KR101214785B1 - Method for regeneration of high-frequency direct shoot from Drymaria cordata leaves and the plants thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 드라이마리아 코다타 잎으로부터 신초의 직접적인 고빈도 재생 방법 및 그에 따른 식물체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드라이마리아 코다타(Drymaria cordata) 종자를 발아시켜 절취한 유묘의 잎의 절편을 NAA; BAP 또는 TDZ; 및 수크로스가 함유된 MS 배지에서 신초를 고 빈도(high-frequency)로 재생시키는 단계를 포함하는 드라이마리아 코다타(Drymaria cordata) 신초의 직접적인 고빈도 재생 방법, 상기 고빈도로 재생된 드라이마리아 코다타(Drymaria cordata) 신초로부터 재분화된 드라이마리아 코다타 식물체의 제조방법, 상기 방법에 따라 제조된 재분화된 드라이마리아 코다타 식물체 및 이의 종자를 제공한다.The present invention relates to a method for direct high frequency regeneration of shoots from dry maria codata leaves and to plants according to the present invention, and more particularly, to dry maria codata cordata ) NAA; BAP or TDZ; And high-frequency regeneration of shoots in MS medium containing sucrose. Cordata ) Direct high frequency regeneration method of shoots, drymaria codata ( Refreshmaria) cordata ) Provided is a method for producing a dry Maria codata plant regenerated from shoots, a re-dried Dry Maria codata plant prepared according to the above method, and seeds thereof.

Description

드라이마리아 코다타 잎으로부터 신초의 직접적인 고빈도 재생 방법 및 그에 따른 식물체{Method for regeneration of high-frequency direct shoot from Drymaria cordata leaves and the plants thereof}Method for regeneration of high-frequency direct shoot from Drymaria cordata leaves and the plants etc.

본 발명은 드라이마리아 코다타 잎으로부터 신초의 직접적인 고빈도 재생 방법 및 그에 따른 식물체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드라이마리아 코다타의 잎 절편체로부터 시험관 내에서 식물생장조절제(PGR)의 첨가에 의해 효과적이고 고빈도로 부정 신초의 재생 방법을 개발하고, 이로부터 재분화된 드라이마리아 코다타 식물체의 제조 방법을 개발한 내용에 관한 것이다.The present invention relates to a method for direct high frequency regeneration of shoots from dried Maria codata leaves and to plants according to the present invention. The present invention relates to the development of a method for the regeneration of negative shoots with high frequency and high yield, and a method for the production of re-divided dried Maria codea plants.

드라이마리아 코다타 윌드(Drymaria cordata Willd, Caryophyllaceae)는 한해살이 초본 식물로, 범열대지역에 분포하는데, 특히, 아시아, 아프리카, 오세아니아, 중아메리카, 남아메리카(Dequan L, Gilbert MG , 2001 Flora of China 6: 5-6) 및 인도의 히말라야 아래 지역에 분포한다(Srivastava TN, Kaphi BK, 1992 J Econo Tax Bot 16:1-17). 드라이마리아 코다타는 인도 및 네팔의 히말라야 아래 지역에서 수많은 목적으로 의약적으로 사용되었다. 이 식물체의 잎으로부터 제조된 추출물은 설사, 구토, 비뇨기 문제, 독사에 물렸을 때(Neogi et al., 1989 Economic Bot 43:471-479), 피부 질병(Rao RR, 1981 Economic Botany 35:4-9), 인후통, 변비(Focho et al., 2009 African J Pharm and Pharmacol 3:001-013)에 대한 치료를 위해 추천되어 왔다. 게다가 이 추출물은 기침, 축농증(sinusitis), 급성 감기에 매우 효과적으로 나타났다(Mukherjee et al., 1997 J Ethnopharm 56:77-80). 드라이마리아 코다타의 항균성(Mukherjee et al., 1996 Phyto Res II:249-250) 및 기침 억제(antitussive) 효능은 잘 확립되어 왔다. 드라이마리아 코다타 잎 추출물은 설사약, 해열제, 쿨링(Sikdar M, Dutta U, 2008 Ethno Med 2:39-45) 및 소염제 효능(Singh et al., 2008 Inter J Integra Biol 3:57-72)이 있는 것으로 보고되었다. 이러한 의약적 중요성 때문에, 다수의 생물학적 활성 화합물은 이 식물의 잎에서 분리되었고, 시클로펩티드(Ding et al., 2000 Planta Med 66:386-388), 플라보노이드 글루코시드(Ding et al., 1999 Planta Med 65:578-579), 노디터펜(norditerpenes) 및 노디터펜 글루코시드(norditerpene glucosides)를 포함하며(Vargas et al., 1988 Phytochem 27:1532-1534), 많은 종류의 질병에 대한 화학요법으로 사용되어 왔다. 게다가, 의학적 가치가 있는 몇 개의 다른 플라보노이드 및 글루코시드가 이 식물체에서 분리되었는데, 드라이마리아틴 B(drymariatin B), 드라이마리아틴 C(drymariatin C), 드라이마리아틴 D(drymariatin D), 디안드라플라본(diandraflavone) 및 드라이마리틴 (1)을 포함한다(Veitch NC, Grayer RJ, 2008 Nat Prod Rep 25:555-611). 이러한 이차 대사 산물 중에서, 드라이마리틴 (1)은 H9 림프구에서 항-HIV 효과가 있는 것으로 보고되었다(Hsieh et al., 2004 J Nat Prod 67:1175-1177). Drymaria Cordata Wild cordata Willd, Caryophyllaceae is a perennial herbaceous plant, distributed in pan-tropical regions, particularly in Asia, Africa, Oceania, Central America, South America (Dequan L, Gilbert MG, 2001 Flora of China 6: 5-6) and the Indian Himalayas. Distributed in the following regions (Srivastava TN, Kaphi BK, 1992 J Econo Tax Bot 16: 1-17). Dry Maria Kodata has been used medicinally for numerous purposes in the Himalayas in India and Nepal. Extracts prepared from the leaves of this plant were affected by diarrhea, vomiting, urinary problems, and venomous bite (Neogi et al., 1989 Economic Bot 43: 471-479), and skin diseases (Rao RR, 1981 Economic Botany 35: 4-9). ), Sore throat and constipation (Focho et al., 2009 African J Pharm and Pharmacol 3: 001-013). In addition, the extract was very effective in coughing, sinusitis and acute colds (Mukherjee et al., 1997 J Ethnopharm 56: 77-80). The antibacterial (Mukherjee et al., 1996 Phyto Res II: 249-250) and antitussive efficacy of dry maria codata have been well established. Dry Maria codata leaf extract contains diarrhea, antipyretic, cooling (Sikdar M, Dutta U, 2008 Ethno Med 2: 39-45) and anti-inflammatory benefits (Singh et al., 2008 Inter J Integra Biol 3: 57-72) Has been reported. Because of this medicinal importance, many biologically active compounds have been isolated from the leaves of this plant, cyclopeptides (Ding et al., 2000 Planta Med 66: 386-388), flavonoid glucosides (Ding et al., 1999 Planta Med) 65: 578-579), norditerpenes and norditerpene glucosides (Vargas et al., 1988 Phytochem 27: 1532-1534), and chemotherapy for many types of diseases Has been used. In addition, several other flavonoids and glucosides of medical value have been isolated from the plant: drymariatin B, drymariatin C, drymariatin D, and diandraflavones. (diandraflavone) and drymarin (1) (Veitch NC, Grayer RJ, 2008 Nat Prod Rep 25: 555-611). Among these secondary metabolites, drymaritin (1) has been reported to have an anti-HIV effect in H9 lymphocytes (Hsieh et al., 2004 J Nat Prod 67: 1175-1177).

