KR20190025236A - Method of embryogenic tissue induction from immature zygotic embryo in Japanese larch - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an induction method of an embryogenic tissue from an immature embryo in a Larix kaempferi seed, which can maximize various lines of the embryogenic tissues. The induction method comprises the steps of: isolating and surface-sterilizing an immature seed contained in squama of immature strobilus of collected Larix kaempferi; removing testa of the surface-sterilized immature seed, cutting the testa-removed immature seed in longitudinal section and bisecting the same; and culturing and denticulating the bisected section to be in contact with embryogenic tissue-inducing media.

Description

일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법{Method of embryogenic tissue induction from immature zygotic embryo in Japanese larch} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for inducing embryogenic tissue from an immature embryo,

본 발명은 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 채취한 일본잎갈나무의 미숙 구과의 인편 속에 들어 있는 미숙 종자를 분리하여 표면 살균하는 단계, 상기 표면 살균된 미숙 종자의 종피를 제거한 후, 상기 종피가 제거된 미숙 종자를 종단면으로 절단하여 양분하는 단계, 및 상기 양분된 절단면을 배발생 조직 유도 배지에 접촉하도록 치상하여 배양하는 단계를 포함하는, 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for inducing embryogenic tissue from a seedless immature embryo of a Japanese brownwood, and more particularly, to a method for isolating and sterilizing an immature seed contained in a human scrotum A step of cutting off the seeds of the sterilized immature seeds and then cutting the seeds of the immature seeds from which the seeds have been removed into a longitudinal section and bisecting the seeds; and culturing the divided sections so as to contact the embryogenic tissue- The present invention relates to a method for inducing embryogenic tissue from an immature embryo of a seed tree.

일본잎갈나무(Japanese larch; Larix kaempferi)는 낙엽 침엽교목으로서, 우리나라에는 1904년에 일본으로부터 종자가 최초로 도입되어 전국각지에 식재되었으며, 현재 주요 조림 수종중의 하나로 현재 대단위 면적으로 식재되고 있다. Japanese larch ( Larix kaempferi ) is a deciduous needle tree. In Korea, seeds were introduced from Japan for the first time in 1904 and planted in various parts of the country. Currently, it is one of the main planting species and is currently being planted in a large area.

일본잎갈나무의 특성으로는 유시(幼時, juvenile) 생장이 빠르고, 30년 정도 자라면 ha 당 259 m3 정도의 목재를 생산하며, 건축, 토목 및 합판용재로 널리 이용되는데, 일본잎갈나무(낙엽송)의 묘목 생산은 주로 실생묘 생산이 거의 주를 이루고 있지만, 종자 생산이 5~6년 주기로 매우 큰 차이를 보여, 매년 규칙적인 종자의 생산이 불가능하다. The characteristics of Japanese mulberry trees are juvenile growth, and when grown for 30 years, it is 259 m 3 / ha The production of seedlings of Japanese larch (larch) largely depends on the production of seedlings, but the production of seeds is very different in 5 ~ 6 year cycle. It is impossible to produce regular seeds every year.

그 대안으로 삽목 방법이 있으나, 이 또한 삽수의 조직성숙 정도에 따라 발근율의 큰 차이를 보이며, 생산된 그 삽목묘는 몇 년간 사향성(斜向性)생장을 보이는 단점이 있다. 또한 다양한 모수의 다양한 유전적 특성으로 인하여, 클론 간에 발근율에 큰 차이를 보여 대량의 발근묘를 지속적으로 생산할 수 없다. As an alternative, there is a method of cutting, but this also shows a large difference in the rooting rate depending on the degree of tissue maturation of the cutting, and the produced seedlings have a disadvantage that they show a slanting growth for several years. In addition, because of the diverse genetic characteristics of the various parameters, there is a large difference in the rooting rate between the clones, and it is not possible to continuously produce a large number of rootstocks.

이러한 단점을 극복하기 위해 조직배양 기술을 통한 우량개체의 대량번식이 이용되고 있는데, 그중 체세포배 유도방법을 이용한 식물체 증식이 현재 임업 선진국에서 가장 많이 이용되는 방법이다 (Dong J.Z., Dunstan D.I. 2000. Molecular biology of somatic embryogenesis in conifers. In:Molecular Biology of Woody Plants. S.M. Jain and S.C. Minocha. Kluwere Academic Publishers Inc., Netherlands. vol. 1. p 51 87.; von Aderkas and Bonga, 2000, Tree Physiol. 20: 921-928). In order to overcome these disadvantages, mass propagation of high quality individuals through tissue culture technology has been used, among which plant propagation using somatic embryo induction method is the most widely used method in advanced forestry countries (Dong JZ, Dunstan DI 2000. Molecular 20, Tree Physiol., 20: 20-21, 1981. In particular, it has been found that, in the case of the somatic embryogenesis, 921-928).

