KR102475410B1 - 찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산 방법 - Google Patents

찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산방법에 의하면, 종래 기술에서는 성공하지 못했던, 정아를 이용한 기내 배양을 통하여 우수한 모본과 유전적으로 동일한 묘목을 쉽고 간편하게 짧은 기간 내에 대량으로 생산할 수 있다. 본 발명의 방법에 의하면, 찰피나무 신초 유도율이 현저히 증가하고, 다신초 유도 및 재분화가 잘 진행되고, 환경 순화도 잘 이루어져서 생장이 양호한 건전 찰피나무 조직배양 묘목을 대량으로 생산할 수 있다. 따라서 본 발명의 찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산방법은 밀원조림용 찰피나무 묘목 대량생산 시스템으로 효율적인 적용이 가능하다.

Description

찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산 방법 {Method for mass propagation of tissue culture-derived plants of Tilia mandshurica Rupr. ＆ Maxim.}
본 발명은 찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 특정 수령의 찰피나무 정아 배양을 통한 신초 유도 및 다신초 유도와 재분화의 촉진 공정을 통하여 찰피나무 조직배양 묘목을 대량으로 생산할 수 있는 방법에 관한 것이다.
찰피나무(Tilia mandshurica Rupr. & Maxim.)는 피나무과의 큰키나무로 높이가 20m 정도까지 크게 자라는 우리나라 자생수종이다. 특히 목재의 생장율이 높고 목재의 가치가 우수한 수종이며, 여름철 밀원이 풍부한 밀원 수종이며 (특허공개 10-2019-0083791호), 그리고 수형이 아름답고 잎의 질감과 색감이 수려한 조경 수종으로서도 가치가 높다. 이에 따라 찰피나무는 산록 이하의 입지가 좋은 곳에 유용 활엽수로 조림이 요청되고 있다.
그러나 찰피나무는 종자의 충실율(종자의 결실률) 및 발아율(10~16%)이 낮아 번식에 어려움이 많은 수종이다. 조림용 찰피나무 묘목 생산을 위해 종자, 삽목 등 유무성 번식방법에 관한 연구가 수행되어 왔으나, 효율적인 대량 생산 기술의 개발이 아직 미미한 실정이다.
정아 또는 액아를 이용한 조직(기관) 배양기술이 몇몇 수목의 번식방법에 적용된 사례가 있으나, 찰피나무에서는 현재까지 성공한 바 없었다.
따라서 우수한 유전적 형질을 갖는 찰피나무 묘목의 대량 생산 방법의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
이에 본 발명자들은 종래 기술에서의 요구에 부응하기 위해 지속적으로 연구한 결과, 특정 수령의 찰피나무 정아(頂芽) 배양을 통한 신초 유도 공정 및 특정 조건의 다신초 유도와 재분화 공정을 조합할 경우, 찰피나무 조직배양 묘목을 대량으로 생산할 수 있다는 것을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법에 의해 생산된 찰피나무 조직배양 묘목을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
i) 찰피나무의 정아 절편체를 기내 배양하여 신초를 유도하는 단계;
ii) 신초 절편체를 기내 배양하여 다신초를 유도하는 단계;
iii) 다신초의 줄기 기부로부터 절단한 신초를 배양하여 발근 유도를 통하여 식물체로 재분화시키는 단계;
iv) 재분화된 식물체를 상토에 이식하여 순화하는 단계; 및
ⅴ) 순화된 식물체를 토양(폿트)에 이식하고 육묘하는 단계:를 포함하는 찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산 방법을 제공한다.
본 발명에서 '정아(頂芽, Apical bud)'는 식물의 줄기나 가지 끝부분에 나 있는 눈(싹 발생 구조)을 지칭한다.
본 발명에서 '신초(shoot)'는 새로 자라난 가지로서, 줄기의 선단을 적심했을 때 측아로부터 자라나온 가지, 숨은 눈이나 가지 윗 쪽 또는 등어리에 위치한 눈에서 자라나온 가지와 같이 세력이 좋은 가지를 의미한다.
