KR19990086801A - 저반부 배양에 의한 백합종구의 기내 대량생산 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백합의 종묘생산에 있어서 조직배양기술을 이용한 구근 급속 대량번식 방법에 관한 것이다. 기존의 방법인 조직으로 부터의 소자구 직접 증식하는 방법은 증식율이 낮고 소자구비대에 3∼4개월 내외의 장기간이 소요되는 등 구근생산비절감에 지장을 초래하며 인력소요가 많은 등 당해기술의 산업화 추진에 어려움이있다. 본 발명은 BA와 IAA 등 생장조절 물질을 이용하여 조직으로부터 생성되는 인편의 발현을 최소화하고 저반부 발육을 극대화하여 저반부를 분할, 계대배양하는 과정을 반복함으로써 수적으로 증식시킨 후 증식된 저반부로부터 최종적으로 정상적인 소자구를 재생해내는 신규한 방법이다.

본 발명은 기존방법에 비하여 단위시간(3개월간) 기준으로 절편체당 자구증식율이 170%이상, 자구무게가 118% 이상으로 증대되며 년간 기존방법보다 10배 이상의 구근을 증식할 수 있으며 백합 등과 같이 형태적으로 저반부가 있는 작물의 구근대량번식에 있어서 산업화가 가능하다.

Description

저반부 배양에 의한 백합종구의 기내 대량생산 방법

백합은 우리나라 6대 절화류 중의 하나이며 최근 백합절화 수출촉진에 의하여 국내 재배면적이 급증하고 있는 작물이다. 그러나 국내에서 재배되는 수출용 백합은 종구가 거의 전량이 네덜란드 등의 외국에서 수입되고 있는 실정으로서 수입량은 1,000만구/년 정도에 이르고 있다.

최근 종구 수입추세가 개화구 수입에서 중·소구 수입으로 차츰 전환되고 있어서 수입금액은 둔화되고 있으나 여전히 종구의 국내자급은 단기간 내에 어려운 실정이다. 국내 농업관련 대학, 연구소, 농촌진흥청 산하 시험연구기관 등에서 백합 종구 대량번식 연구를 추진해 오고 있으나 아직 경제성 있는 산업화 기술은 개발되지못한 상태이다. 원예연구소에서도 백합종구 수입대체 기술개발 사업의 일환으로 "구근화훼 종구 대체기술 개발"이라는 과제하에 '조직배양시 나리 자구생산 효율증진에관한 연구'를 수행하던중 백합의 인편으로부터 증식되는 자구의 저반부(basal plate)증식, 비대를 통하여 자구를 급속히 증식 및 조기비대할 수 있는 기술이 공지되어있다. (한봉희 등, 생장조절제 처리에 의한 나리 `Casa Blanca′의 저반부 형성, 한국원예학회; 나리 、Casa Blanca'의 저반부로부터 소자구의 형성; 저반부 배양에 의한 나리 `Casa B1anca'의 자구 대량번식, 1998년 5월)

본 발명은 기존의 백합 번식방법이 인편을 배양하여 자구를 직접 생산함에 반하여 본 발명은 인편에서 저반부를 비대시키고 비대한 저반부를 반복하여 계속 증식시킨 후에 최종적으로 자구를 비대시키는 방법으로서 기존의 방법과는 전혀 상이한 새로운 번식방법을 제공한다. 이 방법은 아직 세계적으로 보고된 바 없을 뿐 아니라 기존 방법에 비할때 자구의 년간 증식속도가 10배 내외로 높고 증식된 자구의 비대속도도 30%정도 빠르며 기존방법의 인편치상에 비하여 계대배양 노력이 크게 절감되는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 백합 저반부 증식을 통한 구근 대량생산 모식도

도 2 는 인편배양에서 생산된 소자구와 저반부의 형태적 차이점

도 3 은 배양재료별 자구의 비대

도 4 는 배양재료별 자구의 증식

본 발명은 백합 등 형태적으로 저반부(basal plate)가 있는 식물의 구근번식에 있어서 조직배양에 의한 대량번식 기술에 관한 사항이다.