또한, 생물공학 기술을 적용한 방법으로 체세포배를 시료로 이용하여 해충과 질병 및 환경 스트레스에 대하여 저항성이 있는 유전자를 세포내로 삽입시켜 신품종 개발에도 적용하고 있다. 그러나 체세포배를 유도하고, 발아를 시켜 완전한 식물체로까지 분화가 가능한 획기적인 기술임에도 불구하고 아직도 해결해야할 많은 문제가 있는데, 그중에서 가장 어려운 점이 미숙 재료로부터 그 재료가 되는 배발생 조직을 유도하는 것이다. In addition, biochemical techniques have been applied to the development of new varieties by inserting genes resistant to pests, diseases, and environmental stresses into cells using somatic embryos as samples. However, despite the breakthrough technology that can induce somatic embryogenesis and germinate into whole plants, there are still many problems to be solved. Among them, the most difficult thing is to induce embryogenic tissue which is the material from immature material.

상기 배발생 조직 유도의 정도는 미숙 종자내의 접합자배 발생 단계의 정도 및 모수의 유전자형에 따라 크게 좌우하는 것으로 알려져 있는데, 그 중 접합자배의 발달 단계가 가장 큰 영향을 끼치는 요인으로 보고하고 있는데 (Becwar 등, 1990, Can. J. For. Res. 20: 810-817), 많은 연구 보고가 이에 많은 초점을 맞추고 있다. The extent of the embryogenic tissue induction is known to be largely dependent on the degree of zygotic embryogenesis in the immature seed and the genotype of the embryo, among which the developmental stage of the zygotic embryo is the most influential factor (Becwar , 1990, Can. J. For Res. 20: 810-817), and many research reports focus on this.

침엽수종의 체세포배 연구는 Hakman et al., 1985, J. Plant Physiol. 121: 149-158)이 독일가문비 (Picea abies)의 미숙 종자배로부터 체세포배를 처음으로 유도하였으며, Larix속 수종의 체세포배 유도는 Nagmani와 Bonga (Can. J. For. Res. 15: 1088-1091 (1985))가 유럽낙엽송 (L. decidua)의 배유 (female gametophyte) 조직으로부터 배발생 조직을 처음으로 유도하였다. The study of somatic embryos of conifer species was done by Hakman et al., 1985, J. Plant Physiol. 121: 149-158)Picea abies), The somatic embryo was first induced from the immature seed embryo,LarixThe somatic embryo induction of the genus was performed by Nagmani and Bonga (Can. J. For. Res. 15: 1088-1091 (1985)) European larch (L. decidua) Were induced from the female gametophyte tissue for the first time.

또한, L. laricina (Klimaszewska 등, 1997, Can. J. For. Res. 27: 538-550), L.×leptoeuropaea (Lelu 등, 1994, Plant Cell Tiss. Org. Cult. 36: 117-127), L. occidentalis (Thompson and von Aderkas, 1992, Plant Cell Rep. 11: 379-385) 등의 수종에서 이루어졌다. In addition, L. laricina (Klimaszewska et al., 1997, Can. J. For Res. 27: 538-550), L. x leptoeuropaea (.. Lelu etc., 1994, Plant Cell Tiss Org Cult 36:. 117-127), L. occidentalis (Thompson and von Aderkas, 1992, Plant Cell Rep. 11: 379-385).

그 중 일본잎갈나무의 경우, 미숙배로부터 체세포배 발생 연구 (Kim et al. 1999, Plant Cell Tiss. Org. Cult. 55: 95-101), 그 후 ABA 및 삼투압제 효과 (Kim and Moon, 2007, Plant Cell Tiss. Org. Cult. 88: 241-245), TIBA 등의 항옥신류 첨가 효과 (김용욱, 문홍규, 2009, 한국식물생명공학회지 36: 230-235), 체세포배 유도의 배발생조직 라인 효과 (김용욱, 2010, 한국임학회지 99: 633-637) 등에 관한 몇 편의 연구 보고가 있다. In the case of Japanese brownwood, the somatic embryo development from immature embryo (Kim et al., 1999, Plant Cell Tiss. Org. Cult. 55: 95-101) , Plant Cell Tiss. Org. Cult. 88: 241-245), and the effect of addition of antioxins such as TIBA (Yong-Wook Kim, Hong-Gyu Hong, 2009, Line effects (Kim, Yong-Wook, 2010, Korean Journal of Aging 99: 633-637).