본 발명에서 '기내 배양'은 인공배양기를 사용하여 유기체를 기르는 방법을 의미한다.
본 발명에서 '다신초(multiple shoot)'는 일명 다경줄기로 줄기가 여러개 있는 것을 가리킨다.
본 발명에서 '발근(rooting)'은 뿌리내림을 의미하는 것으로, 식물체의 기관에서 뿌리를 분화(형성)시키는 것을 포함한다.
본 발명에서 '재분화(再分化)'는 탈분화한 세포로부터 원래의 기관이나 생물체로 복원하는 것을 재분화라고 하며, 식물 세포의 배양기술에서 배양 조건을 변화시킴으로써 싹이나 뿌리가 형성되게 하여 식물체가 재생하는 출발점이 되게 하는 현상을 포함한다.
본 발명에서 '순화'는 식물체가 토지의 기후 조건, 또는 동일 지역의 기후 변동에 적응하는 것을 의미한다.
본 발명에서 '상토(床土)'는 작물의 육묘를 목적으로 사용되는 배양토(인공토양)를 말한다.
본 발명에서 '묘목(苗木, seedling)'은 인공적으로 대량으로 육성한 어린 나무를 의미하며, 비인공적으로 자란 어린 나무는 치묘 등의 용어를 사용해 구별하기도 한다.
본 발명에서 '육묘(育苗, raising seeding)'는 식물체를 일정 기간 동안 길러 정식으로 심기에 가장 적합한 양질의 묘목을 키우는 제반 작업을 의미한다.
단계 i) 찰피나무의 정아 절편체 기내 배양
찰피나무의 정아 절편체를 기내 배양하여 신초를 유도한다.
본 단계에서 찰피나무는 수령(樹齡)이 4 ~ 6 개월인 것을 사용하며, 가장 바람직하게는 5개월된 찰피나무 유묘이다.
수령이 상기 범위를 벗어나는 12년생 찰피나무 성숙목 유래의 정아 절편체를 사용하면 기내 배양시 신초가 제대로 형성되지 않는다 (도 1).
본 단계에서 정아 절편체는 정아를 포함하는 줄기 끝부분을 절단하여 제조한다.
정아 절편체는 배양 배지에 이식하여 배양하여 신초를 유도한다.
본 단계에서 배양 배지는 0.5 ~ 2.0 mg/L 6-벤질아미노퓨린(BA; 6-Benzylaminopurine), 2 ~ 3% 수크로스 및 0.2~0.4% 젤라이트가 첨가된 고체상의 MS(Murashige and Skoog) 배지를 사용하고, 가장 바람직하게는 1.0 mg/L BA, 3% 수크로스 및 0.3% 젤라이트가 첨가된 MS 배지를 사용한다.
본 단계에서 정아 절편체 배양은 25±1℃에서 1일 15~17 시간, 50~70 μmol·m-2·s-1 조명이 유지되는 조건 하에 배양하여 신초를 유도한다.
상기 배양의 기간은 4 ~ 8 주간이 바람직하고, 가장 바람직하게는 6 주간이다.
상기와 같은 특정 수령의 찰피나무 유래의 정아 절편체와 특정 농도의 BA를 포함하는 배양배지를 사용할 경우, 신초 유도율이 현저히 증가된다 (도 1, 표 1).
단계 ii) 다신초(다경줄기) 유도
단계 i)로부터의 신초의 기내 대량증식을 위하여 신초 절편체를 기내 배양하여 다신초(다경줄기)를 유도한다.
본 단계에서 신초 절편체는 신초의 줄기까지 포함하도록 절단하여 제조한다.
신초 절편체를 다신초 유도배지에 이식하여 배양하여 다신초를 유도한다.
