 1/2 농도의 BA에서 증식이 잘되었고 현탁배양시 갈변을 억제하기 위해 PVP, Vitamin C 첨가 비교실험에서는 조직의 갈변은 억제되었으나 갈변억제제가 배발생세포 증식 및 생육에 영향을 주는 것으로 나타났다.
액체 현탁배양으로 증식한 배발생세포는 생물반응기를 통해 대량 급속 증식이 가능함을 확인할 수 있었고, 생물반응기에 의해 증식되어진 ''Merry christmas'' 및 6가지 품종의 배발생세포를 적당한 크기로 썰어 한천배지에 치상하여 재분화와 동시에 자구 형성이 관찰되어 튤립의 배발생세포를 통해 기내 자구를 유도하는 배양일 튤립 구근 증식에 이용될 수 있음이 확인되었다.

Bulb scales and floral stems tulip cultivar ''Golden Apeldoorn'', ''Ile de france'' and ''Merry Christmas'' were excised and disinfected in 70% ethanol and 1% NaClO and were inoculated on MS media supplemented with various combinations of auxin and cytokinin. Calli formations were observed 4 week after the inoculated. Picloram and 2,4-D were found effective in the cultivars of ''Golden Apeldoorn'', ''Ile de france'' and ''Merry Christmas'', and the rate of embryonic callus induction varied according to the variety. Various media of mineral strengths were tested in order to reduce the browning of tissue during the proliferation of embryogenic callus. Most tissue cultures were browned after 8 weeks in full strength MS medium. However, in 1/4 strength MS, B5, N6 treatments, less browning was observed, however, it was observed that the larvae rather than the compact embryonic cells were enlarged. Among the four treatments, more effectively embryogenic cells could be proliferated in the N6 medium. For to mass proliferation of the embryogenic cells in liquid suspension culture, were effect of auxins on the embryonic cell proliferation was examined by measuring fresh weight every week. Picloram, 2,4-D and NAA at different concentrations in the range of 0.3 to 2.0 mg/L were compared and the growth was significantly higher in the 2.0 mg/L of NAA and 0.3 mg/L of 2,4-D treatment. It was also found that BA with half concentration of the auxins were effective in the proliferation of the embryogenic cells in the liquid cultures. PVP and Vitamin C were effective in to inhibiting the browning in the suspension culture. The embryogenic cells of six cultivars of tulip were transfers to hormone-free MS media for regulation somatic embryos were formed and developed into mature bulblets, which germinated normally in greenhouse. In conclusion, It was confirmed that embryogenic cells cound be induced and proliferated with repeated subcultures and regenerated through somatic embryogenic cell.

Ⅰ.서론 1
Ⅱ.연구사 3
1.튤립의 배양 3
2.배발생세포 유도배양 4
3.배발생세포 급속증식 5
4.배발생세포 유래 식물체 재분화 6
Ⅲ.재료 및 방법 7
1.공시재료 7
2.배발생 세포 유도 9
3.배발생 세포 급속증식 조건 구명 9
4.체세포 배발생세포를 통한 재분화 10
Ⅳ.결과 및 고찰 11
1.생장조절제 조성별 배발샐세포 유도 11
2.배발생세포 유도시 배지 종류별 갈변율 14
3.배발생세포 급속 증식 조건 16
4.체세포 배발생세포를 통한 재분화 유도 27
Ⅴ.결론 33
Ⅵ.참고문헌 35
Abstract 46

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