KR101641301B1 - 사과목 생산방법 - Google Patents

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농업회사법인 주식회사 유니플랜텍
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Abstract

본 발명의 사과목 재배방법은 사과목(Malus pumila Miller) 경정을 제1 배양용 배지에서 배양하여 생장점유래 식물체를 획득하는 단계; 상기 생장점유래 식물체를 증식용 배지에서 배양하여, 다아체로 증식하는 단계; 상기 다아체를 제2 배양용 배지에서 배양하여 정상 식물체를 유도하는 단계; 및 상기 정상 식물체를 발근 유도용 배지에서 배양하여 발근을 유도하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 배양용 배지는 각각 사이토키닌(cytokinin) 0.25~2mg/L 및 수크로오스(sucrose) 15~30g/L를 포함하는 MS(Murashige and Skoog) 배지이고, 상기 증식용 배지는 사이토키닌 0.1~1.5mg/L, 지베렐린(Gibberellin) 0.25~1.5mg/L, 옥신 0.01~0.5mg/L 및 수크로오스 15~30g/L를 포함하는 MS 배지이고, 상기 발근 유도용 배지는 옥신(auxin) 0.5~2mg/L 및 수크로오스 5~20g/L를 포함하는 MS 배지이다.

Description

사과목 생산방법 {METHOD FOR PRODUCING APPLE TREE}
본 발명은 사과목 생산방법에 관한 것이다.
사과목(Malus pumila Miller)은 쌍떡잎식물 장미목 장미과 낙엽교목 식물로서, 5~15m 높이까지 자란다. 어린가지는 부드러운 털이 있다. 잎은 어긋나며 타원형 또는 난상 타원형이이며, 길이 7-12cm 및 폭 5-7cm 이다. 잎자루에 털이 있다. 앞면은 짙은 녹색이며 뒷면 맥 위에 털이 있다. 꽃은 4-5월에 흰색 또는 연분홍색으로 피며, 짧은 가지 끝에 5-7개가 산형으로 달리고, 흔히 사과라고 불리는 열매는 이과이며, 붉은빛이 도는 노란색으로 익는다.
사과목의 생산 방식은 이중 접목 방식을 사용하는 것이 대부분이다. 상기 이중접목 방식은 실생묘 씨앗을 뿌려 1년간 육모한 다음 대목포장에 이식하여 1년 동안 활착, 성장시킨 후 M9 및 M26등의 왜화성 대목을 접목하여 다시 1년 동안 육묘하고, 그리고 다시 사과나무 품종을 접목해서 1년간 육모하는 단계를 거친다. 사과 묘목을 접목 생산하는 경우, 왜화도, 토양 적응성, 토양 병해 저항성, 지지력과 함께 발근력이 우수하여야 한다. 대목의 발근력은 자근 대목 생산시 매우 중요한 요인으로 작용한다.
왜성대목(矮性臺木)은 일반적인 사과 품종과, 실생 및 대목을 모두 포함하는 사과목 품종 중에서, 높이가 낮게 생장하는 효과가 있는 종(왜성)을 수집하여 이용하거나, 수집된 종들을 서로 교배 시켜서 생산된 후대들 중에서 왜성효과와 함께 다른 장점(번식성 및 병해충저항성 등)을 갖는 종을 선별한 것으로, 30종 이상의 왜성대목이 존재하고 있다. 이러한 왜성대목은, 사과목 높이가 낮기 때문에 재배시 노동력 절감효과가 우수할 뿐만 아니라, 밀식재배가 가능하여 생산성이 우수한 장점이 있다.
한편, 기내배양에 의한 사과목 및 사과왜성대목 우량묘 육성을 위해서는, 대량 번식, 정상식물체 유도(또는 유기) 및 대량 순화 조건이 모두 충족되어야 한다. 그러나, 기존 사과목의 조직배양법으로는 대량 증식(shoot 수의 증가)은 가능하였으나, 정상 식물체 발달율이 낮아 대량번식에 어려움이 있었다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2000-0033588호(2000.06.15. 공개, 발명의 명칭: 사과 신품종인 화랑)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 정상식물체 유도 효율이 우수하면서, 대량 증식이 가능한 사과목 생산방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 왜성대목 등 사과목 생산기간을 단축할 수 있고, 균일한 포트묘 생산이 가능하여 이로 인한 경제성이 우수한 사과목 생산방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 사과목 생산방법에 의해 생산된 사과목을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 사과목 생산방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 사과목 생산방법은 사과목(Malus pumila Miller) 경정을 제1 배양용 배지에서 배양하여 생장점유래 식물체를 획득하는 단계; 상기 생장점유래 식물체를 증식용 배지에서 배양하여, 다아체로 증식하는 단계; 상기 다아체를 제2 배양용 배지에서 배양하여 정상 식물체를 유도하는 단계; 및 상기 정상 식물체를 발근 유도용 배지에서 배양하여 발근을 유도하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 배양용 배지는 각각 사이토키닌(cytokinin) 0.25~2mg/L 및 수크로오스(sucrose) 15~30g/L를 포함하는 MS(Murashige and Skoog) 배지이고, 상기 증식용 배지는 사이토키닌 0.1~1.5mg/L, 지베렐린(Gibberellin) 0.25~1.5mg/L, 옥신 0.01~0.5mg/L 및 수크로오스 15~30g/L를 포함하는 MS 배지이고, 상기 발근 유도용 배지는 옥신(auxin) 0.5~2mg/L 및 수크로오스 5~20g/L를 포함하는 MS 배지이다.