드라이마리아 코다타는 종자를 통해서 자연스럽게 증식한다. 그러나, 낮은 발아율 및 빈약한 종자 생존력으로 증식이 제한되어 왔다. 따라서, 대안적인 증식 방법이 이 식물체의 대량 증식, 향상 및 보존을 위해 유익할 수 있다. 식물 조직 배양은 희귀하고 풍토적인 멸종될 위기에 있는 약용 식물체의 현지 외 보존(ex situ conservation) 및 빠른 증식에 적용될 수도 있다(Purohit et al., 1994 Plant Cell Tiss Org Cult 39:93-96). 그러나, 지금까지 드라이마리아 코다타의 시험관 내 증식에 대한 보고는 전혀 없다. 이러한 이유로 이 종을 위한 효과적인 재생 시스템의 개발이 요구되고 있다. 더욱이, 신속하고 효과적인 재생 방법을 요구하는 유전 공학 기술은 향상된 유전형을 얻는데 유용하다(Sanyal et al., 2005 Plant Sci 168:1135-1146).Dry maria codata grows naturally through seeds. However, proliferation has been limited by low germination rates and poor seed viability. Thus, alternative methods of propagation may be beneficial for mass growth, improvement, and preservation of this plant. Plant tissue culture may also be applied for ex situ conservation and rapid proliferation of rare and endemic medicinal plants (Purohit et al., 1994 Plant Cell Tiss Org Cult 39: 93-96). However, there have been no reports of in vitro propagation of dry maria coda. For this reason, the development of effective recycling systems for these species is required. Moreover, genetic engineering techniques requiring rapid and effective regeneration methods are useful for obtaining improved genotypes (Sanyal et al., 2005 Plant Sci 168: 1135-1146).

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 희귀하고 풍토적인, 멸종될 위기에 처해 있는 드라이마리아 코다타 (Drymaria cordata) 식물체의 현지 외 보존 및 빠른 증식을 위해, 시험관 내에서 식물생장조절제(PGR)의 다양한 농도에 대한 잎 절편체의 반응을 비교하여 효과적이고 고빈도로 부정 신초 재생 방법을 개발하였을 뿐만 아니라 신초 신장 및 발근을 위한 최적의 배지 및 배양 조건을 개발하여 재분화된 드라이마리아 코다타 식물체의 제조방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is derived from the above demands, and the present invention is a rare and endemic, endangered species of dry maria codata ( Drymaria cordata ) In addition to the development of an effective and high frequency negative shoot regeneration method by comparing the response of leaf explants to various concentrations of plant growth regulators (PGR) in vitro for the on-site preservation and rapid proliferation of plants, The present invention has been completed by developing an optimal medium and culture conditions for renal and rooting to develop a method for producing re-differentiated dry maria coda plants.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 드라이마리아 코다타(Drymaria cordata) 종자를 발아시켜 절취한 유묘의 잎의 절편을 NAA; BAP 또는 TDZ; 및 수크로스가 함유된 MS 배지에서 신초를 고 빈도(high-frequency)로 재생시키는 단계를 포함하는 드라이마리아 코다타(Drymaria cordata) 신초의 직접적인 고빈도 재생 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is NAA by cutting the leaves of seedlings seeded by germinating Drymaria cordata seeds; BAP or TDZ; And high-frequency regeneration of shoots in MS medium containing sucrose. cordata ) provides a direct method for high frequency reproduction of shoots.

또한, 본 발명은 상기 고빈도로 재생된 드라이마리아 코다타(Drymaria cordata) 신초로부터 재분화된 드라이마리아 코다타 식물체의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for producing a dry maria coda plant re-divided from the dry maria cordata shoots reproduced with the high frequency.

또한, 본 발명은 상기 방법에 따라 제조된 재분화된 드라이마리아 코다타 식물체를 제공한다.The present invention also provides a re-differentiated dry maria cordata plant prepared according to the above method.

또한, 본 발명은 상기 식물체의 종자를 제공한다.The present invention also provides a seed of the plant.

본 발명에서는 드라이마리아 코다타의 잎 절편체로부터 직접적으로 고빈도의 부정 신초의 생산을 위한 프로토콜을 처음으로 발명하였다. 본 발명의 방법에 따른 드라이마리아 코다타의 신속한 시험관 내 증식은 이차대사 산물, 생식질 보존(germplasm conservation) 및 유전적 형질전환의 생산에 이용될 수 있을 뿐만 아니라 식물체 육종의 효율, 시간, 비용면에서 획기적인 효과를 기대할 수 있다. The present invention for the first time invented a protocol for the production of high frequency negative shoots directly from the leaf sections of dry maria codata. Rapid in vitro propagation of dry maria codata according to the method of the present invention can be used for the production of secondary metabolites, germplasm conservation and genetic transformation, as well as efficiency, time and cost of plant breeding. You can expect a dramatic effect.

도 1은 직접적인 신초 재생을 통한 드라이마리아 코다타의 시험관 내 증식을 나타낸다. (A) 재생 배지에서 3주 후 잎 절편체의 절단면으로부터 신초 눈 개시(화살표)(바 = 0.2 cm). (B) 재생 배지에서 5주 후 잎 절편체로부터 복수의 신초의 고 빈도 재생(바 = 1 cm). (C) 신장 배지에서 4주 후 잘 발달되고 신장된 신초(바 = 1 cm). (D) 30일 동안 1 ㎎/ℓIBA을 첨가한 MS 배지에서 재생된 신초의 발근(바 = 1 cm). (E) 잘 발달된 뿌리 시스템을 갖는 소식물체(바 = 1 cm). (F) 온실에서 자라는 순화된 소식물체(바 = 1 cm).
도 2는 드라이마리아 코다타의 잎 절편체로부터 신초 눈의 발달 순서를 조직학적 및 SEM 현미경 사진으로 관찰한 결과이다. (A) 배양 8일 이후 분열조직 돔(meristematic dome)으로부터 눈 원시세포(화살촉)의 초기 상태를 보여주는 SEM 현미경 사진(바 = 20㎛). (B) 배양 15일 후 잎 절편체로부터 신초 원시세포를 보여주는 SEM 현미경 사진(바 = 50㎛). (C) 배양 23일 후 재생 배지에서 잎 절편체 표면에서 털이 있는 잎(화살촉)을 가진 재생된 어린 식물체(바 = 50㎛). (D) 배양 2주 후 분열조직 영역(화살촉)을 보여주는 절편체 절편(바 = 200㎛). (E) 잎 원시세포 및 신초 정단 분열조직(shoot apical meristem)을 나타내는 잎 절편체에 연결된 눈의 종단면(바 = 200㎛).
1 shows in vitro proliferation of dry maria coda via direct shoot regeneration. (A) Blind eye initiation (arrow) from cut sections of leaf explants after 3 weeks in regeneration medium (Bar = 0.2 cm). (B) High frequency regeneration of a plurality of shoots from leaf explants after 5 weeks in regeneration medium (Bar = 1 cm). (C) Well developed and elongated shoots after 4 weeks in kidney medium (Bar = 1 cm). (D) Rooting of shoots regenerated (bar = 1 cm) in MS medium with 1 mg / l IBA added for 30 days. (E) Syringe with well-developed root system (bar = 1 cm). (F) Purified newsletter growing in the greenhouse (bar = 1 cm).
Figure 2 shows the results of observation of the developmental order of shoot eye from leaf explants of dry maria codata by histological and SEM micrographs. (A) SEM micrograph (bar = 20 μm) showing the initial state of ocular primitive cells (arrowheads) from meristmatic dome after 8 days of culture. (B) SEM micrograph (bar = 50 μm) showing shoot primitive cells from leaf explants after 15 days of culture. (C) Regenerated young plants (hair = 50 μm) with hairy leaves (arrowheads) on the leaf explant surface in regeneration medium after 23 days of culture. (D) Explant sections showing meristem zones (arrowheads) after 2 weeks of culture (Bar = 200 μm). (E) Longitudinal section of the eye connected to leaf explants showing leaf primitive cells and shoot apical meristem (bar = 200 μm).