그러나, 상기와 같은 종래기술의 체세포배 유도에 사용된 배발생 조직 라인은 단 한 개만 사용됨으로써, 그로부터 생산된 클론 묘목의 유전 다양성은 없다고 해도 무방한 실정이다.However, since only one embryogenic tissue line is used for inducing somatic embryo transfer as described above, there is no genetic diversity of the clone seedlings produced therefrom.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 일본잎갈나무의 미숙 종자를 시기별로 채취 후, 미세절편(micro-section)하여 접합자배 발달 단계와 베발생조직 유도율과의 상관관계를 구명하고, 또한 접합자배의 배양 기법에 따른 배발생조직 유도율 간의 상관관계를 밝혀 다양한 배발생 조직 라인(line)을 최대한으로 많이 확보할 수 있는 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법을 제공하는 것이다. DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method of producing microbial seeds, And the correlation between the embryogenic tissue induction rate according to the culturing technique of the zygotic embryos was clarified and it was confirmed that the seedless immature embryo of Japanese brownwood, To provide a method for inducing embryogenic tissue.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, (a) 채취한 일본잎갈나무의 미숙 구과의 인편 속에 들어 있는 미숙 종자를 분리하여 표면 살균하는 단계, (b) 상기 표면 살균된 미숙 종자의 종피를 제거한 후, 상기 종피가 제거된 미숙 종자를 종단면으로 절단하여 양분하는 단계, 및 (c) 상기 양분된 절단면을 배발생 조직 유도 배지에 접촉하도록 치상하여 배양하는 단계를 포함하는 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법을 제공한다.(A) isolating and sterilizing the seeds immersed in the scallops of the germinated Japanese mulberry leaves, (b) sterilizing the surface seeds of the surface sterilized seeds, A step of cutting the immature seed from which the seed coat has been removed and cutting the seed into a longitudinal section and then bisecting the seed; and (c) cultivating the endogenous seed to contact the embryogenic tissue- Provides a method of inducing embryogenic tissue from a stomach.

본 발명의 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법에 의하면, 접합자배의 빌달 단계 및 시료의 배양 방법에 따른 높은 유도율의 배발생 조직 유도가 가능하기 때문에, 차후 다양한 라인의 배발생 조직으로부터 체세포배 유도 및 식물체 생산 또한 가능해 져, 다양한 일본잎갈나무의 신품종 육종이 궁극적으로 가능하게 된다. According to the induction method of the embryogenic tissue from the seedless immature embryo of the Japanese Lepticromaster of the present invention, it is possible to induce a embryogenic tissue of a high induction ratio according to the step of embedding the embryo and the method of culturing the embryo, Somatic embryo induction and plant production are also possible from the developing tissues, and new variety breeding of various Japanese brownwood trees becomes ultimately possible.

아울러 차후 유전자 조작 등의 첨단 생물공학 기법을 임업에 적용하는 것이 가능하고, 또한 산림 수종의 품종화를 통한 산림의 생산성 증진 등의 산림 자원화에 크게 기여할 수 있다.In addition, advanced biotechnology techniques such as genetic engineering can be applied to forestry, and it can contribute greatly to the forest resources such as the improvement of the productivity of the forest through the breeding of the forest species.

도 1은 일본잎갈나무의 종자미숙배 채취시기 별 배발생조직 유도율 효과를 나타낸 것이다.
도 2는 일본잎갈나무의 종자미숙배 배양기법에 따른 배발생조직 유도율 효과를 나타낸 것이다.
도 3은 일본잎갈나무의 종자미숙배로부터 발생중인 배발생조직을 나타낸 사진이다.
Fig. 1 shows the effect of embryogenic tissue induction rate on the seedless immature embryo harvesting time of Japanese brownwood.
Fig. 2 shows the effect of embryogenic tissue induction rate according to the technique of seedless immature embryo culture of Japanese brownwood.
Fig. 3 is a photograph showing an embryogenic tissue occurring from a seedless immature embryo of a Japanese brownwood.

본 발명은 (a) 채취한 일본잎갈나무의 미숙 구과의 인편 속에 들어 있는 미숙 종자를 분리하여 표면 살균하는 단계, (b) 상기 표면 살균된 미숙 종자의 종피를 제거한 후, 상기 종피가 제거된 미숙 종자를 종단면으로 절단하여 양분하는 단계, 및 (c) 상기 양분된 절단면을 배발생 조직 유도 배지에 접촉하도록 치상하여 배양하는 단계를 포함하는 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법에 관한 것이다.(A) isolating and sterilizing the seeds immersed in the scallops of the collected immature seeds of Japanese japonicus, (b) removing the seeds of the surface sterilized seeds, A step of cutting the seed to a longitudinal section and bisecting the seed; and (c) culturing the seed to contact the embryogenic tissue induction medium for cultivation. .