한 구체예에서 상기 사이토키닌은 키네틴(kinetin), 제아틴(zeatin), 벤질아데닌(benzyladenine, BA), 6-벤질아미노퓨린(6-benzylamino purine, 6-BAP) 및 디페닐우레아(diphenyl urea) 중에서 하나 이상을 포함하고, 상기 옥신은 2,4-디클로로페녹시아세트산(2,4-dichlorophenoxyacetic acid, 2,4-D), 인돌아세트산(indolacetic acid, IAA), 인돌부티르산(indole butyric acid, IBA) 및 나프탈렌아세트산(α-Naphtalene acetic acid, NAA) 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 발근 유도된 정상 식물체를 배양토에 이식하여 순화시키는 단계;를 더 포함하며, 상기 순화는, 상기 정상 식물체를 배양토에 이식하여 배양기로 옮기는 단계; 상기 배양기 상부면을 다공성 필름으로 덮고, 상기 배양기 내부 습도를 90%~60%로 조절하면서, 상기 정상 식물체를 7~15일 동안 1차 순화하는 단계; 및 상기 다공성 필름을 제거하고, 상기 배양기 내부 습도를 80%~40%로 조절하면서, 상기 정상 식물체를 13~20일 동안 2차 순화하는 단계;를 포함하며, 상기 1차 순화 및 2차 순화는 온도: 20~29℃, 광도: 110~350 μmol·㎛·m-2·s-1 및 이산화탄소(CO2) 농도: 350~2000ppm 조건에서 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 사과목 생산방법에 의해 번식된 사과목(Malus pumila Miller)에 관한 것이다.
상기 사과목 생산방법을 적용시, 사과목의 대량 증식이 가능하며, 정상식물체 유도 효율이 우수하고, 대량 순화가 가능하고, 왜성대목 등 사과목 생산기간을 단축할 수 있고, 균일한 포트묘 생산이 가능하여 이로 인한 경제성이 우수하다.
도 1(a)는 본 발명의 실시예에 따른 정상 식물체를 나타낸 것이며, 도 1(b)는 본 발명에 대한 비교예의 식물체를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따라 생산된 사과목 발근 개체를 나타낸 것이다.
도 3(a)는 상기 실시예의 사과목을 배양토에 이식하여 순화하는 것을 나타낸 것이며, 도 3(b)는 순화된 사과목을 나타낸 것이며, 도 3(c)는 상기 순화된 사과목 개체를 나타낸 것이며, 도 3(d)는 순화된 사과목을 나타낸 것이다.
도 4(a)는 본 발명에 따른 실시예의 사과목 발근 개체를 나타낸 것이고, 도 4(b)는 본 발명에 대한 비교예의 사과목 발근 개체를 나타낸 것이며, 도 4(c)는 본 발명에 대한 비교예의 사과목 발근 개체를 나타낸 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭을 사용하였다.
사과목 생산방법
본 발명의 하나의 관점은 사과목 생산방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 사과목 생산방법은 (a) 생장점유래 식물체 획득단계; (b) 다아체 번식단계; (c) 정상 식물체 유도 단계; 및 (d) 발근 유도 단계;를 포함한다. 좀 더 구체적으로 상기 사과목 생산방법은 (a) 사과목(Malus pumila Miller) 경정을 제1 배양용 배지에서 배양하여 생장점유래 식물체를 획득하는 단계; (b) 상기 생장점유래 식물체를 증식용 배지에서 배양하여, 다아체로 증식하는 단계; (c) 상기 다아체를 제2 배양용 배지에서 배양하여 정상 식물체를 유도하는 단계; 및 (d) 상기 정상 식물체를 발근 유도용 배지에서 배양하여 발근을 유도하는 단계;를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 사과목 생산방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.
