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생물학

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식물의 조직 및 기관배양 신초 대량 배양 생물반응기를 이용하여 무균의 신초를 대량 생산하기 위해서는 먼저 조직배양기술을 이용하여 목적으로 하는 식물체의 급속 대량증식에 관한 요인 실험이 이루어져야 한다. 생물반응기를 이용한 영양번식 재료의 급속 대량증식에 가장 적합한 수종은 기내에서 줄기의 신장이 잘 되며 기외 삽목이 가능한 수종이다. 일정량의 기내 신초가 형성되고 신장하면 줄기의 절간에 측아가 하나씩 붙어 있도록 준비하여 20L의 생물반응기에서 60~100개의 시료를 배양한다. 이때 생물반응기는 세포배양에 사용된 배양기를 사용하여도 무방하지만 대부분의 식물의 조직이나 기관이 액체 속에 침전되어 있을 경우에는 불량한 생육상태와 조직의 투명화가 심각하게 일어나므로 생물반응기 내에 배양 배지가 일정 기간 동안 들어갔다가 배지 저장고..
식물세포배양의 실제 시료의 준비 식물세포를 대량 배양하기 위해서는 먼저 적절한 조직이나 기관으로부터 캘러스를 유도하여야 한다. 초대배양에서 얻어진 캘러스를 구성하는 세포는 대부분 형태적으로나 생장속도면에 있어서 아주 불균일하므로 생물반응기를 이용한 배양에는 부적합하다. 따라서, 균일한 급속 생장 세포주의 선발이 필요하다. 대상 식물에 따라 다소 다르지만 초대배양 후 6개월 정도 캘러스를 계대 배양할 때 생장속도가 빠르면서 대체로 흰색 또는 옅은 노란색을 띠는 세포 덩어리를 육안으로 선발할 수 있다. 이러한 세포 덩어리만 따로 분리하여 지속적으로 계대 배양할 경우 생장속도가 빠른 세포주를 선발할 수 있는데 이러한 육안 선발법은 시간이 많이 소요되고 실험자의 주관적인 판단에 따라 효율이 달리 나타나는 단점은 있지만, 대체로 효..
세포배양에 의한 2차대사산물의 생산 최근에 식물세포에 기내에서 배양하여 유용 물질, 즉 식물세포의 2차 대사 작용에 의하여 생성되는 2차 대사산물을 획득하려는 시도가 활발하게 진행되고 있다. 이들 2차 대사산물은 생화학적 생태학적 면에서 볼 때 미생물이나 동물들로부터 식물체 자신을 방어하거나, 식물들 간의 먹이경쟁 또는 서식지 확보 등에서 우위를 차지하기 위하여 생산되는 것으로 대부분 생리활성물질로서 작용하기 때문에 관심이 커지고 있지만, 이들의 획득 방법은 최근 유기화학의 눈부신 발달에도 불구하고 화학적인 합성이 쉽지 않아 아직도 식물들이 화학적, 의학적으로 중요한 자원이 되고 있으며, 환경오염과 개발로 인한 자생지의 파괴와 계절, 장소, 기후 등의 재배조건에 따른 함량 변화, 생산비용 상승 등의 문제점이 있다. 따라서, 이러한 자원식물..
조직배양시 기내환경조절 미세 번식 기술을 이용한 식물 묘의 상업적인 생산이 세계적으로 보급되고 있다. 그러나, 미세 번식 기술에 의한 배양묘의 생산경비가 종래의 실생묘 또는 삽목묘의 생산비에 비하여 높기 때문에 주요 원예작물이나 조림용 수목 등의 묘 생산에 있어서 광범위한 이용은 아직 한정되어 있는 상태이다. 미세 번식과정의 생산비가 높은 이유는 인건비가 높으며 증식 과정에서 생장속도가 낮고, 배양 및 순화 과정에서 고사율이 높으며, 형태적, 생리적으로 비정상적인 소식물체가 많이 발생하기 때문이다. 미세 번식 기술의 상업적 이용에 있어서 인건비가 전생 산비의 1/2 이상을 차지하고 있다. 인건비가 차지하는 비율이 높은 이유 중의 하나는 조직배양 시 당을 첨가한 배지를 이용하기 때문에 배양기 내 병원균의 감염으로 인하여 오염 발..