일본잎갈나무의 체세포배 유도 기술을 통한 클론묘 대량증식 기술 개발의 성공 열쇠는 체세포배 유도의 원천적인 재료가 되는 배발생 조직을 얼마나 효과적으로, 다량으로 유도하느냐에 그 성패가 달려 있다. 그것은 다양한 유전자형을 가진 배발생 조직수가 많을수록 그로부터 다양한 클론묘 생산이 가능하기 때문이다. The success of the development of clone seedling propagation technology through the somatic embryo induction technique of Japanese myrtle tree depends on the success or failure of inducing embryogenic tissue which is the original material of somatic embryo induction. This is because the more numerous embryogenic tissues with different genotypes, the more clonal seedlings can be produced from them.

침엽수종 중에서 가문비속(Picea)의 수종에서는 배발생 조직의 유도율이 60% 이상을 보고하고 있고, 심지어는 냉장 저장중인 성숙 종자로부터도 배발생 조직의 유도가 가능함을 보고하고 있다. 반면, 소나무속(Pinus) 수종의 경우 대체로 배발생 조직의 유도율이 낮은데, 이러한 수종 간의 특성에 따라 유도율은 현저하게 차이가 난다. Among the conifer species, Picea species are reported to induce 60% or more of embryogenic tissues, and even induce embryogenic tissues from mature seeds stored in refrigerated storage. On the other hand, in Pinus species, the induction rate of embryogenic tissue is generally low, and the induction rate is remarkably different according to the characteristics of these species.

낮은 배발생 조직의 유도율을 높이는 방법에는 다양한 식물배지 및 생장조절 물질 등의 첨가가 있으나, 무엇보다도 중요한 것은 배발생 조직의 유도가 시작되는 접합자배(종자배, zygotic embryo)의 발달 단계에 따라 크게 좌우되는데, 그 이유는 침엽 수종의 배발생 조직은 접합자배 혹은 접합자배에 붙어있는 배병(suspensor)으로부터 세포 분열로 시작되는데, 이때 조금이라도 접합자배가 성숙 단계에 접어 들면 그로부터는 더 이상의 배발생 조직의 유도는 기대하기가 힘들기 때문이다. Although various plant mediums and growth regulators have been added to improve the induction rate of low embryonic tissues, the most important factor is the development stage of zygotic embryo This is largely dependent on the fact that the embryogenic tissue of the conifers begins with cell division from the zygote or suspensor attached to the zygotic embryo, at which time the zygote embryo enters the maturation stage and, from then on, Because it is hard to expect.

본 발명의 상기 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법에서, 상기 미숙 구과의 채취 시기는 6월 첫째주 내지 6월 둘째주일 수 있다.In the method for inducing embryogenic tissue from the seedless immature embryo of the Japanese Lepticromaster of the present invention, the harvesting time of the immature embryo may be the first week of June or the second week of June.

본 발명의 상기 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법에서, 상기 미숙 구과의 채취 시기는 6월 3일 내지 6월 9일일 수 있고, 바람직하게는 6월 9일이 권장된다.In the method for inducing embryogenic tissue from the seedless immature embryo of the Japanese Lepticromaster of the present invention, the harvesting time of the immature embryo may be from June 3 to June 9, preferably June 9.

본 발명의 상기 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법에서, 상기 미숙 종자의 종자배는 원배(proembryo) 또는 구형배(globular embryo)일 수 있다.In the method for inducing embryogenic tissue from the seedless immature embryo of the Japanese Lepticromaster of the present invention, the seed embryo of the immature seed may be a proembryo or a globular embryo.

본 발명의 상기 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법에서, 상기 미숙 종자의 종자배가 원배인 경우는 미숙 구과의 채취 시기가 6월 첫째주일 때이고, 상기 미숙 종자의 종자배가 구형배인 경우는 미숙 구과의 채취 시기가 6월 둘째주일 때이다.In the method for inducing embryogenic tissue from the seedless immature embryo of the present invention, the harvesting time of the immature seed is in the first week in June when the seeds of the immature seed are in the centrifuge, , And the time of collection of the immature oocyte is the second week of June.

본 발명의 상기 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법에서, 상기 표면 살균은 상기 분리한 미숙 종자의 표면을 세척한 후, 에탄올에 0.5분~5분간, 바람직하게는 1~2분간 침지한 다음, 차아염소산나트륨 용액에 1~5분간, 바람직하게는 2~3분간 살균할 수 있다.In the method for inducing embryogenic tissue from the seedless immature embryo of the present invention, the surface of the immature seed is washed with ethanol for 0.5 to 5 minutes, preferably 1 to 2 Minute, and sterilized in a sodium hypochlorite solution for 1 to 5 minutes, preferably 2 to 3 minutes.