(a) 생장점 유래 식물체 획득단계
상기 단계는 사과목(Malus pumila Miller) 경정을 제1 배양용 배지에서 배양하여, 생장점유래 식물체(또는 신초(new shoot))를 획득하는 단계이다. 본 발명의 한 구체예에서 상기 경정(莖頂, shoot tip)은, 사과목 줄기의 생장점을 포함하는 주변 부위를 절취하여 수득할 수 있다.
상기 사과목 경정은 0.3mm~1mm 길이로 절취할 수 있다. 상기 경정 절취 시기는 신초의 발달이 왕성한 5월 또는 실험실내에서 인위적인 저온 처리를 완료한 후 실내에서 발아시켜 절취할 수 있다. 상기 방법으로 절취시 상기 사과목 내 생육억제물질의 함량이 낮고, 생육촉진물질의 함량이 높게 된다.
한 구체예에서 상기 절취된 경정을 소독할 수 있다. 상기 소독은 통상적인 방법으로 실시할 수 있다. 예를 들어 멸균수로 세척 또는 살균제로 세척하는 방법을 통해 이뤄질 수 있다. 상기 살균제로는 차아염소산나트륨(NaOCl) 또는 차아염소산칼슘{Ca(ClO)2} 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 다른 구체예에서 기내 사과목으로부터 경정을 절취한 경우, 소독을 실시하지 않을 수 있다.
제1 배양용 배지
상기 제1 배양용 배지는 상기 사과목 경정(shoot tip)을 배양하여, 식물체 조직(생장점유래 식물체)을 유도하는 역할을 한다. 한 구체예에서 상기 제1 배양용 배지는 사이토키닌(cytokinin) 0.25~2 mg/L 및 수크로오스(sucrose) 15~30g/L를 포함하는 MS(Murashige and Skoog) 배지를 사용한다. 상기와 성분 및 함량을 포함하는 제1 배양용 배지를 적용시, 상기 경정의 생장점 생육에 효과적이며, 생장점의 발아 및 생육 효과가 우수하다.
한 구체예에서 상기 사이토키닌은 상기 사과목 경정의 생장점의 생장율을 높이고, shoot 발생율을 향상시키기 위해 포함된다. 한 구체예에서 상기 사이토키닌은 키네틴(kinetin), 제아틴(zeatin), 벤질아데닌(benzyladenine, BA), 6-벤질아미노퓨린(6-benzylamino purine, 6-BAP) 및 디페닐우레아(diphenyl urea) 중에서 하나 이상을 사용할 수 있다. 예를 들면, 제아틴을 포함할 수 있다.
상기 사이토키닌은 0.25~2mg/L 포함된다. 상기 범위로 포함시 생장점의 생육 및 신초 유도 효과가 우수하다. 상기 사이토키닌을 0.25mg/L 미만으로 포함시 생장점 생육 및 신초 유도 효과가 저하되며, 2mg/L를 초과하여 포함시 불량 신초의 발생 및 캘러스가 형성될 수 있다.
상기 수크로오스는 상기 신초 형성에 필요한 에너지원을 제공하는 목적으로 포함된다. 한 구체예에서 상기 수크로오스는 15~30g/L 포함된다. 상기 수크로오스를 15g/L 미만으로 포함시 식물체 유도 효과가 저하되며, 30g/L를 초과하여 포함시 비정상적인 신초가 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 배양용 배지는 제아틴 0.25~2 mg/L 및 수크로오스(sucrose) 15~30g/L를 포함하는 MS(Murashige and Skoog) 배지를 사용한다. 예를 들면, 제아틴 0.25~2mg/L 및 수크로오스 30g/L를 포함하는 MS 배지를 사용할 수 있다.
상기 MS(Murashige and Skoog)배지는 식물체 성장에 필요한 원소들이 포함되어 있는 통상의 MS 배지를 사용할 수 있다. 상기 MS 배지는 질산성 질소(NO3-N), 암모니아성 질소(NH4-N) 및 칼륨(K)의 함량이 다른 배지에 비해 높다. 상기 제1 배양용 배지에 사용되는 MS 배지는, 농도에 따라 1/4 MS 배지, 1/3 MS 배지, 1/2 MS 배지 또는 MS 배지를 사용할 수 있다. 예를 들면 MS 배지를 사용할 수 있다.
한 구체예에서 사과목 경정을 제1 배양용 배지에 치상하여 16시간 명조건, 8시간 암조건, 온도: 23~27℃, 습도 20~50% 및 광도 2,500~3,000 lux 조건의 배양실에서, 30~45일 동안 기내 배양하여 생장점유래 식물체를 획득할 수 있다. 본 명세서에서 용어 “기내(in vitro) 배양”이란, 상기 식물체 조직을 멸균된 용기내에서 배양하는 것을 의미한다.