본 단계에서 유도배지로는 식물생장호르몬으로 0.5 ~ 1.0 mg/L 6-벤질아미노퓨린(BA), 2 ~ 3 % 수크로스 및 0.2 ~ 0.4 젤라이트가 첨가된 고체상의 MS(Murashige and Skoog) 배지를 사용하고, 가장 바람직하게는 1.0 mg/L BA, 3% 수크로스 및 0.3% 젤라이트가 첨가된 MS 배지를 사용한다.
BA 이외의 식물생장호르몬[제아틴(zeatin), 키네틴(kinetin)]을 첨가하거나, 상기 농도를 벗어나는 범위의 BA(2.0 mg/L)를 첨가하는 경우는 다신초의 형성이 제대로 이루어지지 않는다 (표 2).
본 단계에서 배양은 25±1℃에서 1일 15~17 시간, 50~70 μmol·m-2·s-1 조명이 유지되는 조건하에 배양한다.
상기 배양의 기간은 5 ~ 7 주간이 바람직하고, 가장 바람직하게는 6 주간이다.
단계 iii) 재분화
다신초의 줄기 기부로부터 절단한 신초를 배양하여 발근 유도를 통해 식물체로 재분화시킨다.
본 단계에서 신초로는, 대량 번식을 위하여, 다신초의 줄기 기부로부터 각각의 신초를 줄기까지 포함하도록 절단하여 다수의 신초를 사용한다.
신초는 각각 발근배지에 이식하여 배양하여 발근을 유도하여 재분화된 식물체를 얻는다.
본 단계에서 발근배지는 0.5 ~ 1.0 mg/L 인돌-3-뷰티르산 (IBA, Indole-3-butyric acid), 2 ~ 4% 수크로스 및 0.2 ~ 0.4% 젤라이트가 첨가된 고체상의 1/2 MS(Murashige and Skoog) 배지를 사용하고, 가장 바람직하게는 0.5 mg/L IBA, 3% 수크로스 및 0.3% 젤라이트가 첨가된 1/2 MS 배지(기본 염류의 양을 반으로 줄인 배지)를 사용한다.
본 단계에서 배양은 25±1℃에서 1일 15~17 시간, 50~70 μmol·m-2·s-1 조명이 유지되는 조건하에 배양한다. 바람직하게는 25℃에서 1일 16시간 60 μmol·m-2·s-1 범위 내에서 조명이 유지되는 조건하에 배양한다.
상기 배양의 기간은 2 ~ 4 주간이 바람직하고, 가장 바람직하게는 3 주간이다.
상기와 같은 조건으로 배양시 찰피나무 신초는 재분화가 잘 진행되어 뿌리가 제대로 발달된 식물체로 생장한다 (도 3).
상기와 같은 찰피나무 신초의 발근 유도 및 하기 단계 iv)의 순화 효율성을 동시에 증대시키기 위해서는 식물생장호르몬 IBA를 0.5 ~ 1.0 mg/L로 사용하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 IBA를 0.5 mg/L로 사용한다 (도 5).
단계 iv) 순화
단계 iii)으로부터의 재분화된 식물체를 상토에 이식하여 순화시킨다.
본 단계에서 순화는 식물체를 80 ~ 90%의 습도가 유지되는 순화용기 내 인공토양에 이식하여 순화된 어린 식물체를 얻는다.
본 단계에서 순화용기는 80 ~ 90%의 습도 유지가 가능하면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다.
본 단계에서 인공토양은 버미큘라이트, 피트모스 및 펄라이트 혼합된 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 버미큘라이트 : 피트모스 : 펄라이트가 1 : 1 : 1(v:v:v)의 비로 혼합된 것을 사용한다.
본 단계에서 증식은 25±1℃에서 1일 15~17 시간, 50~70 μmol·m-2·s-1 조명이 유지되는 조건하에 수행한다.
상기 증식의 기간은 3 ~ 5 주간이 바람직하고, 가장 바람직하게는 4 주간이다.