본 발명의 상기 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법에서, 상기 배발생 조직 유도 배지는 하기 표 1의 P6 배지 조성에, L-글루타민 1000 mg/L, 슈크로즈 30 g/L, 2,4-디클로로페녹시아세트산 2.0 mg/L, 6-벤질아미노퓨린 1.0 mg/L 및 0.2 %(w/v)의 젤란 검이 첨가된 배지일 수 있다.In the induction method of the embryogenic tissue from the seedless immature embryo of the present invention, the embryogenic tissue induction medium is selected from the group consisting of L-glutamine 1000 mg / L, sucrose 30 g / L , 2.0 mg / L of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, 1.0 mg / L of 6-benzylaminopurine and 0.2% (w / v) of gellan gum.

Figure pat00001
Figure pat00001

본 발명의 상기 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법에서, 상기 배양은 24~26℃, 바람직하게는 25℃ 및 암소의 배양 조건 하에서, 7~9주간, 바람직하게는 8주간 배양할 수 있다.In the method for inducing embryogenic tissue from the seedless immature embryo of the present invention, the culture is cultivated for 7 to 9 weeks, preferably 8 weeks, at 24 to 26 캜, preferably at 25 캜, Lt; / RTI >

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 하기 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the following examples are intended to illustrate the present invention, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

<< 실시예Example 1> 식물1> Plants 재료의 채취 Collection of materials

미숙 구과의 채취는 2013년 국립산림품종관리센터(충북, 충주)에 내 조성된 일본잎갈나무 채종원에서 6월3일부터 30일까지 1주 간격으로 클론 구분 없이 풍매 미숙 구과를 채취하였으며, 채취한 미숙 구과는 배양할 때까지 4℃에서 냉장 보관하였다. For the extraction of the immature oocyte, it was collected at the National Forest Cultivation Center (Chungbuk, Chungbuk, Korea) from June 3 to 30 at Jaejongwon, Korea. The immature oocytes were refrigerated at 4 ° C until they were cultured.

<< 실시예Example 2> 배양을2> Culture 위한 식물 재료의 멸균 소독 Sterilization of plant materials for

배발생 조직의 유도를 위한 시료의 조제는 우선 채취한 미숙 구과의 인편 속에 들어 있는 미숙 종자를 수술용 칼 (21호, Feather) 등을 이용해서 분리한 다음, 70% 에탄올에 1분간 침지한 후, TritonX-100이 몇 방울 첨가된 2% NaClO 용액에 2.5 분간 표면 살균한 다음, 멸균 증류수로 수차례 세척하였다. For the preparation of samples for induction of embryogenesis, first, the immature seeds contained in the scallop pieces of the immature saliva were separated using a surgical knife (No. 21, Feather), and then immersed in 70% ethanol for 1 minute , Surface sterilized in 2% NaClO solution with a few drops of Triton X-100 for 2.5 minutes, and then washed several times with sterilized distilled water.

그리고, 종자배의 발달 단계를 조사를 위한 시료는 미숙 종자를 채취 고정액에 침적시킨 후, 미세 박편으로 잘라 현미경하에서 관찰하였다.Samples for investigation of developmental stages of seed embryos were prepared by immersing immature seeds in a collection fixative, cutting them into fine flakes and observing them under a microscope.

<< 실시예Example 3> 배발생3> Embryogenesis 조직의 유도를 위한 배지 조성 및 조제 Preparation and preparation of medium for induction of tissue

미숙배로부터 배발생 조직을 유도하기 위한 배양 배지는 상기 표 1의 P6 (Teasdale et al. 1986) 배지를 기본 배지로 사용하였다. 상기 P6 기본 배지 조성에, 1000mg/L L-글루타민 (Sigma), 30g/L 슈크로즈, 식물생장 조절물질로는 2.0mg/L 2,4-디클로로페녹시아세트산(2,4-D) 및 1.0mg/L 6-벤질아데닌(BA)를 첨가하였다. The culture medium for inducing embryogenic tissue from the immature embryos was the P6 (Teasdale et al. 1986) medium of Table 1 as the basic medium. L-glutamine (Sigma), 30 g / L sucrose, 2.0 mg / L 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 1.0 mg / L 6-benzyladenine (BA) was added.

배지의 pH를 5.7로 조정하였고, 0.2 %(w/v) 젤란 검(Phytagel, Sigma)을 첨가하여 고형 배지로 조제하였다. The pH of the medium was adjusted to 5.7 and 0.2% (w / v) gellan gum (Phytagel, Sigma) was added to the solid medium.

이때, L-글루타민은 배지의 열소독이 끝난 후, 배지의 온도가 50℃ 정도로 식었을 때 따로 첨가하였고, 배지 분주는 87×15㎜ 크기의 플라스틱 페트리디쉬(SPL)에 15㎖ 정도 분주하여 상온에서 하룻밤 정도 굳힌 후 사용하였다.After heat sterilization of the medium, L-glutamine was separately added when the temperature of the medium was cooled to about 50 ° C., and the medium was dispensed into a plastic Petri dish (SPL) of 87 × 15 mm in an amount of about 15 ml, For one night.