(b) 생장점유래 식물체 번식단계
상기 단계는 상기 생장점유래 식물체를 증식용 배지에서 배양하여 다아체(multiple shoot)로 증식하는 단계이다. 상기 생장점에서 유도된 생장점유래 식물체(신초)를 제1 배양용 배지에서 계속 배양하게 되면, 정상식물체 유도는 가능하지만, 다아체 형성율이 저하되어 대량번식율이 매우 저하된다.
증식용 배지
상기 증식용 배지는 상기 생장점유래 식물체를 배양하여 대량 증식하여 다아(多芽)체(multiple shoot)로 증식하는 역할을 한다. 한 구체예에서 상기 증식용 배지는 사이토키닌 0.1~1.5mg/L, 지베렐린(Gibberellin) 0.25~1.5mg/L, 옥신 0.01~0.5mg/L 및 수크로오스 15~30g/L를 포함하는 MS 배지를 사용한다. 상기 조성의 배지를 사용시 신초(shoot) 수를 증가시켜, 대량 번식 효과가 우수하다.
상기 사이토키닌은 다아체의 대량 증식을 목적으로 포함된다. 상기 사이토키닌은 키네틴(kinetin), 제아틴(zeatin), 벤질아데닌(benzyladenine, BA), 6-벤질아미노퓨린(6-benzylamino purine, 6-BAP) 및 디페닐우레아(diphenyl urea) 중에서 하나 이상을 사용할 수 있다. 예를 들면, 6-벤질아미노퓨린을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 사이토키닌은 0.1~1.5mg/L 포함된다. 상기 범위로 포함시 생장점유래 식물체 대량증식이 용이할 수 있다. 상기 사이토키닌을 0.1mg/L 미만으로 포함시 대량 증식효과가 저하되며, 1.5mg/L를 초과하여 포함시 상기 생장점유래 식물체가 비정상적으로 생장하게 된다. 예를 들면 0.1~1.3mg/L 포함될 수 있다.
상기 옥신은 상기 생장점유래 식물체의 대량 증식을 유도하는 목적으로 포함된다. 한 구체예에서 상기 옥신은 2,4-디클로로페녹시아세트산(2,4-dichlorophenoxyacetic acid, 2,4-D), 인돌아세트산(indolacetic acid, IAA), 인돌부티르산(indole butyric acid, IBA) 및 나프탈렌아세트산(α-Naphtalene acetic acid, NAA) 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 인돌부티르산을 포함할 수 있다.
상기 옥신은 0.01~0.5mg/L로 포함된다. 상기 범위로 포함시 생장점유래 식물체의 대량 증식 효과가 우수하다. 상기 옥신을 0.01mg/L 미만으로 포함시 상기 생장점유래 식물체의 증식 효과가 저하되고, 0.5mg/L를 초과하여 포함시 비정상적인 생장이 발생한다.
상기 지베렐린은 상기 생장점유래 식물체를 대량으로 증식하고, 정상적인 식물체 발달을 촉진하는 역할을 한다. 상기 지베렐린은 0.25~1.5mg/L 포함된다. 상기 범위로 포함시 대량증식 및 정상 식물체 형성률이 우수하다. 상기 지베렐린을 0.25mg/L 미만으로 포함시 식물체 조직 유도효과가 저하되며, 1.5mg/L를 초과하여 포함시 생장점유래 식물체가 이상 비대해지거나, 정상 식물체 형성률이 저하될 수 있다.
상기 수크로오스는 상기 생장점유래 식물체 증식에 필요한 에너지원을 제공하는 목적으로 포함된다. 한 구체예에서 상기 수크로오스는 15~30g/L 포함된다. 상기 수크로오스를 15g/L 미만으로 포함시 상기 생장점유래 식물체의 증식속도가 저하되며, 30g/L를 초과하여 포함시 생장점유래 식물체가 이상 비대해지거나, 정상 식물체 형성률이 저하될 수 있다.
한 구체예에서 상기 증식용 배지는 사이토키닌 0.1~1.5mg/L, 지베렐린(GA3) 0.25~1.5mg/L 및 수크로오스(sucrose) 15~30g/L를 포함하는 MS(Murashige and Skoog) 배지를 사용한다. 예를 들면 6-벤질아미노퓨린 0.1~1.3mg/L, 지베렐린(Gibberellin) 0.25~1mg/L 및 수크로오스 30g/L를 포함하는 MS 배지를 사용할 수 있다. 상기 증식용 배지에 사용되는 MS 배지는, 농도에 따라 1/4 MS 배지, 1/3 MS 배지, 1/2 MS 배지 또는 MS 배지를 사용할 수 있다. 예를 들면 MS 배지를 사용할 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 생장점유래 식물체는, 상기 증식을 복수 회 반복하여 대량 증식할 수 있다. 상기와 같이 생장점유래 식물체를 복수 회 증식시, 증식 효율이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 생장점유래 식물체를 증식용 배지에 치상 후, 16시간 명조건, 8시간 암조건, 온도: 23~27℃, 습도 20~50% 및 광도 2,500~3,000 lux 조건의 배양실에서 30~45일 동안 기내배양하여 다아체를 증식할 수 있다.