본 발명에 따른 찰피나무 어린 식물체는 순화율이 100%이며 또한 생장이 양호한 건전 순화묘로 생장된다 (도 4, 도 5).
단계 v) 육묘
순화된 식물체를 토양(폿트)에 이식하고 육묘를 한다.
본 단계에서 육묘는 순화된 식물체를 토양에 이식한 후 4 ~ 5 개월 동안 길러 정식으로 심기에 가장 적합한 양질의 묘목으로 대량생산한다.
본 발명의 생산방법에 따르면, 양질의 찰피나무 묘목을 대량으로 생산할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적에 따라서, 본 발명은 상기 생산방법에 의해 생산된 찰피나무 묘목을 제공한다.
본 발명에 따른 찰피나무 묘목은, 생장이 양호하여 대량 밀원수 조림용으로 적합하다.
본 발명에 따른 찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산방법에 의하면, 종래 기술에서는 성공하지 못했던, 정아를 이용한 기내 배양을 통하여 우수한 모본과 유전적으로 동일한 묘목을 쉽고 간편하게 짧은 기간 내에 대량으로 생산할 수 있다.
본 발명의 생산방법에 의하면, 찰피나무 신초 유도율이 현저히 증가하고, 다신초 유도 및 재분화 (100%)가 잘 진행되고, 환경 순화도 잘 이루어져서 생장이 양호한 건전 찰피나무 조직배양 묘목을 대량으로 생산할 수 있다. 따라서 본 발명의 찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산방법은 밀원수 조림용 찰피나무 묘? 대량생산 시스템으로 효율적인 적용이 가능하다.
또한 본 발명에 따른 찰피나무 조직배양 묘목은 우수한 유전형질을 갖는 모본과 동일한 유전형질을 갖고, 생장이 양호한 건전한 묘목이므로 대량 조림용에 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 찰피나무 정아 절편체의 기내 배양을 통해 신초가 유도된 상태를 보여주는 사진이다 (좌).
도 2a는 본 발명에 따라서 신초로부터 유도된 다신초를 보여주는 사진이며, 도 2b는 대량 증식되고 있는 다신초를 보여주는 사진이다.
도 3은 발근 유도용 식물생장호르몬인 IBA 또는 NAA 첨가 배지에서 발근된 찰피나무의 어린 식물체를 보여주는 사진이다.
도 4는 본 발명의 순화조건에 따라 순화용기(위), 순화용기 내 인공토양에 이식되어 배양된 순화묘(아래)를 보여주는 사진이다.
도 5는 식물생장호르몬인 IBA 또는 NAA 첨가 배지에서 발근된 어린 식물체의 인공토양 이식 후 생산된 순화묘의 생장 특성을 보여주는 사진이다.
도 6은 본 발명의 따라 생산된 찰피나무 조직배양 묘목를 보여주는 사진이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하기로 한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위하여 예시한 것일 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 찰피나무의 정아 절편체의 기내 배양
기내에서 찰피나무 신초를 유도하기에 적합한 정아 절편체를 구명하기 위해, 수령 5개월 찰피나무 유묘와 수령 12년 찰피나무 성숙목으로부터 각각 정아를 포함하는 줄기 끝부분까지 절단하여 정아 절편체들 각각 30개씩 준비하였고, 농도별 BA(6-Benzylaminopurine)를 준비하였다.