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은In order to achieve the object of the present invention, the present invention

(1) 드라이마리아 코다타(Drymaria cordata) 종자를 살균하여 발아시키는 단계;(1) Drymaria codata cordata ) sterilizing the seeds to germinate;

(2) 상기 발아된 종자로부터 유묘의 잎을 절취하는 단계; 및(2) cutting off the leaves of seedlings from the germinated seeds; And

(3) 상기 절취된 잎의 절편을 NAA(Naphthalene acetic acid); BAP(6-benzylaminopurine) 또는 TDZ(Thidiazuron); 및 수크로스가 함유된 MS(Murashige and Skoog) 배지에서 신초를 고 빈도(high-frequency)로 재생시키는 단계를 포함하는 드라이마리아 코다타(Drymaria cordata) 신초의 직접적인 고빈도 재생 방법을 제공한다.(3) a section of the cut leaf is NAA (Naphthalene acetic acid); 6-benzylaminopurine (BAP) or Thidiazuron (TDZ); And regeneration of shoots at high-frequency in Murashige and Skoog (MS) medium containing sucrose ( Drymaria coda) cordata ) provides a direct method for high frequency reproduction of shoots.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 (2) 단계의 잎은 엽병(petiole)을 포함하는 것이 바람직하다. 엽병을 포함하지 않은 잎에 비해 엽병을 포함한 잎의 경우에 신초 유도율이 더욱 높았다.In the method according to an embodiment of the present invention, the leaf of step (2) preferably comprises a petiole (petiole). The shoot induction rate was higher in the leaf-bearing leaves than in the leaf-free leaves.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 (3) 단계는 0.05~0.1㎎/ℓ의 NAA; 1~2㎎/ℓ의 BAP 또는 1.5~2.5㎎/ℓ의 TDZ; 및 2.5~3.5% 수크로스가 함유된 MS 배지에서 신초를 고 빈도로 재생시킬 수 있다. 식물생장조절제로서, NAA와 조합된 BAP 또는 NAA와 조합된 TDZ를 사용하는 것이 바람직하며, 이들 농도는 0.05~0.1㎎/ℓ의 NAA와 조합된 1~2㎎/ℓ의 BAP 또는 0.05~0.1㎎/ℓ의 NAA와 조합된 1.5~2.5㎎/ℓ의 TDZ가 바람직하며, 0.1㎎/ℓ의 NAA와 조합된 1.0㎎/ℓ의 BAP 또는 0.1㎎/ℓ의 NAA와 조합된 2.0㎎/ℓ의 TDZ가 더욱 바람직하다.In the method according to an embodiment of the present invention, the step (3) is 0.05 ~ 0.1mg / L NAA; 1-2 mg / l BAP or 1.5-2.5 mg / l TDZ; And shoots can be regenerated at high frequency in MS medium containing 2.5-3.5% sucrose. As plant growth regulators, it is preferable to use BAP in combination with NAA or TDZ in combination with NAA, and these concentrations are 1 to 2 mg / L BAP or 0.05 to 0.1 mg in combination with 0.05 to 0.1 mg / L NAA. Preferred is 1.5-2.5 mg / l TDZ in combination with / l NAA, 1.0 mg / l BAP in combination with 0.1 mg / l NAA or 2.0 mg / l TDZ in combination with 0.1 mg / l NAA More preferred.

탄소원으로서, 수크로스가 바람직하며, 수크로스 양은 2.5~3.5중량% 일 수 있고, 바람직하게는 3중량% 수크로스이다. 영양 기본 배지는 MS, B5 또는 SH를 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 MS 배지를 사용할 수 있다.As a carbon source, sucrose is preferred, and the amount of sucrose may be 2.5 to 3.5% by weight, preferably 3% by weight sucrose. As the nutritional basal medium, MS, B5 or SH may be used, but is not limited thereto. Preferably, MS medium may be used.

본 발명은 또한,The present invention also provides

(1) 드라이마리아 코다타 종자를 살균하여 발아시키는 단계;(1) sterilizing and germinating the dry maria coda seeds;

(2) 상기 발아된 종자로부터 유묘의 잎을 절취하는 단계; (2) cutting off the leaves of seedlings from the germinated seeds;

(3) 상기 절취된 잎의 절편을 NAA; BAP 또는 TDZ; 및 수크로스가 함유된 MS 배지에서 신초를 고 빈도로 재생시키는 단계;(3) NAA section of the cut leaf; BAP or TDZ; And regenerating shoots at high frequency in MS medium containing sucrose;

(4) 상기 재생된 신초를 IBA(Indole-3-butyric acid)가 첨가된 MS 배지에 치상하여 발근을 유도시키는 단계; 및(4) inducing rooting by incubating the regenerated shoots in MS medium to which IBA (Indole-3-butyric acid) is added; And

(5) 상기 발근된 소식물체를 포트(pot)에 이식하고 재배하는 순화단계를 포함하는 재분화된 드라이마리아 코다타 식물체의 제조방법을 제공한다.(5) Provides a method for producing a re-differentiated dry maria cordata plant comprising a purifying step of transplanting the rooted plant to the pot and cultivated.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 (2) 단계의 잎은 엽병(petiole)을 포함하는 것이 바람직하다. 엽병을 포함하지 않은 잎에 비해 엽병을 포함한 잎의 경우에 신초 유도율이 더욱 높았다.In the method according to an embodiment of the present invention, the leaf of step (2) preferably comprises a petiole (petiole). The shoot induction rate was higher in the leaf-bearing leaves than in the leaf-free leaves.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 (3) 단계는 0.05~0.1㎎/ℓ의 NAA; 1~2㎎/ℓ의 BAP 또는 1.5~2.5㎎/ℓ의 TDZ; 및 2.5~3.5% 수크로스가 함유된 MS 배지에서 신초를 고 빈도로 재생시킬 수 있다. 식물생장조절제로서, NAA와 조합된 BAP 또는 NAA와 조합된 TDZ를 사용하는 것이 바람직하며, 이들 농도는 0.05~0.1㎎/ℓ의 NAA와 조합된 1~2㎎/ℓ의 BAP 또는 0.05~0.1㎎/ℓ의 NAA와 조합된 1.5~2.5㎎/ℓ의 TDZ가 바람직하며, 0.1㎎/ℓ의 NAA와 조합된 1.0㎎/ℓ의 BAP 또는 0.1㎎/ℓ의 NAA와 조합된 2.0㎎/ℓ의 TDZ가 더욱 바람직하다.In the method according to an embodiment of the present invention, the step (3) is 0.05 ~ 0.1mg / L NAA; 1-2 mg / l BAP or 1.5-2.5 mg / l TDZ; And shoots can be regenerated at high frequency in MS medium containing 2.5-3.5% sucrose. As plant growth regulators, it is preferable to use BAP in combination with NAA or TDZ in combination with NAA, and these concentrations are 1 to 2 mg / L BAP or 0.05 to 0.1 mg in combination with 0.05 to 0.1 mg / L NAA. Preferred is 1.5-2.5 mg / l TDZ in combination with / l NAA, 1.0 mg / l BAP in combination with 0.1 mg / l NAA or 2.0 mg / l TDZ in combination with 0.1 mg / l NAA More preferred.