(c) 정상 식물체 유도 단계
상기 단계는 상기 다아체를 제2 배양용 배지에서 배양하여 정상 식물체를 유도하는 단계이다. 한편, 상기 생장점유래 식물체를 증식용 배지로 옮겨 다아체를 증식한 다음, 제2 배양용 배지로 옮겨서 배양하지 않고, 증식용 배지에서 계속 배양하게 되면, 다아체 유도율은 증가되지만, 조직이 투명화 되거나 부서지기 쉬운 캘러스(callus))으로 변형되기 쉬워 결국은 사용할 수 없는 조직으로 퇴화된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 다아체를 제2 배양용 배지로 옮겨 배양함으로써, 순화율이 우수한 정상 식물체를 유도할 수 있다.
제2 배양용 배지
상기 제2 배양용 배지는 상기 생장점유래 식물체를 배양하여, 정상 식물체를 유도하는 역할을 한다. 한 구체예에서 상기 제2 배양용 배지는 상기 제1 배양용 배지와 동일한 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 사이토키닌(cytokinin) 0.25~2 mg/L 및 수크로오스(sucrose) 15~30g/L를 포함하는 MS(Murashige and Skoog) 배지를 사용한다. 구체예에서 상기 제2 배양용 배지는 제아틴 0.25~2 mg/L 및 수크로오스(sucrose) 15~30g/L를 포함하는 MS(Murashige and Skoog) 배지를 사용한다. 상기 제2 배양용 배지를 적용시, 정상 식물체 발생률이 우수할 수 있다. 예를 들면, 제아틴 0.25~2mg/L 및 수크로오스 30g/L를 포함하는 MS 배지를 사용할 수 있다.
상기 사이토키닌은 순화율이 높은 정상 식물체를 유도하는 목적으로 포함된다. 한 구체예에서 상기 사이토키닌은 0.25~2mg/L 포함된다. 상기 범위로 포함시 정상 식물체 유도 효과가 우수하다. 상기 사이토키닌을 0.25mg/L 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 2mg/L를 초과하여 포함시 식물체 불량률이 증가할 수 있다.
상기 수크로오스는 순화율이 높은 정상 식물체 생장에 필요한 에너지원을 제공하는 목적으로 포함된다. 한 구체예에서 상기 수크로오스는 15~30g/L 포함된다. 상기 수크로오스를 15g/L 미만으로 포함시 정상 식물체 유도 효과가 미미하며, 30g/L를 초과하여 포함시 생장점유래 식물체가 비정상적으로 생육되어, 추후 뿌리 발근이 비정상적으로 이루어질 수 있다.
상기 제2 배양용 배지에 사용되는 MS 배지는, 농도에 따라 1/4 MS 배지, 1/3 MS 배지, 1/2 MS 배지 또는 MS 배지를 사용할 수 있다. 예를 들면 MS 배지를 사용할 수 있다.
(d) 발근 유도 단계
상기 단계는 상기 정상 식물체를 발근 유도용 배지에서 배양하여 발근을 유도하는 단계이다.
발근 유도용 배지
상기 발근 유도용 배지는 상기 정상 식물체의 발근을 유도하는 역할을 한다. 한 구체예에서 상기 발근 유도용 배지는 옥신(auxin) 0.5~2mg/L 및 수크로오스 5~20g/L를 포함하는 MS 배지를 사용한다. 상기 조성의 발근 유도용 배지를 적용시, 순화가 유효한 정상적인 발근이 유도될 수 있다.
상기 옥신은 정상 식물체의 발근을 유도하는 목적으로 포함된다. 한 구체예에서 상기 옥신은 2,4-디클로로페녹시아세트산(2,4-dichlorophenoxyacetic acid, 2,4-D), 인돌아세트산(indolacetic acid, IAA), 인돌부티르산(indole butyric acid, IBA) 및 나프탈렌아세트산(α-Naphtalene acetic acid, NAA) 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 인돌부티르산을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 옥신은 0.5~2mg/L 포함된다. 상기 범위로 포함시 식물체 발근 유도효과가 우수할 수 있다. 상기 옥신을 0.5mg/L 미만으로 포함시 발근율이 저하되며, 2mg/L 초과하여 포함시 정상적인 발근이 어렵다.