<< 실시예Example 4> 배발생4> Embryogenesis 조직의 유도 및 증식 Induction and proliferation of tissue

미숙 종자를 배양하기 전에 우선 살균한 종자의 종피를 제거한 후, 배지의 표면에 평행하게 접하도록 치상하여 25℃, 암소의 배양 조건하에서 새로운 배지 교환 없이 8주간 배양하였다. Prior to culturing the immature seeds, the seeds of the sterilized seeds were first removed, and then impregnated in parallel with the surface of the medium. The seeds were cultured for 8 weeks at 25 ° C. under a culture condition of the dark without changing the culture medium.

유도한 배발생 조직의 증식은 P6 배지에 20g/L 슈크로즈, 2.0㎎/L 2,4-D, 1.0㎎/L BA, 1,000㎎/L L-글루타민, 0.4% 젤라이트가 첨가된 배지에서 2주마다 계대배양을 하면서 증식시켰다.The proliferation of the induced embryogenic tissues was examined in a medium supplemented with 20 g / L sucrose, 2.0 mg / L 2,4-D, 1.0 mg / L BA, 1,000 mg / L L-glutamine and 0.4% The cells were grown every 2 weeks with subculture.

<< 실시예Example 5> 미숙 종자의 채취 시기에 따른  5> Depending on the harvesting time of immature seeds 접합자배Zygotic sperm 발달 단계의 확인 Identification of developmental stages

미숙 종자의 채취 시기에 따른 접합자배의 발달 단계의 확인은 우선 미숙 구과로부터 해부용칼 (21호, Feather)을 이용해 배주인편 (bract)내에 붙어 있는 미숙 종자를 분리하였다. In order to confirm the developmental stage of the zygotic embryo according to the harvesting time of the immature seeds, the immature seeds in the bract were separated from the unripe embryo using a dissection knife (No. 21, Feather).

그 후 핀셋으로 종자를 세워 잡고, 11호 해부용칼을 이용해서 종자의길이 방향으로 정확하게 반으로 양분하여 절단하였다. 절단한 부위를 해부 현미경(Nikon) 하에 놓고 각 채취 시기별로 종자내의 접합자배의 발달 정도를 조사하였다. 조사 갯수는 채취 시기당 20개 정도를 관찰하였다.After that, the seeds were held with tweezers and cut using the No. 11 dissection knife to bisect exactly half the length of the seeds. The cleaved sites were placed under a dissecting microscope (Nikon) and the degree of development of the zygotic embryos in the seeds at each sampling time was examined. The number of irradiations was observed to about 20 per harvesting period.

<< 실시예Example 6> 미세  6> Fine 절편법(micro-section)에In the micro-section 의한  by 접합자배의Zygotic 발달 단계의 확인 Identification of developmental stages

먼저 전처리 과정이 필요하다. 각 시기별로 채취한 미숙 종자 10~15개의 종피를 제거한 후, 글루타르알데하이드(1.5%)와 파라포름알데하이드(1.6%)가 첨가된 인산버퍼 용액(0.05M, pH 6.8)에 보존하여 4℃의 냉장고에 3개월 정도의 고정화 과정을 거쳤다. First, a preprocessing process is required. Ten to fifteen seeds were removed from each seed stage and stored in phosphate buffer solution (0.05M, pH 6.8) supplemented with glutaraldehyde (1.5%) and paraformaldehyde (1.6% It was immersed in the refrigerator for about 3 months.

탈수 과정은 다른 농도로 이루어진 에탄올 시리즈로 이루어졌고, 탈수가 완료되면 Historesin(Technovit 7100, Kluzer, Germany)으로 조직속으로 침투시켰다. 텅스텐-카바이드의 마이크로톰으로 3 마이크로 두께의 조직 절편으로 잘라 Periodic acid-Schiff's(PAS) (0.1%)와 Toluidine blue O(0.05%)로 중복 염색을 시켜, 광학 현미경 (Leica D.M.R., Germany) 하에서 검경 및 사진 촬영을 수행하였다.The dehydration process consisted of an ethanol series of different concentrations, and when dehydration was complete, it was permeated into the tissues with the Historesin (Technovit 7100, Kluzer, Germany). The microtomes were cut into 3-μm-thick tissue sections with tungsten-carbide microtomes and stained with Periodic acid-Schiff's (PAS) (0.1%) and Toluidine blue O (0.05% Photographs were taken.

<< 실험예Experimental Example 1> 종자  1> Seeds 미숙배Immature 채취 시기별  By collection time 배발생Embryogenesis 조직 유도율 Tissue induction rate

2017년 6월 3일부터 6월 30일까지 1주 간격으로 미숙종자 자배 채취시기별 배발생 조직 유도율의 상관 관찰한 결과를 도 1에 나타내었다.Fig. 1 shows the results of correlation observation of embryogenic tissue induction rate by immature seed harvesting time at the interval of one week from June 3 to June 30, 2017.