감자와 오이의 조직배양 적용 감자 - 인공씨감자의 생산을 위한 감자의 조직배양방법은 이미 배양 체계가 확립되어 기업화되고 있으며, 농업기술센터 등에서 건전한 씨감자를 대량 생산하여 농가에 보급하고 있다. 모본으로 사용할 감자는 바이러스나 각종 병원균이 없는 우량한 것이어야 하며, 품종에 따라 모양, 색깔 등과 같은 외형적인 것뿐만 아니라 휴면 기간, 발아 특성, 생육 및 괴경 형성 등이 다르기 때문에 배양하고자 하는 품종에 따른 고유의 특성을 지닌 괴경을 선정한다. 배양 모괴경에 대한 바이러스 감염 여부의 정확한 진단이 필요하다. 바이러스 감염 여부를 확인하기 위하여 일반적으로 ELISA 검정법을 많이 사용하고 있지만, 최근에는 보다 정확한 진단을 위하여 RT-PCR 방법을 사용하기도 한다. 진단을 통하여 모식 물체가 바이러스에 감..
마늘과 딸기의 조직배양 마늘 - 병해충에 감염되어 있지 않은 건전한 인경구를 준비한다. 휴면이 타파되어 신초가 저장 인편 위로 약 2cm 신장한 인편의 뿌리 부분을 제거하고 증류수로 깨끗하게 세척한 다음 70% 에틸알코올로 1차 표면 소독을 한다. 저반부로부터 1cm 정도를 절단한 후 외과용 메스로 저장엽을 제거한 다음 무균상 내에서 3% NaOCl용액에 넣어 15분 동안 살균한 후 멸균수로 3~4회 세척한다. 배양할 정단 분열 조직의 크기는 약 0.5mm 이하로 하고, 엽원기는 1매를 부착하여 생존율을 높인다. 채취한 정단 분열 조직을 NAA 0.3mg/L, 2iP 2.0mg/L, 한천 8g/L 및 당 30g/L를 첨가한 MS 배지에 접종한다. 배양 4~5주일 후 신초의 분화가 시작되면서 어린 신초가 생장하면 6주일 간격으로..
조직배양 - 기관분화에 의한 대량증식(사과나무, 호두나무) 사과나무의 기내 증식에는 0.3~1.0cm의 줄기 정단이나 액아를 시료로 사용한다. 시료는 대개 치아염소산소나트륩용액으로 표면을 살균한 후 고체배지가 들어 있는 적당한 용기에서 배양한다. 배지는 주로 BA를 첨가한 MS 배지를 기본으로 사용하며, 옥신이나 지베렐린을 첨가하기도 한다. 사과나무속에서는 sorbitol이 주요한 전이 탄소원이기 때문에 자당이 더 효율적일 수도 있다. 그리고, 사과나무속에서 보이는 주요 페놀성물질인 플로리진과 그 분해산물인 플로로글루시놀은 수종에 따라 다르지만, 가끔 줄기의 생장과 발근을 배가시킨다. 새롭게 자란 액아 유래의 줄기를 절단하여 새 배지에 옮기고 다시 배양한다. 적당한 크기로 자란 줄기는 최종적으로 사이토키닌이 결여되고 IBA를 포함하는 다른 배지에 옮겨져 발근단계..
조직배양 - 체세포배 유도에 의한 대량증식(임목, 과수) 침엽수- 임목에 있어서 종자생산에 의하여 차대검정을 하는 데는 거의 20~30년이 걸린다. 하지만, 기내배양에 의하여 체세포배를 유도함으로써 차대검정에 걸리는 기간을 현저하게 단축할 수 있다. 최근에 초저온 저장기법의 발달로 체세포배를 오랫동안 액체질소에 저장할 수 있게 되었으며, 노르웨이가문비나무, 테에다소나무, 글라우카가문비나무 등에서 액체질소에 저장한 체세포배로부터 식물체를 재분화시켰다는 보고도 있다. 1985년 이래 침엽수의 체세포배 유도는 성공적으로 이루어지고 있으며, 체세포배로부터의 식물체 재분화는 글라우카가문비나무와 노르웨이가문비나무에서 가장 성공적이었으며, 유식물체까지의 발달은 미송과 테에다소나무에서 보고된 바 있다. 대부분의 경우 체세포배는 미성숙 또는 성숙한 종자에서 유도되었고, 노르웨..

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