상기 수크로오스는 정상 식물체의 발근에 필요한 에너지원을 제공하는 목적으로 포함된다. 한 구체예에서 상기 수크로오스는 5~20g/L 포함된다. 상기 범위로 포함시 순화에 유효한 발근이 가능하다. 상기 수크로오스를 5g/L 미만으로 포함시 발근이 둔화되며, 20g/L를 초과하여 포함시 발근이 불량하여 순화가 어렵게 된다.
상기 발근 유도용 배지에 사용되는 MS 배지는, 농도에 따라 1/4 MS 배지, 1/3 MS 배지, 1/2 MS 배지 또는 MS 배지를 사용할 수 있다. 예를 들면 1/3 MS 배지 또는 1/2 MS 배지를 사용할 수 있다.
상기 발근 유도용 배지는 옥신(auxin) 0.5~2mg/L 및 수크로오스 5~20g/L를 포함하는 MS 배지를 사용한다. 예를 들면 인돌부티르산 0.5~2mg/L 및 수크로오스 5~20g/L를 포함하는 MS 배지를 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에서, 상기 사과목 생산방법은 (e) 순화단계를 더 포함할 수 있다.
(e) 순화단계
상기 단계는 상기 발근 유도된 정상 식물체를 배양토에 이식하여 순화시키는 단계이다. 한 구체예에서 상기 순화는, 한 구체예에서 상기 발근 유도된 정상 식물체를 배양토에 이식하여 순화시키는 단계;를 더 포함하며, 상기 순화는, 상기 정상 식물체를 배양토에 이식하여 배양기로 옮기는 단계; 상기 배양기 상부면을 다공성 필름으로 덮고, 1차 순화하는 단계; 및 상기 다공성 필름을 제거하고 2차 순화하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
한 구체예에서 상기 정상 식물체는 습도가 점진적으로 조절할 수 있는 자동 습도 조절 배양기를 사용하여 순화할 수 있다.
한 구체예에서 상기 1차 순화는, 상기 배양기 상부면을 다공성 필름으로 덮고, 상기 배양기 내부 습도를 90%~60%로 조절하면서, 상기 정상 식물체를 7~15일 동안 순화하는 것일 수 있다. 상기 범위로 내부 습도를 조절하면서 1차 순화시, 식물체의 순화율이 우수할 수 있다. 한 구체예에서, 상기 내부 습도는 90%~60%로 주기적으로 조절할 수 있다.
한 구체예에서 상기 1차 순화는 온도: 20~29℃, 광도: 110~350 μmol·㎛·m-2·s-1 및 이산화탄소(CO2) 농도: 350~2000ppm 조건에서 공기를 공급하며 이루어질 수 있다. 상기 조건에서 식물체의 순화율이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 2차 순화는 상기 배양기 내부 습도를 80%~40%로 조절하면서, 상기 정상 식물체를 13~20일 동안 순화하는 것일 수 있다. 상기 범위로 내부 습도를 조절하면서 2차 순화시, 순화 효율이 우수하고, 대량순화에 의한 균일 포트묘 생산 기간이 단축되며, 경제성이 우수할 수 있다. 한 구체예에서, 상기 내부 습도는 80%~40%로 주기적으로 조절할 수 있다.
본 명세서에서 상기 습도는, 상대 습도(relative humidity, RH)를 의미한다.
한 구체예에서 상기 2차 순화는 온도: 20~29℃, 광도: 110~350 μmol·㎛·m-2·s-1 및 이산화탄소(CO2) 농도: 350~2000ppm 조건에서 공기 및 배양액을 공급하며 이루어질 수 있다. 상기 조건에서 상기 정상 식물체의 능동적인 광합성이 이루어지며, 뿌리 및 지하부 생육이 용이하게 이루어지고, 상기 정상 식물체 고사를 방지하며, 상기 정상 식물체의 생장이 원활할 수 있다.