도 1에서 보는 바와 같이, 최대 배발생 조직 유도율인 10.9%는 6월 9일경에 채취한 미숙 종자에서 나타났고, 그 후 6월 19일 시료에서는 2.6%로 급감하였으며, 6월 23일 이후부터는 배발생 조직의 유도는 전혀 이루어 지지 않았음을 알 수 있다. As shown in Fig. 1, the maximum induction rate of the embryonic tissue, 10.9%, was observed in the immature seeds collected on June 9, and then dropped to 2.6% in the samples on June 19, It can be seen that induction of embryogenic tissue was not performed at all.

채취 시기에 따른 종자배의 발달은 6월 3일(배발생 조직 유도율: 7.2%)의 시료에서는 가장 초기 형태인 원배(proembryo)만이 확인되었고, 6월9일(10.9%) 시료에서는 구형배(球形胚, globular embryo) 단계의 접합자배 만이 관찰되었다. The development of seed embryos according to harvesting time was confirmed only in proembryo which was the earliest type in the samples of June 3 (7.2% of embryogenic tissue induction rate), and in the samples of June 9 (10.9% (Globular embryo) stage zygotes were observed only.

그 후, 6월 19일(2.6%)에는 전자엽배(前子葉胚, precotyledonary embryo)가 관찰되었으며, 그 이후의 시기에서는 자엽배(子葉胚, cotyledonary embryo)만이 관찰되어, 6월 23일 이후에는 종자배의 발달이 거의 완료되었을 알 수 있다. Subsequently, on June 19 (2.6%), the electronic cottage (precotyledonary embryo) was observed, and only the cotyledonary embryo was observed in the subsequent period, and after June 23 It can be seen that the development of the seed embryo is almost complete.

따라서, 일본잎갈나무의 배발생 조직의 유도에 가장 적합한 종자 채취의 시기는 6월 9일이었으며 그때의 발달 단계는 구형배 단계가 가장 적합한 것으로 판명되었다. Therefore, the most suitable seeding period for inducing embryogenic tissue of Japanese brownwood was June 9, and the stage of development at that time proved to be most appropriate for the stage of development.

<< 실시예Example 7> 종자7> Seeds 미숙배의Immature 배양 기법에 따른  Depending on the culture technique 배발생Embryogenesis 조직 유도율 Tissue induction rate

최대의 배발생 조직 유도율을 얻기 위하여, 도 2와 같이 4 종류의 배양 방법으로 수행하였다. In order to obtain the maximum embryogenic tissue induction rate, four kinds of culturing methods were performed as shown in FIG.

도 2의 a 방법은 종피만 제거한 후, 배지위에 평형 상태로 배양한 방법이고, b 방법은 종피를 벗긴 종자의 양 옆을 칼집을 낸 후, P6 액체 배지에 24시간 침적시킨 후 고형 배지에 배양한 방법이며, c 방법은 종자의 자엽 부위를 약 30% 정도 잘라낸 후, P6 액체 배지에 24시간 침적시킨 다음 고형 배지에 배양한 방법이고, 마지막으로 d 방법은 종피를 제거한 후 종자를 종단면으로 양분한 다음, 절단면을 배지에 접촉시키는 방법이다.The method a in Fig. 2 is a method in which only the seed coat is removed and then cultured in an equilibrium state on the medium. In method b, the seeds are sieved on both sides of the seeds peeled off the seed coat and then immersed in a P6 liquid medium for 24 hours and then cultured in a solid medium The method c) is a method in which the cotyledon of the seed is cut to about 30%, the seed is dipped in a P6 liquid medium for 24 hours and then cultured in a solid medium. Finally, the d method is a method in which the seed is removed And then the cut surface is brought into contact with the medium.

상기 a 내지 d의 4 가지 방법으로 수행한 결과, d 방법으로 배양시 0.56%의 가장 높은 조직 유도율을 나타낸 반면에, 나머지 3가지 방법에서는 전혀 배발생 조직이 유도되지 않았음을 알 수 있다. As a result of the above four methods of a to d, the highest tissue induction rate was 0.56% when cultured with the d method, whereas none of the other three methods showed induction of embryogenic tissue at all.

이상에서 구체적인 실시예 및 실험예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예 및 실험예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. The scope of the invention is defined by the appended claims. It will be apparent that many modifications are possible by those skilled in the art.

