식물의 조직배양

소개글

식물의 조직배양에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.1 식물 조직배양의 정의
1.2 조직 배양의 원리
1.3 식물의 세포 및 조직배양에서의 문제점들
1.4 조직 배양 실험실과 배지의 제조
배지의 제조

2. 식물조직의 배양단계

3. 각 단계별 유의사항

본문내용

보통 유기물과 무기물을 미량 포함하고 있다. 식물조직배양시 주로 이용되는 한천은 Difco bactoagar, Gibco phytagar, Flow agar 등이 있으며 한천에 함유된 불순물에 의한 억제작용은 sucrose에 의해 제거가 되고 한천순도가 높을 수록 낮은 농도에서 교질화가 된다. 그 외에 한천대용물로는 polacrylamid 입자인 biogel P 200, 식물원형체 배양에 주로 이용되는 alginate, 페놀과 같은 독성물질이 없는 gelrite, 가열하지 않고 물에 용해되는 strch polymer 등이 있다.
⑥ 기타 첨가물
천연과즙의 첨가에 의해 생육이 촉진되는 경우가 있는데 난과 식물에는 사과즙과 토마토즙이 효과적인데 특히 착색란에는 사과즙의 촉진효과가 인정되고 있다. 코코넛의 액체배유도 배즙에 첨가하는 경우가 있는데 액체배유를 채취해서 100°C에서 10분간 끓여 단백질을 침전시킨 다음 여과해서 사용하면 되는데 코코넛 water내에는 사이토키닌 유사물질이 함유되어 있고, auxin, i-inositol을 위시한 여러 종류의 유기물도 함유되어 있어 CW의 첨가로써 세포분열 및 shoot 형성이 촉진되는 경우가 있다.
6) 배양환경
식물재료를 위시한 배양용기와 배양실의 환경과 같은 배양환경 조건들이 조직배양증식체계에 큰 영향을 미친다. 다소 밀폐해서 봉해진 용기는 CO2 와 ethylene이 축적되어 대량증식에 해가 된다. 합성재료의 튜브, 병, 및 뚜껑은 ethylene을 방출하기도 한다. AgNO3 와 KMnO4 는 ethylene 발생 억제제로 작용함으로 배지 내 첨가시 효과를 볼 수도 있다. 배양실 환경은 광 및 온도인데 조직배양에 있어 중요한 광의 역할은 형태형성이며 주로 전분의 축적을 유도하면 shoot의 형성을 촉진시키는 것으로 추정되고 있다. 적당한 광주기는 12~16시간 정도이며 광질은모든 빛이 혼합되어 있는 백색 또는 적색과 청색광이 효과적이나 실용적으로는 형광등 또는 백열등과 혼용하고 있으며 광도는 배양 1,2 단계는 500~3,000lux, 3 단계에는 3,000~10,000lux 정도면 된다. 한편 초기배양시 형태형성에 반드시 광이 필요하지 않고 오히려 암상태에서 분화력이 촉진되는 경우도 있다. 온도는 대상작물의 종류에 따라 차이가 있지만 자연 상태의 생육최적온도가 최적온도이며 일반적으로 25°C전후에서 배양이 이루어진다.
3.4 3단계-신장과 발근유도 단계
이 단계는 2단계에서 얻어진 shoot이나 어린 유식물체를 토양에 이식하기 위한 준비단계이다. 토양에 이식하였을 때의 성공여부는 주로 이 단계에서 결정된다고 할 수도 있다. 이 단계에서는 기내 또는 기외에서 뿌리를 유도하는 2가지 방법이 있으나 어떤 방법을 선택하는 것이 유리한지를 결정해야 한다. 포도의 경우 기내에서 뿌리가 발생하기 시작할 때 토양에 이식하였을 경우 유리하며 동양란의 경우는 기내에서 최대로 생육시켜 기외로 이식하는 것이 활착에 좋다. 또한 생산된 식물체의 눈에 보이지 않는 비정상화는 대량증식의 성공에 해를 미칠 수가 있다.
1)체계의 선택
일반적으로 식물조직배양 체계는 대량증식 초기에 단독으로 분화된 신초가 발근이 되기까지는 각각의 단계 혹은 여러 단계를 거침으로써 이루어지기 때문에 경비절감은 경쟁적 생존의 열쇠가 된다. 조직배양에 의한 식물의 대량 증식시 비용 중 가장 많이 차지하는 것은 인건비이다. 그러므로 노동력을 최대한 절감하기 위해서 어떤 식물은 2단계에서 배양완료하여 바로 토양에 이식하는 경우도 있다. 또한 신초의 신장이나 발근 유도용 배지로 이식하는 대신 액체배지를 첨가하기도 한다. 특히 액체배지를 첨가할 때 주의할 점은 이미 배양된 배양물의 배지 pH와 삼투압이 낮아 고농도의 무기염, 호르몬 및 당이 함유된 배지를 첨가할 경우 식물세포의 원형질분리 현상으로 인한 생리적 장애가 나타날 수도 있으므로 초기에는 저농도의 배지를 소량으로 첨가하면서 점차 농도를 높혀 첨가하는 것이 좋다. Double layer system을 이용하면 최소한의 노동력으로 발근이 유도될 수도 있다. 즉 마지막 배양을 일회용 용기에 하여 배양실에서 용기의 입구로 발근유도 액체배지를 주입할 수도 있다.
2)발근 과정
식물조직 배양 시 기내발근을 많이 유도하지만 경제적, 상업적 측면에서 보면 기외발근 시키는 것이 유리할 것이다. 어떤 식물은 발근 안된 상태에서 재식하는 것이 오히려 활착이 쉬운 경우도 있다. 발근을 3단계에서 이루어지나 근의 발달은 4단계에서 이루어진다.
3.5 4단계-기외이식단계
기내 배양된 식물체는 배지에서 이식하는 데 어려움이 있으며 토양으로의 활착은 전 단계에서 생산된 식물체의 질과 형태에 따라 다르다. 기내에서 배양된 식물체는 낮은 광도하에서 배양되어 왔기 때문에 각피에 왁스층이 빈약하고 광합성 작용이 활발하지 못해 엽육에 공간도 크다. 기내에서처럼 기공이 열려있어서 토양 이식시 수분스트레스를 심하게 받는다. 그러므로 기내식물체는 외부의 상태에 익숙해지도록 순화와 경화의 시간이 필요하다. 기외이식 시기 때 유식물체의 생존과 생장을 촉진시키기 위해 튜브나 플라스크의 뚜껑을 연채로 수일간 두어 외부조건에 순응시키거나 mist를 분무하여 상대습도를 높이기도 하고 광도의 점진적 증가와 CO2 를 시비하기도 한다. 또 항증산제를 분무하기도 하나 오히려 역효과가 나타날 때도 있다. 가장 좋은 방법은 기내에서 순화된 식물체의 튼튼한 특성을 지닌 식물체를 얻는 것이다. 기외이식시는 충분히 한천을 제거한 다음 살균된 토양에 이식하며 기내 식물체는 약하므로 토양에 이식직후 모든 식물의 가해 병원체인 민달팽이, 곤충, 세균 및 균류를 제거 해야 한다.
References
식물발생학. 방재욱 외. 2000. 충남대학교 출판부. p 144-154
Introduction to plant physiology. Hopkins, Sons INC. 1995. p 354-350
최신생물공학. 정재동 외. 1999. 경북대학교 출판부. p 56-81
유전. 한국유전학회. 도서출판 정아. 1997. p 58-61
식물생리학. 권덕기 외. 2001. 을유문화사. p 41-44

키워드

조직배양,   callus,   배양,   식물배양