조직배양기술을 이용한 관행적인 번식방법은 인편, 줄기 등의 조직에서 소자구를 바로 생산하고 생산된 소자구의 인편을 분할하여 계대배양 함으로써 다시 여러개의 소자구를 생산하는데 이 과정을 반복함으로써 구근을 증식하는 방법이다.

이 방법은 인편을 재료로 이용할 경우 한개의 소자구에서 일년에 약 10,000개의 소자구를 생산할 정도로 증식율이 낮을 뿐 아니라 계대배양시에도 인편을 분할하고 노화조직을 제거하는 등 노력(인건비)이 과다하게 소요되는 단점이 있다.

그러나 본 발명은 인편, 줄기 등 조직에서 저반부(底盤部; basal plate)조직을 유기하고, 형성된 저반부를 절단, 계대배양하여 증식시킴으로써 수적으로 번식시킨후 다시 저반부에서 정상적인 소자구를 생산하는 방법으로서 상기의 일반적인 번식방법과는 전혀 다른 것이다. 여기서 저반부라 함은 소자구의 인편발달이 극히 제한되고 그 아래쪽의 저반부가 크게 비대하여 여러개가 혼재한 형태를 이루는 것으로 현재까지 학문적으로 정확히 정의된 바 없는 새로운 형태의 소자구형을 이루는 것이다.

< 실시예 1 > 인편에서 저반부의 유기

최초에 치상한 조직으로부터 저반부를 인위적으로 유기함에 있어서 무라시게-스쿡배지(Murashige-Scook배지;이하 MS배지라 함)에 벤질아데닌(Benzyladenine;이하BA라 함)을 0.1∼2.0 ㎎/ℓ 첨가 하거나 티디아주론(Thidiazuron; 이하 TDZ라 함)를0.1∼5.0 ㎎/ℓ 첨가하는 것이 가장 효과적이었다. 상기농도 이외의 농도에서도 기저부 유기효과는 인정이 되며, 카이네틴(kinetin) 등 다른 사이토키닌(cytokinin)류들도 고농도에서 BA나 TDZ와 유사한 효과가 인정된다.(표 1 참조)

표 1. Cytokinin의 종류 및 농도가 자구형성 및 저반부 발달에 미치는 영향

저반부 유기에 있어서 BA와 더불어 IAA(lndole acetic acid; 인돌초산)를 0.1∼1.0 ㎎/ℓ을 첨가하면 BA 단용첨가배지보다 더욱 효과적이며 BA 1.0 mg/L + IAA 0.5 mg/L 첨가배지가 가장 효과적이었다.(표 2). IAA 이외의 IBA(lndole butric acid, 인돌뷰트릭산), NAA (Naphthalene acetic acid, 나프탈렌초산) 등 저농도의 오옥신 첨가효과도 IAA 첨가효과와 유사한 효과를 나타낼 것으로 생각된다.

표 2. BA와 IAA 의 혼용처리가 자구의 형성 및 저반부의 발달에 미치는 영향

< 실시예 2 > 저반부의 증식

유기된 저반부의 증식은 BA 0.5∼5.0 ㎎/ℓ 와 IAA 0.1∼1.0 ㎎/ℓ 혼합처리 배지에서 모두 효과적으로 증식되며 저반부의 증식에 가장 알맞는 배지는 BA 2.0 mg/L + IAA 0.5 mg/L가 첨가된 배지이다. 증식된 저반부를 분할하여 배양하면 동일한 배지에서 계속하여 저반부가 증식된다.(표 3)