탄소원으로서, 수크로스가 바람직하며, 수크로스 양은 2.5~3.5중량% 일 수 있고, 바람직하게는 3중량% 수크로스이다. 영양 기본 배지는 MS, B5 또는 SH를 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 MS 배지를 사용할 수 있다.As a carbon source, sucrose is preferred, and the amount of sucrose may be 2.5 to 3.5% by weight, preferably 3% by weight sucrose. As the nutritional basal medium, MS, B5 or SH may be used, but is not limited thereto. Preferably, MS medium may be used.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 드라이마리아 코다타(Drymaria cordata) 발근 유도 배지에서 사용된 식물생장조절제는 IBA이나, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는 0.5~2.0㎎/ℓ의 IBA이고, 더욱 바람직하게는 1㎎/ℓIBA이다.In the method according to one embodiment of the present invention, the plant growth regulator used in Drymaria cordata rooting induction medium, but not limited to IBA. Preferably it is IBA of 0.5-2.0 mg / L, More preferably, it is 1 mg / LIBA.

또한, 본 발명은 상기 방법에 따라 제조된 재분화된 드라이마리아 코다타 식물체 및 이의 종자를 제공한다.
The present invention also provides a re-differentiated dry maria cordata plant and seeds thereof prepared according to the above method.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, these examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

방법Way

1. 종자 발아 및 1. Seed germination and 절편체Intercept (( explantexplant ) 제조) Produce

실험에 사용된 드라이마리아 코다타 (Drymaria cordata)의 종자는 한국, 국립 강원 대학교, 바이오허브 연구 기관(Bioherb Research Institute)으로부터 제공받았다. 종자의 표면 멸균은 70% 에틸알코올에서 종자를 1분 동안 침지시킨 후 멸균수로 두 번 헹구었고, 다음으로 5 % (v/v) 소듐 히포클로라이트의 용액에 담구고, 15분 동안 약하게 교반시켰다. 멸균수로 연속해서 여섯 번 세척하였다. 표면 멸균 종자는 3% 수크로스 및 0.8% 아가가 첨가된 MS(Murashige and Skoog) 염에 파종하였다. 종자는 쿨 화이트 형광등(cool white fluorescent tubes)에 의해 제공된 36 μ㏖ m-2s-1 광도로 16시간의 광주기로 25~27℃에서 배양하였다. 종자 발아 후에, 어린 식물은 1/2 MS 배지에서 키웠다. 시험관 내에서 키운 유묘(발아 후 4-5주)의 잎은 절편체의 원료로 사용되었다.
Drymaria codata used in the experiment cordata seeds were obtained from Korea, Kangwon National University, and Bioherb Research Institute. The surface sterilization of the seed was immersed in 70% ethyl alcohol for 1 minute, then rinsed twice with sterile water, then dipped in a solution of 5% (v / v) sodium hypochlorite and gently stirred for 15 minutes. . It was washed six times in succession with sterile water. Surface sterile seeds were sown in MS (Murashige and Skoog) salts with 3% sucrose and 0.8% agar. Seeds were incubated at 25-27 ° C. with a 16 hour photoperiod at 36 μmol m −2 s −1 luminosity provided by cool white fluorescent tubes. After seed germination, young plants were grown in 1/2 MS medium. Leaves of seedlings grown in vitro (4-5 weeks after germination) were used as raw materials for the sections.

2. 배양 조건2. Culture conditions

신초(shoot) 재생에 대한 배양 배지의 영향을 조사하기 위해, 다른 기본 배지 즉, MS (Murashige T, Skoog F, 1962 Plant Phyiol 15:473-497), B5 (Gamborg et al., 1968 Exp Cell Res 50:151-158) 및 SH (Schenk RU, Hildebrandt AC, 1972 Can J Bot 50:199-204)를 사용하였다. 게다가, 탄수화물원 즉, 수크로스, 말토스 및 프락토스(10, 20, 30 g/l)의 영향은 잎 절편체로부터 신초 유도를 위한 배지에 각각 첨가하여 조사하였다. 모든 배지의 pH는 0.8 % 아가의 첨가 전에 5.8로 맞추고 120℃에서 20분 동안 오토클레이브하였다.
To investigate the effect of culture medium on shoot regeneration, other basal mediums, such as MS (Murashige T, Skoog F, 1962 Plant Phyiol 15: 473-497), B5 (Gamborg et al., 1968 Exp Cell Res) 50: 151-158) and SH (Schenk RU, Hildebrandt AC, 1972 Can J Bot 50: 199-204). In addition, the effects of carbohydrate sources, namely sucrose, maltose and fructose (10, 20, 30 g / l), were investigated by adding to the medium for shoot induction from leaf sections, respectively. The pH of all media was adjusted to 5.8 before addition of 0.8% agar and autoclaved at 120 ° C. for 20 minutes.

3. 식물 재생3. Plant Regeneration

잎은 4-6주 된 유묘(seedling)를 0.5cm로 잘라서 부정 신초 유도를 위해, 다른 농도의 옥신 및 시토키닌을 단독으로 또는 조합하여 첨가한, 30 g/l 수크로스 및 0.8% 아가가 포함된 MS 배지에 넣었다. 모든 배양은 쿨 화이트 형광등에 의해 제공된 36 μ㏖ m-2s-1 광도로 16시간의 광주기로 25℃에서 유지시켰다. 절편체 당 신초 개시율(Percentage of shoot initiation) 및 신초 평균 수는 4주 후에 기록하였다.The leaves were cut to 4-6 week old seedlings by 0.5 cm, containing 30 g / l sucrose and 0.8% agar, alone or in combination, of different concentrations of auxin and cytokinin, for induction of negative shoots. Put into MS medium. All cultures were maintained at 25 ° C. with a 16 hour photoperiod with 36 μmol m −2 s −1 luminosity provided by cool white fluorescent lamps. Percentage of shoot initiation and average number of shoots per segment were recorded after 4 weeks.