한 구체예에서 상기 배양액은, 질소 함량이 높은 배양 비료를 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 초기영양생장용 하이포넥스(N:P:K=20-20-20) 및 아그로닥터 1호(N:P:K=12-2.5-4) 등을 포함하는 복합비료 EC 0.8~1.5를 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 지지용 기재는, 알루미늄 메트(aluminum mat)를 사용할 수 있다. 한 구체예에서 상기 배양토는 피트모스(peatmoss), 펄라이트(pearlite), 버미큘라이트(vermiculite) 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
사과목의 잎구조는 형태학적으로 매우 얇아 기내배양(in vitro) 조건(습도 99.5%)에서 공변세포 기능이 발달되어 있지 못한 상태에서, 기외조건(ex vitro)으로 옮겨 졌을 때 90% 이상이 고사된다. 따라서 산업적으로 사과목의 대량생산이 이루어지지 못하였다. 그러나 본 발명에 따른 사과목 생산방법을 적용시 사과목의 대량 증식이 가능하며, 특히 왜성대목 생산에 적합하고, 정상식물체 유도 효율이 우수하고, 대량순화에 의한 균일 포트묘 생산 기간이 단축되며, 경제성이 우수할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 사과목 생산방법에 의해 번식된 사과목(Malus pumila Miller)에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 및 비교예
실시예
사과목(Malus pumila Miller)(사과 왜성대목)으로부터 0.3mm~1mm 길이의 경정을 채취하였다. 그 다음에 상기 사과목 경정을 제1 배양용 배지(제아틴(zeatin) 0.25~2mg/L 및 수크로오스(sucrose) 30g/L(3%)를 포함하는 MS(Murashige and Skoog) 배지)에서, 16시간 명조건, 8시간 암조건에서, 습도: 20~50%, 온도: 25±2℃에서, 광도 2,500~3,000Lux 조건의 배양실에서 기내(in vitro) 배양하여 생장점유래 식물체를 획득하였다. 그 다음에, 상기 생장점유래 식물체를 증식용 배지(6-벤질아미노퓨린(BAP) 1mg/L, 지베렐린(GA3) 1mg/L, 인돌부티르산(IBA) 0.1mg/L 및 수크로오스 30g/L를 포함하는 MS 배지)에서 16시간 명조건, 8시간 암조건에서, 습도: 20~50%, 온도: 25±2℃에서 광도 2,500~3,000Lux 조건의 배양실에서 기내(in vitro) 배양하여 다아체를 증식하였다. 그 다음에 상기 다아체를 제2 배양용 배지(제아틴(zeatin) 0.25~2mg/L 및 수크로오스(sucrose) 30g/L(3%)를 포함하는 MS 배지)에서 16시간 명조건, 8시간 암조건에서, 습도: 20~50%, 온도: 25±2℃에서 광도 2,500~3,000Lux 조건의 배양실에서 기내(in vitro) 배양하여 정상 식물체를 유도하였다. 그 다음에, 상기 정상 식물체를 발근 유도용 배지(인돌부티르산(IBA) 0.5~2mg/L 및 수크로오스 10g/L~20g/L를 포함하는 1/2 MS 배지)에서 16시간 명조건, 8시간 암조건에서, 습도: 20~50%, 온도: 25±2℃에서 광도 2,500~3,000Lux으로 기내(in vitro) 배양하여 배양하여 발근을 유도하고, 상기 발근 유도된 정상 식물체를 배양토에 이식하여 순화시켰다.
상기 순화는 상기 발근된 정상 식물체를 배양토(피트모스 및 버미큘라이트)에 이식하여 지지용 기재에 치상하여 자동 습도조절 배양기로 옮기고, 상기 배양기 상부면을 다공성 필름으로 덮은 다음, 상기 정상 식물체를 7~15일 동안 1차 순화하였다. 그 다음에, 상기 다공성 필름을 제거하고, 상기 정상 식물체를 15일 동안 2차 순화하였다. 이때 상기 1차 순화는 상기 배양기의 습도를 90%에서 60%로 주기적으로 조절하면서, 온도: 20~29℃, 광도: 110~350 μmol·㎛·m-2·s-1 및 이산화탄소(CO2) 농도: 350~2000ppm 조건에서 공기 및 배양액을 공급하면서 실시하였으며, 상기 2차 순화는 상기 배양기의 습도를 80%에서 40%로 주기적으로 조절하면서, 온도: 20~29℃, 광도: 110~350 μmol·㎛·m-2·s-1 및 이산화탄소(CO2) 농도: 350~2000ppm 조건에서 공기 및 배양액을 공급하면서 실시하였다.
비교예 1
상기 다아체를 제2 배양용 배지에 이식하지 않고 증식용 배지에서 그대로 증식한 다음, 발근 유도용 배지로 옮겨 발근을 유도한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 사과목을 배양하였다.
비교예 2
발근 유도용 배지로 인돌부티르산(IBA) 0.3mg/L 및 수크로오스 30g/L를 포함하는 MS 배지를 적용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 사과목을 배양하였다.
상기 실시예 및 비교예 1~2의 사과목 개체의 치상수(개), 뿌리 발생울(%), 초장(cm), 엽수(개), 엽장/엽폭(cm), 뿌리길이(cm), 및 뿌리 수(개)를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure 112015129375962-pat00001
도 1(a)는 실시예 1의 정상 식물체를 나타낸 것이며, 도 1(b)는 비교예 1의 식물체를 나타낸 것이다. 상기 도 1(a)를 참조하면, 본 발명에 따른 제2 배양용 배지에서 배양시, 잎 및 줄기가 비후하지 않고 옆면적이 넓어지며 엽맥이 발달한 정상적인 식물체로 발달시킬 수 있다. 반면, 상기 도 1(b)를 참조하면, 상기 증식된 다아체를 제2 배양용 배지로 옮기지 않고 상기 증식용 배지에서 계속 배양하는 경우, 상기 다아체는 뽀족한 잎을 가지며, 푸석한 캘러스를 갖는 식물체가 유도되었고, 상기 식물체는 수침상 조직으로 발달하거나, 퇴화될 수 있음을 알 수 있었다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사과목 발근 개체를 나타낸 것이다. 상기 도 2를 참조하면, 상기 실시예의 사과목 개체는 정상적인 발근이 이루어진 것을 알 수 있었다.