각각의 정아 절편체 30개씩을 하기 표 1과 같은 농도의 BA(6-Benzylaminopurine), 3% 수크로스 및 0.3% 젤라이트가 첨가된 MS(Murashige and Skoog) 배지에 이식한 후 6주간 배양하여 신초를 유도하였다. 배양 환경은 온도 25±1℃에서 1일 16시간 조명(냉백색 형광등, 60 μmol·m-2·s-1)으로 유지하였다. 배양 결과 사진을 도 1에 도시했고, 신초가 유도된 것들을 평균내어 신초 유도율을 산출하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
정아 절편체가 채취된
찰피나무 수령		 BA 농도(mg/L) 신초 유도율(%)
수령 5개월 0.0 16.4 ± 1.8
0.5 51.0 ± 2.1
1.0 82.2 ± 1.9
2.0 65.6 ± 2.0
수령 12년 0.0 0
0.5 0
1.0 0
2.0 0
도 1은 각각의 찰피나무 정아 절편체의 신초 유도 결과를 나타낸 보여주는 사진이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 수령 5개월의 찰피나무 유묘로부터 유래된 정아 절편체로부터는 신초가 양호하게 유도되었으나 (좌측 사진), 수령 12년의 찰피나무 성숙목으로부터 유래된 정아 절편체로부터는 신초가 제대로 유도되지 않음을 확인할 수 있다 (우측 사진).
표 1은 정아 절편체가 유래된 찰피나무의 수령 및 식물생장호르몬(BA) 농도에 따른 신초 유도 효과를 나타낸 것이다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 신초 유도 효과는 정아 절편체가 유래된 찰피나무의 수령 및 식물생장호르몬의 농도에 따라 큰 차이를 보임을 알 수 있다. 구체적으로는 수령 5개월의 찰피나무 유묘로부터 유래된 정아 절편체를 배양한 경우, BA를 0.5 ~ 2.0 mg/L의 농도로 첨가한 배양배지에서 신초 유도율 약 51.0 ~ 82.2%로 신초가 유도되었고, 1.0 mg/L BA를 첨가한 배양배지에서 배양한 경우 신초 유도율이 82.2%로 가장 높게 나타났다.
이에 비하여 수령 12년의 찰피나무 성숙목으로부터 유래된 정아 절편체를 사용한 경우는, BA의 농도와 상관없이 신초가 전혀 유도되지 않았다.
상기와 같은 5개월 수령의 찰피나무 유묘 유래의 정아 절편체와 1.0 mg/L 농도의 BA를 포함하는 배양배지를 사용할 경우, 신초 유도율이 가장 높아 대량 생산에 가장 적합하다는 것을 확인할 수 있다.
실시예 2: 다신초 유도 분석
신초를 기내 배양하여 다신초 유도를 통한 기내 대량증식을 위한 적절한 식물생장호르몬(싸이토키닌) 종류와 농도의 구명을 위하여, 하기 표 2와 같은 농도들의 식물생장호르몬 BA, 제아틴(zeatin) 및 키네틴(kinetin), 3% 수크로스 및 0.3% 젤라이트가 첨가된 MS 배지를 배양배지로 준비하였다.
실시예 1에서 유도된 신초의 줄기까지 포함하도록 절단한 신초 절편체 30개씩을 준비된 배양배지에 이식한 후 6주간 배양하여 다신초를 유도하였다. 배양 환경은 온도 25±1℃에서 1일 16시간 조명(냉백색 형광등, 60 μmol·m-2·s-1)으로 유지하였다. 대조구(control)로서 식물생장호르몬을 첨가되지 않은 것을 제외하고는 동일한 조건으로 신초 절편체 30개를 배양하여 식물체로 재분화시켰다.
그 결과 사진을 도 2a 및 도 2b에 도시했고, 각 다신초의 신초 수와 길이를 측정하여 평균내어 그 결과를 표 2에 나타내었다.
싸이토키닌 농도
(mg/L)		 신초 수
(개)		 신초길이
(cm)
Control 0.0 1.0 ± 0.0 1.3 ± 0.2
BA 0.5 2.0 ± 0.8 1.9 ± 0.4
1.0 2.5 ± 0.6 2.6 ± 0.5
2.0 1.6 ± 0.7 2.1 ± 0.6
제아틴 0.5 1.3 ± 0.5 2.4 ± 0.5
1.0 1.4 ± 0.5 2.9 ± 0.8
2.0 1.6 ± 0.5 3.0 ± 0.9
키네틴 0.5 1.0 ± 0.0 1.3 ± 0.2
1.0 1.0 ± 0.0 1.4 ± 0.3
2.0 1.0 ± 0.0 1.3 ± 0.1
도 2a는 본 발명에 따라 1.0 mg/L 농도로 BA 첨가 배양배지에서 유도된 다신초의 사진으로서, 다신초가 잘 유도되었음을 확인할 수 있다.