4. 4. 발근Rooting (( rootingrooting ) 및 식물 순화) And plant purifying

적어도 두 개의 확장된 잎을 가지고 2~2.5cm 길이로 재생된 신초는 절편체로부터 절단시켰고, 다른 농도의 IBA(Indole-3-butyric acid), 30 g/l 수크로스가 첨가된 MS 기본 배지에 0.8% 식물 아가를 첨가하여 굳힌 발근 배지(rooting medium)에 옮겼다. 배양은 쿨 화이트 형광등(36 μ㏖ m-2s-1) 광도로 16시간의 광주기로 25℃에서 수행하였다. 실험은 반복 당 12개 신초로 3회 반복하였다. 뿌리 신초의 수 및 길이는 신초가 뿌리 유도 배지에 위치한 후 4주째 기록하였다. Shoots regenerated from 2 to 2.5 cm in length with at least two expanded leaves were cut from the sections and placed in MS basal medium supplemented with different concentrations of Indole-3-butyric acid (IBA) and 30 g / l sucrose. 0.8% plant agar was added and transferred to firming rooting medium. The culture was carried out at 25 ° C. with a 16 hour photoperiod with a cool white fluorescent lamp (36 μmol m −2 s −1 ) luminous intensity. The experiment was repeated three times with 12 shoots per replicate. The number and length of root shoots were recorded 4 weeks after shoots were placed in root induction medium.

잘 발달된 뿌리를 갖는 재생된 소식물체(plantlets)는 그들의 뿌리에 묻어 있는 배지를 제거하기 위해 수돗물로 부드럽게 세척시켰고, 멸균된 배드 토양(bed soil) 및 펄라이트(3:1) 혼합물을 포함하는 100 x 85 cm 직경 플라스틱 포트(pot)에 옮겼고 1/2 MS 염에 담궜다. 각각의 포트는 높은 습도를 유지하기 위해 폴리에틸린 백으로 덮었고, 감소된 광도인 30 μ㏖ m-2s-1 광도로 16시간의 광주기로 25℃인 온실에서 배양하였다. 2주 후, 감싼 포트의 백에 구멍을 뚫어 습도를 감소시켰다. 폴리에틸렌 백은 점차적으로 열어 주었고, 6주 후 소식물체는 그늘(70%)로 옮겼다. 그 후 온실 조건에서 순화시켰고, 한 달 후에 필드(field)로 옮겼다. 식물의 생존율에 대한 데이터는 6주 후에 얻었다.
Regenerated plantlets with well-developed roots were gently washed with tap water to remove medium from their roots, and contained a mixture of sterile bed soil and perlite (3: 1). Transfer to a x 85 cm diameter plastic pot and soak in 1/2 MS salt. Each pot was covered with a polyethylene bag to maintain high humidity and incubated in a greenhouse at 25 ° C. with a 16 hour photoperiod with a reduced luminous intensity of 30 μmol m −2 s −1 . After two weeks, the bag of perforated ports was drilled to reduce humidity. The polyethylene bag was opened gradually and after 6 weeks the material was transferred to the shade (70%). It was then purified under greenhouse conditions and transferred to the field a month later. Data on plant survival rates were obtained after 6 weeks.

5. 주사 전자 현미경 관찰5. Scanning electron microscope observation

샘플은 3% 글루타르알데히드로 고정시켰고, 0.05 M 포타슘 포스페이트 버퍼(pH 7.0)로 세척시켰다. 샘플은 점차적 농도의 에탄올로 10분 간격으로 탈수시켰다. 샘플은 액체 일산화탄소로 10분 동안 임계점까지 말렸다. 진공 건조 후에, 샘플을 양면 테이프로 알루미늄 스텁(aluminum stubs)에 고정시켰고, 이온 스퍼터 장치 (ion sputter apparatus, HITACHI E-1010)를 이용하여 백금(platinum, Pt)으로 코팅시켰다. 샘플은 다른 해상도 및 배율로 HITACHI S-4300 FESEM (Field Emission Scanning Electron Microscope)를 이용하여 15 kV의 가속 전압에서 조사하였다.
Samples were fixed with 3% glutaraldehyde and washed with 0.05 M potassium phosphate buffer (pH 7.0). Samples were dehydrated at incremental concentrations of ethanol at 10 minute intervals. The sample was dried to liquid critical point for 10 minutes with liquid carbon monoxide. After vacuum drying, the samples were fixed to aluminum stubs with double sided tape and coated with platinum (Pt) using an ion sputter apparatus (HITACHI E-1010). Samples were examined at an acceleration voltage of 15 kV using a HITACHI S-4300 Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) at different resolutions and magnifications.

6. 조직학적 조사6. Histological investigation

배양기간 동안, 샘플을 주기적으로 취하고, FAA 용액 (70% 에탄올, 5% 빙초산 및 5% 포름알데히드)으로 상온에서 24시간 동안 고정시켰다. 고정 후, 샘플은 점차적인 농도의 부탄올 용액으로 탈수시켰고, 파라핀에 포매시켰다. 조직학적 분석을 위해, 조직은 마이크로톤(UCHIDA, JAPAN)을 이용하여 7㎛ 두께로 절단시켰고, 헤모톡실린(hemotoxylin) 용액으로 3분 동안 염색시켰고, 광학 현미경(Olympus BX 50)으로 관찰하였고, 올림푸스(Olympus, C4040 ZOOM)로 촬영하였다.
During the incubation period, samples were taken periodically and fixed for 24 hours at room temperature with FAA solution (70% ethanol, 5% glacial acetic acid and 5% formaldehyde). After fixation, the sample was dehydrated with a gradual concentration of butanol solution and embedded in paraffin. For histological analysis, tissues were cut to 7 μm thickness using microtones (UCHIDA, JAPAN), stained for 3 minutes with hemooxylin solution, observed under an optical microscope (Olympus BX 50), Photographed with Olympus (Olympus, C4040 ZOOM).

7. 통계적 분석7. Statistical Analysis

각각의 처리는 15-30개의 절편체로 구성된다. 모든 실험은 적어도 3회 반복하였다. 보여진 데이터는 평균±S.D를 나타낸다. 데이터는 ANOVA를 이용하여 통계분석 하였고, 유의차는 0.05 확률로 결정하였다.
Each treatment consisted of 15-30 sections. All experiments were repeated at least three times. Data shown represent mean ± SD. The data was analyzed statistically using ANOVA, and the significant difference was determined by 0.05 probability.

실시예Example 1. 부정 신초 1. Negative shoots (adventitious shoots)의of (adventitious shoots) 유도 Judo