표 3. BA와 IAA 의 혼용처리가 저반부의 증식에 미치는 영향

< 실시예 3 > 저반부 절편으로부터 자구의 비대

인편배양보다는 저반부를 배양하는 것이 자구무게가 현저히 증가되었으며, 배지내 활성탄 (Activated Charcoa1) 0.5∼3.0 g/L 첨가 역시 자구의 비대에 현저히 효과적이었다. 따라서 저반부 절편을 MS + sucrose 6% + 활성탄 0.5∼3.0 g/L가 첨가된 배지에서 배양하는 것이 바람직하다고 생각된다. 또한 명배양보다는 암배양을 하는 것이 자구의 무게는 비슷하였으나 인편엽이 발생하지 않아 경제적이었다.(표 4∼표 6)

표 4. Sucrose가 나리 자구비대에 미치는 영향

표 5. 배양재료 및 활성탄이 나리자구의 비대에 미치는 영향

표 6. 배양환경이 저반부로부터 자구의 비대에 미치는 영향

< 실시예 4 > 배양재료별 자구의 비대효과 측정

본 발명은 계대배양에 소요되는 시간이 현저히 단축될 뿐 아니라 자동화, 생력화가 가능하며 도 3에서 보는 바와 같이 MS기본배지에 활성탄 1g/L, sucrose 6%로하여 동일 배지에서 3개월 배양을 기준으로 볼때 기존의 방법에 비하여 절편체당자구수가 175.9%, 자구무게가 118.4%로 증대되는 효과를 확인하였다.

또한, 도 4에서 처럼 본 발명은 기존의 인편배양방법이 3개월 정도 배양해야 함에 비하여 단 2개월간 배양하여도 기존방법에 비하여 자구수가 126.2%, 전체구중이 183.7%로 증가하는 현저한 효과를 나타낸다.

조직배양시 년간 증식율을 환산하면 기존의 인편배양방법이 인편 한개에서 729∼6,561배 증식함에 비하여 본 발명은 4,314∼168,151배로 증식되는 획기적 방법이다.

표 7. 배양재료별 년간 증식능력 비교(평균)

본 발명은 기존방법에 비하여 3개월간 단위시간 기준으로 절편체당 자구증식율이 170%이상, 자구무게가 118% 이상으로 증대되며 년간 기존방법보다 10배 이상의구근을 증식할 수 있으며 백합 등과 같이 형태적으로 저반부가 있는 작물의 구근대량번식에 있어서 산업화가 가능하다.

Claims (5)

1. 백합의 인편 또는 줄기조직에서 MS기본배지에 BA(벤질아데닌)를 첨가하거나 TDZ(티디아주론)를 첨가하여 저반부(Basal plate)조직을 유기하고, 유기된 저반부를 BA와 IAA(인돌초산)를 혼합한 배지에서 증식하여 증식된 저반부를 분할배양증식하고, 배지내 활성탄을 첨가하여 소자구를 비대시키는 것을 특징으로 하는 저반부 배양에 의한 백합구근의 기내 대량생산방법.
2. 제 1 항에 있어서, 저반부의 인공적 유기는 MS배지에 BA 0.5∼1.0mg/L, IAA 0∼1.0mg/L를 첨가하는 것을 특징으로 하는 저반부 배양에 의한 백합구근의 기내 대량생산방법.
3. 제 1 항에 있어서, 저반부의 증식은 MS배지에 BA 0.5∼5.0mg/L, IAA 0∼1.0mg/L를 첨가하는 것을 특징으로 하는 저반부 배양에 의한 백합구근의 기내 대량생산방법.
4. 제 1 항에 있어서, 소자구의 비대는 소자구비대 배지로 MS배지에 당(sucrose)3∼10%, 활성탄 O.5∼2.0g/L 첨가하는 것을 특징으로 하는 저반부 배양에 의한 백합구근의 기내 대량생산방법.
5. 제 1 항에 있어서, 소자구의 배양은 암배양임을 특징으로 하는 저반부 배양에 의한 백합구근의 기내 대량생산방법.