표 2에 나타낸 바와 같이, 찰피나무의 신초를 다신초로 유도하는 효과는 생장호르몬의 종류 및 농도에 따라서 큰 차이를 보여주었다.
구체적으로는 0.5 ~ 1.0 mg/L 농도로 BA(6-Benzylaminopurine)를 첨가한 배지에서 다신초에 유도된 신초 수는 약 2 ~ 2.5개로 높게 나타났으며, 제아틴이 첨가된 배지에서는 다신초에 유도된 신초 수가 낮았으며, 키네틴이 첨가된 배지에서는 농도에 상관없이 다신초가 형성되지 않았다. 식물생장호르몬이 첨가되지 않은 배지(Control)에 있어서는 다신초가 형성되지 않았다.
따라서 찰피나무의 다신초 유도를 통한 기내 대량 증식을 위해서는 식물생장호르몬 중에서 BA를 첨가하는 것이 가장 효과적이며, 다신초에 유도된 신초 길이까지 고려할 경우 가장 바람직한 첨가 농도는 1.0mg/L임을 확인할 수 있다.
실시예 3: 발근 및 재분화 분석
실시예 2에서 유도된 다신초의 줄기 기부로부터 각각의 신초를 줄기까지 포함하도록 절단한 다음, 다수의 신초를 이용하여 찰피나무 신초의 발근 유도 시 적합한 식물생장호르몬(옥신; IBA, NAA) 종류 및 농도를 분석하였다.
구체적으로는 각각의 신초 30개씩 0.5 ~ 3.0 mg/L 인돌-3-뷰티르산(IBA, indole-3-butyric acid) 또는 1-나프탈렌아세트산(NAA, 1-naphthaleneacetic acid), 3% 수크로스 및 0.3% 젤라이트가 첨가된 1/2 MS 배지에 이식하여 3주간 배양하여 발근을 유도하여 식물체로 재분화시켰다. 배양 환경은 온도 25±1℃에서 1일 16시간 조명(냉백색 형광등, 60 μmol·m-2·s-1)으로 유지하였다. 대조구(control)로서 식물생장호르몬을 첨가되지 않은 것을 제외하고는 동일한 조건으로 신초 절편체를 배양하여 식물체로 재분화시켰다.
3주간 배양 결과 사진을 도 3에 도시했고, 각 신초의 발근된 뿌리수, 뿌리길이, 발근율를 측정하여 평균내어 산출하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.
식물생장호르몬 농도
(mg/L)		 발근율
(%)		 뿌리수
(개)		 뿌리길이
(cm)
Control 0.0 53.3 ± 4.8 1.3 ± 0.5 3.7 ± 0.8
IBA 0.5 100.0 ± 0.0 6.8 ± 3.2 2.6 ± 0.5
1.0 100.0 ± 0.0 10.4 ± 4.4 1.7 ± 0.4
2.0 93.3 ± 3.7 16.1 ± 8.2 1.0 ± 0.3
3.0 86.7 ± 4.2 19.6 ± 9.4 0.8 ± 0.4
NAA 0.5 66.7 ± 3.5 2.7 ± 0.9 2.2 ± 0.6
1.0 83.3 ± 4.1 4.2 ± 2.0 2.4 ± 0.6
2.0 91.7 ± 3.5 5.8 ± 0.5 1.7 ± 0.2
3.0 100.0 ± 0.0 8.9 ± 4.1 1.6 ± 0.3
도 3은 찰피나무 식물체의 재분화된 모습을 나타낸 사진으로서 이에 의하면, 식물생장호르몬으로 IBA가 저농도(0.5 ~ 1.0 mg/L)로 첨가된 배양배지에서 배양된 신초와 NAA가 고농도(2.0 ~ 3.0 mg/L)로 첨가된 배양배지에서 배양된 신초에서 뿌리가 양호하게 형성되었다.