부정 신초의 유도에 대한 식물생장조절제의 영향을 알아보기 위해, 드라이마리아 코다타 잎 절편체는 2,4-D(Dicholorophenoxy acetic acid), NAA(Naphthalene acetic acid), BAP(6-benzylaminopurine) 및 TDZ(Thidiazuron)를 다양한 농도에서 단독으로 또는 조합으로 첨가한 MS 배지에서 배양하였다. 엽병(petiole)에서 먼 부분(distal portions)의 잎절편은 엽병에 더 가까운 절편보다 덜 재생되었다. 1.0 mg/l 보다 낮은 BAP 농도는 배양 당 신초의 수를 감소시켰다(표 1). 배지에 TDZ의 첨가는 신초 유도에 현저한 효과를 가졌다. 테스트한 TDZ의 다양한 농도 중에서, 0.1 mg/l NAA와 함께 첨가된 2.0 mg/l TDZ 농도는 복수의 신초를 유도하는데 가장 효과적이었다(절편체 당 3.00±0.63). 직접적인 신초 재생율은 1.0에서 0.1 mg/l으로 TDZ 농도를 감소시켰을 때 현저하게 감소되었다. 생장조절제가 배양 배지에 단독으로 첨가되었을 때 신초는 유도되지 않았다. BAP 또는 TDZ의 부재시, 신초의 재생은 관찰되지 않았는데, 이것은 이러한 화합물은 드라이마리아 코다타에서 신초 재생을 위해 아주 중요한 것을 의미한다. 2.0 mg/l TDZ 또는 2.0 mg/l BAP와 조합된 0.1 mg/l NAA에서 신초 수가 현저하게 증가한 반면, NAA의 증가된 수준은 신초 형성의 완전한 억제 및 감소를 유도하였다. 또한, 신초 눈(shoot bud)의 유도는 잎 절편체의 축 표면이 재생 배지와 접촉할 때 발생하였다. 엽병을 포함하는 잎 절편체는 엽병이 없는 것보다 더 나은 결과를 제공하였다(표 2). To investigate the effect of plant growth regulators on the induction of negative shoots, dry Maria codata leaf fragments were divided into 2,4-D (Dicholorophenoxy acetic acid), NAA (Naphthalene acetic acid), BAP (6-benzylaminopurine) and TDZ. (Thidiazuron) was incubated in MS medium added alone or in combination at various concentrations. Leaf sections of the distal portions of the petiole were less regenerated than those close to the leaf disease. BAP concentrations lower than 1.0 mg / l reduced the number of shoots per culture (Table 1). Addition of TDZ to the medium had a significant effect on shoot induction. Of the various concentrations of TDZ tested, the 2.0 mg / l TDZ concentration added with 0.1 mg / l NAA was most effective in inducing multiple shoots (3.00 ± 0.63 per section). Direct shoot regeneration was significantly reduced when the TDZ concentration was decreased from 1.0 to 0.1 mg / l. Shoots were not induced when growth regulators were added to the culture medium alone. In the absence of BAP or TDZ, no regeneration of shoots was observed, which means that these compounds are very important for shoot regeneration in dry maria coda. The number of shoots increased significantly at 0.1 mg / l NAA in combination with 2.0 mg / l TDZ or 2.0 mg / l BAP, whereas increased levels of NAA induced complete inhibition and reduction of shoot formation. Induction of shoot buds also occurred when the axial surfaces of the leaf sections contacted the regeneration medium. Leaf explants, including the leaf disease, gave better results than no leaf disease (Table 2).

캘러스는 2,4-D를 포함하는 MS 배지에 절편체를 위치시킨 후 6일째 절편체의 상처난 가장자리에서 중간 잎맥(midveins) 위에 형성되기 시작했다. 5주가 지난 뒤, 캘러스는 절편체를 완전하게 덮어 잘 부서지는 백색의(friable whitish) 또는 담황색 덩어리(pale yellowish mass)로 자랐다(도 1A). 1 mg/l 이하의 2,4-D 농도는 작고, 천천히 자라는 캘러스를 만들었다. BAP 또는 TDZ와 조합된 NAA가 첨가된 MS 배지에서 직접 배양한 잎 절편체는 접종 후 3~4주 안에 엽병의 베이스에서 캘러스로부터 직접 복수의 신초로 분화되었다. 부정 신초 눈은 처음에 잎 베이스(leaf base)에 작은 손잡이 같은 구조(small knob-like structures)로 나타났고, 이후에 새로운 식물로 발달했다(도 1B). 증가된 신초 수(절편체 당 10.67 ± 1.03)는 0.1 mg/l NAA 및 1.0 mg/l BAP가 첨가된 MS 배지에서 유도되었다(도 1C). Callus began to form on the midveins at the wounded edges of the sections on day 6 after placing the sections in MS medium containing 2,4-D. After five weeks, the callus grew into a friable whitish or pale yellowish mass that completely covered the sections (FIG. 1A). 2,4-D concentrations below 1 mg / l produced small, slowly growing callus. Leaf sections cultured directly in MS medium with NAA combined with BAP or TDZ differentiated into multiple shoots directly from callus at the base of the leaf disease within 3-4 weeks after inoculation. Nerve shoot eyes initially appeared as small knob-like structures in the leaf base and later developed into new plants (FIG. 1B). Increased shoot number (10.67 ± 1.03 per section) was induced in MS medium with 0.1 mg / l NAA and 1.0 mg / l BAP added (FIG. 1C).

본 발명은 드라이마리아 코다타의 잎 절편체로부터 고 빈도의 시험관 내 부정 신초 재생의 방법을 제공한다. 낮은 NAA 농도는 직접적인 신초 재생 및 복수의 신초 형성에 필수적이다. 재생 배지에서 0.1 mg/l 이상의 NAA 농도는 감소된 신초 재생율을 초래하였다. BAP 농도가 1.0 mg/l까지 증가되었을 때 직접적인 신초 재생 효율은 증가한 반면, 1.0 mg/l 이하의 BAP 농도는 신초를 형성하는 절편체의 수 및 절편체 당 신초 수를 감소시켰다. BAP 또는 TDZ의 부재에서, 낮은 신초 재생율이 관찰되었는데, 이 결과는 이러한 식물생장조절제가 드라이마리아 코다타의 신초 재생에서 중요하다는 것을 의미한다.The present invention provides a method of high frequency in vitro negative shoot regeneration from leaf explants of dry maria coda. Low NAA concentrations are essential for direct shoot regeneration and multiple shoot formation. NAA concentrations of 0.1 mg / l or more in the regeneration medium resulted in decreased shoot regeneration. Direct shoot regeneration efficiency increased when BAP concentrations increased to 1.0 mg / l, while BAP concentrations below 1.0 mg / l decreased the number of sections forming shoots and shoots per section. In the absence of BAP or TDZ, a low shoot regeneration rate was observed, indicating that this plant growth regulator is important for shoot regeneration of dry maria coda.

본 발명에서는 부정 신초의 유도에서 BAP는 TDZ 보다 더 효과적인 것 같다. 그러나, BAP 및 NAA의 조합은 직접적인 신초 재생에서 중요하다. In the present invention, BAP seems to be more effective than TDZ in induction of negative shoots. However, the combination of BAP and NAA is important in direct shoot regeneration.

Figure 112010026068849-pat00001
Figure 112010026068849-pat00001

(데이터는 3회의 독립적인 실험의 절편체 당 신초의 평균 수±SD를 나타낸다. A-백색, 부서지기 쉬운; B-크림색, 부서지기 쉬운)(Data shows mean number of shoots per SD ± SD of three independent experiments. A-white, brittle; B-cream, brittle)

Figure 112010026068849-pat00002
Figure 112010026068849-pat00002

(각각의 수치는 실험마다 30개의 절편체로 세번의 독립적인 실험을 수행한 평균±(SD)를 나타낸다.)
(Each number represents the mean ± (SD) of three independent experiments with 30 sections per experiment.)

실시예Example 2. 기관 분화( 2. Organ differentiation organogenesisorganogenesis )에서 )in 탄소원Carbon source 및 기본 배지의 영향 And impact of base badges

잎 절편체로부터 신초 재생에 대한 탄소원의 영향을 조사하기 위해, 다양한 농도의 수크로스, 프락토스 및 말토스를 배지에 첨가하였다. 탄수화물의 유형 및 농도는 신초 증식에 영향을 미쳤다(표 3). 테스트한 탄소원 중에서, 3% 수크로스는 절편체 당 신초의 수에서 가장 효과적이었다(11.33 ± 1.25). 1%의 수크로스로 감소시킬 경우 신초 재생율은 감소되었다(2.00 ± 0.82). 수크로스와 비교하여, 말토스의 함유는 신초 당 감소된 잎 수로 더 적은 수 및 더 짧은 신초를 만들었다. 그러나, 프락토스는 신초의 발달 및 신장을 억제하였다. 신초 증식은 모든 탄수화물이 결핍된 배지에서 관찰되지 않았다.
To investigate the effect of carbon sources on shoot regeneration from leaf sections, various concentrations of sucrose, fructose and maltose were added to the medium. The type and concentration of carbohydrates affected shoot growth (Table 3). Of the carbon sources tested, 3% sucrose was the most effective at the number of shoots per segment (11.33 ± 1.25). Reduction by 1% sucrose decreased shoot regeneration (2.00 ± 0.82). In comparison to sucrose, the inclusion of maltose resulted in fewer and shorter shoots with reduced leaf count per shoot. However, fructose inhibited the development and elongation of shoots. Shoot proliferation was not observed in all carbohydrate-deficient media.