본 발명의 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법에 의하면, 접합자배의 빌달 단계 및 시료의 배양 방법에 따른 높은 유도율의 배발생 조직 유도가 가능하기 때문에, 차후 다양한 라인의 배발생 조직으로부터 체세포배 유도 및 식물체 생산 또한 가능해 져, 다양한 일본잎갈나무의 신품종 육종이 궁극적으로 가능하게 될 수 있기 때문에, 본 발명이 속하는 기술분야에 유용하게 적용될 수 있다.According to the induction method of the embryogenic tissue from the seedless immature embryo of the Japanese Lepticromaster of the present invention, it is possible to induce a embryogenic tissue of a high induction ratio according to the step of embedding the embryo and the method of culturing the embryo, Somatic embryo induction and plant production are also possible from the developing tissues, and new variety breeding of various Japanese brownwood can be ultimately made possible, so that the present invention can be effectively applied to the technical field to which the present invention belongs.

Claims (7)

(a). 채취한 일본잎갈나무의 미숙 구과의 인편 속에 들어 있는 미숙 종자를 분리하여 표면 살균하는 단계;
(b). 상기 표면 살균된 미숙 종자의 종피를 제거한 후, 상기 종피가 제거된 미숙 종자를 종단면으로 절단하여 양분하는 단계; 및
(c). 상기 양분된 절단면을 배발생 조직 유도 배지에 접촉하도록 치상하여 배양하는 단계를 포함하는, 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법.
(a). Isolating and sterilizing the immature seeds contained in the scallops of the Japanese myrtle tree;
(b). Cutting off the seeds of the surface-sterilized seeds after cutting off the seeds of the seeds, removing the seeds from the seeds, And
(c). And culturing the two divided sections so as to contact the embryogenic tissue-inducing medium. The method of inducing embryogenic tissue from a seedless immature embryo of a Japanese brownwood.
제1항에 있어서, 상기 미숙 구과의 채취 시기는 6월 첫째주 내지 6월 둘째주인 것을 특징으로 하는, 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법. [Claim 2] The method according to claim 1, wherein the harvesting time of the immature oocyte is the first week of June to the second week of June. 제1항에 있어서, 상기 미숙 구과의 채취 시기는 6월 3일 내지 6월 9일인 것을 특징으로 하는, 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법. The method according to claim 1, wherein the harvesting time of the immature oocyte is from June 3 to June 9. 제1항에 있어서, 상기 미숙 종자의 종자배는 원배(proembryo) 또는 구형배(globular embryo)인 것을 특징으로 하는, 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법. The method according to claim 1, wherein the seeds of the immature seeds are proembryo or globular embryos. 2. The method according to claim 1, wherein the seeds of the immature seeds are proembryo or globular embryos. 제1항에 있어서, 상기 표면 살균은 상기 분리한 미숙 종자의 표면을 세척한 후, 에탄올에 0.5분~5분간 침지한 다음, 차아염소산나트륨 용액에 1~5분간 살균하는 것을 특징으로 하는, 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법.The method according to claim 1, wherein the surface sterilization is performed by washing the surface of the separated immature seed, then immersing in ethanol for 0.5 to 5 minutes, and then sterilizing in a sodium hypochlorite solution for 1 to 5 minutes. Induction method of embryogenic tissue from seedless immature embryo of. 제1항에 있어서, 상기 배발생 조직 유도 배지는 하기 표 1의 P6 배지 조성에, L-글루타민 1000 mg/L, 슈크로즈 30 g/L, 2,4-디클로로페녹시아세트산 2.0 mg/L, 6-벤질아미노퓨린 1.0 mg/L 및 0.2 %(w/v)의 젤란 검이 첨가된 것을 특징으로 하는, 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법.
[표 1]
Figure pat00002
The embryogenic tissue induction medium according to claim 1, wherein the embryogenic tissue induction medium is selected from the group consisting of L-glutamine 1000 mg / L, sucrose 30 g / L, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid 2.0 mg / A method for inducing embryogenic tissue from a seedless immature embryo of Japanese Leptocaroni, characterized in that 6-benzylaminopurine 1.0 mg / L and 0.2% (w / v) gellan gum are added.
[Table 1]
Figure pat00002
제1항에 있어서, 상기 배양은 24~26℃ 및 암소의 배양 조건 하에서, 7~9주간 배양하는 것을 특징으로 하는, 일본잎갈나무의 종자 미숙배로부터 배발생 조직의 유도 방법.The method according to claim 1, wherein the culturing is carried out for 7 to 9 weeks under culturing conditions of 24 to 26 占 폚 and darkness.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20070049889A (en) * 2005-11-09 2007-05-14 대한민국(관리부서 : 산림청 국립산림과학원장) Propagation method of japanese larch(larix leptolepis) through somatic embryogenesis technique
KR101471923B1 (en) * 2013-07-08 2014-12-11 대한민국 Embryogenic tissue induction from immature seeds in loblolly pine (Pinus taeda)

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