표 3에 나타낸 바에 의하면, 식물체 재분화에서 가장 중요한 요소인 신초 발근율은 0.5 ~ 1.0 mg/L IBA 또는 3.0 mg/L NAA 첨가한 배지에서 100%로 가장 높게 나타났다. 뿌리수는 3.0 mg/L IBA 첨가 배지에서 19.6개, 뿌리길이는 식물생장호르몬이 첨가되지 않은 배지(Control)에서 3.7cm로 가장 높게 나타났다.
실시예 4: 식물체의 순화 분석 및 육묘
실시예 3에서 재분화된 식물체들을 상토 이식 후 생장 특성을 비교하여 순화 여부에 대해 분석하였다.
구체적으로는 실시예 3에서 기내 발근한 어린 식물체 각각 60개씩을 순화용기 내 인공토양[버미큘라이트 : 피트모스 : 펄라이트 = 1 : 1 : 1(v:v:v)]에 이식하여 4주간 생장시켰다 (도 4). 이식 후 충분히 관수하고 순화용기 덮개로 덮어줌으로써 순화용기 내 습도를 80%~90%로 유지하였다. 순화실 배양 환경은 온도 25±1℃에서 1일 16시간 조명(냉백색 형광등, 60 μmol·m-2·s-1)으로 유지하였다.
4주간 생장 후 순화된 순화묘(찰피나무)의 결과 사진을 도 5에 도시했고, 순화율과 순화묘의 뿌리길이를 측정하여 평균내어 산출하여 그 결과를 표 4에 나타내었다.
식물생장호르몬 농도
(mg/L)		 순화율
(%)		 뿌리길이
(cm)
Control 0.0 100.0 ± 0.0 16.4 ± 2.7
IBA 0.5 100.0 ± 0.0 18.5 ± 3.5
1.0 100.0 ± 0.0 17.6 ± 3.2
2.0 93.3 ± 3.3 16.9 ± 2.6
3.0 86.7 ± 2.9 13.5 ± 2.1
NAA 0.5 100.0 ± 0.0 14.8 ± 5.9
1.0 100.0 ± 0.0 12.6 ± 4.1
2.0 88.5 ± 3.1 11.4 ± 6.2
3.0 87.5 ± 3.0 10.0 ± 4.7
도 5는 순화용기 내 인공토양에 이식 후 순화된 식물체의 생장 모습을 촬영한 사진이다.
도 5에 의하면, 실시예 3에서 발근이 양호하게 이루어졌던, IBA가 저농도(0.5 ~ 1.0 mg/L)로 첨가된 배양배지에서 배양된 신초에서 재분화된 식물체는 순화가 양호하게 이루어진 반면에, NAA가 고농도(2.0 ~ 3.0 mg/L)로 첨가된 배양배지에서 배양된 신초에서 재분화된 식물체는 순화가 제대로 이루어지지 않았음을 확인할 수 있다.
표 4에 나타낸 바에 의하면, 순화율은 0.5 ~ 1.0 mg/L 농도의 IBA 첨가 배지에서 발근된 식물체에서 100%로 가장 높게 나타났으나, 2.0 ~ 3.0 mg/L 농도의 NAA 첨가 배지에서 발근된 식물체에서 순화율은 87.5 ~ 88.5%로 낮게 나타났다.
순화된 식물체의 뿌리길이는 0.5 ~ 1.0 mg/L IBA 첨가 배지에서 발근된 식물체에서 17.6 ~ 18.5cm로 높게 나타났으나, 2.0 ~ 3.0 mg/L NAA 첨가 배지에서 발근된 식물체에서는 10.0 ~ 11.4cm로 낮게 나타났다.