Figure 112010026068849-pat00003
Figure 112010026068849-pat00003

(각각의 수치는 실험마다 30개의 절편체로 세번의 독립적인 실험을 수행한 평균±(SD)를 나타낸다.)
(Each number represents the mean ± (SD) of three independent experiments with 30 sections per experiment.)

잎 절편체로부터 신초 재생에 있어서 기본 배지 조성의 영향을 조사하기 위해, MS, SH 및 B5 염을 재생 배지에 첨가하였다. 표 4에서 보여주는 바와 같이, 신초 재생율의 현저한 차이점이 관찰되었다. 세 가지 형태의 기본적인 염 중에서, 0.1 mg/l NAA, 1.0 mg/l BAP 및 3% 수크로스가 첨가된 MS는 가장 높은 신초 길이 평균치를 얻었다(4.63 ± 0.48 cm). 이와는 대조적으로, B5 및 SH를 포함하는 배지는 신초가 거의 유도되지 않았으며, 신초 길이의 평균치는 각각 2.03 ± 0.31 및 2.03 ± 0.33 cm였다.To investigate the effect of basal medium composition on shoot regeneration from leaf sections, MS, SH and B5 salts were added to the regeneration medium. As shown in Table 4, a significant difference in shoot regeneration was observed. Of the three basic salts, MS with 0.1 mg / l NAA, 1.0 mg / l BAP and 3% sucrose gave the highest shoot length average (4.63 ± 0.48 cm). In contrast, the medium containing B5 and SH had little induction of shoots and the mean length of shoots was 2.03 ± 0.31 and 2.03 ± 0.33 cm, respectively.

식물 조직은 다른 탄수화물을 포함하고/포함하거나 이용하는 것으로 알려졌다(Mello et al., 2001 Sci Agric 58:481-485). 본 발명의 결과에 따르면, 유도 배지에 3% 수크로스의 첨가는 프락토스 또는 말토스를 첨가하는 것보다 신초 재생에 더 효과적이었다. 그러나, 3% 보다 적은 수크로스 농도는 감소된 신초 재생율을 보였다. 재생 배지에서 탄수화물의 첨가는 탄소원, 에너지원 및 기관분화를 위한 삼투 물질 원료로 제공된다(Verma DC, Dougall DK, 1977 Plant Physiol 59:81-85).Plant tissues are known to contain and / or utilize other carbohydrates (Mello et al., 2001 Sci Agric 58: 481-485). According to the results of the present invention, the addition of 3% sucrose to the induction medium was more effective for shoot regeneration than the addition of fructose or maltose. However, less than 3% sucrose concentration showed reduced shoot regeneration. The addition of carbohydrates in the regeneration medium serves as an osmotic material for carbon sources, energy sources and organ differentiation (Verma DC, Dougall DK, 1977 Plant Physiol 59: 81-85).

Figure 112010026068849-pat00004
Figure 112010026068849-pat00004

(각각의 수치는 실험마다 30개의 절편체로 세번의 독립적인 실험을 수행한 평균±(SD)를 나타낸다.)
(Each number represents the mean ± (SD) of three independent experiments with 30 sections per experiment.)

실시예Example 3. 신초 신장 및 뿌리 형성 3. Shooting Kidney and Root Formation

재생된 신초에서 신초 신장은 PGR(Plant growth regulator)이 없는 0.5x MS 배지에서 성공적으로 이루어졌다(도 1D). 적어도 두 개의 확장된 잎으로 길이가 2~2.5 cm의 재생된 신초를 절단하였고, 다양한 농도의 IBA가 첨가된 MS 기본 배지로 구성된 발근 배지에 각각 옮겼다(표 5). 뿌리 개시는 7일 내에 발생하였다. 효과적인 뿌리 시스템은 배양 4주 후 나타났다(도 1E 및 1F). 배지에 1.0 mg/l IBA의 첨가는 기본적인 캘러스 형성(callusing) 없이 뿌리 형성(21.33 ± 2.49 mm)을 유도하는데 가장 효과적이었다. Shoot regeneration in regenerated shoots was successful in 0.5 × MS medium without Plant Growth Regulator (PGR) (FIG. 1D). Regenerated shoots 2 to 2.5 cm in length were cut with at least two expanded leaves and transferred to rooting medium consisting of MS basal medium supplemented with varying concentrations of IBA (Table 5). Root initiation occurred within 7 days. An effective root system appeared after 4 weeks of culture (FIGS. 1E and 1F). The addition of 1.0 mg / l IBA to the medium was most effective in inducing root formation (21.33 ± 2.49 mm) without basic callusing.

건강한 뿌리의 소식물체는 배지로부터 제거하였고, 버미큘라이트 및 펄라이트(1:1)가 포함된 포트에 옮겼다. 포트는 첫째주에 폴리에틸린 시트로 덮었다. 뿌리가 내린 식물은 성장 챔버의 포트에 옮겼고, 점차적으로 온실에서 순화시켰다. 순화된 소식물체는 결국 자연토양에 심었고, 식물의 90% 이상은 생존하였다. 재생된 식물들 사이에는 표현형적 차이점이 없었다. 소식물체의 형태는 종자-유도 식물체의 형태와 견줄만 하였다(도 1G). Healthy roots were removed from the medium and transferred to pots containing vermiculite and pearlite (1: 1). The pot was covered with a polyethylene sheet the first week. The rooted plant was transferred to the pot of the growth chamber and gradually purified in the greenhouse. The purified news material was eventually planted in natural soil, and over 90% of the plants survived. There was no phenotypic difference between the regenerated plants. The shape of the newsletter was comparable to that of the seed-derived plant (FIG. 1G).

MS 기본 배지는 드라이마리아 코다타의 잎 절편체로부터 기관분화를 위해 가장 선호되는 것으로 밝혀졌다. 최적의 발근은 1.0 mg/l IBA에서 관찰되었다. 재생된 신초의 100%는 뿌리를 발달시켰는데, 신초 당 평균 뿌리 수는 25.67 ± 3.68이고, 평균 뿌리 길이는 21.33 ± 2.49cm 였다. 본 발명에서는 식물생장조절제의 결핍시 뿌리 유도율 및 평균적인 뿌리 길이는 현저하게 높았다.MS basal medium has been found to be the most preferred for organ differentiation from leaf explants of dry maria coda. Optimal rooting was observed at 1.0 mg / l IBA. 100% of regenerated shoots developed roots with an average number of roots per shoot of 25.67 ± 3.68 and an average root length of 21.33 ± 2.49 cm. In the present invention, the root induction rate and the average root length in the absence of plant growth regulators were significantly higher.