도 3(a)는 상기 실시예의 사과목을 배양토에 이식하여 순화하는 것을 나타낸 것이며, 도 3(b)는 순화된 사과목을 나타낸 것이며, 도 3(c)는 상기 순화된 사과목 개체를 나타낸 것이며, 도 3(d)는 순화된 사과목을 나타낸 것이다.
도 4(a)는 실시예 1의 사과목 발근 개체를 나타낸 것이고, 도 4(b)는 비교예 1의 사과목 발근 개체를 나타낸 것이며, 도 4(c)는 비교예 2의 사과목 발근 개체를 나타낸 것이다.
상기 표 1 및 상기 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예의 경우 정상적인 식물체 유도가 가능하였고, 순화에 유효한 발근 개체를 획득하였으며, 이로서 본 발명에 따른 사과목 생산방법을 적용시 왜성대목등 우량 사과목 생산이 용이함을 알 수 있었다. 본 발명에서 벗어난 발근 유도용 배지를 적용한 비교예 2의 경우 뿌리 발근이 비정상 적으로 이루어져 순화가 어려운 것을 알 수 있었다. 도 4(b) 및 도 4(c)에는 뿌리와 식물체 사이에 캘러스 조직이 형성되어 제 기능을 발휘하지 못하며, 특히 도 4(c)는 뿌리가 목질화되어 뿌리로서의 기능을 발휘하지 못함을 알 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (4)

  1. 사과목(Malus pumila Miller) 경정을 제1 배양용 배지에서 배양하여 생장점유래 식물체를 획득하는 단계;
    상기 생장점유래 식물체를 증식용 배지에서 배양하여, 다아체로 증식하는 단계;
    상기 다아체를 제2 배양용 배지에서 배양하여 정상 식물체를 유도하는 단계;
    상기 정상 식물체를 발근 유도용 배지에서 배양하여 발근을 유도하는 단계; 및
    상기 발근 유도된 정상 식물체를 배양토에 이식하여 순화시키는 단계;를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 배양용 배지는 각각 사이토키닌(cytokinin) 0.25~2mg/L 및 수크로오스(sucrose) 15~30g/L를 포함하는 MS(Murashige and Skoog) 배지이고,
    상기 증식용 배지는 사이토키닌 0.1~1.5mg/L, 지베렐린(Gibberellin) 0.25~1mg/L, 옥신 0.01~0.5mg/L 및 수크로오스 15~30g/L를 포함하는 MS 배지이고,
    상기 발근 유도용 배지는 옥신(auxin) 0.5~2mg/L 및 수크로오스 5~20g/L를 포함하는 MS 배지이며,
    상기 순화는, 상기 정상 식물체를 배양토에 이식하여 배양기로 옮기는 단계;
    상기 배양기 상부면을 다공성 필름으로 덮고, 상기 배양기 내부 습도를 90%~60%로 조절하면서, 상기 정상 식물체를 7~15일 동안 1차 순화하는 단계; 및
    상기 다공성 필름을 제거하고, 상기 배양기 내부 습도를 80%~40%로 조절하면서, 상기 정상 식물체를 13~20일 동안 2차 순화하는 단계;를 포함하며,
    상기 1차 순화 및 2차 순화는 온도: 20~29℃, 광도: 110~350 μmol·㎛·m-2·s-1 및 이산화탄소(CO2) 농도: 350~2000ppm 조건에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 사과목 생산방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 사이토키닌은 키네틴(kinetin), 제아틴(zeatin), 벤질아데닌(benzyladenine, BA), 6-벤질아미노퓨린(6-benzylamino purine, 6-BAP) 및 디페닐우레아(diphenyl urea) 중에서 하나 이상을 포함하고,
    상기 옥신은 2,4-디클로로페녹시아세트산(2,4-dichlorophenoxyacetic acid, 2,4-D), 인돌아세트산(indolacetic acid, IAA), 인돌부티르산(indole butyric acid, IBA) 및 나프탈렌아세트산(α-Naphtalene acetic acid, NAA) 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 사과목 생산방법.
  3. 삭제
  4. 제1항 및 제2항중 어느 한 항의 사과목 생산방법에 의해 생산된 사과목(Malus pumila Miller).
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