상기와 같은 찰피나무 신초의 발근 유도 및 순화묘의 생산 효율성을 동시에 증대시키기 위해서는 식물생장호르몬 IBA를 0.5 ~ 1.0 mg/L로 사용하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 IBA를 0.5mg/L로 사용하는 것임을 확인할 수 있다.
0.5 mg/L 농도의 IBA 첨가 배지에서 발근된 식물체로부터 순화된 순화묘를 폿트 내의 토양으로 이식하여 온실에서(관수는 주 1~2회 실시) 4개월 길러 정식으로 심기에 가장 적합한 양질의 묘목으로 대량생산하였고, 그 결과 사진을 도 6에 나타냈다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 생산방법에 의하면 생장이 양호한 양질의 찰피나무 묘목을 대량으로 생산할 수 있음을 확인할 수 있다.

Claims (12)

  1. 찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산 방법으로, 상기 방법은
    i) 찰피나무의 정아 절편체를 기내 배양하여 신초를 유도하는 단계;
    ii) 신초 절편체를 기내 배양하여 다신초를 유도하는 단계;
    iii) 다신초의 줄기 기부로부터 절단한 신초를 배양하여 발근 유도를 통하여 식물체로 재분화시키는 단계;
    iv) 재분화된 식물체를 상토에 이식하여 순화하는 단계; 및
    ⅴ) 순화된 식물체를 토양에 이식하고 육묘하는 단계:를 포함하고,
    상기 찰피나무의 정아 절편체는 수령이 4~6 개월된 찰피나무 유묘의 정아 절편체이고,
    상기 단계 i)에서 배양 배지는 0.5 ~ 2.0 mg/L 6-벤질아미노퓨린, 2 ~ 3% 수크로스 및 0.2 ~ 0.4% 젤라이트가 첨가된 MS(Murashige and Skoog) 배지인 것인 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 찰피나무의 정아 절편체는 수령이 5 개월된 찰피나무 유묘의 정아 절편체인 것을 특징으로 하는 찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 단계 i)에서 배양은 25±1℃에서 1일 15~17 시간, 50~70 μmol·m-2·s-1 조명이 유지되는 조건 하에 4 ~ 8 주간 수행하는 것을 특징으로 하는 찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 단계 ii)에서 배양 배지는 0.5 ~ 1.0 mg/L 6-벤질아미노퓨린, 2 ~ 3% 수크로스 및 0.2 ~ 0.4% 젤라이트가 첨가된 MS 배지인 것을 특징으로 하는 찰피나무 묘목의 대량 생산 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 6-벤질아미노퓨린은 1.0 mg/L의 농도로 첨가되는 것을 특징으로 하는 찰피나무 조직배양 묘목의 대량 생산 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 단계 iii)에서 배양 배지는 0.5 ~ 1.0 mg/L 인돌-3-뷰티르산, 2 ~ 4% 수크로스 및 0.2 ~ 0.4% 젤라이트가 첨가된 1/2 MS 배지인 것을 특징으로 하는 찰피나무 조직배양 묘목의 대량생산 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 인돌-3-뷰티르산은 0.5 mg/L의 농도로 첨가되는 것을 특징으로 하는 찰피나무 조직배양 묘목의 대량생산 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 단계 ii) 및 단계 iii)에서 배양은 25±1℃에서 1일 15~17시간, 50~70 μmol·m-2·s-1 조명이 유지되는 조건 하에 5~7 주간 수행하는 것을 특징으로 하는 찰피나무 조직배양 묘목의 대량생산 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 단계 iv)에서 상토는 버미큘라이트, 피트모스 및 펄라이트가 1 : 1 : 1(v:v:v)의 비로 혼합된 것이며, 순화는 80~90%의 습도가 유지되는 순화용기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 찰피나무 조직배양 묘목의 대량생산 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 신초의 발근율 및 식물체 순화율은 각각 100%인 것을 특징으로 하는 찰피나무 조직배양 묘목의 대량생산 방법.
  12. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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