Figure 112010026068849-pat00005
Figure 112010026068849-pat00005

(각각의 수치는 실험마다 30개의 절편체로 세번의 독립적인 실험을 수행한 평균±(SD)를 나타낸다.)
(Each number represents the mean ± (SD) of three independent experiments with 30 sections per experiment.)

실시예Example 4.  4. 신초Shinshu 재생의 주사 전자 현미경 관찰 및 조직학적 분석 Scanning electron microscopy and histological analysis of regeneration

주사 전자 현미경(SEM)에 의한 분석은 배양 8~10일 후 절편체 표면에서 몇 개의 공 모양 구조의 재생을 나타내었다(도 2A). 세포외 기질로 둘러싸인 작은 세포로 구성된 구조는 절편체 배양 14일 후 몇 번의 분열을 겪고 신초 원시세포(primordia)로 발달되었다(도 2B). 대개, 두 개의 잎 원시세포는 재분화된 눈(regenerated bud)마다 관찰되었고, 완벽하게 발달된 신초는 절편체와 가깝게 연결되었다(도 2C). 그렇게 인접한 곳에서 복수의 부정 신초의 존재는 서로 근접한 적격 세포(competent cells)의 존재를 표시한다. Analysis by scanning electron microscopy (SEM) showed the regeneration of several spherical structures on the explant surface after 8-10 days of culture (FIG. 2A). The structure, composed of small cells surrounded by extracellular matrix, developed several times after 14 days of explant culture and developed into shoot primordia (FIG. 2B). Usually, two leaf primitive cells were observed per regenerated bud, and fully developed shoots were closely associated with the explants (FIG. 2C). The presence of multiple negative shoots in such a proximity indicates the presence of competent cells in close proximity to each other.

조직학적 분석은 드라이마리아 코다타 잎 절편체로부터 기관분화 과정을 설명하는데 도움을 주는 형태학적 상세 내용을 제공하였다. 처음 4일 동안, 표면상의 조직학적 변화는 관찰되지 않았다. 재생의 다른 단계에서 절편체의 조사로 상피 세포는 기관분화의 소스(source)임을 알 수 있었다. 초기의 가시적인 변화는 절편체의 절단면을 따라 상피 세포의 탈분화(dedifferentiation)였다. 재생 배지에서 배양 8일 후에, 이러한 세포는 병층 분열(periclinal divisions)에 의한 부정 신초를 발달시킨 분열조직 구조(meristematic structures)의 클러스터를 형성하였다. 분열조직 세포는 빽빽한 세포질과 밀접하게 정렬된 세포, 작은 액포 및 뚜렷한 핵으로 구성되었다(도 2D). 신초 눈의 기원은 직접적(direct)인데, 이것은 절편체부터 신초 눈까지 연속적인 관다발(continuous vascular strands)의 존재에 의해 표시된다(도 1E). Histological analysis provided morphological details to help explain the process of organ differentiation from dry maria coda leaf explants. During the first four days, no histological changes on the surface were observed. Examination of the sections at different stages of regeneration revealed that epithelial cells were the source of organ differentiation. The initial visible change was the dedifferentiation of epithelial cells along the section of the explant. After 8 days of culture in the regeneration medium, these cells formed clusters of meristematic structures that developed negative shoots by periclinal divisions. Meristem cells consisted of cells closely aligned with the dense cytoplasm, small vacuoles and distinct nuclei (FIG. 2D). The origin of shoot eye is direct, which is indicated by the presence of continuous vascular strands from the explant to the shoot eye (FIG. 1E).

결론적으로, 본 발명에서는 드라이마리아 코다타의 잎 절편체로부터 직접적인 부정 신초의 생산을 위한 프로토콜을 처음으로 발명하였다. 이러한 방법으로 드라이마리아 코다타의 신속한 시험관 내 증식은 이차대사 산물, 생식질 보존(germplasm conservation) 및 유전적 형질전환의 생산에 이용될 수 있다.In conclusion, the present invention for the first time invented a protocol for the production of negative shoots directly from the leaf explants of dry maria coda. In this way, rapid in vitro propagation of dry maria coda can be used for the production of secondary metabolites, germplasm conservation and genetic transformation.

Claims (8)

(1) 드라이마리아 코다타(Drymaria cordata) 종자를 살균하여 발아시키는 단계;
(2) 상기 발아된 종자로부터 유묘의 잎을 절취하는 단계; 및
(3) 상기 절취된 잎의 절편을 0.05~0.1㎎/ℓ의 NAA(Naphthalene acetic acid); 1~2㎎/ℓ의 BAP(6-benzylaminopurine) 또는 1.5~2.5㎎/ℓ의 TDZ(Thidiazuron); 및 2.5~3.5% 수크로스가 함유된 MS(Murashige and Skoog) 배지에서 신초를 고 빈도(high-frequency)로 재생시키는 단계를 포함하는 드라이마리아 코다타(Drymaria cordata) 신초의 직접적인 고빈도 재생 방법.
(1) sterilizing and germinating Drymaria cordata seeds;
(2) cutting off the leaves of seedlings from the germinated seeds; And
(3) a section of the cut leaf, 0.05-0.1 mg / l NAphthalene acetic acid (NAA); 1-2 mg / l of BAP (6-benzylaminopurine) or 1.5-2.5 mg / l of TDZ (Thidiazuron); And regenerating shoots at high-frequency in Murashige and Skoog (MS) medium containing 2.5-3.5% sucrose. The method of direct high frequency regeneration of Drymaria cordata shoots.
제1항에 있어서, 상기 (2) 단계의 잎은 엽병(petiole)을 포함하는 것을 특징으로 하는 드라이마리아 코다타 신초의 직접적인 고빈도 재생 방법.The method of claim 1, wherein the leaf of the step (2) comprises a petiole (petiole), the method of direct high frequency regeneration of dry maria kodata shoots. 삭제delete (1) 드라이마리아 코다타 종자를 살균하여 발아시키는 단계;
(2) 상기 발아된 종자로부터 유묘의 잎을 절취하는 단계;
(3) 상기 절취된 잎의 절편을 0.05~0.1㎎/ℓ의 NAA; 1~2㎎/ℓ의 BAP 또는 1.5~2.5㎎/ℓ의 TDZ; 및 2.5~3.5% 수크로스가 함유된 MS 배지에서 신초를 고 빈도로 재생시키는 단계;
(4) 상기 재생된 신초를 0.5~2.0㎎/ℓ의 IBA(Indole-3-butyric acid)가 첨가된 MS 배지에 치상하여 발근을 유도시키는 단계; 및
(5) 상기 발근된 소식물체를 포트(pot)에 이식하고 재배하는 순화단계를 포함하는 재분화된 드라이마리아 코다타 식물체의 제조방법.
(1) sterilizing and germinating the dry maria coda seeds;
(2) cutting off the leaves of seedlings from the germinated seeds;
(3) NAA at 0.05-0.1 mg / l of the cut leaf; 1-2 mg / l BAP or 1.5-2.5 mg / l TDZ; And regenerating shoots at high frequency in MS medium containing 2.5-3.5% sucrose;
(4) incubating the regenerated shoots in MS medium to which 0.5 ~ 2.0 mg / l of IBA (Indole-3-butyric acid) was added to induce rooting; And
(5) A method for producing a re-dried dry maria codata plant comprising a purifying step of transplanting and cultivating the rooted news product in a pot.
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